Бул изилдөө, деңиз үстүндөгү шамал турбиналарынин бир казыктык, дигер адыйла монопил пайдубалдары чевресинде мейдана гелен жергиликтүү деңиз түбү оюлуусуна каршы кулланылмак үзере йүксек катышда учма күл ичерен, суу астында дторылмайа каршылыкли бир корума шламдынын тазе дурум айрыкчарини изилдөөктадыр. Гелиштирмененн HFSP шламды; кадимки Портланд цементи, учма күл, гидроксипропил метилцеллюлоза ве натрий силикат эритмесинден олушмактадыр. Изилдөөчүлөр, материалдын помпа хаттында харекет едебилмеси менен суйа бырагымлдыктан кийин парчаланмадан ве каты танежиклерини кайбетмеден йеринде калмасы арасындаки денгейи белирлемейе чалышмыштыр.

Денейлерде цемент катышы %4, %8, %12 ве %16; гидроксипропил метилцеллюлоза катышы %0,1, %0,2, %0,3 ве %0,4; натрий силикат эритмеси катышы болсо %1, %2, %3 ве %4 катары дегиштирилмиштир. Чименто ве учма күлүн олуштурдугу ана каты фаза үчүнде учма күл катышы, цемент севийесине бторлы катары болжол менен %84-%96 арасында калмыштыр. Бүтүн карышымларда суу/катуу зат катышы 0,7 катары сабит тутулмуш ве топлам 16 ортогоналдык эксперимент комимаратсйону даярдалган.

Сонучлар, тазе шламдын реоложисини ве суу астында дторылмасыны белирлейен башлыжа компонентин гидроксипропил метилцеллюлоза олдугуну көрсөткөн. Бу салымнын катышы %0,10’дан %0,40’а йүкселтилдигинде орточо жайылуу диаметри 214 mm’ден 148,5 mm’йе дүшмүш, йани шлам дагы кывамлы хâле гелмиштир. Буга каршы үст сывы буланыклыгы 442 NTU’дан 30 NTU’нун алтына инмиш ве суйа дторылан каты бөлүкчө өлчөмы айкын бичимде азалмыштыр. Бу дегишим, дагы йүксек салым катышынын суу астында бүтүнлүгү корудугуну; бирок ошол эле заманда помпаланабилирлиги азалтабмененжегини көрсөтөт.

Денейлердеки бүтүн шламлар кесүүдө суюлушуу давранышы көрсөткөн. Башка бир ифадейле, шлам помпа хаттында йүксек кесүү ылдамдыгына маруз калдыгында көрүнмө илешкектүүлүкси азалмыш; дүшүк кайма шарттарында болсо дагы йүксек ич каршылык сергмененмиштир. Bingham, дегиштирилмиш Bingham ве Herschel-Bulkley модельлери каршылаштырылдыгында Herschel-Bulkley модельи бүтүн тажрыйба групларында 0,999’ун үстүндө Р² мааниийле эң жогорку уйуму сторламыштыр.

Изилдөөчүлөр ошондой эле цемент, натрий силикат ве гидроксипропил метилцеллюлоза катышларындан агуу чыңалуусу, консистенция коэффициенти ве реологиялык индекс тахмини йапан үч абдан дегишкенли теңдеме гелиштирмиштир. Деней маалыматтарийле түзүмлан уйумда бу теңдемелерин Р² маанилери 0,995’ин үстүндө ве ката бантлары болжол менен ±%3 үчүнде булунмуштур. Ошентсе да ошол эле 16 тажрыйбаин хем модель курулуму хем де уйум баалоосинде кулланылдыгы анлашылмактадыр; бторымсыз валидация карышымлары вейа чапраз валидация сунулмамыштыр.

Түркия жагынан: Изилдөө; Түркияда деңиз үстүндөгү шамал турбинасы пайдубалдары, порт казыкчалары, жээк курулмалары ве суу асты пайдубал онарымларында помпаланабилир, су үчүнде дторылмайан минерал шламларын гелиштирилмеси ачжылуулукндан изилдөө маании ташымактадыр. Уйгулама мурунсинде Түркияда темин едмененн учма күллерин химиялык ве тане бойуту дегишкенлиги белирленмели; йерли цемент ве натрий силикатларла карышым йениден тасарланмалы; герчек деңиз суусунда тузлулук ве температура еткмененри өлчүлмели; толкун-агым каналы тажрыйбалари, монопил чевресинде динамик оюлуу сыноолору, чоң масштабдуу помпалама денемелери, еркен ве узак мөөнөттүү бекемдик, торыр метал сызмасы ве дениз екосистемаи ишенимлиги араштырылмалыдыр. Изилдөөдөн Түркиядаки бир деңиз үстүндөгү рүзгâр прожесинде догрудан кулланылабмененжек хазыр бир речете, мевжут шартнамелере уйгунлук, коммерциялык нарк үстүнлүгү вейа саха масштабдуу оюлуу корума башаржылуулук чыкарыламаз.

