Ushbu tadqiqot dengizdagi shamol turbinalarining yakka qoziqli, ya’ni monopil poydevorlari atrofida yuzaga keladigan mahalliy dengiz tubi yuvilishiga qarshi qo‘llash uchun yuqori miqdorda uchuvchi kul saqlovchi, suv ostida tarqalishga chidamli himoya shlamining yangi holatdagi xususiyatlarini o‘rganadi. Ishlab chiqilgan HFSP shlami oddiy Portland sementi, uchuvchi kul, gidroksipropil metilsellyuloza va natriy silikat eritmasidan tashkil topgan. Tadqiqotchilar materialning nasos quvurida harakatlana olishi bilan suvga chiqarilgandan keyin parchalanmasdan va qattiq zarrachalarini yo‘qotmasdan o‘z joyida qolishi o‘rtasidagi muvozanatni aniqlashga harakat qilgan.

Tajribalarda sement miqdori %4, %8, %12 va %16; gidroksipropil metilsellyuloza miqdori %0,1, %0,2, %0,3 va %0,4; natriy silikat eritmasi miqdori esa %1, %2, %3 va %4 qilib o‘zgartirilgan. Sement va uchuvchi kuldan tashkil topgan asosiy qattiq fazada uchuvchi kul ulushi sement darajasiga bog‘liq holda taxminan %84-%96 oralig‘ida qolgan. Barcha qorishmalarda suv/qattiq modda nisbati 0,7 darajasida o‘zgarmas saqlangan va jami 16 ta ortogonal tajriba kombinatsiyasi tayyorlangan.

Natijalar yangi shlamning reologiyasi va suv ostida tarqalishini belgilovchi asosiy komponent gidroksipropil metilsellyuloza ekanini ko‘rsatdi. Ushbu qo‘shimcha miqdori %0,10 dan %0,40 gacha oshirilganda o‘rtacha yoyilish diametri 214 mm dan 148,5 mm gacha kamaygan, ya’ni shlam quyuqroq holga kelgan. Bunga qarshi ravishda ustki suyuqlik loyqaligi 442 NTU dan 30 NTU dan past darajaga tushgan va suvga tarqalgan qattiq zarrachalar miqdori sezilarli kamaygan. Bu o‘zgarish qo‘shimchaning yuqori miqdori suv ostida yaxlitlikni saqlashini, biroq ayni paytda nasos bilan uzatiluvchanlikni kamaytirishi mumkinligini ko‘rsatadi.

Tajribalardagi barcha shlamlar siljishda suyulish xulqini ko‘rsatgan. Boshqacha aytganda, shlam nasos quvurida yuqori siljish tezligiga duch kelganda ko‘rinma qovushqoqligi kamaygan, past siljish sharoitlarida esa yuqoriroq ichki qarshilik namoyon qilgan. Bingham, modifikatsiyalangan Bingham va Herschel-Bulkley modellari taqqoslanganda Herschel-Bulkley modeli barcha tajriba guruhlarida 0,999 dan yuqori R² qiymati bilan eng yuqori moslikni ta’minlagan.

Tadqiqotchilar, shuningdek, sement, natriy silikat va gidroksipropil metilsellyuloza miqdorlaridan oqish kuchlanishi, konsistensiya koeffitsiyenti va reologik indeksni bashorat qiladigan uchta ko‘p o‘zgaruvchili tenglama ishlab chiqqan. Tajriba ma’lumotlariga moslashtirishda ushbu tenglamalarning R² qiymatlari 0,995 dan yuqori, xato diapazonlari esa taxminan ±%3 ichida bo‘lgan. Biroq ayni 16 ta tajribaning ham modelni tuzish, ham moslikni baholash uchun ishlatilgani anglashiladi; mustaqil tekshiruv qorishmalari yoki kross-validatsiya taqdim etilmagan.

Turkiya nuqtai nazaridan: Tadqiqot Turkiyada dengizdagi shamol turbinalari poydevorlari, port qoziqlari, qirg‘oq inshootlari va suv osti poydevorlarini ta’mirlashda nasos bilan uzatiladigan, suvda tarqalmaydigan mineral shlamlarni ishlab chiqish jihatidan tadqiqot qiymatiga ega. Qo‘llashdan oldin Turkiyada mavjud uchuvchi kullarning kimyoviy tarkibi va zarracha o‘lchami o‘zgaruvchanligi aniqlanishi; mahalliy sement va natriy silikatlar bilan qorishma qayta loyihalanishi; haqiqiy dengiz suvida sho‘rlik va harorat ta’sirlari o‘lchanishi; to‘lqin-oqim kanali tajribalari, monopil atrofida dinamik yuvilish sinovlari, yirik ko‘lamli nasos sinovlari, erta va uzoq muddatli mustahkamlik, og‘ir metallarning sizib chiqishi va dengiz ekotizimi xavfsizligi o‘rganilishi kerak. Ushbu tadqiqotdan Turkiyadagi bir dengiz shamol loyihasida bevosita qo‘llanadigan tayyor retsept, amaldagi texnik talablarga muvofiqlik, tijoriy xarajat ustunligi yoki dala miqyosidagi yuvilishdan himoya samarasi kelib chiqmaydi.

