作者:科里施耐德,环境科学家,转眼间混沌之间188金宝搏下载界面

自然资源是有限的,或者至少,可以很容易地消耗的速度比他们可以更换。因此,保护自然资源是一个务实的努力。Geosynthetics-widely可用的材料用于建筑,土木工程,环境保护是有用的在促进保护这些资源。当作为目的,土工合成材料可以提高土壤属性和减少对自然资源的需求。

类型的土工合成材料

土工合成材料通常是由合成的聚合物,如聚乙烯、聚丙烯、和/或聚酯,和被设计成耐用和抗风化和其他环境因素。

通用分组的土工合成材料包括:

• 土工织物,
• 土工格栅,
• 土工膜,
• geocells,
• 侵蚀控制毯子(央行),
• 和地盘钢筋垫(trm)。

土工织物(渗透)和土工膜(防渗)提供分离,而土工格栅和geocells提供不同程度的稳定和监禁。央行和trm,由天然和合成纤维的组合,抵抗地表的侵蚀,防止种子发芽前冲刷。

应用程序通常使用这些土工合成材料的领域包括:

• 负载的支持,
• 坡、海岸线和通道的保护,
• 和地球保留。

在负载支持应用程序使用土工合成材料来保护自然资源

在承载应用程序中,土工格栅、土工织物和geocells都可以用来减少结构截面深度,从而保护自然资源。下图说明了这个效益和提供了一个比较四个结构等效坑坑洼洼的道路部分在一个非常弱的路基CBR的0.5%。

如图所示,在这种情况下,传统的横截面需要超过36英寸的聚合来实现最小的稳定,而平面,选择合成(土工格栅+土工布)需要26英寸的聚合。尤其是在这种情况下是geocells-specifically网络®Geocells可以被用来实现一个最优截面厚度仅15英寸,和合适的现场材料(OSM)可用,可以限制进口总磨损过程。

Geocells如何保护自然资源

通过大吃刀监禁,geocells允许使用低质量,非粘性土壤和再生材料(混凝土、沥青),进一步节约资源通过有益的重用。有益的重用任何上述进口物料需求减少,从而节约总,和更少的额外好处卡车,twitter网站的流量,节约了石油和天然气,给当地的道路更少的压力。设计得当土工合成材料也可以增加你的巷道´s使用寿命和减少或消除维护需求。

在斜坡、海岸线和通道应用程序中,欧洲央行,TRMs-and进一步extent-geocells,帮助防止地表土壤erosion-a过程可以在自然生态系统造成重大的伤害,导致的损失宝贵的表层土。尽管央行和trm适合保护表面,添加geocells截面可以防止过饱和土壤下面这些产品洗涤下坡的或下游,并且可以改善液压geocells中使用的材料的性能。

最后,土工合成材料可用于建造挡土墙和堤防,它可以帮助节约资源减少土地开挖和填补的必要性。挡土墙施工,geogrids-and偶尔geotextiles-are用作窗帘钩在机械稳定地球(MSE)结构,而geocells和TRM包装只是几个面临的许多不同的技术选择。Geocells不仅可以用来创造生活绿色墙壁帮助自然雨水渗透和添加一个美观的完成结构良好的工程解决方案,但研究也表明,Geocells可以承受高水平的地震摇晃,可能是一个合适的选择在许多世界地震多发地区。

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作者:迈克尔·j·迪基,体育,萨曼莎正义,体育布莱恩Wedin体育

当构建道路软土和弱地基梁,geocells是其中一个最强大的价值工程工具当今土木工程和建筑行业。可以理解的是,一些工程师可能担心使用合成产品,他们有一个不完整的技术的理解。所以,如果你曾经想知道geocells工作负载支持应用程序之间的关系,横向约束和环向应力,你来对地方了。

一般来说,geocells可以用来改变一个土压力灯泡的几何应用负载下通过一个称为床垫效应现象。床垫的效果的关键是一个物理机制独特geocells称为横向约束。负载应用于一层土工格室碎石垫层时,侧向土压力在加密材料开发,由细胞壁对限制横向运动,反过来向上发展中沿着墙界面剪切强度在整个互联网络的细胞。在本质上,横向约束水平土压力转换成向上的抗剪切力。

当结合合适的基础钢筋(即。,an enhanced woven geotextile), it becomes possible to construct over very weak subgrade materials, including those with standard penetration resistance (SPT-N) values less than 2 blows per foot (CBR < 0.5%), where most planar geosynthetic products, such as geogrids, would otherwise fail.

环向应力在哪里发挥作用,和它如何与横向约束?

