Geocell ve geosentetiklerin farklı zeminlerde, farklı kullanım şekillerinde ve çeşitli yüklemeler altında gösterdikleri davranışların ele alındığı birtakım deneysel ve sayısal çalışmalar aşağıda derlenmiştir.
Geocell Yolda
Inti ve Tandon (2021) tarafından yapılan çalışmada, yolun üst yapısında kaplama kısmı olmadan geocellin etkisi incelenmiştir. Düşük hacimli yolların modeli oluşturularak yapılan laboratuvar deneylerini içeren çalışmada, yolda oluşan gerilmelerin geocell kullanılması ile daha iyi yayıldığı gözlenmiştir. Kaplamasız modelde çıkan sonuçlara göre kaplama tasarımlarının yeniden gözden geçirilebileceği önerilmiştir.
Geocell Kum Zemin
Fakharian ve Pilban (2021) tarafından yapılan çalışmada, kum zeminde geocellin çekme kuvvetine tepkisi araştırılmıştır. Geocell geleneksel dizilim dışında diyagonal olarak yerleştirilerek iyileşmedeki katkısı gözlenmiştir. Sonuçlarda diyagonal geocellin çekme direncini karşıladığı ve yük oturma tepkisinin geleneksel dizilime göre daha iyi olduğu tespit edilmiştir.
Geocell Asfalt Yolda
Xianrong, Xiedong, Yunsheng ve Xiaowei (2020) tarafından yapılan çalışmada, asfalt karışımların hizmet ömürlerine geocellin etkisi incelenmiştir. Geliştirilen viskoelastik model sayesinde deney sonuçlarından, aynı yükleme koşulları altında donatılı numunelerde donatısız numunelere göre yorulma ömrünün arttığı gözlenmiştir. Yükleme sıcaklığının da iyileştirme üzerinde etkisi olduğu ve sıcaklık arttıkça %230’a varan bir iyileşme olduğu tespit edilmiştir.
Geocell Zeminde Donma ve Çözülme
Huang, Lin, Pokharel, Tura ve Mukhopadhyaya (2020) tarafından yapılan çalışmada, donma-çözülme döngüsünde hasarı azaltmak için geocellin faydası ele alınmıştır. Yapılan laboratuvar deneylerinde geocell ile güçlendirilmiş zeminlerde beş donma çözülme döngüsünden sonra, geocell sayesinde zeminde donma kabarması ve çözülme oturmasının donatısız duruma göre %34’e kadar azaldığı görülmüştür. Aynı zamanda taşıma kapasitesi de donatısız duruma göre %253 artmıştır.
Geocell ve Geofoam
Arvin, Abbasi ve Fahliani (2020) tarafından yapılan çalışmada, geofoam ve geocell ile kompozit biçimde oluşturularak geofoamın taşıma gücü özellikleri üzerindeki etkisi irdelenmiştir. Hafif dolgu geosentetiği olan geofoam, geocell arasına yerleştirilmiştir. Laboratuvar deneylerinde kesme mukavemetinde %72’ye varan, düşey yer değiştirmede ise %67’ye varan oranlarda iyileşmeler gözlenmiştir.
Geocell Çekme Kuvveti
Işık, Gürbüz ve Anıl (2019) tarafından yapılan çalışmada, çekme deney düzeneği ile zemin-geocell arasındaki davranış incelenmiştir. Değişen düşey yükler altında kum zeminde artan geocell sayısı ve uzunluğu (SxL) değeri ile çekme kuvvetinin de arttığı sonucuna varılmıştır.
Geocell Kayma ve Gerilme
Toprak (2019) tarafından yapılan çalışmada, farklı gerilme altında farklı sıkılıklara sahip üç farklı dane boyutundaki zemine geocell yerleştirilerek kesme kutusu deneyi yapılmıştır. Deniz kumu tercih edilen deneylerde, geocell ile zemin arasında etkileşimin olumlu olduğu aynı zamanda sıkılık arttıkça kayma mukavemetinin arttığı gözlenmiştir. Dane boyutlarının artmasının kayma mukavemetini olumlu etkilediği belirlenmiştir. Aynı özellikteki deney numunelerinde dane boyutları arasında yaklaşık olarak %5 ile %15 arasında iyileşmeler elde edilmiştir.
