ZEMİN İYİLEŞTİRMESİ VE GÜÇLENDİRMESİ Yrd. Doç. Dr. M. Kubilay KELEŞOĞLU İstanbul Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik AD
ZM 14 (2010) (2012) ZM 12 (2008) ZM 10 (2004) ZM 8 (2000) (2000)
Kum ve Kireç Katkılı Bentonitin Kompaksiyon ve Kayma Direnci Parametrelerinin İncelenmesi Fehime AKCANCA, Mustafa AYTEKİN, Mustafa VEKLİ 6 + 2 Dolguda Sıkışma Performansının Kil ve Uçucu Kül Katkısı ile Artırılması İbrahim ÇOBANOĞLU, Soner HALDENBİLEN, Sefer Beran ÇELİK 5 + 2 Geofiber ile İyileştirilen Yol Dolgusunun Sayısal Analizi Hamza GÜLLÜ 6 + 3 Ayrık Polimer Liflerle Rastgele Donatılı İnce Daneli Zeminlerde Donatı Uzunluğunun Donma-Çözülme Davranışına Etkisi A. Şahin ZAİMOĞLU, Temel YETİMOĞLU, Yasin ÇALİK, Rahim Kağan AKBULUT 6 + 3 Fiber ile Güçlendirilmiş Kumların Statik Davranışları Hande GERKUŞ, Mojtaba TORABI, Ayfer ERKEN 7 + 3 Ön Konsolidasyon Yöntemi ile Zemin İyileştirilmesinde Kum Drenler ve Fitil Drenlerin Tablolama Programları Kullanılarak Projelendirilmesi Devrim ALKAYA, Burak YEŞİL, Fatih DİKBAŞ 6 + 1 Kum Kolonunun Organik Zeminin Konsolidasyon Parametreleriyle İlişkisi Üzerine Bir İnceleme Fatih ÇELİK, Hanefi ÇANAKÇI, Hamza GÜLLÜ 7 + 2 Darbeli Kırmataş Kazıkların Model Deneylerle İncelenmesi Mehmet BERİLGEN, Şamil ATAMAN, Cem AKGÜNER, Saadet BERİLGEN 9 + 6 Darbeli Kırmataş Kolon (DKK) Yükleme Testi Sonuçlarının Değerlendirilmesi Ece KURT BAL, Kemal Önder ÇETİN 11 + 3
Geçen Y üzde (P, %) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 %20 Bentonit-%80 Kum %30 Bentonit-%70 Kum %40 Bentonit-%60 Kum %50 Bentonit-%50 Kum 0.001 0.010 0.100 1.000 10.000 Dane Çapı (D, mm) Kesme Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 f y = 0.6177x + 0.7911 R 2 = 0.9938 c=0,791 kg/cm 2 f= 31,70 o 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Normal Gerilme (s, kg/cm 2 ) 2.20 2.00 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 %20 Bentonit N1=0.5 kg/cm2 0.40 %20 Bentonit N2= 1 kg/cm2 0.20 %20 Bentonit N3=2 kg/cm2 0.00 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Yatay Kesme Deformasyonu (Dl, cm) Kaym a Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) Kuru Y oğunluk (Mg/cm 3 ) 1.70 1.65 1.60 1.55 1.50 1.45 1.40 1.35 1.30 1.25 1.20 %20 Bentonit %20 Bentonit %1 Kireç %20 Bentonit %2 Kireç %20 Bentonit %3 Kireç 0 10 20 30 40 50 Su Muhtevası (w, %) Kum ve Kireç Katkılı Bentonitin Kompaksiyon ve Kayma Direnci Parametrelerinin İncelenmesi Fehime AKCANCA Dr., Devlet Su İşleri fehimeakcanca@gmail.com Mustafa AYTEKİN Prof. Dr., University of Bahrain maytekin1@gmail.com Mustafa VEKLİ Yrd. Doç Dr., Bozok Üniversitesi m_vekli@hotmail.com
Kum ve Kireç Katkılı Bentonitin Kompaksiyon ve Kayma Direnci Parametrelerinin İncelenmesi Konu F. Akcanca, M. Aytekin ve M. Vekli Şilte malzemesi olarak kullanılan Kil + kum + kireç karışımların kompaksiyon ve kayma direnci parametrelerini inceleyen bir çalışma Kum (SP) % Bentonit (sodyum montmorillonit) %20, %30, %40, %50 W L = % 515, P L = %480 Kireç %0, %1, %2, %3 (toplam kuru karışım ağırlığının)
Kum ve Kireç Katkılı Bentonitin Kompaksiyon ve Kayma Direnci Parametrelerinin İncelenmesi F. Akcanca, M. Aytekin ve M. Vekli Örneklerin Hazırlanması: (1) ETÜVDE Bentonit ve Kireç 35±5 C (2) (3) DESİKATÖRDE (24 saat) STANDART PROKTOR KUM BENTONİT KİREÇ (%) SU % % 20 0, 1, 2, 3, % 30 0, 1, 2, 3, % 40 0, 1, 2, 3, % 50 0, 1, 2, 3, Optimum su muhtevası (w opt ) ve maksimum kuru yoğunluk (ρ kmax ) değerleri belirlenmiş BİR MİKTAR (4) DİREKT KESME w opt değerinde ve standart sıkışma enerjisinde hazırlanan numuneler
Direkt Kesme Deneyleri: % KUM + Kesm e Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) Kesme Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 %20 Bentonit + %0 Kireç %20 Bentonit + %1 Kireç f f y = 0.6177x + 0.7911 R 2 = 0.9938 c=79 kpa f=31,7 c=0,791 kg/cm 2 f= 31,70 o 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Normal Gerilme (s, kg/cm 2 ) y = 0.5094x + 0.8001 R 2 = 0.9604 c= 0,800 kg/cm 2 f= 26,99 o 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Normal Gerilme (s, kg/cm 2 ) Kayma Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) Kesme Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 2.20 2.00 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 2.00 1.80 1.60 %20 Bentonit N1=0.5 kg/cm2 %20 Bentonit N2= 1 kg/cm2 %20 Bentonit N3=2 kg/cm2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Y