ARTAN TEKRARLI YÜKLER ALTINDA İNCE DANELİ ZEMİNLERDE FİBER KULLANIMININ DİNAMİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ



Benzer belgeler
POLİPROPİLEN FİBERLERLE GÜÇLENDİRİLMİŞ KUM ZEMİNLERİN DİNAMİK ETKİ ALTINDA BOŞLUK SUYU BASINCI DAVRANIŞI

2004 Üniversitesi Y. Lisans İnşaat Mühendisliği İzmir Yüksek 2008 Teknoloji Enstitüsü Doktora İnşaat Mühendisliği Ege Üniversitesi 2015

Geotekstil Donatılı Kum Zeminlerin Mekanik Davranışlarının İrdelenmesi *

İnce Daneli Zeminlerin Dinamik Özellikleri

Artan İnce Kum Oranının Silt Zeminin Sıkışabilirliğine ve Dayanımına Etkisi

İNM Ders 4.1 Dinamik Etkiler Altında Zemin Davranışı

16.6 DEPREM ETKİSİ ALTINDAKİ ZEMİNLERDE SIVILAŞMA RİSKİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Kaolin kilinin dinamik mukavemet özellikleri

Ders Notları 2. Kompaksiyon Zeminlerin Sıkıştırılması

Şev Stabilitesi I. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

KUMLARDA DİNAMİK KAYMA MODÜLÜNÜN BELİRLENMESİ

Bartın Üniversitesi Mühendislik ve Teknoloji Bilimleri Dergisi

ZEMİN MEKANİĞİ VE TEMEL İNŞAATI İnce Daneli Zeminlerin Kıvamı ve Kıvam Limitleri. Yrd.Doç.Dr. SAADET A. BERİLGEN

DOYGUN, KISMİ DOYGUN VE KURU KUM NUMUNELERİN DİNAMİK DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

Yatak Katsayısı Yaklaşımı

Ek-3-2: Örnek Tez 1. GİRİŞ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 6 Sayı: 1 sh Ocak 2004

7. TOPRAĞIN DAYANIMI

DALGA YAYILMASI Sonsuz Uzun Bir Çubuktaki Boyuna Dalgalar SıkıĢma modülü M={(1- )/[(1+ )(1-2

GEOTEKNİK VE SAYISAL MODELLEME

Laboratuar Kayma Mukavemeti Deneyleri

Sıvılaşma hangi ortamlarda gerçekleşir? Sıvılaşmaya etki eden faktörler nelerdir? Arazide tahkik; SPT, CPT, Vs çalışmaları

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

ÖZGEÇMİŞ. Derece Üniversite Alanı Yılı. Lisans Uroumieh Üniversitesi İnşaat Mühenlisliği

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

Silt Kum Karışımlarının Sıvılaşma Davranışı ve Sıvılaşma Sonrası Hacimsel Deformasyon Özellikleri *

İNCE DANELİ ZEMİNLERDE ÇEVRİMSEL ŞEKİL DEĞİŞTİRME

ADANA BİLİM VE TEKNOLOJİ ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2014 Yılı DÖNER SERMAYE FİYAT LİSTESİ

REZONANS KOLON DENEYİ İLE KİL ZEMİNİN DİNAMİK PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİ DETERMINATION OF DYNAMIC PARAMETERS OF CLAY WITH RESONANT COLUMN TEST

Zemin ve Asfalt Güçlendirme

NİĞDE ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, GEOTEKNİK ABD ZEMİN MEKANİĞİ DENEYLERİ

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

ÖN SÖZ... ix BÖLÜM 1: GİRİŞ Kaynaklar...6 BÖLÜM 2: TEMEL KAVRAMLAR... 7

INM 308 Zemin Mekaniği

Bazalt Fiber Katkısının Siltli Zeminlerin Kayma Direncine Etkisi

DOYGUN OLMAYAN İNCE TANELİ ZEMİNLERİN KAYMA DİRENCİ ÖZET

2. Amaç: Çekme testi yapılarak malzemenin elastiklik modülünün bulunması

Temeller. Onur ONAT Tunceli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

Betona Değişik Geometrik Formlarda Çelik Lif Eklenmesinin Basınç Dayanımına Etkisi

1. Temel zemini olarak. 2. İnşaat malzemesi olarak. Zeminlerin İnşaat Mühendisliğinde Kullanımı

ZM-I FİNAL SORU ve CEVAPLARI SORU-1 [10]: Sıvılık indisi (I L ) ne demektir? Sıvılık indisinin 2.1, 0 ve -0.6 olması ne ifade eder?

INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ

ZEMİN MUKAVEMETİ: LABORATUVAR DENEY YÖNTEMLERİ

MECHANICS OF MATERIALS

7. TOPRAĞIN DAYANIMI DAYANIM

SİLTLİ VE KİLLİ ZEMİNLERİN TEKRARLI YÜKLER ALTINDAKİ DAVRANIŞI. İnş. Müh. Mehmet Barış Can ÜLKER

Kil Zeminin Dinamik Davranışının Rezonant Kolon Deneyi İle İncelenmesi. Investigation of Dynamic Behavior of Clay with Resonant Column Test

Laboratuvar adı: JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI. Bağlı olduğu kurum: JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ

LABORATUVARDA YAPILAN ANALİZLER

DİNAMİK ÜÇ EKSENLİ DENEYİNDE SİLTLERİN SIVILAŞMASINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER FACTORS INFLUENCING THE LIQUEFACTION SILT IN THE CYCLIC TRIAXIAL TEST

ZEMİN MEKANİĞİ DERS NOTLARI

KARBON ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİT 6 KARMALARIN ISIL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

ATIK BARAJLARINDA UYGULANAN JEOTEKNİK ÇALIŞMALAR; GÜMÜŞTAŞ (GÜMÜŞHANE) ÖRNEĞİ SELÇUK ALEMDAĞ ERDAL GÜLDOĞAN UĞUR ÖLGEN

Kesmeye Karşı Güçlendirilmiş Betonarme Kirişlerin Deprem Davranışı

INM 305 Zemin Mekaniği

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

Programı : DEPREM MÜHENDİSLİĞİ

ZEMİNLERİN KAYMA DİRENCİ


10. KONSOLİDASYON. Konsolidasyon. σ gerilmedeki artış zeminin boşluk oranında e azalma ve deformasyon yaratır (gözeneklerden su dışarı çıkar).

KESME BAKIMINDAN DOĞRU TASARLANMAMIŞ BETONARME PERDE DUVARLI YÜKSEK BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI

Zemin Dinamiği Deneylerinde Bilgisayar Kontrollü Sistemlerin Kullanilmasi

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması.

KODU DERSİN ADI SORUMLUSU YER P.TESİ SALI ÇARŞ PERŞ CUMA Yüksek Lisans Tezi Doç. Dr. Tayfun DEDE

GRANÜLER ZEMİNLERDE ÇİMENTO ENJEKSİYONU Aydın KAVAK 1, Utkan MUTMAN 1, Erdinç Keskin 1 aydinkavak@yahoo.com, utkanmutman@yahoo.com, erdinc79@yahoo.

EŞDEĞER DEPREM YÜKÜ YÖNTEMİ İLE BETONARME KIZAĞIN DEPREM PERFORMANSININ İNCELENMESİ

Agreganın En Büyük Tane Boyutu ve Numune Boyutunun Betonun Karot Dayanımına Etkisi

Tekrarlı yüklemeler etkisi altında zeminlerin konsolidasyonu

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

Zemin İyileştirme Yöntemleri

Kaya Zemin Sınıflamaları Parametre Seçimi Şev Stabilite Sorunları. Özgür SATICI Mad. Yük. Jeo. Müh. (MBA)

BURSA TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ DOĞA BĠLĠMLERĠ, MĠMARLIK VE MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ- YAPI MALZEMELERİ LABORATUARI. Kemal Tuşat YÜCEL

KAZIK GRUPLARININ SİSMİK ETKİ ALTINDAKİ PERFORMANSI PERFORMANCE OF PILE GROUPS UNDER SEISMIC EXCITATIONS

YÜKSEK LİSANS TEZİ. İnş. Müh. Ahmet ŞENER. Anabilim Dalı : İnşaat Mühendisliği. Programı : Zemin Mekaniği&Geoteknik Müh.

Zeminlerin Sıkışması ve Konsolidasyon

Farklı Kil Oranına Sahip Siltli Zeminlerin Dinamik Davranışı

MUKAVEMET DERSİ. (Temel Kavramlar) Prof. Dr. Berna KENDİRLİ

Ders: 2 Zeminlerin Endeks Özellikleri-Kıvam Limitleri. Doç. Dr. Havvanur KILIÇ İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

Şekil 1.1. Beton çekme dayanımının deneysel olarak belirlenmesi

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

BETONARME KESİT DAVRANIŞINDA EKSENEL YÜK, MALZEME MODELİ VE SARGI DONATISI ORANININ ETKİSİ

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Effect of Glass Fiber Addition on the Compressive and Tensile Strength of Concrete

Saha Deneyleri. Saha Deneyleri. Geoteknik Mühendisliğinde. Prof. Dr. Ahmet Orhan EROL. A. Orhan EROL Zeynep ÇEKİNMEZ. Dr.

