PET(POLİETİLEN TEREFTALAT) ATIKLARI İLE GÜÇLENDİRİLMİŞ ZEMİN DOLGULARININ GÖMÜLÜ BORU DAVRANIŞINA ETKİSİNİN DENEYSEL VE NÜMERİK OLARAK İNCELENMESİ

Abstract

Gömülü boru hatlarının, hizmet ömürleri boyunca sorunsuz bir şekilde çalışmasını sağlamak için üzerlerine aktarılan yüzey yüklerinin sınırlandırılması gerekmektedir. Bu çalışmanın temel amacı, yüzeysel yüklemelerin etkisiyle gömülü borular üzerinde oluşan basıncı azaltmak için, farklı oranlarda Polietilen Tereftalat (PET) atıkları ile takviye edilmiş kum zeminlerin performansını araştırmaktır. Kum zemin, ağırlıkça %1, %3 ve %5 oranlarında PET atıklarıyla takviye edilerek kayma dayanımı parametreleri belirlenmiştir. Daha sonra, kare şekilli bir model temel ile gömülü boru arasındaki zemin tabakaları belirtilen oranlarda PET atıklarıyla güçlendirilerek statik yük etkisi altında, bir dizi deneysel çalışma yapılmıştır. Takviyesiz ve PET atık takviyeli zeminler üzerinde yapılan deneylerle zeminin taşıma gücü, oturma davranışı ve borunun çeşitli noktalarında oluşan gerilme değerleri karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Ayrıca, güçlendirilmiş zemin tabakalarının kalınlığı ve güçlendirmenin uygulandığı konumun bu parametreler üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sonuçlar, PET takviyesiyle güçlendirmenin, taşıma gücünü artırmada ve borunun taç ve bel noktasına aktarılan yükleri azaltmada, oldukça başarılı olduğunu göstermiştir. En yüksek taşıma gücü artışı %3 PET takviyesiyle sağlanırken, boruda oluşan gerilmelerde en büyük azalma %5 oranında PET takviyesi kullanıldığında gözlenmiştir. Takviyesiz zemine kıyasla, taşıma gücünde %217'ye varan artış, boruda oluşan gerilmelerde ise %86'ya kadar azalma kaydedilmiştir. Ayrıca, PET takviyeli tabaka kalınlığı arttıkça, taşıma gücü artarken, boruya etkiyen gerilmelerde de azalma meydana gelmiştir. Temelin altında yapılan güçlendirmelerin, boru üzerinde yapılan güçlendirmelere kıyasla daha iyi performans gösterdiği görülmüştür. PET atıklarının, gömülü borulara etkiyen yüklerin azaltılmasına yönelik bir zemin güçlendirme malzemesi olarak kullanımı, mühendislik performansını artırmanın yanında, sürdürülebilir atık yönetimine katkı sağlayarak çevresel ve ekonomik açıdan önemli avantajlar sunmaktadır.

To ensure the long-term and trouble-free operation of buried pipelines, surface loads must be limited. In this study, the performance of sand soils reinforced with different proportions of Polyethylene Terephthalate (PET) wastes was investigated in order to reduce the pressure transferred to the pipes under surface loads. The sand soil was reinforced with PET at the rates of 1%, 3% and 5% and the shear strength was determined. The soil layers between a square-shaped model foundation and the buried pipe were reinforced with PET wastes at the specified rates and experiments were carried out under static loads. The bearing capacity, settlement and stresses on the pipe were compared in reinforced and unreinforced soils, and the performance effects of the reinforcement location and thickness were evaluated. The results showed that the soil bearing capacity increased by up to 217% with PET reinforcement, while the stresses in the pipe reduced by up to 86%. Moreover, as the thickness of the PET-reinforced layer increased, the bearing capacity improved, and the stresses acting on the pipe decreased. The highest bearing capacity was achieved with 3% PET reinforcement, while the lowest pipe stresses were observed with 5% PET reinforcement. The reinforcement method under the foundation was found to be more effective than reinforcement above the pipe. This study demonstrates that using PET waste as a soil reinforcement material to reduce the loads acting on buried pipes offers both environmental and engineering benefits.