ژئوسنتتیک

ژئوسنتتیک ها از چه چیزی ساخته شده اند؟

ژئوسنتتیک ها را می توان از انواع مختلفی از پلیمرها تهیه کرد، با این حال محبوب ترین آنها

عبارتند از پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)، پلی پروپیلن (PP) و پلی استر (PET).

اصلاح کننده ها به ترکیب پلیمری استفاده می کنند تا ویژگی های مطلوبی مانند مقاومت

در برابر هوا و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش را ایجاد کنند.

سایر پلیمرها مانند آرامیدها یا پلی وینیل الکل (PVA) برای کاربردهای بسیار تخصصی که به استحکام بسیار بالایی نیاز دارند استفاده می شوند.

وظایف ژئوسنتتیک ها

ژئوسنتتیک ها هشت عملکرد اصلی را در رابطه با مواد زمین مانند خاک و سنگ انجام می دهند (از این رو پیشوند “geo”). اینها از تثبیت خاک تا مهار مایعات متفاوت است. برخی از محصولات برای ارائه بیش از یک عملکرد طراحی شده اند

که با کاهش تعداد محصولات مورد نیاز به صرفه جویی در زمان و هزینه کمک می کند.

پایدارسازی

در جایی که از ژئوسنتتیک ها برای تثبیت خاک های دانه ای استفاده می شود،

این معمولاً از طریق یک مکانیسم به هم پیوسته رخ می دهد. برای مثال، در ژئوگریدها، روزنه‌های بین دنده‌ها به سنگ‌دانه‌ها اجازه می‌دهد

تا از بین بروند و در هم قفل شوند و مواد سنگدانه را محدود کنند. به شرطی که ژئوگرید

دارای اتصالات قوی و دنده هایی باشد که در کرنش کم سختی بالایی ارائه می دهند، حرکت ذرات خاک را می توان به حداقل رساند

و رفتار مکانیکی خاک را بهبود بخشید. این تثبیت مکانیکی یک لایه کامپوزیت ایجاد می کند که در برابر تغییر شکل قوی تر و مقاوم تر است.

تقویت

ژئوسنتتیک هایی که سختی و استحکام بالایی دارند، مانند انواع خاصی از ژئوگریدها و برخی ژئوتکستایل ها، می توانند

خواص مکانیکی توده خاک را با افزودن یک عنصر تقویت کننده که استحکام و مقاومت در برابر تغییر شکل را افزایش می دهد، بهبود بخشند.

استفاده از ژئوسنتتیک‌ها که عملکرد تقویتی را ارائه می‌کنند، مهندسان را قادر می‌سازد

تا خاکریزهایی را روی پایه‌های نرم بسازند و شیب‌های زمینی با زوایای شیب تندتر ایجاد کنند.

زه کشی

ژئوسنتتیک های زهکشی را می توان برای از بین بردن فشار منفذی زیر خاکریزها،

رهگیری آب های زیرزمینی در شیب ها یا پشت سازه ها و ایجاد زهکشی لبه به روسازی جاده ها استفاده کرد.

ژئوسنتتیک های زهکشی معمولاً ژئوکامپوزیت هایی هستند که معمولاً یک هسته زهکشی ژئونت را با یک یا چند لایه ژئوتکستایل ترکیب می کنند. آنها قادرند آب (و سایر مایعات یا گاز) را از طریق ساختار خود به یک کلکتور یا فضای باز منتقل کنند.

زهکشی خوب برای جاده ها ضروری است زیرا آب زیر سطح می تواند

منجر به نرم شدن خاک های زیرین و در نهایت از دست دادن استحکام در ساختار جاده شود.

کنترل فرسایش

کنترل فرسایش عمل محدود کردن آسیب به زمین در اثر عمل باد یا آب است. هنگامی که لایه بالایی زمین فرسایش می یابد،

رشد مجدد زمان زیادی طول می کشد و اینجاست که ژئوسنتتیک های کنترل فرسایش وارد می شوند تا به طبیعت کمک کنند.