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

LABORATUVAR DENEYLERİ

Yapı veya dolgu yüklerinin neden olduğu gerilme artışı, zemin tabakalarını sıkıştırır.

MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ

INM 305 Zemin Mekaniği

İNM 304 ZEMİN MEKANİĞİ

Sıkıştırma enerjisi arttıkça optimum su muhtevası azalmakta, kuru birim hacim ağırlık artmaktadır. Optimum su muhtevasına karşılık gelen birim hacim

K L - KUM KARI IMI ZEM NLERDE KARI IM ORANININ ÇSEL SÜRTÜNME AÇISI ÜZER NE ETK S N N NCELENMES

Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

inşaat mühendisliğinde de tünel kazımı esnasında gevşek zeminlerin ve parçalı kayaların stabilizasyonunda,

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

GEOGRİD DONATILI STABİLİZE DOLGU TABAKASI İLE KİL ZEMİNLERİN İYİLEŞTİRİLMESİ* Improvement of Clay Soil with Geogrid Reinforced Stabilized Fill Layers

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS)

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

Transkript:

ÖZET: ARTAN TEKRARLI YÜKLER ALTINDA İNCE DANELİ ZEMİNLERDE FİBER KULLANIMININ DİNAMİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ İ.Kalıpcılar 1, E. Karakan 2, D. Erdogan 3, A. Sezer 4, S. Altun 4 1 Araştırma Görevlisi, İnşaat Müh. Bölümü, Ege Üniversitesi, İzmir 2 Yrd. Doç. Dr., İnşaat Müh. Bölümü, Kilis 7 Aralık Üniversitesi, Kilis 3 Yrd. Doç. Dr., İnşaat Müh. Bölümü, Ege Üniversitesi, İzmir 4 Doç. Dr., İnşaat Müh. Bölümü, Ege Üniversitesi, İzmir Email: alper.sezer@ege.edu.tr Zeminler, dinamik etkiler altında farklı gerilme şekil değiştirme ve mukavemet davranışları göstermektedir. Özelikle, katkılı zeminler üzerine yapılan dinamik incelemelerin sınırlı olması, son zamanlarda bu konu üzerine çalışmaların yoğunlaşmasına sebep olmuştur. Laboratuvar çalışmaları, sismik etkiler altında davranışın ve sonrasında tasarımda kullanılacak parametrelerin belirlenmesinde önemli bir yer tutmaktadır. Bilindiği üzere, ince daneli zeminler, gerek laboratuvar koşullarında, gerekse deprem yükleri altında arazide genellikle dayanımını tamamen kaybetmeden yumuşamaya bağlı yüksek deformasyonlar sergilemektedir. Bu çalışmada, ince daneli zeminlerde fiber katkısının yukarıda sözü edilen dinamik davranışı ne yönde etkilediği, deneysel bir çerçeve dahilinde araştırılmıştır. Bu amaçla, laboratuvarda, bir dizi çevrimsel üç eksenli dinamik deney yapılmıştır. Çalışmada örnekler, ince daneli zeminin optimum su içeriğinde hazırlanmıştır. İnce daneli zemine, ağırlıkça %,.25,.5, 1 ve 2 oranında polipropilen fiber karıştırılmıştır. Ayrıca, fiber boyutunun davranışa katkısının gözlenmesi amacı ile 6 ve 12 mm. boyutunda fiberler kullanılarak örnekler üzerinde çevrimsel üç eksenli deneyler de tatbik edilmiştir. Deneyler.1 Hz yükleme frekansında ve kpa efektif gerilme altında konsolide edilmiş örnekler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Artan gerilme genlikleri ile elde edilen deneysel çalışmalarda birim kayma deformasyonu değerinin, kayma modülü oranı ve sönüm oranı ile değişimi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar değerlendirilerek, fiber oranı ve boyutunun ince daneli zeminin kayma modülünü ve sönüm oranını ne oranda değiştirdiği araştırılmıştır. ANAHTAR KELİMELER : Dinamik davranış, fiber katkılı ince daneli zemin, kayma modülü, sönüm oranı 1. GİRİŞ Son yıllarda, birçok geosentetik malzeme geoteknik mühendisliği kapsamında mühendislik özelliklerinin iyileştirilmesi amacı ile kullanılmaktadır. Bu amaçla kullanılan geosententetik malzemelerin bir türü olan fiber, kayma ve çekme dayanımını arttırmakta ve fiber ile zeminden oluşan kompozit malzemenin davranışını tamamen değiştirmektedir. Yapılan çalışmalarda, fiber katkısı ile birlikte serbest basınç deneylerinde zeminin dayanımının ve eksenel deformasyonlarının arttığı böylelikle fiber katkılı zeminin daha sünek davranış gösterdiği belirlenmiştir (Consoli et al., 2; Olgun, 213; Starcher ve Liu, 213). Fiber katkılı zeminlerde oluşan bu dayanım artışı; fiber içeriğinden, fiber türünden ve fiber çap-uzunluk oranından etkilenmektedir (Chen vd.,215). Fiber katkısı tek başına zemine uygulandığı gibi çeşitli bağlayıcı katkılarla da iyileştirme amacı ile kullanılmaktadır. Genellikle çimento gibi bağlayıcı katkılar gevrek davranışı ve basınç dayanımı artmakta iken çekme basıncına etki etmemektedir. Ancak, stabilize zeminler sismik ya da yanal deplasmanlara maruz kaldığında zeminin eğilme dayanımının eğilme mukavemetini karşılayabilmesi gerekmektedir (Sukontaskkul ve Jamsawang, 212). Bu durumda, çekme dayanımını arttırmak için fiber kullanımı alternatif bir yöntem olmaktadır (Correia et al., 215). Zeminde oluşabilecek çatlakların da fiber içeriğinden belirgin olarak

