ژئوسل یک لایه است که در مهندسی عمران کاربرد دارد. در هر کار ساخت و ساز مهندسی عمران دو معیار اساسی وجود دارد که باید رعایت شود. اولاً ساختار باید در برابر هر نوع خرابی ایمن بوده و دوم اینکه ساختار تا آنجا که ممکن است اقتصادی باشد. هنگامی که این سازه بر روی خاک سست یا ضعیف ساخته شده است ، رعایت این معیارهای اساسی بسیار دشوار است. شرایط خاک معمولاً دلیل عدم قدرت و تغییر شکل پذیری آن است. ژئوسل یک تکنیک برای تقویت خاک است که به نظر می رسد یک روش همه کاره از هر نظر کارآمد است.

ژئوسل

بهبود استحکام خاکهای نرم

این جدیدترین شکل تقویت است که در دراز مدت اقتصادی و با دوام است. تمام محصورهای دور آن را به مواد منتقل می کند از این رو از پخش خاک در استفاده از بار جلوگیری می کند. بنابراین استفاده از ژئوسل باعث افزایش قدرت خاک می شود.

ژئوسل چیست

شکل سنتی تقویت با ژئوسل

انواع مختلف پلیمرها برای تقویت ، تقویت و مقرون به صرفه پروژه های ساخت و ساز مهندسی ژئوتکنیک از لحاظ اقتصادی استفاده می شود. آنها برای تهیه یک یا چند کارکرد جداسازی ، تقویت ، تصفیه ، زهکشی یا سد استفاده می شوند.

تحقیق و توسعه سیستم های محصور سلولی توسط مهندسین ارتش آمریکا در سپتامبر 1975 آغاز شد تا امکان ساختن جاده های نزدیکی پل آزمایش شود.

مهندسان دریافتند که سیستم های محصور در شن و ماسه عملکرد بهتری نسبت به سنگ خرد شده معمولی دارند. از نظر اثربخشی محصور بودن، سیستم های سلولی به دلیل ساختار سه بعدی آن از سایر تقویت های ژئوسنتتیک مسطح، جذاب تر هستند. از این رو ژئوسل می تواند محوطه جانبی بهتری برای پر کردن خاکها فراهم کند. کامپوزیت تقویت شده که بوسیله ژئوسل و خاک فرو رفته تشکیل شده است از استحکام و مقاومت بالاتری نسبت به خاک غیر تقویت شده برخوردار است. اصطلاح ژئوسل همچنین دارای دو قسمت است ژئو به معنی خاک یا زمین و دوم سلول به معنی نوع شکل سلولی برای تزریق به مواد مانند خاک استفاده می شود. این سلول ها کاملاً مواد ضعیف مانند خاک ، سنگ و غیره را محکم می کنند و به دلیل ساختار سه بعدی آن تمام استحکام بیشتری را تأمین می کنند و از این رو مانع از انتشار جانبی مواد می شوند که به واسطه آن یک تشک بسیار سفت تر مانند ساختار تشکیل می شود و بار غلبه بر آن را توزیع می کند.

ژئوسل

مکانیک تقویت با ژئوسل

اگر پایه تقویت شده ژئوسل  را با پایه غیر تقویت شده مقایسه کنیم ، ثابت می شود که پایه های تقویت شده ژئوسل محاصره جانبی و عمودی بیشتری دارند. با توجه به تقویت ژئوسل استحکام چسبندگی ظاهری حتی به خاکهای چسبنده کمتر و حتی مقاومت چسبندگی ظاهری ناشی از آن بستگی به مدول کششی ژئوسنتتیک مورد استفاده برای تشکیل ژئوسل دارد که حتی با تشکیل ژئوسل از عرض برابر با پهلو ، می توان پیشرفت بسیار خوبی در عملکرد داشت،به دلیل انتقال بارهای پایه به عمق عمیق تر از طریق لایه ژئوسل است.

ژئوسل چیست

از این رو سطح مانند یک پایه عمیقاً جاسازی شده رفتار می کند ، بنابراین عملکرد کلی را نیز بهبود می بخشد همچنین الگوی برای تشکیل ژئوسل از الگوی الماس سودمندتر است. به طور تجربی و عددی اثر عمق اولین لایه تقویتی (u) ، فاصله بین آرماتورها (ساعت) و سفتی تقویتی بر ظرفیت تحمل پایه های دایره ای و حلقه ای ماسه را مورد مطالعه قرار دادند.

پاسخ به حل و فصل خاک تقویت شده ژئوسل در زیر خاک رس نرم را بررسی کرده اند. آنها با فراهم کردن تقویت ژئوسل در بستر خشت نرم ، کاهش قابل توجهی در اسکان نشان دادند.

نتایج آزمایشات مدل در مورد رفتار حل و فصل نوار در ماسه های تقویت شده ژئوسل در هنگام بارگذاری چرخه ای گزارش داده و نتیجه این است که بنیاد تقویت شده ژئوسل افزایش چهار برابری در ظرفیت تحمل نهایی را نشان می دهد. علاوه بر این، نتایج آزمایشگاه نشان می دهد که نسبت تنش و دفعات چرخه از اهمیت معنی داری برخوردار است.

اثر سلولهای ژئوسل به شدت مقاومت برشی خاک دانه را بهبود می بخشد. ژئوسل از ورق های پلی اتیلن با چگالی بالا ساخته شده است ، و عوامل مؤثر مورد بررسی شامل شکل (مقطع دایره ای ، مستطیلی و شش ضلعی) ، اندازه و تعداد سلول ها است. تأثیر این متغیرها بر استحکام فشرده سازی نمونه ها و همچنین رفتار استرس زا مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شده است که انسجام ظاهری نمونه های تقویت شده با توجه به شکل ، اندازه و تعداد سلول ها متفاوت است ، که اندازه سلول مهمترین عامل آن است. در بین سلولهای هر شکل ، سلولهای دایره بالاترین انسجام ظاهری را القا می کنند.

کاربرد ژئوسل

در ساخت پیاده رو و جاده

براساس مطالعات مشخص شده که ژئوسل نسبت به سایر مصالح مانند شن و ماسه و آسفالت عملکرد بهتری دارد و می تواند مقاومت خاک و زمین را افزایش دهد.

در مورد افزایش ظرفیت تحمل لایه های پایه شن در ساخت و سازهای جاده با استفاده از ژئوسل مطالعه شده  و  مشخص شده که لایه ژئوسل که در لایه پایه ماسه ای یک سازه آسفالت آسفالت قرار گرفته، تنش های عمودی در زیرگذر را در هنگام عبور وسیله نقلیه کاهش می دهد. حدود 30 درصد و مدول لایه های پایه شن را نسبت به یک لایه تقویت نشده افزایش داده است. در نتیجه میزان انحراف اندازه گیری شده روی سطح آسفالت نیز کاهش می یابد.