Geosyntetiske materialer-Generelt tem for syntetiske materialer, der anvendes i civilingeniørapplikationer

Geosyntetiske materialer

------Generel betegnelse for anvendte syntetiske materialer

i civilingeniørapplikationer

 

Geosyntetiske materialer er en generel betegnelse for syntetiske materialer, der anvendes i civilingeniørapplikationer. Som en type anlægsmateriale er det fremstillet af kunstigt syntetiserede polymerer (såsom plast, syntetiske fibre, syntetisk gummi osv.) som råmaterialer, og forskellige typer produkter placeres indeni, på overfladen eller mellem forskellige typer af jord for at styrke eller beskytte jorden.

 

Den tekniske specifikation for anvendelse af geosyntetiske materialer opdeler geosyntetiske materialer i geotekstiler, geomembraner, geosyntetiske specialmaterialer og geosyntetiske kompositmaterialer samt typer som geotekstiler, glasfibernet og geosyntetiske puder.

 

Geosyntetiske materialer er en samlebetegnelse for forskellige produkter fremstillet af syntetiske materialer, der anvendes i geoteknik og anlægsbyggeri. Fordi de hovedsageligt bruges i geoteknisk teknik, kaldes de "geosynthetics" for at skelne dem fra naturlige materialer. Geosyntetiske materialer blev engang omtalt som "geotekstiler" og "geomembraner". Med ingeniørmæssige behov fortsætter nye varianter af sådanne materialer med at dukke op, såsom geonet, geotekstiler og geotekstilposer, geotekstilmåtter, geotekstiler, komposit geotekstiler, bentonit vandtætte tæpper, komposit drænnet osv. De originale navne kan ikke længere dække nøjagtigt. alle produkter. Derfor omtales de i den følgende periode som "geotekstiler, geotekstiler og relaterede produkter". Et sådant navn egner sig naturligvis ikke som en teknisk eller akademisk betegnelse. Derfor, på den 5. internationale konference om geosyntetiske materialer, der blev afholdt i Singapore i 1994, blev navnet på denne type materiale officielt bestemt som "geosyntetiske materialer". Råmaterialet i geosyntetiske materialer er polymer. De er lavet af kemikalier udvundet af kul, olie, naturgas eller kalksten, videreforarbejdet til fibre eller syntetiske materialeplader og til sidst lavet til forskellige produkter. De polymerer, der bruges til fremstilling af geosyntetiske materialer, omfatter hovedsageligt polyethylen (PE), polyester (PET), polyamid (PER), polypropylen (PP) og polyvinylchlorid (PVC), chloreret polyethylen (CPE), polystyren (EPS) osv.

Et andet navn for geotekstil er geotekstil. Tidlige produkter var knappe, hvilket betyder et klædelignende materiale brugt i geoteknisk arbejde.

 

Fremstillingsprocessen af ​​geotekstiler involverer først forarbejdning af polymerråmaterialer til silke, korte fibre, garn eller strimler og derefter fremstilling af flade strukturerede geotekstiler. Geotekstiler kan opdeles i vævede geotekstiler og ikke-vævede geotekstiler i henhold til deres fremstillingsmetoder. Tekstil geotekstiler er sammensat af to parallelle sæt af ortogonale eller diagonale kæde- og skudtråde, der er sammenvævet. Ikke-vævede geotekstiler fremstilles ved at dirigere eller tilfældigt arrangere fibre og derefter bearbejde dem. Ifølge de forskellige metoder til at forbinde fibre er der tre typer forbindelsesmetoder: kemisk (klæbende) forbindelse, termisk forbindelse og mekanisk forbindelse.

 

De enestående fordele ved geotekstiler er let vægt, god generel kontinuitet (kan laves i større områder som helhed), bekvem konstruktion, høj trækstyrke, god korrosionsbestandighed og mikrobiel erosionsbestandighed. Ulempen er, at uden særlig behandling er den anti-ultraviolette evne lav. Hvis det udsættes for det ydre, er det let at ældes under direkte ultraviolet stråling, men hvis det ikke udsættes direkte, er anti-aging og holdbarheden stadig høj.

 

Geomembraner kan generelt opdeles i to kategorier: asfalt og polymerer (syntetiske polymerer). Geomembraner, der indeholder asfalt, er hovedsageligt komposit (herunder vævede eller ikke-vævede geotekstiler), med asfalt brugt som befugtningsbindemiddel. Polymer geomembraner er opdelt i plast geomembraner, elastiske geomembraner og komposit geomembraner baseret på forskellige hovedmaterialer.

 

En lang række ingeniørpraksis har vist, at geomembraner har god uigennemtrængelighed, stærk elasticitet og tilpasningsevne til deformation, kan være egnede til forskellige konstruktionsforhold og arbejdsbelastninger og har god ældningsmodstand. Holdbarheden af ​​geomembraner i undervands- og jordmiljøer er særligt fremtrædende. Geomembraner har enestående anti-nedsivning og vandtætte egenskaber.

