عایق کاری نقش بسیار مهمی در گرم نگه داشتن ساختمان در فصل زمستان و خنک نگهداشتن آن در فصل تابستان دارد. به کمک عایق کاری می توان یک خانه را در زمستان 5 درجه گرمتر و در تابستان 10 درجه خنک تر نگه داشت . اختلاف درجه حرارت در داخل و خارج ساختمان موجب انتقال حرارت از طريق ديوارها ، سقف ، كف و ساير اجزا، آن مي شود.

همرفت و تشعشع در سطوح داخلي و خارجي بنا، عوامل انتقال گرما (‌يا سرما ) بوده و پس از آن هدايت حرارتي عامل اصلي انتقال جريان گرما در ديوارها، سقف و كف ساختمان است . وجود يك لایه عايق حرارتي نظير ژئوتكستايل در يك جداره كه طرفين آن را اختلاف دماي درون و بيرون ساختمان احاطه نموده، تشعشع گرما را به شدت محدود كرده و با ايستا كردن هواي محبوس در سلول هاي كوچك ايجاد شده در لا به لای الياف عملا ًجريان همرفت را متوقف مي نمايد و از آنجا كه ضريب هدايت حرارتي هوا در حالت ايستا است و اين الياف نيز از رسانايي بسيار كمي برخوردارند، انتقال حرارت در جداره مذكور را كاهش مي دهند . امروزه طيف گسترده اي از عايق ها به عنوان عایق حرارتی در اماكن و ساختمان ها استفاده مي شوند. پارچه هاي بافته شده تاري، پودي و حلقوي، منسوجات بي بافت سوزن زني شده معمولا مي توانند در ساختمان ها استفاده شوند. اكثر موادي كه در عايق بندي گرمايي و ضد حريق در ساختمان ها استفاده مي شوند بي بافت هاي توليد شده به روش سوزني هستند. با قرار دادن این منسوجات در  لایه  های زيري سقف ها و لایه های داخلي ديوارها مي توان از ورود جريان سرما به داخل ساختمان ها جلوگيري به عمل آورد و ساختمان ها را در برابر تغييرات دمايي 20 تا 80 درجه سانتيگراد حفظ كند.

کلمه ژئوسنتتیک از دو بخش ژئو» (Geo)و سنتتیک» (Synthetic) ساخته شده‌است. از کلمه ژئو» در مواردی استفاده می‌شود که مربوط به زمین باشد و قسمت دوم، سنتتیک»، در مورد موادی استفاده می‌شود که ساخته دست بشر باشند یا به عبارت دیگر موادی که مصنوعی‌اند و به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شوند. کلمه ژئوسنتتیک برای دسته ای از محصولات به کار می رود که عموما جهت بر طرف سازی مشکلات ژئوتکنیک به کار می روند. این کلمه به طورکلی برای 8 محصول: ژئوتکستایل، ژئوگرید، ژئوممبران، ژئونت، ژئوسنتتیک کلی لاینر، ژئوفوم، ژئوسل و ژئوکامپوزیت ها استفاده می شود. طبیعت پلیمری آن ها به گونه ای است که سبب می شود برای استفاده در زمین، جایی که دوام زیادی از آن انتظار می رود مورد استفاده قرار گیرد. ژئوسنتتیک ها در اشکال و با مواد مختلفی تولید می شوند که هر کدام برای مصارف نهایی تقریباً مشابه به کار می روند. این محصولات گستره وسیعی از کاربردها را دارند و در حال حاضر در بسیاری از کاربردهای عمرانی، ژئوتکنیک، حمل و نقل، محیطی، هیدرولیک، و کاربردهای توسعه ای خصوصی مانند جادهها، فرودگاه ها، خطوط راه آهن، سد های خاکی، دیوار حائل، استخرهای ذخیره آب، سدها، کانال ها، کنترل فرسایش، کنترل رسوب، بستر لندفیل ها، پوشش لندفیل ها، معادن، پرورش آبزیان و کشاورزی استفاده می شوند.

*كاربرد ژئوتكستايلها در امور ساختماني:

الف- جداسازي :

كاربرد ژئوتكستايلها براي مقابله جداسازي به اين معني است كه دولايه مختلف از مواد توسط ژئوتكستايل از يكديگر جدا نگه داشته شوند .هر دولايه ممكن است خشك باشند ولي در اغلب موارد ميزان متفاوتي آب در هر يك از اين دو لايه وجود دارد .

ژئوتكستايلها اين امكان را بوجود مي آورند كه بدون اين كه  ممانعتی صورت گيرد آب از منسوج عبور نمايد و بطور دائمي از مخطوط شدن مواد با مشخصات مختلف جلوگيري كرده و به آب اجازه دهد كه به لايه زيرين منتقل گردد.

ب -فیلترکردن :

ژئوتكستايلها را مي توان در لايه هاي زميني با ذرات ريز و درشت به عنوان به كار برد و از نفوذ جرياني ذرات ريز خاك جلوگيري كرده و همزمان تخليه آب را عملا  بدون مقاومت ممكن مي سازد كه براي جلوگيري از پرشدن لوله ها ومجاري آب روها توسط ذرات خيلي ريز خاكهاي اطراف، به كار گرفته مي شوند.

ج –زهكشي  :

هدف از زهكشي دور كردن آب از اطراف فونداسیون ساختمانها وخطوط لوله يا تونلها مي باشد .زماينكه سيستم زهكشي شروع به كار مي كند ژئوتكستايل باعث مي شود كه يك طبيعي براي ذرات بسيار ريز موجود در خاك اطراف تشكيل شود، ذرات درشت تر به نزديكي منسوخ آمده و در كنار هم قرار مي گيرند وذرات نرم تر و ريزتر و پشت آن قرار مي گيرند.همچنين مي توان براي تبثيت و محكم كردن لايه هاي خاكريز بستر راه آهن استفاده نمود . براي اين منظور اطراف كانال ويا محفظه زهكشي را بايك لايه پوشانده با اين كار آبهايي كه از سنگ ريز به پايين نفوذ مي كنند به آن هدايت مي شوند . يك لايه جدا كننده بین بستر راه آهن و سنگ ريز بالاي آن قرار داده مي شود تا از داخل شدن ذرات خاك به لايه سنگ ريز جلوگيري نمايد و آب بارندگي را از اين راه به زهكشي هدايت كند وبا تثبيت لايه خاكريزي بستر، نيروي وارد برآن به طور يكنواخت تري تقسيم شده موجب مي شود عمر زير سازي راه آهن زياد شود.

د - محافظت :

ژئوتكستايلها به طور قابل ملاحظه اي براي تحمل تنش ها و تغيير شكل هاي نسبي مكانيكي مناسب بوده و بنابراين مي تواند لايه هاي ضعيفي را كه نبايد تحت تاثير تنش هاي بزرگي واقع شوند محافظت نموده ومانع تخريب آنها گردد . يكي از مهمترين موارد در رابطه حفاظت از تنش ها در پوسته سنگي تغيير نموده و تغيير شكلها به وقوع مي پيوندد كه در نتيجه تعدادي از درزهاي موجود بازتر يا بسته تر مي شود.

ه -تقويت:

ژئوتكستاليها عملكرد بسيار خوبي در رابطه با پخش ويكنواخت كردن تنش ها يا نيروها در يك سطح بيشتري را داشته وبه نحوه مطلوبي مانع گسيختگي هاي نقطه اي موضعي مي گردد . مصالح بنايي وخاكريزي تنش هاي فشاري را به نحو رضايت بخشي مي توانند تحمل نمايند در حاليكه در مقابل كشش ضعيف هستند، با استفاده توام اين مصالح و ژئوتكستايل دو خصوصيت ذكر شده را بهبود بخشيد، در حقيقت عملكرد ژئوتكستايل در عمق معيني از خاك را مي توان مشابه رفتار ميلگردهاي فولادي در بتن مسلح دانست. يك خصوصيت ديگر ژئوتكستايلها، خاصيت ارتجاعي آنهاست و اين امر موجب مي شود خاكي كه با ژئوتكستايل تقويت شده است تحت اثر بار خارجي دچار تغيير شكل ونشست شده است، بعد از حذف بار به حالت اوليه برگردد. (خصوصيت برگشت پذيري)

*کاربرد ژئوتكستايل در مهندسي پي:

الف- راههاي دسترسي و كارگاهي و راههاي يخ زده :

درصورتيكه ظرفيت باربري خاك كم باشد مانند مناطق باتلاقي و نظاير آن اصولا كوبيدن مصالح خاكريز جهت بالابردن ظريفيت باربری خاك با افزايش آب غيرممكن است، بنابراين مي توان با استفاده از ژئوتكستايل و ريختن قشري از مصالح به ضخامت حداقل ٣٠ سانتي متر كه حتي ممكن است در مقابل آب نيز حساس باشند، مي توان قابل تردد براي وسايل نقليه نمود؛ البته ذكر اين نكته لازم است كه كاربرد ژئوتکستایل به تنهايي نمي تواند جوابگو باشد زيرا الياف در تركيب بايك جرم داراي اينرسي، مي تواند ظرفيت باربري متناسبي را تامين نمايد كه اين خصوصيت را مي توان مشابه عملكرد فولادي كشش در بتن تصور نمود.

ب-خاكريزي روي خاكهاي قابل تراكم:

استفاده از ژئوتكستايل در اين حالت موجب سهولت در ريختن و تسطيح لايه زهكشي زيرين مي گردد؛ وجود ژئوتكستايل مانع از مخلوط شدن مصالح مرغوب ونامرغوب و در نتيجه عدم اتلاف آنها شده و سرعت كار افزايش مقاومت خاكريز وظرفيت باربري آن مي گردد، البته ژئوتكستايل به هيچ وجه از نشست جلوگيري نمي كند ولي مي تواند نشست هاي موضعي را تعديل و پخش نمايد.

ج- حفاظت بتن تازه درپي هاي سطحي و عميق :

در اين حالت ژئوتكستايل فقط به عنوان لايه جدا كننده وضدآلودگي عمل مي كند:

هدف اصلي محدود كردن مصرف بيش از حد بتن مي باشد، البته اين روش موقعي قابل استفاده است كه پي يا شمع بقدر كافي بزرگ باشد. به علت خصوصيات ي و تاب مكانيكي مناسب، اين الياف از تراوش بتن به درون شكافها و حفرات جلوگيري نموده و مانع رقيق يا لاغر شدن آن مي گردد، علاوه بر اين به علت ناهمواري هاي بدنة شمع، اصطكاك بهتري بين خاك و شمع در مقايسه با محفظه ها ي فولادي بوجود مي آيد.

*كاربرد ژئوتكستايل در راهسازي:

الف -به عنوان لايه اساس : يكي از جديدترين كاربردهاي ژئوتكستايل در راهسازي ريختن مستقيم مخلوط هاي داغ آسفالتي بر روي آنها مي باشد، البته اين كاربرد بيشتر از تظر تكنيكي مي تواند مورد توجه باشد، زيرا عملا پوشانيدن روي ژئوتكستايل با ٧ سانتي متر آسفالت مشكل است ولي به هر حال اين راه حل در موارد خاصي كه نتوان رويه موجود را برداشت انتخاب مي گردد . ولي آنچه كه دراين قسمت ذكرش حائز اهميت است اين مي باشد كه استفاده از ژئوتكستايل و نوع مواد تشكيل دهنده آن خود دارای مطالعات مخصوص مي باشد و دراين رابطه بايد بررسي كافي نمود تا نتايج حاصله مفيد گردد.

