نکات کلیدی فنی کاربرد ژئوگرید در پروژه های حفاظت از آب

ژئوگریدهابه عنوان یک ماده ژئوسنتتیک برای تقویت خاک، بهبود مقاومت آن و افزایش پایداری و ظرفیت باربری سازه های ژئوتکنیکی استفاده می شود. آنها به طور گسترده در مهندسی حمل و نقل بزرگراه استفاده می شوند و به تدریج در پروژه های حاشیه رودخانه و دیوارهای حائل در مهندسی حفاظت از آب ظاهر شده اند. بنابراین، این مقاله به طور سیستماتیک کاربرد آنها را برای درک جامع و درک نکات فنی کلیدی آنها بررسی و خلاصه می کند.

عمر خدمات طراحی مهندسی تقویت شده

ژئوگریدها به دسته خاک های مسلح تعلق دارند. تقویت به عنوان عملکردی برای بهبود خواص مکانیکی خاک با استفاده از استحکام کششی مواد ژئوسنتتیک تعریف می شود.

در حال حاضر، کشور من عمر مفید طراحی برای مهندسی تقویت شده ندارد. استاندارد بریتانیا در بند 7.1 "مشخصات فنی برای کاربرد ژئوسنتتیک" (GB50290-2014) آورده شده است.

الزامات اساسی برای مواد پرکننده خاک تقویت شده

مواد پرکننده خاک تقویت شده باید به طور ایده آل از خاک دانه ای با نفوذپذیری خوب استفاده کند:

• خاک دانه ریز-(اندازه ذرات<0.075mm) content ≤15%, and plasticity index <6.
• زیرا چنین خاکی دارای مقاومت اصطکاکی بالا، خواص نسبتاً پایدار، فشار آب حفره‌ای کم یا حتی صفر، و خزش کم است که پایداری طولانی مدت خاک تقویت‌شده را تضمین می‌کند.
• در صورت استفاده از خاک منسجم، باید توجه ویژه ای به پایداری خواص انتخاب شده در طول فرآیند طراحی شود. برای پر کردن منسجم با محتوای آب بیش از حد بالا، حتی توصیه می شود که از مواد تقویت کننده با عملکرد زهکشی استفاده کنید تا تأثیر منفی فشار آب منفذی بر مقاومت اصطکاکی آرماتور کاهش یابد.

انواع مواد نفوذپذیر ژئوسنتتیک-تقویت انعطاف پذیر و تقویت سخت

مواد ژئوسنتتیک به دو گروه تقسیم می شوند. تقویت انعطاف پذیر و تقویت صلب. طبق قراردادهای طراحی:

(1) مواد با نرخ ازدیاد طول شکست 10٪ یا بیشتر، مانند ژئوگریدها و ژئوتکستایل ها، مواد انعطاف پذیر در نظر گرفته می شوند.

(2) مواد با نرخ ازدیاد طول شکست تنها 3 تا 4 درصد مانند نوارهای تقویت کننده، مواد سفت و سخت در نظر گرفته می شوند.

توجه: موارد بالا بخش مواد نفوذپذیر ژئوسنتتیک ها را توصیف می کند. بخش غیر قابل نفوذ، یعنی مواد ضد تراوش، در مقالات قبلی، مانند ژئوممبران کامپوزیت و پتوهای ضد آب بنتونیت سدیم ذکر شده است. لینک مقاله اصلی را در انتهای این سند ببینید.

ترکیب و طبقه بندی ژئوگریدها

ترکیب:ژئوسنتتیک های تقویت شده با الگوی شبکه ای منظم که از ترکیب واحدهای نوار کششی، با دهانه هایی برای قرار دادن مواد پرکننده تشکیل شده است.

طبقه بندی:ژئوگریدهای پلاستیکی، ژئوگریدهای فایبرگلاس، ژئوگریدهای تار پلی استر-ژئوگریدهای بافتنی و فولاد-ژئوگریدهای پلاستیکی ساخته شده از نوارهای تقویت کننده کامپوزیت متعدد به هم چسبیده یا جوش داده شده.

