آیا ژئوگریدها در برابر زلزله عملکرد مناسبی دارند؟ بررسی موردی
29
0
ژئوگریدها با افزایش مقاومت برشی و کاهش تغییرشکل خاک، نقش موثری در کاهش آسیب‌های لرزهای در پروژههای عمرانی دارند. استفاده از آن‌ها در مناطق زلزلهخیز موجب پایداری سازه و ایمنی بیشتر می‌شود.
در مناطق زلزلهخیز، پایداری سازه‌ها به فاکتورهایی فراتر از مصالح ساختمانی وابسته است. خاک زیر سازه نقش کلیدی در انتقال نیروهای لرزهای دارد، و ضعف یا ناپایداری خاک میتواند باعث شکست سازه حتی در زلزله‌های متوسط شود. یکی از راهکارهای مؤثر برای افزایش پایداری خاک، استفاده از ژئوگرید است. برند ژئوخانجانی با عرضه ژئوگریدهای باکیفیت و تخصصی، نقش مهمی در اجرای پروژههای مقاوم‌سازی ایفا می‌کند.
اما سؤال اصلی این است: آیا ژئوگریدها در برابر زلزله واقعاً عملکرد خوبی دارند؟
ژئوگرید چیست و چرا در مقاوم‌سازی خاک کاربرد دارد؟
ژئوگرید نوعی محصول ژئوسنتتیک است که به شکل مشبک و با مقاومت کششی بالا تولید می‌شود. این شبکه‌ها در لایه‌های خاک قرار می‌گیرند و باعث ایجاد «قفلشدگی مکانیکی» بین ذرات خاک می‌شوند. این فرایند، اصطکاک و چسبندگی بین خاک و ژئوگرید را افزایش داده و در نهایت موجب تقویت بستر می‌گردد.
در پروژههای راه‌سازی، شیب‌بندی، دیوارهای حائل و پایدارسازی خاک، ژئوگریدها نقش حیاتی دارند. اما عملکرد آن‌ها در برابر زلزله از زاویه‌ای کاملاً متفاوت قابل بررسی است.
خرید و نصب ژئوگرید
مکانیزم عملکرد ژئوگرید در زلزله
زلزله باعث ایجاد ارتعاشات شدید افقی و عمودی در بستر زمین می‌شود. این ارتعاشات می‌توانند باعث «روانگرایی خاک»، تغییرشکل موقت، شکست دیوارهای حائل یا فروریزش شیبها شوند.
ژئوگرید در چنین شرایطی سه نقش کلیدی ایفا می‌کند:
- افزایش مقاومت برشی خاک: باعث تأخیر در آغاز روانگرایی می‌شود.
- کاهش تغییر مکان‌ها: توزیع یکنواخت‌تر نیروهای لرزهای در بین لایه‌های خاک.
- کاهش تنش‌های متمرکز: که باعث کاهش احتمال گسیختگی ناگهانی در نقاط ضعف می‌شود.
- بررسی موردی: تثبیت دیوار حائل در منطقه زلزلهخیز
در سال‌های اخیر، پروژه‌ای در استان کرمان به‌منظور احداث دیوار حائل برای راه‌آهن اجرا شد. این منطقه دارای خاک سست، شیب زیاد و ریسک زلزله بالا بود. تیم طراحی تصمیم به استفاده از ژئوگرید دومحوره با مقاومت کششی بالا گرفت.
مشخصات فنی:
- نوع خاک: ماسه‌ای – سیلتی با تراکم کم
- نوع ژئوگرید: پلی‌استری دومحوره با مقاومت 40 کیلونیوتن بر متر
- زاویه شیب دیوار: 65 درجه
- بار زلزله طراحی: 0.25g
نتیجه:
در تحلیل عددی با نرم‌افزار PLAXIS، سطح لغزش بدون ژئوگرید در عمق ۳ متری اتفاق می‌افتاد. با نصب ژئوگرید در ۵ لایه، نقطه گسیختگی به عمق بیش از ۷ متر منتقل شد و ضریب ایمنی افزایش یافت. این پروژه حتی پس از وقوع یک زلزله ۵.۶ ریشتری در منطقه، هیچ گونه نشست یا ترک سطحی نداشت.
مزایای استفاده از ژئوگرید در مناطق زلزلهخیز
- پایداری بلندمدت خاک زیر سازه‌ها
- جلوگیری از گسیختگی ناگهانی در شیبها و خاکریزها
- افزایش ضریب اطمینان دیوارهای حائل در شرایط لرزهای
- امکان استفاده در ترکیب با ژئوتکستایل، ژئوسل یا مصالح دانه‌ای
- کاهش هزینه‌های تقویتی در مقایسه با دیوارهای بتنی سنگین
نکات مهم در طراحی ژئوگرید در شرایط لرزهای
برای عملکرد بهتر ژئوگرید در برابر زلزله، باید موارد زیر در طراحی و اجرا رعایت شوند:
- تحلیل دینامیکی خاک با نرم‌افزارهای مهندسی
- انتخاب ژئوگرید با مقاومت کششی و مدول کشسانی مناسب
- طراحی فاصله بین لایه‌ها بر اساس ارتفاع دیوار یا ضخامت بستر
- همپوشانی دقیق ژئوگریدها و جلوگیری از تمرکز تنش در مرزها
- استفاده از خاک با تراکم قابل کنترل و زهکشی مناسب
جمع‌بندی
تحقیقات و پروژههای میدانی ثابت کرده‌اند که ژئوگرید، بهعنوان یک سیستم تسلیح خاک، در برابر زلزله عملکرد قابل قبولی دارد. اگر طراحی و اجرا مطابق استانداردهای مهندسی باشد، می‌توان با هزینه کمتر و سرعت بیشتر، پایداری خاک را در شرایط لرزهای تضمین کرد.
برند ژئوخانجانی با عرضه انواع ژئوگرید باکیفیت، مشاوره مهندسی و خدمات اجرایی، آماده همکاری در پروژههای مقاوم‌سازی خاک و سازه‌های عمرانی در مناطق زلزلهخیز است.