etkilendiği ayrıca belirtilmiştir (Nahlavi ve Kodikara, 26). Hamidi ve Hooresfand (213) çimento içeriğinin ve polipropilen fiber katkısının kum üzerindeki etkisini üç eksenli deneyler yardımı ile incelemiştir. Çalışmalarında, çimento içeriğini ve kür süresini sırasıyla %3 ve 7 olarak belirlemişler ve örneklerdeki çekme dayanımını arttırmak için %.5 ile % 1 olmak üzere iki farklı oranda fiber kullanmışlardır., 3 ve 5 kpa lık çevre basıncında yaptıkları deneyler sonrasında fiber içeriğinin pik ve rezidüel kayma dayanımını arttırdığını ve çimento içeren örneklerin gevrek davranış yerine daha sünek davranış gösterdiğini belirlemişlerdir. Dinamik etkiler altında fiber etkisi incelendiğinde ise, drenajsız yüklemelerde sıvılaşmanın daha fazla sayıdaki çevrimlerde gerçekleştiği gözlemlenmiştir (Ibraim et al., 2 ; Maheshwari et al., 213). Aynı zamanda, dinamik kayma modülü de fiber içeriğinden etkilenmekte ve fiber içeriği arttıkça artmaktadır. Literatürde, dinamik deneyler ile farklı tip zeminlerin fiber katkısı ile birlikte dinamik parametrelerindeki değişimler belirlenmiştir. Noorzad ve Amini (214) çalışmalarında, gevşek ve orta sıkılıktaki kum zeminlerde rastgele dağılmış fiberlerin sıvılaşma direncinde ve kesme modülünde oluşturduğu değişimleri incelemişlerdir. Fiber içeriğini, fiber boyutunu, rölatif sıkılığı ve çevre basıncını değişken parametreler olarak belirlemişlerdir. Deneysel çalışmalarının sonucunda, fiber katkısının kum zeminlerde sıvılaşma dayanımını arttırdığını gözlemlemişlerdir. Artan fiber içeriğinde ve uzunluğunda, sıvılaşma için gerekli olan çevrim sayısının arttığını, sıkı zeminlerde gevşek zeminlere oranla donatının etkisinin daha fazla gözlemlendiğini vurgulamışlardır. Donatısız ve donatılı zeminlerin kayma modüllerini de çalışmalarında ayrıca araştırmışlar ve elde ettikleri sonuçlardan fiber içeriğinin artması ile birlikte kayma modülünün arttığını belirlemişlerdir. Ibraim vd. (212) fiber içeren zemin örnekleri için titreşim kullanarak yeni bir örnek hazırlama metodu önermiştir. Çalışmalarında, nemli kum ve fiber karışımının titreşim kullanılarak sıkıştırılması ile uygulanan yöntem ve geleneksel yöntem yapılan üç eksenli deneyler ile kıyaslanmıştır. Elde ettikleri sonuçlar doğrultusunda her iki yöntemin de birbiri ile benzer sonuçlar verdiğini belirtmişlerdir. 2. MALZEME VE DENEY YÖNTEMİ 2.1. Deneysel Çalışmada Kullanılan Malzeme Özellikleri Çalışmamızın deneysel kısmında %.25,.5, 1 ve 2 olmak üzere 4 farklı fiber içeriğinde ve 6 mm, 12 mm uzunluğundaki iki farklı fiber ile iyileştirilen kil zeminin tekrarlı yükler altındaki davranışları incelenmiştir. Deneysel çalışmada kullanılan dane çapı dağılımı, Atterberg limitleri, maksimum birim hacim ağırlıkları ve optimum su içerikleri sırası ile ASTM D6913-4, ASTM D4318-, ASTM D698-12 standartlarına göre belirlenmiştir. Birleştirilmiş zemin sınıflandırılması sistemine göre zeminin sembolü CL olarak belirlenmiştir. Şekil 1 de granülometri eğrisi ve Tablo 1 de ise kilin fiziksel özellikleri verilmiştir. Tablo 1. Kil zeminin fiziksel özellikleri Zemin Sembolü CL Likit Limit 41 Plastik Limit 22 Plastisite İndis 19 Optimum Su İçeriği (%) 2 Maksimum Kuru Birim Hacim Ağırlığı (kn/m 3 ) 16

