Нэг чиглэлт геосет: Монгол орны хөгжлийн талбайд хийх үүрэг

Нэг чиглэлийн геосеткийг ойлгох: Бүтэц болон гол механик шинж чанарууд

Нэг чиглэлийн геосетк – Нэг чиглэлд өндөр суналтын бат бэх

Нэг чиглэлт георешеткийн хүч нь зөвхөн нэг чиглэлд шууд явагдах полимер сийрэгт оршино. Эдгээр торнууд гол тэнхлэгийн дагуу метр тутамд 120 кН-аас илүү чангарлын хүчийг даах чадалтай. Эдгээр нь зөвхөн нэг чиглэлд бэхжүүлэлт хийдэг тул даралт нь тодорхой чиглэлээс ирдэг үед жижиглэгдсэн ханыг барьж, налууг тогтворжуулах зэрэг зүйлсэд маш сайн ажилладаг. Хоёр чиглэлт варианттай харьцуулахад эдгээр торнууд сийрэгтэй хооронд илүү урт нүхтэй байдаг нь материалын хэмжээг багасгаж, хөрсний жижиг хэсгүүдийг илүү сайн бэхлэхэд тусалдаг. Ийм учраас инженерүүд ихэвчлэн төсөв хязгаарлагдмал боловч үзүүлэлт чухал байх үед илүү дуртай сонголтоо энэ болгоно.

Полимерийн чиглэлээр ачааллын багтаамжийг сайжруулах механизм

Нэг чиглэлт геосеткийн хүч чийдийн молекулууд хэрхэн эгнэж байрснаас шалтгаалан тодорхойлогдоно. Үйлдвэрлэлийн явцад экструзийн болон суналтын процессын үед полимерийн гинжнүүд нэг чиглэлд тойрч байрлана. Энэ нь үндсэндээ хөрсний жижиг хэсгүүдийг барих цоорхой бүтэц үүсгэдэг. Механик холбооны нөлөө нь вертикаль чиглэлд ачаалал өгөх үед хөрсний хажуу зурагдаж тарахаас сэргийлдэг. Мөн энэ нь стрессийг илүү том гадаргуун дээр тараана. Нийлмэл материал дээр хийсэн туршилтууд энэ байршлын нь улмаас хэвтээ чиглэлд хөрсийг бэхлэхгүй үед бат бөх чанарыг ойролцоогоор 40%-иар нэмэгдүүлж чаддагийг харуулсан. Энэ нь барилгын төслүүдийн тогтвортой байдлыг ихээр сайжруулдаг.

Аж үйлдвэрийн ачааллын дорх сунгалтын хүч ба суналтын онцлог

Үйлдвэрийн нөхцөлд геосеткууд нь хүчтэй сунгалтын шинж чанар болон хязгаарлагдмал суналтын чадварын хооронд зохистой тэнцвэрийг барьж байх ёстой бөгөөд ихэвчлэн хамгийн их ачааллын үедээ суналтыг 12%-иас доош байлгах шаардлагатай. Нэг чиглэлтэй төрөл нь хүнд машин механизм ажиллах үеийн дахин давтагдах стресст сайн тэсвэрлэдэг. Урт хугацааны талбайн шалгуунаас үзэхэд хэлбэр өөрчлөлт маш бага байдаг бөгөөд ихэвчлэн үйлчилгээний нөхцөлд 10 жилийн дараа 2%-иас бага байдаг. Эдгээр материалууд илүүдэл суналтаас татгалзаж, хашлага бус задралыг саатуулдаг тул үйлдвэрлэлийн газрууд болон агуулахуудад замын бүтэц тогтвортой байхад чухал ач холбогдолтой, өдөр тутмын үйл ажиллагаанд тогтвортой газрын дэмжлэг шаардлагатай болдог.

Хөрс Бэхжүүлэх, Ачааллыг Тархуулах Механизмууд

Геосетгээр Хөрс Бэхжүүлэх, Хоорондоо Холбох: Гулсах Эсэргүүцлийг Нэмэгдүүлэх

Нэг чиглэлт геосеткийн салбартай загвар нь түүнийг тойрон буй элс, хялгасан жижиг хэсгүүдтэй механик баримтлах зураглал үүсгэж, хөрсийг тогтворжуулахад тусалдаг. Энд үлдсэн зүйл маш сонирхолтой юм - инженерчид найрмал материал гэж нэрлэдэг энэ харилцан үйлчлэл нь шахалтын эсэргүүцлийг агуулгатайгаар нэмэгдүүлж чаддаг. Зарим туршилтууд нь хүчирхийлэлгүй ердийн хөрстэй харьцуулахад ойролцоогоор 60% сайжруулалт гаргасан байдаг. Шалтгаан нь юу вэ гэвэл эдгээр сүлжээн дэх полимер нь гол стрессийн шугамын дагуу суналтын хүчийг дамжуулах чиглэлд тэгш хязгаарласан байдагт оршино. Үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд энэ маш их ашигтай учраас газар дээр хүнд даац байрлуулах үед геосеткийн жижиг нүхнүүд нь хөрсний жижиг хэсгүүдийн илүү их хөдөлгөөнийг үнэхээр зогсоодог. Энэ талын стрессын дахин тараалт нь газар дээр даралт үзүүлэх үед гэнэт муруйдаж, задарч болох байдалд хүргэдэг орон нутгийн гэнэтийн гэмтлийг зогсооход тусалдаг.

