إكس بلوك

وحدة Xbloc عبارة عن كتلة خرسانية (أو "وحدة درع") مصممة لتشتيت الأمواج وحماية الشواطئ وجدران الموانئ والجدران البحرية وحواجز الأمواج وغيرها من المنشآت الساحلية من التأثير المباشر للأمواج القادمة . صُمم نموذج Xbloc وطُوّر عام 2001 من قِبل شركة دلتا مارين كونسلتانتس الهولندية ، والتي تُعرف الآن باسم BAM Infraconsult، وهي شركة تابعة لمجموعة رويال بام . وقد خضعت وحدة Xbloc لأبحاث مكثفة من قِبل العديد من الجامعات. ^{[ 1 ]}

تُستخدم وحدات التدريع الخرسانية عادةً في حواجز الأمواج وحماية الشواطئ. تُوضع هذه الوحدات في طبقة واحدة كطبقة خارجية للهيكل الساحلي، وتُسمى هذه الطبقة طبقة التدريع. تتمثل وظيفتها في أمرين: (1) حماية المواد الدقيقة أسفلها من تأثير الأمواج العاتية؛ (2) تبديد طاقة الأمواج للحد من ارتفاعها وتجاوزها وانعكاسها. تتطلب هذه الوظائف تدريعًا سميكًا ولكنه مسامي.

العوامل الشائعة لتطبيق وحدات التدريع الخرسانية ذات الطبقة الواحدة هي:

• الصخور الطبيعية غير متوفرة بالحجم أو الجودة المطلوبة لتحمل أحمال الأمواج أو التيارات المصممة
• إنتاج المحاجر غير كافٍ لتلبية الطلب على المواد
• تقع المحاجر الحالية على مسافة غير اقتصادية من موقع المشروع
• تعاني الطرق من قيود على الحمولة (الجسور) وغيرها من الاختناقات المرورية، كما أنها في حالة سيئة أو مزدحمة.

بينما يتم وضع وحدات الدروع الخرسانية القديمة مثل رباعيات الأرجل عادةً في ترتيب مزدوج الطبقات، فإن وحدات الدروع الحديثة أحادية الطبقة (مثل Xbloc و Accropode ) تتطلب كمية أقل بكثير من الخرسانة، ^{[ 2 ]} مما يقلل التكلفة والبصمة الكربونية . ^{[ 3 ]}

انتهت صلاحية براءة اختراع جهاز Xbloc في عام 2023.

تستمد وحدة التدريع Xbloc استقرارها الهيدروليكي من وزنها الذاتي ومن خلال تداخلها مع الوحدات المحيطة. وبفضل طبقة التدريع عالية المسامية (مسامية الطبقة تقارب 60%) المُشيدة بوحدات Xbloc، يتم امتصاص طاقة الأمواج الواردة بشكل كبير. وبالتالي، تستطيع طبقة التدريع Xbloc حماية الصخور في الطبقة السفلية من التآكل الناتج عن الأمواج. بالإضافة إلى الصيغ التجريبية المُستمدة من اختبارات النماذج الفيزيائية، فقد دُرست تفاعلات عناصر كاسر الأمواج (المغمورة أو الظاهرة) مع الأمواج، وكذلك ترشيح السوائل في كاسر الأمواج المسامي، من بين أمور أخرى، بواسطة برنامج MEDUS، استنادًا إلى معادلات RANS المقترنة بنموذج اضطراب RNG . ^{[ 4 ]}

