اثربخشی ژئوتکستایل در کاهش رواناب و از دست دادن خاک

اثربخشی ژئوتکستایل در کاهش رواناب و از دست دادن خاک: یک سنتز

از ژئوتکستایل ها برای جداسازی دو لایه زمین مجزا، تثبیت شیب، مدیریت پوشش گیاهی و کنترل فرسایش خاک استفاده می شود . ژئوتکستایل ها به طور گسترده ای برای کنترل فرسایش خاک در محل و خارج از زمین زمین های دست خورده توسط انسان استفاده می شود). انواعی از مواد موقتی تجزیه پذیر و غیرقابل تجزیه در درازمدت تولید یا به صورت رول ساخته شده اند و برای کاهش فرسایش خاک و کمک به رشد، استقرار و حفاظت از پوشش گیاهی طراحی شده اند (Allen, 1996). اینها عبارت اند از عباراتی که قبلاً استفاده می شدند شبکه ها و توری های کنترل فرسایش (ECMN)،تشک های ژئوسنتتیک ، ژئوتکستایل ، پتوهای کنترل فرسایش (ECBs)، تشک های پوشش گیاهی مجدد کنترل فرسایش (ECRMs) و تشک های تقویت کننده چمن).

ژئوتکستایل ها معمولاً به صورت کالاهای نورد شده عرضه می شوند و در شرایط مزرعه نصب می شوند و با استفاده از دستگاه های مختلف لنگر در محل ثابت می شوند. ویژگی های برجسته ژئوتکستایل های کنترل فرسایش عبارتند از: درصد پوشش، زبری ناشی از ژئوتکستایل، ظرفیت نگهداری آب ژئوتکستایل، وزن در هنگام خیس شدن و توانایی جریان برکه و افزایش عمق جریان (ریکسون، 2006). عامل "کشیدن" (پایبندی به ریز توپوگرافی سطحی) ژئوتکستایل های طبیعی به آنها اجازه می دهد تا کاملاً با زمین مطابقت داشته باشند (یعنی توانایی پیروی از خطوط شیب و در تماس نزدیک با خاک) (تامسون و اینگولد، 1986).

ژئوسنتتیک در ساخت و ساز

ای جی ویتل ، اچ.-آی. لینگ ، در دایره المعارف مواد: علم و فناوری، 

ژئوتکستایل

1.1 ژئوتکستایل

ژئوتکستایل ها بزرگترین و متنوع ترین گروه از مواد ژئوسنتتیکی هستند و شامل تمام پارچه های تولید شده از الیاف پلیمری (منگنه و رشته های ذوب شده و رشته های جدا شده) می شوند و می توانند بیشتر به (i) بافته شده، (ii) غیر بافته شده (iii) تقسیم شوند. ) بافتنی، و (IV) پارچه های با دوخت ( شکل 1 ). پارچه های بافته شده بر روی دستگاه های بافندگی با در هم تنیدن دو مجموعه متعامد از الیاف که معمولاً به عنوان جهت تار و پود (به ترتیب موازی و عمود بر جهت تولید) نامیده می شوند، تولید می شوند. منسوجات نبافته از شبکه ای از الیاف (رشته یا منگنه) تشکیل می شوند که در یک الگوی تعیین شده چیده شده اند و سپس توسط فرآیندهای مشت زدن سوزن (یعنی اتصال توسط درهم تنیدگی مکانیکی)، پیوند حرارتی (مثلاً عبور دادن تار از عرض) به یکدیگر متصل می شوند. غلتک های گرم شده)، و/یا چسباندن رزین (شبکه با رزین اکریلیک اسپری یا آغشته شده است). پارچه های بافتنی (ساخته شده با نخ های درون حلقه ای با استفاده از سوزن های قلاب دار) به ندرت به عنوان ژئوتکستایل استفاده می شوند، در حالی که پیوند دوخت (دوخت الیاف تک رشته ای از طریق یک شبکه الیافی) به طور گسترده در سایر مواد کامپوزیتی (به ویژه آسترهای رسی ژئوسنتتیک) استفاده می شود.

