In de ingenieurswetenschappen is het probleem van verzanding altijd een belangrijk aandachtspunt geweest. Driedimensionale composiet drainagesystemen zijn een veelgebruikt drainagemateriaal in grote projecten. Maar kunnen ze verzanding en verstoppingen voorkomen?
1. Structurele innovatie
Het driedimensionale composiet drainage netwerk is samengesteld uit dubbelzijdig geotextiel en een driedimensionale geotextielkern. De kern is gemaakt van polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE). Door het driedimensionale vormproces ontstaat een kruisend ribbennetwerk, waarvan de unieke eigenschappen tot uiting komen in de volgende twee aspecten:
1. Gradiëntporiënsysteem: de verticale ribafstand van de gaaskern is 10-20 mm. De bovenste schuine rib en de onderste rib vormen een driedimensionaal afvoerkanaal, dat is afgestemd op het ontwerp van de poriegradiënt van het geotextiel (bovenste laag 200 μm, onderste laag 150 μm). Deeltjes met een grootte groter dan 0,3 mm kunnen worden tegengehouden. Real Now "grove filtratie-fijne filtratie" is een gegradeerde filtratiemethode.
2. Anti-ingroei ontwerp: de dikte van de ribben in de gaaskern bedraagt 4-8 mm. Bij een belasting van 2000 kPa blijft meer dan 90% van de oorspronkelijke dikte behouden, waardoor wordt voorkomen dat het geotextiel door lokale compressie in het gaas vast komt te zitten. Volgens technische gegevens van een stortplaats bedraagt de waterafvoer van de drainagelaag met dit materiaal na 5 jaar gebruik slechts 8%, wat aanzienlijk lager is dan de 35% van de traditionele grindlaag.
2. Materiaaleigenschappen
1. Chemische stabiliteit: De HDPE-gaaskern is bestand tegen corrosie door zuren en basen. In een omgeving met een pH-waarde van 4-10 (zwak zuur en zwak basisch) behoudt de moleculaire structuur voor meer dan 95% zijn stabiliteit. Het gecombineerde polyesterfilamentgeotextiel heeft een UV-bestendige coating die materiaalveroudering door UV-straling tegengaat.
2. Zelfreinigend mechanisme: de oppervlakteruwheid van de gaaskern (Ra-waarde) wordt binnen een bereik van 3,2-6,3 μm gehouden. Dit zorgt niet alleen voor een goede drainage, maar voorkomt ook de hechting van biofilm door een te glad oppervlak.
3. Ingenieurspraktijk
1. Toepassing op stortplaatsen: Op een stortplaats met een dagelijkse verwerkingscapaciteit van 2000 ton vormen het driedimensionale composiet drainagenetwerk en het HDPE-membraan een composiet anti-lekkagesysteem. De driedimensionale gaaskern kan een impactbelasting van 1500 m³ per dag aan percolaatwater weerstaan. In combinatie met de terugslagfunctie van het geotextiel wordt de vloeistof in één richting afgevoerd, waardoor terugstroming van slib wordt voorkomen. Na 3 jaar gebruik bedraagt de drukval van het drainagelaminaat slechts 0,05 MPa, ruim onder de ontwerplimiet van 0,2 MPa.
2. Toepassing in de wegenbouw: Op een snelweg in een gebied met bevroren grond in Noord-China kan het worden gebruikt als drainagelaag in de ondergrond. Door de capillaire wateropwelling te blokkeren, kan het grondwaterpeil met 1,2% worden verlaagd. De laterale stijfheid van de kern van het gaas bedraagt 120 kN/m. Het kan de verplaatsing van de funderingslaag beperken en het ontstaan van reflectiescheuren verminderen. Monitoring toont aan dat het aantal wegvakken dat met deze technologie is behandeld met 67% is verminderd in vergelijking met traditionele ondergrondmethoden, en dat de levensduur is verlengd tot meer dan 20 jaar.
3. Tunnelbouwkundige toepassing: In een spoorwegtunnel die door een waterrijke laag loopt, worden een driedimensionaal composiet drainagenetwerk en een injectiegordijn gebruikt om een waterdicht systeem te vormen dat drainage en blokkering combineert. De kern heeft een hydraulische geleidbaarheid van 2,5 × 10⁻³ m/s, wat een drievoudige verbetering is ten opzichte van traditionele drainageplaten. In combinatie met het geotechnische doek kan de filterfunctie het risico op verstopping van het tunneldrainagesysteem met 90% verminderen.
4. Onderhoudsstrategie
1. Monitoring via het Internet der Dingen: Optische vezelsensoren zijn in het drainagenetwerk ingebed om parameters zoals hydraulische geleidbaarheid, spanning en vervorming in realtime te monitoren.
2. Uitharding met hogedrukwaterstraal: bij plaatselijk verstopte gebieden wordt een hogedrukwaterstraal van 20-30 MPa gebruikt voor gericht baggeren. De ribstructuur van de gaaskern kan de druk weerstaan zonder te vervormen en het herstelpercentage van de hydraulische geleidbaarheid na uitharding is meer dan 95%.
Geplaatst op: 14 juni 2025
