DİSPERSİF KİLLERLE PROJELENDİRMEYE BİR ÖRNEK KOYUNBABA BARAJI

Benzer belgeler
GAZİANTEP KİLLERİNİN DİSPERSİBİLİTE ÖZELLİĞİNİN BELİRLENMESİ

ATATÜRK BARAJINDA KİL ÇEKİRDEK MALZEMESİ OLARAK KULLANILAN KİLİN DİSPERSİF(DAĞILGAN) ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI

MÜHJEO 2017: Ulusal Mühendislik Jeolojisi ve Jeoteknik Sempozyumu, Ekim 2017, ÇÜ, Adana

DÜŞÜK PLASTİSİTELİ ZEMİNLERDE DİSPERSİBİLİTE ÖZELİĞİNİN FARKLI YÖNTEMLERLE DEĞERLENDİRİLMESİ

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

KİL ZEMİNLERİN DİSPERSİBİLİTE ÖZELLİĞİNİN İSTATİSTİKSEL YÖNTEMLE İNCELENMESİ. İsmail ZORLUER *, Hasan TOSUN **

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

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

Bahar. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL Bozok Üniversitesi n aat Mühendisli i Bölümü 1.

INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

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

Dr. Ayhan KOÇBAY Jeoteknik Hizmetler ve Yeraltısuları Dairesi Başkanlığı

Dispersif Killerin Tanımlanması ve Dispersivitenin Kestirimi Identification of Dispersive Clays and Prediction of Dispersivity

ZEMİN MEKANİĞİ DENEYLERİ

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

Ders: 1 Zeminlerin Endeks Özellikleri. Doç. Dr. Havvanur KILIÇ İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

ÇEVRE GEOTEKNİĞİ DERSİ

DİSPERSİF KİLLERİN TANIMLANMASI İÇİN KULLANILAN İĞNE DELİĞİ DENEYİNİN GELİŞTİRİLMESİ VE KARŞILAŞTIRMALI ANALİZİ

Ders Notları 2. Kompaksiyon Zeminlerin Sıkıştırılması

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

Ders 1.1 Toprak Dolgu Barajlar ve Genel Özellikleri

Yrd. Doç.. Dr. Selim ALTUN

Dolgu ve Yarmalarda Sondaj Çalışması ve Değerlendirmesi. HAZIRLAYAN Özgür SATICI Mad. Yük. Jeo. Müh. (MBA)

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

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

MAKRO-MEZO-MİKRO. Deney Yöntemleri. MİKRO Deneyler Zeta Potansiyel Partikül Boyutu. MEZO Deneyler Reolojik Ölçümler Reometre (dinamik) Roww Hücresi

Zeminlerin Sınıflandırılması. Yrd. Doç. Dr. Saadet Berilgen

Akifer Özellikleri

JEO 358 Toprak Mekaniği Ders Notları. Bu derste...

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

İnce Daneli Malzeme Kalınlığının, Dane Çapının ve Şev Eğiminin Taşıma Gücüne Etkisi

NERGİZLİK BARAJI (ADANA) KİL ÇEKİRDEK MALZEMESİNİN JEOTEKNİK İNCELEMESİ. Geotechnical Investigation of The Core Material Of Nergizlik Dam (Adana)

BOŞLUK ORANINA GÖRE ZEMİN PRİZMASI ÇİZİLMESİ VE İLGİLİ FORMÜLLERİN ELDE EDİLMESİ

TOPRAK TOPRAK TEKSTÜRÜ (BÜNYESİ)

BÖLÜM : 9 SIZMA KUVVETİ VE FİLTRELER

KARAYOLLARINDA YÜZEY DRENAJI. Prof. Dr. Mustafa KARAŞAHİN

Ders Notları 3 Geçirimlilik Permeabilite

ZEMİN MEKANİĞİ VE TEMEL İNŞAATI. Yrd. Doç. Dr. SAADET A. BERİLGEN

LABORATUVARDA YAPILAN ANALİZLER

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ Çevre Mühendisliği Bölümü Fiziksel ve Kimyasal Temel İşlemler Laboratuvarı Dersi Güncelleme: Eylül 2016

Geoteknik Mühendisliği

HİDROLOJİ. Buharlaşma. Yr. Doç. Dr. Mehmet B. Ercan. İnönü Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

TOPRAKLARIN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

Yeraltısuları. nedenleri ile tercih edilmektedir.

