กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 7 นาที

การกักขังเซลล์

ระบบกักกันแบบเซลลูลาร์ (CCS) หรือที่รู้จักกันในชื่อจีโอเซลล์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในงานก่อสร้างเพื่อควบคุมการกัดเซาะการรักษาเสถียรภาพของดินบนพื้นราบและลาด ชัน การป้องกัน...

การกักขังเซลล์

ระบบกักกันเซลล์กำลังถูกติดตั้งในเส้นทางทดลองทางตอนกลางของรัฐอะแลสกาตอนใต้
โครงไม้หลังจากติดตั้งในอุทยานแห่งชาติแรงเกลล์-เซนต์เอเลียสในรัฐอะแลสกา
วัสดุจีโอเซลล์
การถมดินลงในโครงสร้าง Geocell เพื่อสร้างกำแพงกั้นชั่วคราว

ระบบกักกันแบบเซลลูลาร์ (CCS) หรือที่รู้จักกันในชื่อจีโอเซลล์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในงานก่อสร้างเพื่อควบคุมการกัดเซาะการรักษาเสถียรภาพของดินบนพื้นราบและลาด ชัน การป้องกัน ช่องทางและการเสริมแรงโครงสร้างเพื่อ รองรับ น้ำหนักและการกักเก็บดิน[ 1 ]ระบบกักกันแบบเซลลูลาร์ทั่วไปเป็นวัสดุสังเคราะห์ ทางธรณี ที่ทำจาก แถบ โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) หรือโลหะผสมพอลิเมอร์ชนิดใหม่ (NPA) ที่เชื่อมด้วยคลื่นอัลตราโซนิค และขยายในสถานที่ก่อสร้างเพื่อสร้างโครงสร้างคล้ายรังผึ้ง และเติมด้วยทรายดินหินกรวดหรือคอนกรีต[ ​​2 ] [ 3 ]

ประวัติความเป็นมาของการกักขังเซลล์

การวิจัยและพัฒนาระบบกักเก็บแบบเซลลูลาร์ (CCS) เริ่มต้นโดยกองทัพบกสหรัฐฯ ในปี 1975 เพื่อคิดค้นวิธีการสร้างถนนทางยุทธวิธีบนพื้นดินอ่อน[ 4 ]วิศวกรพบว่าระบบกักเก็บด้วยทรายมีประสิทธิภาพดีกว่าส่วนหินบดแบบดั้งเดิม และสามารถเป็นเทคนิคการก่อสร้างที่รวดเร็วสำหรับถนนทางเข้าบนพื้นดินอ่อน โดยไม่ได้รับผลกระทบจากสภาพอากาศเปียกชื้น[ 5 ] [ 6 ]กองทัพบกสหรัฐฯ ในเมืองวิกส์เบิร์ก รัฐมิสซิสซิปปี (1981) ได้ทดลองกับระบบกักเก็บหลายระบบ ตั้งแต่แผ่นท่อพลาสติก แผ่นอลูมิเนียมแบบมีร่อง ไปจนถึงระบบโพลีเมอร์สำเร็จรูปที่เรียกว่าตะแกรงทราย และจากนั้น ระบบกักเก็บแบบเซลลูลาร์ ปัจจุบัน ระบบกักเก็บแบบเซลลูลาร์มักทำจากแถบกว้าง 50–200 มม. เชื่อมด้วยคลื่นอัลตราโซนิคเป็นช่วงๆ ตามความกว้าง ระบบ CCS จะถูกพับและจัดส่งไปยังสถานที่ก่อสร้างในรูปแบบที่พับเก็บ

ความพยายามในการนำระบบกักเก็บเซลล์ไปใช้ในเชิงพาณิชย์ในภาคพลเรือนโดยบริษัท Presto Products นำไปสู่ ​​Geoweb® [ 7 ]ระบบกักเก็บเซลล์นี้ทำจากโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) ซึ่งค่อนข้างแข็งแรง น้ำหนักเบา[ 8 ]และเหมาะสมสำหรับ การผลิตแบบอัดขึ้น รูปทางธรณีสังเคราะห์ระบบกักเก็บเซลล์นี้ถูกนำมาใช้เพื่อรองรับน้ำหนัก การควบคุมการกัดเซาะของลาดชัน และการบุช่องทางน้ำและการกักเก็บดินในสหรัฐอเมริกาและแคนาดาในช่วงต้นทศวรรษ 1980 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

