חומרים גיאוסינתזה הם מונדסים מוצרים סינתטיים בשימוש נרחב בהנדסה אזרחית, הגנה סביבתית, ובניה.הם נועדו לשפר את התנהגות הקרקע על ידי מתן חיזוק, הפרדה, סינון, חנק, וכילה. המאפיינים המכניים של חומרים אלה - כגון חוזק רב-עוצמה, סגירה, התנגדות מצמררת, והתנגדות מדמיעת - השפעה ישירה על הביצועים שלהם לטווח ארוך ביישומים שדה.

מה הם חומרים גיאוסינתזה?

Geosynthetics כוללת משפחה רחבה של חומרים המיוצרים בעיקר מפולימרים כגון פוליפרופילן, פוליסטר, פוליאתילן, ופולימידה. הם מסווגים למספר סוגים עיקריים המבוססים על מבנה ותפקוד:

  • (ב) ,0) ,GeotextilesFLT:1 - בדים חד-משמעיים המשמשים להפרדה, סינון, ניקוז, ובקרת שחיקה.
  • (ב) ,0) ,GeogridsFLT:1 - מבנים פתוחים עם נוקשות גבוהה של רבנים, המשמש בעיקר לחיזוק הקרקע.
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0)GeocompositesFLT:1 - שילובים של שני או יותר גיאולוגים (למשל, תרכובות גיאוטקסטיליות-גונה) לביצועים רב-תפקודיים.
  • (ב) ויקרא י"א: "בְּהִנְתָּבְתָּבְתָּבְתָּבָה" (במדבר כ"ד, כ"ד).
  • (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כל סוג מונדס עם תכונות מכניות ספציפיות כדי לענות על הדרישות של יישומים מסוימים.לדוגמה, בניית הכביש מסתמכת במידה רבה על גיאוטקסטיליות להפרדה וגיאוגרידים עבור חיזוק, בעוד קופיל תלויים בגיאומברנס עם טיהור גבוה והתנגדות דמעה.הבנת ההבדלים בין חומרים אלה הוא הצעד הראשון לקראת עיצוב יעיל.

תכונות מכניות עיקריות של Geosynthetics

ההתנהגות המכנית של גיאוסינתזה מאופיינת במספר תכונות בסיסיות. פרמטרים אלה נקבעים באמצעות בדיקות מעבדה סטנדרטיות ומשמשים מהנדסים להשוות חומרים וחיזוי ביצועים מכניים קריטיים ביותר כוללים:

כוח Tensile

חוזק Tensile הוא הלחץ המקסימלי גיאסינתזה יכול לעמוד בעוד להיות מתוח לפני קרע. זה בא לידי ביטוי יחידות של כוח רוחב יחידה (kN /m) והוא נמדד באמצעות בדיקת רצועה או לתפוס עשרות (למשל, ASTM D45 עבור גיאוטקסטים, ASTM D66 עבור ג'וליים גבוהים חוזק הוא חיזוק חיוני עבור יישומים, כגון ב קירות גמישים ו- 50 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 עבור ⁇ .

ההרחבה Break

משך ההפסקה מציין את הדוקטרינה של החומר, המוגדרת כעלייה של אחוז בנקודת הכישלון.חומרים עם ארוכה גבוהה (למשל, 30–80% עבור גיאוטקסטיליים רבים) יכולים להכיל תנועות אדמה והתנחלויות שונות ללא קרע. ניגודיות, גיאוגרואידים נמוכים (לעתים פחות מ-10%) מספקים קשיחות גבוהה, אשר היא מוקדמת להעברה של מבנים קרקעיים.