Yüzeyaltı Drenaj (Subsurface Drainage) Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

ZEMİN MEKANİĞİ DERS NOTLARI

KONU: SUNUM YAPAN: - DOLGU BARAJLARDA TASARIMA YÖNELİK ANALİZLER -KİL ÇEKİRDEKLİ DOLGU BARAJLAR - ASFALT ÇEKİRDEKLİ BARAJLAR MUSTAFA SELVİ

DRENAJ YAPILARI. Yrd. Doç. Dr. Sercan SERİN

TAŞKIN KONTROLÜ. Taşkınların Sınıflandırılması Taşkın Kontrolü

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

KIZILIRMAK NEHRİ TAŞKIN RİSK HARİTALARI VE ÇORUM-OBRUK BARAJI MANSABI KIZILIRMAK YATAK TANZİMİ

PROBLEMLİ KİL ZEMİNLERİN MAGNEZYUM KLORÜR SOLÜSYONU İLE İYİLEŞTİRİLMESİ

INM 305 Zemin Mekaniği

JEO 358 Toprak Mekaniği Ders Notları Yaz Dönemi

INS13204 GENEL JEOFİZİK VE JEOLOJİ

EK-2 BERGAMA OVACIK ALTIN İŞLETMESİ TÜBİTAK RAPORU ELEŞTİRİSİ NE İLİŞKİN GÖRÜŞLER

Biyopolimer Katkıların Killi ve Kumlu Zeminlerin Permeabilite ve Kayma Dayanımına Etkisinin Araştırılması

KATI ATIK DEPOLAMA SAHALARININ GEOTEKNİK TASARIM İLKELERİ HAZIRLAYANLAR MUHAMMED DUMAN MUHAMMET TEZCAN AHMET ARAS

DERİVASYON VE DİPSAVAK TASARIMI İnş. Y. Müh. MURAT IŞILDAK

INS13204 GENEL JEOFİZİK VE JEOLOJİ

FİLTRASYON. Şekil 4.1. Bir kum filtresinin kesit görünümü 1 GENEL BİLGİ

AGREGALAR Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

Bu metotta, toprak bir miktar su ile karıştırılarak süspansiyon hâline getirilir.

YAPI LABORATUVARI CİHAZ KATALOĞU

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

SU KİMYASININ KİLLERİN DİSPERSİVİTESİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI VE DİSPERSİVİTENİN KESTİRİMİ İÇİN AMPİRİK İLİŞKİLERİN GELİŞTİRİLMESİ

Zemin Suyu. Yrd.Doç.Dr. Saadet BERİLGEN

Şev Stabilitesi I. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

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

ZEMİN MEKANİĞİ DENEYLERİ

BARAJLARIN SINIFLANDIRILMASI

Zeminlerin Sıkışması ve Konsolidasyon

Toprak Barajlarda Filişlerden Geçirimsiz Çekirdek Malzemesi Yapımı

Doç. Dr. Halit YAZICI

INM 305 Zemin Mekaniği

Hidrolik Yapılarda (Kanallar, Kıyı Koruma Yapıları, Göletler) Erozyon Koruması

Ermenek Barajı Göl Alanı Genel Görünümü

ANTALYA - ARAPSUYU MEVKİİNDEKİ BİR BÖLGENİN GEOTEKNİK ÖZELLİKLERİ

ZEMİN SUYU Zeminde Su Akımı ve Akım Ağları. Y.Doç.Dr. Saadet A. Berilgen

BARAJLAR. T.C. ORMAN ve SU İŞLERİ BAKANLIĞI DEVLET SU İŞLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ DSİ 4. BÖLGE BARAJLAR VE HES ŞUBE MÜDÜRLÜĞÜ 1/ 33

Konsol Duvar Tasarımı

ENERJİ ÜRETİMİ VE SULAMA KRİTERLERİNE GÖRE REZERVUAR KAPASİTE OPTİMİZASYONU

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

PERKOLASYON İNFİLTRASYON YÜZEYSEL VE YÜZETALTI AKIŞ GEÇİRGENLİK

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

KONU: KOMİTE RAPORU TAKDİMİ SUNUM YAPAN: SALİH BİLGİN AKMAN, İNŞ. YÜK. MÜH. ESPROJE GENEL MÜDÜRÜ

4. Adveksiyon ve Difüzyon Süreçleri

5. KONSOLİDAS YON DENEYİ:

Kil Zeminin Şişme Basıncı ve Konsolidasyon Özelliklerine Öğütülmüş Kumun Etkisinin Araştırılması

Su seviyesi = ha Qin Kum dolu sütun Su seviyesi = h Qout

BİNA VE BİNA TÜRÜ YAPILAR (KATEGORİ 2 ve 3) İÇİN PARSEL BAZINDA DÜZENLENECEK ZEMİN VE TEMEL ETÜDÜ (GEOTEKNİK) DEĞERLENDİRME RAPORU FORMATI

İnşaat Mühendisliği Bölümü. Niğde Üniversitesi Toprak İşleri Ders Notları TOPRAK İŞLERİ. Dersin Amacı