atay Kesme Deformasyonu (Dl, cm) 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 %20 Bentonit %1 Kireç N1=0,5 kg/cm2 0.40 %20 Bentonit %1 Kireç N2=1 kg/cm2 0.20 %20 Bentonit %1 Kireç N3=2 kg/cm2 0.00 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Y atay Kesme Deformasyonu (Dl, cm) Kesme Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 f y = 0.4684x + 0.8095 R 2 = 0.9607 0,810 kg/cm c=81 kpa 2 f= 25,10 o 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Normal Gerilme (s, kg/cm 2 ) %20 Bentonit + %2 Kireç %20 Bentonit + %3 Kireç c=80 kpa f=26,9 Kesme Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) f f=25,1 y = 0.4441x + 0.8125 R 2 = 0.952 c=81 kpa f=23,9 c= 0,813 kg/cm 2 f= 23,95 o 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Normal Gerilme (s, kg/cm 2 ) Kayma Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) Kayma Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 2.00 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 %20 Bentonit %2 Kireç N1=0.5 kg/cm2 %20 Bentonit %2 Kireç N2=1 kg/cm2 %20 Bentonit %2 Kireç N3=2 kg/cm2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 Y atay Deformasyon (Dl, cm) %20 Bentonit %3 Kireç N1=0.5 kg/cm2 %20 Bentonit %3 Kireç N2=1 kg/cm2 %20 Bentonit %3 Kireç N3=2 kg/cm2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Y atay Kesme Deformasyon (Dl, cm)
Direkt Kesme Deneyleri : % KUM + Kesme Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 1.50 1.00 0.50 %50 Bentonit + % 0 Kireç %50 Bentonit + % 1 Kireç y = 0.2033x + 0.8825 R 2 = 0.9656 0.00 0 0.5 1 1.5 2 2.5 f Normal Gerilme (s, kg/cm 2 ) c=0,883 kg/cm 2 f= 11,49 o c=88 kpa f=11,5 Kayma Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 %50 Bentonit N1=0.5 kg/cm2 %50 Bentonit N2= 1 kg/cm2 %50 Bentonit N3=2 kg/cm2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Y atay Kesme Deformasyonu (Dl, cm ) Kesme Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 1.50 1.00 0.50 0.00 f y = 0.158x + 0.887 R 2 = 0.9702 c=88 kpa f=8,98 c= 0,887 kg/cm 2 f= 8,98 o 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Normal Gerilme (s, kg/cm 2 ) Kayma Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 %50 Bentonit %2 Kireç N1=0.5 kg/cm2 %50 Bentonit %2 Kireç N2=1 kg/cm2 %50 Bentonit %2 Kireç N3=2 kg/cm2 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Y atay Deformasyon (Dl, cm) Kesme Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 1.50 1.00 0.50 0.00 %50 Bentonit + % 2 Kireç %50 Bentonit + % 3 Kireç f y = 0.1749x + 0.885 R 2 = 0.9643 c=88 kpa f=9,82 c= 0,885 kg/cm 2 f= 9,92 o 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Normal Gerilme (s, kg/cm 2 ) Kesme Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 %50 Bentonit %1 Kireç N1=0,5 kg/cm2 %50 Bentonit %1 Kireç N2=1 kg/cm2 %50 Bentonit %1 Kireç N3=2 kg/cm2 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Y atay Kesme Deformasyonu (Dl, cm) Kesme Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 1.50 1.00 0.50 0.00 f y = 0.1369x + 0.888 R 2 = 0.9633 c= 0,888 kg/cm c=89 kpa 2 f= 7,80 o f=7,8 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Normal Gerilme (s, kg/cm 2 ) Kayma Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 %50 Bentonit %3 Kireç N1=0.5 kg/cm2 %50 Bentonit %3 Kireç N2=1 kg/cm2 %50 Bentonit %3 Kireç N3=2 kg/cm2 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Y atay Kesme Deformasyon (Dl, cm)
Kompaksiyon Parametrelerinin Değişimi: Kuru Y oğunluk (Mg/cm 3 ) Kuru Y oğunluk (Mg/cm 3 ) 1.70 1.65 1.60 1.55 1.50 1.45 1.40 1.35 1.30 1.25 1.20 1.65 1.60 1.55 1.50 1.45 1.40 1.35 1.30 1.25 1.20 1.15 %20 Bentonit %20 Bentonit %1 Kireç %20 Bentonit %2 Kireç %20 Bentonit %3 Kireç 0 10 20 30 40 50 Su Muhtevası (w, %) (a) %40 Bentonit %40 Bentonit %1 Kireç %40 Bentonit %2 Kireç %40 Bentonit %3 Kireç 0 10 20 30 40 50 Su Muhtevası (w, %) (c) Kuru Y oğunluk (Mg/cm 3 ) Kuru Y oğunluk (Mg/cm 3 ) 1.65 1.60 1.55 1.50 1.45 1.40 1.35 1.30 1.25 1.20 1.65 1.60 1.55 1.50 1.45 1.40 1.35 1.30 1.25 1.20 1.15 %30 Bentonit %30 Bentonit %1 Kireç %30 Bentonit %2 Kireç %30 Bentonit %3 Kireç 0 10 20 30 40 50 Su Muhtevası (w, %) (b) %50 Bentonit %50 Bentonit %1 Kireç %50 Bentonit %2 Kireç %50 Bentonit %3 Kireç 0 10 20 30 40 Su Muhtevası (w, %) (d) Bentonit ρ kmaks w opt % 20 1,65 16,1 % 30 1,62 17,0 % 40 1,60 18,0 % 50 1,59 19,0 % Bentonit, g kmaks ve w opt c ve f % Kireç, g kmaks ve w opt c ve f