9 8 7 % Geçen 6 5 4 3 2, 1,,, Dane Çapı (mm) Şekil 1. Kilin Granülometre Eğrisi,,1 Çalışmada özel bir firmadan temin edilen polipropilen fiber malzeme kullanılmıştır. İki farklı boyda olan fiber malzemenin, ergime sıcaklığı 162 C, elektriksel iletkenliği düşük ve özgül ağırlığı.91 olarak belirlenmiştir. Tablo 2'de polipropilen fiber malzemenin bazı özellikleri görülmektedir. Tablo 2. Polipropilen fiber malzemenin özellikleri Fiber Tipi FM6 FM12 Uzunluk (mm) 6 12 Özgül ağırlık (gr/cm 3 ).91 Çekme dayanımı 7 N/mm 2 Erime sıcaklığı ( C) 162 Asit ve tuz direnci Elektriksel iletkenlik Yüksek Düşük 2.2. Örnek Hazırlama Metodu ve Dinamik Üç Eksenli Basınç Deney Düzeneği Kil zemin öncelikle, 5 C lik etüvde kurutulmuş daha sonra da öğütülmüştür. Örnekler, deneylerin tekrarlanabilir olması amacıyla standart bir prosedürde hazırlanmıştır. Kil zemin belirlenen miktarda fiber ile kuru olarak karıştırılmış daha sonra optimum su içeriğine eş miktardaki su ile homojen bir karışım elde edilinceye kadar karıştırılmıştır. Fiber- kil karışımı mini proktor kalıbında standart enerji ile sıkıştırılmıştır. Şekil 2 de hazırlanan fiber kil karışımı görülmektedir. Tüm deneyler doygun olmayan 5x mm lik örnekler üzerinde kpa lık çevre basıncında gerçekleştirilmiş olup, tekrarlı yüklemeler drenajsız koşullarda.1 Hz frekansında sinüzodial olarak gerçekleştirilmiştir. Dinamik üç eksenli deneyler, JGS 542-2 (Method for Cyclic Undrained Triaxial Test on Soils) standardına uygun olarak tamamlanmıştır.

Şekil 2. Homojen olarak Karıştırılmış Fiber- Kil Karışımı Çalışmada kullanılan dinamik üç eksenli deney sistemi pnömatik türde olup dört ana bölümden oluşmaktadır : deney hücresi, basınç sistemi, dinamik yük düzeneği, ölçüm ve kayıt sistemi. Deney düzeneğinde izotropik ve anizotropik olmak üzere iki farklı gerilme koşulunda deney yapılabilmektedir. Hava regülatörüne bağlı piston aracılığı ile eksenel yük tekrarlı olarak örnek üzerine uygulanmaktadır. Kohezyonlu örnek, yerleştirilmesi esnasında örselenmemesi amacı ile hücre destek kolonları kullanılarak sisteme yerleştirilmiştir. Şekil 3 te kullanılan deney sistemi gösterilmektedir. Şekil 3. Kullanılan deney sistemi Drenajsız yükleme deneylerinde, tek genlikteki eksenel şekil değiştirme %.1 den az olacak şekilde, on bir çevrimlik yükleme kademesi için gerçekleştirilir. Yeni bir yükleme kademesine geçmeden önce örneğin boy ve hacim değişimi ölçülür. Her yükleme kademesi için benzer işlemler gerçekleştirilerek en az 4 yükleme kademesi olacak şekilde deney sonlandırılmaktadır.