התנגדות

Creep הוא עיוות תלוי הזמן של חומר תחת עומס קבוע. Geosynthetics, להיות פולימרי, רגישים לזחול, במיוחד בטמפרטורות גבוהות. Creep התנגדות מוערכת באמצעות בדיקות עומס מתמשך (למשל, ASTM D5262) והוא בא לידי ביטוי כהפחתה של כוח לאורך זמן. עבור יישומים לטווח ארוך כמו מדרונות, חומרים עם רגישות נמוכה, באופן מצופה פוליגרפיים - חלופות גיאוטרופין - מעל פני זמן.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

התנגדות ריצוף מודד את הכוח הנדרש כדי לדחוף בדיקה דרך החומר (ASTM D4833 או D6241). התנגדות תה מכמת את הכוח הדרוש כדי להפיץ מדמיע (ASTM D45, קרע מלכודות) תכונות אלה הן קריטיות עבור גיאומברינס המשמשות כקויים מתחת לאדמות או בריכות, שבו אבנים חדות או פסולת בנייה עלולות לאיים על שלמות גבוהה (למשל, תכונות מינימליות) עם גאות (גמורבות) עם ערכים מינימליות) עם התנגדות מינימליות (HD) עם התנגדות מינימלית) עם ערכים מינימלית (ג') וערכים מינימלית (למשל, בהתאם לערכים מינימלית) עם התנגדות מינימלית (ג'רמילאיים (ג'רמילאמיתות) עם התנגדות מינימלית) עם התנגדות מינימלית) עם התנגדות לערכים תחת עוביים (ג'רמילאמיתות (ג') עם התנגדות מינימלית, בהתאם לערכים מינימלית) עם עמידות לערכים מינימלית, בהתאם לערכים מינימלית (ג') עם התנגדות מינימלית (ג'רמילאמיתות, בהתאם לערכים מינימלית, בהתאם לערכים תחת מגבלות) או סלעים (ג'רמילאמיתות) וודאות גבוהה, בהתאם לערכים מינימלית) וודאות גבוהה (ג'

« « « ⁇

במערכות קרקע חזקות או מערכות כלי שיט מורכבות, האינטראקציה החיכוך בין הקרקע הגיאוגרפית והמקיפה או בין שתי גאולוגטיות היא נכס מכני בעל חשיבות רבה.ממשק Shear נמדד באמצעות בדיקות Shear ישירות (ASTM D5321) ומשפיעים על יציבות נגד חיפוי במדרונות ומערכות המכילות פסולת. לדוגמה, atextile עם משטח גס יספק חיכוך גבוה יותר מאשר ממשק חלק.

תכונות מכניות של סוגים שונים של Geosynthetic

בעוד המאפיינים המכניים הבסיסיים המפורטים לעיל חלים על כל גיאוסינתזה, הערכים האופייניים והחשיבות היחסית משתנים באופן משמעותי בין קטגוריות החומריות.התת להלן מפרטת את המאפיינים המכניים של הסוגים הגיאוגרפיים הנפוצים ביותר.

Geotextiles

Geotextiles מסווגים כ- ארגז, לא זורוגים, או מ- Woven Geotextiles יש כוח רבייה גבוה ו-1,500 חיבורים נמוכים, מה שהופך אותם מתאימים לחיזוק ולהפרדה גבוהה של גיאו-טקסטלים שאינם זורקים, עשויים מיישומים רצופים או סיבים בסיסיים הקשורים ל- 10, 000 של התנגדות ל-Dile או חום, יש כוח מתון, אבל גבוה ו- 80 אחוזים תכונות סטנדרטיות של קידוד עבור â € ל- 40 / NV.

גאוגרי

ג'וגרואידים מיוצרים על ידי פיזור של גלי פולימרים וחיתוך חורים (uniaxial או biaxial אוריינטציה מואצת) או על ידי סיבים גיאוגרפיים (Uniaxial Geogrids) בשימוש עבור שמירה על קירות ומדרונות תלולים - יש כוח רב עוצמה לאורך כיוון אחד (בדרך כלל 50-300 k / N) ו elongation נמוך (לעתים קרובות מתחת ל- Biagrird) הם מספקים כוח מכני חזק יותר.

Geomembranes

Geomembranes הם גמישים, משככי כאבים זמינים בפולימרים שונים, עם הנפוץ ביותר להיות HDPE, לינארי נמוך-densile פוליאתילן (LLDPE), פוליויניל chloride (PVCnes), ופוליפרופילן (PP) תכונות מכניות שלהם מושפעות מאוד על ידי סוג פולימרן.