Монопил пайдубалдар чевресиндеки оюлуу неден маанилүүдир?

Денизүстү шамал турбиналарынде йайгын катары маанилендирмененн пайдубал чөзүмлеринден бири, деңиз түбүна гөмүлен чоң чаплы тек казык вейа монопил системаидир. Акынты ве толкунлар бу дүшей силиндирик елеманла каршылаштыгында агымм түзүмү бозулмакта; казыгын өн тарафында ашторы йөнлү агымш ве така формасындагы куюн, йан тарафларында ылдамдыкланан агымм ве арка тарафында копан куюнлар олушмактадыр.

Изилдөөнүн Шекил 1’и, монопил чевресиндеки бу үч өлчөмдүү агымм аланыны ве жергиликтүү оюлуу чукуруну шематик катары көрсөтөт. Казык чевресинде йүкселен табан кесүү чыңалуусу, деңиз түбү танежиклерини харекете гечиререк казыгын гөмүлү узунлугуну азалтабилир. Бу дурум пайдубал рижитлигини, ташыма сыйымдуулуксини ве бүтүн шамал турбинасы системаинин динамик давранышыны дегиштиребилир.

Ойулма корумасы генел катары ики йаклашымла еле алынмактадыр:

• Актиф корума: Казык чевресиндеки агымм ве куюн түзүмүны дегиштирен елеманларын кулланылмасы.
• Пасиф корума: Дениз табанынын ерозйон каршылыгыни артыран таш, йатак, шилте, енжексион вейа катылашабилир шламларын уйгуланмасы.

Геленексел таш долгу системалеринде ташларын дрейфси, корума табакасынын кенарында оюлуу ве харекетли табан шарттарында бүтүнлүгүн бозулмасы гиби маселелар гөрүлебилмектедир. Катылашабилир шлам йаклашымында болсо материал оюлуу чукуруна вейа казык чевресине помпаланмакта, суу астында бүтүнлүгүнү коруйарак сертлешмекте ве дагы убакыткли бир коруйужу түзүм олуштурмасы амачланмактадыр.

Недэң жогорку катышлы учма күл колдонулган?

Изилдөөдө колдонулган каты ана компоненттер кадимки Портланд цементи ве учма күлдүр. Учужу күл, термик энергия өндүрүшинден ширетүүланан инже танели бир өнөр жайлык йан үрүндүр. Изилдөөчүлөр учма күлүн күресел вейа йуварлтора йагымн танежик түзүмүнын шламдын харекетини колайлаштырабмененжегини, инже танежиклерин боштуктары долдурабмененжегини ве заман үчүнде пузоланик реаксионлара катылабмененжегини белиртмектедир.

Учужу күл катышынын йүксек тутулмасы, цемент өлчөмыны сынырламак ве чоң көлөмли бир суу асты долгу материалси олуштурмак ачжылуулукндан маанилүүдир. Бирок йүксек учма күл катышы еркен бекемдик гелишимини жайлатабилир. Бу неденле изилдөөдө натрий силикат эритмеси еркен реаксионлары ылдамдыкландыран салым, гидроксипропил метилцеллюлоза болсо кывам ве суу астында дторылма контролү сторлайан салым катары колдонулган.

Бу изилдөөда йүксек учма күл колдонулушунын карбон салымы, економик нарк вейа өмүр цикли ачжылуулукндан авантажы өлчүлмемиштир. Ошондуктан учма күл катышынын йүксек олмасы тек башына материалдын чевресел ачыдан үстүн олдугуну далилдебейт.

Кулланылан материалдар

Чименто ве учма күлүн химиялык курамы

X-нур флуоресценциясы анализийле өлчүлен пайдубал оксит катышлары шөйледир:

Шекил 2’де цемент ве учма күлүн лазер тане бойуту дторылымлары маалыматлмиштир. Егрмененр ики материалдын ошол эле тане дторылымына сахип олмадыгыны көрсөтөт. Ошентсе да ана текстде D10, D50 вейа D90 гиби сандык тане бойуту көрсөткүчлери ошондой эле рапор едилмемиштир.

Деней тасарымы

Изилдөөда үч фактөр ве хер фактөр үчүн дөрт дүзей ичерен, топлам 16 карышымдан олушан ортогоналдык эксперимент дүзени колдонулган.

OPC катышы арттыкча учма күл катышы ошол эле өлчөмда азалтылмыштыр. Буна ылайык цемент-учма күл ана каты фазасында учма күл катышы болжол менен %96’дан %84’е катар дегишмектедир.

Куру цемент, учма күл ве HPMC мурун бирликте карыштырылмыштыр. Бу ишлем, HPMC’нин суйла илк темас тартипсында топакланмасыны азалтмак амажыйла түзүмлмыштыр. Содйум силикат чөзелтиси карышым суйунда мурунден чөзүлмүш ве сывы фаза убакыткли аралаштыруу астында куру компоненттере екленмиштир.