ب -به عنوان لايه زيراساس :لايه زير اساس آخرين لايه عمليات خاكي و اولين لايه سازه اي در بدنه روسازي مي باشد وظرفيت و كارآيي نقش مهمي در تعيين ضخامت لايه هاي فوقاني دارد.

ج-در آب بندي تونلها وپلها : آب بندي تونلها يكي از مشكلات اساسي تونل سازي است؛ آبهاي نفوذي به طور دائم به ابنيه تونل و سطح جاده صدمات زيادي وارد مي سازد و نگهداري و ترميم آن از نظر اقتصادي نامناسب است .در آب بندي تونل ها نيز يك لايه ضخميم و غير به كار برده مي شود به طوريكه قبل از انجام عمليات بنائي داخل تونل لايه قابل نفوذ ژئوتكستايل به P.V.C پلا ستيكي چسبانده مي شود و P.V.C روی سنگهاي تونل نصب مي شود.

* كاربرد ژئوتكستايل در كارهاي آبي:

الف -لايه مقاوم در برابر سوراخ شدن باترك خوردن:  اغلب مواد عايق وآب بندي كننده داراي خاصيت شكنندگي بوده وبراي ممانعت از ترك خوردن يا سوراخ شدن، آنها را به طور مشترك با ژئوتكستايل مصرف مي كنند، بنابراين مي توان از آنها به عنوان روكش غير قابل نفوذ در مخازن صنعتي، سدهاي كوچك خاكي، كانالها و غيره استفاده نمود.

ب -هاي زهكش : عمومًا در اطراف لوله مشبك چاه هاي پمپاژ آب و لوله هاي زهكش، فليترهاي ماسه اي يا شني كه به آن گراول پيكينگ (Gravel Packing) مي گويند، قرار دارد و وظيفه آن جلوگيري از نفوذ مواد ريز دانه و مسدودی سيستم مربوطه است. در خاكهاي معمولي مي توان لوله هاي زهكشي را بوسيله غلافهايي از اين ژئوتكستايل ويا توسط اليافي كه در محل بدو لوله هاي مشبك زهكش دوخته مي شود، حفاظت نمود.

ج - محافظت سواحل : براي جلوگيري از فرسوده شدن ساحل در اثر عمل مخرب موج معمولا روي آن را سنگهاي بزرگ مي چيند (موج شکن) در اين صورت ممكن است نفوذ آب از ميان حفرات بزرگ در بين سنگها، موجب شستگي ماسه و خاك ساحل شده و سنگها به تدريج در زمين فرو روند، براي جلوگيري از اين پديده ابتدا ساحل را با ژئوتكستايل پوشانده وسپس سنگها را بر روي آن مي چينند . بر خلاف آنچه كه در زهكشي اتفاق مي افتاد، در اينجا ژئوتكستايل بايد اثرات ديناميكي امواج را جذب كنند وخصوصيات مقاومتي آنها مطرح مي گردد به خصوص كه ژئوتكستايلها بايد در مقابل سوراخ شدگي ناشي از وزن سنگها نيز مقاوم باشند.

د – ايجاد سواحل مصنوعي : پهن كردن يك پوشش ضد آلودگي روي گل ولاي يا روي علف هاي هرز یا با ريختن مصالح مرغوب بر روي آنها امكان مي دهد با هزينة كمي ساحل سازي نمود. در اينجا هدف مناسب نمودن يك منطقه وسيع باتلاقي براي تردد با شنا يا قايقراني است . ريختن ساده مصالح تميز و ريز به تنهايي مناسب نيست، زيرا بعد از گذشت يك فصل اين مواد بوسيله گل جذب خواهد شد.

*كاربرد ژئوتكستايل درساخت ديوارهاي حائل:

به كمك ژئوتكستايل مي توان بدون استفاده از مصالح بنايي یا بتنی و فقط به كمك خاك موجود در محل و لوازم كوبيدن خاك،ديوار حائل ساخت. با به كاربردن ژئوتكستايل ها درخاك مسطح نيز مي توان ديوارهايي با پيشاني قائم ساخت كه ممكن است به عنوان ديوار حائل با سكو يا سازه هاي متنوع ديگر مورد استفاده قرار گيرند.

تفكيك و جداسازي در نقش عايق:

از مصالح ژئوتكستايل به منظور جداسازي دو نوع از مصالح ساختماني با جنس متفاوت استفاده مي شود جداسازي دو نوع شن، خاك و سنگ و يا دو ناحية مختلف از مصالح در يك سد خاكي

1 -مسلح كردن:

از غشاء هاي بافته يا بافته نشده، در كنار حفظ مقاومت كششي ساختار خاك و ديگر خواص مكانيكي غشاء تكستايل ها، در طراحي قابليت باربري خاك به منظور پخش نيروهاي متمركز سطح بزرگ قسمت پوششي آن استفاده مي شود.

2 - زهكش :

ژئوتكستايل در انحراف مسير آب و جلوگيري از جريان آن به سوي يك منطقه مشخص به منظور حفظ پايداري خاك ،مورداستفاده قرار مي گيرد؛ كه با توجه به عبور آب از ميان صفحه پارچه اي ژئوتكستايل، از نوع ضخيم و بافته شدة آن بيشتر استفاده مي شود.

3 - اسيون :

يكي از اولين كاربردهاي ژئوتكستايل، در كارهاي فيتراسيون است تا شرايطي كه، هم بتوان آب را از غشاء ژئوتكستايل عبور داد و هم مانع پاشيدگي خاك ريز و درشت دانه گرديد ، به عنوان از آن استفاده مي شود كه نقش چشم گير آن در سدهاي خاكي از طريق خنثي كردن فشار هيدروستاتيك فزاينده، از پديدة "رگاب" جلوگیری میكند. اهميت اين موضوع زماني آغاز مي شود كه چنانچه زهكشي مسدود شود، افزايش فشار منفذي مشكلات بسياري ايجاد مي كند.

برگرفته از سایت https://www.shayagostar.com

امروزه با توجه به تولید بیش ازحد زباله، محققین روش های متفاوتی برای کنترل آن در نظر گرفته اند. یکی از روش های به کاربرده شده برای کنترل زباله های جامد شهری دفن کردن آنهاست. این محل های دفن زباله که لندفیل نامیده می شود، همانند سازه های دیگر به هنگام مواجه با زله در معرض آسیب قرار می گیرند که در صورت آسیب رسیدن به این محل ها، خسارت های جبران ناپذیر زیست محیطی را به همراه خواهند داشت. یکی از روش های مقاوم سازی این محل ها در برابر زله، استفاده ازلایه های تقویت کننده می باشد. با توجه به وجود انواع لایه های تقویت کننده، در این پژوهش مروری کلی بر انواع این لایه های تقویت کننده و تأثیرات زله بر محل های دفن زباله در حضور این لایه ها پرداخته شده است. بر اساس مطالعات انجام شده استفاده از تقویت کننده های پلی اتیلنی با وزن مولکولی بسیار بالا (ژئوتکستایل نرم)، برای حفاظت از این محل ها در برابر زله بسیار مناسب می باشند.

واژه های کلیدی: لندفیل، محلهای دفن زباله، زله، لایه های تقویت کننده، ژئوتکستایل نرم
مقدمه

