ژئوسل بلوکی

ژئوسل بلوکی:

خلاصه

این مقاله آزمایش‌هایی رادرمقیاس کامل،تحت ترافیک سنگین شبیه‌سازی شده،ژئوسل و بلوک ژئوفوم EPS

(پلی استایرن منبسط شده)گزارش می‌کندتافشاروارده وتغییر شکل لوله‌های انعطاف‌پذیر پلی اتیلن باچگالی بالا(HDPE)کم عمق راکاهش دهدودرعین حال نشست سطحی رامحدود کند.

سنگرپرشده ازژئوسل دوسایزجیبی وEPSباعرض وضخامت متفاوت استفاده شده است.نشست سطح خاک،تغییرشکل لوله وفشارمنتقل شده به لوله تحت بارگذاری مکررارزیابی میشود.

نتایج نشان می‌دهد که استفاده از EPS ممکن است گاهی منجر به نشست‌های سطحی بزرگ‌تر شود، اما می‌تواند فشار وارده بر لوله را کاهش دهد و در نتیجه تغییر شکل لوله‌ها را کاهش دهد.

این مزیت با استفاده از تقویت کننده ژئوسل افزایش می یابد،

که نه تنها به طور قابل توجهی با افزایش نشست سطح خاک ناشی از EPS مخالفت می کند، بلکه فشار وارده بر لوله و تغییر شکل آن را تا حد مجاز کاهش می دهد

به عنوان مثال بااستفاده ازژئوفومEPSباعرض0.3برابر وضخامت1.5برابر،قطر لوله همزمان باآرماتورژئوسل باسایز پاکتی110×110میلی مترمربع نشست سطح خاک،تغییرشکل لوله وفشارمنتقل شده دراطراف لوله کم عمق به ترتیب 0.60 و 0.5 به دست آمد.

معرفی

فشار وارد بر لوله های مدفون به طور قابل توجهی تحت تأثیر نشست های نسبی بین منشورهای خاک در بالا و مجاور لوله است. این نشست نسبی ممکن است تأثیر مثبت یا منفی بر رفتار لوله به دلیل پدیده قوس دار شدن داشته باشد

ایجاد تنش های برشی بین منشورهای خاک در بالا و مجاور لوله که ممکن است

افزایش یابد یا باری که به لوله می رسد را کاهش دهید، خواه از خود وزنی خاک روباره ناشی شود یا از بارهای اضافه بار سطحی ثابت و چرخه ای

برای لوله های صلب، تغییر شکل تاج لوله به طور کلی ناچیز است و

بنابراین نشست خاک بلافاصله بالای لوله کمتر از منشورهای خاک مجاور است.

این نشست دیفرانسیل خاک به دلیل تنش برشی روبه پایین ایجاد شده برروی منشورمرکزی خاک توسط منشورهای مجاور،ته نشین شده،منجربه غلظت فشار روی تاج لوله می شودوبه آن اثرقوس منفی میگویند.

لوله های منعطف

برای لوله های منعطف، به دلیل انحراف نسبتاً زیاد روکش لوله به سمت پایین،

نشست منشور مرکزی خاک بالای لوله اغلب می تواند بیشتر از منشورهای خاک مجاور باشد و در نتیجه، فشار وارد بر تاج لوله کاهش می یابد. تنش برشی هنگامی که منشورهای خاک مجاور عمل می کنند تا منشور مرکزی خاک را تا حدی حمایت کنند، فعال می شود. اثری به نام قوس مثبت

ازاین رو،به منظورکاهش تنش حمل شده توسط لوله،ممکن است مطلوب باشدکه درمقایسه با دومنشورمجاور،نشست بیشتری درمنشورمرکزی ایجاد شود(یعنی تقویت قوس مثبت).