Ана текст фактөр дүзейлерини ве 16 тажрыйба булундугуну ачыкламакла бирликте, хер тажрыйба нумарасынын там курамлерини гөстерен ачык бир L16 карышым матриси сунмамактадыр. Шекиллерде 1-16 нумаралы груплар булунмасына ртормен бу групларын бүтүн курамлеринин окуйужу тарафындан догрудан йениден курулмасы гүчтүр. Бу дурум эксперименттик текрарланабилирлиги сынырлайан маанилүү бир рапорлама ексиклигидир.

Акышканлык насыл өлчөнгөн?

Акышканлык тажрыйбаи ГБ/Т 8077-2023 стантардына ылайык герчеклештирилмиштир. Кулланылан кесик конинин:

• Алт чапы 60 mm,
• Үст чапы 36 mm,
• Йүксеклиги 60 mm’дир.

Тазе шлам калыба долдурулмуш, үст бети дүзелтилмиш ве калып дүшей йөнде калдырылмыштыр. Йайылан шламдын ен чоң чапы миллиметр жинсинден агымдуулук маании катары кайдедилмиштир. Хер шлам үчүн үч өлчөө түзүмлмыш ве орточо маани колдонулган.

HPMC катышы %0,10’дан %0,40’а йүкселдигинде орточо жайылуу диаметри 214 mm’ден 148,5 mm’йе дүшмүштүр. Бу, болжол менен %30,6’лык бир азалмайа каршылык гелмектедир. Изилдөөчүлөр бу дегишими ики меканизмайла ачыкламактадыр:

• HPMC’нин хидроксил групларынын сербест суйу бторламасы.
• Узун полимер зинжирлеринин каты танежиклерин харекетини сынырлайан үч өлчөмдүү бир тор олуштурмасы.

Содйум силикат катышынын %1’ден %4’е чыкарылмасы орточо йайылма мааниини 186,5 mm’ден 172,7 mm’йе дүшүрмүштүр. Изилдөөдө бу егилим, чөзелтинин калсийум ионларыйла еткмененшерек еркен C-S-H гель олушумуну ылдамдыкландырмасыйла ачыкланмактадыр.

OPC катышы, изилденген сынырлар үчүнде йайылма үстүндө эң төмөн еткийи көрсөткөн. Ошентсе да C-S-H олушуму вейа полимер тор түзүмү бул изилдөөда догрудан микроскопи, спектроскопия вейа хидратасйон жылуулуксы өлчөөүйле гөстерилмемиштир. Меканизма йорумлары, өлчүлен реологиялык егилимлер ве мурунку литератүр аркылуу түзүмлмыштыр.

Су астында чачыроого туруктуулук насыл сынанмыштыр?

Су астында бүтүнлүгүн маанилендирилмеси үчүн 50 mL тазе шлам бир шырынгайа долдурулмуш ве шырынга ужу су бетинин астында тутулажак бичимде су долу каба енжекте едилмиштир. Енжексиондан кийин кабын табанындан 80 mm йукарыдаки сабит бир ноктадан 30 mL сывы алынмыш ве WGZ-1BW булануу өлчерле анализ едилмиштир.

Даха дүшүк булануу маании, шламтан суйа дагы аз инже танежик гечтигини ве статик чачыроого туруктуулукнин дагы йүксек олдугуну көрсөтөт.

HPMC катышы %0,10 икен орточо булануу 442 NTU катары өлчөнгөн. HPMC катышы %0,40’а чыкарылдыгында маани 30 NTU’нун алтына дүшмүштүр. Бу дегишим, булануута ен аз болжол менен %93’лүк бир азалмайа каршылык гелмектедир.

Шекил 5’ин фотограф бөлүмүнде дүшүк HPMC ичерен карышымын үст суйунда айкын аскыда танежиклер ве булануу гөрүлүркен, йүксек HPMC ичерен карышымда үст су дагы беррак ве алт кжылуулукмдаки шлам массаси дагы бүтүн хâлде гөрүнмектедир.

Бу тажрыйба “статик чачыроого туруктуулукни” көрсөтөт. Далга, агым, түрбүланс вейа деңиз түбү дрейфси олуштурулмадыгындан натыйжалар динамик оюлуу каршылыгы вейа герчек дениз шарттарындаки йыканма кайбыйла ошол эле анламы ташымамактадыр.

Реометре тажрыйбаи насыл түзүмлмыштыр?

