کاربرد ژئوسنتتیک ها در سدسازی و سازه های هیدرولیکی

ژئوسنتتیک ها در سدسازی کاربردهای خاص خود را دارند. ژئوسنتتیک ها محصولات جدیدی در صنعت سدسازی نیستند، آن ها 45 سال است که در ساخت و تعمیر و نگهداری سدها به کار می روند و روز به روز بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند در حقیقت کارایی و دوام این محصولات در طی این سال ها به اثبات رسیده است. از ژئوسنتتیک ها در ساخت انواع سد اعم از سدهای خاکی، بتنی و RCC استفاده می شود. به کارگیری ژئوسنتتیک ها علاوه بر مزایای فنی بسیار، از لحاظ اقتصادی نیز نسبت به روش های سنتی مشابه بسیار مقرون به صرفه می باشد.

 

ژئوسنتتيک ها در سدسازی

 

طبق تعریفی که ASTM ارائه داده است ژئوسنتتیک ها محصولات صفحه ای پلیمری هستند که با سنگ، خاک و دیگر مصالح ژئوتکنیکی ترکیب شده و سبب بهبود عملکرد سازه های ژئوتکنیکی می گردند.

 

کاربردهای ژئوتکستایل و سایر ژئوسنتتیک ها در سدسازی

به کارگیری ژئوسنتتیک ها به دلیل داشتن عملکردهای زیر، در سدسازی بسیار رایج است.

  • فیلتراسیون
  • جدایش
  • زهکشی در داخل صفحه
  •  تقویت کننده
  • آب بندی
  • محافظ
  • پایدار کننده سطح

در ادامه به محصولاتی که می توانند عملکردهای فوق را داشته و در سد سازی و تعمیر و نگهداری سدها به کار روند، آورده شده است.

 

فیلتراسیون

ژئوتکستایل، یکی از ژئوسنتتیک ها در سدسازی است که به عنوان فیلتر به کار می رود. یک ژئوتکستایل زمانی به عنوان یک فیلتر به کار می رود که اجازه عبور آب را در حالیکه از عبور ذرات خاک جلوگیری می کند، بدهد. بنابراین آن ها باید در فضای بین خاکی که می خواهد تثبیت شود و مصالح زهکشی، لوله زهکش یا ژئوسنتتیک های زهکشی قرار گیرد. به طور معمول بدین منظور از نوع نبافته ی آن ها استفاده می شود. هر چند که انواع بافته این محصول نیز عملکرد خوبی را در این رابطه نشان داده اند.

 

جدایش

یک ژئوتکستایل زمانی به عنوان جداکننده به کار می رود که که بین دو نوع مصالح غیر مشابه قرار گیرد مثل دو نوع خاک ریز دانه و درشت دانه. انواع بافته و نبافته این محصول و همچنین ژئوکامپوزیت ها به شرطی که حداقل شرایط مقاومتی مورد نیاز را داشته باشند، می توانند به خوبی عمل جدایش را انجام دهند. این عملکرد جزء اولیه ترین عملکردهای ژئوتکستایل می باشد.

 

ژئوسنتتیک ها در روسازی

 

زهکشی درون صفحه

ژئوسنتتیکی که ضخیم باشد و قابلیت جریان سیال را در درون صفحه خود داشته باشد، می تواند به عنوان زهکش به کار رود. ژئونت ها ، ژئوکامپوزیت ها و ژئوتکستایل های ضخیم از جمله محصولات ژئوسنتتیکی هستند که دارای این ویژگی ها هستند و می توان از آن ها به عنوان مصالح زهکش و یا بخشی از مصالح زهکش بدنه ی سدها استفاده کرد.

 

تقویت کننده

ژئوسنتتیکی که قابلیت انتقال تنش از داخل خاک به صفحه خود و توزیع یکنواخت بار را داشته باشد به عنوان یک ژئوسنتتیک تقویت کننده شناخته می شود. ژئوگریدها مهم ترین انواع این محصولات بوده و استفاده از آن ها به منظور تقویت بستر بسیار رایج می باشد. البته ژئوتکستایل های بافته نیز می توانند تا احدودی این عملکرد را داشته باشند.

 

آب بند

ژئوسنتتیکی که دارای نفوذپذیری ناچیز باشد می تواند به عنوان لایه ای آب بند به کار گرفته شود. استفاده از یک لایه ی آب بند در ساختار بسیاری از سدها ضروری می باشد. ژئوممبران ها بهترین محصولات ژئوسنتتیکی هستند که می توانند این عملکرد را به خوبی انجام دهند. بنابراین در ساخت سدها بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.

 

محافظ

ژئوتکستایل های ضخیم و دارای وزن واحد سطح زیاد، به عنوان محافظ لایه ی ژئوممبران به کار می روند. این عملکرد آن ها در عین سادگی بسیار رایج و مرسوم می باشد چرا که محافظت از لایه ی آب بند سدها بسیار با اهمیت می باشد. ژئوتکستایل های نبافته با وزن واحد سطح بالا بدین منظور مورد استفاده قرار می گیرند. این محصولات همچنین می توانند عملکرد زهکش صفحه ای را نیز داشته باشند.

 

پایدارکننده سطح

یکی از مهم ترین جنبه های کاربردی ژئوسنتتیک ها، عملکرد کنترل فرسایش می باشد. به کارگیری ژئوسنتتیک ها در در جلوگیری از حرکت ذرات خاک در اثر جریان آب بسیار رایج و با اهمیت می باشد. بنابراین این محصولات به طور گسترده در سد سازی به کار می روند. البته این عملکرد می تواند ترکیبی از عملکردهای فیلتراسیون، جدایش و تقویت کننده باشد. ژئوسل و ژئومت ها از جمله محصولات ژئوسنتتیکی هستند که بدین منظور به کار می روند.

 

کاربرد ژئوتکستایل در سازه های هیدرولیکی

در میان تمام محصولات ژئوسنتتیکی، ژئوتکستایل ها بیشتر در سدسازی کاربرد دارند. این محصولات به طور گسترده در ساخت و تعمیر و نگهداری سدها کاربرد دارند. اکثر مهندسان در آمریکا ترجیح می دهند که این محصولات را در مکان هایی قرار دهند که امکان دسترسی به آن ها به منظور تعمیر و نگهداری آسان باشد (در نزدیکی سطح زمین و در عمق مدفون شدگی کم)
تنها در مواقع معدودی در آلمان، فرانسه و آفریقای جنوبی، ژئوتکستایل ها به عنوان فیلتر در ساخت سدها، در عمق به کار گرفته شده اند.
مهم ترین مورد به کارگیری ژئوتکستایل به عنوان فیلتر در سد وال کراس می باشد که حدود 35 سال است از به کارگیری آن می گذرد بدون اینکه هیچ مشکلی در محل ژئوتکستایل، به وجود آمده باشد. از سال 1959 که ژئوسنتتیک ها برای اولین بار در ساخت سد Sabetta در ایتالیا به کار گرفته شدند، ژئوسنتتیک ها در صدها سد دیگر در سرتاسر دنیا به کار گرفته شدند.