Геоторын барьц: налсны дэмжлэгт эрчим хүчний шийдэл

Геосеткийн бэхэлгээ бэхлэх ханын үйл ажиллагааг хэрхэн сайжруулдаг вэ?

Орчин үеийн геосеткийн бэхлэх ханын системүүд нь шохойн хөрс ба геосинтетик харилцан үйлчлэлийг инженерчлэлтийн аргаар налууны бат бөхөрчилөлтийн сорилтуудад хариулна. Эдгээр өндөр хүчтэй полимер сүлжээнүүд нь чангаах чадвар сайжруулсан нийлмэл материалыг үүсгэж, бүтэц бүрэлдэхүүнүүдийг хуучин арга замаас 40%-иар илүү үр дүнтэйгээр хажуу чиглэлд газрын даралтыг тэсвэрлэх боломжийг олгоно (Геосинтетик институт, 2023).

Бэхлэх ханын системд зориулсан геосеткийн механик

Геосеткүүд нь гурван үндсэн механизм ашиглан хөрсийг бэхэлнэ:

• Хажуу чиглэлд хязгаарлах – Сүлжээний нүхнүүд нь жижиг чулуулагтай холбогдон хөрсний жижиг хэсгийн шилжилтийг саатуулна
• Хүчдэлт мембраны нөлөө – Чангаруулсан геосеткийн давхаргууд төвлөрсөн ачааллыг дахин тараана
• Үрэлтийн идэвхжилт – Гадаргуугийн шохойлого нь геосет-хөрсийн зааг дээр хишгэнцэрийн эсэргүүцлийг үүсгэдэг

Эдгээр харилцан үйлчлэл нь элсэнцэр дүүргэвчийг бүхэл бүтэн бие болгон хувиргаж, нэг бүтэцтэй нэгж шиг ажиллуулдаг.

Геосеткийн бэхэлгээний үр дүнтэй ажиллахад нөлөөлөх гол хүчин зүйлс

50 жилээс илүү дизайн нас баригдлыг хангахын тулд тохиромжтой занхилгааны холболтын хүч (≈ 300 Н/м) болон хөрс-геосеткийн үрэлтийн өнцөг (>30°С) чухал үүрэг гүйцэтгэнэ.

Тохиолдолын судалгаа: Замын доторлогооны урт хугацааны тогтвортой байдал

Колорадо мужийн I-70 чиглэлийн дагуу байрлах 12 м өндөртэй хүчирхийлсэн хана нь цэвэршүүлэлт-хөлдөөлтийн 15 циклд дараа <5 мм вертикаль шилжилт үзүүлсэн бөгөөд деформацид тэсвэрт чанар нь хэвийн бетон шахуу хананаас 60%-иар илүү байв.

Хүчирхийлэлтгүй хөрсний системүүдэд давуу тал

• 75%-иар буургав ижил өндрийн хувьд шаардагдах суурийн өргөний
• 2.5– дээш газар хөдлөлийн ачааллын тэсвэрт чадал (MCEER 2022 шалгалт)
• 40%-иар хурдан модуль блокийн нийцэлчилсэн байгуулалт

Эдгээр инженерийн шийдэл нь хүндийн ханын оронд бетоныг 60% бага ашиглан өндөр барьц (30 м хүртэл) барьж боломжийг олгоно — экологийн хувьд мэдрэг бүсэд энэ нь маш чухал давуу тал юм.

Геосеткээр ханын налууг баталгаажуулах: Загварчлалын зарчим ба бодит нөлөө

Налуу газрын тогтвортой байдлын дутагдал, хөрсийг барих шаардлагыг ойлгох

Хэт нарийн налуу нь газар доорх ус нэвтэрч орох, налууг бүрдүүлж буй хөрсний төрөл зэрэг олон шалтгаанаар тогтворгүй болдог. Байгалийн уулсын хажуу эсвэл хүний гарын үйлдвэрлэсэн налуу хоёул жигд хөрсний удаан шилжилтийг эсвэл тохиромжтой нөхцөлд гэнэт уналтыг үүсгэх болно. Энэ асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд инженерүүд ихэвчлэн геосеткийн барьцаг ханыг ашигладаг. Эдгээр системүүд нь хөрсийг цэгцлэн дотор нь чангалах дэмжлэг үзүүлж, энгийн хөрсөөс илүү хүчтэй бүтэц үүсгэдэг. Геосинтетик институтын 2023 онд хийсэн судалгаагаар энэ арга нь гулсах эсрэг тэсвэрт чадлыг 40-60 хувь хүртэл нэмэгдүүлж чадна.