برای دانلود تصویر در اندازه واقعی وارد شوید

. تولید ژئوتکستایل (پس از لاوسون 1990 ).

اثربخشی ژئوتکستایل در کاهش رواناب و از دست دادن خاک: یک سنتز

ژئوتکستایل ها برای بیش از 50 سال به صنعت کنترل فرسایش کمک کرده 2003) و عمدتاً در پروژه های مهندسی عمران مانند دیوارهای حائل سدها، پایه های جاده ها و تثبیت شیب مخزن استفاده می شوند (Ricson)، 1988). ژئوتکستایل ها به عنوان "منسوجات نفوذ پذیر مورد استفاده در ارتباط با خاک، پی، سنگ، زمین یا هر ماده مرتبط با مهندسی ژئوتکنیک" تعریف می شوند (جان، 1987). ژئوتکستایل های کنترل فرسایش از مواد طبیعی (جوت، زغال سنگ، سیزال، کاه غلات و برگ خرما) یا مصنوعی (نایلون، پلی پروپیلن ، پلی استر و پلی اتیلن) ساخته می شوند(Rickson, 2006).

7.4 پوشش ژئوتکستایل

ژئوسنتتیک ها مواد پلیمری نازکی هستند که به طور گسترده در کاربردهای ژئوتکنیکی، زیست محیطی و هیدرولیکی مورد استفاده قرار می گیرند ( Bouazza et al ., 2006 ). ژئوتکستایل یک ژئوسنتتیک است که برای نفوذپذیری ساخته می شود و می توان آن ها را بر اساس روش تولید آن ها به دو دسته بافته یا نبافته طبقه بندی کرد ( کوئرنر و کوئرنر، 2006 ). ژئوتکستایل های نبافته مواد نمدی مانندی هستند که با قرارگیری تصادفی نخ ها تشکیل می شوند و هیچ الگوی نخ قابل مشاهده ای ندارند ( کوئرنر و کورنر، 2006 ). آنها همچنین می توانند در کانال ها و کانال هایی که در پایین دست عملیات لایروبی هستند، مانند برای آبگیری رسوبات در ژئوتیوب ها ( Moo-Young and Tucker, 2002 ) و سایر ظروف ژئوتکستایل در یک ( Kutay and Aydilek, 2004 ) و دو مورد استفاده قرار گیرند. سیستم های لایه ای ( کوتای و آیدیلک، 2005 ). ژئوتکستایل ها در امتداد خطوط ساحلی و مکان های دفن زباله برای کاهش ورود مواد معلق از طریق فرسایش استفاده شده اند (به عنوان مثال،

ژئوتکستایل

مواد واکنش دهنده مختلف (مثلاً کربن فعال، آپاتیت، رس ارگانیک، زئولیت، آهن صفر ظرفیتی) که برای تثبیت آلاینده ها استفاده می شوند، ممکن است برای درپوش بندی درجا با استفاده از تشک ژئوتکستایل قابل استفاده باشند. به عنوان مثال، آسترهای رسی ژئوسنتتیک (GCLs) متشکل از یک لایه نازک بنتونیت که توسط یک یا دو لایه ژئوسنتتیک پشتیبانی می شود، اکنون به خوبی به عنوان جایگزینی برای آسترهای رسی فشرده سنتی شناخته شده است. تعدادی از مطالعات استفاده از خاک رس را برای تضعیف آلاینده های فلزی ثابت کرده اند. یک تشک مواد واکنش دهنده چندین مزیت نسبت به قرار دادن آزاد مواد واکنش دهنده خواهد داشت، از جمله جرم یکنواخت و قابل تأیید در هر سطح قرار دادن مواد واکنش دهنده یا جذب کننده. (2) توانایی مخلوط کردن مواد واکنش دهنده یا جذب کننده در نسبت های مشخص. (3) جداسازی آسان مواد واکنش دهنده از رسوبات آلوده و مواد پوششی؛ (4) ایجاد مانع در برابر نفوذ زیستی، مقاومت در برابر بالا آمدن و نشست دیفرانسیل، و پایداری در مناطق شیبدار. ژئوتکستایل ها همچنین به جداسازی ریزآلاینده هایی مانند Cd، Zn و Cu از خاک زیرین در محل های دفن زباله کمک می کنند، بنابراین از آلوده شدن آب های زیرزمینی جلوگیری می کنند و همچنین در تضعیف فلزات از شیرابه های معدنی موثر هستند (