วิจัย

งานวิจัยในช่วงแรก[ 13 ]พบว่าฐานกรวดเสริมแรงด้วยการกักขังเซลล์นั้น "เทียบเท่ากับความหนาประมาณสองเท่าของฐานกรวดที่ไม่เสริมแรง" และเซลล์ธรณีมีประสิทธิภาพดีกว่าแผนการเสริมแรงแบบแผ่นเดียว ( ผ้าใยสังเคราะห์และตาข่ายธรณี ) และมีประสิทธิภาพมากกว่าในการลดการกระจายตัวด้านข้างของวัสดุถมภายใต้การรับน้ำหนักเมื่อเทียบกับฐานเสริมแรงแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม Gregory N. Richardson (ซึ่งอยู่ที่ไซต์ CCS Vicksburg ของกองทัพบกสหรัฐฯ) เสียใจเมื่อ 25 ปีต่อมาเกี่ยวกับ "การแทบไม่มีเอกสารวิจัยเกี่ยวกับเซลล์ธรณีใน การประชุมระดับชาติและนานาชาติเกี่ยวกับวัสดุ สังเคราะห์ธรณี ทั้งหมด " [ 14 ]

การทบทวนวรรณกรรมอย่างครอบคลุมในปี 2551 สรุปได้ว่าการใช้เทคโนโลยี CCS ในการเสริมแรงฐานของถนนลาดยางและทางรถไฟโดยเฉพาะนั้นมีจำกัด เนื่องจากขาดวิธีการออกแบบ ขาดการวิจัยขั้นสูงในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา และความเข้าใจที่จำกัดเกี่ยวกับกลไกการเสริมแรง[ 15 ]ตั้งแต่นั้นมา มีการตีพิมพ์เอกสารวิจัยหลายร้อยฉบับเกี่ยวกับระบบจีโอเซลล์[ 16 ]มีการวิจัยอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการเสริมแรง CCS สำหรับการใช้งานบนถนน เพื่อทำความเข้าใจกลไกและปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการเสริมแรงแบบกักขัง ประเมินประสิทธิภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพของถนน และพัฒนาวิธีการออกแบบสำหรับการใช้งานบนถนน[ 17 ] [ 18 ]

การสำรวจและการทบทวนอย่างครอบคลุม—ที่นำเสนอในปี 2017 และ 2020—เกี่ยวกับการศึกษา geocell ล่าสุด การทดสอบภาคสนาม ความรู้ที่ทันสมัย ​​แนวโน้มปัจจุบัน และขอบเขตของทิศทางการวิจัยในอนาคต ได้ยืนยันการใช้งาน geocell ที่เพิ่มขึ้นในการเสริมแรงพื้นดินและโครงการโครงสร้างพื้นฐาน[ 19 ] [ 18 ]ในปี 2013 J. Han และคณะ ได้สรุปงานวิจัยที่ครอบคลุมซึ่งดำเนินการที่มหาวิทยาลัยแคนซัส รวมถึงการทดสอบการรับน้ำหนักแผ่นแบบคงที่และแบบวัฏจักร การทดสอบล้อเคลื่อนที่ขนาดเต็ม และการสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขบนชั้นฐานที่เสริมด้วย geocell โดยใช้วัสดุเติมที่แตกต่างกัน และได้อภิปรายผลการวิจัยหลักจากการศึกษาเหล่านี้เกี่ยวกับความเสียรูปถาวร ความเสียรูปยืดหยุ่น และความเสียรูปคืบ ความแข็ง ความสามารถในการรับน้ำหนัก และการกระจายความเค้น และการพัฒนาวิธีการออกแบบสำหรับฐานที่เสริมด้วย geocell การศึกษาเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าชั้นฐานที่เสริมด้วย จีโอเซลล์ โลหะผสมโพลีเมอร์ชนิดใหม่ (NAP) ช่วยลดความเค้นในแนวดิ่งที่ส่วนต่อประสานระหว่างชั้นรองพื้นและชั้นฐาน ลดการเสียรูปถาวรและการคืบ เพิ่มการเสียรูปยืดหยุ่น ความแข็ง และความสามารถในการรับน้ำหนักของชั้นฐาน[ 20 ]มีการทบทวนวรรณกรรมเพิ่มเติมในปี 2013 โดย O. Kief et al. [ 21 ]และ A. Marto et al. [ 22 ]