تُستخدم وحدات Xbloc عادةً على منحدرات ذات انحدار يتراوح بين 3 رأسي: 4 أفقي و2 رأسي: 3 أفقي. وعلى عكس الصخور الطبيعية، لا تزداد الثباتية الهيدروليكية عند انحدارات المنحدرات الأقل حدة، لأن تأثير التداخل يقل في هذه الحالة. تتراوح أحجام وحدات Xbloc القياسية بين 0.75 متر ^مكعب (ارتفاع الموجة الكبير يصل إلى 3.35 متر) و20 متر مكعب ₍ ^ارتفاع الموجة _الكبير 10.0 متر). تجدر الإشارة إلى أن العلاقة المذكورة بين ارتفاع الموجة التصميمي وحجم الوحدة صالحة لمرحلة التصميم المبدئي فقط. ويمكن أن تؤثر عوامل أخرى، مثل انحدار الشاطئ، وشكل قمة الموجة ، ومعدات البناء، وغيرها، تأثيرًا كبيرًا على حجم الوحدة الموصى به. ^{[ 5 ]} أما بالنسبة للتصميم التفصيلي، وخاصةً في الحالات غير القياسية، فإن اختبارات النماذج المادية ضرورية وتُجرى عادةً للتأكد من الثباتية العامة والأداء الوظيفي لحاجز الأمواج (تجاوز الأمواج و/أو اختراقها).

يظهر تأثير التداخل بوضوح عند مقارنة جدار صخري بوحدة حديثة أحادية الطبقة في ظل ظروف حدودية متوسطة، مع الأخذ في الاعتبار انخفاض الكثافة النوعية للخرسانة مقارنةً بمعظم الصخور الطبيعية المستخدمة عادةً في بناء حواجز الأمواج. بافتراض وضع الصخور الطبيعية على نفس درجة انحدار المنحدر، فإن وزن الصخرة الواحدة سيتطلب ثلاثة أضعاف وزن وحدات Xbloc. يُوضع الصخر عادةً على شكل طبقتين، وبالتالي قد يكون حجم مواد التدريع التي يجب استخراجها وتخزينها ومعالجتها ونقلها وتركيبها هائلاً بالنسبة لحاجز أمواج كبير مُعرَّض لأمواج قوية. بفضل تأثير التداخل، يكون وزن وحدات التدريع أحادية الطبقة، وبالتالي حجمها، أقل بكثير مقارنةً بالتدريع المُكوَّن بالكامل من الصخور. إضافةً إلى ذلك، تُصنَّع الوحدات عادةً بالقرب من موقع المشروع أو فيه، مما يُقلل من أهمية مشاكل النقل.

يتكون نظام Xbloc من خرسانة غير مسلحة، على غرار وحدات التدريع أحادية الطبقة الأخرى. عادةً ما تكون الخرسانة العادية من نوع C25/30 مناسبة لتصنيع وحدات التدريع Xbloc. مع ذلك، يُستخدم غالبًا خرسانة ذات مقاومة أعلى لأسباب أخرى، مثل الحصول على مقاومة مبكرة لتسهيل فك القوالب، ومقاومة أحمال الجليد، وما إلى ذلك. من خلال الاستغناء عن التسليح، يتم توفير الوقت والتكاليف، وتصبح وحدات التدريع أقل عرضة للتلف الناتج عن التآكل على المدى الطويل. يجمع الشكل الأمثل لوحدة التدريع أحادية الطبقة بين متانة جسم خرساني متماسك والنحافة المطلوبة للتشابك. عادةً ما يتم التأكد من السلامة الهيكلية من خلال حسابات العناصر المحدودة (FEM) واختبارات السقوط للنماذج الأولية.

على الرغم من إمكانية استخدام القوالب الخشبية والفولاذية في بناء قوالب Xbloc ، إلا أن القوالب الفولاذية تُفضّل لقدرتها على إعادة الاستخدام لإنتاج أعداد كبيرة من الوحدات المدرعة. تُستخدم تصاميم قوالب متنوعة، تتكون من قسمين. يتم تجميع القوالب إما عموديًا أو أفقيًا. تتم عملية صب الخرسانة وضغطها في آنٍ واحد. يُسهّل تصميم القوالب المناسب عملية فكها في مرحلة مبكرة، ويمنع إلى حد كبير ظهور التجاويف والفقاعات السطحية وأضرار الاصطدام.