Geocell Dolgu Taşıma Gücü
Merjardia, Behrad ve Tafreshi (2019) tarafından yapılan çalışmada, geocell ile güçlendirilmiş zeminlerde bir takım optimum parametreler belirlenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla dört farklı dane boyutu, iki farklı geocell açıklığı ve üç farklı plaka genişliği kullanılarak toplam 36 adet model deney, laboratuvar ortamında gerçekleşmiştir. Deney sonucunda beklenildiği gibi güçlendirme ile zemin taşıma gücü donatısız duruma göre yaklaşık 5.24 kat artmıştır. Optimum geocell açıklığı, dolgu malzemesinin dane boyutunun yaklaşık 15 katı, optimum temel genişliği ise dane boyutunun yaklaşık 20 katı olarak belirlenmiştir.
Geocell Yük Dağılımı
Choudhary, Pandit ve Babu (2019) tarafından yapılan çalışmada, ankraj plakası uygulanmış kum zeminde geocell ve geotekstil takviyesinin etkileri gözlenmiştir. Deneyler laboratuvar ortamında, donatısız, geocell ve geotekstilin ayrı ve birlikte kullanımı ile yapılmıştır. Ayrıca deneyler üç boyutlu sayısal analiz ile de karşılaştırılmıştır. Sonuçlar yük-ankraj deplasman eğrisi olarak verilmiştir. Model deneylerde ve sayısal analizlerde geocellin gelen yükü daha geniş alanlara yaydığı, geotekstilin ise zeminin sertliğini arttırdığı gözlenmiştir. Donatısız durumda temel boyutunun %60’ı kadar deplasman olduğu görülmüştür. Ancak beklenildiği gibi donatılı durumda ise donatısız duruma göre 4.5 kat daha iyi sonuç alınmıştır. Ayrıca bu çalışmada geocell genişliğinin optimum ölçüsünün ankraj boyutunun 5.4 katı kadar olduğu belirlenmiştir.
Geocell Dolgu Malzemesi
Mehrjardi ve Motarjemi (2018) tarafından yapılan çalışmada, geocell ile güçlendirilmiş zeminlerin geocell ile güçlendirilmemiş zeminlere göre kayma mukavemeti değerleri karşılaştırılmıştır. Farklı dane çapına sahip zemin dolgusu, farklı gerilme ile farklı zemin yoğunluğunda yapılan 36 adet model deney sonuçları üzerinde karşılaştırmalar yapılmıştır. Geocell ile güçlendirilmiş zeminin dane çapı arttıkça kayma mukavemetinin arttığı, donatısız zeminde yoğunluğun artmasının iyileştirmeye olumlu etkisinin olduğu görülmüştür.
Geocell Genişlik ve Yükseklik
Kargar ve Hosseini (2017) tarafından yapılan çalışmada, zemin güçlendirilmesinde ve stabilizasyonunda kullanılan geosentetik ailesinden geocellin taşıma gücüne etkisi bir dizi laboratuvar deneyleri ile incelenmiştir. Çalışmada hücre açıklığı, yüksekliği, genişliği ve sayısı değişken parametreler olarak kullanılmıştır. Deneyler kum zeminde ve kare model temel ile yapılmıştır. Sonuçlar taşıma gücü-oturma grafiği ile verilmiştir. Hesaplamalara göre hücre yüksekliğinin artmasıyla oturmanın yaklaşık %48 oranında azaldığı görülmüştür. Hücre açıklığının azalmasının taşıma gücünü arttırdığı tespit edilmiştir. Optimum hücre genişliğinin temel boyutunun 5 katı olduğu belirlenmiştir. Hücre sayısının ise taşıma kapasitesini arttırdığı ancak en belirleyici özelliğin hücre yüksekliği olduğu sonucuna varılmıştır. Bu yüzden hücre yüksekliğinin arttırılarak katman sayısının azaltılması tavsiye edilmiştir.
Şimşek (2017) tarafından yapılan çalışmada, geoteknik mühendisliğinde pek çok uygulamada kullanılan hücresel dolgu sistemi için 13 farklı model deney ile taşıma gücü ve oturma performansı irdelenmiştir. Çalışmada laboratuvar ortamında kum zemine çelik plaka ile yükleme yapılmıştır. Geocell açıklığı ve yüksekliği değiştirilerek oluşturulan modellere ek olarak yükleme yerleri de değiştirilmiştir. Hesaplamalarda daha önceki çalışmalara dayanılarak temel çapının %20’si olan 52 mm’lik oturmaya karşılık gelen taşıma gücü esas alınmıştır. Sonuçlar yük-oturma grafiği şeklinde sunulmuştur. Deney sonuçları hücresel dolgu sisteminin zeminin taşıma gücünü %38 ile %73 aralığında arttırdığını göstermiştir. Hücre yüksekliği arttıkça taşıma gücünde artış görülmüştür. Hücre açıklığının ise taşıma gücüyle ters orantılı olduğu görülmüştür. Ayrıca yüklemenin hücre düğüm noktalarına yapılması durumunda hücre ortasına yükleme yapılması durumuna göre daha yüksek taşıma gücü değerleri elde edildiği belirlenmiştir.