Ханын өндөр, налууны өнцөг, ачааллын тархалтын хичээл

Геосеткийн тогтворжуулалтын загварыг гурван чухал параметр тодорхойлдог:

• Хавтаны өндөр : 15 футаас дээш өндөртэй бүтэц нь вертикаль зайг 24" орчим байлгах олон давхар геосетк байршуулах шаардлагатай
• Налууны өнцөг : Геосеткийн хамгаалалтгүй 70°-ийн аюулгүй налалтыг геосеткиар бэхэлснээр 50° хүртэл бууруулна
• Ачааллын үржигдэхүүн : Тээврийн хөдөлгөөний бултирах хөдөлгөөн болон нэмэлт ачаалт нь геосеткийн шахагдах чадварыг 25–35%-иар нэмэгдүүлдэг

Өгөгдөлд үндэслэсэн үр дүн: суурин уналтын тоо багасчээ

142 ширхэг замын ханыг 7 жилийн турш судалсан судалгаа геосеткиар бэхэлсэн хананд суурин уналтаас засвар 83% бага хийгдсэн гэж зааж байгаа. 2022 оны Ханы тогтвортой байдлын тайлангийн мэдээгээр энэ нь геосетки нь сул хөрсний бүсээс хүчдэлийг дахин тараах чадвартай байдагтай холбоотой юм.

Газрын шороо унах, элэгдэл ихтэй орчинд геосеткийг хэрэглэх

Цагаан хадны ирмэгийг бэхлэхээс эхлээд уул уурхайн зам хүртэлх хэрэглээнд геосетки нь жилдээ элэгдлээс үүсэх дундын эдийн засгийн 1.2 тэрбум долларын хорогдлыг саатуулдаг. Усны түвшин циклээр өөрчлөгдөх талбайд геосетки ялангуяа үр дүнтэй ажилладаг нь энгийн бетон бүтээцүүдийг чийгшилт муудалтаар суларгадаг.

Геосеткиар бэхэлсэн хана барих системийн тэгш хандлагат давуу тал

Барилгын ажилд геосинтетик материалын экологийн давуу тал

2023 оны FHWA-ийн судалгаа нь геосетк багана хашлага нь уламжлалт барилгын арга барилаас харьцуулахад барилгын нийт гарцыг ойролцоогоор 60% хүртэл бууруулдаг болохыг харуулсан. Гэрийн онцлог торны загвар нь ургамал өсөх боломжийг олгох бөгөөд энэ нь ихэвчлэн хэрэглэдэг хүнд пластик саатууруудыг шаардамгүйгээр хөрсний элэгдлийг естойгоор саатуулдаг. Гэсэн хэдий ч бетон нь дэлхий даяарх нийт нүүрстөрөгчийн хийн гарцанд жилд ойролцоогоор 8% эзлэх тул хамгийн том асуудал хэвээр байна. Энэ талаар Чатем Хаусын өнгөрсөн жилийн судалгаа гэрчилж байв. Геосетк систем нь дахин боловсруулсан пластикээр хийгддэг, мөн барилгын талбайд байгаа хөрсийг үр дүнтэй ашигладаг тул өөрөө өөрөө ялгаатай ажилладаг. Үүний дүнд замаар шинэ материал тээвэрлэх шаардлагыг дөрвөлжилсөн хүртэл бууруулах боломжтой.

Уламжлалт бетон хашлага соёсоноос харьцуулсан

Бетоны ханандаа их хэмжээний цемент, гангийн бэхэлгээ шаардлагатай бол геосеткийн системүүд материал ашиглалтыг 90% багасган ижил ачааллын багтаамжийг олж авдаг. 2023 оны налуугийн тогтвортой байдлын судалгаанд бетоны хананд тохиолддог дулааны хөргөлтөөс үүсэх асуудал ба засварын шаардлага бага учир геосеткийн бэхэлгээтэй бүтэц 10 жилийн турш 30% хямд байдаг нь тогтоогдсон.

Амьдралын мөчлөгийн шинжилгээ: Бат бөх чанарын асуудлууд ба урт хугацааны тэгш хандлагат байдал

Зөв суурилуулсан геосеткийн систем 50 жилийн дараа ч гэсэн суналтын хүчийг 95%-иар хадгалдаг (ASTM-ийн хурдасгасан нас баруулах туршилт, 2021), энэ нь трещин, хөлдөөнөөс хөндийрч задардаг бетон хананаас илүү давуу талтай. Эхний үнэ нь квадрат фут бүрт дунджаар $18–$22 байдаг бол энгийн бетоны хувьд $15 байдаг ч гэсэн, засварт ба солилтоос зайлсхийснээр үүсэх амьдралын мөчлөгийн хэмнэлт 40%-с давдаг (USACE 2022).

