Thesis Number |
level |
Language |
Year |
Bilim Dalı |
|
Doktora |
İngilizce |
2022 |
Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği Bilim Dalı |
Günümüzde, yapay/iyileştirilmiş/geliştirilmiş zeminler üzerinde imal edilen sanat/mühendislik yapılarının önemi artmaktadır. Özellikle, problemli zeminler üzerine projelendirilmiş yapıların tasarımı ve imalatı özel inceleme gerektirmektedir. Problemli zeminlerden biri olan kalıntı (rezidüel) zeminlere, genellikle tropikal ve yarı-tropikal iklime sahip bölgelerde rastlanır. Kalıntı (rezidüel) zeminler, yaygını olarak bulundukları bölgenin adı veya morfolojik özellikleri ile isimlendirilse de bütün türleri benzer toprak yapısına sahiptir. Yapılı oluşturan danelerin birbirleri ile bağlanmış şekilde bulunması, bu tür zeminlerin tanımlanmasında anahtar karakterdir. Bu zeminlerin davranışı; laboratuvar şartlarında üretilen, daneler arası bağın yapay olarak sağlandığı, bağlı (bonded) bir yapıya sahip numuneler üzerinde yapılan deneyler ile başarı ile belirlenebilmektedir.
Bu tez çalışmasında; kalıntı (rezidüel) zeminlerin davranışı, laboratuvarda hazırlanmış yeterli miktardaki bağlı (bonded) zemin numunesi üzerinde uygulanan drenajsız üç-eksenli basınç deneyi ile incelenmiştir. Hazırlanan bağlıı ve bağsız (gevsek) yapay numuneler, kum, kaolin ve su içeriklerine sahiptir. Bağlı numuneler pişirilerek ısıl olarak hazırlanmış, diğer numunelerde ise bu işlem uygulanmamıştır.
Öncül çalışmada, numunelerin dane boyu içeriği dört farklı dane dağılımı eğrisine göre irdelenmiş ve seçilmiştir. Numunelere ait en uygun dane dağılım eğrisinin belirlenmesinde, kaolin/kum oranı ve kaolin dane boyu sabit tutulmuş, kum oranı değişken alınmıştır. Bu sonuç, gerilme oranı izi ve mukavemet parametrelerinin daha iyi değerlendirilebilmesi gibi birçok faktör tarafından desteklenmektedir. Bunun yanında başka etkili sonuçlar da elde edillmiştir; i) bağlı zeminlerde, dane-bağ etkisi ve dane-boyut etkisi özellikle düşük çevre basıncı (30 kPa) altında belirgindir, ii) bağsız zeminlerde, dane-boyut etkisi yüksek gerilme seviyelerinde etkilidir, iii) dane boyu dağılım analizine göre, eğrilik katsayısı (Cc) değerinin sonuçlar üzerindeki etkisi yetersizdir, iv) bağ etkisi içsel sürtünme ve kohezyon gibi mukavemet parametrelerini geliştirmektedir. Bunun yanında ortalama dane çapının artması ile içsel sürtünme açısı düşmekte, kohezyon değeri ise artmaktadır. İçsel sürtünme açısındaki bu düşüş, bağlı olmayan zeminler için karakteristik olsa da, bağ-yapılı zeminlerde de ufak bir etkiye sahiptir, v) daha yüksek ortalama dane çapına sahip, bağ-kuvveti daha yüksek zeminler daha az sünek davranış gösterir.
Bu çalışmada, üç-eksenli basınç deneyi sonuçlarının karşılaştırılması bakımından yeterli miktarda benzer numune kesme kutusu deneyine de tabi tutulmuştur. Numuneler, üç-eksenli basınç deneyinde üç farklı hücre gerilmesi (çevre basıncı) altında, kesme kutusu deneyinde ise üç farklı normal gerilme altında test edilmiştir.
Numuneler, beş farklı bağ-yapısı kuvveti düzeyinde hazırlanmıştır. Farklı bağ-yapısı kuvvetine sahip bu numunelerin; gerilme-deformasyon davranışı, yükleme esnasında gel