Жижиг хэсгийн давхаргын хязгаарлалт ба хажуу талын хязгаарлалт

Нээлттэй торны загвар нь хөрсний жижиг хэсгүүдийг хажуу талаас нь барьж байдаг бөгөөд газар шахагдах эсвэл ачаалал өртөх үед хажуу чиглэлд шилжих хөдөлгөөнийг багасгадаг. Энэ төрлийн хязгаарлалт нь хөрсний хэсгүүдийг илүү түгжрэхэд нөлөөлдөг. Үр дүнд нь Калифорни Бэрийн Харьцааны (CBR) туршилтаар хэмжсэн хөрсний хатуулаг чанар анхныхаасаа хоёр, гурван дахин нэмэгддэг. Контейнерын талбайн суурийн ажилд даралтыг ихэвчлэн 30-оос 50 килопаскаль хооронд байлгах нь ердийн дадал юм. Ийм түвшинд доод талын элс, чулуулаг материал маш хүнд зүйлсийг чин саадгүй даах чадвартай болдог – жишээ нь 10 тонноос дээш ачаа даасан машинийн тэнхлэгүүдийн даралт ч мөр гаргахгүй, цочирдохгүй.

Хүчлэлийн дахин тараалт ба ялгаатай суурьшлыг багасгах

Нэг чиглэлд чиглэсэн геосетку нь төвлөрсөн ачааллыг илүү том гадаргууд тараахад суурин хөрс дээрх босоо стрессийг 40%-иас 70% хүртэл бууруулдаг. Энэ нь олон жилийн туршид гэмтэл үзүүлэлтийг хянасан замын судалгаануудад ажиглагдсан. Криолит эсвэл торф шиг сул суурин хөрстэй газарт энэ үр дүн илүү тодорхой харагддаг бөгөөд батлан хамгаалаагүй хэсгүүд жигд бус хөндийрч, зарим тохиолдолд цэгүүдийн хооронд 50 мм-с их зөрүү үүсдэг. Өнгөрсөн жил гаргасан геотехникийн тайлангийн саяхны олдворуудыг үзвэл геосеткаар баталгаажсан үйлдвэрийн шаланд жилд квадрат метр тутамд $18-ийн хэмжээтэй засвар үйлчилгээний хэмнэлт гарч, деформац болсон гадаргуунуудын унаж гэмтэх асуудал багасдаг.

Үйлдвэрийн орчинд найдвартай байдал ба урт хугацааны үйл ажиллагаа

Химийн, биологийн болон физик хүчин зүйлсийн дор геосеткийн найдвартай байдал

Химийн бодисуудийн зөөлөн, микробиологийн өсөлт эсвэл физик элэгдэлтэй тулгарах үед нэг чиглэлд чиглэсэн геосетка байдал үнэхээр сайн ажилладаг. Полимер материал нь одоогийнх шинж чанарын судалгаагаар MDPI-ийн саяхны судалгаагаар хатуу цаг агаарт бараг 1000 хоног өнгөрсний дараа анхны хүч чадлын ойролцоогоор 95%-ийг хадгалж чаддаг. Өдөр бүр идэвхтэй химийн бодисуудтай ажилладаг үйлдвэрүүдийн хувьд ийм төрлийн бат бөх чанар нь ихээхэн ялгаатай болдог. Үйлдвэрлэлийн явцад ус төвлөрүүлэх нэмэлт бодисыг нэмэх нь өөр нэг ухаалаг дизайн юм. Эдгээр бодисууд нь гол төлөв усыг тусгаарлаж, бактерийн үржихийг саатуулдаг тул цаг хугацааны туршид биологийн задралын процессийг мэдэгдэхүйц удашруулдаг.