Geocomposites וחומרים מיוחדים

Geocomposites משלבת שני או יותר גיאוגרפיתסינתזה שונה כדי להשיג פונקציות מרובות.דוגמה נפוצה היא גיאוקומה גיאוקומה, אשר מורכב גיאואנט או ניקוז ליבת מסנדוויץ' בין שני חומרים גיאוטקסטיליים.הנכסים המכניים של תרכובות כאלה תלויים בשכבות הבודדות: הגיאוטקסטיל מספק סינון והפרדה, בעוד שהכוח הדחיסה הגיאוגרפי של הגדוד האמריקאי תחת התנגדות לעומס – היכולת הניקיון החיונית של הניקיון (C) היא בעלת לחץ חיוני של מערכת העצבים של חומר מכני (CDC) היא בעלת לחץ חיוני של חומר מכני (CDCF) היא בעלת לחץ חיוני עבור שיטות בקרה: CCC (כלומר, כלומר: 1.

גורמים המשפיעים על נכסים מכניים

ההתנהגות המכנית של גיאוסינתזה אינה קבועה; ניתן לשנות אותה בתנאים סביבתיים, נזק ההתקנה וזמן.הבנת הגורמים הללו חיונית לתכנון ריאלי.

מתקן נזקים

במהלך מיקום ו backfilling, גיאוסינתזה יכול להיות נתון מצטבר חדה, תנועה ציוד כבד, ו קומפקטי מדגיש.ההתעללות מכנית זו יכולה להפחית את כוח העשש ב -10% עד 30% או יותר. מעצבים לעתים קרובות ליישם גורמי הפחתת (ראה FLT:0IDearFLT:1) כדי לקחת בחשבון את הנזק ההתקנה, אשר מותאמים באמצעות ניסויים ספציפיים לאתר או מסדי נתונים שפורסמו.

טמפרטורה וחשיפה UV

טמפרטורות גבוהות מאיצה את המצטפת ולהפחית את עוצמת ה- Tenile בטווח הארוך.עבור גיאוגרפימבריונים, חשיפה לקרינת אולטרה סגול (UV) עלולה לגרום לחיסול ואובדן של געגועים אם לא ייצוב כראוי.

סביבה כימית וביולוגיה

חשיפה ל leachates, hydrocarbons, חומצות או בסיסים יכולים לדרג שרשראות פולימרים, להפחית את עמידות Tenile ודמיע. בדיקות תאימות כימית (למשל, EPA Method 9090 עבור גיאוגרפימברנס) מבוצעת כדי להבטיח כי תכונות מכניות נשמרות על פני חיי העיצוב.

שיקולים וגורמי בטיחות

בעיצוב גיאסינתטי, הכוח המכאני הניתן להשגה מתקבל על ידי חלוקת הכוח האולטימטיבי (או ארוך טווח) על ידי קבוצה של גורמי בטיחות חלקיים.גורמים אלה מהווים חוסר ודאות בתכונות החומריות, אפקטים ההתקנה, המצמרר וההשפלה הסביבתית. לדוגמה, בקירות אדמה מחזקים, כוחם הניע של גיאורגריד מחושב כ:

(ב) ויקרא י"ד): "ה' (ב"ד): "ה' (ב"ה)" (ב"ר ויקרא י"ד): 5 × ויקרא ויקרא יט"ד:5 ויקרא יט"ד)

(ה) כאשר RFIRFLT:0)IDIRLT:1 הוא עבור נזק ההתקנה, RFFLT:2CRREFLT 3 עבור חלחול, ו-RFFLT:4Digph:5 עבור עמידות.