KİLLİ ZEMİNLERDE PERMEABİLİTE VE EFEKTİF GERİLMENİN KOMPAKSİYON ENERJİSİNE BAĞLI OLARAK DEĞİŞİMİ *

İSTİNAT YAPILARI TASARIMI

Toprak oluşum sürecinde önemli rol oynadıkları belirlenmiş faktörler şu

ĐMAR PLANINA ESAS JEOLOJĐK-JEOTEKNĐK ETÜT RAPORU

16.6 DEPREM ETKİSİ ALTINDAKİ ZEMİNLERDE SIVILAŞMA RİSKİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Kil ve Kil Mineralleri

Transkript:

DİSPERSİF KİLLERLE PROJELENDİRMEYE BİR ÖRNEK KOYUNBABA BARAJI Murat ŞAHİN (*) 1. GİRİŞ (dağılan) killer, su ile temas ettiğinde ciddi şekilde erozyona uğrayan ve boşluk suyundaki çözünmüş sodyum iyonu yüzdesi yüksek olan zeminlerdir. Bu tür zeminlerde kolloidal kil mineralleri, durgun su içinde dahi dağılma ve ayrışmaya uğrayarak süspansiyon oluşturur. killerin sedde ve dolgu barajlar gibi yapılarda geçirimsiz malzeme olarak kullanımı, ciddi içsel erozyon (borulanma) problemlerine ve buna bağlı göçmelere neden olmaktadır (Şekil 1). (*) İnşaat Mühendisi, Dolsar Mühendislik Ltd., Ankara Şekil 1 - malzeme ile inşa edilmiş bir toprak dolgu barajda göçme, Natal, Güney Afrika erozyonun gerçekleşmesi, kilin mineralojisi ve kimyasal yapısına ve bu dolgu malzemesinin boşluk suyu ile malzemeyi erozyona zorlayan su kütlesindeki çözünmüş tuz muhtevasının niteliğine ve miktarına bağlıdır. bir malzeme suya batırıldığında kil mineralleri, normal killerden farklı olarak, diğer zemin daneleri ile aralarındaki elektrokimyasal bağı yitirirler ve su ile süspansiyon yaparlar. Malzemenin, barajlardaki gibi düşüsü yüksek bir su kütlesi ile teması halinde ise süspansiyon içinde taşınması ve kil kütlesinin ayrışması ve dağılması sözkonusu olur. Bahsedilen bu ayrışma olgusunda malzemenin boşluk suyunda bulunan sodyum iyonunun (Na + ) rolü büyüktür ve iyonun +1 yükü ile yakından ilişkilidir. Aynı negatif elektrik yüküne sahip bir kil partikülü için gereken nötrleştirici pozitif iyon sayısı, iyonun sodyum olması durumunda, iyonun kalsiyum veya magnezyum olması durumuna göre iki mislidir. Ozmotik potansiyel, kil partikülü çift tabakasındaki (double layer) iyon sayısı ile doğru orantılı olduğu için sodyumlu sistemlerde daha fazladır. Böylece daha fazla iyon içeren çift tabakanın kalınlığı artar ve kil parçacıkları arasındaki çekim kuvveti azalır. Ayrıca monovalent sodyum iyonunun kil parçacığı yüzeyine Coulomb cinsinden tutunma kuvveti, polivalent iyonlardan çok daha azdır. 1.1. Dolgularda Göçme Mekanizması Literatürde rapor edilen içsel erozyona (borulanma) bağlı dolgu baraj göçmeleri genellikle, yapı gövdesinde sızma hattının (phreatic surface) oluşmasını müteakip sızan suyun, yapının mansap yüzünde, kohezyonsuz kabuk dolgudan önemli miktarda boşalım imkanı bulması, buradan başlattığı erozyonu sızma hattı boyunca genişleterek memba yüzüne doğru gövde içinde boru ya da tünel şeklinde pasaj oluşturması ve bu pasajın memba yüzeyi ile buluştuğunda yapının ani olarak göçmesi yoluyla meydana gelmektedir. kil dolgularda meydana gelen borulanma mekanizması yukarıda anlatılandan tamamen farklıdır. malzemenin kullanıldığı barajlarda göçme, genellikle su tutma işlemine başlandıktan sonra yapının ilk ıslanması esnasında meydana gelmektedir. Dolgu yapılırken malzemenin optimum su içeriğinden daha kuru serilmesi ve iyice sıkıştırılmaması sebebiyle ilk ıslanmada doygunluğa erişmesine bağlı olarak oturma çatlakları oluşabilir. Buna ilaveten rezervuarda uzun bir süre su seviyesinin düşük kalması nedeniyle kuruma çatlakları meydana gelebilir. Bir diğer çatlak oluşum kaynağı, yapının maruz kalacağı bir deprem şoku olabilir. Ayrıca gövde içerisinde inşa edilen boru, menfez ya da kondüvi gibi yapıların çevresindeki 48