Реоложик өлчөөлөр Броокфиелд РСТ Софт Солидс Тестер жихазыйла түзүмлмыштыр. Нумунелер арасындаки баштапкы дурумуну олабилдигинже ешитлемек үчүн шу йүклеме програмы колдонулган:

1. 500 s^-1 кесүү ылдамдыгында 60 секунда өн кесме.
2. 30 секунда динленме.
3. Кайма ылдамдыгынын 500 s^-1 мааниинден 40 s^-1 мааниине дүшүрүлмеси.
4. Хер адымда 20 s^-1 азалма ве 20 секунда өлчөө мөөнөтү.

Шекил 3, колдонулган реометрйи ве басамаклы кесүү ылдамдыгы програмыны көрсөтөт. Програм йалнызжа йүксек кесүү ылдамдыгындан дүшүк кесүү ылдамдыгына догру мененрлемектедир. Йукары-ашторы кайма цикли, хистерезис аланы вейа динленме кийинсы түзүм гери казанымы өлчүлмедиги үчүн изилдөөдөн там бир тиксотропия баалооси чыкарыламаз.

Каршылаштырылан реоложи модельлери

Bingham модельи:

\[ \tau=\tau_0+\mu\dot{\gamma} \]

Herschel-Bulkley модельи:

\[ \tau=\tau_0+K\dot{\gamma}^{n} \]

Дегиштирилмиш Bingham модельи:

\[ \tau=\tau_0+\mu\dot{\gamma}+c\dot{\gamma}^{2} \]

Бурада:

• \(\tau\): кесүү чыңалуусу, Па.
• \(\tau_0\): агуу чыңалуусу, Па.
• \(\mu\): пластикалык илешкектүүлүк, Pa·s.
• \(\dot{\gamma}\): кесүү ылдамдыгы, s^-1.
• \(К\): консистенция коэффициенти, Pa·s^н.
• \(н\): реологиялык индекс.
• \(ж\): дегиштирилмиш Bingham модельинин икинжи дережеден катсайжылуулук.

Herschel-Bulkley модельи догрудан пластикалык илешкектүүлүк вермедигинден эквивалент пластикалык илешкектүүлүк шу теңдемеле эсептелген:

\[ \mu'=\frac{3K}{n+2}\dot{\gamma}_{\max}^{\,n-1} \]

Изилдөөдө эң жогорку кесүү ылдамдыгы \(\dot{\gamma}_{\max}=500\ \mathrm{s^{-1}}\) катары алынмыштыр.

Кайма инжелмеси не анлама гелмектедир?

Herschel-Bulkley модельинде \(н<1\) олмасы, кесүү ылдамдыгы арттыкча көрүнмө илешкектүүлүкнин дүштүгү кесүүдө суюлушуу давранышыны ифаде едер. Изилдөөдаки бүтүн карышымларда \(н\) маании 1’ин астында булунмуштур.

Бу давраныш теорик катары помпалама багыммындан авантажлыдыр. Помпа ве бору дувары йагымнындаки йүксек кайма ылдамдыклары шламдын көрүнмө илешкектүүлүксини дүшүререк ташынмасыны колайлаштырабилир. Малземе борудан чыктыктан ве кайма йүкү азалдыктан кийин дагы йүксек кывам, шламдын деңиз түбүнда дторылмадан калмасына йардымжы олабилир.

Изилдөө, HPMC торынын помпалама дурдугунда йениден олушабмененжегини белиртмектедир. Бирок түзүм гери казаным ылдамдыгы, үч аралыклы тиксотропия тажрыйбаи, салынымлы реоложи вейа динленме кийинсы икинжи бир кайма циклийле догрудан өлчүлмемиштир. Бу неденле ылдам йениден түзүмланма, эксперименттик катары там догруланмыш бир натыйжа дегил, өлчүлен кесүүдө суюлушуу ве литератүре дайалы бир меканизма йорумудур.

Ханги реоложи модельи дагы башарылыдыр?

Шекил 6, 7 ве 8’де 16 шламдын тартипсыйла Bingham, Herschel-Bulkley ве дегиштирилмиш Bingham модельлерийле уйумлары гөстерилмектедир.

Дүшүк HPMC катышларында үч модель де йүксек уйум сторламыштыр. HPMC катышы %0,3 ве %0,4’е чыктыгында егрмененр догрусал бичимден узаклашмыш ве кесүүдө суюлушуу дагы айкын хâле гелмиштир. Бу шарттарда:

• Bingham модельи догрусал варсайымы неденийле агуу чыңалуусуни йүксек тахмин етмиштир.
• Дегиштирилмиш Bingham модельи икинжи дережеден теримле догрусал олмайан давранышы кысмен темсил етмиштир.
• Herschel-Bulkley модельи \(н\) параметреси сайесинде бүтүн HPMC дүзейлеринде дагы тутарлы натыйжа вермиштир.

Herschel-Bulkley модельинин Р² маании бүтүн тажрыйба групларында 0,999’ун үстүндө калмыштыр. Бу неденле изилдөө, HFSP шламдынын тасарым ве помпалама хесапларында пайдубал модель катары Herschel-Bulkley теңдемеини сунуштайт.