 

Massefylde: Massefylde afhænger af det materiale, der bruges til at fremstille den, og selvom de polymerer, der bruges til fremstilling af geomembraner, tilhører samme kategori, er der ofte betydelige forskelle. For eksempel kan polyethylenmaterialer klassificeres i forskellige kategorier såsom ultra-lav densitet, lav densitet, medium densitet og høj densitet, hvilket resulterer i forskelle i densiteten af ​​PE geomembraner. Densitetsintervallet for geomembranpolymerer er ca. 0.85mg/L til 1.50mg/L, og den almindeligt anvendte densitet i teknik er generelt over 0.94mg/L.

Tykkelse: Tykkelsen refererer til afstanden mellem top og bund af membranen under det normale tryk på 20kPa. For glatte geomembraner (uden prægning eller mønstre på overfladen) ligner tykkelsesmålemetoden den for geotekstiler, men et mere nøjagtigt mikrometer bør bruges til måling. Hver prøve skal måles i mindst tre forskellige positioner, og gennemsnitsværdien skal tages som tykkelsen af ​​PE-kompositgeomembranen.

 

Geogrid er et vigtigt geosyntetisk materiale, som har en unik ydeevne og effektivitet sammenlignet med andre geosyntetiske materialer. Geogrids bruges almindeligvis som forstærkningsmaterialer til forstærkede jordstrukturer eller kompositmaterialer. Geogrids er opdelt i to typer: glasfiber og polyesterfiber.

 

Plast

 

Denne type geonet er et polymernetmateriale med kvadratiske eller rektangulære former dannet ved strækning, som kan opdeles i to typer baseret på de forskellige strækningsretninger under fremstillingen: ensrettet strækning og biaksial strækning. Det udstanses på polymerplader (for det meste lavet af polypropylen eller højdensitetspolyethylen), der er blevet ekstruderet og derefter udsat for retningsbestemt strækning under opvarmningsbetingelser.

 

Ensrettede strækningsgitre laves kun ved at strække langs længderetningen af ​​pladen, mens biaksiale strækgitre laves ved at fortsætte med at strække det ensrettede strækgitter i retningen vinkelret på dets længde.

 

På grund af omlejringen og orienteringen af ​​polymerpolymerer under opvarmnings- og forlængelsesprocessen i fremstillingen af ​​geonet, styrkes bindingskraften mellem molekylære kæder, hvilket opnår målet om at forbedre deres styrke. Dens forlængelse er kun 10% til 15% af den oprindelige plade. Hvis anti-aldringsmaterialer såsom kønrøg tilsættes til geonettet, vil det have bedre holdbarhed såsom syrebestandighed, alkalibestandighed, korrosionsbestandighed og ældningsbestandighed.

 

Glasfiber klasse

 

Denne type geonet er lavet af højstyrke glasfiber, nogle gange kombineret med selvklæbende trykfølende klæbemiddel og overfladeasfaltimprægneringsbehandling, for at integrere geonettet og asfaltbelægningen tæt. På grund af den øgede sammenlåsningskraft mellem jord- og stenmaterialer i geonettet, øges friktionskoefficienten mellem dem betydeligt (op til 0.8-1.0). Udtrækningsmodstanden for geonettet, der er indlejret i jorden, øges markant på grund af den stærke friktion og bidekraft mellem geonettet og jorden, hvilket gør det til et godt forstærkningsmateriale.

 

Samtidig er geonet et let, fleksibelt fladt mesh-materiale, der er nemt at skære og forbinde på stedet, og som også kan overlappe og overlappe. Den er nem at konstruere og kræver ikke specielle entreprenørmaskiner eller professionelt teknisk personale.

 

1 Geomembranpose

 

Geomembranpose er en kontinuerlig (eller individuel) taskelignende materiale lavet af dobbeltlags polymeriseret syntetisk fiberstof. Den bruger en højtrykspumpe til at hælde beton eller mørtel i posen og danner en pladelignende eller anden formet struktur. Det er almindeligt anvendt i skråningsbeskyttelse eller andre funderingsbehandlingsprojekter. Membranposer er opdelt i to kategorier baseret på deres materialer og forarbejdningsteknikker: mekaniske og simple membranposer. Mekaniserede membranposer kan opdeles i tre typer baseret på deres tilstedeværelse eller fravær af filtreringsdræningspunkter og deres form efter oppustning: membranposer med filtreringsdrænpunkt, membranposer med ikke-filtreringsdræningspunkt, betonmembranposer uden drænpunkt og membraner af hængselbloktype. .