malzemeyi yeterli miktarda sıkıştırmanın zorluğuna bağlı olarak bu lokasyonlarda zeminin çatlama riski yüksek olmaktadır. Bahsedilen bu çatlak oluşum mekanizmalarından herhangi birisinin yaşanması ve çatlaktan sızmanın başlaması sonucunda aşağıdaki iki durumdan birisi vuku bulur. i) Sızma hızı düşük ise akış hattının çevresindeki kil şişerek zamanla kaçağın önünü kapatır. ii) Suyun akış hızı yeterince yüksek ise dağılan kil parçacıkları solüsyon içinde taşınmaya başlar; akış kanalı, akım hızının kilin şişme hızından daha yüksek olmasına bağlı olarak genişler ve borulanma meydana gelir. Bir başka göçme mekanizması da rezervuar suyu iyon konsantrasyonunun azalmasına bağlı olarak gerçekleşebilir. Avustralya daki bir barajda rezervuar suyu iyon konsantrasyonu belli bir seviyedeyken (26 meq/litre) herhangi bir sorunla karşılaşılmamış ancak aradan geçen birkaç yıl içinde tamamlanan 20 mil uzunluğundaki isale hattı ile başka bir nehirden rezervuara iyon konsantrasyonu düşük (1.2 meq/litre) su aktarılmış ve bu işlemin hemen ardından baraj göçmüştür. 1.2. lerin Tanımlanması 1.2.1. zi Bulguları killerin jeolojik orijini çoğunlukla yamaç molozu, göl tabanı çökelleri ve taşkın ovası çökelleri formunda gelişmiş alüvyonlar olarak bilinmektedir. Kiltaşının yerinde ayrışmasıyla oluşan (residual) zeminler ile denizel ortamda çökelmiş şeyl depozitlerinin de dispersif risk taşıdığı düşünülmektedir. zide düşey yönde oluşmuş derin hendek ve tünel, yırtık yüzey erozyonu gibi yeryüzü şekilleri ile taraçalardaki bulanık su havuzcukları dispersif kil malzemeye işaret edebilir. Zayıf ve bodur bitki örtüsüne sahip alanlar, yüksek oranda tuzlu toprakların göstergesidir ve bunların çoğu dispersiftir. zeminler genellikle kurak, yarı-kurak iklimlere özgü olup en çok rastlandıkları ülkeler Avustralya, Meksika, Vietnam, Güney Afrika, Tayland, İsrail, Gana, Brezilya, Venezuella, Zimbabwe, Kenya ve Güney ABD dir. Ülkemizde ise konu ilk defa DSİ tarafından düzenlenen Dolgu Barajlar Yönünden Mekaniği Semineri nde (1985) gündeme getirilmiştir. potansiyel genellikle zemindeki kil içeriğinin ağırlıkla 2:1 mineralojik yapıya sahip (montmorillonit gibi) olduğu durumlar için geçerlidir. Bazı illitler de yüksek oranda dispersiftirler. Kaolin tipi killerde dispersibilite problemine çok nadir rastlanmaktadır. 1.2.2. Laboratuvar Deneyleri killer, inşaat mühendisliği pratiğinde sıkça kullanılan, elek analizi, hidrometre, Atterberg limitleri, konsolidasyon, kompaksiyon gibi klasik laboratuvar indeks deneyleri ile tanımlanamamaktadır. Bunun için değişik deney prosedürleri geliştirilmiş olup fiziksel ve kimyasal deneyler olarak ikiye ayrılabilir. 1.2.2.1. Fiziksel Deneyler İğne Deliği : Sıkıştırılmış killi toprakların dispersifliğini direkt olarak belirlemek amacıyla Sherard ve diğerleri tarafından (1976) geliştirilmiştir. Detayları ASTM D 4647-87 standardında verilen deneyde, 25 mm uzunluğunda ve 35 mm çapında sıkıştırılmış silindirik bir zemin numunesinin ortasından 1 mm çapında bir delik açılarak bu delikten 50, 180, 380 ve 1020 mm düşülerde saf su geçirilir ve deşarj olan suyun akış hızı, bulanıklılığı ile deliğin ne kadar genişlediği kaydedilir. Deney sonucunda malzeme 50 mm su yükü altında hızla dağılıyorsa dispersif, 50 veya 180 mm yük altında yavaşça erozyona uğruyorsa ara zemin, 380 veya 1020 mm yük altında erozyon gözlenmiyorsa dispersif değil olarak rapor edilir. Numune içinde açılan bu delikle, dolgu barajların geçirimsiz çekirdeğinde oluşabilecek bir çatlak ya da kaçak kanalının küçük ölçekte simülasyonu hedeflenmiştir. Deney ülkemizde ODTÜ ve DSİ laboratuvarlarında yapılmaktadır. Çifte Hidrometre : Deney 1937 yılında Volk tarafından, Soil Conservation Service (SCS) laboratuvarlarında geliştirilmiş olup detayları ASTM D 4221-90 standardında anlatılmaktadır. Öncelikle mekanik karıştırıcı (mikser) ve kimyasal ayrıştırıcı kullanılarak yapılan standart hidrometre deneyi ile numunenin tane büyüklüğü dağılımı belirlenir. Aynı malzemeden hazırlanmış ikinci numune üzerinde ise mekanik mikser ve kimyasal ayrıştırıcı kullanılmadan hidrometre deneyi yapılır. Her iki numuneye ait tane dağılım eğrileri çizilerek 0.005 mm den küçük tanelerin ikinci deneydeki yüzdesi, birinci deneydekine oranlanarak dispersiyon yüzdesi bulunur. Dispersiyon yüzdesi %30 dan az ise malzeme dispersif değil, %30-%50 arasında ise ara zemin, %50 den fazla ise dispersif olarak rapor edilir. Dağılma : Emerson tarafından 1967 yılında geliştirilen bu deneyde ise her bir kenarı 15 mm ebadında kübik bir zemin numunesi veya hacmi buna eşit bir zemin parçası hazırlanarak 250 ml saf su dolu cam beher içerisine dikkatlice yerleştirilir. Malzemenin su ile nasıl bir reaksiyon yaptığı, koloidal kil parçacıklarının suyun içinde ayrışarak süspansiyon yapıp yapmadığı 5-10 dakika süreyle gözlenir. Sudaki bulanıklılık veya bulutluluk ve reaksiyonun derecesi yok denecek kadar zayıf ise dipersif değil, az ise ara zemin, orta derecede ise dispersif ve kuvvetli ise aşırı dispersif olarak tanımlanır. 49