DEĞERLENDİRME & TARTIŞMA (1) Kil kaplamalarla ilgili çalışmalarda sıkışma, mukavemet kadar permeabilite konusunda da gerekli araştırmaların yapılması gerekir. Katı Atık Kontrolü Yönetmeliği Düzenli depolama tesisi sınıflarına göre depo tabanının asgari aşağıda belirtilen geçirgenlik ve kalınlık özelliklerine sahip olması gerekir: (a) I. sınıf düzenli depolama tesisi: K 1,0 x 10-9 m/sn; kalınlık 5 m veya eşdeğeri (b) II. sınıf düzenli depolama tesisi: K 1,0 x 10-9 m/sn; kalınlık 1 m veya eşdeğeri (2) Hem arazide hem laboratuvarda zor bir malzeme: Sodyum Montmorillonit (çok yüksek plastisiteli, şişme, süzüntü suyundan etkilenme problemleri, donma-çözülme, işlenebilirlik) Karışımların kıvam limitleri ile ilgili bilgi verilmesi yararlı olurdu Çok yüksek kıvam limitleri arazide kısa ve uzun vadede sorunlara neden olur.
Kesme Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) (1) Bentonit = %50 için KİREÇ ETKİSİZ 1.50 1.00 0.50 KUM + %50 Bentonit + % 0 Kireç y = 0.2033x + 0.8825 R 2 = 0.9656 0.00 0 0.5 1 1.5 f=11,5 2 2.5 f Normal Gerilme (s, kg/cm 2 ) c=0,883 kg/cm 2 f= 11,49 o c=88 kpa Kayma Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 %50 Bentonit N1=0.5 kg/cm2 %50 Bentonit N2= 1 kg/cm2 %50 Bentonit N3=2 kg/cm2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Y atay Kesme Deformasyonu (Dl, cm ) Kesme Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) DEĞERLENDİRME & TARTIŞMA 1.50 1.00 0.50 0.00 KUM + %50 Bentonit + % 3 Kireç f y = 0.1369x + 0.888 R 2 = 0.9633 c= 0,888 kg/cm 2 f= 7,80 o c=89 kpa f=7,8 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Normal Gerilme (s, kg/cm 2 ) Kayma Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 %50 Bentonit %3 Kireç N1=0.5 kg/cm2 %50 Bentonit %3 Kireç N2=1 kg/cm2 %50 Bentonit %3 Kireç N3=2 kg/cm2 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Y atay Kesme Deformasyon (Dl, cm) (2) Bentonit = % 20 için KİREÇ MUKAVEMET KÜR SÜRESİ Kesm e Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 KUM + %20 Bentonit + % 0 Kireç f y = 0.6177x + 0.7911 R 2 = 0.9938 c=79 kpa f=31,7 c=0,791 kg/cm 2 f= 31,70 o 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Normal Gerilme (s, kg/cm 2 ) Kayma Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 2.20 2.00 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 %20 Bentonit N1=0.5 kg/cm2 %20 Bentonit N2= 1 kg/cm2 %20 Bentonit N3=2 kg/cm2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Y atay Kesme Deformasyonu (Dl, cm) Kesme Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 KUM + %20 Bentonit + % 3 Kireç f y = 0.4441x + 0.8125 R 2 = 0.952 c=81 kpa c= 0,813 kg/cm 2 f= f=23,9 23,95 o 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Normal Gerilme (s, kg/cm 2 ) Kayma Gerilmesi (t, kg/cm 2 ) 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 %20 Bentonit %3 Kireç N1=0.5 kg/cm2 %20 Bentonit %3 Kireç N2=1 kg/cm2 %20 Bentonit %3 Kireç N3=2 kg/cm2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Y atay Kesme Deformasyon (Dl, cm)
120 2.80 Ağırlıkça Geçen (%) 100 80 60 40 20 0 0.01 0.10 1.00 10.00 100.00 Tane Boyu (mm) Kuru Birim Hacim Ağırlığı (gr/cm 3 ) 2.60 2.40 2.20 2.00 1.80 1.60 1.40 1 2 3 4 5 6 7 8 Su Muhtevası (%) Kuru Birim Hacim Ağırlığı (gr/cm 3 ) 2,30 2,25 2,20 2,15 2,10 2,05 2,00 1,95 1,90 1,85 plentmiks plentmiks + %10kil plentmiks + %20kil plentmiks + %30kil Dolguda Sıkışma Performansının Kil ve Uçucu Kül Katkısı ile Artırılması İbrahim ÇOBANOĞLU Yrd. Doç. Dr., Pamukkale Üniversitesi icobanoglu@pau.edu.tr Soner HALDENBİLEN Doç. Dr., Pamukkale Üniversitesi shaldenbilen@pau.edu.tr Sefer Beran ÇELİK Arş.Gör., Pamukkale Üniversitesi scelik@pau.edu.tr
Dolguda Sıkışma Performansının Kil ve Uçucu Kül Katkısı ile Artırılması İ.Çobanoğlu, S.Haldenbilen ve S.B.Çelik Konu Denizli ili üst yapı projesinde alt temel malzemesi olarak seçilen plentmiks Plentmiks malzemesi: Sıkıştırabilir niteliği olmayan Plastik özellik göstermeyen (NP) Kil veya uçucu kül ile iyileştirilmesi
Sıkışma Deneyleri 120 100 g kmaks ve w opt deneysel olarak belirlenememiştir Ağırlıkça Geçen (%) 80 60 40 Kuru Birim Hacim Ağırlığı (gr/cm 3 ) 2.80 2.60 2.40 2.20 2.00 1.80 1.60 1.40 1 2 3 4 5 6 7 8 Su Muhtevası (%) 20 0 0.01 0.10 1.00 10.00 100.00 Tane Boyu (mm) Plentmiks Standart proktor sıkıştırma enerjisi ile elde edilen sıkışma eğrileri ve doygunluk yüzde değerleri.