Monopil poydevorlar atrofidagi yuvilish nega muhim?

Dengizdagi shamol turbinalarida keng ko‘rib chiqiladigan poydevor yechimlaridan biri dengiz tubiga kiritilgan katta diametrli yakka qoziq yoki monopil tizimidir. Oqim va to‘lqinlar ushbu vertikal silindrsimon elementga duch kelganda oqim tuzilishi buziladi; qoziqning old tomonida pastga yo‘nalgan oqim va taqa shaklidagi girdob, yon tomonlarda tezlashgan oqim va orqa tomonda uzilib ajraladigan girdoblar hosil bo‘ladi.

Tadqiqotning 1-rasmi monopil atrofidagi ushbu uch o‘lchamli oqim maydoni va mahalliy yuvilish chuqurchasini sxematik tarzda ko‘rsatadi. Qoziq atrofida ortgan tub siljish kuchlanishi dengiz tubi zarrachalarini harakatga keltirib, qoziqning ko‘milgan uzunligini kamaytirishi mumkin. Bu holat poydevor qattiqligini, yuk ko‘tarish qobiliyatini va butun shamol turbinasi tizimining dinamik xulqini o‘zgartirishi mumkin.

Yuvilishdan himoya odatda ikki yondashuv orqali ko‘rib chiqiladi:

• Faol himoya: Qoziq atrofidagi oqim va girdob tuzilishini o‘zgartiruvchi elementlardan foydalanish.
• Passiv himoya: Dengiz tubining eroziyaga chidamliligini oshiradigan tosh, qatlam, mat, inyeksiya yoki qotadigan shlamlardan foydalanish.

An’anaviy tosh to‘ldirma tizimlarida toshlarning surilib ketishi, himoya qatlamining chetida yuvilish va harakatchan tub sharoitlarida yaxlitlikning buzilishi kabi muammolar kuzatilishi mumkin. Qotadigan shlam yondashuvida esa material yuvilish chuqurchasiga yoki qoziq atrofiga nasos bilan yuboriladi, suv ostida yaxlitligini saqlab qotadi va uzluksizroq himoya tuzilmasi hosil qilishi maqsad qilinadi.

Nega yuqori ulushli uchuvchi kul ishlatilgan?

Tadqiqotda ishlatilgan asosiy qattiq komponentlar oddiy Portland sementi va uchuvchi kuldir. Uchuvchi kul issiqlik elektr energiyasi ishlab chiqarishidan hosil bo‘ladigan mayda zarrachali sanoat yon mahsulotidir. Tadqiqotchilar uchuvchi kulning sferik yoki sferaga yaqin zarracha shakli shlamning harakatini yengillashtirishi, mayda zarrachalar bo‘shliqlarni to‘ldirishi va vaqt o‘tishi bilan puzolan reaksiyalarida qatnashishi mumkinligini ta’kidlaydi.

Uchuvchi kul ulushining yuqori saqlanishi sement miqdorini cheklash va katta hajmli suv osti to‘ldiruvchi material yaratish nuqtai nazaridan muhim. Biroq yuqori uchuvchi kul ulushi erta mustahkamlik rivojlanishini sekinlashtirishi mumkin. Shu sababli tadqiqotda natriy silikat eritmasi erta reaksiyalarni tezlashtiruvchi qo‘shimcha, gidroksipropil metilsellyuloza esa konsistensiya va suv ostida tarqalishni nazorat qiluvchi qo‘shimcha sifatida ishlatilgan.

Ushbu tadqiqotda yuqori miqdorda uchuvchi kul ishlatishning karbon chiqindilari, iqtisodiy xarajat yoki hayotiy sikl nuqtai nazaridagi afzalligi o‘lchanmagan. Shu sababli uchuvchi kul ulushining yuqoriligi o‘z-o‘zidan materialning ekologik jihatdan ustun ekanini isbotlamaydi.

Ishlatilgan materiallar

Sement va uchuvchi kulning kimyoviy tarkibi

Rentgen-fluorestsent tahlil bilan o‘lchangan asosiy oksid ulushlari quyidagicha:

2-rasmda sement va uchuvchi kulning lazer asosidagi zarracha o‘lchami taqsimotlari berilgan. Egri chiziqlar ikki materialning bir xil zarracha taqsimotiga ega emasligini ko‘rsatadi. Biroq asosiy matnda D10, D50 yoki D90 kabi sonli zarracha o‘lchami ko‘rsatkichlari alohida keltirilmagan.

