Хажуугийн тогтвортой байдал: Гео тор - налуугийн чиглэлд хамгаалалт үзүүлэгч

Геоторууд налууг бататгах зарчим, механизм хэрхэн сайжруулдаг вэ?

Геоторын налууг бататгах зарчмыг ойлгох

Геоторууд механик хүрээлэн барьж налууг бэхэлдэг механик хүрээлэн барьж ба таталтын бат бэх -полимерээр хийсэн торуудыг ашиглан-ихэвчлэн HDPE эсвэл полипропиленээс хийсэн гурван хэмжээст матрицыг үүсгэдэг. Тулах хүч эсвэл үрэлтийн аргад тулгуурласан пассив бататгалын аргуудтай өөрөөр геоторууд идэвхтэй аргаар хүчдэлийг дахин тарааж, хөрсний бага зэрэг деформацийг зөвшөөрдөг бөгөөд динамик орчинд урт хугацаанд ажиллах чадварыг баталгаажуулдаг.

Механик заалдах ба хүчдэлийн мембраны нөлөө үйл ажиллагааны үед

Хөрсний ширхэгүүд геотораасны нүхнүүдэд баригдах үед инженерүүд механик заалдах гэж нэрлэдэг үзэгдэл болдог. Энэ процесс нь сул хуурамт хөрсний материалыг илүү хүчтэй, тогтвортой болгож хувиргадаг. Тэр же үед л тенсит мет буюу хүчдэлийн мембраны нөлөө гэгдэх нөгөө явц үлгэрлэж байна. Хазайх үед хазайх эхэлбэл геотораас растяжилтанд орж түүнийг зогсоох эсэргүүцэл үүсгэдэг. Судалгаа нь эдгээр хоёр нь хамтдаа геотехникийн загваруудын дагуу энгийн бэхжүүлээгүй хазайгуудыг бат бөх болгож өгдөг гэж харуулжээ.

Хөрс-Геотораасны харилцан үйлчлэл ба хүчлэгийн шилжих динамик

Сайн дэмжлэг авах гэдэг нь геосеткийн зураг төсөл, хэрэглэж буй хөрсний төрөл хоёрыг хооронд нь зохицуулах явдал юм. Энд хэд хэдэн чухал зүйлийг анхаарах хэрэгтэй. Шүвтээний нүхний хэмжээ нь хөрсний ширхэгтэй хамт ажиллах ёстой бөгөөд тэдгээрийн холболт нь хугацааны явцад тэсвэртэй байх, материалууд нь бодитоор нь хоорондоо бэхжин наалдаж байх, мөн ханцуйн зузаан нь хэр зэрэг байх ёстойг тодорхойлох хэрэгтэй. Бүгд зөв ажилласан тохиолдолд ачаалал хоёр чиглэлд тэгш хуваарилагдана. Нэгдүгээрт, хөрсний ширхэгүүдийг олон хөдөлгөхөөс сэргийлдэг хажуугийн чиглэлд дарах үйлчилгээ. Хоёрдугаарт, газрын сул хэсгүүдэд орж буй даралтыг багасгадаг вертикаль ачааллыг шилжүүлэх механизм. Эдгээр нийлмэл нөлөөллүүд нь газар нэгдмээр суухаас сэргийлж, тогтвортой байдалд нөлөөлнө. Мөн энэ нь бороо орж, дэлхий хөдлөх зэрэг давтагдах сорилтыг даан зогсоно.

Геосеткийн бэхжүүлэгч системийн материалын талаар

Геосеткийн материалын төрлүүд (HDPE, Полипропилен): Ажиллагаа, Бат бөх чанар

Хүчилтэй, шүлтлэг орчинд тэсвэртэй байх шаардлагатай үед инженерүүд ихэвчлэн сонгож буй материалууд бол полиэтилен, полипропилен юм. HDPE нь pH 2-оос 13 хүртэлх орчинд тэсвэртэй байдаг тул энэ материалыг уурхайн орчим, элсэрхэг нөхцөл бүхий цагааны амьдардаг. Полипропилен нь улиралд газар хөдөлгөөнтэй бүс нутагт ашиглахад онцгой давуу талтай. 2019 онд Лю тогтоож байснаар энэ материал нь дундаж цаг агаарын нөхцөлд 50 жил өнгөрсөн боловч анхны бат бөх чанарын 85% хадгалж байна. 2019 онд хэвлэгдсэн 'Journal of Applied Polymer Science' сэтгүүлийн судалгаагаар эдгээр материалыг ашигласнаар хэвийн налуугаас хөрсний хажуу зүгт шилжилтийг 75%-иар бууруулж болох нь тогтоогдсон.

Дэмжих хөрс, Зуурмаг түвшин, Гадна талын элементүүд

Эхний хойд тагтаа (2–50 мм шиг шүүлт) геосеткээр холбох боломжийг хамгийн их байлгана. Геоцогц буюу хайлуулсан чулуу ашигласан шүүрэлтийн давхарга нь гидростатик даралтыг бууруулж, шүүрэлтийн эрсдлийг ханасан нөхцөлд 60–80% бууруулна (FHWA 2022). Зууван тор бүхий босоо хашаа эсвэл бетон хавтангаар хийсэн гадаргуугийн гулзах үзэгдлийг урьдчилан сэргийлж, байгалийн орчинтой нийцэж байна.