Kuru Birim Hacim Ağırlığı (gr/cm 3 ) Kuru Birim Hacim Ağırlığı (gr/cm 3 ) 2,30 2,25 2,20 2,15 2,10 2,05 2,00 1,95 1,90 1,85 2,20 2,15 2,10 2,05 2,00 1,95 Plentmiks plentmiks plentmiks + %10kil Plentmiks Plentmiks %10 kil Plentmiks %10 kül Plentmiks %20 kil plentmiks + %20kil Plentmiks %20 kül Plentmiks %30 kil plentmiks + %30kil Plentmiks %30 kül Su Muhtevası (%) Su Muhtevası (%) 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 Plentmiks plentmiks plentmiks + %10kil plentmiks + %20kil plentmiks + %30kil Plentmiks Plentmiks %10 kil Plentmiks %10 kül Plentmiks %20 kil Plentmiks %30 kil Plentmiks %20 kül Plentmiks %30 kül 1,90 Plentmiks P + %10 uçucu kül P + %20 uçucu kül P + %30 uçucu kül 0,00 Plentmiks P + % 10 kil P + % 20 kil P + % 30 kil
SONUÇLAR: Dolgu Malzemesi Maks. Kuru Birim Hac. Ağr. Artış (%) g kmaks a göre ideal karışım Kil karışımı için: Plentmiks + % 30 kil Uçucu kül karışımı için: Plentmiks + % 20 kül Optimum Su İçeriği (%) Plentmiks --- --- --- Plentmiks + % 10 Kil 2.099 gr/cm 3 4.95 3.270 Plentmiks + % 20 Kil 2.120 gr/cm 3 6.00 3.110 Plentmiks + % 30 Kil 2.247 gr/cm 3 12.35 2.510 Plentmiks + % 10 Kül 2.108 gr/cm 3 5.40 2.172 Plentmiks + % 20 Kül 2.144 gr/cm 3 7.00 2.650 Plentmiks + % 30 Kül 2.068 gr/cm 3 3.40 6.260 Her iki malzeme de sıkışma performanslarını arttırmıştır. Öncelikli hedefler: Düşük su içeriği Maksimum kuru birim hacim ağırlık Dolgunun geçirimliliği ayrıca incelenmemiştir.
DEĞERLENDİRME & TARTIŞMA g kmaks değerlerindeki artışa göre: Kil ve uçucu kül malzemelerin her ikisi de plentmiks malzemenin yapısındaki boşluklarını doldurmaktadır. Maks. Kuru Artış Optimum Su Dolgu Malzemesi Birim Hac. Ağr. (%) İçeriği (%) Plentmiks 2.00 --- gr/cm 3 --- --- Plentmiks + % 10 Kil 2.099 gr/cm 3 4.95 3.270 Plentmiks + % 20 Kil 2.120 gr/cm 3 6.00 3.110 Plentmiks + % 30 Kil 2.247 gr/cm 3 12.35 2.510 Plentmiks + % 10 Kül 2.108 gr/cm 3 5.40 2.172 Plentmiks + % 20 Kül 2.144 gr/cm 3 7.00 2.650 Plentmiks + % 30 Kül 2.068 gr/cm 3 3.40 6.260
Kuru Birim Hacim Ağırlığı (gr/cm 3 ) 2,30 2,25 2,20 2,15 2,10 2,05 2,00 1,95 1,90 Plentmiks Plentmiks %10 kil Plentmiks %20 kil Plentmiks %30 kil? 1,85 plentmiks plentmiks + %10kil plentmiks + %20kil plentmiks + %30kil Su Muhtevası (%) 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Plentmiks Plentmiks %10 kil Plentmiks %20 kil Plentmiks %30 kil plentmiks plentmiks + %10kil plentmiks + %20kil plentmiks + %30kil (1) Su muhtevaları > % 5 olmalıydı, w (%10-15 aralığı) (2) Kil miktarı artarken, w opt azalması dikkat çekici (3) %30 killi numune w opt = %2,5 (neredeyse kuru) (4) Kompaksiyon eğrileri çizilebildi mi? (5) Karayolları için kabul edilebilir bir malzeme mi? (6) CBR deneyleri var mı? Mukavemet nasıl değişiyor?