นวัตกรรมล่าสุดในเทคโนโลยีการกักขังเซลล์

ความแข็งแรงและความแข็งของชั้นผิวทางกำหนดประสิทธิภาพของผิวทางทางหลวง ในขณะที่การใช้มวลรวมส่งผลกระทบต่อต้นทุนและระยะเวลาในการติดตั้ง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีทางเลือกอื่นเพื่อปรับปรุงคุณภาพผิวทางโดยใช้วัสดุใหม่ที่มีการใช้มวลรวมน้อยลง[ 23 ]จีโอเซลล์ได้รับการยอมรับว่าเป็น วัสดุเสริมแรง ทางธรณีสังเคราะห์ ที่เหมาะสม สำหรับดินเม็ดละเอียดเพื่อรองรับน้ำหนักล้อคงที่และเคลื่อนที่บนถนน ทางรถไฟ และการใช้งานที่คล้ายคลึงกัน แต่ความแข็งของจีโอเซลล์ถูกระบุว่าเป็นปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการเสริมแรงด้วยจีโอเซลล์ และด้วยเหตุนี้จึงส่งผลต่อความแข็งแกร่งของโครงสร้างผิวทางทั้งหมด[ 23 ] [ 24 ]

การทดสอบการรับน้ำหนักแผ่นในห้องปฏิบัติการ การทดสอบล้อเคลื่อนที่ขนาดเต็ม และการสาธิตภาคสนามแสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพของฐานเสริมแรงด้วยจีโอเซลล์ขึ้นอยู่กับโมดูลัสความยืดหยุ่นของจีโอเซลล์ จีโอเซลล์ที่มีโมดูลัสความยืดหยุ่นสูงกว่าจะมีกำลังรับน้ำหนักและความแข็งแกร่งของฐานเสริมแรงที่สูงกว่า จีโอเซลล์ NPA แสดงผลลัพธ์ที่สูงกว่าในด้านกำลังรับน้ำหนักสูงสุด ความแข็งแกร่ง และการเสริมแรงเมื่อเทียบกับจีโอเซลล์ที่ทำจาก HDPE [ 25 ]จีโอเซลล์ NPA แสดงให้เห็นถึงความต้านทานต่อการคืบที่ดีกว่าและการรักษาความแข็งแกร่งและความต้านทานต่อการคืบที่ดีกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิสูง ซึ่งได้รับการตรวจสอบโดยการทดสอบการรับน้ำหนักแผ่น การสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลข และการทดสอบการจราจรขนาดเต็ม[ 17 ] [ 26 ]

การใช้งานจริงเทียบกับประสิทธิภาพในระยะยาว

CCS ได้รับการติดตั้งสำเร็จในโครงการหลายพันโครงการทั่วโลก อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องแยกแยะความแตกต่างระหว่างการใช้งานที่มีภาระต่ำ เช่น การใช้งานบนทางลาดและช่องทาง กับการใช้งานโครงสร้างพื้นฐานที่มีภาระหนักแบบใหม่ เช่น ในชั้นฐานของมอเตอร์เวย์ ทางรถไฟ ท่าเรือ สนามบิน และชานชาลา[ 19 ] ตัวอย่างเช่น ในขณะที่วัสดุพอลิเมอร์ทั้งหมดใน CCS จะเกิดการคืบตัวเมื่อเวลาผ่านไปภายใต้ภาระ คำถามคือ จะเกิดการเสื่อมสภาพถาวรมากน้อยเพียงใด ภายใต้เงื่อนไขใด และผลกระทบต่อประสิทธิภาพในระยะยาว และหากสิ่งนี้อาจนำไปสู่ความล้มเหลว[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]