Tajriba dizayni

Tadqiqotda uchta omil va har bir omil uchun to‘rtta darajani o‘z ichiga olgan, jami 16 qorishmadan iborat ortogonal tajriba rejasi qo‘llanilgan.

OPC ulushi oshgani sari uchuvchi kul ulushi ayni miqdorda kamaytirilgan. Shunga ko‘ra sement-uchuvchi kul asosiy qattiq fazasida uchuvchi kul ulushi taxminan %96 dan %84 gacha o‘zgargan.

Quruq sement, uchuvchi kul va HPMC avval birga aralashtirilgan. Bu jarayon HPMC suv bilan dastlabki kontaktda bo‘laklanib qolishini kamaytirish uchun bajarilgan. Natriy silikat eritmasi aralashtirish suvida oldindan eritilgan va suyuq faza uzluksiz aralashtirish ostida quruq komponentlarga qo‘shilgan.

Asosiy matn omil darajalarini va 16 ta tajriba mavjudligini tushuntiradi, biroq har bir tajriba raqamining to‘liq tarkibini ko‘rsatadigan ochiq L16 qorishma matritsasini taqdim etmaydi. Rasmlarda 1-16 raqamli guruhlar mavjud bo‘lsa-da, ushbu guruhlarning barcha tarkiblarini o‘quvchi tomonidan bevosita qayta tiklash qiyin. Bu eksperimental takrorlanuvchanlikni cheklovchi muhim hisobot kamchiligidir.

Oquvchanlik qanday o‘lchangan?

Oquvchanlik sinovi GB/T 8077-2023 standartiga muvofiq o‘tkazilgan. Ishlatilgan kesik konusning:

• Pastki diametri 60 mm,
• Yuqori diametri 36 mm,
• Balandligi 60 mm.

Yangi shlam qolipga to‘ldirilgan, yuqori yuzasi tekislangan va qolip vertikal yo‘nalishda ko‘tarilgan. Yoyilgan shlamning eng katta diametri millimetrda oquvchanlik qiymati sifatida qayd etilgan. Har bir shlam uchun uchta o‘lchov bajarilgan va o‘rtacha qiymat ishlatilgan.

HPMC ulushi %0,10 dan %0,40 gacha oshirilganda o‘rtacha yoyilish diametri 214 mm dan 148,5 mm gacha kamaygan. Bu taxminan %30,6 kamayishga to‘g‘ri keladi. Tadqiqotchilar bu o‘zgarishni ikki mexanizm bilan izohlaydi:

• HPMC gidroksil guruhlarining erkin suvni bog‘lashi.
• Uzun polimer zanjirlarning qattiq zarrachalar harakatini cheklovchi uch o‘lchamli tarmoq hosil qilishi.

Natriy silikat ulushini %1 dan %4 gacha oshirish o‘rtacha yoyilish qiymatini 186,5 mm dan 172,7 mm gacha kamaytirgan. Tadqiqotda bu tendensiya eritmaning kalsiy ionlari bilan o‘zaro ta’sirlashib, erta C-S-H geli hosil bo‘lishini tezlashtirishi bilan izohlanadi.

OPC ulushi ko‘rib chiqilgan chegaralarda yoyilishga eng kam ta’sir ko‘rsatgan. Biroq C-S-H hosil bo‘lishi yoki polimer tarmoq tuzilishi ushbu tadqiqotda bevosita mikroskopiya, spektroskopiya yoki gidratatsiya issiqligi o‘lchovi bilan ko‘rsatilmagan. Mexanizm talqinlari o‘lchangan reologik tendensiyalar va avvalgi adabiyotlar asosida qilingan.

Suv ostida tarqalishga chidamlilik qanday sinovdan o‘tkazilgan?

Suv ostidagi yaxlitlikni baholash uchun 50 mL yangi shlam shpritsga to‘ldirilgan va shprits uchi suv yuzasidan pastda turadigan tarzda suvli idishga yuborilgan. Inyeksiyadan so‘ng idish tubidan 80 mm yuqoridagi o‘zgarmas nuqtadan 30 mL suyuqlik olingan va WGZ-1BW loyqalik o‘lchagichida tahlil qilingan.

Pastroq loyqalik qiymati shlamdan suvga kamroq mayda zarracha o‘tganini va statik tarqalishga chidamlilik yuqoriroq ekanini ko‘rsatadi.

HPMC ulushi %0,10 bo‘lganda o‘rtacha loyqalik 442 NTU qilib o‘lchangan. HPMC ulushi %0,40 gacha oshirilganda qiymat 30 NTU dan pastga tushgan. Bu o‘zgarish loyqalikda kamida taxminan %93 kamayishga to‘g‘ri keladi.