3. DENEY SONUÇLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ Zeminlerin tekrarlı yükler altında davranışları, bir başka ifadeyle dinamik özelliklerini tanımlanırken, gerilme şekil değiştirme ve mukavemet özellikleri araştırılmaktadır. Gerilme şekil değiştirme özellikleri olarak genellikle dinamik kayma modülü ve sönüm oranı değerlerinin ve bunların birim şekil değiştirmeye bağlı olarak değişimlerinin bulunması anlaşılmaktadır. Zeminlerin gerilme şekil değiştirme özelliklerinin tayin edilmesinde, model çalışmasının seçiminde ve yapılan deneylerin analizinde olası şekil değiştirme seviyesi en belirleyici rolü oynamaktadır. Çünkü farklı şekil değiştirme seviyelerinde zeminlerin gerilme şekil değiştirme davranışları oldukça değişik özellikler arz etmektedir. Zeminlerde gerilme şekil değiştirme ilişkisi incelenirken özellikle kalıcı şekil değiştirmelerin oluşmadığı zemin ortamlarında simetrik tekrarlı yükleme koşullarına maruz kalan zeminlerin davranışları genellikle kayma modülü ve sönüm oranı özellikleri ile belirlenir. Bu tür zemin durumlarında kayma modülü ve sönüm oranı faktörlerinin kullanıldığı doğrusal analizler, zeminde oluşacak şekil değiştirmeler ile daha uyumlu olmaktadır. Hardin ve Drnevich (1972a) tarafından yapılan çalışmada zeminlerde kayma modülüne etki eden en önemli faktörlerin çevre gerilmesi, birim şekil değiştirme genliği ve boşluk oranı olduğu; buna karşın sönüm oranının ise tane boyutu, doygunluk derecesi, boşluk oranı, içsel sürtünme açısı, yanal toprak basıncı katsayısı ve çevrim sayısı değerlerinden az miktarda etkilenmekle beraber daha çok zeminin maruz kaldığı şekil değiştirme seviyesi ve efektif çevre gerilmesinden etkilendiği belirtilmektedir. Şekil değiştirmelerin küçük seviyelerde kalması bekleniyorsa gerilme şekil değiştirme özelliklerinin belirlenmesinde lineer elastik teori ye uygun modellerin kullanımı daha doğru olmaktadır. Bu şekil değiştirme seviyesinde zemin davranışının modellenmesinde kayma modülü en önemli parametre olmaktadır. Şekil değiştirmelerin elastik sınırlar içerisinde kaldığını ifade edebilmek için şekil değiştirmelerin teorik olarak yaklaşık -5 den küçük olması gerektiği ve zeminlerin bu seviyenin altında elastik davranış özellikleri gösterdiği kabul edilir. Yine bu şekil değiştirme seviyesinde kayma modülü maksimum değerinde (G maks ) olup elastik sınırlar içerisinde bu sabit değerini sürdürür. Dinamik yükler altında gerilme veya deformasyon kontrollü olarak gerçekleştirilen laboratuvar deneylerinde çevrim sayısındaki artışla beraber kum zeminlerde sıvılaşma, kil zeminlerde ise yumuşama ön plana çıkmaktadır. Böylece zeminlerin tekrarlı yükler altındaki gerilme şekil değiştirme özelliklerini temsil eden en önemli parametreler olan dinamik kayma modülü ve sönüm oranı değerleri ve bu değerlerin zamana (veya birim şekil değiştirmedeki artışa) bağlı olarak değişimi her çevrimde elde edilen histerisis ilmiklerinden yararlanılarak belirlenmiştir. Yapılan bu çalışma kapsamında standart proktor enerjisinde sıkıştırılmış fiber katkılı/katkısız kil zeminin drenajsız koşullardaki gerilme şekil değiştirme özelliklerini belirlemek amacıyla değişik oranlarda ve boyda fiber içeren örnekler üzerinde dinamik üç eksenli deneyler gerçekleştirilmiştir. Böylelikle kil zeminde fiberin dinamik mukavemete katkısı, artan genlikli gerilmelerle yapılan tekrarlı yükleme deneyleri ile belirlenmeye çalışılmıştır. Onbirer çevrimlik bu gerilme artımı yöntemi ile katkılı/katkısız kil zemine ait dinamik kayma modülü ve sönüm oranı değerlerinin değişimi incelenecektir. Şekil 4 de 12 ve 6 mm boyunda fiber kullanılarak, farklı fiber oranları için elde edilen dinamik kayma modülü birim şekil değiştirme grafikleri verilmiştir. Şekil 4a ve 4b de görüldüğü gibi hem 12 mm hem de 6 mm fiber kullanılarak hazırlanmış olan örneklerde birim şekil değiştirmeye bağlı olarak kayma modüllerinde azalma gözlenmektedir. Fiber oranı dinamik kayma modülü değişimleri birim şekil değiştirmeye bağlı olarak incelendiğinde en genel hali ile iki fiber boyu için de fiber içeriğinin %1 e kadar artması durumunda dinamik kayma modüllerinde artış gözlendiği, %1 değerinden sonra ise azalmaların başladığı göze çarpmaktadır.