1.2.2.2. Kimyasal Deneyler Kimyasal deneylerde zemin numunesi likit limit kıvamına gelinceye kadar saf su ile karıştılır ve malzemeden vakum yardımıyla bir boşluk suyu örneği (saturation extract) filtre edilir. Bu boşluk suyundaki Ca, Mg, Na ve K gibi katyonların miktarı kimyasal yöntemlerle meq/l (milliequivalent/liter) cinsinden belirlenir. lerin dispersiflik derecesini tayin edebilmek için ESP (değişebilir sodyum yüzdesi), SAR (sodyum absorpsiyon oranı), %Na (sodyum yüzdesi), TDS (toplam çözünmüş tuzlar), CEC (katyon değişim kapasitesi) olmak üzere bazı parametreler geliştirilmiştir. (meq/100 g kuru malzeme) ESP değeri 7 den küçük ise malzeme dispersif değil, 7-10 arasında ise ara zemin ve 10 dan büyük ise dispersif olarak tanımlanır. yoluna kesinlikle gidilmemelidir çünkü etüv kurutmanın malzemenin dispersiflik durumu üzerinde önemli etkileri bulunmaktadır. ESP deneyi Avustralya da, bunun haricindeki tüm deneyler ise ABD de yaygın olarak kullanılmaktadır. Zaman zaman farklı deneyler arasında, verdikleri sonuçlar açısından bazı uyumsuzluklar görülebilmektedir. Bu durumda önüne gelen laboratuvar sonuçlarına göre karar verme durumunda olan mühendisin sıkıntı yaşaması doğal olmaktadır. Halen bazı araştırmacılar tarafından dispersiflik durumunun tayini açısından hangi deneylerin daha güvenilir olduğu ve bunların bir arada değerlendirilmesi sırasında nasıl bir yol izlenebileceği hususunda çalışmalar sürdürülmektedir. Bell ve Maud (1994) tarafından bir yöntem önerilmişse de gerek ülkemizde gerek diğer ülkelerde yaygın uygulama, numune üzerinde tüm dispersiflik deneylerini yaptırmak ve bunları bir arada değerlendirirken ihtiyatlı olmak şeklindedir. TDS = Na + Ca + Mg + K SAR, %Na ve TDS değerleri aşağıdaki grafik üzerine noktalanarak zeminin dispersiflik derecesi belirlenir. 1.2.2.3. Deneyler Üzerine Genel Bir Değerlendirme Yukarıda anlatılan tüm fiziksel ve kimyasal deneylerde, zemin numunelerinin tabii su muhtevasında deneye tabi tutulmaları ve su muhtevasında değişiklik olmasını önlemek amacıyla izole edilmiş kaplar içinde laboratuvara getirilmeleri gereklidir. Deney öncesi numunelerin etüvde kurutulması Şekil 2 - TDS, %Na ve SAR parametrelerine göre dispersiflik derecesi grafiği 2. KOYUNBABA BARAJI PLANLAMA ÇALIŞMALARI Acıçay Projesi Koyunbaba Barajı ve Sulaması Planlama Mühendislik Hizmetleri İşi kapsamında, DSİ V. Bölge Müdürlüğü nce tarafımıza yaptırılan planlama (fizibilite) çalışmaları Mart 2004 te tamamlanmıştır. Koyunbaba Baraj yeri, Acıçay ın bir yan kolu olan Terme çayı üzerinde, 791.5 m talveg kotunda ve Ankara ili Kalecik ilçesine bağlı Koyunbaba köyünün 3 km kuzeybatısındadır. Baraj sulama amaçlı olup projenin gerçekleşmesiyle Terme çayı ve Acıçay ın sağ ve sol sahilinde Kızılırmak a kadar uzanan brüt 10,291 ha tarım arazisinin cazibe ile sulanması mümkün olacaktır. Zonlu toprak dolgu tipinde tasarlanan barajın yüksekliği talvegden 52.0 m, temelden 85.5 m dir. Memba şevi 1: 3.25, mansap şevi 1: 2.75 olarak projelendirilen barajın, batardolar dahil toplam gövde hacmi 2,145,000 m³ geçirimli (kabuk dolgu), 1,252,000 m³ geçirimsiz (kil çekirdek), 90,000 m³ filtre, 88,000 m³ riprap ve 63,300 m³ ara dolgu malzeme olmak üzere 3,873,300 m³ tür. Planlama çalışmaları sırasında, projenin 50