Penetrasyon Gerilmesi (kpa) 10000 8000 6000 0 4000 2000 Silt (CBR=21) Geofiber ile iyileştirilmiş silt (CBR=35) 0 5 10 15 Penetrasyon (mm) Geofiber ile İyileştirilen Yol Dolgusunun Sayısal Analizi Hamza GÜLLÜ Yrd. Doç. Dr., Gaziantep Üniversitesi hgullu@gantep.edu.tr
Geofiber ile İyileştirilen Yol Dolgusunun Sayısal Analizi Konu Geofiber katkılı ve katkısız iki yol dolgusu kesitinin davranışı sonlu elemanlar yöntemi ile analiz edilmiştir. H.Güllü Deneysel bir çalışma ile geofiberli ve geofibersiz silt zeminin mukavemeti karşılaştırılmaktadır. Penetrasyon Gerilmesi (kpa) 10000 8000 6000 4000 2000 Silt (CBR=21) Geofiber ile iyileştirilmiş silt (CBR=35) Karışım w opt = %11 ve % 0.2 oranında fiber Deney modifiye proktor kompaksiyon ile suya doygun olmayan şartlar için uygulanmıştır. 0 0 5 10 15 Penetrasyon (mm) Geofiber ile iyileştirilmiş siltin CBR (unsoaked) performansı
Parametre Kaplama Temel Alt Temel Model LE Drenaj N.Porous Eref [Mpa] 27 000 c [kpa] f [ ] cu [kpa] - Sayısal Modelleme Silt MC D.lı 160 4 38 - MC D.lı 125 4 35 - MC D.sız 138 20 30 630 E = 6.6*CBR (MPa) cu = 30*CBR (kpa) Parametre Model Drenaj Eref [Mpa] c [kpa] f [ ] cu [kpa] Kaplama Silt Fiber + Silt LE N.Porous 27 000 - MC D.sız 230 30 40 1050 MC D.sız 138 20 30 630
Düşey Deplasmanlar: Geofibersiz Düşey deplasman =1.37 mm Geofiberli Düşey deplasman = 1.14 mm
Plastik Noktalar: maks = 7,0 kn/m 2 Geofibersiz maks = 4,63 kn/m 2 Geofiberli
Güvenlik Seviyesi: Geofibersiz (Total increments) (FS=4.135) Geofiberli (Total increments) (FS=5.55)
DEĞERLENDİRME & TARTIŞMA Hajezi ve diğ. (2012 ) Construction and Building Materials A review of soil reinforcement by using synthetic and natural fibers yol altyapısı istinat yapıları tren dolgularında şevlerin iyileştirilmesi deprem mühendisliği ve temel mühendisliği uygulamalarında geofiber ile iyileştirme yapılabileceğini bildirmektedir. KURU CBR sonuçları + YAŞ CBR sonuçları Penetrasyon Gerilmesi (kpa) 10000 8000 6000 4000 2000 0 Silt (CBR=21) Geofiber ile iyileştirilmiş silt (CBR=35) Kuru numune 0 5 10 15 Penetrasyon (mm)
Parametre Kaplama Temel Alt Temel MC D.lı 160 4 38 - MC D.lı 125 4 35 - Model LE Drenaj N.Porous Eref [Mpa] 27 000 c [kpa] f [ ] cu [kpa] - Silt MC D.sız 138 20 30 630 Geofibersiz silt Parametre Geofiberli silt Gerilme dağılımı Geofibersiz silt Model Drenaj Eref [Mpa] c [kpa] f [ ] cu [kpa] Kaplama Fiber + Silt Silt LE N.Porous 27 000 - MC D.sız 230 30 40 1050 MC D.sız 138 20 30 630 (1) Silt için elastisite modülü 138 MPa (2) C-f (kesme kutusu?) ve Cu (3) Temel alt temel yerine geofiberli silt, gerilme dağılımı!!!
(1) Oturma değerlerine göre iyileştirmeye gerek olmadığı görülmektedir. 30 kpa lık şerit trafik yükü altında Geofibersiz dolguda Geofiberli dolguda 1.37 mm 1.14 mm Dolgu ağırlığı altında oluşan oturmanın daha kritik olması beklenir. q trafik = 30 kpa, q dolgu 80 kpa (2) En altta yer alan tabakaya ait bilgi yoktur. (3) Şev stabilitesi problemi yoktur. Geofibersiz dolguda Geofiberli dolguda FS= 4,135 >> 1,50 FS = 5,55 >> 1,50 (4) Sonlu elemanlar ağı: Eleman büyüklükleri!!!