חשיבות תכונות מכניות ביישומים ספציפיים

את התפקיד של תכונות מכניות ניתן לצייר באמצעות יישומים גיאוסינתזה נפוצים:

  • חיזוק חומות ו-Sleopes:FLT:1 חוזק גבוה ורבייה גבוהה והתנגדות זחילה הם חובה. Geogrids עם מגבלות כוח עיצוב לטווח ארוך נבחרים על בסיס צפיפות הקרקע וגובה הקיר.
  • (FLT:0) לנדפיאל לינרס ו Caps:cioFLT:1) Geomembranes דורש טיהור גבוה והתנגדות לדמיע לעמוד בעומסי תת-קרקעי בלתי סדירים.ממשק Shear כוח בין ג'מברנה וגיאולוגי חייב להיחשב גם כדי למנוע כשלונות מדרונות.
  • (FLT:0) בסיס רואד סטביליזציה: FLT:1 Geotextiles עם כוח רב-קרקעי מספיק ואורך מפריד בין המצע מן המצטבר. Biaxial Geogrids משמשים לספק איפוק מאוחר יותר, צמצום עובי הבסיס.
  • (FLT:0) בקרת ההורסה: FIRLT:1 Geotextiles ו- matdys צריכים להיות מספיק כוח רבייה כדי לשרוד את ההתקנה ואת כוחות ההמראה, בשילוב עם כמיהה גבוהה כדי להתאים קווי קרקע.
  • (FLT:0) Drainage Systems:FLT:1 Geonets ו ניקוז גיאוקומבטים מניקוז דורשים עמידות דחיסה גבוהה כדי לשמור על יכולת זרימה תחת לחץ יתר.

בכל המקרים הללו, התאמה לא נכונה בין התכונות המכאניות של החומר לבין דרישות האתר עלולה להוביל לכישלון מוקדם, תיקונים יקרים או נזק סביבתי.לכן, אימות רכוש קפדני באמצעות בדיקות ודבקות בסטנדרטים אינו ניתן להשגה.

בדיקות ואיכות

תכונות מכניות מאומתות באמצעות בקרת איכות במפעל (QMS) ובדיקות מעבדה עצמאיות. הסמכה חומרית כוללת בדרך כלל ערכי רכוש שהתקבלו עבור ASTM, ISO, או CEN סטנדרטים קריטיים, אבטחת איכות ההתקנה (CQA) לעתים קרובות דגימה שדה ומבחן של בדיקות בקרה DAS כולל בדיקות איכות רחב (AS D45TM / DAS מלכודת,DDR) , כגון רזולוציה של רזולוציה של , DAS (45 , DAS בדיקות DAS, בדיקות DAS, לעומת זאת, בדיקות נתונים , DAS, DAS, DAS, בדיקות DAS, לעומת זאת, DAS, בדיקות DAS, כולל בדיקות DAS.com, כולל בדיקות DAS בדיקות בקרה מלאה, כולל בדיקות נתונים , כולל בדיקות נתונים , כולל בדיקות DAS.com, כולל בדיקות נתונים , כולל בדיקות DAS.com, כולל בדיקות נתונים , כולל בדיקות נתונים , כולל בדיקות נתונים מלאים, כולל בדיקות DAS.com, כולל בדיקות נתונים מלאים, כולל בדיקות נתונים רזולוציה גבוהה של בדיקות DAS.com, כולל בדיקות DAS.com, כולל בדיקות DAS.com, כולל בדיקות נתונים רזולוציה גבוהה של בדיקות DAS.com, כולל בדיקות DAS.com,

מגמות ומגמות עתידיות

תעשיית הגיאוסינתזה ממשיכה לחדש, לפתח חומרים עם ביצועים מכניים משופרים. פוליסטר , סיבים בזל, וסיבים פחמן נחקרים עבור גיאוגרידים עם אפילו יותר כוח ומצמרון נמוך יותר. ⁇ רב-לשוני עם חיזוק בשלושה או יותר כיוונים ממוחזרים על תכונות גיאו-גנטיות מורכבות.

מסקנה

הבנת המאפיינים המכניים של חומרים גיאוסינתזה חיונית לתכנון יעיל, בנייה בטוחה וביצועים ארוכי טווח של פרויקטים אזרחיים וסביבתיים. חוזק Tensile, התחדשות, התנגדות מצמררת, puncture ו- mashance מתפתחת, וממשק כוח Shear הם הפרמטרים הליבה כי להגדיר התאמת חומרים מגנטיים עבור יישומים סטנדרטיים של חיזוק הקרקע למהנדסים.