Geocellin yanal ve eksenel deformasyonlara çok iyi katkı sağladığı gözlenmiştir. Döngüsel yüklemede düşük sertlikteki geocellin, yüksek sertlikteki geocell kıyasla daha iyi olduğu belirlenmiştir.
Geocell Temel Güçlendirme
Tafreshi, Shaghaghi, Mehrjardi, Dawson ve Ghadrdan (2015) tarafından yapılan çalışmada, geocell ile güçlendirilmiş zemine oturan temelin yük-oturma bağıntılarını verecek analitik bir model sunulmuştur. Dolgu malzemesinin boyutsuz modülünü ve geocellin sekant modülünü, geocellin katman kalınlığını ve sayısını içeren analitik model, deneysel çalışmaların sonuçlarıyla desteklenmiştir. Katman sayısı, katman kalınlığı ve malzeme modüllerindeki artışın daha yüksek taşıma gücü sağladığı ve oturma değerlerini azalttığı gözlenmiştir. Ayrıca analitik modelin sonuçları literatür verileri ile de karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonuçlarının ise birbiriyle tutarlı olduğu görülmüştür.
Geocell Boru Hatları
Hegde ve Sitharam (2015) tarafından yapılan çalışmada, boru hatlarının zeminlerinde geocell ve geogrid kullanılmasının etkileri bir takım model deney ve sayısal analiz programı ile incelenmiştir. Donatısız, geocell veya geogrid donatı kullanılarak ve her ikisi birlikte kullanılarak yapılan model deneylerde ayrıca boru yerleştirme derinliği de değiştirilerek birtakım sonuçlar elde edilmiştir. Donatılı durumlarda boruya gelen basınçta %50’den fazla azalma gözlenmiştir. Üç boyutlu sayısal analiz programında ise donatılar sayesinde gerilmelerin yayıldığı ve borudaki basıncın azaldığı gözlenmiştir. Deney sonuçları ve sayısal analiz sonuçlarının birbiri ile uyumlu olduğu görülmüştür.
Mehrjardi, Tafreshi ve Dawson (2015) tarafından yapılan çalışmada, boru hattı zemininde geocell ve kauçuk ilavesinin etkileri deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Farklı sertlikteki boruların da incelemeye alındığı çalışmada geocell kullanılan durumda boru üzerindeki gerilmenin dağılarak büyük ölçüde azaldığı görülmüştür. Kauçuk katkısının ise zeminin oturmasını yaklaşık %37 oranında azalttığı belirlenmiştir. Ayrıca kauçuk katkılı dolgu malzemesinin elastik özelliğinden dolayı boru sertliğinin azalmasının boruya gelen gerilmeleri de azalttığı tespit edilmiştir.
Geocell Kil Dolgu
Hegde ve Sitharam (2015) tarafından yapılan çalışmada, karmaşık yapılı geocell daha gerçekçi bir simülasyonu geliştirilerek kil zemin üzerindeki performansı incelenmiştir. Bu kapsamda üç boyutlu sayısal analiz ve deneysel çalışmalar yürütülmüştür. Dolgu malzemesi olarak kum, donatı olarak geocell ile birlikte geogrid kullanılmıştır. Kil zeminde gerilmelerde geocell donatılı durumda yaklaşık %50 azalma görülürken, ek olarak geogrid kullanıldığında ise yaklaşık %70 azalma sağlanmıştır. Beklenildiği gibi donatıların yükü yayarak kil zemindeki gerilmeleri azalttığı gözlenmiştir. Ayrıca sayısal analiz programının verdiği değerler ve deney sonuçları arasında uyum olduğu görülmüştür. Bu modellere ek olarak sayısal model üzerinde geocell açıklığının ve yüksekliğinin etkileri de irdelenmiştir.
Neto, Bueno ve Futai (2013) tarafından yapılan çalışmada, sınırlandırma etkisine dayalı güçlendirme sağlayan geocell zemin taşıma gücüne etkisini hesaplamak için yeni bir yöntem önerilmiştir. Önerilen bu yöntem, literatürde yer alan 9 farklı deneysel sonuçla doğrulanmıştır. Aynı taşıma gücü hesabında kullanılan 3 farklı hesap yöntemi ile karşılaştırma yapılmıştır. Deneysel çalışmalar farklı zeminler, farklı hücre dolguları, farklı hücre geometrileri ve farklı yükleme şekillerinden oluşturulmuştur. Grafikler ilk önce deney sonuçları ve kendi hesap yöntemlerinin karşılaştırılması ve daha sonra ise her deneysel sonuç için 4 farklı hesap yönteminin karşılaştırılması olarak verilmiştir.
