Sepiyolit katkısının kumların statik sıvılaşması üzerine etkisinin araştırılması
Investigating the effect of sepiolite suspension on static liquefaction of sands
Yazar: SİNAN GÜRBÜZ
Danışman: DOÇ. DR. KAMİL BEKİR AFACAN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Kum = Sand ; Silt = Silt ; Su basıncı = Water pressure ; Sıvılaşma = Liquefaction

Özet:
Suya doygun kohezyonsuz zeminlerin sıvılaşması geoteknik mühendisliği açısından büyük öneme sahip bir olgu olmuştur. Dinamik veya statik yükler sonucu gerçekleşen bu olay çoğu zaman büyük yer değiştirmelere neden olarak ciddi ekonomik ve sosyal zararlara sebep olmaktadır. Tarih boyunca sıvılaşma meydana gelmiş suya doygun gevşek kumların önemli bir çoğunluğunun belli miktarlarda silt muhteva ettiği görülmüştür. Siltlerin drenajsız koşulda monotonik yükleme altında statik sıvılaşma potansiyeline etkisi araştırmacılar tarafından uzun süredir tartışma konusu olmuştur. Bu nedenle silt içeren kumlu zeminlerden oluşan su altı şevleri, kıyı ve liman zeminleri ve hidrolik dolgular gibi yapıların monotonik yükleme altında statik sıvılaşma potansiyelinin belirlenebilmesi için drenajsız üç eksenli basınç deneyleri yapılması gerekmektedir. Bu çalışma kapsamında temiz kumlar ve siltli temiz kum karışımları üzerinde drenajsız üç eksenli basınç deneyleri gerçekleştirilmiş ve siltlerin temiz kumların genişleme davranışına ve statik sıvılaşma potansiyeli üzerine etkisi araştırılmıştır. Bunun için %6 ve %12 oranında hazırlanan siltli temiz kum karışımları, %0, %10 ve %20 rölatif sıkılık oranlarında nemli tokmaklama yöntemi ile yerleştirilip 50,100 ve 150 kPa çevre basınçları altında drenajsız üç eksenli basınç deneyiyle monotonik yükleme uygulanmıştır. Silt içeriğinin artışıyla temiz kumların genişleme davranışının arttığı ve buna bağlı olarak aşırı boşluk suyu basıncında artış gerçekleşerek gevşek kum zeminler için statik sıvılaşma potansiyelini artırdığı açıkça görülebilmektedir. Daha sonra bu çalışmanın esas amacını oluşturan doygun kumlarda sıvılaşmayı azaltmak için sepiyolit katkısı kullanılmıştır. Sepiyolit su emme kapasitesi çok yüksek olan doğal bir kil mineralidir, öyle ki kendi ağırlığının 200-250 katı kadar su emebilir. Bu özelliği sıvılaşmanın temel nedeni olan aşırı boşluk suyu basıncını azaltmak amacıyla kullanılmıştır. Tamamen statik sıvılaşma görülen siltli temiz kum karışımları ile %4, %5 ve %7 olmak üzere üç farklı oranda sepiyolit karıştırılmıştır. Sonuç olarak sepiyolitin aşırı boşluk suyu basıncı artışını önemli ölçüde azaltarak sıvılaşmanın önüne geçtiği ve kum numunelerinin davranışını değiştirdiği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Gevşek kum, Silt, Sepiyolit, Statik Sıvılaşma, Boşluk Suyu Basıncı, Üç Eksenli Basınç

Abstract:
The liquefaction of the saturated cohesionless soils is very important phenomenon for geotechnical engineers. This event, which occurs under cyclic or static loadings most of the times causes large deformation which leads to serious economic or social damages. Throughout history, it has been observed that a significant majority of liquefied saturated loose sands contain certain amount of silt. The effects of silts on the static liquefaction potential under monotonic loadings with undrained conditions has long been the subject of debate by researchers. For this reason, undrained triaxial compression tests required to determine the potential of static liquefaction under monotonic loading of the structures such as submarine slopes, mine tailings and hydraulic fillings containing silty sands. In this study, undrained triaxial compression tests carried out on clean sands and silt clean sand mixtures and effects of the silts on dilative response and static liquefaction potential investigated. For this purpose, silt clean sand mixtures prepared in 6% and 12% ratios were deposited %0, %10 and %20 relative densities with moist-tamping method and monotonic loading were applied with undrained triaxial compression tests under 50,100 and 150 kPa confining pressures. With the increasing silt content, it can be clearly seen that the dilative response of clean sands increases and therefore building more excess pore pressure which leads to increasing the potential for static liquefaction for loose sand samples. Then, sepiolite suspension was used to liquefaction mitigation on saturated sands, which constituted the main purpose of this study. Sepiolite is a highly absorbent natural clay mineral that can absorb 200-250 times of water than its own weight. This feature has been used to reduce excess pore pressure which is the main cause of the liquefaction phenomenon. Mixed in three different ratios which is 4%, 5% and 7% with silt clean sand mixtures that completely static liquefied. As a result, it has been observed that sepiolite prevents complete static liquefaction by reducing excess pore pressure and changes the behavior of sand samples.

Keywords: Loose Sand, Silt, Sepiolite, Static Liquefaction, Pore Pressure, Triaxial Compression