45 4 Dinamik Kayma Modülü (MN/m 2 ) Dinamik Kayma Modülü (MN/m 2 ) 35 3 25 2 15 5.1.1.1 1 45 4 35 3 25 2 15 5 F.O=%2 F.O=%1 F.O=%.5 F.O=%.25 F.O=%2 F.O=%1 F.O=%.5 F.O=%.25.1.1.1 1 45 4 Dinamik Kayma Modülü (MN/m 2 ) 35 3 25 2 15 5 12mm, %2 12 mm,%1 12 mm,%.5 12 mm,%.25 6mm,%2 6mmm,%1 6mm,%.5 6mm,.25.1.1.1 1 Şekil 4. Dinamik Kayma Modülü Birim Şekil Değiştirme Grafiği a) Fiber boyu 12 mm, b) Fiber boyu 6 mm c)fiber boyu içeriği toplu karşılaştırılması Bilindiği üzere fiber malzeme kendi ekseni doğrultusunda zemindeki birim deformasyona bağlı olarak çekme kuvvetlerinin harekete geçtiği ve bu yolla zeminin mukavemetine katkıda bulunan bir malzemedir. Şekil 4c de birim şekil değiştirmenin %.1-.2 aralığından sonraki deformasyonlarda fiber içeriği ve boyunun dinamik kayma modülü üzerinde herhangi bir şekilde etkili olmadığı görülmektedir. Deney sonrasında örnekler görsel olarak incelendiğinde beklendiği üzere fiber malzemede kopma görülmemiştir. Bu sebepten yukarıda sözü edilen davranışı %.1-.2 deformasyon seviyeleri sonrasında fiber malzemenin, mukavemet açısından kendi sınır değerine ulaşarak ortamın kayma modülü deformasyon değişimine herhangi bir etkisinin kalmadığı şeklinde yorumlamak mümkündür.

2 18 16 14 12 8 6 4 2.1.1.1 1 18 16 14 12 Sönüm Oranı (%) F.O=%2 F.O=%1 F.O=%.5 F.O=%.25 8 6 4 Sönüm Oranı (%) F.O=%2 F.O=%1 F.O=%.5 F.O=%.25.1.1.1 1 Şekil 5. Sönüm Oranı Birim Şekil Değiştirme Grafiği a) Fiber boyu 12 mm, b) Fiber boyu 6 mm 2 Şekil 5 de tüm fiber boyu ve içerikleri için sönüm oranının birim şekil değiştirmeye bağlı değişimleri görülmektedir. Buna göre, iki fiber boyu için de fiber içeriğinin artışı ile birlikte fiber örneklerin enerji yutma kapasitelerinde artış gözlenmiştir. Bu sonucu, fiber oranı arttıkça örneklerin deformasyon yapabilme kapasitelerinin artışına bağlamak mümkündür. Şekil 6 da 12 mm fiber boyu için, soldan sağa sırasıyla %2, 1 ve.5 oranında fiber içeren örneklerin çevrimsel yükleme sonrasındaki eksenel boy değişimleri görülmektedir. Bu şekil fiber katkılı kil zeminin arazide kullanımı durumunda artan çevrim sayısıyla beraber deformasyona bağlı meydana gelebilecek oturmalar hakkında fikir verecektir. Ayrıca bu şekilde, fiber içeriğinin artışı ile birlikte, düzlemsel geotekstil kullanımındakine benzer olarak, belirgin kayma düzlemlerinin oluştuğu gözlenmektedir.