อายุการใช้งานของ CCS ในการใช้งานป้องกันความลาดชัน ตัวอย่างเช่น มีความสำคัญน้อยกว่า เนื่องจากพืชพรรณและการยึดเกาะของรากช่วยทำให้ดินมีความเสถียร ซึ่งในทางปฏิบัติแล้วเป็นการชดเชยการสูญเสียการกักกันในระยะยาวของ CCS ในทำนองเดียวกัน การใช้งานเพื่อรองรับน้ำหนักสำหรับถนนที่มีปริมาณการจราจรต่ำและไม่ได้รับน้ำหนักมาก มักจะมีอายุการใช้งานที่สั้น ดังนั้นการสูญเสียประสิทธิภาพเพียงเล็กน้อยจึงเป็นที่ยอมรับได้ อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ เช่น การเสริมแรงชั้นโครงสร้างของทางเท้าทางหลวง ทางรถไฟ และชานชาลา ความเสถียรของมิติในระยะยาวมีความสำคัญอย่างยิ่ง ตราบใดที่พื้นที่ปริมาตรของจีโอเซลล์ไม่เปลี่ยนแปลงเกิน 2-3% การบดอัดและประสิทธิภาพจะยังคงอยู่ และการทรุดตัวจะลดลงเหลือน้อยที่สุด[ 30 ] [ 31 ]

การพัฒนามาตรฐานสำหรับ CCS

ความก้าวหน้าล่าสุดในการพัฒนาของเซลล์ธรณีวิทยาคือการพัฒนาและเผยแพร่มาตรฐานแนวทางปฏิบัติ มาตรฐานเซลล์ธรณีวิทยาที่เผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้โดย ASTM [ 32 ] ISO [ 30 ]และประเทศอื่น ๆ (เช่น เนเธอร์แลนด์) [ 33 ]เป็นผลลัพธ์ตามธรรมชาติของการพัฒนาล่าสุดในด้านระบบกักกันเซลล์ ได้แก่ วัสดุพอลิเมอร์ใหม่สำหรับเซลล์ธรณีวิทยา งานวิจัยที่เผยแพร่อย่างกว้างขวาง วิธีการทดสอบตามประสิทธิภาพที่ได้รับการยอมรับ และฐานความรู้ที่ขยายตัวของกรณีศึกษาภาคสนาม สิ่งเหล่านี้มีจุดประสงค์เพื่อเผยแพร่ความรู้ที่ทันสมัยที่สุดเกี่ยวกับวิธีการออกแบบและแนวปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการนำเทคโนโลยีเซลล์ธรณีวิทยาไปใช้ในการปรับปรุงเสถียรภาพของดินและการเสริมแรงฐานถนน[ 32 ]

มาตรฐานใหม่กล่าวถึงปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการเสริมแรงด้วยวัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิทยาและการใช้งานระบบกักกัน กลไกการเสริมแรงแบบ 3 มิติ ปัจจัยการออกแบบ และเน้นย้ำถึงผลกระทบของคุณลักษณะของวัสดุจีโอเซลล์ต่อความทนทานในระยะยาว วิธีการทดสอบมาตรฐาน ASTM และ ISO สำหรับพอลิเมอร์ที่ใช้กันทั่วไปในหลายอุตสาหกรรมถูกนำมาใช้เพื่อทำนายพฤติกรรมในระยะยาวและความเครียดพลาสติกสะสมในวัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิทยาภายใต้การรับน้ำหนักด้วยความเค้นเชิงกล ความถี่ และอุณหภูมิที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น มาตรฐานของเนเธอร์แลนด์สำหรับการใช้วัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิทยาเสริมแรงในถนน[ 33 ]ครอบคลุมการใช้งานจีโอเซลล์ (รวมถึงจีโอกริด) กลไกการรองรับ และหลักการออกแบบ นอกจากนี้ยังเน้นย้ำถึงความสำคัญของคุณลักษณะของวัสดุจีโอเซลล์ (ความแข็งและความต้านทานการคืบ) และวิธีที่ส่งผลต่อปัจจัยการเสริมแรงในระยะยาว