kilit tesisi olan Koyunbaba barajının gövde tasarımına esas olmak üzere, ekonomik taşıma mesafesi içinde, geçirimli, yarı geçirimli ve riprap malzeme ocaklarının yanısıra 3 adet (A, B1 ve B2) de geçirimsiz (kil) malzeme ocağı araştırılmıştır. Geçirimsiz malzeme alanlarında derinlikleri 3 m ile 5 m arasında değişen toplam 51 adet araştırma çukuru açılmış, açılan çukurlardan alınan numunelerin bir kısmının üzerinde DSİ Teknik ştırma ve Kalite Kontrol Dairesi (TAKK) Mekaniği Laboratuvarı nda fiziksel, DSİ Etlik Toprak ve Su Laboratuvarı nda kimyasal dispersibilite deneyleri yapılmıştır. Numune No Tablo 1 - A Malzeme Alanı Laboratuvar Deney Sonuçları ve Dispersibilite Değerlendirmesi USCS Sembol Sherard et. al (1976) ABD Yöntemi TDS Na (%) SAR Avustralya Yöntemi ESP A-201 SC 7.07 63.93 4.04 5.71 TMH 2.1. Laboratuvar Deney Sonuçları ve Değerlendirme Malzeme alanlarına ait deney sonuçları ve değerlendirmeler sırasıyla A sahası için Tablo 1 ve Şekil 3 te, B1 sahası için Tablo 2 ve Şekil 4 te ve B2 sahası için Tablo 3 ve Şekil 5 te verilmiştir. Tablo 1 ve Şekil 3'ten anlaşılacağı üzere A malzeme sahasında kimyasal deneylere göre dispersif zemin mevcudiyeti sözkonusudur. Fiziksel deneylerde ise numunelerin yarısı dispersif olmayan, yarısı ara zemin özelliktedir. zemin olarak değerlendirilen malzemelerin uygulamada nasıl bir davranış sergileyeceğinin belli olmaması ve bunlar üzerinde yapılan kimyasal deneylerin dispersif sonuç vermesi, bizi paragraf 1.2.2.3 te belirtildiği şekilde ihtiyatlı olmaya ve A malzeme alanını dispersif sınıfında tanımlamaya mecbur bırakmıştır. Ancak ihtiyaç duyulan kil dolgu miktarının fazlalığı, bu sahanın ekonomik taşıma mesafesi içerisinde yer alması ve önemli bir kısmının malzeme sınıfı, geçirimsizlik, Atterberg limitleri gibi diğer mühendislik parametreleri bakımından uygun özellikler sergilemesi dolayısıyla sahanın Değerlendirme Değerlendirme A-202 SC 10.39 88.26 11.84 17.18 A-203 CH 21.27 83.78 13.67 16.15 A-204 CH 27.32 86.86 17.94 23.31 A-205 CL 5.43 30.20 1.21 1.60 A-206 SC 10.68 88.30 12.17 7.31 A-208 CH 14.92 76.34 8.74 4.35 A-210 CH 109.24 75.22 22.45 7.60 Şekil 3 - A Malzeme Alanı TDS, %Na ve SAR parametrelerine göre dispersibilite grafiği İğne Deliği Dağılma kullanımından tamamen vazgeçilmemiştir. Bunun yerine kil çekirdek dolgusunun memba, mansap ve tabanda zarf zonu oluşturularak projelendirilmesi yoluna gidilmiştir (Şekil 6). Bu tasarımdaki amaç, diğer mühendislik özellikleri açısından uygun olan dispersif malzemeyi, kil dolgunun orta bölgesinde oluşturulacak bir iç çekirdek zonunda güvenli bir şekilde kullanabilmektir. Nihayetinde iç çekirdeği çevreleyen dış çekirdek zonunda, aşağıda da belirtileceği üzere dispersif olmayan, sağlam kil malzeme kullanılacak, buna ilaveten kil çekirdeğin memba ve mansabında iyi derecelenmiş kum ve çakıldan 51

