متخصصان جزئیات لنگر انداختن خاک و سنگ برای پایداری شیب را شرح می دهند

تصور کنید صخره های بلند با جاده های پیچ و تاب در چهره آنها حک شده است قهرمانان نامشخصی که اطمینان می دهند این سازه ها پایدار باقی می مانند فقط شگفتی های مهندسی قابل مشاهده نیستند،اما سیستم های لنگرگیری ژئوتکنولوژیکی پنهان - شبکه های ریشه دار که پشتیبانی حیاتی را برای دامنه ها و چهره های سنگی فراهم می کنند.

سیستم های لنگرگیری ژئوتکنولوژیک، توده های سنگی را با افزایش قدرت برش داخلی و مقاومت در برابر لغزش، ثبات می دهند. برخی از سیستم ها همچنین شامل ویژگی های حفاظت خارجی مانند بتن شات،که سطوح سنگی را از آب و هوا محافظت می کند در حالی که پشتیبانی ساختاری را فراهم می کند.

ثبات داخلی از طریق:

• آکندهای سنگی پیش فشار و غیر پیش فشار:ارائه تقویتی فعال یا منفعل
• رزین های تزریقی:پر کردن شکاف های سنگی برای بهبود قدرت کلی
• سیستم های تخلیه:کاهش فشار آب منافذ برای افزایش ثبات

به عنوان رایج ترین عنصر ثبات داخلی،بولت های سنگی به طور معمول شامل میله های فولادی یا رشته های با قدرت بالا هستند که در سوراخ های حفاری وارد می شوند و با استفاده از سنگ سیمان یا رزین اپوکسی به توده های سنگی متصل می شوند.ظرفیت بارگذاری آنها عمدتاً به قدرت پیوند بین سنگ و سنگ بستگی دارد که معمولاً کمتر از قدرت برد فولاد است.

برنامه های کاربردی از اطمینان از بلوک های سنگی گسسته تا تثبیت دامنه های کامل تحت تأثیر سازه های سنگی است. طول و قطر بولت را می توان بر اساس نوع سنگ، ویژگی های ساختاری،و الزامات مقاومتهنگامی که به تنهایی استفاده می شود، ممکن است تمام خطرات ایمنی را از بین نبرند و اغلب به تکنیک های تثبیت مکمل نیاز دارند.

معایب قابل توجه شامل هزینه های نسبتا بالا، آسیب پذیری به خوردگی و زمان نصب طولانی است که ممکن است برنامه های ساخت شیب را به تاخیر بیندازد.

تثبیت شیب معمولاً از بولت هایی با طول 6 متر و قطر 20-50 میلی متر (5/8 "-2") استفاده می کند که از فولاد با قدرت بالا ساخته شده اند.با این حال، شیوه استاندارد، طول کل را به 12 متر/40 فوت محدود می کند..

این عناصر تقویت کننده فعال، که به آن ها لنگر سنگ نیز گفته می شود،برای توده های سنگی ناپایدار یا شیب های تازه حفاری که از حرکت در امتداد شکستگی هایی که می توانند مقاومت برش را کاهش دهند، جلوگیری می کنند، ایده آل هستندمغز های هکس و صفحه های حامل بار کششی را در سراسر سنگ توزیع می کنند.

فرآیند نصب شامل حفاری، جمع کردن طول پیوند، وارد کردن عناصر فولادی، تنش و در نهایت جمع کردن طول آزاد است.ممکن است به دلیل کاهش بار ناشی از خزیدن یا حرکت سنگ، نیاز به فشار مجدد دوره ای باشد..

این عناصر تقویت کننده غیرفعال به طور کامل در حال تقویت هستند. دوول ها مانند بولت های سنگی در شیب های تند مناسب هستند.در حالی که پین های برش شیک تر شیب ها را تثبیت می کنند جایی که سطوح بستر و قطعیت ها سطوح شکست را تعیین می کنند.

دوول ها معمولاً در الگوهای شبکه ای بر روی شیب های تازه حفاری شده یا برای حمایت از بلوک های فردی نصب می شوند. آنها تقویت اولیه را از طریق مقاومت برش فولاد فراهم می کنند.افزایش اصطکاک در امتداد سطوح احتمالی شکستحرکت بعدی بلوک قدرت کشش فولاد را فعال می کند و نیروهای عادی را در طول قطعیت افزایش می دهد.

مزایا شامل مناسب بودن برای سنگ های بسیار شکسته / ضعیف که برای پیش فشار مناسب نیستند، نصب سریعتر و شیب های طبیعی تر هنگام برداشتن صفحات است.رنگ گلو می تواند با سنگ های اطراف مطابقت داشته باشد.