ต่อไปนี้คือประเด็นสำคัญในมาตรฐานใหม่:

  • ขอบเขตของผลการรักษาเสถียรภาพจะถูกกำหนดโดยวัสดุที่ใช้ทำจีโอเซลล์ นอกเหนือจากรูปทรงเรขาคณิต[ 30 ]
  • การรักษารูปทรงเรขาคณิตเป็นสิ่งสำคัญต่อประสิทธิภาพของจีโอเซลล์ตลอดอายุการใช้งานของโครงการ การเปลี่ยนแปลงปริมาตรที่มากกว่า 2% อาจส่งผลให้สูญเสียการกักกัน การอัดแน่น การทรุดตัว ความล้า และ/หรือความเสียหาย[ 32 ]
  • คุณสมบัติหลักต้องรักษาความแข็งแกร่งยืดหยุ่นภายใต้การรับน้ำหนักแบบไดนามิก คุณสมบัติยืดหยุ่นโดยไม่มีการเสียรูปถาวร (การคืบ) และความแข็งแรงในการรับแรงดึง[ 33 ]

สิ่งที่เหมือนกันในแนวทางปฏิบัติใหม่นี้คือแนวทางที่เน้นประสิทธิภาพ โดยที่พารามิเตอร์ทางวิศวกรรม เช่น โมดูลัส การเสียรูปพลาสติก และความแข็งแรงดึง เป็นปัจจัยสำคัญ การทดสอบตามประสิทธิภาพมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากงานโครงสร้างพื้นฐานที่รับน้ำหนักมากทำให้แผ่นใยสังเคราะห์รับแรงเค้นแบบไดนามิกที่สูงกว่ามากตลอดอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น

วิธีการทำงาน

ระบบกักกันแบบเซลลูลาร์เมื่อเติมด้วยดินอัดแน่นจะสร้างองค์ประกอบคอมโพสิตใหม่ที่มีคุณสมบัติทางกลและธรณีเทคนิคที่ดีขึ้น[ 34 ]เมื่อดินที่บรรจุอยู่ภายใน CCS ถูกกดดัน เช่น ในกรณีของการใช้งานเพื่อรองรับน้ำหนัก จะทำให้เกิดความเค้นด้านข้างบนผนังเซลล์รอบนอก โซนกักกันแบบ 3 มิติจะลดการเคลื่อนที่ด้านข้างของอนุภาคดิน ในขณะที่การรับน้ำหนักในแนวดิ่งบนวัสดุที่บรรจุอยู่ภายในจะส่งผลให้เกิดความเค้นด้านข้างและความต้านทานสูงที่ส่วนต่อประสานระหว่างเซลล์กับดิน สิ่งเหล่านี้จะเพิ่มความแข็งแรงเฉือนของดินที่ถูกกักกัน ซึ่ง:

  • สร้างแผ่นหรือที่นอนแข็งเพื่อกระจายน้ำหนักไปยังพื้นที่กว้างขึ้น
  • ช่วยลดแรงกระแทกจากดินอ่อน
  • เพิ่มความต้านทานแรงเฉือนและความสามารถในการรับน้ำหนัก
  • ลดการเสียรูป

การกักขังจากเซลล์ที่อยู่ติดกันทำให้เกิดความต้านทานเพิ่มเติมต่อเซลล์ที่รับน้ำหนักผ่านความต้านทานแบบพาสซีฟ ในขณะที่การขยายตัวด้านข้างของวัสดุอุดถูกจำกัดด้วยความแข็งแรงของห่วงที่สูง การอัดแน่นจะคงอยู่ได้ด้วยการกักขัง ส่งผลให้มีการเสริมแรงในระยะยาว[ 35 ]