Tablo 2 - B1 Malzeme Alanı Laboratuvar Deney Sonuçları ve Dispersibilite Değerlendirmesi Sherard et. al (1976) ABD Yöntemi Avustralya Yöntemi Numune No USCS Sembol TDS Na (%) SAR B-301 CL 10.73 31.69 1.79 B-302 SC 4.19 39.14 1.47 B-303 SC 4.50 40.67 1.61 B-304 SC 5.08 37.99 1.55 B-305 SC 6.15 30.57 1.30 B-310 CL 6.12 35.46 1.55 B-316 SM 6.54 40.52 1.92 B-321 SM 6.07 37.89 1.69 ESP 2.43 1.74 1.52 2.10 1.48 2.19 0.99 0.58 Değerlendirme Değerlen-dirme filtre zonları teşkil edilecektir. Böylece iç çekirdekteki dispersif malzemede paragraf 1.1 de anlatılan mekanizmalarla herhangi bir çatlak ve buna bağlı borulanma pasajı oluştuğunda, bunun dış çekirdekteki sağlam kil zonuna sirayet edemeyeceği, etse bile hemen ardından gelen filtre zonları ile önleneceği açıktır. Literatürde dispersif killerle yapılacak inşaatlarda alınması gereken önlemler arasında kum filtreler üzerinde önemle durulmuştur. Tablo 2 ve Şekil 4 te görüleceği üzere B1 malzeme sahasında dispersif malzemeye rastlanmamıştır. Diğer mühendislik parametreleri açısından İğne Deliği Şekil 4 - B1 Malzeme Alanı TDS, %Na ve SAR parametrelerine göre dispersibilite grafiği Dağılma da uygun özellikler sergilemesi dolayısıyla B1 sahasındaki sağlam malzemenin tamamen kil çekirdek dolgusunun zarf zonunda (dış çekirdek zonu) kullanılması önerilmiştir. Tablo 3 ve Şekil 5 te verildiği üzere B2 malzeme sahasında ESP harici kimyasal deneylere göre yer yer ara zemin, yer yer dispersif zemin mevcudiyeti sözkonusudur. Her ne kadar ESP parametresi ve fiziksel deneylerin sonuçlarına göre malzeme, büyük oranda dispersif değil sınıfına girse de A sahasındaki malzeme ile birlikte iç çekirdek zonunda kullanılmasının uygun olacağı sonucuna varılmıştır. Böylece eğer B2 sahasındaki malzeme TDS, Na ve SAR parametrelerine göre dispersif özellik gösterecekse zaten olması gereken zonda, iç çekirdekte değerlendirilmiş olacaktır; yok eğer ESP, iğne deliği ve dağılma deneyindeki gibi dispersif özellik sergilemeyecekse A sahasından çıkacak dispersif malzemeyle birlikte kullanılacağı için oluşacak harmanlanma ile bu zondaki dispersiflik tehlikesi azaltılmış olacaktır. Nitekim literatürde, dispersif killerin dispersif olmayan sağlam killerle harmanlanmasıyla stabilize edilebileceği yönünde yapılmış çalışmalar mevcuttur. 2.2. Sonuç Koyunbaba Barajı nın gövde tasarımında dispersibilite sorununa karşı, yukarıda bahsedilen araştırma ve deney sonuçlarına dayanılarak özgün bir mühendislik çözümü geliştirilmiştir. Planlama kademesinde çalışılan barajın tasarımı, ileriki yıllarda yapılacak kati projesinde daha detaylı arazi ve laboratuvar araştırmalarından elde edilecek güncel donelerle desteklenebilecektir. 2.3. Teşekkür Yazarın dispersif killerle ilgili yaptığı araştırmalarda desteklerini esirgemeyen Şefik Cofcof, Ertuğrul Özbek, Prof. Dr. Erdal Çokça, Prof. Dr. Hasan Tosun, Dr. Eray Özgüler, Dilara Löker, Tayfun Sel, Dr. Vehbi Özaydın, Mehmet Ertorsun, Zeynep Yüngül, Fahrettin Eminoğlu ve Ali Bal a teşekkür edilir. 52