طراحی به شدت به نقشه برداری قطعیت از نظرسنجی های سطحی و داده های حفاری متکی است، زیرا این ویژگی ها به طور حیاتی بر ثبات شیب تأثیر می گذارند.حضور آب های زیرزمینی در شکاف ها نیاز به توجه ویژه ای در طول ارزیابی دارد.

پارامترهای کلیدی ارزیابی عبارتند از:

• ارتفاع و ضخامت سنگ که نیاز به ثبات دارد
• مقاومت برش سطوح شکست (با توجه به اصطکاک، انسجام، آب های زیرزمینی و عوامل زمین شناسی)

بار های تقویت کننده در تجزیه و تحلیل ثبات برای دستیابی به عوامل ایمنی هدف اعمال می شوند. طول بولت بستگی به قدرت پیوند و فاصله قطعیت دارد، به طور معمول 2-30m (6-100ft) ،اگرچه پروژه های حمل و نقل به ندرت بیش از 10 متر (30 فوت) هستند.

نصب از الگوهای شبکه ای با فاصله یکنواخت بولت برای افزایش ثبات کلی، به ویژه برای سنگ های آب و هوا یا شکسته، پیروی می کند.مهندسان اغلب "بلاک های کلیدی" را شناسایی می کنند و الگوهای بولت را مطابق با آن طراحی می کنند، کاهش کل الزامات تقویت از طریق قرار دادن استراتژیک.

صفحه های حامل و مغز های هکس بارها را به سطوح سنگی توزیع می کنند، با لوله های کنده شده برای نصب زاویه ای استفاده می شود. در سنگ های سنگین با کمی قطعیت، صفحات ممکن است حذف شوند،با کلاه های گلو پوشانده از انتهای بولت های قطع شده.

روش های خمیر مختلف است:

• دو مرحله:مقدماتی از طول بسته بندی، پس از آن تنش و بسته بندی طول آزاد
• گزینه ی تک مرحله ای:استفاده از محصول سریع برای طول پیوند و خمیر آهسته برای طول آزاد
• داربست ها/پین ها:به طور معمول استفاده از یک مرحله سیمان خمیر یا تزریق رزین

رزین پلی استر برای کاربردهای موقتی به دلیل زمان های مقاوم سازی تنظیم شده و کاربرد آسان محبوب است.در حالی که سیمنتی مناسب برای نصب دائمی در محیط های خوردنی با وجود آهسته شدن است.

از دهه ۱۹۶۰، رزین های تزریقی و اپوکسی ها معادن زغال سنگ زیرزمینی و پروژه های مختلف ژئوتکنولوژی را ثبات داده اند.اين مواد از شکاف ها و قطعيت ها عبور مي کنند، افزایش ثبات. سنگ های بسیار شکسته یا حفره ها ممکن است به مواد بیش از حد نیاز داشته باشند که بر هزینه های پروژه تأثیر می گذارد (حداقل 2mm/1/16" دیافراگم برای جریان مناسب توصیه می شود).

هنگامی که به طور مناسب استفاده شود، تزریق رزین ثبات موثر را با حداقل تاثیر بصری و نگهداری فراهم می کند. تحقیقات در حال انجام نشان می دهد که ممکن است مقادیر لازم را کاهش دهد.

انتخاب محصول عمدتاً به وجود آب در شکستگی ها بستگی دارد:

بهترین شیوه های نصب شامل:

• 2.5-5m (8-16ft) فاصله سوراخ
• حفاری عمودی به قطعیت های عمده
• ساخت و ساز در فصل خشک در صورت امکان
• توالی تزریق از پایین به بالا
• پمپاژ مرحله ای با دوره های مشاهده
• نظارت بر فشار زیر 250 psi

یک پروژه بزرگراه کلورادو با موفقیت 80 متر مربع (850 فوت 2) شیب گنیس را در نزدیکی یک پورتال تونل با استفاده از تزریق PUR پایدار کرد. شانزده سوراخ قطر 38 میلی متر (1.5 ") در 3-3.5 متر (10-12 فوت) عمق دریافت 200-700 پوند از رزین هررزین از شکستگی های سطحی 1.5 متر (5 فوت) از نقاط تزریق ، بدون وقوع سقوط سنگ در طول یا بعد از نصب ، ظاهر شد.

سیستم های لنگرگیری ژئوتکنولوژیک به عنوان محافظ های حیاتی برای ثبات شیب و ایمنی مهندسی عمل می کنند.این سیستم ها حداکثر عملکرد را ارائه می دهند.کاربرد های عملی نیاز به بررسی جامع شرایط زمین شناسی، عوامل هیدرولوژیکی، الزامات مهندسی،و محدودیت های اقتصادی برای اطمینان از ثبات و امنیت بلند مدت.