امروزه دفن بهداشتی مواد زائد جامد شهری و انتخاب روش دفن مناسب از اهمیـت خاصـی در مسـائل مدیریت شهری برخوردار می باشد. اگرچه دفن بهداشتی مواد زائد جامد شهری در ایران، به عنوان یکی از بهترین راه حل ها جهت کنترل و مدیریت این مواد در حوزه دفع می باشد با این حال دفن بهداشتی در اکثر شهرهای ایران با مشکل روبرو است و مکان های دفن بیشتر محل تلنبار میباشند. زله یکی از وقایع طبیعی است که سالیانه بارها و در مناطق مختلف کره زمین رخ می دهد و همواره باعث رعب انسان ها و ایجاد خسارت های جانی و مالی فراوان به خصوص در کشورهای درحال توسعه و توسعه نیافته می شود. انسان همواره به دنبال یافتن روشی به منظور جلوگیری از آسیب های ناشی از زله است. محل های دفن زباله یکی ازجمله مناطقی است که در حین و بعد از وقوع زله دچار آسیب می شوند. در زمینه طراحی لرزه ای مکان های دفن زباله در دو دهه اخیر تحقیقات زیادی انجام شده است، زیرا در صورت لغزش می تواند منجر به اثرات مخربی بر محیط زیست شود. اکثر تحقیقات انجام شده بر روی پایداری این خاکریزها با روش های تغییر شکل دائمی تمرکز کرده اند. یکی از روشهای کاهش اثرات زله، تضعیف موج ورودی به ساختار خاک زیرین، عوارض رو سطحی است. این روش که در چند سال گذشته ابداع و مورد بررسی قرارگرفته است، با تضعیف امواج نیرومند زمین و درنتیجه کاهش انرژی انتقالی به سازه های رو سطحی می پردازد. ازجمله مصالح کارآمد در این روش ژئوتکستایل ها می باشند که با ایجاد سطحی لغزنده بین دو لایه خاک از انتقال امواج جلوگیری نموده و امواج نیرومند زمین را مستهلک می نمایند. این لایه های تقویت کننده، با ایجاد یک سطح لغزش و یک رابط اصطکاک کوچک، متشکل از دو لایه آستر مصنوعی در تماس با یکدیگر، خاک پایه زیرسازه را محصور می کند و ضریب اصطکاک را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند. بررسی تأثیر زله بر محل های دفن زباله امروزه به دلیل توسعه شهرنشینی و کمبود فضا برای توسعه،افزایش سطح بهداشت و زباله شهری تولیدشده را در محل هایی به نام لندفیل دفن می کنند به عبارتی لندفیل، محل هایی برای دفن زباله های شهری می باشند. پرواضح است که تخریب این محل ها منجر به زیان های زیست محیطی و اجتماعی خواهد شد. فلذا حفظ این محل ها در برابر خطراتی مانند زله از اهمیت زیادی برخوردار است. لندفیل ردوود (Redwood ) یکی از لندفیل های موجود در ایالت کالیفرنیا می باشد،که در زله اتفاق افتاده در سال 1969 ،به بزرگای 5.7 مورد آسیب قرار گرفت. زله اتفاق افتاده شده منجر به تخریب جداسازهای ساخته شده با رس شده بود. زله سان فرناندو (San Fernando) نیز در سال  1975موجب آسیب رسانی به تعدادی از لندفیل ها ازجمله، راسل مو (Russel Moe ) و لوپزکانیون (Lopez Canyon ) شد. در سال 1995اولین ارزیابی از عملکرد لندفیل ها در طی زله نورتوریج به دست آمد. آنالیز مع عملکرد چهار لندفیل بدون پوشش و سه لندفیل دارای پوشش ژئوسنتتیکی برای تعیین مقاومت مصالح توده زباله و فصل مشترک پوشش ژئوسنتتیکی انجام شد. نتایج این آنالیزها نشان داد که مقاومت دینامیکی توده زباله از مقاومت برشی مفروض در آنالیز پایداری استاتیکی و همچنین مقاومت دینامیکی پوشش ژئوسنتتیکی بیشتر بوده و این مقاومت بر پایه مقادیر عملی استوار است. با توجه به اهمیت این سازه ها در سال 1998 ماتوسویچ و همکاران مطالعاتی را انجام دادند تا مشخصات رفتار زباله های جامد OII که در معرض لرزه های شدید قرارگرفته اند را تعیین کند. مدول برشی کرنش های کوچک برای زباله ها بر اساس اندازه گیریهای میدانی، سرعت موج برشی و وزن مخصوص به دست آمد. همچنین کاهش مدول و منحنی میرایی حاصله نشان میدهد که زباله جامدOII ماده ای با رفتار نسبتاً خطی در محدوده کرنش کم تا متوسط است، اما هنگامی که کرنش برشی سیکلی حدود%0.1 افزایش یابد این کاهش بسیار چشمگیر خواهد بود. در سال 1998 ماتسوویچ و همکاران مطالعاتی را بر روی عملکرد محل های دفن زباله در برابر زله در کالیفرنیا انجام دادند. تحرکات قوی ثبت شده نشان دادند که بزرگنمایی شتاب حداکثر و شتاب طیفی در نقاط بالایی لندفیل رخ می دهد.این بزرگنمایی ها مخصوصاً برای تحرکات زله قوی دور که با شدت کم اما با فرکانس کوتاه و دوره بلند در ساخت گاه ایجادشده،اتفاق می افتد. با توجه به اهمیت این سازه  ها، یکی از راه های تضعیف موج ورودی به ساختار خاک زیرین عوارض رو سطحی ، استفاده از لایه های تقویت کننده  ژئوسنتتیک ها و ژئوگریدها می باشد که در ادامه مشخصات این لایه های تقویت کننده آورده شده است.
استفاده از لایه های تقویت کننده در سازه ها لینگ و لیو نشان دادند که تقویت ژئوسنتتیکی سختی و ظرفیت باربری روسازی بتن آسفالتی را افزایش می دهد. تحت بارگذاری دینامیکی ، عمر لایه بتن آسفالتی در حضور تقویت ژئوسنتتیکی افزایش یافته است. سیریش نشان داده است که پانل ژئوسل میتواند ظرفیت باربری را به طور قابل ملاحظه ای افزایش داده و نشست خاک بستر رسی و تخلخل را کاهش دهد. پانل ژئوسل باید در سطحی بیشتر از لایه متخلخل یا حداقل در فاصله ای برابر با قطر لایه متخلخل گسترده شود. با افزایش ارتفاع لایه ژئوسل، ممان اینرسی و بنابراین صلبیت برشی و خمشی پانل ژئوسل افزایش می یابد که به طور مؤثری از لایه متخلخل عبور کرده و فشار پی سطحی را به توده خاک مجاور منتقل می کند. ظرفیت باربری کلی شالوده بستر با افزایش چگالی خاک خاکریز افزایش می یابد. بنابراین داشتن یک خاک متراکم در ژئوسل مناسب تر خواهد بود.  غزوی و لواسان طی یک مطالعه پارامتری نقش فاصله بین لایه های تقویتی و پی سطحی و عرض و عمق لایه تقویتی در ظرفیت باربری را نشان دادند. نتایج نشان می دهند که ظرفیت باربری پی های تداخلی بسته به فاصله بین پی ها، در صورت استفاده از ژئوگرید افزایش مییابد. تسلیح و تقویت موجب می شود که ظرفیت باربری شالوده تداخلی در حدود 1.5 برابر افزایش یابد و در صورت استفاده از دو لایه تقویتی ظرفیت 2 برابر خواهد شد. شارما و همکارانش نشان دادند که ظرفیت باربری خاک زمانی که با ژئوسنتتیک تقویت شده باشد بهبود یافته و زمانی که این لایه تقویتی در عمق خاصی و یا عمق مؤثر قرار گرفت نتایج بهتری از بهسازی کسب شد، در فاصله های بیشتر هیچ گونه بهبود خاصی در ظرفیت باربری خاک رخ نخواهد داد. حاجیانی و همکارانش ثابت کردند که اگر لایه های تقویتی در محدوده عمق مؤثر قرار گیرند، با افزایش تعداد  لایه های تقویتی ظرفیت باربری افزایش می یابد توسعه ژئوسنتتیک ها برای استفاده در جداسازی شالوده طی سی سال اخیر، کاربرد خاک مسلح برای پشتیبانی شالوده سطحی توجهات بسیاری را به خود جلب نموده است. مطالعات تجربی، عددی و آنالیزی متعددی برای بررسی رفتار شالوده خاکی مسلح (RSF )در تیپهای مختلف خاک مورد بررسی قرارگرفته است. انتخاب و یا ایجاد مصالح ژئوسنتتیک مناسب برای استفاده به عنوان جداساز شالوده اولین هدف مهم این مقاله می باشد. تعدادی مصالح فصل مشترک صالحیت انتخاب به عنوان جداساز شالوده را دارا بودند. در حالت ایده ال، جداساز شالوده باید شرایط زیر را برآورده سازد.
ضریب اصطکاک هنگام لغزش باید کم و یا حداقل شتاب انتقالی از طریق فصل مشترک باشد. عموماً،ضریب اصطکاک بین0.05 تا 0.15 نه تنها برای استفاده در مناطق بسیار زه خیز بلکه استفاده در سرتاسر جهان مطلوب خواهد بود،اما درجاهایی که در معرض زله متوسط و یا زله های با مقیاس کوچک قرار دارند استفاده از این روش هزینه های گزافی خواهد داشت.
 · ضریب اصطکاک استاتیکی باید اندکی بزرگتر از ضریب دینامیکی باشد تا از لغزش تحت بارهای غیر لرزه ای نظیر باد جلوگیری کند.
 · برای ساده سازی تعریف جداسازی شالوده در طراحی مهندسی، ضریب اصطکاک باید نسبت به عوامل متعددی ازجمله سرعت لغزش، تنش نرمال، فاصله لغزش،رطوبت و دما غیر حساس باشد.
· مصالح فصل مشترک باید در مقابل حملات شیمیایی و بیولوژیکی و اثرات خزش بلندمدت غیر حساس باشد.
 · جابجایی لغزشی حداکثر و ماندگاری ناشی از زله باید به حد کافی کوچک باشد تا به سازه و امکاناتش اجازه عمل دهد
 رفتار ژئوسنتتیک ها تحت بارگذاری تناوبی
 یونی کاریشنان و همکارانش نشان دادند که لایه نازک ماسه با مقاومت بالا که در هر دو وجه لایه تقویت ایجادشده، در بهبود مقاومت و رفتار تغییر شکلی خاک رسی مسلح تحت بارگذاری استاتیکی و تناوبی مؤثر بوده است.
 یگیان و کاداکال کاربرد پوشش های ژئوسنتتیکی برای پاسخ دینامیکی لندفیل را بیان کرده اند. تغییر شکل های لغزشی رخداده در طول فصل مشترک ژئوسنتتیکی می تواند انرژی لرزه ای انتقالی به توده زباله و یا خاک فوقانی را محدود کند. نتایج آنالیز دینامیکی نشان می دهد که پوشش(UHMWPE ژئوتکستایل نرم) در شتاب پایه ورودی بیشتر از0.2 g شتاب لندفیل را به طور قابل ملاحظه ای کاهش داده است. با فرض انتقال کامل برش از طریق پوشش ژئوسنتتیک در یک آنالیز دینامیکی، مقادیر دست بالایی از شتاب می تواند به دست آید. پوشش های ژئوسنتتیكی برای جداسازی شالوده صالحیت و تناسب تعدادی از مصالح سنتتیکی برای اهداف جداسازی شالوده مورد بررسی قرار گرفت. مشخصه های دینامیکی فصل مشترک این مصالح توسط آزمایش های میز لرزان مورد آزمایش قرار گرفت تا بهترین مصالح برای این کاربرد را تعیین کند.
امروزه در مهندسی ژئوتکنیک توجه ویژه ای به مطالعات متمرکز بر امکانسنجی استفاده از مصالح سنتتیکی به عنوان جایگزین ارزان در تکنیک جداسازی لرزه ای می شود. یک جداساز پایه بین پی سطحی و ستون فوقانی ناپیوستگی ایجاد می کند. یک جداساز پایه دو نوع عملکرد دارد:

1 )جداساز پایه طبیعی سازه را به ی دورتر از ساره تغییر می دهد.

2)یک میرایی مضاعف برای جذب انرژی فراهم می کند.

 هوشمند و مارتین ؛ کاوازاجیان و همکارانش؛ یگیان و لحلاف مفهوم استفاده از پوشش ژئوسنتتیک نرم در زیر شالوده سازه برای استهالک انرژی زله از طریق لغزش در راستای فصل مشترک ژئوسنتتیک و بنابراین شتاب کاهش یافته انتقالی به سازه فوقانی ارائه کردند. مطالعات انجام یافته یک ژئوسنتتیک را به عنوان پوشش مناسب برای جداسازی لرزه ای تعیین کردند. دو طرح جایگزین برای استفاده به عنوان پوشش مطرح شدند. اولین طرح جاگذاری پوشش بلافاصله زیر شالوده سازه می باشد. این روش جداسازی شالوده نام دارد و به صورت شماتیک در شکل 1 نشان داده شده است .

عایق بندی شالوده درروش دوم ، پوشش سنتتیکی داخل پروفیل خاک در عمقی زیر شالوده سازه قرار می گیرند. این روش جداسازی خاک نام دارد که در شکل 2 نشان داده شده است.