Numune No Tablo 3 - B2 Malzeme Alanı Laboratuvar Deney Sonuçları ve Dispersibilite Değerlendirmesi USCS Sembol Sherard et. al (1976) ABD Yöntemi Avustralya Yöntemi TDS Na İğne Deliği (%) SAR Değerlendirme ESP Değerlendirme Dağılma B-306 SC 5.22 50.77 2.37 2.55 B-307 SC 5.27 46.30 2.10 2.32 B-308 CH 5.53 47.92 2.24 3.07 B-309 CH 7.16 74.02 5.59 6.99 B-311 CH 12.83 53.47 3.99 4.30 B-312 CH 16.98 51.18 4.29 5.12 B-325 CL 6.18 48.54 2.41 0.87 B-327 CL 7.41 53.98 3.11 1.14 B-331 CH 20.63 74.99 9.78 4.55 B-337 SC 13.68 87.72 13.42 9.68 B-340 CH 21.12 93.84 25.59 14.90 2.4. Referanslar 1- Sherard J.L., Dunnigan L.P., Decker R.S., Steele E.F., Pinhole Test for Identfying Dispersive Soils, Journal of The Geotechnical Engineering Division, ASCE, January 1976, pp. 69-85 2- Sherard J.L., Dunnigan L.P., Decker R.S., Identification and Nature of Dispersive Soils, Journal of The Geotechnical Engineering Division, ASCE, April 1976, pp. 287-300 3- McDaniel N., Decker R.S., Dispersive Soil Problem at Los Esteros Dam, Journal of the Geotechnical Engineering Division, Semptember 1979, pp. 1017-1029 4- Forbes P.J., Sheerman A., Birrell J., Control of Dispersion in the Mnjoli Dam, Water Power & Dam Construction, December 1980, pp. 23-27 5- Sherard J.L., Trends and Debatable Aspects in Şekil 5 - B2 Malzeme Alanı TDS, %Na ve SAR parametrelerine göre dispersibilite grafiği Embankment Dam Engineering, Water Power & Dam Construction, December 1984, pp. 26-32 6- Tuncer E.R., Toprak Dolgu Barajlarda İç Erozyon, Dolgu Barajlar Yönünden Mekaniği Semineri, DSİ Genel Müdürlüğü TAKK Dairesi Başkanlığı, Mayıs 1985, Sayfa 27/1-15. 7- Bergado D.T., Kang K.Y., Improvement of Dispersive Soils By Mixing with Bangkok Clay or Bentonite, Geotechnical Engineering, Vol. 18, 1987, pp. 65-97 8- Knodel P.C., Dispersive Clays, Advanced Dam Engineering for Design, Construction and Rehabilitation, 1988, pp. 176-182 9- Indraratna B., Nutalaya P., Kugahenthira N., Stabilization of a Dispersive Soil by Blending with Fly Ash, Quarterly Journal of Engineering Geology, Vol. 24, 1991, pp. 275-290 10- Mitchell J.K., Fundamentals of Soil Behaviour, 1993, pp. 208-211 11- Tosun H., Killer ve Toprak Dolgu Barajlar Açısından Önemi, DSİ Teknik Bülteni, Sayı 80, 1994, pp. 60 12- Tosun H., Comaparative Study on Physical Tests of Dispersibility of Soils Used for Earthfill Dams in Turkey, Geotechnical Testing Journal, Vol.20, No.2, June 1997, pp. 242-251 13- Bell F.G., Geological Hazards, Their Assesment, Avoidance and Mitigation, 1999, pp. 195-202 14- Dolsar Mühendislik Ltd. Şti., DSİ V. Bölge Müdürlüğü, Acıçay Projesi Koyunbaba Barajı ve Sulaması Doğal Yapı Malzemeleri Planlama Raporu, 2004 15- Dolsar Mühendislik Ltd. Şti., DSİ V. Bölge Müdürlüğü, Acıçay Projesi Koyunbaba Barajı ve Sulaması Planlama Raporu ve Çizimleri, 2004. 53

Şekil 6 - Koyunbaba Barajı Tipik Gövde Enkesiti 54