箍应力发展地球压力传播的细胞壁内径向响应应用负载在地面。换句话说,同一个地球压力负责开发接口geocell和加密材料之间的摩擦也导致细胞壁内的箍应力。虽然不是完美的圆柱,可以设想类似geocells加压气缸的互联网络,在箍应力是净压力的函数,由于内部和外部的压力和在每一个细胞。

通过这种方式,径向压力,发展在每个细胞抵制那些发展中相邻细胞,和箍应力可以使用经典的估计方程加压薄壁圆柱形容器环向应力为:

σ_H=p_净* (D/ 2 t)

在那里,

σ_H=环向应力

p_净=净压力=p_我- - - - - -p_e

p_我=内部压力

p_e=外部压力

D= geocell直径

t =壁厚

内部主动土压力在一个细胞直接点荷载下可以使用布西涅斯克的观点计算荷载应力方程。关于外部,或“被动”,地球压力在相邻细胞,Emersleben(2009)调查箍应力之间的交互和被动geocell系统中接地电阻和观察到侧压力在相邻细胞减少指数与积极加载距离增加,或“源”细胞(s) -实际上,定义一个压力梯度。基于Emersleben的发现,可以评估净土压力之间产生内部和外部的细胞壁,将细胞壁的厚度作为两个点之间的距离定义的压力梯度线。

不足为奇的是,地球最大的净压力,最大箍应力发生在细胞直接下负载的周长足迹,车轮接触区域的车辆负载。在此基础上,可以估计的最大箍强调,将发展geocells AASHTO标准负载条件下的反应。

因此,下表总结了箍应力估计会发展AASHTO标准负载条件下一层6英寸的土工格室碎石垫层表面聚合磨损过程的2英寸。计算假定9.5英寸直径geocell填充与粗砂内摩擦角32度。

如图所示,相应的开发工作负荷条件下的拉力相对温和是由于邻近单元的横向约束效应。相比,典型的最优质的HDPE geocells屈服强度,违规内容请参考的拉力为材料,在弹性区域,不需进行任何永久变形或“蠕变”随着时间的推移,即使多年来重复交通负荷。

关于应变,土工格室碎石垫层的弹性响应层最终将由加密材料的弹性性质,提供合适的使用细粒度的加密,细胞壁中的任何显著的应变的发展将严重受到侧向约束的影响。由于这个原因,在细胞壁的实际应变发展将远低于应变表示的数量在一个典型的应力-应变曲线生成从ISO 10319等实验室检测或ASTM D4595样品在一个无侧限状态受到拉力。

这并不是说,环向应力并不重要。环向应力的发展是至关重要的适当的参与横向约束机制。此外,能力估计箍应力在具体项目的情况下,这可能会有用,因为它允许设计师来开发初步(和非常保守的)理解拉力的细胞壁的弹性区域内仍将材料(但需要说明的是,许多实验室测试方法如ISO 10319忽略约束的影响,因此倾向于高估应变水平)。

长期箍的完整性,因为它属于细胞壁(连接是另外一回事),动态力学分析使用ISO 6721等方法允许更精确的描述重复动态加载下的预期材料行为降低压力水平。一般来说,提供的产品是一种高质量的HDPE geocell弯曲储能模量至少116 ksi (800 Mpa)和100年的耐久性等级(ISO 13438),该产品预计会如期执行项目的整个生命周期。

引用:

Emersleben a . et al (2009)。箍应力之间的相互作用和被动接地电阻在单个和多个Geocell结构。开普敦GIGSA GeoAfrica 2009会议,2009年9月2 - 5。

当极端天气事件发生时,社区通常应对灾难性的影响。增加极端天气模式,再加上老化或基础设施不足,放大了经常危险和昂贵的损害,ensues-especially弱势群体生活在低洼地区。

根据最近的一项研究,美国可以看到洪水风险增加26.4%,到2050年,这可能会在现有的基础设施造成重大的伤害。出于这个原因,它是至关重要的建立弹性基础设施项目,以减轻气候风险,确保关键基础设施的长期可靠性。

将土工合成材料纳入基础设施可以提高社区的承受能力,从极端天气事件中恢复过来。例如,在飓风频发地区,设计可靠的访问道路沿着输电线路允许维修人员安全、迅速恢复供电的社区,否则可能会断电几天甚至几周。合成产品,如geocells,可用于构建可靠的访问道路沿着传输基础设施,通常遍历非常偏远地区复杂地形和松软的地面条件。通过互联网络蜂窝似的,geocells限制和稳定土壤在外载荷作用下,否则会不稳定。

当用于负载支持、边坡稳定、通道保护,和挡土墙应用,geocells是一个强大的武器对抗气候变化的长期影响。本文讨论了几个例子网络®geocells被成功用于帮助社区适应,和恢复,极端天气事件。

