ريزشمع حباب¬دار منبسط شونده با كاربرد در مهندسي عمران و مهندسي ژئوتكنيك نمونه اي جديد از ريزشمع هاي رايج است كه براي اولين بار در دنيا مطرح و طراحي و ساخته شده است. اين سامانه متشكل از فولاد و پليمر پايه NR و فيلتر لاستيكي و دوغاب مي باشد كه پس از ايجاد حفره در خاك آن را وارد پروفيل خاك كرده و سپس با جايگذاري آرماتور در آن و اعمال فشار باد به درون آن دوغاب تزريق مي گردد، پس از وارد شدن دوغاب به درون سامانه تغيير شكلي در سامانه پديد آمده كه موجب شده تا پس از حجيم شدن آن سامانه ظرفيت باربري خاك در مقابل نيروهاي فشاري و كششي افزايش يافته و همچنين باعث كاهش انواع نشست مي¬شود و خاكهاي اطراف خود را متراكم مي¬كند. اين سامانه جهت استفاده در خاك هاي ريزدانه سست و لجن زار و خاكهاي درشت دانه كابرد دارد و قابليت توليد براي استفاده در علم مهندسي عمران را دارا مي باشد.

بر اساس استانداردهاي معتبر بين المللي جهت طراحي ديوارهاي حائل خاك مسلح (MSE walls)، كنترل مكانيزم بيرون- كشيدگي كه يكي از عوامل ناپايداري داخلي اين نوع از ديوارهاي حائل است، ضروري است. در ديوارهاي حائل خاك مسلح معمولاً از مسلح كننده هاي بسط ناپذير (ميلگرد، تسمه فلزي) و يا بسط پذير (ژئوگريد) استفاده مي گردد. در صورتيكه از ژئوگريد به عنوان مسلح كننده استفاده گردد؛ مقاومت بيرون كشيدگي اين سيستم تسليح ناشي از دو مؤلفه مقاومت اصطكاكي بين سطوح توپر ژئوگريد با خاك و همچنين فشار مقاوم ايجاد شده در مقابل ريبهاي عرضي آن در حين فرآيند بيرون كشيدگي است كه اين عامل سهم بسيار بيشتري در ايجاد مقاومت بيرون كشيدگي مسلح كننده اي نظير ژئوگريد دارد. در برخي موارد عملي، تأمين طول كافي براي ژئوگريد و در نتيجه تأمين فاكتورهاي مؤثر جهت مقابله با نيروي بيرون كشيدگي در ديوارهاي حائل خاك مسلح (MSE walls)، غيرممكن و يا با صرف هزينه هاي سنگين مقدور است. از طرف ديگر، با توجه به محدوديتهاي موجود در فرآيند توليد ژئوگريدهاي معمولي (ضخامت ناچيز ريبهاي عرضي) ميزان فشار مقاوم گسترش يافته در جلوي ريبهاي عرضي در مكانيزم بيرون- كشيدگي محدود است. از اين رو، سيستم تسليح جديدي تحت عنوان ژئوگريد مهارشده (Anchored Geogrid ) ابداع گرديد كه از افزودن المانهاي عرضي فولادي (نبشي) به سيستم ژئوگريد معمولي ساخته مي گردد (شكل 1). با استفاده از اين سيستم نوين و ساده، فشار مقاوم بسيج شده در حين فرآيند بيرون كشيدگي را به ميزان مطلوب مي توان به گونه اي افزايش داد كه ضمن افزايش فوق العاده مقاومت بيرون كشيدگي تا يك تغيير مكان از پيش تعيين شده بر اساس استانداردهاي مختلف، انتهاي ژئوگريد را به طور كامل در خاك مهار كرده (جابجايي در حد صفر) و در نتيجه يكي از عوامل رايج ناپايداري داخلي ديوارهاي حائل خاك مسلح (مكانيزم گسيختگي بيرون كشيدگي) را به طور كامل برطرف نمود. همچنين بواسطه وجود المانهاي عرضي فولادي (صلب) در سيستم ژئوگريد مهارشده؛ اندركنش بين خاك و ژئوگريد پايه سريعتر از سيستم ژئوگريد معمولي بسيج مي گردد. لازم به ذكر است ژئوگريد پايه كه بر روي آن المانهاي عرضي فولادي نصب مي شوند از جنس پلي اتيلن با دانسيته بالا (HDPE) مي باشد. به طور كلي، در مواردي كه پايداري داخلي ديوار حائل مسلح شده با سيستم ژئوگريد معمولي ارضا نگردد؛ مي توان از سيستم تسليح ژئوگريد مهارشده به عنوان يك جايگزين كاربردي و ساده استفاده نمود. لازم به ذكر است كه موارد فوق الذكر با استفاده از آزمايشهاي بيرون كشيدگي بزرگ مقياس بر اساس ASTM D6706 بصورت مفصل بررسي گرديده اند.