تحقیقات یگیان و کاتان، نتایج آزمایش های تجربی معمول را نشان می دهد که انتخاب مناسب ترین پوشش سنتتیکی به عنوان جداسازی لرزهای را تأیید می کند. جزییات و نتایج آزمایش تجربی میز لرزان که با استفاده از بلوک صلب و همچنین سازه مدل انجام شده است تا عملکرد سازه دارای شالوده جداسازی شده را بررسی کند. آنالیزها و بحث های پیرامون این مطالعه امکانسنجی فنی استفاده از پوشش سنتتیکی برای استهلاک انرژی زله و بنابراین کاهش پاسخ سازه و به حداقل رساندن پتانسیل آسیب سازه هنگام وقوع زله را نشان می دهد. آزمایش های متعددی ازجمله بارگذاری تناوبی و میز لرزان بلوک لغزنده انجام شده تا پاسخ دینامیکی فصل مشترک های مختلف را ارزیابی کند. مبدل های جابجایی برای اندازه گیری لغزش در طول فصل مشترک ژئوتکستایل و اندازه گیری اعوجاج ستون های سازه مدل استفاده می شوند. این آزمایش های با ایجاد تغییرات در تنش نرمال تماسی ، بزرگای جابجایی (لغزش) و نرخ لغزش انجام شده است. تحت این شرایط مختلف آزمایشی،ضریب اصطکاک فصل مشترک ها اندازه گیری و مورد ارزیابی قرار گرفت. مدل ساختمان در آزمایش میز لرزه با استفاده از پوششهای( UHMWPE) ژئوتکستایل نرم، نیروی برشی ستون در سازه مدل روی پوشش ژئوسنتتیک قرار گرفت تا نیروی برشی ستونی مدلی که به میز لرزان ثابت شده مورد مقایسه قرار گیرد. نتایج نشان می دهد که در شتاب پایه بزرگتر از07g،پوشش ژئوسنتتیک انرژی را جذب می کند، بنابراین به طور چشمگیری نیروی برشی ستون در سازه مدل را کاهش می دهد. برای مثال، در شتاب پایه  0.4g نیروی برشی ستون در سازه مدل روی جداساز شالوده تنها35 % مورد متناظر حالتی است که مدل به میز ثابت شده باشد. این مسئله ظرفیت بسیار خوب فصل مشترک(UHMWPE) ژئوتکستایل نرم را در جذب انرژی نشان می دهد.
استفاده از لایه های تقویت کننده در لندفیل ها برای مستهلک نمودن انرژی
یگین  1998پاسخ دینامیکی فصل مشترک های ژئوسنتتیکی بکار رفته در لندفیل ها اغلب توسط آزمایش میز لرزان موردبررسی قرار می گیرند. یگین و همکارانش در پروسه تحلیل پاسخ دینامیکی لندفیل با پوشش ژئوسنتتیکی دریافتند که در فصل مشترکهای مورد آزمایش، روابط نیرو-لغزش با افزایش شیب، اغلب تغییر شکل های صلب و بعدها تغییر شکلهای پالستیک در نقطهای که حداکثر نیروی برشی از طریق فصل مشترک منتقل می شود افزایش می یابد. در این پژوهش روابط نیرو-لغزش با سختی معادل و نسبت میرایی مدل سازی شدند. این پارامترهای معادل به عنوان تابعی از جابجایی لغزشی برای محاسبات رفتار غیرخطی فصل مشترک ها به وجود آمدند. خواص دینامیکی یک  لایه خاک معادل، با استفاده از سختی معادل و میرایی ایجاد شد که پاسخ دینامیک این لایه خاک معادل مشابه پاسخی است که فصل مشترک ژئوسنتتیک نشان می دهد و هدف آن مدلسازی فصل مشترک ژئوسنتتیکی تحت آنالیز انتشار امواج نظیر آنالیز SHAKE بود. ویژگی  های لایه  خاک معادل با مقایسه پاسخ های دینامیکی اندازه گرفته شده در بلوک صلب جای گذاری شده روی ژئوسنتتیک، با پاسخ های محاسبه شده توسط نرم افزار SHAKE اعتبار سنجی شد و ویژگی های  لایه خاک معادل بسط یافت و روشی برای آنالیز پاسخ دینامیک لندفیل دارای ژئوسنتتیک ارائه شده است .
برگادو به یک مطالعه موردی از ارزیابی مشخصه های مقاومت برشی فصل مشترکهای مورد مواجهه در دنیای امروز پرداخت که در آن بر شبیه سازی شرایط زمین و کاربرد متعاقب این نتایج در تحلیل پایداری سیستم آستر تأکید کرد.بیش از 70 آزمایش برش مستقیم بزرگ انجام شد تا خواص مقاومت برشی فصل مشترک در سیستم آستر کامپوزیت را با استفاده مصالح مختص پروژه تحت شرایط مختص سایت در پژوهش های لندفیل های غیر مخرب و مخرب واقع در ایالت ساکائو تایلند ارزیابی کند. فصل مشترک بحرانی در بین ژئوتکستایل ها و ژئوممبرین های نرم ، ژئوممبرین و آستر رسی ژئوسنیتتیک، ژئوممبرین نرم و آستر رس متراکم با زاویه اصطکاک فصل مشترکها از6.5 تا 10.5 در شرایط خشک از 6.5 تا  9.5 در شرایط مرطوب قرار گرفتند. باقیمانده تنش برشی در این فصل مشترکها در جابجایی کمتر از4 میلیمتر به دست آمد.
سه روش بنام های روش تعادل حدی ، روش حدی، رویکرد ستون کامپوزیت ساده برای ارزیابی بارهای کششی القاء شده به اجزای ژئوسنتتیک بکار برده شده اند. روش اس سی سی توسط لی یو( تنش کششی مصالح ژئوسنتتیکی با توجه به خاک روی پوشش شیب لندفیل ها)پیشنهاد شد که در آن با احتساب نیروی تعادل و همچنین جابجایی سازگار نتایج رضایت بخشی را به دست آورده است. ضریب اطمینان برای اجزای ژئوسنتتیک برای هر دو نوع لندفیل بزرگتر از3 به دست آمده است.
توزیانتان (Thusyanthan) در سال 2006 مطالعه ای بر روی کشش در ژئوممبرین های شیب های لندفیل، تحت بارگذاری استاتیکی و لرزه ای مطالعه آزمایش سانتریفیوژ انجام داد. این مطالعه بر اساس آزمایش دینامیکی سانتریفیوژ واقع است که اثرات بارگذاری لرزه ای روی کشش توسط ژئوممبرین روی شیب لندفیل را بررسی می کند. لندفیل مدلسازی شده در آزمایش دینامیکی سانتریفیوژ یک لندفیل زباله جامد شهری با ارتفاع 7 متر با یک  لایه سیستم پوشش ژئوممبرین-رس(شیب جانبی  47 درجه و طول شیب10متر) می باشد. نتایج نشان می دهد که یک بارگذاری لرزه ای متوسط (شتاب پایه بین 0.1تاg 0.3)  می تواند به افزایش تنش ماندگار ژئوممبرین از 5 تا 25 %منجر شود. تقویت ژئوسنتتیكی لندفیل ها در آمریكا اخیراً در آمریکا رویکردهای جدید اجراشده است که شامل استفاده از تقویت های ژئوسنتتیکی در پوشش نهایی و سیستم پوشش پایه است. بخصوص، این رویکردها، طراحی مرسوم سازه های مسلح خاکی در معرض نشست های مختلف و همچنین روکش های مسلح به تقویت کننده های ژئوسنتتیکی موازی شیب، تقویتکننده های افقی ژئوسنتتیکی مهارشده در توده زباله و الیاف تقویت کننده را شامل می شود. از سازهای مرسوم خاکی مسلح به ژئوسنتتیک (برای مثال پنجه شیبهای پوششی) و همچنین تقویتکننده های ژئوسنتتیکی موازی با شیبهای پوششی طی 20 سال اخیر در آمریکا استفاده شده است. طراحی های مرسوم سازه های خاکی مسلح تفاوت چندانی با طراحی این سیستم ها برای استفاده در زیرساخت های حمل ونقل ندارد. لازم به ذکراست، چه بسا این سازه های خاکی مسلح اغلب بر روی مصالح زباله با تراکم پذیری بالا قرارگرفته اند. سازه های متداول خاکی تقویت شده حتی در برابر نشست های تفاضلی بزرگ عملکرد بسیار خوبی داشت هاند. تقویت کننده های ژئوسنتتیکی استفاده شده در روکش که در موازات شیب های جانبی قرارگرفته اند، یک روش جایگزین خوب در آمریکا بوده و برای ایجاد شیب های پوششی مناسب است. بااینحال، این روش در بعضی موارد به علت اامات مقاومت کششی بسیار بالا می تواند درشیب های نسبتاً طولانی و یا تند نامناسب باشد. اخیراً در آمریکا الیاف تقویتی و تقویت کننده های افقی برای تثبیت روکش شیب ها مورداستفاده قرارگرفته اند. همانطور که انتظار میرفت، تقویت کننده های مضاعف منجر به بالا رفتن ضریب اطمینان می شود درحالیکه افزایش تمایل شیب موجب کاهش پایداری می شود. بااینحال، باید توجه داشت که افزایش زاویه اصطکاک خاک منجر به افزایش مقاومت کششی نرمالیزه درشیب های مسلح به الیاف می شود. همچنین باید توجه داشت که افزایش ارتفاع کلی شیب یا افزایش طول کلی تأثیر زیانباری بر بهره وری تقویت کننده های افقی و تقویت کننده های الیافی ندارد. مطالعات موردی انجام شده بر روی سازه های خاکی مسلح مرسوم در پروژه های لندفیل و همچنین در مواردی که پوشش های مسلح به ژئوسنتتیک های موازی شیب، استفاده از ژئوسنتتیک های افقی مهارشده در توده زباله یا الیاف تقویتی استفاده شده، عملکرد بسیار خوبی را به ثبت رسانده است.
نتیجه گیری
 امروزه به دلیل توسعه شهر نشینی و کمبود فضا برای توسعه،افزایش سطح بهداشت و زباله شهری تولید شده را در محل هایی به نام لندفیل دفن می کنند به عبارتی لندفیل، محل هایی برای دفن زباله های شهری می باشند. پر واضح است که تخریب این محل ها منجر به زیان های زیست محیطی و اجتماعی خواهد شد. کاهش و مستهلک نمودن امواج نیرومند زله به سبب کاهش انرژی و در نتیجه شتاب طرح ورودی وارده بر ساختار محل های دفن زباله، از اهمیت زیادی بر خوردار است. با مستهلک نمودن امواج نیرومند زله، برای ایجاد ساختاری پایدار و مقاوم در برابر زله ی تضعیف شده نسبت به امواج ورودی اولیه، نیاز به میزان هزینه کمتری است. استفاده از ژئوتکستایل ها به این منظور جزو اقتصادی ترین روش هاست. با توجه به اینکه استفاده از ژئوتکستایل ها به منظور مستهلک سازی امواج نیرومند زمین در محل های دفن زباله از لحاظ تئوری موثر است فقدان جنبه های بیشتر این روش( محل قرار گیری لایه ها، تعداد  لایه ها و فواصل قرار گیری آنها)در ایمن سازی محل های دفن زباله احساس می شود. لذا در این تحقیق به استفاده از ژئو تکستایل های نرم به منظور کاهش اثرات لرزه ای بر پایداری محل های دفن زباله پرداخته شده است.
نویسندگان: 1حمید علی الهی 2 -مریم پیامی
 

خرابی های روکش آسفالتی معمولا تحت عواملی مانند تنش های حرارتی، بار های ترافیکی وارده، نشست در لایه های زیرین، عوامل جوی و یا ترکیبی از این عوارض بروز پیدا می کند. بررسی روسازی های آسفالتی نشان می دهد. یکی از راه های مناسب جهت به تاخیر انداختن خرابی ها، کاهش تنش های وارده، افزایش عمر بهره برداری و کاهش ضخامت روکش آسفالتی، استفاده از ژئوسنتتیک ها می باشد. ژئو کامپوزیت ها و ژئوتکستایل ها از انواع محصولات ژئوسنتتیکی متداول در طراحی و اجرای روکش های آسفالتی می باشند که انتخاب گزینه مناسب جهت اجرا در هر پروژه بستگی به میزان تاثیر محصول بر افزایش عمر بهره برداری و کاهش ضخامت روکش آسفالتی و همچنین تطابق بیشتر با مشخصات فنی و اقتصادی پروژه خواهد داشت. در این مقاله میزان تاثیر دو نوع محصول ژئوکامپوزیت و ژئوتکستایل بر افزایش عمر بهره برداری و کاهش ضخامت روکش آسفالتی بررسی و در نهایت به مقایسه آنها پرداخته شده است.