جلد 1

جف اندروز ، ... خوزه پریرا ، در دایره المعارف علوم لبنیات (ویرایش سوم)، 2016

پدهای ژئوتکستایل

بالشتک های خوراک و مسیرهای گاو که روی مناطق باتلاقی با فونداسیون کمی قرار می گیرند می توانند از ژئوتکستایلی که قبل از نصب سنگریزه گذاشته می شود بهره مند شوند. ژئوتکستایل تمایل شن به فرو رفتن در گل را کاهش می دهد. پارچه های ژئوتکستایل موادی هستند که به طور مصنوعی مهندسی شده اند که اغلب در ساخت و ساز بزرگراه ها مورد استفاده قرار می گیرند که در ابتدا برای ایجاد پایداری بیشتر خاک و توزیع بارها در یک منطقه وسیع تر ساخته شده اند. آنها در زیر مواد پایه (معمولا شن) خطوط و لنت ها قرار می گیرند. پارچه متخلخل است و به آب اجازه می دهد در حالی که خاک یا سنگ را در جای خود نگه می دارد از آن عبور کند. اغلب یک پایه سنگ تجزیه شده دو لایه روی ژئوتکستایل گذاشته می شود. لایه پایه (100 تا 150  میلی متر) اغلب از سنگدانه های درشت (ذرات تا 75  میلی متر) با یک لایه پوششی (50 تا 75  میلی متر) از مواد ریزتر (ذرات تا 25  میلی متر) گذاشته شده و در بالای آن متراکم می شود.

اثربخشی ژئوتکستایل در کاهش رواناب و از دست دادن خاک: یک سنتز

با وجود تسلط ژئوتکستایل های مصنوعی بر بازار تجاری، ژئوتکستایل های ساخته شده از مواد آلی در کنترل فرسایش و استقرار پوشش گیاهی بسیار موثر هستند ( ساترلند و زیگلر، 1996؛ لانگفورد و کلمن، 1996؛ اوگبوب و همکاران، 1998 ). الیاف طبیعی در کنترل فرسایش مؤثرتر از مصنوعی هستند ( ساترلند و زیگلر، 1996 ) و به دلیل زیست تخریب پذیری 100٪ و چسبندگی بهتر به خاک، روش ارجح بودند ( لنگفورد و کلمن، 1996 ). علاوه بر این، بیومات ها می توانند به کاهش نفوذ تابش شدید خورشید به زمین، سرکوب نوسانات شدید دمای خاک ، کاهش اتلاف آب از طریق تبخیر و در نتیجه حفظ رطوبت خاک کمک کنند، که می تواند شرایط ایده آلی را برای استقرار و رشد گیاه ایجاد کند ( اسپراگ و پالسون، 1996 ).

اثربخشی ژئوتکستایل در کاهش رواناب و از دست دادن خاک: یک سنتز

با وجود پتانسیل ژئوتکستایل ها برای حفاظت از خاک، داده های علمی محدودی برای ارزیابی اثرات ژئوتکستایل ها در کاهش رواناب و فرسایش آبی در دسترس است. از این رو، هدف از این بررسی، تجزیه و تحلیل اثرات طول کرت ( L ) و سایر عوامل مؤثر احتمالی [درصد پوشش ( C ، %)، گرادیان شیب ( S )، مدت بارندگی ( D )، شدت بارندگی ( I )، محتوای ماسه، سیلت و خاک رس، محتوای مواد آلی خاک ( SOM ) و نوع ژئوتکستایل (طبیعی یا مصنوعی)] بر اثربخشی ژئوتکستایل ها در کاهش هدررفت خاک و آب ، بر اساس داده های تجربی گزارش شده.