ในสถานที่ก่อสร้าง ส่วนประกอบของจีโอเซลล์จะถูกยึดเข้าด้วยกันและวางลงบนพื้นผิวของดินชั้นล่าง โดยตรง หรือบนแผ่นกรอง ใยสังเคราะห์ที่วางอยู่บนพื้นผิวของชั้นดินรองพื้น และค้ำยันให้กางออกในลักษณะคล้ายหีบเพลงด้วยชุดค้ำยันภายนอก ส่วนประกอบเหล่านี้จะขยายตัวออกไปเป็นพื้นที่หลายสิบตารางเมตร และประกอบด้วยเซลล์แต่ละเซลล์หลายร้อยเซลล์ ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบและขนาดของเซลล์ จากนั้นจะเติมวัสดุต่างๆ เช่น ดิน ทราย หินกรวด หรือวัสดุรีไซเคิลลงไป แล้วทำการอัดแน่นโดยใช้เครื่องอัดแบบสั่นสะเทือน ชั้นผิวหน้าอาจเป็นแอสฟัลต์หรือวัสดุกรวดที่ไม่ยึดติดกัน

แอปพลิเคชัน

การรองรับน้ำหนักของถนน

ระบบกักกันเซลลูลาร์ (CCS) ถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของถนนทั้งที่ปูและไม่ปูผิวทาง โดยการเสริมแรงดินที่บริเวณรอยต่อระหว่างชั้นดินรองพื้นกับชั้นฐาน หรือภายในชั้นฐาน การกระจายแรงโหลดที่มีประสิทธิภาพของ CCS ทำให้เกิดโครงสร้างเซลลูลาร์ที่แข็งแรงและมั่นคง โครงสร้าง 3 มิตินี้ช่วยลดการทรุดตัวในแนวดิ่งที่แตกต่างกันในชั้นดินรองพื้นที่อ่อนนุ่ม ปรับปรุงความแข็งแรงในการรับแรงเฉือน และเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนัก ในขณะเดียวกันก็ลดปริมาณวัสดุมวลรวมที่จำเป็นในการยืดอายุการใช้งานของถนน ในฐานะระบบคอมโพสิต การกักกันเซลลูลาร์ช่วยเสริมความแข็งแรงให้กับวัสดุมวลรวมที่เติมเต็ม ทำให้สามารถใช้วัสดุคุณภาพต่ำที่มีการคัดเกรดไม่ดี (เช่น ดินพื้นเมืองในท้องถิ่น เศษหินจากเหมืองหิน หรือวัสดุรีไซเคิล) สำหรับการเติมเต็มได้พร้อมกัน และยังช่วยลดความหนาของชั้นรองรับโครงสร้างอีก ด้วย [ 36 ] การใช้งานทั่วไปในการรองรับน้ำหนัก ได้แก่ การเสริมแรงชั้นฐานและชั้นรองพื้นในทางเท้าแบบยืดหยุ่นได้แก่ ทางเท้าแอสฟัลต์ ถนนทางเข้า ถนนบริการ และถนนขนส่งที่ไม่ปูผิวทางถนนทหารโครงสร้างพื้นฐานทางรถไฟ และการกักกันหินบัลลาสต์ แท่นทำงานในท่าเรือขนส่งแบบหลายรูปแบบ ทางวิ่งและลานจอดเครื่องบิน พื้นผิวทางเท้าที่ระบายน้ำได้ดี โครงสร้างรองรับท่อส่ง พื้นที่จอดรถสีเขียว และพื้นที่ทางเข้าออกฉุกเฉิน