وازگان کلیدی: ژئوسنتتیک، ژئو کامپوزیت، ژئوتکستایل، روکش آسفالتی

مقدمه: معمولا عوامل تخریبی متعددی باعث کاهش عمر روسازی راه ها می شودکه از آن جمله می توان به عوامل محیطی ، شرایط بستر، بار ترافیکی و اشاره نمود. اقدامات ترمیمی به کار رفته در رو سازی ها اغلب غیر موثر بوده و دارای عمر کوتاهی می باشند زیرا قادر نیستند عامل یا عوامل ایجادکننده خرابی را بر طرف نمایند و شرایط موجود روسازی را به حالت اولیه بازگردانند. امروزه از ژئوسنتتیک ها به عنوان گزینه ای مناسب با توجیه اقتصادی جهت کاهش تاثیر عوامل تخریبی روسازی راه ها و افزایش عمر بهره برداری آسفالتی استفاده می شود. معمول ترین روش مرمت روسازی های آسفالتی استفاده از روکش های آسفالتی می باشد که معمولا جهت کاهش سرعت تشکیل ترک های انعکاسی لایه زیرین افزایش ضخامت روکش را به دنبال خواهد داشت. افزودن سیستم های بین لایه ای ژئوسنتتیکی بین روسازی قدیمی و روکش جدید افزایش مقاومت روکش ها در برابر ترک ها (افزایش عمر بهره برداری) و کاهش ضخامت روکش را به دنبال خواهد داشت. طی تحقیقات انجام گرفته برای افزایش عمر بهره برداری و کاهش ضخامت روسازی آسفالتی روش های زیادی به کار برده شده است که هرکدام دارای شرایط و ابعاد خاص خود است. بطور کلی اقدامات صورت گرفته را می توان به سه حالت زیر بیان کرد:

1- بهسازی روسازی ترک خورده قبل از روکش یکی از این روش ها اقدامات خاص قبل از انجام روکش روی قشر آسفالت قدیمی می باشدکه عبارتند از :

- تراش حراراتی یا بازیافت گرم

- اضافه کردن ماده جوان کننده

- پخش و اجرای سیل کت روی روسازی موجود

- استفاده از لایه ضخیم آسفالتی با مصالح سنگی درشت دانه با دانه بندی باز

- بریدن و آب بندی کردن ترک ها و درز ها 

2-لایه های میانی مستهلک کننده تنش کاهش تنش وارده یکی دیگر از راه های افزایش عمر بهره برداری و کاهش ضخامت روسازی آسفالتی است.در اثر بار وارده از طرف لاستیک وسایل نقلیه، نیروی فشاری به سطح روسازی وارد می گردد. این نیرو به صورت تنش کششی و برشی در داخل لایه ظاهر شده و باعث خرابی و ترک خوردگی می شود. با کاهش تنش وارده به روسازی و بالا بردن مقاومت روسازی نسبت به تنش های وارده شاهد افزایش عمر روسازی خواهیم شد. بنا براین با استفاده از یکی از سیستم های زیر توان شدت تنش را کاهش و مقاومت را افزایش داد. سیستم های کاهش تنش وارده عبارتند از :

الف) غشاهای بین لایه ای جاذب تنش (SAMI) :آسفالت های سیل کت لاستیکی

ب) لایه های میانی از جنس آسفالت گرم با دانه بندی باز

ج) لایه های میانی از جنس آسفالت گرم حاوی قیر با ویسکوزیته پایین

د) استفاده از الیاف بتن آسفالتی به عنوان لایه های میانی

و) غش (ممبرن) با مقاومت بالا

3- تقویت و تسلیح روکش برای مقابله با هر مشکلی اغلب نسبت به تقویت قسمت ضعیف اقدام می گردد. تقویت و تسلیح روکش آسفالتی سادهترین از نظر اجرا می باشدکه به طریق ذیل امکانپذیر است:

الف) افزایش ضخامت لایه روکش مخلوط آسفالت گرم

ب) روکش آسفالتی گرم مسلح شده با الیافی مانند پلی استر و پلی پروپیلن

ج) استفاده از قیر های اصلاح شده ( اصلاح شده با پلیمر و پودر لاستیک و مواد شیمیایی تثبیت کننده ) در روکش آسفالتی گرم د) مخلوط های آسفالتی انعطاف پذیر شامل لایه اصطحکاکی (Porous Friction course) ، پودر لاستیک و غیره ه) استفاده از ژئوسنتتیک های با مدول بالا (مانند الیاف فایبرگلاس) یا پلیمری شرایط استفاده از ژئوسنتتیک ها در روسازی آسفالتی انواعی از لایه های ژئوسنتتیک را می توان به منظور کاهش ترک خوردگی در روسازی های آسفالتی بکار برده و عمر خدمت دهی سیتم روسازی را افزایش داد. توانایی آسفالت در تحمل میزان کرنش های حاصل از ترک خوردگی متغیر بوده و وابسته به پارامتر های ذیل است:

- میزان و نوع قیر مخلوط آسفالت

- نوع بارگذاری

- سرعت بارگذاری

- مدت زمان اعمال کرنش

با استفاده از سیستم آسفالت مسلح می توان تغییر شکل های بزرگتر و توازن باربری بالاتر را بدون ترک خوردگی ایجاد کرد. ایجاد تغییر شکل در روکش باعث تولید تنش برشی بین آسفالت و مسلح کننده شده و انتقال این تنش برشی به مسلح کننده در اثر تماس بین آسفالت و مسلح کننده باعث ایجاد نیروی کششی در مسلح کننده می شود. میزان این تنش برشی انتقالی به خواص تغییر شکل پذیری آسفالت و مسلح کننده و نیز بر هم کنش آسفالت و مسلح کنند ه بستگی دارد. بیشینه تنش کششی در مسلح کننده توسط میزان تنش برشی انتقال یافته بین آسفالت و مسلح کننده محدود می شود.به طور کلی ژئوسنتتیک ها در روسازی هایی به کار گرفته می شوند که در آنها خرابی های ناشی از بارگذاری ترافیکی مانند ترک های با فاصله محدود از یکدیگر و یا ترک های پوست سوسماری ظاهر شده اند. برای توجیه استفاده از پوشش های زئوتکستایلی لازم است که ترک های قابل توجهی در سطوح پروژه وجود داشته باشد. در خصوص وضعیت این ترک ها و فواصل آنها راهنمای جامع و کاملی منتشر نشده، اما وجود ترک های با فاصله زیاد از یکدیگر و یا درزها در روسازی بتونی می تواند نشانه ای برای استفاده از نوار های ژئوسنتتیکی در محل درزها و اتصلات باشد. . درزها و ترک های عرضی با فاصله ی زیاد می توانند در به تاخیر انداختن ترک های انعکاسی با شدت کم و یا متوسط موثر باشند. استفاده از این مواد به عنوان قشر میان لایه ای در شرایط آب و هوایی گرم و معتدل نسبت به آب و هوای سرد، به صورت قابل ملاحظه ای منجر به نتایج قابل قبول تری خواهد شد. مقدار بازشدگی ترک های حرارتی را می توان در سه گروه طبقه بندی کرد:

- از 0 تا 0.7 متر که در این حالت نیازی به استفاده از ژئوسنتتیک ها نیست.

- از0.7 تا 1.8 میلیمتر، دامنه ای است که کاربرد ژئوتکستایل ها موثر خواهند بود.

- بیش از 1.8 میلیمتر، در این حالت کاربرد ژئوتکستایل ها عموماٌ موثر نخواهد بود.

ژئوسنتتیک ها نباید بر روی سطوح ناهموار اجرا شوند و لذا سطح لایه آسفالت گرم باید به گونه ای پرداخت گردد که سطح همواری برای قرار گیری ژئوسنتتیک ها فراهم شود، به این دلیل در موارد سطوح ناهموار اجرای لایه آسفالت رگلاژی ضروری خواهد بود. (Button (and Lytton, 2007 عملکرد ژئوسنتتیک ها در افزایش عمر بهره برداری و کاهش ضخامت روکش آسفالتی عصر جدید عصر فن آوری بوده و به ویژه در امور مهندسی و طراحی پروژه های راهسازی نقش عمده ای را ایفا می کند. لذا مهندسین و طراحان راه سعی می کنند در طراحی های خود تا حد امکان از فن آوری ها و تکنولوژی های جدید بهره بگیرند. در کشور ما نیز با توجه به شرایط اقلیمی و آب و هوایی مناطق مختلف کشور، مهندسین طراح تلاش هایی کرده اند و کوشیده اند تا حد امکان از این تکنولوزی ها و پیشرفت ها استفاده کنند. یکی از انواع پروژه های راهسازی که با توجه به هزینه های سنگین تعمیر و نگهداری و همچنین ضرورت دقت در اجرا و عدم نیاز به انجام تعمیرات در کوتاه مدت استفاده از این فناوری ها رو ضروری ساخته است روسازی فرودگاه ها می باشد( اسلامی، مجید، 1391) جهت طراحی روکش باند فرودگاه با استفاده از ژئوسنتتیک ها که از فن آوری های جدید می باشدابتدا با استفاده از روش سازمان هواپیمایی فدرال آمریکا روکش باند بدون استفاده از ژئوسنتتیک ها طراحی شده، سپس با اعمال ضریب تاثیر الیاف و استفاده از نتایج بدست آمده از محاسبات سازمان هواپیمایی فدرال آمریکا به طراحی روکش باند فرودگاه با استفاده ژئوسنتتیک ها می پردازیم. با توجه به محاسبات و نتایج انجام گرفته و همچنین پروژه های اجرا شده معمولا ژئوسنتتیک ها(ژئوتکستایل و ژئوکامپوزیت ها) قادرند عمر روکش آسفالتی را متوسط 2 تا 3 برابر افزایش داده و ضخامت روکش آسفالتی را بدون لحاظ محدودیت های آیین نامه ای به طور متوسط 25 تا 33 درصد و با لحاظ محدودیت های آیین نامه ای روسازی فرودگاه به طور متوسط 15 تا 20 درصد کاهش دهد.

نویسندگان: محمود کی منش، مجید اسلامی

چکیده:

هدف از این پژوهش، بررسی آزمایشگاهی تغییرات زمانی راندمان فیلتر ژئوتکستایل و فیلتر شنی در تصفیه آبگیر های زیر سطحی و تعیین زمان بک واش در فیلتر های ژئوتکستایل است. سیستم آبگیر شامل لوله پی وی سی مشبک بود که به صورت افقی در امتداد کانال آزمایشگاهی قرار گرفت. جدار لوله آب گیر در آزمایش های مختلف، مجهز به سه نوع ژئوتکستایل 350 و 500 و 800 گرم بر متر مربع شد و فیلتر شنی با ضخامت متوسط 20 سانتی متر به عنوان نمونه شاهد در نظر گرفته شد. آزمایش ها برای رسوبات با چهار غلظت ورودی صفر، هزار ، پنج هزار ، ده هزار میلی گرم بر لیتر در یکصد و هشتاد حالت انجام شد. نتایج نشان داد که متوسط راندمان عملکرد فیلتر شنی برابر 82.4 درصد است، اما راندمان فیلتر ژئوتکستایل 350، 500 و 800 گرم بر متر مربع به ترتیب 95.2، 99.4 و 100 درصد  است. فیلتر ژئوتکستایل سبک تا سنگین نسبت به فیلتر شنی دارای شانزده درصد، بیست و یک درصد و بیست و دو درصد افزایش راندمان عملکرد بوده است.  معادله عمومی استفاده از ژئوتکستایل در تصفیه آب در طول زمان و تعیین زمان بک واش محاسبه و ارائه گردید. با افزایش غلظت رسوبات و دبی، انسداد فیلتر ژئوتکستایل نیز افزایش می یابد. میزان انسداد روزانه در لایه های ژئوتکستایل به طور متوسط 21.16 درصد مشاهده شد.