 

2.Geonet

 

Geonet er et netværk af geosyntetiske materialer med store porer og høj stivhed i en plan eller tredimensionel struktur, vævet af syntetiske materialestrimler, grove tråde eller presset med syntetisk harpiks. Anvendes til blødt fundament forstærkende pudelag, skråningsbeskyttelse, græsbeplantning og som underlag til fremstilling af komposit geotekniske materialer.

 

3. Geomesh måtter og geonetkamre

 

Geomesh puder og geonet er begge tredimensionelle strukturer specielt lavet af syntetiske materialer. Førstnævnte er for det meste en tredimensionel permeabel polymernetpude sammensat af lange fibre, mens sidstnævnte er en bikage- eller gitterlignende tredimensionel struktur sammensat af geotekstiler, geonet eller geomembraner og strippolymerer. Det bruges almindeligvis til forebyggelse af erosion og jordbeskyttelsesteknik. Geoceller med høj stivhed og sideværts indeslutningskapacitet bruges ofte i forstærkede pudelag, vejbede eller sporlejer.

 

4. Polystyrenskum (EPS)

 

Polystyrenskum (EPS) er et ultralet geosyntetisk materiale udviklet. Det dannes ved at tilsætte et skummiddel til polystyren, forskumme med en specificeret densitet og derefter tørre skumpartiklerne i en silo, før de fyldes i en form og opvarmes. EPS har fordelene ved let vægt, varmebestandighed, god kompressionsevne, lav vandabsorption og gode selvbærende egenskaber og bruges almindeligvis som fyldstof til jernbanevolde.

 

Geotekstiler, geomembraner, geonet og visse specielle geosyntetiske materialer dannes ved at kombinere to eller flere materialer til geosyntetiske materialer. Geokompositmaterialer kan kombinere egenskaberne af forskellige materialer for bedre at imødekomme behovene for specifik teknik og kan spille en række funktionelle roller. En sammensat geotekstil er en kombination af geotekstil og geotekstil lavet i henhold til visse krav.

Blandt dem bruges geotekstil hovedsageligt til anti-nedsivning, og geotekstil spiller en rolle i forstærkning, dræning og forøgelse af friktionen mellem geotekstil og jordoverfladen. Et andet eksempel er geotekstile kompositdrænmaterialer, som er drænmaterialer sammensat af ikke-vævede geotekstiler, geotekstilnet, geotekstilmembraner eller geosyntetiske kernematerialer af forskellig form. De bruges til konsolidering af blødt fundamentsdræning, langsgående og tværgående dræning af vejbed, underjordiske drænrør i bygninger, opsamlingsbrønde, vægdræning af understøttende bygninger, tunneldræning, dæmningsdræningsfaciliteter osv. Plastdrænpladen, der almindeligvis anvendes i vejbedsteknik. er en type geosyntetisk komposit drænmateriale.

 

De geosyntetiske kompositmaterialer, der i vid udstrækning anvendes til veje i udlandet, er glasfiberpolyester, anti-revnestof og kædestrikket kompositforstærket anti-revnestof. Det kan forlænge vejens levetid, hvilket i høj grad reducerer omkostningerne til reparation og vedligeholdelse. Fra perspektivet af langsigtede økonomiske fordele er det nødvendigt for Kina aktivt at adoptere og fremme geosyntetiske kompositmaterialer.

 

Geosyntetiske materialer har forskellige egenskaber for forskellige produkter og kan anvendes i mange tekniske områder.

 

De områder, der er blevet anvendt, omfatter geoteknik, civilingeniør, vandbevaringsteknik, miljøteknik, transportteknik, kommunalteknik og landvindingsteknik.

 

Med hensyn til beskyttelse:

Jorderosion er en naturlig proces forårsaget af hydrauliske kræfter og vindkræfter, med adskillige indflydelsesfaktorer som jord, vegetation og topografi. Under specifikke forhold kan menneskelige aktiviteter også fremskynde denne proces. Hvis denne erosionseffekt ikke behandles ordentligt, kan den forårsage betydelig skade på eksisterende bygninger og miljøet.

 

Med hensyn til jorderosionsbekæmpelse kan geosyntetik anvendes til beskyttelse af skråninger, beskyttelse af vandtransportkanaler, kystlinjebeskyttelse, genvinding af vadeflader, genopretning af vegetation, beskyttelsesnetværk til stenfald og dæmningskonstruktion. I henhold til projektets karakteristika og stedets forhold kan erosionskontrolteknik involvere et eller flere geosyntetiske materialeprodukter.

 

I skråningsbeskyttelsesteknik er der ud over at bruge nogle geosyntetiske materialer, jordsøm og endda stenankerstænger nødvendige for at sikre beskyttelsessystemets stabilitet. I nogle tilfælde bruges geotekstilposer fyldt med tung mørtel også til at fiksere den beskyttende overflade, og græsfrø indsættes i hullerne i beskyttelsesstrukturen for at dyrke vegetation og forhindre jorderosion.