از رگرسیون های خطی، C (%) و محتوای خاک، شن، سیلت و رس به عنوان مهم ترین متغیرها در کاهش SLR (نسبت از دست دادن خاک در کرت های خالی به نسبت از دست دادن خاک در قطعات تیمار شده ژئوتکستایل) برای پاشش، C (٪) برای پاشش یافت می شود. interrill و D (دقیقه) برای فرآیندهای فرسایش شیاری و بین شیاری ، به ترتیب. محتوای خاک رس و سیلت و D به ترتیب متغیرهای کلیدی در کاهش RR (نسبت رواناب از کرت های خالی به رواناب از کرت های تیمار شده با ژئوتکستایل) برای لایه های زیرین و میزان رس برای فرآیندهای فرسایش شیاری و میان شیاری هستند. رابطه خطی بین میانگین b-value (ضریب اثربخشی ژئوتکستایل در کاهش هدررفت خاک) و L همه مطالعات معنی دار نبود ( 05/0 P  > ).  همین امر برای رابطه بین L و SLR و L و RR صادق است . با این حال، هنگامی که L به عنوان یک ترم تعامل با C (%) به معادله اضافه می شود، پوشش ژئوتکستایل به طور قابل توجهی ( P  < 0.05) در کاهش SLR  در کرت های کوتاه تر از موارد طولانی تر برای فرآیندهای فرسایش بین شیاری و شیاری و بین شیاری مؤثرتر است . پلات نوار بافر (پوشش منطقه ~ 10٪) با تشک های Borassus و Buriti دارای بالاترین مقادیر b هستند .

اثربخشی ژئوتکستایل در کاهش رواناب و از دست دادن خاک: یک سنتز

اطلاعات محدودی در مورد تغییرات مکانی در اثربخشی چندین ژئوتکستایل در حفاظت از خاک وجود دارد. علاوه بر این، داده های مقایسه ای در مورد اثربخشی ژئوتکستایل های طبیعی و مصنوعی در کاهش هدررفت خاک و رواناب بسیار مورد نیاز است. دوباره، به غیر از نوع L و ژئوتکستایل ، چندین ویژگی دیگر بر اثربخشی پوشش ژئوتکستایل در کاهش رواناب و از دست دادن خاک تأثیر می گذارد ( لنگفورد و کلمن، 1996؛ زیگلر و ساترلند، 1998؛ ریکسون، 2006؛ اسمتس و همکاران، 2007 ). بنابراین، شناسایی تأثیر این متغیرها بر اثربخشی ژئوتکستایل بر اساس داده های جهانی منتشر شده ضروری است. از این رو، هدف اصلی این مطالعه بررسی اثرات ژئوتکستایل بر از دست دادن و رواناب خاک برای همه داده ها و برای هر فرآیند فرسایش خاک به طور جداگانه است. هدف خاص شناسایی اثرات سایر متغیرها بر کارایی پوشش ژئوتکستایل در کاهش از دست دادن خاک و رواناب برای هر فرآیند فرسایش خاک به طور جداگانه و برای همه داده های جمع آوری شده بود.

ژئوسنتتیک در ساخت و ساز

ای جی ویتل ، اچ.-آی. لینگ ، در دایره المعارف مواد: علم و فناوری، 2002

3.2 جداسازی

تقویت پایه خاکریزها همچنین استفاده از ژئوسنتتیک ها را برای جدا کردن (یعنی جلوگیری از اختلاط در هم آمیختن) یک پر گرانول پوشاننده از خاک پایه ریزدانه زیرین استناد می کند. این تابع در استفاده از ژئوتکستایل ها برای جداسازی بستر خاک از سنگدانه های پوشاننده (آسفالت نشده) پایه جاده یا بالاست راه آهن غالب می شود ( شکل 3(b) ). ژئوتکستایل ها (و شبکه های دو محوری) نیز به طور گسترده در طراحی روسازی برای به تاخیر انداختن ترک خوردگی بازتابی و حرارتی روکش های آسفالت استفاده می شوند. این کاربردها به سفتی کششی و خواص مقاومتی ژئوسنتتیک ها متکی هستند.