5-rasmning fotosurat qismida HPMC miqdori past qorishmaning ustki suvida sezilarli osilgan zarrachalar va loyqalik ko‘rinsa, HPMC miqdori yuqori qorishmada ustki suv tiniqroq va pastki qismdagi shlam massasi yaxlitroq ko‘rinadi.

Bu tajriba “statik tarqalishga chidamlilik”ni ko‘rsatadi. To‘lqin, oqim, turbulentlik yoki dengiz tubining siljishi hosil qilinmagani uchun natijalar dinamik yuvilish chidamliligi yoki haqiqiy dengiz sharoitidagi yuvilib ketish yo‘qotishi bilan bir xil ma’noni anglatmaydi.

Reometr tajribasi qanday o‘tkazilgan?

Reologik o‘lchovlar Brookfield RST Soft Solids Tester qurilmasida bajarilgan. Namunalarning boshlang‘ich holatini imkon qadar bir xil qilish uchun quyidagi yuklash dasturi qo‘llanilgan:

1. 500 s^-1 siljish tezligida 60 soniya oldindan siljitish.
2. 30 soniya dam berish.
3. Siljish tezligini 500 s^-1 dan 40 s^-1 gacha kamaytirish.
4. Har bir bosqichda 20 s^-1 kamayish va 20 soniya o‘lchash muddati.

3-rasm ishlatilgan reometr va bosqichma-bosqich siljish tezligi dasturini ko‘rsatadi. Dastur faqat yuqori siljish tezligidan past siljish tezligiga tomon boradi. Yuqoriga-pastga siljish sikli, gisterezis maydoni yoki damdan keyingi tuzilma tiklanishi o‘lchanmagani sababli tadqiqotdan to‘liq tiksotropiya bahosi chiqarib bo‘lmaydi.

Taqqoslangan reologik modellar

Bingham modeli:

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

Herschel-Bulkley modeli:

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

Modifikatsiyalangan Bingham modeli:

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

Bu yerda:

• \(\tau\): siljish kuchlanishi, Pa.
• \(\tau_0\): oqish kuchlanishi, Pa.
• \(\mu\): plastik qovushqoqlik, Pa·s.
• \(\dot{\gamma}\): siljish tezligi, s^-1.
• \(K\): konsistensiya koeffitsiyenti, Pa·sⁿ.
• \(n\): reologik indeks.
• \(c\): modifikatsiyalangan Bingham modelining ikkinchi darajali koeffitsiyenti.

Herschel-Bulkley modeli bevosita plastik qovushqoqlik bermagani sababli ekvivalent plastik qovushqoqlik quyidagi tenglama bilan hisoblangan:

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

Tadqiqotda eng yuqori siljish tezligi \(\dot{\gamma}_{\max}=500\ \mathrm{s^{-1}}\) deb olingan.

Siljishda suyulish nimani anglatadi?

Herschel-Bulkley modelida \(n<1\) bo‘lishi siljish tezligi ortgan sari ko‘rinma qovushqoqlik kamayadigan siljishda suyulish xulqini anglatadi. Tadqiqotdagi barcha qorishmalarda \(n\) qiymati 1 dan past bo‘lgan.

Bu xulq nazariy jihatdan nasos bilan uzatish uchun qulaydir. Nasos va quvur devori yaqinidagi yuqori siljish tezliklari shlamning ko‘rinma qovushqoqligini kamaytirib, tashishni osonlashtirishi mumkin. Material quvurdan chiqqandan va siljish yuki kamaygandan so‘ng yuqoriroq konsistensiya shlamning dengiz tubida tarqalmay qolishiga yordam berishi mumkin.

Tadqiqot HPMC tarmog‘i nasoslash to‘xtaganda qayta hosil bo‘lishi mumkinligini ta’kidlaydi. Biroq tuzilmaning tiklanish tezligi uch oraliqli tiksotropiya tajribasi, tebranish reologiyasi yoki damdan keyin ikkinchi siljish sikli bilan bevosita o‘lchanmagan. Shu sababli tez qayta tuzilish tajribada to‘liq tasdiqlangan natija emas, balki o‘lchangan siljishda suyulish va adabiyotga asoslangan mexanizm talqinidir.

Qaysi reologik model muvaffaqiyatliroq?

6, 7 va 8-rasmlarda 16 ta shlamning mos ravishda Bingham, Herschel-Bulkley va modifikatsiyalangan Bingham modellari bilan mosligi ko‘rsatilgan.

Past HPMC ulushlarida uchala model ham yuqori moslikni ta’minlagan. HPMC ulushi %0,3 va %0,4 gacha oshirilganda egri chiziqlar chiziqli shakldan uzoqlashgan va siljishda suyulish yanada yaqqol bo‘lgan. Bu sharoitlarda:

• Bingham modeli chiziqli faraz sababli oqish kuchlanishini yuqori baholagan.
• Modifikatsiyalangan Bingham modeli ikkinchi darajali had yordamida chiziqli bo‘lmagan xulqni qisman ifodalagan.
• Herschel-Bulkley modeli \(n\) parametri tufayli barcha HPMC darajalarida yanada izchil natija bergan.

