مواد البناء الأرضية الاصطناعية لتقوية التربة

مواد البناء الجيوسينثيتيك هي المنتجات الجيوتقنية المصنعة من المواد البوليمرية (التركيبية) المستخدمة كجزء من مشروع أو نظام هندسة مدنية. هناك القليل من التطورات التي كان لها مثل هذا النمو السريع والتأثير القوي على العديد من جوانب ممارسة الهندسة المدنية مثل مواد البناء الأرضية الاصطناعية. بصفتنا مصنعي وتجار الجملة والموردين الرائدين في صناعة مواد البناء ، فقد تم تكريس BPM لتزويد منتجات وخدمات Geosynthetics ذات المحطة الواحدة للعملاء في جميع أنحاء العالم منذ تأسيسها في عام 2007. لدينا أكثر من 120 موظفًا محترفًا ومصنع تصنيع بمساحة 16,000 متر مربع مجهز بأحدث التقنيات خطوط الإنتاج. تشمل منتجاتنا الرئيسية المبتكرة وذات الجودة العالية أغشية الأرض ، وأقمشة الجيوتكستيل ، والخلايا الأرضية ، وبطانات الطين الأرضية الاصطناعية (GCLs) ، وألواح الصرف ، والشبكات الجيولوجية ، وما إلى ذلك ، وقد تم اعتماد جميع مواد البناء الجيولوجية الاصطناعية من علامة BPM بشهادات ISO9001 ، ISO14001 ، Soncap ، SASO و BV واجتازت اختبار SGS و Intertek إلخ.

تعريفات وأنواع مواد البناء الأرضية الاصطناعية

حددت ASTM مادة البناء الجيوتقنية كمنتج مستوٍ مصنوع من مادة بوليمرية مستخدمة مع التربة أو الصخور أو الأرض أو غيرها من المواد ذات الصلة بالجيوتقنية كجزء لا يتجزأ من مشروع أو هيكل أو نظام هندسة مدنية. التكسية الأرضية عبارة عن مادة أرضية صناعية قابلة للاختراق مصنوعة من مواد نسجية. تستخدم Geogrids في المقام الأول للتعزيزات ؛ يتم تشكيلها من خلال شبكة منتظمة من عناصر الشد ذات الفتحات ذات الحجم الكافي للتشابك مع مادة التعبئة المحيطة. الأغشية الأرضية عبارة عن مواد تركيبية أرضية أقل قابلية للضغط وتستخدم كحواجز للسوائل. يمكن دمج مواد التكسية الأرضية والمنتجات ذات الصلة مثل الشبكات والشبكات مع أغشية التبطين والمواد التركيبية الأخرى للاستفادة من أفضل سمات كل مكون. تسمى هذه المنتجات جيوكومبوسيت ، ويمكن أن تكون مركبات من جيوتكستايل ، جيوتكستايل ، جيوجريد ، أغشية أرضية ، نوى جيوتكستايل بوليمرية ، وحتى هياكل خلية بوليمرية ثلاثية الأبعاد. لا يوجد حد تقريبًا لمجموعة متنوعة من المركبات الأرضية الممكنة والمفيدة.

أنواع وتصنيع مواد البناء الأرضية الاصطناعية

معظم مواد البناء الأرضية الاصطناعية مصنوعة من البوليمرات الاصطناعية مثل البولي بروبيلين ، والبوليستر ، والبولي إيثيلين ، والبولي أميد ، والـ PVC ، إلخ. هذه المواد الجيوتقنية شديدة المقاومة للتحلل البيولوجي والكيميائي. في صناعة التكسية الأرضية ، يتم دمج عناصر مثل الألياف أو الخيوط في هياكل نسيج مستوية. يمكن أن تكون الألياف عبارة عن خيوط مستمرة ، وهي عبارة عن خيوط رفيعة طويلة جدًا من البوليمر ، أو ألياف أساسية ، وهي خيوط قصيرة ، يتراوح طولها عادةً من 20 إلى 100 مم. يمكن أيضًا إنتاج الألياف عن طريق قطع صفيحة بلاستيكية مبثوقة أو غشاء لتشكيل أشرطة مسطحة رفيعة. في كل من الخيوط والأغشية المشقوقة ، تعمل عملية البثق أو السحب على إطالة البوليمرات في اتجاه السحب وتزيد من قوة الألياف. يتم تحديد نوع التكسية الأرضية بالطريقة المستخدمة لدمج الخيوط أو الأشرطة في هيكل النسيج المستوي. الغالبية العظمى من مواد التكسية الأرضية إما منسوجة أو غير منسوجة. تصنع مواد التكسية الأرضية المنسوجة من خيوط أحادية الشعيرات أو خيوط متعددة الشعيرات أو خيوط ليفية أو من أفلام مشقوقة وأشرطة. على الرغم من أن عملية النسيج قديمة جدًا ، إلا أن تصنيع المنسوجات غير المنسوجة يعد تطورًا صناعيًا مودمًا. يتم بثق ألياف أو خيوط البوليمر الاصطناعية باستمرار وغزلها أو نفخها أو وضعها بطريقة أخرى على حزام متحرك. ثم تكون كتلة الخيوط أو الألياف إما مثقوبة بالإبرة ، حيث تتشابك الخيوط ميكانيكيًا بواسطة سلسلة من الإبر الصغيرة ، أو مرتبطة بالحرارة ، حيث يتم لحام الألياف معًا بالحرارة و / أو الضغط عند نقاط الاتصال الخاصة بهم في كتلة محبوكة. تصنع الشبكات الأرضية المرنة من خيوط بوليستر متصلة عند نقاط التقاطع عن طريق الحياكة أو النسيج ، ومغطاة بالبوليمر.