网络多孔路面用于重建道路、取代输电线路损坏在飓风迈克尔在佛罗里达州狭长地带

飓风迈克尔造成了广泛的破坏到佛罗里达的电网网络,水准超过100输电塔在34-mile通行权从港口圣乔·卡拉威。这通行权穿过沼泽,远程和偏远地区,使得重建网格更具挑战性。这非常潮湿、泥泞的地面防止维修车辆访问该地区。直升飞机被用来运送新的钢铁塔安装现场。

访问线需要更强的巷道维护支持重型车辆在最潮湿的地区。网络负载支持系统被用于制造道路在饱和条件下操作和提高性能。

网络系统是放在一个增强的土工布和满是碎骨料来创建访问道路重要湿地和稳定杆垫。访问道路和垫是永久性的。

网络Geocells修理房屋的小道&维护道路

在2018年的春天,几个风暴猛烈横扫南缅因州的海岸线地区,毁灭性的海滩和小径堡培养town-owned公园在缅因州。被称为“也没有发生,”这些破坏性的风暴形成沿东海岸,带来大风,下雨,洪水新英格兰各州。风暴卷过去,损坏是可见的福斯特和堡Kittery点的2.1英里长的海岸线步行道和维护道路,以及斜坡通向海滩。

公园的目的是修复和保护的斜坡,维护道路,休闲小道从未来风暴破坏。的网络®土壤稳定系统被选为恢复和保护公园的海岸线和轨迹的两个部分。

通过使用网络系统,公园能够装甲维修道路,娱乐,和斜坡从未来的风暴事件。自2018年被安装,网络负载支持和海岸线保护系统继续执行设计,让社区再次享受跟踪系统和当地的海滩。

网络包覆海岸线保护系统保护脆弱的河岸免受腐蚀的力量

极端的厄尔尼诺事件导致西太平洋温暖,发展大气对流和降水增加。造成灾难性的洪水和风暴事件严重侵蚀赤道东地区的厄瓜多尔和秘鲁北部。Zarumilla河的一部分,位于远程Tumbes秘鲁西北部地区正在经历严重的侵蚀和需要一个海岸线保护河岸的解决方案,防止进一步恶化。

的网络®海岸线保护系统选择保护Zarumilla河岸防范未来风暴事件。网络系统与混凝土填实提供了经济、包覆保护斜坡和渠道暴露于高流动速度和高剪切应力。系统已经被证明能够承受持续流速度超过36英尺/秒(11 m / s)和剪切应力的20.9 psf (1.0 kPa),优于看北边,石笼等传统硬装甲策略。

产品被运往该网站2020年9月,和安装由2020年12月完成。该项目按时并在预算之内完成。网络®海岸线保护系统执行预期,将提供急需的保护Zarumilla河和社区依赖时,下一个大风暴来袭。

网络Geocells用于侵蚀保护运河防洪堤

17街运河的防洪系统的侵蚀是一个西南路易斯安那州防洪Authority-East主要关注的问题。所需的权威解决保护运河的斜率对侵蚀力和防止防洪堤违约事件的热带风暴活动。

减轻渠道边坡侵蚀,工程师选择网络®监禁系统稳定的山坡沿着Metairie一边排水通道。通过将加密材料,网络系统可以防止流造成冲刷边坡表面和侵蚀。

建筑公司安装约380000平方英尺的GW40 (mid-cell大小,6英寸深板)在编织土工布沿着运河的斜率和碎骨料填充细胞大小的基础上科罗拉多州立大学的研究和测试水力学实验室。

网络系统:

• 允许使用更小、更便宜的rock-even矸石,降低安装和运输成本。
• 创建一个渗透,当需要排水,但植被无法建立。
• 抵制高速度和牵引的力量。

网络系统应用程序设计支持和资源

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你能告诉我们一点关于你的背景吗?

我在密西根上半岛长大,喜欢做户外活动。我的父亲是奥运会跳台滑雪,所以我别无选择,只能戴上一副滑雪板和追寻他的足迹。我变得很好,三个青年奥运会糟糕的秋天结束之前我生活的一部分。我成长在视频游戏之前,所以我们总是外面踢足球,棒球或骑自行车。

密歇根州立大学一年之后,我参加了学院在密歇根理工大学霍顿,MI和以环境工程学位毕业。毕业后,我搬到了绿湾,WI,曾为Foth & Van Dyke然后罗伯特·e·李工程咨询公司在加入搅拌呈规则。188金宝搏下载界面

工程和土工合成材料的世界哪些地方吸引了你?