Herschel-Bulkley modelining R² qiymati barcha tajriba guruhlarida 0,999 dan yuqori qolgan. Shu sababli tadqiqot HFSP shlamining loyihalash va nasoslash hisoblarida asosiy model sifatida Herschel-Bulkley tenglamasini tavsiya qiladi.

HPMCning oqish kuchlanishi va qovushqoqlikka ta’siri

HPMC ulushi oshgan sari ham oqish kuchlanishi, ham ekvivalent plastik qovushqoqlik sezilarli darajada oshgan. Herschel-Bulkley modeliga ko‘ra HPMC darajalari orasida:

• Plastik qovushqoqlik taxminan sakkiz baravar oshgan.
• Oqish kuchlanishi taxminan to‘rt baravar oshgan.
• Konsistensiya koeffitsiyenti \(K\), 0,0797 dan 5,1553 Pa·sⁿ gacha ko‘tarilgan.
• Reologik indeks \(n\) kamaygan va siljishda suyulish kuchaygan.

9-rasm uch reologik modeldan olingan oqish kuchlanishi va plastik qovushqoqlik qiymatlarini taqqoslaydi. 11-rasm esa OPC, natriy silikat va HPMCning \(K\) va \(n\) ga o‘rtacha ta’sirini ko‘rsatadi. HPMC egri chiziqlaridagi o‘zgarish boshqa ikki komponentdagi o‘zgarishdan ancha kattadir.

OPC va natriy silikatning ta’sirlari

OPC ulushi oshganda oqish kuchlanishi va plastik qovushqoqlikda cheklangan ortish kuzatilgan. Tadqiqotchilar buni ko‘proq C₃S va C₂S mavjudligi, kalsiy ionlari ajralishi va erta C-S-H hosil bo‘lishi bilan bog‘laydi. Biroq tajribalar aralashtirishdan ko‘p o‘tmay bajarilgani va suv/qattiq modda nisbati yuqori bo‘lgani sababli qisqa vaqt ichida uzluksiz gidratatsiya tarmog‘i hosil bo‘lmagan deb hisoblanadi.

Natriy silikatning o‘rta darajalari oqim qarshiligini biroz oshirgan. Bunga qarshi, ulush %3 dan %4 gacha oshirilganda ayrim modellarda oqish kuchlanishi kamaygan. Tadqiqot buni ortiqcha silikat ionlarining zarrachalararo ko‘priklanish o‘rniga elektrostatik itarilishga sabab bo‘lishi mumkinligi bilan izohlaydi.

Zeta potensiali, ion konsentratsiyasi yoki zarrachalararo kuch bevosita o‘lchanmagani sababli bu izoh tasdiqlangan kolloid mexanizm emas, balki tajriba tendensiyasiga asoslangan talqindir.

Ko‘rinma qovushqoqlik egri chiziqlari

10-rasmdagi ko‘rinma qovushqoqlik egri chiziqlari 16 ta qorishmaning barchasida siljish tezligi oshgan sari qovushqoqlik kamayishini ko‘rsatadi. HPMC darajalari orasidagi farq past siljish tezliklarida kattaroq, yuqori siljish tezliklarida esa kichikroq.

%0,1 HPMC saqlovchi guruhlarda ko‘rinma qovushqoqlik 100 s^-1 dan past sohada nisbatan barqaror qolgan. %0,4 HPMC saqlovchi guruhlarda esa qovushqoqlik butun siljish tezligi oralig‘ida kamayishda davom etgan. Bu natija yuqori HPMC darajasida polimer-zarracha tarmog‘i kuchliroq, biroq siljish ostida ko‘proq parchalanadigan bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatadi.

Ishlab chiqilgan bashorat tenglamalari

Tadqiqotchilar qorishma ulushlaridan Herschel-Bulkley parametrlarini bashorat qilish uchun uchta regressiya tenglamasi ishlab chiqqan. Bu yerda \(X_1\) OPC, \(X_2\) natriy silikat, \(X_3\) HPMC dozasini bildiradi. Tenglamalar faqat tadqiqotda ishlatilgan foiz qiymatlari va tajriba diapazonlari doirasida baholanishi kerak.

Oqish kuchlanishi modeli:

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

Konsistensiya koeffitsiyenti modeli:

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

Reologik indeks modeli:

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

12-rasmda bashorat qilingan va o‘lchangan parametrlar taxminan ±%3 xato tasmalari ichida ko‘rsatilgan. Biroq model atigi 16 tajriba kombinatsiyasiga asoslangan va tenglamalarda chiziqli, kvadratik, logarifmik hamda o‘zaro ta’sir hadlari mavjud. Mustaqil test to‘plami, yangi tekshiruv qorishmasi yoki kross-validatsiya berilmagani uchun yuqori R² qiymatlari dala miqyosidagi umumlashtiriluvchanlik isboti sifatida baholanmasligi kerak.