Оновчтой налууг бэхжүүлэхийн тулд системчилсэн загвар зохион бүтээх

ISO 17396:2018-ийн дагуу зохицуулан суурилуулбал эдгээр элементүүд налуугийн тогтворжилтын үзүүлэлтийг 1.0-с доошгүйгээс 1.5-аас 2.5 хүртэл нэмэгдүүлдэг. Талбайн өгөгдлүүд ийм тогтолцоонууд нь традицион хадаан ханануудтай харьцуулахад урт хугацаанд 40% -иар бага арчилгааны зардал шаарддагийг харуулж байна.

Торны шийдлийн ашиг ба зардлын үр ашиг

Урт хугацаат налуугийн тогтворжилтонд бүтцийн давуу тал

Геотор нь түүний бат бөх бэхэлгээ нь газрын хажуугийн хөдөлгөөнийг 60% -иар бууруулж бүтцийн тэсвэрт чанарыг нэмэгдүүлдэг (Геосинтетик Институт, 2022). Түүний урт нь тэсвэрлэх чадварыг 40–50% нэмэгдүүлдэг жишээлбэл, замын сав газар, уурхайн тээврийн зам гэх мэт их ачаалал 25 кН/м²-с дээш бүхий орчинд.

Эхний хөрөнгө оруулалт өндөр байсан ч ашигтай байдал ба амьдралын циклээр хэмнэлт

Эхний үнийн өртөг нь энгийн чулуун хос хүрээлэгтэй харьцуулахад 15–25% өндөр боловч геосеткийн систем нь 30–50% цаашид мөнгө хэмнэнэ гэж тооцогдож байна. 2022 онд хийсэн судалгаагаар геосетээр бэхжүүлсэн налуугаар чулууны хэрэглээг 35% бууруулж, 10 жилийн турш тогтвортой байдал нь 98% байсан бөгөөд тээврийн төслүүдэд урт нэгж метр тутамд 120–180 ам.доллар хэмнэлттэй байжээ.

Амьд байдалтай холбоотой өвөрмөц үзүүлэлтүүд болон хадгалахад туслалцаа

Бетон барьц гантийн хананы хувьд геосет нь шинээр олборлох болон тээвэрлэх материалын хэмжээг багасгаснаар нийтлэг дэлхийн дулааралд нөлөөлөх 40% бага нөлөө үзүүлнэ. Мөн орон нутгийн хөрсийг ашиглах боломжийг олгох замаар тогтвортой хөгжилд нь дэмжлэг үзүүлдэг. Орчин үеийн HDPE геосет нь 75–100 жил үйлчилдэг ба бүрэн дахин боловсруулж болох учраас бүтээгдэхүүний дахин боловсруулалтын зорилттой нийцнэ.

Суурилуулах ажлын шилдэг арга зүй ба чанарын удирдлага

Геосет суурилуулах ажил: алхам алхмаар шилдэг арга зүй

Эхлээд зөв замын суурийн ажлыг хий. Талбайн бүх хог хаягдлыг арилгаад, дараа нь хөрсийг Прокторын нягтралын стандартын дор хаяж 95%-руу дүүргэж шах. Дараагийн алхам руу шилжихээсээ өмнө налуу ба түүний төлөвлөгдсөн хэмжээнүүд зөв байгаа эсэхийг шалга. Геосеткуларыг налуугийн дагуу бус, хөндлөнгөөр нь тавь. Цөмөг бүр 12-18 инч хүртэл давхцаж байрлах ёстой, ингэснээр тэдгээрийн холболтын цэгүүд сул талгүй байна. Эхний үед бүх зүйлийг бэхлэхийн тулд цинклэсэн J хэлбэрийн заан хайчийг нь ирмэгийн дагуу гурван фут тутамд нь суурилуул. Хойд талын хөрс дүүргэхэд зөвхөн өнцөг шидэг шаварлаг материалыг ашиглаж, шууд эхлүүл. 8-12 инч зузаан давхаргаар ажиллах ба, мөн үүнийг тус бүрээр нь вибрацын гулгуур ашиглан 90-95% нягтрал хүртэл шах. Хүнд машин механизмийг геосетны ил гарсан хэсгүүд дээр шууд эргүүлэхгүй байхыг санаж байгаарай, учир нь энэ нь ажиллагааны явцад геосетыг хялбархан ухрах эсвэл гэмтээх боломжтой.