ความลาดชันของดินและการป้องกันร่องน้ำ

การจำกัดด้านข้างแบบสามมิติของ CCS พร้อมกับเทคนิคการยึดตรึงช่วยให้มั่นใจได้ถึงเสถียรภาพในระยะยาวของความลาดชันโดยใช้ดินชั้นบนที่มีพืชปกคลุม มวลรวม หรือพื้นผิวคอนกรีต (หากสัมผัสกับแรงดันเชิงกลและไฮดรอลิกที่รุนแรง) การระบายน้ำที่ดีขึ้น แรงเสียดทาน และปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์-ดิน-พืชของ CCS ช่วยป้องกันการเคลื่อนตัวลงเนินและจำกัดผลกระทบของหยาดฝน การไหลของน้ำ และแรงเฉือน ไฮดรอลิ ก[ 37 ]รูพรุนในเซลล์ 3 มิติช่วยให้น้ำ สารอาหาร และสิ่งมีชีวิตในดินไหลผ่านได้ ซึ่งส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชและการยึดเกาะของราก ซึ่งช่วยทำให้ความลาดชันและมวลดินมีเสถียรภาพมากขึ้น และอำนวยความสะดวกในการฟื้นฟูภูมิทัศน์ การใช้งานทั่วไป ได้แก่: ความลาดชันจากการตัดและถมดินในการก่อสร้างและการทำให้มีเสถียรภาพ; คันดินถนนและทางรถไฟ; การทำให้ท่อส่งมีเสถียรภาพและคันดินสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกในการจัดเก็บ; การฟื้นฟูพื้นที่เหมืองหินและเหมืองแร่; โครงสร้างช่องทางและชายฝั่ง สามารถสร้างเป็นมวลพื้นฐานหรือเป็นพื้นผิวได้

การรักษาโลก

CCS ให้ โครงสร้าง ดินที่มีเสถียรภาพทางกล ในแนวตั้งสูงชัน (ทั้งแบบแรงโน้มถ่วงหรือแบบเสริมแรง) สำหรับพื้นผิวลาดชัน ผนัง และภูมิประเทศที่ไม่สม่ำเสมอ การก่อสร้างโครงสร้างดิน CCS นั้นง่ายขึ้น เนื่องจากแต่ละชั้นมีความแข็งแรงทางโครงสร้าง ทำให้สามารถเข้าถึงอุปกรณ์และคนงานได้ ในขณะเดียวกันก็ขจัดความจำเป็นในการใช้แบบหล่อคอนกรีตและการบ่ม สามารถใช้ดินในพื้นที่ถมได้เมื่อเหมาะสมและมีลักษณะเป็นเม็ด ในขณะที่พื้นผิวด้านนอกช่วยให้สามารถทำเป็นแผ่นปิดสีเขียวหรือสีน้ำตาลของระเบียง/แถวแนวนอนโดยใช้ดินชั้นบน ผนังยังสามารถใช้สำหรับบุช่องทาง และในกรณีที่มีการไหลสูง จำเป็นต้องมีคอนกรีตหรือซีเมนต์เหลวถมอยู่ในเซลล์ด้านนอก CCS ถูกนำมาใช้เพื่อเสริมแรงฐานรากดินอ่อนหรือดินที่ไม่เรียบสำหรับฐานรากพื้นที่ขนาดใหญ่ สำหรับฐานรากแถบกำแพงกันดิน สำหรับการแบ่งรับน้ำหนักของฝาครอบเหนือท่อ และการใช้งานทางธรณีเทคนิคอื่นๆ[ 38 ]

อ่างเก็บน้ำและบ่อฝังกลบขยะ

CCS ให้การป้องกันด้วยแผ่นเมมเบรนทางธรณีวิทยา ในขณะเดียวกันก็สร้างดินที่มั่นคง คันดิน และเนินลาด เพื่อป้องกันการลื่นไถลและการกักเก็บของเหลวและของเสียอย่างทนทาน[ 39 ] การบำบัดการถมขึ้นอยู่กับวัสดุที่บรรจุอยู่: คอนกรีตสำหรับบ่อและอ่างเก็บน้ำ; กรวดสำหรับการระบายน้ำจากหลุมฝังกลบและน้ำชะล้าง ; การถมด้วยพืชสำหรับการฟื้นฟูภูมิทัศน์ งานคอนกรีตมีประสิทธิภาพและควบคุมได้ เนื่องจาก CCS ทำหน้าที่เป็นแบบหล่อสำเร็จรูป; CCS ที่มีคอนกรีตจะก่อตัวเป็นแผ่นพื้นที่มีความยืดหยุ่นซึ่งรองรับการเคลื่อนตัวของพื้นดินเล็กน้อยและป้องกันการแตกร้าว ในความเร็วการไหลปานกลางและต่ำ CCS ที่มีเมมเบรนทางธรณีวิทยาและกรวดปกคลุมสามารถใช้สร้างช่องทางที่ไม่สามารถซึมผ่านได้ จึงไม่จำเป็นต้องใช้คอนกรีต