Tadqiqotda bitta optimal qorishma aniqlanganmi?

Yo‘q. Tadqiqot HPMCni oshirish tarqalishga chidamlilikni kuchaytirishini, biroq yoyilish va nasos bilan uzatiluvchanlikni kamaytirishini ko‘rsatadi. Natriy silikatni oshirish erta reaksiyalarni tezlashtirishi mumkin, biroq haddan tashqari miqdor tez oquvchanlik yo‘qolishiga sabab bo‘lishi mumkin. OPC esa yangi reologiyaga cheklangan ta’sir ko‘rsatgan bo‘lsa-da, qotgan mustahkamlik uchun muhim.

Shu sababli eng yaxshi qorishmani faqat eng past loyqalik yoki eng yuqori oqish kuchlanishi bilan aniqlab bo‘lmaydi. Amaliy loyiha quyidagi uch maqsadni birgalikda muvozanatlashtirishi kerak:

• Nasos va quvur liniyasida tashiluvchanlik.
• Suv ostida parchalanmasdan va yuvilib ketmasdan joylashish.
• Qotgandan keyin yetarli mexanik va eroziyaga chidamlilik.

Tadqiqotda qotgan mustahkamlik o‘lchanmagani sababli ushbu uch tomonlama muvozanat yakunlanmagan va muhandislik qo‘llanmasi uchun bitta optimal retsept e’lon qilinmagan.

Rasmlarning asosiy ilmiy xabarlari

• 1-rasm: Monopil oldidagi taqa girdobi, yon oqim tezlashishi va mahalliy yuvilish mexanizmini ko‘rsatadi.
• 2-rasm: OPC bilan uchuvchi kulning zarracha o‘lchami taqsimotlarini taqqoslaydi.
• 3-rasm: Reometrni va 500 s^-1 dan 40 s^-1 gacha tushuvchi siljish dasturini ko‘rsatadi.
• 4-rasm: OPC, natriy silikat va HPMC darajalariga ko‘ra yoyilish natijalarini ko‘rsatadi.
• 5-rasm: Loyqalik o‘lchovlari hamda HPMC miqdori past va yuqori shlamlarning suvdagi vizual farqini ko‘rsatadi.
• 6-rasm: Bingham modeli mosliklarini va yuqori HPMCda yuzaga keladigan chiziqli bo‘lmagan og‘ishlarni ko‘rsatadi.
• 7-rasm: Herschel-Bulkley modelining barcha tajriba guruhlaridagi yuqori mosligini ko‘rsatadi.
• 8-rasm: Modifikatsiyalangan Bingham modeli mosliklarini ko‘rsatadi.
• 9-rasm: Uch modeldan olingan oqish kuchlanishi va plastik qovushqoqlik farqlarini taqqoslaydi.
• 10-rasm: Barcha guruhlarda ko‘rinma qovushqoqlik siljish tezligi bilan kamayishini ko‘rsatadi.
• 11-rasm: Konsistensiya koeffitsiyenti va reologik indeksga HPMCning ustun ta’sirini ko‘rsatadi.
• 12-rasm: Regressiya tenglamalari bilan bashorat qilingan va tajribada o‘lchangan Herschel-Bulkley parametrlarini taqqoslaydi.

Tadqiqotning kuchli tomonlari

• Yuqori uchuvchi kul ulushiga ega va suv ostida qo‘llash mo‘ljallangan maxsus shlam tizimini ko‘rib chiqadi.
• Sement, natriy silikat va HPMC ta’sirlarini bir xil ortogonal tajriba dizaynida taqqoslaydi.
• Oquvchanlik, loyqalik va reologik o‘lchovlarni birgalikda baholaydi.
• Uch xil reologik modelning bir xil tajriba ma’lumotlaridagi samaradorligini taqqoslaydi.
• HPMC nasoslash va suv ostida yaxlitlik o‘rtasidagi asosiy muvozanatni belgilashini sonli ravishda ko‘rsatadi.
• Herschel-Bulkley parametrlari uchun bevosita qorishma ulushlariga bog‘liq bashorat tenglamalarini taqdim etadi.
• Oquvchanlik sinovida uchta takror bajarilganini aniq bildiradi.