Ayrık Polimer Liflerle Rastgele Donatılı İnce Daneli Zeminlerde Donatı Uzunluğunun unun Donma-Çözülme Davranışına Etkisi A. Şahin ZAİMOĞLU Doç. Dr., Atatürk Üniversitesi zaimoglu@atauni.edu.tr Temel YETİMOĞLU Prof. Dr., Atatürk Üniversitesi yetimt@atauni.edu.tr Yasin ÇALİK İnş. Müh., Çevre ve Şehircilik İl Müd. yasincalik01@hotmail.com Rahim Kağan AKBULUT Prof. Dr., Atatürk Üniversitesi rkakbulut@atauni.edu.tr
Ayrık Polimer Liflerle Rastgele Donatılı İnce Daneli Zeminlerde Donatı Uzunluğunun Donma-Çözülme Davranışına Etkisi Konu İnce daneli zemin içerisine rastgele dağıtılmış farklı boydaki polipropilen lifler A. Zaimoğlu, T. Yetimoğlu, Y. Çalik ve R.K.Akbulut Kil zemin Oltu-Erzurum yöresinden % 0.15 lif (3 mm 6 mm 12 mm) (zeminin toplam kuru ağırlığının) Donma-çözülme deneylerinde 5 ve 10 çevrim yapılmıştır. 4.5 mm
Ayrık Polimer Liflerle Rastgele Donatılı İnce Daneli Zeminlerde Donatı Uzunluğunun Donma-Çözülme Davranışına Etkisi A. Zaimoğlu, T. Yetimoğlu, Y. Çalik ve R.K.Akbulut Deneyler (1) Kil (2) Kil + 3 mm pp (3) Kil + 6 mm pp (4) Kil + 12 mm pp her karışım için kompaksiyon deneyi w opt ve g kmaks w opt ve g kmaks hazırlanan numuneler ile donma çözülme deneyleri (110 cm x 55 cm x 55 cm boyutlarında ve sıcaklık aralığı -25 o C ila +60 o C olan donma kabininde yürütülmüştür.) Donatılı ve donatısız kil zemin numuneleri serbest basınç deney aletinde yüklenmiştir
Ayrık Polimer Liflerle Rastgele Donatılı İnce Daneli Zeminlerde Donatı Uzunluğunun Donma-Çözülme Davranışına Etkisi A. Zaimoğlu, T. Yetimoğlu, Y. Çalik ve R.K.Akbulut Donma-Çözülme : 0 çevrim L donatı pik gerilme donatısız zemin: 3 mm 6 mm 12 mm %26 %62 %56 En büyük pik gerilme 130 kpa (donatısız) Lif + kil: davranışı daha düktil. 6 mm ve 12 mm pp lif: Başlangıç teğet modülü Gerilme-deformasyon eğrileri (0 çevrim)
Ayrık Polimer Liflerle Rastgele Donatılı İnce Daneli Zeminlerde Donatı Uzunluğunun Donma-Çözülme Davranışına Etkisi A. Zaimoğlu, T. Yetimoğlu, Y. Çalik ve R.K.Akbulut Donma-Çözülme: 5 çevrim En büyük pik gerilme 43 kpa (donatısız zemin) Lif + kil davranışı kil davranışından daha düktil. En büyük pik gerilme 43 kpa (donatısız) Eğrilerin başlangıç teğet modüllerinde önemli bir değişiklik görülmemiştir. Gerilme-deformasyon eğrileri (5 çevrim)
Ayrık Polimer Liflerle Rastgele Donatılı İnce Daneli Zeminlerde Donatı Uzunluğunun Donma-Çözülme Davranışına Etkisi A. Zaimoğlu, T. Yetimoğlu, Y. Çalik ve R.K.Akbulut Donma-Çözülme: 10 çevrim Uzun polipropilen lifler (6 mm ve 12 mm) kısa life göre (3 mm) zemin içerisinde daha uzun kılcal bir çatlak gibi davranmaktadır. En büyük pik gerilme 44 kpa (3 mm pp) Gerilme-deformasyon eğrileri (10 çevrim)
Donma-Çözülme Döngüsü (su buz): geçirgenlik, su muht, gerilme-deformasyon, göçme yükü, elastik özellikler, kohezyon ve içsel sürtünme açısı DEĞERLENDİRME & TARTIŞMA Ghazavi ve Roustaie (2010) kpa H = 77 mm olan bir numunenin boyunda 0,15-0,54 mm ye varan genişleme Çevre Basıncı & Donma-Çözülme Wang ve diğ. (2007)
(0 çevrim) (10 çevrim) PP miktarı = % 0.15 Zaimoğlu ve diğ. (2012) 3 mm boyunda fiber daha iyi sonuç vermiştir. Farklı numune boyutlarında ve arazi şartlarında daha büyük fiberler de etkili olabilir mi? Fiberli Freilich ve diğ. (2010) Fibersiz
DEĞERLENDİRME & TARTIŞMA Ghazavi ve Roustaie (2010) FİBER MİKTARI DONMA-ÇÖZÜLME DAVRANIŞI İÇİN ÇOK ÖNEMLİ Ghazavi and Roustaie (2010) tarafından yapılan çalışmaya göre: % 3 e kadar geofiber (12 mm) katılan killerin serbest basınç dayanımı hem donmaçözülme öncesinde hem de sonrasında artmaktadır.
DEĞERLENDİRME & TARTIŞMA Özkul ve Baykal (2007) Kil Kil+Fiber Kil Kil+Fiber
Fiber ile Güçlendirilmiş Kumların Statik Davranışları Hande GERKUŞ Araş. Gör., İstanbul Teknik Üniversitesi gerkus@itu.edu.tr Mojtaba TORABI Dokt. Ögrencisi, Boğaziçi Üniversitesi Ayfer ERKEN Prof. Dr., İstanbul Teknik Üniversitesi erken@itu.edu.tr
Fiber ile Güçlendirilmiş Kumların Statik Davranışları H. Gerkuş, M. Torabi ve A. Erken Konu "PP Fiber + Kum Karışımlarının" & "Kum" zeminlerin statik yükler altındaki yük-deformasyon ilişkisi Deney Kumu Kumun maksimum boşluk oranı e maks =0.85, minimum boşluk oranı e min =0.54 DR=%55 (orta sıkı kum) Fiber Polipropilenden yapılmıştır ve 19 mm uzunluğunda tek fiber yapısındadır.
