Tünel kazılarında kullanılan kaya bulonu plakalarında mühendislik plastiği uygulamaları: Deneysel incelemeler ve sayısal modeller
Engineering plastic applications in rock bolt plates used in tunnel excavations: Experimental investigations and numerical models
Yazar: BATURALP ŞENTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA KUBİLAY KELEŞOĞLU
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: ANSYS = ANSYS ; Plastikler = Plastics ; Tüneller = Tunnels ; Çelik levhalar = Steel plates

Özet:
Bu çalışma kapsamında, tünel uygulamalarının önemli bir parçası olan kaya bulon imalatında kullanılan çelik plaka yerine, alternatif olarak kullanılabilecek ve mühendislik plastiğinden üretilen plakaların tasarlanması ve üretilmesi hedeflenmiştir. Bu hedef doğrultusunda, yurt dışından ithal edilen plastik malzemeden yapılmış bir plaka örneği incelenmiştir. İthal edilen plaka üzerinde laboratuvar çalışmaları gerçekleştirilmiş ve sayısal ortamda sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Bu çalışmalar sonucunda ithal malzemenin dayanım bakımından yeterli bir mühendislik plastiği olmadığı, çok düşük yüklerde büyük deplasman değerleriyle hızlıca göçmeye ulaştığı tespit edilmiştir. Tarafımızca yapılan ilave çalışmalar sayesinde plaka için optimum geometrinin belirlenmesi ve doğru malzemenin tespiti mümkün olabilmiştir. Yeni geometri için sayısal modeller üzerinde ön araştırmalar yapılmış ve teknik yeterlilikleri sağlayan geometri referans alınarak bu geometriye ait bir kalıp üretilmiştir. 
Plakanın geometrik tasarımı ve sayısal analizleri süresinde SOLIDWORKS ve ANSYS programlarından faydalanılmış, laboratuvar ortamında ise temsili bir kaplama yüzeyi oluşturularak üretilen plakaların basınç testleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen dayanım ve sünme verileri polietilenden poliamide kadar farklı plastik malzemeler için ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Ölçülen basınç değerlerine göre, güçlendirilmiş poliamid içerikli plastik plakaların 20 ila 25 ton arasında yük değerlerine kadar ulaşabildiği tespit edilmiştir.

Abstract:
Engineering plastics are used as raw materials for bearing plates that can be used as an alternative to the steel plate of rock bolts. In order to achieve this goal, a plastic bearing plate was imported as a sample and examined within the scope of this study. Laboratory studies were carried out on the imported plate to determine the failure load of the plate and a finite element model was also created for the same geometry for parametric analyses. The results from both efforts clearly showed that the imported plastic bearing plate was not adequate in terms of strength and creep properties, that it quickly yielded with large displacement values at very low loads. In order to enhance the strength of the imported plate, both geometric and material modifications are made by our research group so that a more accurate geometry and material for the plate could be determined. For the new geometry, preliminary studies were made on the numerical model to fulfill the technical qualifications. After the geometrical design has been finalized, a chamber for this specific geometry was produced for an injection type of production process. 
During the geometric design and numerical analysis of the plate SOLIDWORKS and ANSYS software were used. A representative surface was created in the laboratory and compression tests of the produced plates were also carried out. The measured strength and creep data were criticized separately for varying plastic materials from polyethylene to polyamide. According to the measured values, it has been determined that the plastic plates reinforced with polyamide via different additives has the potential to reach a strength up to 20 to 25 tones.