واژه های کلیدی: آب گیر زیر سطحی، فیلتر، ژئوتکستایل، تصفیه فیزیکی، تغییرات زمانی

مقدمه:

یکی از اهداف عمده در طرح های آبگیری و تاسیسات انحراف آب علاوه بر تامین دبی مناسب جریان، تضمین کیفیت آب منحرف شده می باشد، به طوریکه کیفیت آب منحرف شده از میانگین کیفیت رودخانه پایین تر نباشد. از جمله روش های رسوب زدایی در انواع آبگیری از رودخانه ها به جز آبگیری زیر سطحی می توان به سازه های منحرف کننده جریان تحتانی پر رسوب ، حوضچه ترسیب گردابی و لوله رسوب گیر گردابی اشاره کرد. لیکن در روش آب گیری زیر سطحی از فیلتر به عنوان رسوب گیر استفاده می شود. ژئوتکستایل ها پوشش های نفوذ پذیر می باشند که از الیاف مصنوعی به دست آمده اند و این الیاف از مشتقات نفت خام نظیر پلی استر، پلی اتیلن و پلی پروپیلن و بعضی از مواقع از فایبر گلاس ساخته می شوند. گفتنی است که ساخت این منسوجات از مواد طبیعی به دلیل فساد پذیر بودن آنها امکان پذیر نیست. ژئوتکستایل ها می توانند به صورت بافته شده و یا بافته نشده باشند. ژئوتکستایل بر اساس مقدار وزن در واحد سطح از حدود صد تا هزار گرم بر متر مربع با نفوذ پذیری 0.32 تا 0.2 سانتی متر بر ثانیه و قطر منافذ 250 تا 70 میکرون در بازار شناخته می شوند.

فتاحی و هازپرا هیدرولیک جریان نفوذی لوله های سوراخ دار در زیر لایه خاک و پوشش شنی مستغرق را با استفاده از بررسی هیدرولیک خطوط جریان بین منبع و مقصد (Sink & source)  مورد آزمایش قرار داده و نشان دادند با استفاده از نفوذ پذیری لایه های خاک، اصطحکاک لوله های سوراخ دار و بقیه فاکتور های مورد نظر، معادلات عمومی توصیف هیدرولیک لوله های سوراخ دار به دست می آید. شایان ذکر است که پیش بینی مطالعات فتاحی و هازپرا با نتایج قبلی تجربی استفاده از لوله سوراخدار بدون استفاده از پوشش شنی و لایه های خاک مطابقت دارد. بر اساس تحقیقاتی که در سال های گذشته توسط محققین مختلف انجام شده، توصیه می شود برای جلوگیری از بسته شدن دهانه آبگیر توسط رسوبات، در عمل از دو برابر طولی که از محاسبات هیدرولیکی بدست می آید. برای طول آب گیر استفاده شود. همچنین برای غلطتیدن رسوبات بر روی شبکه آشغال گیر، شیب بهینه بین 20 تا 30% می باشد .رجبی و ایزدی در بررسی آبگیر های کفی نشان دادند که از جمله مشکلات عمده کف های مشبک، گرفتگی آنها توسط رسوب درشت دانه و یا ورود رسوب ریزدانه به آبگیر از میان میله های آبگیر می باشد. لذا ایشان مشخص نمودند که تحت شرایط متفاوت هیدرولیکی و رسوب، آورد رسوب در شیب سی درجه حداقل می باشد. منزوی با آزمایش بر روی آبگیر های کفی و تهیه مدل عددی با دقت و همگرایی مطلوب، به این نتیجه رسید  که روش آبگیری از کف بهترین گزینه برای آبگیری از رودخانه های کوهستانی می باشد.

اگرچه در مورد آبگیری با استفاده از صفحات مشبک کار های تحقیقاتی زیادی انجام شده، ولی برای آبگیری زیر سطحی به روش استفاده از ژئوتکستایل مطالعاتی انجام نگرفته است. لذا در این پژوهش، آبگیری زیرسطحی با استفاده از فیلتر ژئوتکستایل مطالعه می شود. در صورت عملکرد مطلوب این روش می توان آن را جایگزین آبگیری با استفاده از صفحات مشبک و فیلتر شنی نمود. به طوریکه در شرایط مختلف هیدرولیکی رودخانه کمترین میزان رسوب در امر آبگذری ایجاد شود. نتایج به صورت نمودار و جدول ارئه و مورد بحث و بررسی قرار گرفت. همچنین معادله ای برای آبگیری زیر سطحی با استفاده از ژئوتکستایل بسته به ضخامت ژئوتکستایل ها با استفاده از آنالیز ابعادی ارائه شد.

مواد و روش ها

آزمایش ها در کانال آزمایشگاه مکانیک خاک گروه مهندسی آب دانشگاه شهر کرد انجام گردید. این کانال از نوع مستطیلی با جداره های فایبر گلاس بود تا امکان مشاهده ی کلیه مراحل آزمایش ها پدید آید و تنها یک وجه و کف کانال از جنس فی (گالوانیزه) بود. ارتفاع کانال 1.2 متر، عرض کانال 0.6 متر و طول آن 5.5 متر و شیب کف آن در طول کانال معادل صفر بود. به منظور انجام آزمایش ها، جدار فایبر گلاس یک وجه عرضی کانال با یک صفحه فی گالوانیزه که محل خروج لوله آبگیر و سرریز ها به صورت دقیق بر روی آن تعبیه شده بود. جایگزین و آب بند گردید. همچنین کف کانال توسط یک لایه ژئو ممبران و چسب به طور کامل آب بند گردید. در محل خروج لوله آبگیر یک سوراخ دایره ای به قطر 9 سانتی متر در فاصله ی 23.5 سانتی متر از کف کانال در نظر گرفته شد. به منظور کنترل سطح آب کانال در هر آزمایش، چهار لوله سرریز به قطر پنچ سانتیمتر با امکان انسداد در ارتفاع 0.2، 0.4، 0.6 و 0.8 متری بالاتر از محور وسط لوله آبگیر پیش بینی شد. به طوریکه جهت بالا بردن سطح آب در کانال و انجام آزمایش مرحله ی بعد، سرریز پایینی با بستن درپوش مسدود می گردید. بنابراین امکان افزایش سطح آب در کانال به میزان 0.2، 0.4 ،0.6 و 0.8 متر بالاتر از لوله آب گیر پدید آمد. کانال فاقد مخزن ذخیره جانبی بود و به منظور گردش آب در حین آزمایش و استفاده مجدد از آبهای خروجی کانال ( آب سرریز و خروجی آبگیر) یک باب مخزن 500 لیتری پلاستیک روباز در زیر نقاط خروجی قرار داده شد تا آب خروجی توسط پمپ کف کش و شلنگ مجدداٌ به داخل کانال برگردد.

در این پژوهش سیتم آب گیر شامل یک لوله پی وی سی (PVC)با قطر خارجی 90 میلی متر (قطر داخلی 85 میلیمتر) و طول 4 متر بود که 3 متر آن توسط سوراخ های مدور به قطر 5 میلیمتر و فواصل 2.5 سانتی متر از یکدیگر به صورت مثلثی در طول و عرض لوله مشبک شد. لوله به صورت افقی در امتداد طولی کانال (در جهت جریان) قرار گرفت. در اینصورت مجموع مساحت باز روی لوله آبگیر (A ) برابر با 0.026 متر مربع محاسبه گردید. برای اندازه گیری فشار داخلی لوله آبگیر تعداد 16 پیزومتر به فاصله 20 سانتی متر از یکدیگر در زیر لوله آبگیر قرار گرفت و لوله ها پس از گذر از جدار طولی کانال، بر روی سطح خارجی کانال به صورت قایم نصب شدند. میزان دبی خروجی لوله آبگیر توسط شیر کروی مدرج انتهای لوله در سه حالت (3/1، 3/2 و کاملاٌ باز ) تنظیم و توسط ظرف مدرج پلاستیکی با حجم 30 لیتر اندازه گیری شد. همچنین برای ثابت نگه داشتن ارتفاع سطح آب کانال در خارج لوله از سرریز های انتهایی کانال استفاده شد.

به منظور بررسی آزمایشگاهی فرآیند تصفیه آب توسط ژئوتکستایل در آبگیر زیرسطحی، علاوه بر سوراخ های محیطی، جدار خارجی لوله آبگیر مجهز به پوشش ژئوتکستایل گردید. بدین منظور با توجه به طیف تولید ژئوتکستایل در ضخامت ها و وزن های مختلف از 100 تا 1000 گرم به ازای هر متر مربع و همچنین مشخصات فنی استاندارد ارائه شده از سوی تولیدکنندگان، در این پژوهش از سه نوع لایه ژئوتکستایل GT350، GT500 و GT800  (سبک، متوسط و سنگین) به شرح جدول ذیل استفاده گردید.

به منظور انجام آزمایشهای مربوط به فیلتر شنی، از سه لایه شن متوسط، درشت و متوسط به ضخامت کل 20 سانتی متر بر روی لوله آبگیر و یک لایه شن متوسط در اطراف و زیر لوله آبگیر به ضخامت 29 سانتی متر استفاده شد.

 به منظور بررسی میزان تصفیه فیزیکی آب توسط ژئوتکستایل و فیلتر شنی در آبگیری زیرسطحی، نیاز به استفاده از رسوبات می باشد. اندازه رسوبات بایستی کوچکتر از اندازه ظاهری(موثر) منافذ ژئوتکستایل در نظر گرفته شود تا میزان تله اندازی رسوبات توسط ژئوتکستایل به درستی اندازه گیری شود. لذا با توجه به حداقل اندازه ظاهری منافذ ژئوتکستایل های مورد استفاده در تحقیق (0.09 میلیمتر) ذرات عبور کرده از الک 200 (0.75 میلی متر) که شامل ذرات لای و رس با 90D  معادل 0.065 میلیمتر می باشد. به عنوان رسوب در آزمایش ها مورد استفاده قرار گرفت.

 نظر به اینکه در بررسی عملکرد ژئوتکستایل به عنوان فیلتر، غلظت رسوبات قبل و بعد از ژئوتکستایل بایستی اندازه گیری شود، رسوبات به آب کانال آزمایشگاهی افزده شد. همچنین با توجه به اینکه غلظت رسوبات رودخانه ای در حالت عادی حدود 1000 تا 2000 میلی گرم بر لیتر بوده و در حالت سیلابی به 5000 تا 10000 میلی گرم بر لیتر انجام شد. بدین منظور با محاسبه حجم آب درون کانال، وزن رسوبات جهت ایجاد غلظت مناسب آب ورودی به ژئوتکستایل برای هر آزمایش محاسبه و قبل از شروع هر آزمایش به صورت یکنواخت به آب کانال اضافه شد

نتیجه گیری

راندمان عملکرد لایه های ژئوتکستایل به عنوان فیلتر جهت تصفیه فیزیکی آب و کاهش غلظت رسوبات بسیار بهتر از فیلتر شنی بود و راندمان عملکرد در کلیه موارد بیشتر از 92 درصد مشاهده شد. راندمان عملکرد ژئوتکستایل  GT350 از 97.76 درصد تا 92.2 درصد، راندمان عملکرد  GT500 از 99.76 درصد تا 98.93 درصد و راندمان عملکرد ژئوتکستایل  GT800 همواره 100 درصد بود . حداکثر راندمان فیلتر شنی 89.88 درصد مشاهد شد که با افزایش غلظت و ارتفاع آب روی آبگیر تا 75.07 درصد کاهش یافت. لایه ژئوتکستایل GT500  تا 99 درصد قابلیت تصفیه فیزیکی آب و کاهش و حذف رسوبات معلق در آب را دارد. لیکن با استفاده از لایه ژئوتکستایل GT800 عملکرد این لایه به عنوان فیلتر تصفیه فیزیکی آب را با 100 درصد اطمینان تضمین می نماید. میزان انسداد روزانه در لایه های ژئوتکستایل به طور متوسط 2.16 درصد مشاهد شد که بر این اسا پس از گذشت زمان حدود 25 روز بایست نسبت به بک واش و یا تعویض لایه ژئوتکستال اقدام نمود.