ژئوتکستایل اجازه زهکشی را می دهد اما از نفوذ سنگدانه به مواد زیرین نرمتر جلوگیری می کند و در عین حال از پمپاژ ذرات ریز از بستر به داخل بالاست جلوگیری می کند (هر دو مورد زهکشی و استحکام برشی پایه سنگدانه/بالاست را کاهش می دهند).ژئوتکستایل با عبور هر وسیله نقلیه تغییر شکل می دهد و از این رو، برخی از اقدامات تقویتی را ارائه می دهد و برای کاهش عمق شیار در سنگدانه عمل می کند. اهمیت نسبی تابع تقویت به استحکام زیر لایه بستگی دارد که معمولاً با نسبت باربری کالیفرنیا (CBR؛ ASTM D1883) نمایه می شود.

مقادیر CBR خیس نشده بیشتر از 8 دلالت بر پایه های متوسط تا خوب دارد به طوری که عملکرد ژئوتکستایل اولیه جداسازی است، در حالی که عمل تقویتی برای CBR⩽3 قابل توجه است. در حالت دوم می توان از آرماتور ژئوتکستایل برای کاهش ضخامت سنگدانه مورد نیاز (با افزایش فشار باربری مجاز) استفاده کرد. انتخاب ژئوتکستایل برای جداسازی معمولاً بر اساس استحکام شاخص (مقاومت در برابر پارگی، سوراخ شدن و ضربه) و پارامترهای جریان (AOS و گذردهی) مشخص می شود.

ارزش گذاری ضایعات پنبه برای کاربردهای کشاورزی و صنعتی: وضعیت فعلی و چشم انداز آینده

ارزش گذاری ضایعات و محصولات جانبی کشاورزی-غذایی،

34.4.2.1.5 ژئوتکستایل

تولید و استفاده از منسوجات و پوشاک مقدار قابل توجهی زباله تولید می کند ( لین، 2012 ). در گذشته، ضایعات نساجی از جمله ضایعات پنبه (ضایعات جین، زباله، ضایعات لباس و غیره) در محل های دفن زباله با/بدون تصفیه دفع می شدند). با این حال، دستورالعمل های زیست محیطی و مقررات قانونی، بخش صنعتی را مجبور به اتخاذ استراتژی های مدیریت زباله برای دفع کرده است ( لو و هامودا، 2014؛ سنگوپتا و بهرا، 2015 ).

علیرغم تغییرات قابل توجه در فن آوری های مدیریت زباله، مقدار ضایعات نساجی بازیافتی در مقایسه با سایر ضایعات (فولاد، کاغذ، پلاستیک و غیره) بازیافت (30٪ تا 80٪) کم است (15٪ تا 20٪). در سال های اخیر، ژئوتکستایل ها معمولاً در کاربردهای صنعتی، کشاورزی و خانگی برای مدیریت هدررفت خاک و آب، مانند فیلتراسیون، جداسازی، زه کشی، تقویت (مواد پرکننده) و حفاظت (به عنوان ماده کنترل فرسایش) مورد استفاده قرار گرفته اند. Bhattacharyya و همکاران، 2009 ، دیویس ، و بوث ، 2006 ; پنبه و الیاف پنبه بازیافتی ممکن است به عنوان مواد ژئوتکستایل عالی عمل کنند، زیرا به دلیل استحکام کششی، ظرفیت جذب فوق العاده، و خواص ضد آب بودن ژئوتکستایل

استفاده از ژئوتکستایل پنبه در کشاورزی برای محافظت از خاک در برابر فرسایش، در نتیجه افزایش نفوذ آب و محافظت از محصولات در برابر علف های هرز گزارش شده است نشان داده شده است که ژئوتکستایل ها با محافظت از خاک در برابر ضربه قطره آب و افزایش نفوذ آب از فرسایش خاک جلوگیری می کنند). نشان داده شد که فرسایش شیاری و خندقی با استفاده از ژئوتکستایل در شیب های تند به حداقل می رسد (). علاوه بر این، دامنه وسیعی برای استفاده از ژئوتکستایل های پنبه ای در پاکسازی زیستی خاک (آلاینده های شیمیایی) و آب (نشت نفت و سایر آلاینده ها) وجود دارد