Ерөнхий алдаатай талууд болон чанарын хяналтын арга хэмжээнүүд

Гурван ерөнхий суурилуулалтын алдаа нь ажиллагаанд урьдчилан сэргийлдэг:

Суурилуулсны дараа шалгалт хийх нь дараахь зүйлсийг агуулна ASTM D6638 уртрагийн бат бөх байдлыг баталгаажуулахын тулд өргөн зосон шинжилгээ хий (>80%). 45°-аас илүү налуу хажуугийн хувьд 15 фут тутамд утасгүй хүчдэлийн датчикуудыг суурилуулж, бодит цагт тарацын хүчдэлийг хяна

Бодит ертөнцийн хэрэглээ болон салбарын хүлээн зөвшөөрөх хандлага

Замын сандал, уурхай, элсэн дагуу хэрэглэх

Геоторгийг зам төмөр, уурхай, элсэн дагуу хэрэглэхэд налууг бат бөх байлгах зорилгоор өргөн хэрэглэдэг:

• Замын салбарт : АНУ-ын мужуудын замын албанаас 45°-аас илүү налуу хөндийн өргэнд геосеткээр бэхжүүлэх шаардлагатай гэж 72%-иас илүү шаарддаг
• Тосны Ажиллагаа : Хаягдлын цуварга унагахаас сэргийлж, тээврийн замыг тогтвортой байлгах замаар нэг талбайд жилд дунджаар 740 мянган ам.доллар хэмнэдэг (Ponemon, 2023)
• Эрэг орчмын хамгаалалт : Давсанд тэсвэртэй полимер сүлжээ нь усан бүсийг элэгдлээс хамгаалж, ургамлын сэргэлтийг дэмждэг

Туршлагын жишээ: I-70 холболтын замын налууг бэхжүүлэх ажил

2022 онд Колорадо мужийн замын алба нуруу бүсийн I-70 холболтын замын төслөөр өндөр хүчтэй полиэстер геосеткээр налуугийн аюулгүй байдлын хүчин зүйлийг 1.3-аас 1.8 хүртэл нэмэгдүүлсэн. Энэ шийдэл нь традицион хашаа барилгаас 40% бага хэмжээний уурхай шахах үйл явцыг бууруулж, хөлдөөн-хайлах циклийг даах чадвартай сайжруулсан шүүгээр урт хугацааны болон тогтвортой байдлыг сайжруулжээ.

Дүр тогтол: Уурхайн хожуу үеийн газар эргүүлэхэд хэрэглэх нэмэгдэж байна

Геосеткээр бэхжүүлэх аргыг одоо АНУ-ын 31 муж уурхайн өмнөх газрыг эргүүлэхэд заавал хэрэглэх болгосон бөгөөд энэ нь дараах зүйлсээс шалтгаалан хийгдэж байна:

Ирээдүйн үзэл баримтлал: Цаг агаарын эсэргүүцэх чадвартай дэд бүтцийн хэрэглээг өргөжүүлэх

ИЖХЗ-ын 68% инженерчлэгчид уурхай эсэргүүцэх дизайн (ASCE 2025) чиглэлд анхаарал төвлөрүүлж буй тул геоторын хэрэглээ 2030 он хүртэл жил бүр дунджаар 14% өснө гэж таамаглаж байна. Энэ өсөлт нь газрын хөрөнгө оруулалттай холбоотой зам, давирхай тогтоох систем, галын дараа нөхөн сэргээх газруудад хурдан, урт хугацаатай тогтвортой байдлыг хангах шаардлагатай байх болно.

Ихэнх асуултууд

Геотор гэж юу вэ, юу хийдэг вэ?

Геоторууд нь хөрсийг бэхжүүлэхэд ашигладаг полимерийн суурьтай тор юм. Тэдгээрууд нь механик хүчийг хязгаарлан, таталтын бат бөх байдлыг нэмэгдүүлэн хөрсний доторх хүчдэлийг дахин тархаана.

HDPE ба полипропилен нь геоторуудын хувьд хэрэглэгддэг материалын нэрс юу вэ?

HDPE ба полипропилен нь бат бөх чанар болон химийн эсэргүүцэлд давуу талтай тул ихэвчлэн сонгогддог. Тухайлбал HDPE нь хатуу амьдралын нөхцөлд тэсвэртэй байдаг бол полипропилен урт хугацаанд бат бөх чанарыг хадгалж байдаг.

Механик заалт ба таталтын мембраны нөлөө гэж юу вэ?

Газрын ширхэгүүд геоторжийн нүхэнд баптаж бэхжих үед механик заалт үүсдэг бөгөөд материалыг батжуулдаг. Хажуугийн шилжилт явагдах үед таталтын мембраны нөлөө нь эсэргүүцэл үзүүлж, тогтворжилтыг сайжруулахад нь хамтран ажилладаг.

Геоторжийн шийдэл нь традицил аргуудтай харьцуулахад зардал үр ашигтай юу?

Эхний үеийн зардал өндөр байсан ч гэсэн геоторжийн шийдлүүд нь засвар үйлчилгээ болон материалын хэмнэлтээс шалтгаалан амьдралын мөчлөгөөр хэмнэлттэй байдаг. Энэ нь орчин үеийн орчинд нөлөөгүй бөгөөд олон жил ашиглаж болно.