 نویسندگان: علیرضا اکرام نیا، امیر حسین منتظری، بهزاد قربانی

استفاده از ژئوتکستایل در بسیاری از کاربردهای مهندسی و روسازی راه یک روش موثر در اصلاح خاک به شمار می آید. اضافه شدن رس یا سیلت به ماسه در درصدهای مختلف می­ تواند بطور اساسی رفتار ماتریس ماسه و رس را تغییر دهد. هدف اصلی، بررسی آزمایشگاهی تاثیر نحوه کاربرد ژئوتکستایل در میزان توانایی باربری خاکهای مخلوط رسی و شنی منطقه ی باراندوز جهت کاربرد در لایه های روسازی راه می باشد.  در این مطالعه خاک رسی مورد استفاده با خاک شنی با درصدهای (25، 50 و 75)  مخلوط گردیده است. تاثیر ژئوتکستایل در دو حالت مطالعه گردید:

در حالت اول لایه ای ( یک لایه، دولایه و سه لایه در نمونه جایگذاری شده است) و در حالت دوم، ژئوتکستایل به صورت قطعاتی با ابعاد  1×1 و 5×5 سانتیمتر مربع بصورت راندم با با درصد های وزنی 1، 2 و 3 درصد با مصالح مخلوط گردیده و رفتار مصالح مورد ارزیابی قرار گرفته است. جهت انجام تحقیق از آزمون­ آزمایشگاهی نسبت باربری کالیفرنیا(CBR) هر دو حالت خشک و اشباع براساس استاندارد ASTM  بهره گرفته شده و  میزان درصد تورم در خاک های ریزدانه اشباع اندازه ­گیری شده است. نتایج حاصل از تحقیق نشان میدهد که میزان بهینه ژئوتکستایل مورد نیاز جهت مسلح نمودن مصالح مورد مطالعه بصورت قراردادن 1 لایه در قسمت میانی و یا افزودن 1% وزنی ژئوتکستایل به ابعاد1×1  سانتیمتر مربع میباشد که این میزان در شرایطی که خاک اشباع باشد به طور قابل ملاحظه ای از میزان تورم می کاهد و از آن جلوگیری می نماید.هدف اصلی از تحقیق حاضر، بررسی آزمایشگاهی تاثیر نحوه کاربرد ژئوتکستایل در میزان توانایی باربری خاکهای مخلوط رسی و شنی منطقه­ی باراندوز جهت کاربرد در لایه­های روسازی راه می­باشد.  دراین مطالعه خاک رسی مورد استفاده با خاک شنی با درصدهای (25، 50 و 75)  مخلوط گردیده است. تاثیر ژئوتکستایل در دو حالت مطالعه گردید: درحالت اول بصورت لایه­ای (یک لایه، دولایه و سه لایه در نمونه جایگذاری شده است) و درحالت دوم، ژئوتکستایل به صورت قطعاتی با ابعاد  1×1 و 5×5 سانتیمتر مربع بصورت راندم با درصد های وزنی 1، 2 و 3 درصد با مصالح مخلوط گردیده و رفتار مصالح مورد ارزیابی قرار گرفته است. جهت انجام تحقیق از آزمون­ آزمایشگاهی نسبت باربری کالیفرنیا(CBR) هر دو حالت خشک و اشباع براساس استاندارد ASTM D83  بهره گرفته شده است. بگونه­ای که طبق استاندارد سرعت بارگذاری mm/min  27/1 انتخاب شده و عدد CBR برای نفوذ پیستون به میزان 5/2 و 5 سانتیمتر برآورد گردیده است. درحالت اشباع میزان درصد تورم در نمونه­ ها اندازه ­گیری شده است. نتایج حاصله نشان می­دهد که میزان بهینه ژئوتکستایل مورد نیاز جهت مسلح نمودن مصالح مورد مطالعه بصورت قراردادن 1 لایه در قسمت میانی و یا افزودن 1% وزنی ژئوتکستایل به ابعاد1×1  سانتیمتر مربع می ­باشد که این میزان در شرایطی که خاک اشباع باشد به طور قابل ملاحظه ­ای از میزان تورم می­ کاهد و از آن جلوگیری می­ نماید.

سمانه قاسم وش اخیر، روزیه دبیری

 ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻣﻲﺗﻮان از ﺑﺴﺘﺮ ﺳﺎزي ژﺋﻮﺗﻜﺴﺘﺎﻳﻞ اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮد در ﻧﺘﻴﺠﻪ آن آب در ژﺋﻮﺗﻜﺴﺘﺎﻳﻞ ذﺧﻴﺮه ﺷﺪه و ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺮاي ﻣﺪﺗﻲ ﺗﻮﺳﻂ ﮔﻴﺎه ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﺑﮕﻴﺮد. ﻟﺬا ﺑﺮاي ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻴﺰان آب ﻣﺼﺮﻓﻲ در اﻣﻮر ﻛﺸﺎورزي و ﻧﻴﺰ ﺗﻘﻠﻴﻞ ﻫﺰﻳﻨﻪﻫﺎي آﺑﻴﺎري در ﻣﻨﺎﻃﻖ ﺧﺸﻚ وﻛﻢ ﺑﺎران روش زﻳﺮ ﭘﻴﺸﻨﻬﺎد ﻣﻲ ﺷﻮد:

 ﺑﺮ ﮔﺮداﻧﺪن ﺧﺎك ﻛﺸﺎورزي ﺗﺎ ﻋﻤﻖ ﻣﻨﺎﺳﺐ (ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﻧﻮع ﮔﻴﺎﻫﺎن ﺑﻮﺗﻪاي ﻣﻮرد ﻛﺎﺷﺖ در آن زﻣﻴﻦ) و اﻳﺰوﻟﻪ ﻛﺮدن ﺑﺴﺘﺮ ﻛﺸﺖ از ﻃﺮﻳﻖ ﮔﺴﺘﺮدن ﺻﻔﺤﺎت ژﺋﻮﺗﻜﺴﺘﺎﻳﻞ ﺑﺎ رﻋﺎﻳﺖ ﺷﻴﺐ ﻻزم ﺑﺮاي ﺟﻤﻊآوري آب اﺿﺎﻓﻲ در ﺣﻴﻦ آﺑﻴﺎري در ﻣﺨﺰن ﭘﻠﻴﻤﺮي زﻳﺮزﻣﻴﻨﻲ ﺑﺎ ﺣﺠﻢ ﻛﺎﻓﻲ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر اﺳﺘﻔﺎده ﻣﺠﺪد از آن. ﺑﻌﺪ از اﻳﺰوﻻﺳﻴﻮن ﻛﻒ، ﺧﺎك ﻛﺸﺎورزي ﺑﻪ ﺟﺎي ﺧﻮد ﺑﺮﮔﺮداﻧﺪه ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ.

  ﺣﺴﻴﻦ ﻋﻠﻲ ﺣﺴﻨﻲ ﻫﺎ ، ﻣﮋده اﺑﺮاﻫﻴﻤﻲ ﺑﺮوﺟﻨﻲ، ﺳﻴﺪ ﺣﺴﻦ ﻃﺒﺎﻃﺒﺎﺋﻲ

ژئوتکستایل (به انگلیسی:  (Geotextile) منسوجاتی نفوذپذیر هستند که در هنگام استفاده همراه با خاک، توانایی جداسازی، فیلتر کردن، تقویت، حفاظت یا تخلیه را دارند. ژئوتکستایل‌ها به دوشکل لایه‌های نبافته و بافته هستند که بر پایه پلی استر و پلی پروپیلن و ترکیبی از سایر مواد پلیمری با گرماژ و ابعاد گوناگون تولید می‌شوند این نوع منسوج از کنارهم قرارگرفتن الیاف ریز پلیمری و در هم تنیدن تشکیل می‌شوند. آن‌ها با روش‌های گوناگون نظیر سوزنکاری( Punching (Needle حرارتی (Heat Bonding) یا شیمیائی (Resin Bonding) تولید می‌شود و دارای ساختاری نمدگونه و بدون تاروپودهای مشخص (بی بافت) است.

ساختار متخلخل باعث وجود خواص مطلوبی نظیر موئینگی و جذاب آب، آبگذری، تحمل فشار و ضربات، جذب قیر و از همه مهمتر امکان عبور انتخابی یعنی عبور دادن سیالات در حالی که ذرات خاک اجازه عبور ندارند.

ژئوتکستایل‌ها بر پایه پلی استرها (PES/PET) و پلی پروپیلن‌ها (P.P)  به دو صورت بافته  (Woven) و نبافته (Non  (woven) وجود دارد.

کاربردها

از عمده وظایف مهم ژئوتکستایل در صنعت ساختمان و مهندسی عمران می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

زهکشی (Drainage) محافظت (Protection) کنترل فرسایش (Erosion control) جداسازی (separation) فیلتراسیون (Filtration) و مقاوم‌سازی (Reinforcement)

ژئوتکستایل به خاطر ایفای نقش‌هایی متنوع دارای زمینه‌های کاربردی فراوانی می‌باشد:

• نقش جداسازی در جاده
• روکش جاده
• زیر سازی جاده
• زیر سازی خط آهن
• سد سازی
• کنترل فرسایش
• دیواره‌های محافظ
• زهکشی زیر زمینی، پشت دیوار حائل، ستون‌ها و سطوح عمودی
• کنترل و نگهداری ضایعات
• سیستم جمع‌آوری مایعات و گازها
• حفاظت ژئوممبران
• ثبات و تحکیم خطوط آهن
• سیستم‌های محافظت و زهکشی زیر چمن مصنوعی
• لاینینگ و ایزولاسیون تونل‌ها
• استحصال زمین‌های باتلاقی
• مقاوم‌سازی زمین در برابر زله
• فیلتر در کانال‌های آبیاری
• فیلتر در سدهای خاکی
• مقاوم‌سازی
• حفاظت سواحل رودخانه و دریاها
• مخازن فاضلاب و لند فیل‌ها در ایزولاسیون تونلها
• مخازن ذخیره آب و مواد شیمیائی
• تحکیم بستر خاکریزها و شیبهای مصنوعی
• احداث باند فرودگاه

نقش جداسازی در جاده

عامل عمده شکست جاده تزریق مواد لایه‌های مجاور به درون پی سنگ ریزه‌ای و پیامد آن نزول استحکام در لایه سنگ ریزه‌ای می‌باشد وقتی لایه سنگ ریزه‌ای روی لایه ساب گرید قرار گیرد، لایه زیرین آلوده به خاک گشته و زیر بار ترافیکی و ارتعاش، لایه سنگ ریزه‌ای پی (Aggregate)را به درون خاک تزریق می‌کند و موجب حرکت لایه به طرف بالا می‌گردد، در محل‌های مرطوب ترافیک موجب پمپ خاک‌های ساب گرید ضعیف به درون سنگ ریزه‌ها گردیده و تمامی این شرایط باعث کاهش کلفتی مؤثر لایه سنگ ریزه‌ای گشته و در نتیجه لایه حمایتی جاده تخریب می‌شود و عمر مفید جاده کاهش می‌یابد.