HPMC’нин агуу чыңалуусу ве вискозите үстүндөки еткиси

HPMC катышы йүкселдикче хем агуу чыңалуусу хем де эквивалент пластикалык илешкектүүлүк айкын бичимде артмыштыр. Herschel-Bulkley модельине ылайык HPMC дүзейлери арасында:

• Пластик вискозите болжол менен секиз кат артмыштыр.
• Акма чыңалууи болжол менен дөрт кат артмыштыр.
• Кывам катсайжылуулук \(К\), 0,0797’ден 5,1553 Pa·s^н мааниине йүкселмиштир.
• Реоложик индекс \(н\) азалмыш ве кесүүдө суюлушуу гүчленмиштир.

Шекил 9, үч реоложи модельинден алынган агуу чыңалуусу ве пластикалык илешкектүүлүк маанилерини салыштырууктадыр. Шекил 11 болсо OPC, натрий силикат ве HPMC’нин \(К\) ве \(н\) үстүндөки орточо еткмененрини көрсөтөт. HPMC егрмененриндеки дегишим, дигер ики компонентин дегишиминден абдан дагы чоңтүр.

OPC ве натрий силикатын еткмененри

OPC катышы йүкселдигинде агуу чыңалуусу ве пластикалык илешкектүүлүкде чектелген бир артыш гөрүлмүштүр. Изилдөөчүлөр буну дагы фазала Ж₃С ве Ж₂С булунмасы, калсийум иону салымы ве еркен C-S-H олушумуйла илишкмененндирмектедир. Бирок тажрыйбалар карышымдан хемен кийин түзүмлдыгы ве суу/катуу зат катышы йүксек олдугу үчүн кыса убакыт үчүнде убакыткли бир хидратасйон торы олушмадыгы дүшүнүлмектедир.

Содйум силикатын орта дүзейлери агымш каршылыгыни бир өлчөм артырмыштыр. Буга каршы катыш %3’тен %4’е чыктыгында базы модельлерде агуу чыңалуусу азалмыштыр. Изилдөө буну фазала силикат ионларынын бөлүкчөлөр арасы көпрүленме йерине електростатик итмейе йол ачабилмесийле ачыкламактадыр.

Зета потенциалы, ион концентрацияи вейа бөлүкчөлөр арасы куввет догрудан өлчүлмедигинден бу ачыклама догруланмыш бир коллоидал меканизма дегил, эксперименттик егилиме дайалы бир йорумдур.

Гөрүнүр вискозите егрмененри

Шекил 10’даки көрүнмө илешкектүүлүк егрмененри, 16 карышымын тамамында кесүү ылдамдыгы арттыкча вискозитенин дүштүгүнү көрсөтөт. HPMC катышлары арасындаки фарк дүшүк кайма ылдамдыкларында дагы чоң, йүксек кайма ылдамдыкларында болсо дагы кичинекейтүр.

%0,1 HPMC ичерен групларда көрүнмө илешкектүүлүк, 100 s^-1 астындаки бөлгеде ылайыкже сабит калмыштыр. %0,4 HPMC ичерен групларда болсо вискозите бүтүн кесүү ылдамдыгы аралыгы бойунжа азалмайа девам етмиштир. Бу натыйжа, йүксек HPMC дүзейинде полимер-танежик торынын дагы күчтүү бирок кесме астында дагы фазала парчаланабилир олдугуну дүшүндүрмектедир.

Гелиштирмененн тахмин теңдемелери

Изилдөөчүлөр, карышым катышларындан Herschel-Bulkley параметрелерини тахмин етмек үчүн үч регресйон теңдемеи гелиштирмиштир. Бурада \(X_1\), OPC; \(X_2\), натрий силикат; \(X_3\), HPMC дозуну темсил етмектедир. Денклемлер йалнызжа изилдөөдө колдонулган йүзде маанилери ве тажрыйба аралыклары үчүнде маанилендирилмелидир.

Акма чыңалууи модельи:

\[ \tau_0=\exp\left( -4{,}7621+0{,}6843\ln X_1+1{,}3257\ln X_2+3{,}9624\ln X_3 -0{,}00812X_1X_2-0{,}1265X_1X_3+0{,}2418X_2X_3 \right) \]

Кывам катсайжылуулук модельи:

\[ K=\exp\left( -8{,}4326+0{,}21644X_1-0{,}4872X_2+18{,}6351X_3 -0{,}00741X_1^2+0{,}04221X_2^2-22{,}4713X_3^2 +0{,}0136X_1X_2+0{,}5219X_1X_3-2{,}1364X_2X_3 \right) \]

Реоложик индекс модельи:

\[ n=1{,}0642-0{,}0187X_1-0{,}0641X_2-0{,}7326X_3 +0{,}00032X_1^2+0{,}00416X_2^2+0{,}3152X_3^2 +0{,}00074X_1X_2-0{,}0162X_1X_3+0{,}0483X_2X_3 \]

Шекил 12’де тахмин едмененн ве өлчүлен параметрелер болжол менен ±%3 ката бантлары үчүнде гөстерилмектедир. Ошентсе да модель йалнызжа 16 тажрыйба комимаратсйонуна дайанмактадыр ве теңдемелерде догрусал, каресел, логаритмик ве еткмененшим теримлери булунмактадыр. Бторымсыз сыноо сети, йени валидация карышымы вейа чапраз валидация маалыматлмедиги үчүн йүксек Р² маанилери, саха өлчегиндеки генелленебилирлигин каныты катары маанилендирилмемелидир.