Ногоон барилга, нөлөөллийг багасгах хөгжилд оролцож буй үүрэг

LEED-ийн сертификаттай төслүүд нь борооны ус шүүрэх, ойролцоох орчин хадгалах чадварын тулд геосеткийн ханыг боловсронгуй болгож байна. Хотын шавар бүсэд эдгээр систем нь шүүрдэггүй хувилбараас харьцуулахад урсгалын хурдыг 65%-иар бууруулдаг бөгөөд үндэсний бэхжлийг дэмждэг тул инженерийн болон экологийн шаардлагыг хоёуланг нь хангах хоёр шийдэл болдог.

Ургамалжуулсан барьц, ногоон дэд бүтцийг нэгтгэх

Ургамал, геосеткийн бэхэлгээтэй бүтээцүүдийн хоорондын ажиллагаа

Ургамал геосеткийн бэхэлгээтэй нэгдэн өсөх үед тэдний язрууд нийлэмжийн материалтай хамтран ажиллан налууг илүү тогтвортой болгоно. Язрууд нь пластик сүлжээний бүтцэд баригдан, газарт дахь хүчийг тархан түгээх бөгөөд хөрсийг дангаар нь байх шигээс илүү сайн холбож өгдөг. Сүүлийн жилийн Геотехникийн инженерчлэлийн сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаагаар энэ хослол хөрсний хүчийг ойролцоогоор 40 хувиар нэмэгдүүлж чаддаг байна. Нөгөө нэг их давуу тал бол эдгээр системүүд усыг ханаарын ард цуглахыг зөвшөөрөхийн орондоо хөрсний дотор ердийн байдлаараа хөдөлгөөнтэй байлгаж чаддаг явдал юм. Энэ нь маш чухал учир нь цугласан усны их даралт нь ердийн барьцны ханануудыг хугацаа өнгөрөх тутамд гэнэт унагахад шалтгаалдаг.

Экологийн хувьд мэдрэг ба хотын бүсэд элэгдэл арилгах

Ургамал бүхий геосеткийн хананууд нь тав тамир, хотын наллууд шиг мэдэрштгэх орчны аралдуудад хөрсний элэгдлийг 60–75% хүртэл бууруулдаг. Хоёр үйлдэлт механизм нь дараах байдлаар ажилладаг:

• Язрын бэхэлгээ : Орон нутгийн нимгэн трав, сөөгнүүд хөрсний жижиг хэсгүүдийг хооронд нь холбодог
• Сунгах бэхжүүлэлт : Геосеткийн давхаргууд нь хүртэл 25 кН/м хүртэлх түүний стрессийг эсэргүүцдэг

Эдгээр системүүд нь бороо орох үед урсгалын зам руу хурдасны 52%-иар буурахад нөлөөлсөн байдаг тул усны аюултай бүсэд тусгайлан үр дүнтэй байдаг.

Ногоон хажуутай боолтын ханын эстетик болон экологийн давуу тал

Бүтцийн үзүүлэлтээс гадна, ургамлаар хучсан ханууд нь инфраструктурыг олон янзын орчин үүсгэх боломжийг бий болгодог:

Одоо үед Копенгаген ба Портланд хотууд нийтийн барилга байгууламжийн ажлуудад ногоён толбын хашлага шаардаж эхэлсэн. Хотын төлөвлөгчид өнгөрсөн жилийн Хотын Тэгш хандлагат чанар судлалын тайлангийн дагуу квадрат метр тус бүр жилд ойролцоогоор 18-22 кг нүүрстөрөгчийн задассыг барих боломжтой гэж зааж байна. Гэх мэтчилэн, хүмүүс ямар нэг зүйл ялгааг мэдрэж байгаа юм шиг. Судалгаа нь ийм ногоён хашлага бүхий газарт амьдардаг хүмүүс өөрсдийн орчны талаар 34% илүү сайн мэдрэмж төрдөг гэж харуулсан. Та бидний байнга харж байдаг улаан туслангийн цементтэй харьцуулахад хэн ч өдөр тутамд ингэж харахыг хүсэхгүй биз дээ. Бид шалгалт хийсэн орчин үеийн ихэнх хороонууд (буюу ойролцоогоор 89%) аль хэдийн эдгээр хашлагын дагуу ургасан ургамлыг харахыг илүүд үздэг.