طول:طول ژئوگریدها را می توان با توجه به نیاز پروژه، به طور کلی بین 3 تا 6 متر تعیین کرد.

عرض:عرض ژئوگریدها معمولاً بین 1 تا 4 متر است که 2 متر و 3.5 متر از مشخصات رایج آن است. اگر عرض کافی نیست و نیاز به همپوشانی است، طول همپوشانی نباید کمتر از 30 سانتی متر باشد و با میخ یا پایه های زمین ثابت شود.

محاسبه طراحی سازه های خاک مسلح

محاسبات طراحی سازه های خاک مسلح عمدتاً از دو بخش تشکیل شده است: تأیید پایداری کلی خارجی و تأیید پایداری داخلی.

تأیید پایداری کلی خارجی

با در نظر گرفتن محاسبه دیوار حائل خاک تقویت شده به عنوان مثال، این شامل مقاومت در برابر پایداری لغزشی افقی، مقاومت در برابر پایداری لغزشی عمیق و ظرفیت باربری پی است. تأیید مقاومت واژگونی مورد نیاز نیست، اما نقطه اعمال نیروی حاصل در سطح پایین دیوار باید در یک سوم میانی سطح زیرین باشد و فشار زمین در پشت دیوار باید طبق نظریه فشار زمین Rankine تعیین شود.

سطح شکست لغزشی را برای تعیین طول مواد تقویت کننده تعیین کنید.

تأیید ثبات داخلی

این شامل استحکام{0}کششی و کششی مواد تقویت کننده است که باید برای هر لایه از مواد تقویت کننده جداگانه محاسبه شود.

• محاسبه پایداری کششی

اگر نسبت استحکام کششی مجاز ماده تقویت کننده به نیروی کششی افقی که هر لایه از مواد تقویت کننده تحمل می کند بزرگتر یا مساوی 1 باشد، نیاز برآورده می شود. در غیر این صورت، فاصله آرماتورها باید تنظیم شود یا مواد آرماتور جایگزین شود و محاسبه مجدداً محاسبه شود. (مقدار مقاومت کششی مجاز مواد تقویت کننده بر اساس آزمایش های میدانی یا داده های محصول ارائه شده توسط سازنده است.) - برای جزئیات به بند 7.3.5 از "مشخصات فنی برای کاربرد ژئوسنتتیک ها" (GB50290-2014) مراجعه کنید.

• محاسبه پایداری-را بیرون بکشید

اگر نسبت نیروی کششی هر لایه از مواد تقویت‌کننده به نیروی کششی افقی متحمل شده توسط هر لایه از مواد تقویت‌کننده بزرگ‌تر یا مساوی 1.5 باشد، این الزام برآورده می‌شود. در غیر این صورت، مواد تقویت کننده باید طولانی شود یا مقدار آرماتور افزایش یابد و محاسبه مجدد انجام شود. - برای جزئیات به بند 7.3.5 "مشخصات فنی برای کاربرد ژئوسنتتیک" (GB50290-2014) مراجعه کنید.

طول مواد تقویت کننده

طول هر لایه از مواد تقویت کننده با توجه به طرح خلاصه می شود.

طول هر لایه از مواد تقویت‌کننده=طول در سطح شکست + طول خارج از سطح شکست (طول مؤثر) + طول لازم برای انتهای مواد تقویت‌کننده برای پیچیدن خاک یا طول اتصال به دیوار (معمولاً کمتر از 1.2 متر نیست).

برای سهولت ساخت، مواد تقویت کننده (ژئوگرید در این مقاله) عموماً باید طول یکسانی برای هر لایه از بالا به پایین داشته باشد. اگر دیوار حائل بلند باشد می توان از طول های مختلف در مقاطع استفاده کرد.

مرجع قیمت بازار برای ژئوگریدها

• ژئوگرید پلاستیکی: 1.2-2.0 RMB/㎡
• ژئوگرید فایبرگلاس: 1.2-2.0 RMB/㎡
• تار پلی استر{0}}ژئوگرید بافتنی: 1.5-2.5 RMB/㎡
• فولاد{0}}ژئوگرید پلاستیک: 1.5-3.5 RMB/㎡