Fiber ile Güçlendirilmiş Kumların Statik Davranışları H. Gerkuş, M. Torabi ve A. Erken Numuneler Modifiye Proktor g kmaks = 15.9 kn/m3 w opt = %10.0 Kum + % 0.1 - % 0.5 - %1.0 Fiber + w opt = %10 D R =%55 (5 tabaka + 30 vuruş tabaka) 50mm çapında 100mm boyunda vakum etkisi altında üç eksenli numune Üç Eksenli Deney Sistemi (1) Çevrimsel yük altında maksimum Elastisite Modülü belirlenmiştir. (2) Doygun (S > %97) ve doygun olmayan (w = %10.0) numunelere drenajlı koşullar altında statik üç eksenli basınç deneyleri
Fiber ile Güçlendirilmiş Kumların Statik Davranışları H. Gerkuş, M. Torabi ve A. Erken Maksimum Elastisite Modülü s 3 = 30kPa ve 100kPa W fiber = %0.1, %0.5 ve %1.0 D R = %55 E maks s 3 ün değeri W fiber den daha etkili
H. Gerkuş, M. Torabi ve A. Erken Doygun Olmayan Kumlarda Doygun Kumlarda
Fiber ile Güçlendirilmiş Kumların Statik Davranışları H. Gerkuş, M. Torabi ve A. Erken Fiber + Doygun Kumlarda Gerilme-Şekil Değiştirme Davranışı Kum içine fiber eklemenin boşluk oranı ve hacim değişimine etkisi önemsizdir
DEĞERLENDİRME & TARTIŞMA Geofiber ile iyileştirilen orta sıkı kumlarda: Üç eksenli deney aleti ile ölçülebilen en büyük elastisite modülünün fiber oranındaki artış ile bir miktar azaldığı Aynı çevre basıncında fiber oranındaki artışın mukavemeti önemli miktarda arttırdığı
DEĞERLENDİRME & TARTIŞMA Doygun olmayan numuneler w = % 10 Doygun numuneler S > % 97
DEĞERLENDİRME & TARTIŞMA Tang. ve diğ (2010) Çekme deneyi yapılmış bir geofiberin SEM fotoğrafı İdealleştirme Tang ve diğ. zemin daneleri ve geofiber arasındaki mekanik etkileşimi incelemişler ve fiber ile zemin daneleri arasındaki kayma direnci Zemin danelerinin deformasyonla birlikte yeniden yapılanmasına Etkin olan ara yüzey temas alanı Fiber yüzeyinin pürüzlülüğü Zemin yapısına
Ön Konsolidasyon Yöntemi ile Zemin İyileştirilmesinde Kum Drenler ve Fitil Drenlerin Tablolama Programları Kullanılarak Projelendirilmesi Devrim ALKAYA Yrd. Doç. Dr., Pamukkale Üniversitesi devrimalkaya@hotmail.com Burak YEŞİL Öğretim Görevlisi, Düzce Üniversitesi burakyesil06@hotmail.com Fatih DİKBAŞ Yrd. Doç. Dr., Pamukkale Üniversitesi fdikbas@hotmail.com
Ön Konsolidasyon Yöntemi ile Zemin İyileştirilmesinde Kum Drenler ve Fitil Drenlerin Tablolama Programları Kullanılarak Projelendirilmesi D. Alkaya, B. Yeşil ve F. Dikbaş Konu Kum drenler ve fitil drenler Radyal Drenaj ve Kum Drenler H > 6.00 m ve Cv < 0.001 cm 2 /s konsolidasyon uzun sürmektedir ön konsolidasyon ile iyileştirme Kapsamlı literatür taraması (güçlü ve zayıf yönleri) MS Excel ile konsolidasyon süresi Tipik uygulama drenaj yolunu kısaltarak konsolidasyonun gerçekleşmesi için gereken süreyi aşağıya çekmek
Ön Konsolidasyon Yöntemi ile Zemin İyileştirilmesinde Kum Drenler ve Fitil Drenlerin Tablolama Programları Kullanılarak Projelendirilmesi Kum Dren: Yapım Teknikleri Kum Dren: Problemler D. Alkaya, B. Yeşil ve F. Dikbaş Fitil Drenler: Avantajlar Yerleştirilirken yumuşak zeminin gerilme dayanımında artış olur. Akıma karşı koyma durumu oluşmaz. Kum drenlerde akımı engelleyici bir tepki oluşur. Fitil dren ekipmanı küçük boyuttadır ve hafiftir. Fitil dreni yerleştirme işlemi basit, doğrusal, hızlı ve temizdir. Çizelge 1. Düşey Kum Drenlerin Kullanımı Amaç Stabiliteyi Oturmaları Uygulama alanları yükseltmek düşürtmek Yollar X X Karayolları Dolgular X X Havaalanları X X Toprak setler Temeller X X Setler X X Depo zeminleri X X Binalar X X
(1) Karesel Formda Oluşturulan Kum Dren Hesabı: % 90 oturma miktarında 5 m kil tabakası kalınlığı 20 cm kum dren yarı çapı 3.5 m kum dren aralığı Kare kum dren uygulamadan önce 654 gün de gerçekleşecek oturma, Kare kum dren uygulandıktan sonra yaklaşık 150 günde gerçekleşeceği görülmektedir.
(2) Eşkenar Üçgen Formunda Oluşturulan Kum Dren Hesabı: % 90 oturma miktarında 5 m kil tabakası kalınlığı 20 cm kum dren yarı çapı 3.5 m kum dren aralığı Üçgen kum dren uygulamadan önce 654 gün de gerçekleşecek oturma, Üçgen kum dren uygulandıktan sonra yaklaşık 140 günde gerçekleşeceği görülmektedir.
(3) Fitil Dren Hesabı: Üçgen ve kare fitil dren uygulaması olarak iki tipte de hesap yapılabilmektedir. Konsolidasyon süresi girilerek etkilenen zemin silindir çapı hesaplanır. Bantların üçgen ve kare yerleştirilmesine göre oturma miktarı hesaplanabilmektedir. Bant dairenin genişliği 10 cm, oturma süresi 150 gün girilerek hesaplar yapılıp sonuçlar sunulmuştur.