Tadqiqotning cheklovlari

• Tadqiqot ekspertlar ko‘rib chiqishidan o‘tmagan preprintdir.
• Haqiqiy monopil, dengiz tubi, to‘lqin yoki oqim tajribalari o‘tkazilmagan.
• Bevosita yuvilish chuqurligi, kritik oqim tezligi yoki material yo‘qotish darajasi o‘lchanmagan.
• Tarqalish tajribasi turg‘un suvda bajarilgan, dinamik dengiz muhiti ifodalanmagan.
• Tajribalarda dengiz suvi ishlatilgani aniq ko‘rsatilmagan.
• Qotish vaqti, siqilish mustahkamligi, cho‘zilish mustahkamligi, yopishish va eroziyaga chidamlilik o‘lchanmagan.
• HPMCning havo tortib kirish va gidratatsiyani kechiktirish ta’siri muhokama qilingan, biroq bu ta’sirlar tajribada o‘lchanmagan.
• Polimer tarmog‘ining hosil bo‘lishi va C-S-H ishlab chiqilishi bevosita mikrostrukturaviy tahlil bilan tasdiqlanmagan.
• Tiksotropik tuzilma tiklanishi uchun yuqorilovchi-pasayuvchi siljish sikli yoki damdan keyin qayta o‘lchash bajarilmagan.
• Oquvchanlikdan tashqari boshqa tajribalarning takror sonlari va xato chiziqlari tushuntirilmagan.
• Dispersiya tahlili, p qiymati yoki omillarning statistik ahamiyati berilmagan.
• 16 ta tajriba guruhining to‘liq qorishma matritsasi asosiy matnda aniq jadval ko‘rinishida berilmagan.
• Regressiya tenglamalari mustaqil tajribalar yoki kross-validatsiya bilan sinalmagan.
• Tenglamalar faqat ko‘rib chiqilgan doza diapazonlari va suv/qattiq modda nisbati 0,7 uchun ishlab chiqilgan.
• Yirik miqyosli quvur bosimi, nasos energiyasi, tiqilib qolish va material ajralishi sinovdan o‘tkazilmagan.
• Tuz, xlorid, sulfat, harorat va gidrostatik bosim ta’siri o‘rganilmagan.
• Uchuvchi kuldan metall yoki boshqa komponentlarning dengiz suviga sizib chiqishi o‘rganilmagan.
• Ekotoksiklik, xarajat va hayotiy sikl bahosi bajarilmagan.
• Bitta optimal dala retsepti aniqlanmagan.

Tadqiqot nimani qo‘llab-quvvatlaydi?

Tadqiqot yuqori miqdorda uchuvchi kul saqlovchi OPC-uchuvchi kul shlamining yangi holat reologiyasini HPMC yordamida kuchli darajada tartibga solish mumkinligini qo‘llab-quvvatlaydi. HPMC miqdori oshgan sari suv ostidagi statik zarracha tarqalishi kamayadi, oqish kuchlanishi va konsistensiya koeffitsiyenti oshadi hamda siljishda suyulish kuchayadi. Natijalar, shuningdek, Herschel-Bulkley modeli ko‘rib chiqilgan shlamlarni Bingham modellariga qaraganda aniqroq ifodalashini ko‘rsatadi.

Tadqiqot nimani isbotlamaydi?

Tadqiqot ishlab chiqilgan shlam haqiqiy dengiz shamol turbinasining poydevorida yuvilishni oldini olganini, to‘lqin va oqim ostida joyida qolganini, dengiz tubi bilan yetarli bog‘lanish hosil qilganini yoki uzoq muddatli konstruktiv mustahkamlik ta’minlaganini isbotlamaydi. HPMCning yuqori ulushi dala uchun eng yaxshi yechim ekani, regressiya tenglamalari sinov chegaralaridan tashqarida amal qilishi, material dengiz muhiti uchun xavfsiz ekani yoki uchuvchi kul ishlatish avtomatik ravishda past karbonli yechim yaratishi degan xulosaga ham kelib bo‘lmaydi.

Tadqiqot usuli va natijalari

Eksperimental o‘zgaruvchilarning qisqacha mazmuni

Tajriba usullarining qisqacha mazmuni

Asosiy sonli natijalar

Komponentlarning nisbiy ta’siri

Dala qo‘llanmasidan oldin bajarilishi kerak bo‘lgan tekshiruvlar

• To‘liq qorishma matritsasi e’lon qilinishi va tajribalar mustaqil laboratoriyada takrorlanishi kerak.
• Regressiya tenglamalari yangi qorishmalarda tashqi validatsiyadan o‘tkazilishi kerak.
• Haqiqiy dengiz suvi, turli sho‘rlik va harorat sharoitlari ishlatilishi kerak.
• To‘lqin-oqim kanalida monopil atrofi yuvilish tajribalari o‘tkazilishi kerak.
• Material yo‘qotishi, himoya diametri, chekka yuvilishi va kritik oqim tezligi o‘lchanishi kerak.
• Nasos bosimi, quvur diametri, tashish masofasi va tiqilib qolish xulqi aniqlanishi kerak.
• Tuzilma tiklanishi va tiksotropiya uchun ko‘tariluvchi-pasayuvchi siljish sikllari qo‘llanishi kerak.
• Erta va uzoq muddatli siqilish mustahkamligi hamda siklik yuklanish xulqi o‘lchanishi kerak.
• Xlorid, sulfat, namlanish-qurish va dengiz organizmlarining ta’sirlari o‘rganilishi kerak.
• Uchuvchi kuldan kelib chiqadigan elementlarning suvga o‘tishi va ekotoksiklik baholanishi kerak.
• Pilot miqyosdagi suv osti joylashtirish va uzoq muddatli dala monitoringi bajarilishi kerak.