我有幸得到一个很棒的工作,学院Foth & Van Dyke绿湾,WI。Foth当时日益增长的咨询公司的员工总是在前沿技术。当我开始在咨询、土工合成材料只是成为一个选择巷道和地球保留项目。我要看到早期的工程师如何包括土工合成材料在他们的项目和审批机构如何接受他们。我想我真的显示出我的年龄…

你的工作需要什么?你能带我们生命中的一天作为主要的?

最好的我工作的一部分是每一天都是不同的,似乎没有“典型”的日子。我们的产品可以解决很多土壤稳定问题,我祝福与世界各地的工程师有挑战性的项目。离开我的电脑是有益的在一天结束的时候知道混沌之间的团队和我们的全球分销网络共同发挥作用。

你最喜欢你的工作和/或你最喜欢这个行业吗?

人民和关系建设多年来一直享受。我们的行业紧密合作,以确保成功的技术项目。我喜欢从事AREMA, ASTM、ISO委员会和行业专家的讨论。

最具挑战性的一部分,你的工作是什么?

你怎么把它关掉吗?当我第一次开始咨询35年前,我们没有我们今天的技术。我们甚至没有AutoCAD或个人电脑的时间!一切都是由手工完成,我认为我们理解计算更好。当你离开工作的时候,它让你放松。今天,它看起来是24/7,尤其是科技的进步。它可以是一个挑战,把它关掉。

你喜欢做什么当你不帮助解决世界土壤稳定和侵蚀挑战?

我和我的妻子保持相当活跃,特别是在夏天。我们生活在一个高尔夫球场,你总会找到我们出去玩或者享受鸡尾酒在19日^th洞!家庭是我们生活的重要组成部分。我们很幸运有四个美好的孩子们的房子里搬了出来,并被录用!他们给了我们三个漂亮的孙子(一个12月的路上),我们喜欢把时间花在和破坏祖父母应该做什么。

世界上你最喜欢什么地方去?

我一直幸运拥有世界各地的旅行休闲和工作。一些我最喜欢的包括奥地利、瑞士、澳大利亚、和加拿大班夫。如果必须要选择一个蓬迦南自从我和我妻子最好的时候,当我们访问。我们有很多美好的回忆。我们都有压力的工作,所以很高兴离开,在海滩上放松,享受一些鸡尾酒,让别人做饭。

如果你能满足任何人,活的还是死的,你会遇见谁?

这是一个简单但是很难决定哪些人。我是一个巨大的老西部电影迷。是,如果我在看电视和滚动通道和遇到一个,我的妻子就起床,去另一个电视。我必须选择我的前20名,扔在一顶帽子,只选一个,没事的。

你的名字你生活的自传?

从来都不会让人感到沉闷。

把说唱是一种常见的通道保护方法由于其大多数流动阻力大小适当的岩石;然而,它确实有严重的缺陷。材料很贵,不是本地可用,位置需要重型设备。此外,把说唱通道容易定期维护,收集的碎片和垃圾,侵蚀边界,破坏和运动。

自然植被草坪园林提供大幅降低维护成本,但有限的能力抵抗调高流动和剪切力甚至在短时间内,除非可以稳定土壤和植被。

高性能植物的解决方案

网络®土壤封闭系统提供保护通道连续低流作为moderate-to-high流间歇渠道。系统的蜂窝似的从水文网络创建check-dams保护土层产生腐蚀的力量和松散的土壤侵蚀的影响。细胞壁穿孔锁住营养根的进一步稳定。

网络单层植被渠道可以承受~ 9英尺/秒(2.7米/秒),两倍多的电阻一般不支持的植被渠道(4英尺/秒(1.2米/秒)。网络渠道可以承受更高velocities-as高达30英尺/秒(9 m / s)——一个覆盖草皮钢筋网(TRM)完全植被。这是一个重大的改进,基本上一倍性能抗剪切应力和速度trm和侵蚀控制毯子(央行)。严格的水槽测试科罗拉多州立大学(CSU)不同剪切应力和流率证实抗高剪切应力的15.9磅力/ ft2(77.6公斤/平方米)。

植被网络TRM系统相比,把说唱

网络测试请求信息系统提供了植被的优势把说唱渠道:

• 流线型过渡边界:平滑集成边界减少破坏和侵蚀边界点
• 高磁导率:理想的环境低强度设计
• 容易集成在景观规划:更不突兀,可以合并(即“软”的解决方案。,grassed conveyances) with capabilities of some hard-armored systems

植物的交通工具的可持续解决方案

可持续植被渠道与网络TRM系统可以实现。应用程序的好处包括路边的沟渠,雨水通道、海岸线堤防、大坝、溢洪道和池塘溢流系统。网络/ TRM系统是一个更可持续和环境友好的解决方案比rip说唱这些常见的应用程序。

很快提供完整的设计和规范的工具和一个免费的项目评估服务来确定适用性。