بفضل شكل وحدة Xbloc، يمكن استخدام قوالب بسيطة نسبياً مصنوعة من عدد محدود من ألواح الصلب المختلفة. ونظراً لأن وزن وحدة Xbloc الواحدة قد يصل إلى 45 طناً، يتم تنفيذ عملية البناء بالقرب من منطقة التطبيق قدر الإمكان. ^{[ 6 ]}

على عكس تركيب الكتل الخرسانية المتشابكة الأخرى، لا تتطلب وحدة Xbloc مواصفات دقيقة بشأن اتجاه كل وحدة على منحدر كاسر الأمواج. وبفضل شكلها، تتشابك جوانبها الستة بكفاءة عالية، مما يسهل على الكتل إيجاد موضع يستغل آلية التشابك بشكل كامل، وبالتالي يزيد من كفاءة تركيب وحدات الحماية على المنحدر. ^{[ 7 ]} وبفضل بنيتها العشوائية ومساميتها العالية، تُهيئ وحدة Xbloc بيئة شعاب مرجانية اصطناعية للحيوانات والنباتات البحرية.

طرحت شركة DMC منتج XblocPlus في السوق عام 2018. وبدلًا من كونه مجرد نسخة محسّنة من Xbloc، يُعدّ XblocPlus وحدة بناء مختلفة الوظائف، له مزاياه وعيوبه الخاصة. يتطلب XblocPlus تركيبه بانتظام، ويتمتع بخصائص مشابهة لوحدات البناء التقليدية، مثل الأعمدة البازلتية الطبيعية أو وحدات البناء الخرسانية التقليدية مثل Basalton . ^{[ 8 ]} رأت DMC فرصًا لاستخدام هذه الوحدة في مشروع تطوير سد Afsluitdijk الذي بدأ عام 2018. يُستخدم هذا المنتج في منطقة تأثير الأمواج، ويُطلق عليه اسم "Levvel-block" نسبةً إلى المشروع المشترك الذي يُطوّر سد Afsluitdijk. يتم تركيب Basalton Quattroblok في منطقة ارتفاع الأمواج على سد Afsluitdijk. كما يُستخدم XblocPlus أيضًا في قناة Vistula Spit في بولندا. ^{[ 9 ]}

• إدارة المناطق الساحلية – منع الفيضانات وتآكل الشواطئ 
• التعرية الساحلية – انزياح الأرض على طول الخط الساحلي 
• موجة سطح المحيط – موجات سطحية تتولد بفعل الرياح في المياه المفتوحة. صفحات تعرض وصفًا موجزًا ​​لأهداف إعادة التوجيه. 
• كولوس - عنصر حاجز أمواج خرساني 
• دولوس – عنصر حاجز أمواج خرساني 
• رباعي الأرجل - عنصر حاجز أمواج خرساني 
• أكروبود – عنصر حاجز أمواج خرساني 

• المعايير البريطانية، BS 6349 مدونة الممارسات للهياكل البحرية، الجزء 7، دليل تصميم وبناء حواجز الأمواج ، 1991.
• دليل الصخور CIRIA/CUR ، 2007 2
• مقالات بحثية حول تطوير وتصميم وحدات دروع كاسر الأمواج Xbloc 3 مؤرشفة بتاريخ 9 فبراير 2012 على موقع Wayback Machine
• إتش جيه فيرهاجن، أساليب حماية السواحل الكلاسيكية والمبتكرة وغير التقليدية ، قسم هندسة السواحل، جامعة دلفت للتكنولوجيا، هولندا، 2004 4
• مؤتمر الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين التخصصي، واشنطن العاصمة، مارس، قوات البحرية في الخدمة ، 1983

• شركة دلتا مارين للاستشارات
• إرشادات تصميم Xblocأُرشف بتاريخ 25 أبريل 2019 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
• دليل الصخور 2007
• ميدوس (قسم الهندسة البحرية بجامعة ساليرنو)