Нэг чиглэлд чиглэсэн геосетка – Идэвхтэй үйлдвэрийн орчин дахь бат бөх чанар ба үргэлжлэх хугацаа

Чиглэсэн полимерийн бүтэц нь түлшний гидрокарбид, хэт өндөр болон бага температурын хэлбэлзэл (-40°C-с 80°C хүртэл) ба давтамжтай ачаалал шиг ердийн үйлдвэрийн стрессийн эсрэг тэсвэрт чанарыг байгалийнх нь дагуу өгдөг. Хоёр чиглэлийн оронд нэг чиглэлийн геосеткийг химийн боловсруулах төхөөрөмжүүдийн хажуугийн барьц тогтоох хана зэрэг чиглэлтэй бэхэлгээ шаарддаг хэрэглээнд бүтцийн бүрэн байдлыг хадгалж чаддаг.

Үйлчилгээний хугацааг уртасгах, амьдралын циклийн зардлыг бууруулах: Урт хугацааны хяналтаас гарсан баталгаа

Туннан судалгаанд геосеткийг ашиглан бэхжүүлсэн ачааны машинуудын зогсох талбайг арван таван жилийн турш судалж, эдгээр суурьлуудын хувьд энгийн нүүрсний суурьтай харьцуулахад засвар үйлчилгээний зардлыг ойролцоогоор дөчин хувиар бууруулдаг байв. Хүчний даацыг дахин тараах арга нь мөн ихэд тус болсон бөгөөд ялгаатай суналтын асуудлыг ойролцоогоор шестьдесят хоёр хувиар бууруулсан. Энэ нь өнгөрсөн жилийн Structures Insider-ийн мэдээгээр хэвлээс хонхойлт үүсэхгүй байхын тулд хоёр арван тонны жинтэй ачааны машинууд дээр нь явж чадна гэсэн үг юм. Амьдралын мөчлөгийн хувьд үзэхэд мөн л ийм сонирхолтой үр дүн гарч байна. Геосетк хэрэгжүүлэхэд зарцуулсан доллар бүрт компаниуд урт хугацаагаар үргэлжлэх зам болон материал солих шаардлагыг багасгаснаар гурван долларын хэмжээгээр хэмнэлт олдог.

Үйлдвэрийн газар нутгийн хөгжлийн чухал хэрэглээ

Үйлдвэрийн талбайд нэг чиглэлт геосетк хэрэглэх: контейнерийн талбай ба агуулахын шал

Нэг чиглэлт геосеткүүд нь хүртэлмүүрийн замын сүлжээнд чиглэсэн чиглэлээрээ хүчтэй бөх болгох боломжийг олгох бөгөөд хүчирхийлийн даралтанд орох замд тулгуур болдог. Тэдгээр нь хүчирхийлийн замын газрын хөрсийг 60–70%-иар сайжруулдаг (Geosynthetics International, 2023). Агуулахын шалны хувьд чиглэлтэй хүч чавхдасны зам зураг дээрх ачааны машинуудын хөдөлгөөнд нийцэж, трещинуудын үүсэлтийг хязгаарлаж, 40 тонн жинтэй цэргийн систем доор 1.5–2.5% уян харимхайн деформацийг хадгалж чаддаг.

Үйлдвэрийн үйлдвэрлэлтийн өндөр ачаалалтай замын системүүд

Гал төвөгт үйлдвэрлэх үйлдвэрт хүртэл 140°F хүртэлх температурын тэсвэрт чадвар бүхий геосетийн нийлмэл материалын хүчилтөрөгчийн хүч 200 кН/м-ээс давж, дулааны циклд тэсвэртэй байна. 2022 оны 37 үйлдвэрийн газрын шинжилгээний дүнгээр геосетээр бэхэлсэн замд 5 жилийн турш энгийн бетон шалтай харьцуулахад 42% цөөн засвар хийгдсэн байна.

Төмөр замын салаа ба краны суурь: суурьны үйл ажиллагааг сайжруулах

Төмөр замын таслалд хэрэглэсэн нэг чиглэлт геосетка 3:1 харьцаатай ачааллын тархалтыг хангаж, 100 тонны локомотивын ачаалт дор балластын суналтыг 55%-иар бууруулдаг. Ганцрын краны талбайд хийсэн ажиглалтаар 100 тонны ачааг өргөх бүрт вертикаль чиглэлд 0.8–1.2 мм-ийн хөдөлгөөн гарч байгаа бөгөөд хүчирхийлэлгүй хувилбаруудтай харьцуулахад 65% бага юм.

Туршилтын жишээ: автомашин үйлдвэрийн цахилгаан шугаманд нэг чиглэлт геосетк хэрэглэснээр замын зузаан 40%-иар багассан

Автомашины үйлдвэрийн Түвшин 1-ийн нийлүүлэгч компани нэг чиглэлт геосеткийг өргөтгөлтийн төслөөрөө нэгтгэснээр 2.3 сая долларын зардлыг хэмнэсэн. Геосинтетикээр хүчирхийлсэн замын систем нь 80 тонны тээврийн хэрэгслийн ачааллыг OSHA стандартад нийцүүлэн даах чадвартай байсаар 350 мм-ийн зузааныг багасгасан. Барилга дууссаны дараах хяналт (2019–2023) 0.5 мм/жил суналтын хурдтай байгаа нь хажуугийн хэвийн замаас 83% бага юм.