Изилдөөдө тек бир оптимум карышым белирленмиш мидир?

Хайыр. Изилдөө HPMC’нин артырылмасынын чачыроого туруктуулукни йүкселттигини, бирок йайылмайы ве помпаланабилирлиги азалттыгыны көрсөтөт. Содйум силикатын артырылмасы еркен реаксионлары ылдамдыкландырабилир, бирок ашыры өлчөм ылдам агымдуулук кайбына неден олабилир. OPC болсо тазе реоложи үстүндө чектелген етки гөстерсе де сертлешмиш бекемдик үчүн маанилүүдир.

Бу неденле ен ийи карышым, йалнызжа эң төмөн булануу вейа эң жогорку агуу чыңалуусуйле белирленемез. Уйгулама тасарымынын шу үч хедефи бирликте денгелемеси герекир:

• Помпа ве бору хаттында көчмөлик.
• Су астында парчаланмадан ве йыканмадан йерлешебилме.
• Сертлешме кийинсында йетерли меканик ве ерозйон бекемдиги.

Изилдөөдө сертлешмиш бекемдик өлчүлмедиги үчүн бу үчлү денге тамамланмамыш ве мүхендислик колдонулушу үчүн тек бир оптимум речете ачыкланмамыштыр.

Шекиллерин пайдубал месажлары

• Шекил 1: Монопил өнүндеки ат налы гирдабы, йан агымм ылдамдыкланмасы ве жергиликтүү оюлуу меканизмасыны көрсөтөт.
• Шекил 2: OPC менен учма күлүн тане бойуту дторылымларыны салыштырууктадыр.
• Шекил 3: Реометрейи ве 500 s^-1 мааниинден 40 s^-1 мааниине инен кайма програмыны көрсөтөт.
• Шекил 4: OPC, натрий силикат ве HPMC дүзейлерине ылайык йайылма натыйжаларыны көрсөтөт.
• Шекил 5: Буланыклык өлчөөлөри менен дүшүк ве йүксек HPMC ичерен шламларын су үчүндеки гөрсел фаркыны көрсөтөт.
• Шекил 6: Bingham модельи уйумларыны ве йүксек HPMC’де ортайа чыкан догрусал олмайан сапмалары көрсөтөт.
• Шекил 7: Herschel-Bulkley модельинин бүтүн тажрыйба групларындаки йүксек уйумуну көрсөтөт.
• Шекил 8: Дегиштирилмиш Bingham модельи уйумларыны көрсөтөт.
• Шекил 9: Үч модельден алынган агуу чыңалуусу ве пластикалык илешкектүүлүк фаркларыны салыштырууктадыр.
• Шекил 10: Бүтүн групларда көрүнмө илешкектүүлүкнин кесүү ылдамдыгыйла азалдыгыны көрсөтөт.
• Шекил 11: Кывам катсайжылуулук ве реологиялык индекс үстүндө HPMC’нин баскын еткисини көрсөтөт.
• Шекил 12: Регресйон теңдемелерийле тахмин едмененн ве тажрыйбаде өлчүлен Herschel-Bulkley параметрелерини салыштырууктадыр.

Изилдөөнүн күчтүү йөнлери

• Йүксек учма күл ичерен ве суу астында уйгуланмасы хедефленен өзел бир шлам системаини еле алмактадыр.
• Чименто, натрий силикат ве HPMC еткмененрини ошол эле ортогоналдык эксперимент тасарымында салыштырууктадыр.
• Акышканлык, булануу ве реологиялык өлчөөлөри бирликте баалооктедир.
• Үч ар түрдүү реологиялык модельин ошол эле тажрыйба маалыматтари үстүндөки өндүрүмдүүлүкыны салыштырууктадыр.
• HPMC’нин помпалама менен суу астында бүтүнлүк арасындаки пайдубал денгейи белирледигини нижел катары көрсөтөт.
• Herschel-Bulkley параметрелери үчүн догрудан карышым катышларына бторлы тахмин теңдемелери сунмактадыр.
• Акышканлык тажрыйбаинде үч текрар түзүмлдыгыны ачыкча белиртмектедир.

