Kenevir esaslı örgülü geotekstillerin temel altı zemin taşıma gücüne etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of hemp-based woven geotextiles on sub-soil bearing capacity
Yazar: EREN BAYRAKCI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET İNANÇ ONUR ; PROF. DR. YÜCEL GÜNEY
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Donatılı zemin = Reinforced soil ; Kenevir = Hemp

Özet:
Zeminlerin taşıma gücü yetersizliği, geoteknik mühendisliğinde sıkça karşılaşılan problemlerden biridir. Bu tür zeminlerin iyileştirilmesinde kullanılan çeşitli yöntemlerden biri de geotekstillerin donatı olarak kullanılmasıdır. Ancak ham petrol yağlarından elde edilen sentetik liflerden üretilen geotekstiller, günümüzde büyük önem kazanan çevre dostu olma ve sürdürülebilirlik açısından olumsuzluklar doğurmaktadır. Bu durum, araştırmacıları geotekstil üretiminde kullanılan geleneksel sentetik liflere alternatif olabilecek doğal lifler aramaya yöneltmiştir. Bu çalışmada, çevre dostu kenevir esaslı örgülü geotekstiller (Geo-Kenteks) üretilmiş ve temel altı zeminin taşıma gücüne etkisi araştırılmıştır. Öncelikle, Geo-Kenteks'in fiziksel ve mekanik malzeme özellikleri belirlenmiştir. Geo-Kenteks'in, granüler zeminin kayma mukavemetine katkısının ve granüler zemin ile oluşturduğu arayüz mukavemetinin belirlenmesi amacıyla, üç eksenli basınç deneyleri ile arayüz kesme kutusu deneyleri yapılmıştır. Geo-Kenteks'in temel altı zemin taşıma kapasitesine olan katkısının tayin edilebilmesi için, laboratuvarda plaka yükleme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma süresince, Geo-Kenteks'lerin zemin içerisindeki biyobozunurluk davranışının anlaşılabilmesi amacıyla deneysel çalışmalar da yürütülmüştür. Tüm deneyler, Geo-Kenteks ile benzer çekme dayanımına sahip, sektörde kullanılmakta olan sentetik örgülü ve örgüsüz geotekstiller için tekrarlanmıştır. Deneysel çalışmalardan sonra, sonlu elemanlar metodu kullanılarak 2D modelleme çalışmaları yapılmıştır. Çalışma neticesinde; granüler zeminin kayma mukavemetinde, Geo-Kenteks'in sentetik örgülü geotekstil ile yakın iyileşmeler sağladığı görülmüştür. Ayrıca, Geo-Kenteks'in zemin ile oluşturduğu arayüzde, sentetik örgülü geotekstile kıyasla daha yüksek adezyon değerleri sağladığı belirlenmiştir. Geo-Kenteks'in temel altı zemin taşıma gücüne katkısı, sentetik örgülü geotekstil ile benzer iken, örgüsüz geotekstile göre çok daha yüksek olmuştur. Sonuç olarak, Geo-Kenteks'lerin sektörde kullanılmakta olan sentetik geotekstiller yerine daha ekonomik, çevre dostu ve sürdürülebilir alternatif bir ürün olabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
Soils which have low bearing capacity frequently encountered in geotechnical engineering. The use of geotextiles as reinforcement are among the various methods to improve bearing capacity of such soils. However, geotextiles produced from synthetic fibers obtained from crude petroleum oils cause negativities in terms of environmental friendliness and sustainability, which gaining great importance today. This situation has led researchers to look for natural fibers that can be an alternative to traditional synthetic fibers used in geotextile production. In this study, environmentally friendly hemp-based woven geotextiles (Geo-Hemptex) were produced and their effect on the bearing capacity of the soil was investigated. Firstly, the physical and mechanical material properties of Geo-Hemptex were determined. In order to determine the contribution of Geo-Hemptex to the shear strength of the granular soil and the interface strength with granular soil, triaxial pressure tests and interface shear box tests were carried out. Plate load tests were conducted to determine the contribution of Geo-Hemptex to the bearing capacity of the soil. During the study, experimental studies were also carried out in order to understand the biodegradability behavior of Geo-Hemptex in the soil. All mentoined experiments were repeated for synthetic woven and non-woven geotextiles used in the industry, which have similar tensile strength to Geo-Hemptex. After the experimental studies, 2D modeling studies were carried out using the finite element method. As a result of the study; it has been observed that Geo-Hemptex provides almost equal improvements in the shear strength of granular soil with synthetic woven geotextile. Additionally, it has been determined that Geo-Hemptex provides higher adhesion values at the interface it forms with the soil compared to synthetic woven geotextile. While the contribution of Geo-Hemptex to the soil bearing capacity was almost equal to synthetic woven geotextile, it was much higher than non-woven geotextile. As a result, it is thought that Geo-Hemptex can be a more economical, environmentally friendly and sustainable alternative product instead of synthetic geotextiles used in the sector.