Нэг чиглэлт геосетк хэрэглэхийн эдийн засгийн болон үйл ажиллагааны давуу тал

Нэг чиглэлт геосетк – засвар үйлчилгээний шаардлагыг болон зогсонгилох хугацааг бууруулдаг

Үйлдвэрийн талбайнууд геосеткийн нэг чиглэлт системийг ашигласнаар засвар үйлчилгээний хэрэгцээ буурч, үйл ажиллагааны саатал арилж ихээхэн боломж олддог. Эдгээр системүүд яагаад ийм сайн ажилладаг вэ? Полимерийн бүтэц тодорхой чиглэлд байрласан бөгөөд гадаргуу дээр ачааллыг илүү сайн тараадаг. Өнгөрсөн жилийн Geosynthetics International судалгаагаар хүчирхийлэл үзүүлээгүй энгийн гадаргуутай харьцуулахад энэ нь замын хонхор, трещиний асуудлыг ойролцоогоор 40 хувиар бууруулдаг байна. Контейнерийн талбайд энэ ялангуяа мэдрэгддэг. Геосеткиар баталгаажсан замын хучилт тогтмол тээврийн урсгалтай байсны дараа зөвхөн таван жилийн дотор ойролцоогоор 30% бага засвартай байдаг нь талбайн ажиглалтаар батлагдсан. Ийм тэсвэрт чадвар нь хүнд тоног төхөөрөмжийн хөдөлгөөнтэй өдөр бүр ажилладаг талбайн менежерт мөнгө болон цаг хэмнэх боломжийг олгодог.

Геосеткиар баталгаажсан ба баталгаажаагүй үйлдвэрийн замын өртөг-ашиг шинжилгээ

Замын системүүдийг харьцуулах үнэлгээ нь харуулж байна:

Геосеткийн хязгаарлалтын нөлөө нь нийлмэлийн зузааны шаардлагыг 25–35%-иар бууруулж, ачааллын тэвчих чадавхийг сайжруулдаг. Энэ нь дунджаар 2.7 жилийн өгөөжийн хугацаанд хүргэдэг бөгөөд бэхэлсэн зам нь индустрийн 78% хэрэглээнд амьдралын мөчлөгийн өртгийн үр ашгийг нэмэгдүүлж, уламжлалт загваруудаас илүү амжилттай байдаг.

Түгээмэл асуулт

Нэг чиглэлт геосетк гэж юу вэ?

Нэг чиглэлт геосетк нь барьж байгуулалтын хэрэглээнд руунаас авах хүч ба ачааллын тархалтыг сайжруулах зорилгоор нэг гол чиглэлд бэхэлгээ үзүүлэх зориулалттай геосинтетик материал юм.

Нэг чиглэлт геосетк хөрсний тогтвортой байдлыг хэрхэн сайжруулах вэ?

Нэг чиглэлт геосетк нь механик холбоо болон хажуу чиглэлд хязгаарлах механизм ашиглан хөрсний тогтвортой байдлыг сайжруулж, хазайлтын эсэргүүцлийг нэмэгдүүлж, хүнд ачааллын дор хөрс шилжихээс сэргийлдэг.

Индустрийн орчинд нэг чиглэлт геосетк ашигласнаар ямар давуу талууд гарах вэ?

Үйлчилгээний давуу талд хэт эсвэл биологийн хүчин зүйлд тэсвэрт чадвар сайтай, засвар үйлчилгээний шаардлагыг бууруулах, хүчирхийллийн дор илүү их нарийн ажиллагаа, хүчирхийллийн замд мөнгөн хэмнэлт орно.

Нэг чиглэлт геосеткуудыг өндөр температуртай орчинд ашиглаж болох уу?

Тийм ээ, нэг чиглэлт геосеткууд экстремист температурын хэлбэлзэлд тэсвэртэй бөгөөд ердийн үйлдвэрийн хүчин зүйлсэд тэсвэртэй тул өндөр температуртай хэрэглээнд тохиромжтой.

Нэг чиглэлт геосетк нь хоёр чиглэлт геосетктэй харьцуулахад хэрхэн ялгаатай вэ?

Хоёр чиглэлт геосеткоос ялгаатай нь, нэг чиглэлт геосетк нэг чиглэлд хүчирхийллийг нэмэгдүүлж, тодорхой барилгын шаардлагуудад нарийн ажиллагаа болон ачааллыг тараахад онцлог давуу талуудыг санал болгодог.