Üç boyutlu yazıcı teknolojisi ile üretilen geogridlerde ölçek etkisi

Son dönemlerde tıp, güzel sanatlar, makine, havacılık ve hatta yiyecek sektörüne kadar birçok alanda üç boyutlu yazıcı teknolojisi uygulama yeri bulmaktadır. Bu çalışmada, her türlü katı cismin yazdırılmasına imkan tanıyan söz konusu teknolojinin geoteknik alanında kullanılabilirliğini değerlendirmek için üç boyutlu çıktıları alınan geogridlerde ölçek etkisine odaklanılmıştır. Özellikle laboratuvarda gerçekleştirilen ölçekli çalışmalarda küçültülen zemin hücresi oranında geogridlerin de küçültülmesi gerekmektedir. Aksi halde, deneylerde yapılan kabuller ve sınır koşulları arazideki gerçek durumu yansıtamamaktadır. Bu amaçla, referans olarak adlandırılan orijinal geogridler ile birlikte 1:1, 1:2 ve 1:4 ölçeklerinde üretilen geogridler, çekme testi ve kesme kutusu deneylerine tabii tutulmuştur. Çıktı ham maddesi olan ABS filamentinin ortalama çekme mukavemeti %1,45 birim şekil değiştirme değerinde 14,60 MPa hesaplanmıştır. 0,10 mm ve 0,20 mm katman kalınlığına sahip baskı kalitesinin çekme mukavemeti üzerinde ciddi bir etkisi olmamasına rağmen, ölçek oranı azaldıkça nihai çekme mukavemeti ve birim şekil değiştirme değerleri azalmaktadır. Diğer taraftan, üç boyutlu geogrid çıktılarını içeren kesme kutusu deneylerinde orijinal geogrid donatılı deneylere kıyasla kayma gerilmesi değerlerinde ortalama %10,00 artış gözlenmiştir. Sonuç olarak üç boyutlu yazıcı teknolojisinin projelere özgü inovatif geosentetiklerin üretiminde kullanılabileceği kanıtlanmıştır.

Anahtar Kelimeler:

Geogrid, Üç boyutlu yazıcı, Çekme testi, Kesme kutusu deneyi, Ölçek etkisi

PDF

___

Özdemir B., Evirgen B., Tuncan A., Onur M.İ., Tuncan M., Zemin donatıları ile güçlendirilmiş şevlerin değerlendirilmesi, 6. Geoteknik Sempozyumu, Çukurova Üniversitesi, Adana, 2015.
Çetin Karagül B., Yol dolgularının geogrid kullanılarak iyileştirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2007.
Karadağ M.B., Evirgen B., Tuncan M., Çiftlikköy ilçesi gençlik caddesindeki heyelanın vaka analizi, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7, 640-649, 2019.
Onur M.İ., Tuncan M., Evirgen B., Özdemir B., Tuncan A., Behavior of soil reinforcements in slopes, Procedia Engineering, 143, 483-489, 2016.
Pant A., Datta M., Ramana G.V., Bansal D., Measurement of role of transverse and longitudinal members on pullout resistance of PET geogrid, Measurement, 148, 106944, 2019.
Tavakoli Mehrjardi Gh., Khazaei M., Scale effect on the behaviour of geogrid-reinforced soil under repeated loads, Geotextiles and Geomembranes, 45, 603-615, 2017.
Mousavi H., Gabr M.A., Borden R.H., Optimum location of geogrid reinforcement in unpaved road, Canadian Geotechnical Journal, 54, 1047-1054, 2017.
Makkar F.M., Chandrakaran S., Sankar N., Performance of 3-D geogrid-reinforced sand under direct shear mode, International Journal of Geotechnical Engineering, 13, 227-235, 2019.
Fan P.F., Study on tensile property of the steel-plastic geogrid, Journal of The Balkan Tribological Association, 22, 28-31, 2016.
Touahmia M., Rouili A., Boukendakdji M., Achour B., Experimental and numerical analysis of geogrid-reinforced soil systems, Arabian Journal for Science and Engineering, 43, 5295-5303, 2018.
Al-Hedad A.S.A., Hadi M.N.S., Effect of geogrid reinforcement on the flexural behaviour of concrete pavements, Road Materials and Pavement Design, 20, 1005-1025, 2019.
Yu Z., Woodward P.K., Laghrouche O., Connolly D.P., True triaxial testing of geogrid for high speed railways, Transportation Geotechnics, 20, 100247, 2019.
Badakhshana E., Noorzada A., Zameni S., Eccentrical behavior of square and circular footings resting on geogrid-reinforced sand, International Journal of Geotechnical Engineering, 14, 151-161, 2020.
Stathas D., Wang J.P., Ling H.I., Model geogrids and 3D printing, Geotextiles and Geomembranes, 45, 688-696, 2017.
Uragan S., Huvaj N., Üç boyutlu yazıcı ile üretilen geosentetiklerin özellikleri ve kullanım potansiyelleri, Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği 17. Ulusal Konferansı, İstanbul Üniversitesi, İstanbul, 2018.
Hanaor D.A.H., Gan Y., Revay M., Airey D.W., Einav I., 3D printable geomaterials, Géotechnique, 66, 323-332, 2016.
Lin J.C., Wu X., Yang W., Zhao R.X., Qiao L.G., The influence of fine aggregates on the 3D printing performance, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 292, 012079, 2018.
Jiang Q., Feng X., Gong Y., Song L., Ran S., Cui J., Reverse modelling of natural rock joints using 3d scanning and 3d printing, Computers and Geotechnics, 73, 210-220, 2016.
ASTM A370 - 20, Standard test methods and definitions for mechanical testing of steel products, American Society for Testing Materials, ASTM International, West Conshohocken, US, 2020.
TS EN ISO 17892-4, Geoteknik etüt ve deneyler - Zemin laboratuvar deneyleri - Bölüm 4: Tane büyüklüğü dağılımının belirlenmesi, Türk Standartları Enstitüsü, Bakanlıklar, Ankara, 2016.
TS EN ISO 17892-2, Geoteknik etüt ve deneyler - Zemin laboratuvar deneyleri - Bölüm 2: Birim hacim kütlenin belirlenmesi, Türk Standartları Enstitüsü, Bakanlıklar, Ankara, 2014.
TS EN ISO 10319, Geosentetikler - Genişliğin tamamını kapsayan çekme deneyi, Türk Standartları Enstitüsü, Bakanlıklar, Ankara, 2015.