Manba va usul izohi

Tadqiqotning to‘liq asl nomi:Rheological regulation of high-volume fly ash slurry for offshore monopile foundations scour protection

Mualliflar va ularning tartibi: Yu Wu; Qingsong Zhang; Shaolong Duan; Yuanshu Jiao.

Teng hissa qo‘shgan mualliflar haqidagi ma’lumot: Tadqiqotda teng hissa yoki hamkor birinchi mualliflik haqida ma’lumot ko‘rsatilmagan.

Mas’ul muallif: Qingsong Zhang.

Mas’ul muallif elektron pochta manzili: zhangqingsong@sdu.edu.cn

Institutsional bog‘liqliklar:

1. State Key Laboratory for Tunnel Engineering, Shandong University, Jinan 250061, Shandong, Xitoy.
2. School of Civil Engineering, Shandong University, Jinan 250061, Shandong, Xitoy.

Muallif-muassasa mosligi: To‘rt muallifning barchasi ikkala institutsional bog‘liqlik bilan ko‘rsatilgan.

Manba turi: Yangi shlam oquvchanligi, statik suv osti tarqalish xulqi va reologik modellashtirishni o‘z ichiga olgan eksperimental preprint tadqiqot maqolasi.

Mavzu sohasi: Dengizdagi shamol poydevorlari, dengiz tubi yuvilishi, suv osti inyeksiya materiallari, uchuvchi kul, sement shlami va reologiya.

Ekspert baholash holati: Tadqiqot ekspertlar baholashidan o‘tmagan. Yuklangan versiyaning har bir sahifasida preprint va ekspert baholash ogohlantirishi mavjud.

Nashr platformasi: SSRN.

Platforma provayderi: Elsevier SSRN Preprint Services.

SSRN ro‘yxat raqami: 7194463.

DOI:10.2139/ssrn.7194463

Rasmiy havola:SSRN ro‘yxat sahifasi

Nashr yili: 2026.

Jurnal: Ekspert baholangan jurnalda chop etilgani tasdiqlanmagan.

Asl jurnal nashriyoti: Tasdiqlangan ekspert baholangan jurnal yoki jurnal nashriyoti mavjud emas. SSRN preprint platformasidir va ekspert baholangan jurnal sifatida taqdim etilmasligi kerak.

Moliyalashtirish: Asosiy matnda alohida moliyalashtirish yoki minnatdorchilik bayonoti mavjud emas.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar tadqiqotga ta’sir qilishi mumkin bo‘lgan ma’lum moliyaviy manfaat yoki shaxsiy munosabat haqida xabar bermagan.

Muallif hissalari: CRediT yoki shunga o‘xshash batafsil muallif hissasi bayonoti mavjud emas.

Ma’lumot va kodga kirish: Ochiq ma’lumot ombori, xom reometr ma’lumotlari, qorishma jadvali yoki regressiya kodi havolasi berilmagan.

Eksperimental hisobot cheklovi: Omil darajalari tushuntirilgan bo‘lsa-da, 16 ta ortogonal tajriba guruhining to‘liq qorishma matritsasi ochiq jadvalda taqdim etilmagan. Oquvchanlik tajribasi uch marta takrorlangani aytilgan; loyqalik va reologiya tajribalarining takror sonlari hamda statistik noaniqliklari tushuntirilmagan.

Ushbu turkcha izoh yuklangan tadqiqotning butun asosiy matni, material tarkiblari, tajriba protseduralari, 12 ta rasm, yettita tenglama, reologik egri chiziqlar va regressiya natijalari o‘rganilib tayyorlangan. Ilmiy mazmun faqat tadqiqotda taqdim etilgan tajribalar va talqinlar bilan cheklangan; tashqi manbalardan faqat sarlavha, DOI, platforma, muallif va muassasa ma’lumotlarini bibliografik tekshirish maqsadida foydalanilgan.

Natijalar tajribalarning yangi holat xususiyatlari bilan cheklanganligi, haqiqiy yuvilish va dala sinovlari mavjud emasligi, qotgan material xususiyatlari o‘lchanmagani, to‘liq ortogonal qorishma matritsasi berilmagani va regressiya modellari mustaqil ma’lumotlar bilan tekshirilmagani hisobga olingan holda baholanishi kerak.