Хэсэгчилсэн хашлага барилгын системүүдийн (SRWS) загварчлал, суурилуулалтын зөв аргачлал

Нарийн, тогтворгүй налуучлалын хашлага барилгын зарчим

45 градусаас илүү налуу байх ханын зураг авалт зохион байгуулах үед инженерүүд шахалтын бат бэхийг шинжилж, ачааллыг тараах загварыг эхлээд анхаарч үзэх ёстой. 2023 оны геотехникийн судалгаагаар геосеткийн давхаргын зайг зохицуулан тохируулах нь бат бэхгүй системүүдтэй харьцуулахад налуугийн тогтвортой байдлыг хамгийн ихдээ 70%-иар нэмэгдүүлж чадна гэж харуулсан. Гол зохиомжийн параметрүүд бол:

• Налуу өнцгийн харьцаа геосеткийн урт (налуу газарт 1:0.7-с багагүй)
• Хөрсний пластикжилтийн индекс дээр суурилсан нийлмэл сунгалтын бат бэх
• Ханын нэгж ба геосеткийн давхаргын хоорондын холболтын дэлгэрэнгүй мэдээлэл

Геосеткийн бат бэхтэй SRWS дахь усны удирдлага

Үр дүнтэй усны удирдлага нь гидростатик даралт бий болохоос сэргийлдэг бөгөөд энэ нь ханын 62% -ийн гэмтлийн гол шалтгаан юм (Геотехникийн инженерчлэлийн сэтгүүл, 2022). Хамгийн сайн арга замуудад дараахь зүйлс хамаарна:

Геосетканы суурилуулалт болон ачааллын үр дүнтэй ашиглалтын сайн дадал

Геосетканы барьцны ханын талбайн шалгалтанд дасгалд суурилсан ажиллагааны аргачлалд дараахь зүйлийг оруулна:

1. Дэлгэх чиглэл : Ханын түсэд үргэлж перпендикуляр байх ёстой
2. Таталтанд хадгалалт : Хойд дүүргэлтийн үед ойролцоогоор 3% суналт
3. Давхардлын шаардлага : Сейсмик бүсэд хоёр чиглэлд чиглэсэн торын хувьд хамгийн багадаа 18" шаардана

95% Прокторын нягтралд хүрэх зохицуулсан шахалтын процесс нь стандарт арга байдлаас харьцуулахад барьж дуусгаад дараах суналтыг 40%-иар бууруулдаг.

Хамгийн түгээмэл алдаанууд ба урт хугацааны бүтцийн бат бөх чанар

SRWS төслүүдийн хамгийн түгээмэл суурьшилтын алдаанууд дараахь зүйлсэд хамаатай:

• Суурин бэлтгэл муу (урьдчилан хугацаа хэтэрч гэмтэх тохиолдлын 23%)
• Геоторын зөв дуусгалтгүй байдал (бүтцийн дутагдалд ноёрхогчдын 17%)
• Полимер торны сонголтонд удаан хугацаанд суумтгах эсэргүүцлийг анхаарахаа больсон

Хана болон 1.5°-аас илүү хазайх, мөн шүүрлийн системийн үйл ажиллагаанд чиглэсэн энгийн шалгалтууд нь 50+ жилийн үйлчилгээний хугацаанд дизайнчлалын үзүүлэлтийг хадгалахад тусалдаг.

Түгээмэл асуултууд (FAQ)

Хадны хана дахь геосеткийн бэхэлгээ гэж юу вэ?

Геосеткийн бэхэлгээ нь хадны ханын тогтвортой байдлыг сайжруулах, ажиллагааг дэмжихийн тулд шороонд интеграци хийгдсэн өндөр хүчтэй полимер сүлжээг ашиглахыг хэлнэ.

Геосеткийн бэхэлгээ шорооны элэгдлийг хэрхэн саатуулдаг вэ?

Геосеткүүд шорооны жижиг хэсгүүдтэй хоорондоо холбогдож, ургамлын янз бүрийн үндэс нэвтрэн орох боломжийг бий болгох бөгөөд ийм байдлаар нэгдсэн систем үүсч, шороог бэхжүүлж, элэгдлийг бууруулдаг.

Геосетктэй хадны ханын экологийн давуу талууд юу вэ?

Геосетктэй ханууд барилгын материал, нийлүүлэлтийн шаардлагыг бууруулах, дахин боловсруулсан пластик ашиглах, ургамлын өсөлтийг дэмжих, мөн шорооны естэй холбоотой асуудлыг естэйгээр шийдвэрлэхэд тусалдаг.

Геосетктэй хадны ханын үйлчилгээний хугацаа хэд вэ?

Зөв суурилуулсан геосеткийн систем ихэнх чангалах хүч чадлаа 50 жилийн турш хадгалж чадна.

Геосеткийн системийг усны үерийн бүсэд ашиглаж болох уу?

Тийм ээ, геосеткийн систем нь усны урсгалын хурдыг бууруулж, үндэстэй налууг дэмждэг тул усны үерийн бүсэд үр дүнтэй ажилладаг.