این ممکن است با استفاده از مواد تراکم پذیر با چگالی کم مانند خاک اره،

برگ،ضایعات چوب،عدل های کاه،خاک فشرده،مهره های پلی استایرن قرارداده شده درمنشور مرکزی،بالای لوله،درهنگام نصب ترانشه تشویق شود.

به دلیل چگالی کم آنها، بار روبار کاهش می یابد، در حالی که تراکم پذیری بیشتر می تواند

انحراف لوله مدفون را با القای تنش برشی رو به بالا در دو طرف منشور مرکزی خاک کاهش دهد.

McAffee و Valsangkar (2004)

McAffee و Valsangkar (2004) یک برنامه آزمایشی را با استفاده از دستگاه تثبیت‌سنج در

مقیاس بزرگ و دستگاه آزمایش برش مستقیم برای اندازه‌گیری پارامترهای تراکم‌پذیری و مقاومت برشی مواد پرکننده تراکم‌پذیر

(مانند خاک اره، خرده‌های چوب و یونجه) که معمولاً در چنین کاربردهایی استفاده می‌شوند، انجام دادند. .

کانگ و همکاران (2008b) مزایای بالقوه مواد نرم/کم چگالی را با مدول های الاستیسیته از

345 کیلو پاسکال برای دانه های پلی استایرن تا 2756 کیلو پاسکال برای عدل های یونجه و هندسه بهینه استفاده

از آنها در اطراف لوله عمیقا مدفون با استفاده از المان محدود بررسی کردند. مدل. آنها کاهش فشار عمودی روی تاج لوله را به دلیل گسترش نوآورانه منطقه باریکی از مواد نرم گزارش کردند.

خواص مهندسی

تعیین و کنترل نه خواص مهندسی، فشردگی و نه خصوصیات مکانیکی این مواد

(خاک اره، برگ، تراشه چوب، عدل های کاه و دانه های پلی استایرن) معمولاً در اصل دشوار نیست، اگرچه معمولاً یکنواختی آنها در هنگام متراکم شدن در یک ترانشه قابل اعتماد نیست.

درمیان مواد با چگالی کم،ژئوفوم پلی استایرن منبسط شده(EPS)(موجودبه شکل بلوک)

با خواص مهندسی نسبتاً قابل اعتماد یکنواخت تر است و رفتار تنش-کرنش آن قابل کنترل و پیش بینی است.

بنابراین،استفاده ازبلوک‌های ژئوفوم پلی‌استایرن منبسط شده(EPS)به‌عنوان یک ترکیب قابل تراکم،

علاقه به چندین کاربردمختلف ژئوتکنیکی مانندخاکریزهای جاده‌ها،دیواره‌های تقویت‌شده،لوله‌های مدفون وپلک‌هارابرانگیخته است.

ژئوفوم

چندین محقق بر روی استفاده از ژئوفوم پلی استایرن منبسط شده(EPS) به عنوان یک ترکیب تراکم پذیر برای محافظت از لوله ها و کانال های مدفون تمرکز کرده اند کاهش فشار بر روی پلک های بتنی با پانل های EPS رادرپیکربندی های مختلف با استفاده از آزمون های میدانی ابزار دقیق و تحلیل های عددی بررسی کرد. نتایج آنها استفاده از بلوک ژئوفوم EPS را برای کاهش موثر فشار عمودی بر روی آبریزهای صلب تشویق کرد.

کیم و همکاران برای شناسایی کاربردپذیری چنین اجزای تراکم پذیری. یک سری آزمایش مدل بر روی لوله های فولادی موجدار با قطر 100 میلی متر انجام داد. فشار عمودی بر روی تاج لوله تحت سه بار اضافه بار استاتیکی 49، 98 و 147 کیلو پاسکال به سطح پس‌پر اندازه‌گیری شد.

نتایج نشان داده است فشارعمودی واردبرلوله توسط یک لایه پانل ژئوفومEPSباضخامت50میلی متر(5/0برابرقطرلوله)پوشیده شده است.