در برخي موارد عملي، تأمين طول كافي براي مسلح كننده در ديوارهاي حائل خاك مسلح (MSE walls)، غيرممكن و يا با صرف هزينه هاي سنگين مقدور است. از اينرو به منظور افزايش مقاومت بيرون كشيدگي و اندركنش خاك – مسلح كننده و در نتيجه كاهش طول مسلح كننده در فضاهاي محدود پشت ديوارهاي حائل، سيستم تسليح جديدي تحت عنوان ژئوگريد تي سكشن (T-Sec Geogrid ) ابداع گرديد. اين سيستم نوين و ساده از اتصال ژئوگريدي عمود بر ژئوگريد افقي (پايه) با استفاده از نوارهاي صنعتي ساخته مي گردد (شكل 1). لازم به ذكر است كه هم ژئوگريد عمودي و هم ژئوگريد افقي از جنس HDPE مي باشند. در سيستم T-Sec Geogrid، علاوه بر مقاومت اصطكاكي جلدي در امتداد سطوح توپر ژئوگريدهاي پايه و همچنين فشار مقاوم (passive) در جلوي ريبهاي عرضي آن، كه در مجموع تشكيل دهنده مقاومت بيرون كشيدگي سيستم تسليح ژئوگريد معمولي هستند؛ بواسطه وجود ژئوگريد قائم، مقاومت هاي مشابهي در امتداد سطوح توپر و همچنين در جلوي ريبهاي عرضي ژئوگريد عمودي بوجود مي آيد (شكل 2) كه مي تواند سبب افزايش مقاومت بيرون كشيدگي سيستم تسليح T-sec ، افزايش و بسيج شدن سريعتر اندركنش اين سيستم تسليح با خاك پيرامونش در تغييرشكلهاي كوچك و همچنين كاهش طول سيستم تسليح گردد. لازم به ذكر است كه موارد فوق الذكر با استفاده از آزمايشهاي بيرون كشيدگي بزرگ مقياس بر اساس ASTM D6706 بصورت مفصل بررسي گرديده اند.

از سيستم تسمه پليمري باربر يو شكل در ساخت ديوارهاي خاكي مسلح (MSEW) استفاده مي‌شود. گاه در پروژه‌هاي خاك مسلح با تسمه‌هاي پليمري تامين طول كافي جهت پايداري ديوار داراي محدوديت هايي است و به علت وجود ديواره سنگي در يك سمت ديوار‌هاي خاكي طول مورد نياز براي تسمه‌هاي پليمري تامين نمي‌گردد. همچنين به علت بريده شدن تسمه ها زمان اجرا طولاني خواهد شد از سمت ديگر زاويه اصطكاك تسمه معمولي با خاك پايين است و چسبندگي آن با خاك بسيار ناچيز مي‌باشد در نتيجه طول زيادي جهت مقاومت در برابر نيروهاي بيرون كشيدگي مورد نياز است. بر اين مبنا به منظور رفع اين مشكلات سيستم تسمه پليمري باربر يو شكل اختراع گرديد.

بر اساس استانداردهاي معتبر بين المللي جهت طراحي ديوارهاي حائل خاك مسلح (MSE walls)، كنترل مكانيزم بيرون- كشيدگي كه يكي از عوامل ناپايداري داخلي اين نوع از ديوارهاي حائل است، ضروري است. در ديوارهاي حائل خاك مسلح معمولاً از مسلح كننده هاي بسط ناپذير (ميلگرد، تسمه فلزي يا پليمري) و يا بسط پذير (ژئوگريد) استفاده مي گردد. در صورتيكه از تسمه پليمري معمولي (Ordinary Polymeric Strip) به عنوان مسلح كننده استفاده گردد؛ مقاومت بيرون كشيدگي اين سيستم تسليح تنها ناشي از مؤلفه مقاومت اصطكاكي بين سطوح تسمه پليمري (از جنس پلي اتيلن) با خاك، در حين فرآيند بيرون كشيدگي است. از اين رو، جهت تأمين پايداري داخلي ديوارهاي حائل خاك مسلح نياز به تسمه هاي پليمري با طول قابل توجه است كه اين امر سبب افزايش هزينه تسمه هاي پليمري، حجم خاكريزي پشت ديوارهاي حائل وهمچنين افزايش زمان و هزينه عمليات خاكي نظير حمل، تسطيح و تراكم خاكريز پشت ديوارهاي حائل خاك مسلح مي گردد. از طرف ديگر، در برخي موارد عملي، تأمين طول كافي براي تسمه پليمري و در نتيجه تأمين فاكتورهاي مؤثر جهت مقابله با نيروي بيرون كشيدگي در ديوارهاي حائل خاك مسلح (MSE walls)، غيرممكن و يا با صرف هزينه هاي سنگين مقدور است. از اين رو، سيستم تسليح جديد و كاربردي تحت عنوان تسمه پليمري باربر (BPS) ابداع گرديد كه از افزودن المانهاي عرضي فولادي (نبشي) به سيستم تسمه پليمري معمولي ساخته مي گردد (شكل 1). با استفاده از اين سيستم نوين و ساده، در حين فرآيند بيرون كشيدگي در جلوي المانهاي عرضي، فشار مقاوم بسيج گرديده كه در نتيجه آن، مقاومت بيرون كشيدگي سيستم تسمه پليمري سنتي به ميزان چشمگيري افزايش مي يابد. از اين رو، ضمن تأمين پايداري داخلي ديوارهاي حائل؛ امكان استفاده از مسلح كننده هايي با طول كوتاه تر نيز فراهم مي شود كه سبب صرفه جويي اقتصادي در اجراي ديوارهاي خاك مسلح مي گردد. همچنين بواسطه وجود المانهاي عرضي فولادي در سيستم تسمه باربر؛ اندركنش بين خاك و مسلح كننده؛ افزايش قابل توجهي نسبت به سيستم تسمه پليمري معمولي (OPS) مي يابد. به طور كلي، در مواردي كه پايداري داخلي ديوار حائل مسلح شده با سيستم OPSارضا نگردد؛ مي توان از سيستم تسليح BPSبه عنوان يك جايگزين كاربردي و ساده استفاده نمود. لازم به ذكر است كه موارد فوق الذكر با استفاده از آزمايشهاي بيرون كشيدگي بزرگ مقياس بر اساس ASTM D6706-01 (2013) بصورت مفصل بررسي گرديده اند.

طراحي سامانه تسمه قلاب (strip-anchor)جهت تسليح خاك به منظور افزايش ميزان اصطكاك و اندركنش بين خاك و تسمه و جلوگيري از بيرون كشيدگي (pull-out)