Bu çalışmada kum dren ile şerit drenlerin: (1) Kullanım alanları (2) Avantaj ve dezavantajları (3) Yapım teknikleri hakkında bilgi verilmektedir. DEĞERLENDİRME & TARTIŞMA Tipik bir örnek üzerinde yapılan hesaba göre: 5 m kil tabakası kalınlığı, % 90 konsolidasyon İyileştirme yapılmazsa oturma süresi : 654 gün Kare karelaj ile kum dren yapılırsa oturma süresi: 150 gün (D = 40 cm, s = 3.5 m) Üçgen karelaj ile kum dren yapılırsa oturma süresi: 140 gün (D = 40 cm, s = 3.5 m) olarak hesaplanmıştır. Hesaplarda kullanılan hiçbir bağıntı bildiride verilmemiştir. Kanaatimce, fitil drenlerle ilgili yapılan çalışma da yeterince açıklanmamıştır.
Kum Kolonun Organik Zemininin Konsolidasyon Parametreleriyle İlişkisi Üzerine Bir İnceleme Fatih ÇELİK Araş. Gör., Gaziantep Üniversitesi fcelik@gantep.edu.tr Hanifi ÇANAKÇI Doç. Dr., Gaziantep Üniversitesi canakci@gantep.edu.tr Hamza GÜLLÜ Yrd. Doç. Dr., Gaziantep Üniversitesi hgullu@gantep.edu.tr
Kum Kolonun Organik Zemininin Konsolidasyon Parametreleriyle İlişkisi Üzerine Bir İnceleme F. Çelik, H. Çanakçı ve H. Güllü Konu Organik zemin içerisine yerleştirilmiş farklı çaplara sahip kum kolonların, organik zeminin konsolidasyon parametreleri üzerine etkisi incelenmiştir. Yöntem Tüm numuneler için su muhtevası % 75 tir. Kolunu oluşturan kum 5 No lu ve 40 No lu elek arasında kalan malzemeden alınmıştır. Konsolidasyon deneyleri 25 kpa, 50 kpa, 120 kpa, 240 kpa ve 480 kpa gerilmeler 24 saat lik aralıklarla uygulanmıştır.
Yöntem Kum kolon numuneleri numune aparatının tam ortasına yerleştirilmiştir. Kum kolonlar istenen çapta ve yükseklikte hazırlanmış silindirik tüplerin içerisine gevşek bir şekilde doldurularak hazırlanmıştır. Kum taneleri tüp içerisine doldurulduktan sonra etrafına belirlenmiş sabit yoğunlukta ve sabit su muhtevasında organik zemin doldurulmuştur. Kum kolonsuz hazırlanmış numune. 3 cm çapında kum kolonla hazırlanmış numune. 5 cm çapında kum kolonla hazırlanmış numune.
Kum Kolonun Organik Zemininin Konsolidasyon Parametreleriyle İlişkisi Üzerine Bir İnceleme F. Çelik, H. Çanakçı ve H. Güllü Test Sonuçları Normal gerilme artışına paralel olarak kum kolon çapı artıkça deformasyonda azalma görülmektedir. 25 kpa gerilme altında % 86 480 kpa gerilme altında % 53
Kum Kolonun Organik Zemininin Konsolidasyon Parametreleriyle İlişkisi Üzerine Bir İnceleme F. Çelik, H. Çanakçı ve H. Güllü Test Sonuçları Organik Zemin - Kolonsuz
Kum Kolonun Organik Zemininin Konsolidasyon Parametreleriyle İlişkisi Üzerine Bir İnceleme F. Çelik, H. Çanakçı ve H. Güllü Test Sonuçları 3 cm çaplı kum kolonu
Kum Kolonun Organik Zemininin Konsolidasyon Parametreleriyle İlişkisi Üzerine Bir İnceleme F. Çelik, H. Çanakçı ve H. Güllü Test Sonuçları 5 cm çaplı kum kolonu
DEĞERLENDİRME & TARTIŞMA 75 mm D = 30 mm, S = 75 mm, Alan Oranı = A R = % 16 D = 50 mm, S = 75 mm, Alan Oranı = A R = % 44 Tipik uygulama değerleri A R % 5 - %25 arasındadır. Wood ve diğ. (2000) e göre arazide A R > %25 olmalıdır.
DEĞERLENDİRME & TARTIŞMA Taş-kum kolonlarda gözlenen göbeklenme deformasyon davranışı konsolidasyon hücresi içinde yeterince oluşabilir mi? Konsolidasyon Hücresi Bir boyutlu drenaj Arazide taş-kum kolon Üç boyutlu drenaj Özellikle 5 cm çaplı kolon örneğinde Organik kilin deplasmanlar üzerindeki etkisi daha detaylı incelenebilir Daha büyük model deneylerin kullanılması araziyi temsil edebilir
Darbeli Kırmataş Kazıkların Model Deneylerle İncelenmesi Mehmet BERİLGEN Doç. Dr., Yıldız Teknik Üniversitesi berilgen@yildiz.edu.tr Şamil ATAMAN İnş. Yük. Müh., Yıldız Teknik Üniversitesi samilataman@gmail.com Cem AKGÜNER Öğr. Gör. Dr., Yıldız Teknik Üniversitesi akguner@yildiz.edu.tr Saadet BERİLGEN Yrd. Doç. Dr., Yıldız Teknik Üniversitesi koc@yildiz.edu.tr