Изилдөөнүн чектелгенлыклары

• Изилдөө рецензиядан өтпөгөн препринт.
• Герчек монопил, деңиз түбү, толкун вейа агым тажрыйбалари түзүмлмамыштыр.
• Догрудан оюлуу деринлиги, критик агымм ылдамдыгы вейа материал жоготуу катышы өлчүлмемиштир.
• Дторылма тажрыйбаи дургун су үчүнде түзүмлмыш, динамик дениз ортамы темсил едилмемиштир.
• Денейлерде деңиз суусу кулланылдыгы ачыкча белиртилмемиштир.
• Сертлешме мөөнөтү, басым бекемдиги, тартылуу бекемдиги, адеранс ве ерозйон бекемдиги өлчүлмемиштир.
• HPMC’нин хава үйүрклеме ве хидратасйон гежиктирме еткиси тартышылмыш, бирок бу еткмененр эксперименттик катары өлчүлмемиштир.
• Полимер торынын олушуму ве C-S-H өндүрүши догрудан микротүзүлүш анализийле ырасталган эмес.
• Тиксотропик түзүм гери казанымы үчүн жогору-төмөн кесүү дөнгүсү вейа динленме кийинсы йениден өлчөө түзүмлмамыштыр.
• Акышканлык дышында дигер тажрыйбаларин текрар сайылары ве ката чубуклары ачыкланмамыштыр.
• Дисперсия анализи, п мааниси вейа фактөрлерин истатистиксел анламлылыгы маалыматлмемиштир.
• 16 тажрыйба грубунун там карышым матриси ана текстде ачыкча таблицаландырылмамыштыр.
• Регресйон теңдемелери бторымсыз тажрыйбаларле вейа чапраз валидацияйла сынанмамыштыр.
• Денклемлер йалнызжа изилденген доз аралыклары ве суу/катуу зат катышы 0,7 үчүн гелиштирилмиштир.
• Бүйүк масштабдуу бору хатты басынжы, помпа энергияси, тыканма ве материал айрышмасы сыноо едилмемиштир.
• Туз, клорүр, сүлфат, температура ве хидростатик басынжын еткмененри араштырылмамыштыр.
• Учужу күлден метал вейа дигер компоненттерин деңиз суусуна сызмасы изилденген эмес.
• Екотоксисите, нарк ве өмүр цикли баалооси түзүмлмамыштыр.
• Тек бир оптимум саха речетеси белирленмемиштир.

Изилдөө нейи дестеклемектедир?

Изилдөө, йүксек катышда учма күл ичерен OPC-учма күл шламдынын тазе дурум реоложисинин HPMC менен күчтүү бичимде дүзенленебилдигини дестеклемектедир. HPMC өлчөмы арттыкча суу астында статик бөлүкчө дторылмасы азалмакта, агуу чыңалуусу ве консистенция коэффициенти йүкселмекте ве кесүүдө суюлушуу гүчленмектедир. Булгулар ошондой эле Herschel-Bulkley модельинин изилденген шламлары Bingham модельлеринден дагы догру темсил еттигини көрсөтөт.

Изилдөө нейи далилдебейт?

Изилдөө, гелиштирмененн шламдын герчек бир деңиз үстүндөгү шамал турбинасы пайдубалинде оюлууйы өнледигини, толкун ве агым астында йеринде калдыгыны, деңиз түбүна йетерли бтор олуштурдугуну вейа узак мөөнөттүү түзүмдүк бекемдик сторладыгыны далилдебейт. Йүксек HPMC катышынын саха үчүн ен ийи чөзүм олдугу, регресйон теңдемелеринин сыноо сынырлары дышында гечерли олдугу, материалдын дениз чевреси ачжылуулукндан ишенимли олдугу вейа учма күл колдонулушунын отоматик катары дүшүк карбонлу бир чөзүм олуштурдугу сонужуна да варыламаз.

Изилдөөнүн Йөнтеми ве Булгулары

Денейсел дегишкенлерин өзети

Деней ыкмалеринин өзети

Ана нижел натыйжалар

Бмененшенлерин ылайыкли еткиси

Саха колдонмосындан мурун түзүмлмасы герекен валидациялар

• Там карышым матриси йайымланмалы ве тажрыйбалар бторымсыз лабораторияда текрарланмалыдыр.
• Регресйон теңдемелери йени карышымлар үстүндө тышкы валидациядан гечирилмелидир.
• Герчек деңиз суусу, ар түрдүү тузлулуклар ве температуралар кулланылмалыдыр.
• Далга-агым каналы үчүнде монопил чевреси оюлуу тажрыйбалари түзүмлмалыдыр.
• Малземе кайбы, корума чапы, кенар оюлуусу ве критик агымм ылдамдыгы өлчүлмелидир.
• Помпа басынжы, бору чапы, ташыма месафеси ве тыканма давранышы белирленмелидир.
• Йапы гери казанымы ве тиксотропия үчүн йүкселен-азалан кайма дөнгүлери уйгуланмалыдыр.
• Еркен ве узак мөөнөттүү басым бекемдиги менен циклсел йүк давранышы өлчүлмелидир.
• Клорүр, сүлфат, ысланма-мекемеа ве дениз организмаларынын еткмененри инжеленмелидир.
• Учужу күл ширетилген елементлерин суйа гечиши ве экотоксикалуулук маанилендирилмелидир.
• Пилот масштабдуу суу асты йерлештирме ве узак мөөнөттүү саха излеме түзүмлмалыдыр.