a b c Şekil 6. Çevrimsel Yükleme Sonrasındaki Eksenel Boy Değişimi ile İlgili Görsel a) Fiber Oranı %2, b) Fiber Oranı %1, c) Fiber Oranı %.5 4.SONUÇLAR Bu çalışmada, değişik boylarda ve içeriklerde polipropilen fiber ile güçlendirilmiş kil zeminin dinamik özelliklerindeki değişim bir deneysel program dahilinde araştırılmıştır. Deneysel çalışma sonucunda aşağıdaki bulgular elde edilmiştir: 1. Seçilen fiber boyutlarının dinamik özelliklere katkısı karşılaştırıldığında, 12 mm uzunluğunda fiber içeren örneklerin dinamik özelliklerinin 6 mm.fiber içeren örneklere göre daha zayıf olduğu gözlenmiştir. Fiber içeriklerinin katkısı karşılaştırıldığında, her iki fiber boyu için % 1 fiber içeriğinde en büyük dinamik kayma modülü elde edilmiştir. Yapılan deneysel çalışma sonucu, seçilen fiber boyları ve uzunluklarına istinaden, 6 mm. boyunda ve % 1 oranında fiber içeren örneğin kayma modülü değerleri tüm deformasyon seviyelerinde en yüksek dinamik kayma modülü değerlerini vermiştir. 2. Fiber oranı ve fiber boyundan bağımsız olarak, birim şekil değiştirmelerin %.1 den daha büyük değerlerinden sonra fiber varlığının dinamik kayma modülüne kayda değer katkısının olmadığı görülmüştür. 3. Fiber boyundan bağımsız olarak,fiber oranı arttıkça, elde edilen sönüm oranı oranları artmıştır. 4. Netice itibarı ile, kil zeminde fiber kullanımının statik dayanım üzerindeki etkisi geçmiş çalışmalarla kanıtlanmıştır. Bu çalışmada en yalın tabirle % 1 oranında 12 mm lik fiber kullanımı ile deneylerin yapıldığı deformasyon seviyelerindeki dinamik kayma modülü değerleri 6 ile 3 kat arasında artmıştır. Aynı artışlar, 6 mm lik fiber kullanıldığında 9 ila 36 kat arasında değişmektedir. % 1 den daha küçük fiber içeriklerinde bu artışlar ciddi seviyede azalmamaktadır, fiber kullanımının kilin dinamik kayma modülüne etkisi azımsanmayacak düzeydedir. Fiber kullanımında sönüm oranındaki artışlar çok daha büyük değerlerdedir. 5. Bundan sonraki çalışmalarda, farklı oranlarda ve başlangıç koşullarında örnekler hazırlanarak çalışmanın çerçevesi genişletilecektir. TEŞEKKÜR Bu çalışmada kullanılan polipropilen fiber, Atlas1 şirketinden temin edilmiştir.

KAYNAKLAR Chen, M., Shen, S. L., Arulrajah, A., Wu, H. N., Hou, D. W., Xu, Y. S. (215). Laboratory evaluation on the effectiveness of polypropylene fibers on the strength of fiber-reinforced and cement-stabilized Shanghai soft clay. Geotextiles and Geomembranes. Consoli, N.C., Bassani, M.A.A., Festugato, L. (2). Effect of fiber-reinforcement on the strength of cemented soils. Geotextile and Geomembranes 28:4, 344-351. Correia, A. S. A., Olivera, P. J. V., Custódio, D. G. (215). Effect of polypropylene fibres on the compressive and tensile strength of a soft soil, artificially stabilised with binders. Geotextiles and Geomembranes 43:2, 97-6 Hamidi, A., Hooresfand, M. (213). Effect of fiber reinforcement on triaxial shear behavior of cement treated sand, Geotextiles and Geomembranes 36, 1-9. Ibraim, E., Diambra, A., Muir Wood, D., Russell, A.R. (2). Static liquefaction of fibre reinforced sand under monotonic loading. Geotextiles and Geomembranes 28:4, 374-385. Ibraim, E., Diambra, A., Russell, A.R., Muir Wood, D. (212). Assessment of laboratory sample preparation for fibre reinforced sands. Geotextiles and Geomembranes 34, 69-79. Maheshwari, B., Singh, H., Saran, S. (213). Closure to Effects of Reinforcement on Liquefaction Resistance of Solani Sand. Journal of Geotechnical and Geoenviromental Engineering 139:9, 1634 1635. Nahlawi, N., Kodikara, J.K. (26). Laboratory experiments on desiccation cracking of thin soil layers. Geotechnical and Geological Engineering 24, 1641-1664. Noorzad, R., Fardad Amini, P. (214). Liquefaction resistance of Babolsar sand reinforced with randomly distributed fibers under cyclic loading. Soil Dynamics and Earthquake Engineering 66, 281-292. Olgun, M. (213). The effects and optimization of additives for expansive clays under freeze thaw conditions, Cold Regions Science and Technology 93, 36-46. Starcher, R., Liu, C. (213). Mechanical Behavior of Cement- and Cement-Fiber-Improved Soft Soils. Geo- Congress 213. 241-25. Sukontasukkul, P., Jamsawang, P. (212). Use of steel and polyprolylene fibers to improve flexural performance of deep soil-cement column. Construction and Building Materials 29 (1), 21-25.