การก่อสร้างที่ยั่งยืน

CCS เป็น โซลูชัน การก่อสร้างที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งทำให้โครงการโครงสร้างพื้นฐานทางแพ่งมีความยั่งยืนมากขึ้น ในการใช้งานเพื่อรองรับน้ำหนัก การเสริมแรงด้วยจีโอเซลล์ที่เพิ่มขึ้นช่วยลดปริมาณและคุณภาพของวัสดุถมเพื่อรองรับโครงสร้าง ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้วัสดุที่หาได้ในท้องถิ่น แต่เป็นดินประเภทที่ด้อยคุณภาพ หรือวัสดุรีไซเคิลในการก่อสร้างได้ ซึ่งจะช่วยลดความจำเป็นในการใช้หินจากเหมืองหิน จึงช่วยลดการทำเหมือง การขนส่ง และอุปกรณ์เคลื่อนย้ายดิน ซึ่งจะช่วยลดการใช้เชื้อเพลิง มลพิษ และคาร์บอนฟุตพริ้นท์อย่างมีนัยสำคัญ ในขณะเดียวกันก็ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการก่อสร้างในแง่ของฝุ่นละออง การกัดเซาะ และการไหลบ่าของน้ำที่ลดลง เมื่อใช้สำหรับการใช้งานบนเนินลาด CCS แบบมีรูพรุนจะช่วยปกป้องดิน การระบายน้ำ และเป็นชั้นการเจริญเติบโตของพืชได้ดีเยี่ยม เพื่อการฟื้นฟูภูมิทัศน์สีเขียวและมีพืชพรรณ อายุการใช้งานที่ยาวนานของเทคโนโลยี CCS ขั้นสูงยังสามารถลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและค่าใช้จ่ายทางเศรษฐกิจในระยะยาวได้อีกด้วย[ 40 ]

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cellular_confinement&oldid=1360626784 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การกักขังเซลล์

ระบบกักกันแบบเซลลูลาร์ (CCS) หรือที่รู้จักกันในชื่อจีโอเซลล์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในงานก่อสร้างเพื่อควบคุมการกัดเซาะการรักษาเสถียรภาพของดินบนพื้นราบและลาด ชัน การป้องกัน...

ประวัติความเป็นมาของการกักขังเซลล์

การวิจัยและพัฒนาระบบกักเก็บแบบเซลลูลาร์ (CCS) เริ่มต้นโดยกองทัพบกสหรัฐฯ

วิจัย

งานวิจัยในช่วงแรก [ 13 ] พบว่าฐานกรวดเสริมแรงด้วยการกักขังเซลล์นั้น "เทียบเท่ากับความหนาประมาณสองเท่าของฐานกรวดที่ไม่เสริมแรง" และเซลล์ธรณีมีประสิทธิภาพดีกว่าแผนการเสริมแรงแบบแผ่นเดียว ( ผ้าใยสังเคราะห์ และ ตาข่ายธรณี )...

นวัตกรรมล่าสุดในเทคโนโลยีการกักขังเซลล์

ความแข็งแรงและความแข็งของชั้นผิวทางกำหนดประสิทธิภาพของผิวทางทางหลวง ในขณะที่การใช้มวลรวมส่งผลกระทบต่อต้นทุนและระยะเวลาในการติดตั้ง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีทางเลือกอื่นเพื่อปรับปรุงคุณภาพผิวทางโดยใช้วัสดุใหม่ที่มีการใช้มวลรวมน้อยลง [ 23 ]...