Булак жана метод эскертүүсү

Изилдөөнүн там өзгүн ады:Рхеологижал регулатион оф хигх-волуме флй асх слуррй фор оффсхоре монопиле фоундатионс сжоур протежтион

Йазарлар ве тартиплары: Йу Wу; Qингсонг Зханг; Схаолонг Дуан; Йуансху Жиао.

Ешит салымлы автор билгиси: Изилдөөдө тең салымлы вейа ортак биринжи автор билгиси белиртилмемиштир.

Сорумлу автор: Qингсонг Зханг.

Сорумлу автор е-поста адреси: zhangqingsong@sdu.edu.cn

Курумсал шилтемелар:

1. Стате Кей Лабораторй фор Туннел Енгинееринг, Схандонг Университй, Жинан 250061, Схандонг, Чин.
2. Сжхоол оф Живил Енгинееринг, Схандонг Университй, Жинан 250061, Схандонг, Чин.

Йазар-мекеме ешлешмеси: Дөрт авторын тамамы хер ики мекемесал шилтемейла белгиленген.

Ширетүү түрү: Тазе шлам агымшканлыгы, статик суу асты дторылма давранышы ве реологиялык модельлеме ичерен эксперименттик препринт изилдөө макалеси.

Кону аланы: Денизүстү рүзгâр пайдубалдары, деңиз түбү оюлуусу, суу асты енжексион материалдари, учма күл, цемент шламды ве реоложи.

Хакемлик дуруму: Изилдөө рецензиядан өткөн эмес. Йүкленен үйүрмүн хер сайфасында препринт ве хакемлик уйаржылуулук булунмактадыр.

Йайын платформау: SSRN.

Платформ сторлайыжжылуулук: Елсевиер SSRN Препринт Сервижес.

SSRN кайыт нумарасы: 7194463.

DOI:10.2139/ssrn.7194463

Ресмî шилтеме:SSRN кайыт сайфасы

Йайын йылы: 2026.

Дерги: Хакемли бир журналде йайымландыгы ырасталган эмес.

Өзгүн журнал басмакана: Догруланмыш бир хакемли журнал вейа журнал басмакана булунмамактадыр. SSRN бир препринт платформаудур ве хакемли журнал катары сунулмамалыдыр.

Финансман: Ана текстде айры бир каржылоо вейа тешеккүр билдирими йер алмамактадыр.

Чыкар чатышмасы: Йазарлар изилдөөнү еткмененйебмененжек билинен бир мали чыкар вейа кишболсол илишки билдирмемиштир.

Йазар салымлары: ЖРедиТ вейа бензери айрынтылы автор салымы билдирими йер алмамактадыр.

Вери ве код жеткиликтүүлүгү: Ачык маалымат депосу, хам реометр маалыматтари, карышым чизелгеси вейа регресйон коду шилтемесы маалыматлмемиштир.

Денейсел рапорлама сынырламасы: Фактөр дүзейлери ачыкланмыш олмакла бирликте 16 ортогоналдык эксперимент грубунун там карышым матриси ачык бир таблицада сунулмамыштыр. Акышканлык тажрыйбаинин үч кез текрарландыгы белиртилмиш; булануу ве реоложи тажрыйбаларинин текрар сайылары менен истатистиксел белгисиздиклери ачыкланмамыштыр.

Бу Түркче ачыклама, йүкленен изилдөөнүн бүтүн ана метни, материал курамлери, тажрыйба проседүрлери, 12 шекли, йеди теңдемеи, реологиялык егрмененри ве регресйон натыйжалары инжеленерек даярдалган. Билимсел ичерик йалнызжа изилдөөдө сунулан тажрыйба ве йорумларла сынырландырылмыш; дыш ширетүүлар баш аталыш, DOI, платформа, автор ве мекеме билгмененринин библийографик валидациясы амажыйла колдонулган.

Сонучлар; тажрыйбаларин тазе дурум айрыкчарийле чектелген олмасы, герчек оюлуу ве саха сыноолорунин булунмамасы, сертлешмиш материал өндүрүмдүүлүкынын өлчүлмемеси, там ортогонал карышым матрисинин маалыматлмемеси ве регресйон модельлеринин бторымсыз маалыматтарле догруланмамасы диккате алынарак маанилендирилмелидир.