Sonuçlarda yeni geliştirilen yöntemin deneysel sonuçlarla yaklaşık benzer sonuçlar verdiği, diğer yöntemlere göre daha gerçekçi tahminler verdiği görülmüştür. Ayrıca yöntemin kil zeminlerden oluşan geocell dolgularda daha iyi sonuçlar verdiği belirlenmiştir.
Geocell Kil ve Kireç
Şengül (2010) tarafından yapılan çalışmada, belli bir su içeriğine sahip killi bir yol dolgusunun kireçle stabilizasyonu ve geocell ile iyileştirmesi amaçlanmıştır. Çalışmada kullanılan killi zeminin su muhtevası arttırılarak ilk önce kireç stabilizasyonu yapılmıştır. Ardından kireç stabilizasyonu yapılan zeminde geocell donatı kullanılmıştır. Sadece kireç stabilizasyonunda çok iyi bir iyileşme görülmezken, donatılı durumda zeminin taşıma kapasitesinde artışlar gözlenmiştir.
Geocell Membran Etkisi
Zhang, Zhao, Shi ve Zhao (2010) tarafından yapılan çalışmada, yol dolgusunda geocell donatı ilavesinin araştırılması için laboratuvar modeli ve bir hesap yöntemi geliştirilmiştir. Aynı zamanda düşey gerilme etkisi ve geocellin membran etkisi incelenmiştir. Çalışmalarda yeni oluşturulan hesap yönteminin laboratuvar deneyi ile uyumluluğu irdelenmiş ve sonuçlar Koerner hesap yöntemiyle karşılaştırılmıştır. Geliştirilen hesap yönteminin, Koerner hesap yöntemine göre daha iyi sonuçlar verdiği tespit edilmiştir.
Geocell Farklı Dolgu Malzemesi
Latha ve Rajagopal (2007) tarafından yapılan çalışmada, bir sonlu elemanlar programında farklı dolgu malzemesi, farklı geocell derinliği, farklı geocell sekant modülleri karşılaştırılmıştır. Programı test etmek için laboratuvar deney sonuçları kullanılarak doğrulaması yapılmıştır. Çalışma sonuçları uyumun granüler zeminlerde daha iyi olduğunu göstermiştir. Ayrıca çalışmada geocell için optimum sekant modülü aralığı belirlenmiştir.
Geocell ve Goegrid Farkı
Dash, Rajagopal ve Krishnaswamy (2003) tarafından yapılan çalışmada, farklı tip donatılarla güçlendirilen kum zemine oturan kare model temeller kullanılarak laboratuvar deneyleri yapılmıştır. Donatı olarak geogrid, geocell ve rastgele dağıtılmış ağ elemanlar seçilmiştir. Model deney sonuçlarından geocell takviyeli kum zeminin diğer durumlara göre daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. Geocell zeminle kenetleyici yapısı sayesinde diğer durumların 8 katına kadar daha fazla yük taşıdığı belirlenmiştir.
Geocell Yol Tekerlek İzleri
Al-Qadi ve Hughes (2000) tarafından yapılan çalışmada, trafik yoğunluğu yüksek bir karayolunda yapım ve onarım işlerinin ardından 7 gün içinde oluşan tekerlek izleri üzerine çalışılmıştır. Sahada yapılan incelemeler sonucunda zayıf zemin üzerine oturan yolun zemini geotekstil, geogrid ve geocell ile güçlendirilmiştir. Sahada düşen ağırlıklı sehim ölçer ile deneyler yapılmıştır ve 2 yıl boyunca aralıklarla deneyler yapılmaya devam edilmiştir. Sonuçlara göre donatılı durumdaki zeminde zeminin taşıma kapasitesinin donatısız duruma göre daha iyi olduğu ve timsah sırtı gibi bozulmalar olmadığı gözlenmiştir.
Fabrikamızın ürettiği GPR 3510 ve GPR 4510 geocell ürünleri kullanılarak
hazırlanan,
İskenderun Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalında
Eylül 2021 tarihinde onaylanan, Gökçe Gizem PORTAKAL
tarafından hazırlanan “GEOHÜCRE İLE GÜÇLENDİRİLMİŞ ZEMİNLERDE TAŞIMA GÜCÜNÜN
ARAZİ DENEYLERİ İLE ARAŞTIRILMASI” adlı tez çalışmasından bazı bölümler
paylaşılmıştır. Çalışmalarında başarılar dileriz.