تحديد مواد البناء الأرضية الاصطناعية

يتم تحديد مواد البناء الأرضية الاصطناعية بشكل عام بواسطة: البوليمر ؛ نوع الألياف أو الخيوط ، إذا كان ذلك مناسبًا ؛ نوع الأرض الاصطناعية الكتلة لكل وحدة مساحة أو سمك ، إذا كان ذلك مناسبًا ؛ وأي معلومات إضافية أو خصائص فيزيائية ضرورية لوصف المادة.
عادة ما يتم تحديد تطبيقات مواد البناء الجيولوجية من خلال وظيفتها الأساسية أو الرئيسية. في عدد من التطبيقات ، بالإضافة إلى الوظيفة الأساسية ، تؤدي التركيبات الأرضية عادةً وظيفة ثانوية أو أكثر. من المهم النظر في كل من الوظائف الأولية والثانوية في حسابات التصميم والمواصفات. تم تحديد أكثر من 150 تطبيقاً منفصلاً للأرضيات الاصطناعية (Holtz et al. ، 1997 ؛ Koerner ، 1998). فيما يلي بعض الأمثلة: تحل مرشحات التكسية الأرضية محل المرشحات الحبيبية المتدرجة في مصارف الخندق لمنع التربة من الانتقال إلى ركام أو أنابيب الصرف. كما أنها تستخدم كمرشحات أسفل riprap ومواد مدرعة أخرى في أنظمة الحماية الساحلية والضفة النهرية. يمكن أيضًا استخدام مواد التكسية الأرضية والمركبات الجيولوجية كمصارف ، عن طريق السماح للمياه بالتصريف من أو من خلال التربة ذات النفاذية المنخفضة. ومن الأمثلة على ذلك مصارف حافة الرصيف ، والمصارف المعترضة للمنحدرات ، والدعامات ومصارف الجدران الاستنادية. غالبًا ما تُستخدم مواد التكسية الأرضية كعوازل لمنع تربة الطبقة السفلية ذات الحبيبات الدقيقة من الضخ إلى قواعد طريق حبيبية قابلة للاختراق ولمنع المواد الأساسية للطرق من الاختراق إلى الطبقة السفلية اللينة الأساسية. تحافظ الفواصل على سمك التصميم وسلامة الطريق. يتيح تعزيز Geogrid و Geotextile بناء السدود على أسس ناعمة جدًا. كما تُستخدم أيضًا لبناء منحدرات ثابتة بزوايا أكثر حدة مما يمكن أن يكون ممكنًا. تم ذكر الردم المقوى بالبوليمر للجدران والدعامات في المقدمة. تُستخدم أغشية الأرض ، ومركبات التكسية الأرضية ذات الأغشية الرقيقة ، وبطانات الطين الاصطناعية ، وأقمشة التكسية الأرضية المغلفة بالميدان كحواجز مائلة لإعاقة تدفق سائل أو غاز من موقع إلى آخر. هذه الوظيفة الأرضية الاصطناعية لها تطبيقات في طبقات رصف الأسفلت ، تغليف التربة المنتفخة ، واحتواء النفايات.

مواد البناء الأرضية الاصطناعية لتقوية التربة

التطبيقات الثلاثة الأساسية لتقوية التربة باستخدام مواد أرضية إصطناعية هي

• تدعيم قاعدة السدود المبنية على أسس ناعمة للغاية
• زيادة ثبات وانحدار المنحدرات
• تقليل ضغوط الأرض خلف الجدران الاستنادية والدعامات.

في التطبيقين الأولين ، تسمح التركيبات الأرضية بالبناء الذي قد يكون باهظ التكلفة أو غير ممكن تقنيًا. في حالة الجدران الاستنادية ، يمكن تحقيق وفورات كبيرة في التكاليف مقارنة ببناء الجدران الاستنادية التقليدية. تشمل تطبيقات التعزيز والتثبيت الأخرى التي أثبتت فيها التركيبات الأرضية أنها فعالة جدًا أيضًا الطرق والسكك الحديدية ، وتثبيت المنطقة الكبيرة ، وتقوية المنحدرات الطبيعية ، ولكن لم تتم مناقشة هذه التطبيقات في هذه الورقة.

خصائص مواد البناء الجيوسينثيتيك

خصائص خصائص التربة الاصطناعية مطلوبة للتصميم (الاستقرار) ، وقابلية البناء ، والمتانة. قوة الشد المسموح بها والاحتكاك الأرضي-التركيبي مطلوبان لتصميم الثبات ، ومثل المنحدرات المقواة ، فإن نهج العامل الجزئي أو عامل الاختزال شائع. يتم تقليل قوة العرض العريض النهائية لمراعاة حالات عدم اليقين في قوة الزحف ، وتأثيرات التحلل الكيميائي والبيولوجي ، وتلف التركيب ، والمفاصل والوصلات.
يجب أن تكون ردم الجدران المقواة بالأرضيات التركيبية خالية من التصريف إذا كان ذلك ممكنًا. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فيجب توفير تصريف مناسب للمياه السطحية أو الجوفية المتسربة. هذا مهم لاعتبارات الاستقرار لأن التصريف إلى الخارج من خلال وجه الجدار قد لا يكون كافياً. تشتمل خصائص التربة المطلوبة على التدرج ، ونسبة الحبيبات ، والتركيب الكيميائي ، والضغط ، ووزن الوحدة ، وقوة القص. لضمان الاستقرار ، من المهم أيضًا مراعاة الأساس واستقرار المنحدر العام في الموقع.