Geogridler

Geogridlerle yapılan tasarımlarda, geogridin nihai çekme dayanımı ile birlikte, geogridlerin yük-uzama ilişkileri de önem arz etmektedir.

Servis durumu yüklerine göre geogridin uzaması belli bir gerinim seviyesi ile sınırlandırılmaktadır. Bu limit gerinim miktarları proje ihtiyaçlarına göre belirlenmektedir. Geogridler farklı polimer ham maddelerden imal edilmektedir.

Polimer malzemelerde uzamalar;
a) yükleme sırasında (artan yük miktarı) oluşan gerinimler (strain)
b) sabit tasarım yükü altında zamanla oluşan sünme (creep) kaynaklı gerinimlerden kaynaklanmaktadır.

Bir geogridin belirli bir yük seviyesi altında uzaması ne kadar düşük ise, çekme modülüsü o kadar yüksektir. PP (Polipropilen) ve HDPE geogridlerin çekme modülüsleri çok kısa süreli olarak Polyester geogridlere göre daha iyi olmakla beraber, tasarım ömrü göz önüne alındığında polyester geogridlerin modülüsleri daha yüksek olacaktır. Bu davranış pek çok akademik çalışmada (Koerner vd. 2014, Lothspeich ve Thornton 2000 vb.) kanıtlanmıştır. Şekil 1’de x-aksı zamanı, y aksı ise gerinimi (uzamayı) göstermektedir.

Bu şekle göre sabit yük seviyesinde, tasarım ömrü sonunda PET geogridlerin uzaması PP ve HDPE geogridlerin çok altındadır.

Şekil 1. Farklı Hammaddelerden Mamul Geogridlerin Sabit Yük Altında Zaman-Gerinim Karşılaştırması (Koerner vd. 2014)

Şekil 2. İzokron (Eş zamanlı) Yük Oranı-Uzama Eğrileri (Schimmel, 2018)
Şekil 2’de tipik bir PP geogrid için yükün sabit olduğu durum için farklı zamanlardaki uzamalar karşılaştırılmıştır. Örneğin nihai çekme kapasitesinin (UTS) yüzde 33’ü kadar yüklenen bir PP geogrid, bu sabit yüke 1000 saat (41.5 gün) maruz kaldığında % 4, 10000
saat (14 ay) maruz kaldığında yaklaşık % 5, 100000 saat (11.5 yıl) maruz kaldığında yaklaşık % 8 ve 1000000 saat ( 114 yıl ) maruz kaldığında ise uzamaların yüzde 10’u aştığı gözlenmektedir. Yani sabit yük altında 6. Dakikada ulaşılan yüzde 2 uzama değerinden sonra 11. Yıla kadar ilave yüzde 6 sünme uzaması, 114. Yıla kadar ise ilave yüzde 10’u aşan sünme uzamaları meydana gelecektir. Öte yandan bu uzamalar sadece yüzde 33’e denk gelen yük oranı için geçerlidir. Daha yüksek yüklerde meydana gelecek sünme uzamaları daha da yüksek olacaktır.
Öte yandan polyester geogrid için ise ilk yükleme anında oluşan uzamalardan sonra sabit yük altında oluşacak sünme uzamaları çok sınırlıdır. Polyesterden mamül Fortex geogridler için Kanada’da Sageos Laboratuvarlarında yapılan sünme testi sonucunda elde edilen izokron eğrilerinin Şekil 3’te sunulmuştur. Görüldüğü gibi yüksek yük seviyelerinde dahi sabit yük altında zamanla meydana gelen sünme uzamaları yüzde 1’den küçüktür.

Şekil 3. Polyester Örgülü Fortex Geogride Ait İzokron Eğrileri
Farklı polimerlerin yük-zaman-uzama ilişkileri değişkenlik gösterdiği için bir projede geogridin belirli bir uzama miktarının altında taşıması gereken yük miktarı t=0 anı için değil, tasarım ömrüne göre (t=100sene, 10 sene vb.) belirlenmelidir.