ژئوسنتتیک های کنترل فرسایش، معمولاً به شکل حصیرهای چند لایه، فرسایش خاک ناشی از برخورد قطرات آب و رواناب سطحی را کاهش می دهند. برخی از محصولات ترکیبی از مواد مصنوعی با مواد طبیعی برای حفظ رطوبت بیشتر برای تشویق رشد پوشش گیاهی هستند.

در مناطقی که زمین در معرض جریان آب یا بارندگی است، ژئوسنتتیک های کنترل فرسایش برای محافظت از لایه بالایی خاک،

تشویق پوشش گیاهی به رشد و جلوگیری از از دست دادن خاک در آینده ایده آل هستند. این امر به ویژه در مناطقی از آب و شیب های خاکریزی رایج است.

فیلتراسیون

ذرات خاک، به ویژه ذرات ریزتر، می توانند با عبور آب از خاک منتقل شوند. ژئوسنتتیک‌های فیلتراسیون، معمولاً ژئوتکستایل‌ها، برای حفظ ذرات خاک در سمت بالادست فیلتر طراحی شده‌اند، در حالی که اجازه می‌دهند آب آزادانه از آن عبور کند. حتی ذرات ریز خاک را می توان به دلیل اثر “پل” ذرات بزرگتر در سمت بالادست فیلتر حفظ کرد. بنابراین فیلتراسیون با جریان آب یک طرفه موثرتر است.

خواص فیلتراسیون ژئوتکستایل ها را می توان با تغییر نوع و چگالی الیاف و ضخامت و ساختار پارچه طراحی کرد. آنها اغلب با یک هسته زهکشی به شکل یک ژئوکامپوزیت ترکیب می شوند. محصولات مهندسی شده مناسب ممکن است برای جلوگیری از

مهاجرت خاک به لایه‌های زه‌کشی یا زهکش‌های پر از شن، یا برای کاربردهای حیاتی زیر حفاظت از پارگی در رودخانه یا کارهای ساحلی استفاده شوند.

جدایش، جدایی

برای عملکرد به عنوان جداکننده، ژئوسنتتیک باید از مخلوط شدن خاک با توزیع اندازه ذرات مختلف جلوگیری کند و

باعث از بین رفتن یکپارچگی ساختاری شود.

جداسازی یک عملکرد مورد نیاز در بسیاری از کاربردها است، اما برای لایه‌های جاده‌ها و روسازی‌ها اهمیت حیاتی دارد. جداکننده‌های ژئوتکستایل معمولاً در زیر ساخت‌وساز جاده‌ای و ریلی، به‌صورت مجزا یا ترکیبی با ژئوگرید به شکل ژئوکامپوزیت استفاده می‌شوند.

یک ژئوگرید می تواند از ضربه زدن مواد زیرپایه گران قیمت به زیر لایه نرم جلوگیری کند.

هنگامی که یک زیرپایه با درجه بندی خوب با یک ژئوگرید تثبیت می شود، لایه مرکب ژئوگرید/خاک می تواند

از مهاجرت خاک ریزدانه به زیرپایه جلوگیری کند.

هنگامی که سطوح رطوبت خاک بالا باشد، ممکن است از یک ژئوکامپوزیت با خواص ژئوگرید و جداکننده/فیلتر استفاده شود.

مانع

از ژئوسنتتیک ها می توان برای ایجاد یک سد نسبتاً غیرقابل نفوذ برای مهار سیالات یا گازها استفاده کرد. اشکال مختلفی از ژئوسنتتیک سد وجود دارد. آسترهای خاک رس ژئوسنتتیک (GCL) یک جایگزین با درجه ای از قابلیت خود ترمیمی هستند.

موانع ژئوسنتتیک برای مهار سیال در کاربردهای معدنی، صنعتی و کشاورزی استفاده می شود. آنها همچنین همراه با کامپوزیت های زهکشی در مهار زباله و درپوش دفن زباله استفاده می شوند.

حفاظت

ژئوسنتتیک ها می توانند با عمل کردن به عنوان یک بالشتک برای یک زیرلایه، عملکرد محافظتی را انجام دهند. ژئوتکستایل های غیر بافته را می توان برای محافظت از ژئوممبران از آسیب سوراخ شدن در هنگام قرار دادن پرکننده های پوششی طراحی کرد.