استفاده از ژئوتکستایل برای بهبود عملکرد بزرگراه‌ها، جاده‌های غیر فرشی، محل‌های پارکینگ، فرودگاه‌ها و باراندازها به عنوان عنصر جداکننده پیشنهاد می‌شود.

زیر سازی جاده

ژئوتکستایل دراین کاربرد با توجه به شرایط محل در یک یا چند نقش اصلی به کار می‌رود در جداسازی بین ساب گرید و مواد سنگی و دانه‌ای واقع می‌گردد در فیلتراسیون ژئوتکستایل آب را چه تحت فشار و چه در حالت جریان ثابت با فیلتر از خود عبور خواهد داد و از عبور خاک نرم به لایه سنگی پی و لایه‌های زهکش جلوگیری می‌کند. در نقش مستحکم سازی موجب استحکام مواد نرم ساب گرید می‌شود؛ و میزان CBR را تا حد مطلوبی افزایش می‌دهد و با توزیع فشار منطقه‌ای و موضعی از فرورفتن مواد سنگی و دانه‌ای به درون ساب گرید نرم و مرطوب جلوگیری می‌کند و نیز نقش زهکشی در جاده را بهبود می‌بخشد.

روکش جاده

منبع اصلی تخریب در فرش (روسازی) جاده تزریق آب ناخواسته به درون ساختار از طریق ترک موجود در سطوح فرش است هنگام ساخت یا تمدید فرش جاده‌ها الحاق ژئوتکستایل بین اندود اتصال (Tack coat) و لایه جدید آسفالت یک سد رطوبتی مؤثری را ایجاد می‌کند و زیر پی را در مقابل نفوذ آب سطحی حمایت می‌کند.

سد سازی

کاربرد ژئوتکستایل در زمینه سد سازی برای ضدآب سازی و جلوگیری از نشست آب از بدنه سد شده و از تخریب تدریجی آن جلوگیری می‌نماید. در این کاربرد از ژئوتکستایل سنگین به عنوان لایه محافظ غشاء ژئوممبرین استفاده می‌شود. همچنین به عنوان زهکشی سطحی دیواره سد و انتقال رطوبت به زهکش‌های پائین سد عمل می‌کند.

زیر سازی خط آهن

ژئوتکستایل در این کاربرد موجب تثبیت خط آهن می‌گردد. حفظ هندسی بستر خط آهن و در نقش جداسازی، بین مواد پی Ballast و زیر پی Sub ballast و نیز مهار سازی مواد پی و زیر پی در مقابل حرکات جانبی کمک می‌کند. ژئوتکستایل همچنین مکانیزمی را برای زهکشی جانبی (حاشیه‌ها) ایجاد می‌کند و عملکرد زهکشی را بهبود می‌بخشد.

کنترل فرسایش

ژئوتکستایل در مواردی از جمله زهکشی، سواحل، سیستم‌های حفاظتی و اسکله به کار می‌رود و نیز برای کنترل دائمی فرسایش شبیه زهکشی زیر زمینی می‌باشد. بدون حضور ژئوتکستایل فیلتری، ضربات موج آب، مواد subgrade را زیر پوشش سنگی Rip rap یا بتن آرمه فرسایش می‌دهد.

دیواره‌های محافظ

ژئوتکستایل به‌طور وسیع جهت استحکام بخشیدن به خاکریزه‌ها روی خاک‌های نرم، سیل‌بند و دیواره‌های نگهدارنده به کار می‌روند. حقیقتاً یک ژئوتکستایل به کار رفته جهت دیوار نگهدارنده می‌تواند تقریباً با کمتر از نیمی از هزینه یک دیوار نگهدارنده سنتی ساخته شود.

کنترل نگهداری ضایعات

ژئوتکستایل برای ضایعات شهری و محل دفن زباله‌ها و ضایعاتی مضر و خطرناک، تالاب‌های تصفیه پساب همچنین مخازن نگهداری و کنترل ضایعات و دیگر سیستم‌های نگهداری سطحی توصیه شده‌است. این محصول کارایی سیستم را برای دفن زباله‌ها و هم برای طرح پاکیزه سازی آب زیر زمین افزایش می‌دهد.

زهکشی زیر زمینی

ژئوتکستایل جایگزین فیلترهای خاکی متداول برای زهکشی تقریباً تمام ساختارها از سیستم‌های کنترل آب زیرزمینی فرش جاده‌ها، زیر ساخت‌های ساختمان سدها و دیوارها می‌باشند. ژئوتکستایل‌های نبافته سبک‌وزن تا وزن متوسط مناسب کاربرد فیلتر زهکش بوده و اجازه می‌دهند که آب زیر زمینی از هسته‌های زهکشی بگذرند و در عین حال از بسته شدن و گیر کردن سیستم زهکشی با خاک مجاور جلوگیری می‌کند.

سیستم جمع‌آوری مایعات و گاز

ژئوتکستایل‌های نبافته و بافته شده برای مایعات محلول و سیستم‌های جمع‌آوری گاز استفاده می‌شوند درصورت استفاده از سیستم یکپارچه خاک و ژئوتکستایل می‌توان وزن کل خاک اطراف و روی لوله و دیواره‌های کانال را بر سطح مقطع لوله اعمال نمود و به این ترتیب به وزن کافی جهت مقابله با نیروی شناوری دست یافت.

حفاظت ژئوممبرین

ژئوتکستایل‌ها به‌طور مؤثر به عنوان بالشتک محافظتی از لایه‌های کنترل ضایعات در مقابل سوراخ شدگی و صدمات دیگر حفاظت می‌کنند. بدون لایه‌های محافظ، لبه‌های تیز مواد زیرین و مواد زائد موجب آسیب دیدگی ممبرین شده و نهایتاً از کیفیت و کارایی لایه‌ها می‌کاهد. لایه‌های نبافته سنگین‌وزن با وزن حدود ۲۰۰تا ۵۰۰ گرمی ژئوممبرین‌ها را محافظت می‌کند.

مزایای ترکیب ژئوتکستایل و ژئوممبرین‌ها

• از الیاف ژئوتکستایل بافته نشده می‌توان جهت تقویت بعضی از ژئوممبرین‌های لایه‌ای مسطح استفاده نمود که به آن لایه آستری scrm گفته می‌شود.
• از سوراخ شدن ژئوممبرین در هنگام قرار گرفتن بر روی خاکریز جلوگیری می‌شود.
• از آنجا که ژئوتکستایل مانند یک لایه زهکشی، عمل کرده از افزایش فشار آب حفره‌ای در زیر
• امکان پخش تنش در قسمت تحتانی ژئوممبرین فراهم می‌شود.

سیستم‌های محافظ و زهکشی زیر چمن

از آنجا که چمن مصنوعی معمولاً بر روی آسفالت نصب می‌گردد چمن به مرور نازک و باعث پارگی بکینگ شده و نخ‌های تافت چمن از آن جدا می‌گردد که با برقراری ژئوتکستایل بین بیکینگ و آسفالت از این امکان جلوگیری می‌گردد.

لاینینگ و ایزولاسیون تونل‌ها

در سیستم‌های ایزولاسیون و زهکشی تونل‌ها از لایه ژئوتکستایل به عنوان محافظ و زهکشی ورق ژئوممبران استفاده می‌شود. عموماً باید از ژئوتکستایلی استفاده نمود که در مقابل مواد شیمیایی مقاوم بوده و به خوبی سیال را زه کند و از صدمات احتمالی به لایه پلیمری آب‌بند‌کننده محافظت بعمل آورد یعنی از مقاومت خوبی در برابر فشارهای متمرکز پانچ‌کننده بر خوردار باشد.

استحصال زمین‌های باتلاقی

استحصال زمین‌های باتلاقی، سست و آبگیر جهت بهره‌برداری و ساخت سازه‌های مختلف نیاز به تحکیم دارد که ژئوتکستایل بخاطر مقاومت کششی عالی و توزیع بار در سطح وسیع جایگزین مناسبی برای رو ش‌های سنتی زمان بر و پرخرج می‌باشد.

مقاوم‌سازی زمین در برابر زله

زهکشی‌های قائم، ستون یا ترانشه‌ای از مصالح نفوذپذیر است که برای تخلیه اضافه فشار آب منفذی خاک‌های ماسه‌ای و رسی سست اشباع احداث می‌گردد تا احتمال روانگرایی و خسارت وارده در اثر زله کاهش یابد. مدل پیشنهادی زهکش‌های نیمه پیش ساخته ژئوتکستایلی می‌باشد که پس از حفاری خاک توسط ماشین‌های حفاری لایه‌های ژئوتکستایل درون برش قرار گرفته و به وسیله خا ک‌های دانه‌ای پر می‌گردد. ا ز مزیت این روش می‌توان به هزینه پائین، نصب سریع، بهبود خواص مکانیکی خاک در کوبش و کاهش روانگرایی، پیوستگی مطمئن زهکش، نفوذپذیری زیاد، دست خوردگی ناچیز خاک و زهکشی مناسب اشاره نمود.

فیلتر در کانال‌های آبی

این کاربرد شناخته‌ترین و پر مصرف‌ترین کاربرد ژئوتکستایل می‌باشد. در این عمل ژئوتکستایل در تماس با خاکی که قرار است زهکشی شود قرار می‌گیرد. ژئوتکستایل‌ها در واقع جانشین مصالح ماسه‌ای می‌شوند و باید بتوانند همان عملکرد و کارایی فیلترهای ماسه‌ای را داشته باشند. هم فیلترهای ژئوتکستایلی و هم فیلترهای ماسه‌ای باید بتوانند بدون ایجاد هر گونه فشار هیدرواستاتیک اضافی، آب یا گاز را از خود عبور دهند.

فیلتر در سدهای خاکی

فیلتر یکی از اجزاء مهم سازه‌های خاکی است که در ارتباط با جریان آب می‌باشند هنگامی که جریان نشت از یک خاک با دانه‌های نسبتاً ریز به مصالح درشت تر به زهکش وارد می‌شود، ممکن است مصالح ریزدانه از جای خود حرکت کرده، اولاً باعث بروز ناپایداری در کل سازه گردیده و خطر آفرین باشند و ثانیاً فضاهای خالی سیستم زهکش را پر کرده و در برابر حرکت آب ایجاد موانع کنند و در نتیجه باعث افزایش فشار هیدرواستاتیکی در سازه شوند.

مزایا

از جمله مزایای استفاده از ژئوتکستایل می‌توان به ساخت و نصب سریع، صرفه اقتصادی، مقاومت شیمیایی، دوام زیاد، عدم وجود جدایش بین دانه‌ها که در فیلترهای دانه‌ای در حین ساخت به وجود می‌آید و کاهش میزان حفاری اشاره کرد. ضخامت لایه ژئوتکستایل نسبت به لایه مصالح دانه‌ای خیلی کوچکتر است و این امر از نظر اقتصادی و اجرائی حائز اهمیت می‌باشد. قیمت و هزینه ژئوتکستایل عموماً در مقایسه با سایر مواد سیستم‌های زهکشی کمتر می‌باشد.