Nevşehir bölgesinde bulunan pomzaların taşıma gücü ve oturma yönünden geoteknik özelliklerinin belirlenmesi ve iyileştirilmesi
Determination of the geotechnical properties of the pumice type soils in Nevsehir region in terms of load-bearing capacity and settlement and their stabilization
Yazar: ALİ SİNAN SOĞANCI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA YILDIZ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada Nevşehir ili sınırları içinde bulunan ve yerleşim alanları içerisinde kalan pomza zeminlerin (kumların) taşıma gücü araştırılmıştır. Taneli kum bölgede pomza olarak adlandırılır. Doğal depozitlerde karşılaşılan bu malzemeler normal kumlara göre daha yumuşak, düşük yoğunluklu ve yüksek boşluk oranına sahiptir. Bunlar genellikle bir seri volkanik patlamaların sonucu oluşur. Pomza malzemeleri başlangıçta volkanik patlamanın gücüyle dağılır ve hava akımıyla volkan çevresine taşınır ve akabinde erozyon ve nehir taşıması ile başka bölgelere yığılır. Bu tez çalışmasında granüler pomza tabakasının bulunduğu Nevşehir ili Yeni 2. Mıntıka Mahalle Kızıltepe mevkiinde 3 farklı alan çalışma sahası olarak seçilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında bu sahalardan alınan pomzanın indeks ve fiziksel özellikleri belirlenmiştir. İkinci aşamasında pomza tabakasının bulunduğu kalınlıkta pomza tabakasının taşıma gücünü belirlemeye yönelik SPT, Plaka Yükleme deneyi ve Presiyometre deneyleri yapılmıştır. Tezin üçüncü aşamasında ise laboratuarda yükleme tankı oluşturularak 15*15 cm , 20*20 cm, D=15 cm ve D=20 cm model temellerde yükleme yapılarak aynı çap ve granülometriye sahip kum ve çakıl zeminler ile pomza zeminlerin davranışları kıyas edilmiş ayrıca taşıma gücü belirlenmiştir. Tezin son kısmında ise çimento enjeksiyonu ile pomza zeminin taşıma gücünü daha da artırmak amacıyla zemin iyileştirmesi yapılmıştır. Laboratuar sonuçlarından farklı çaptaki pomza zeminler üzerinde yapılan özgül yoğunluk, kuru birim hacim ağırlık ve su emme değerlerinin tane çapı küçüldükçe arttığını göstermiştir. Model taşıma gücü deney sonuçları incelendiğinde kum ve çakılda yapılan taşıma gücü deney sonuçları, aynı boyuttaki pomzada yapılan taşıma gücü deney sonuçlarından 1.0-1.5 kat arasında fazla değer vermiştir. Bu da kumun ve çakılın aynı boyuttaki pomzaya göre daha yüksek taşıma gücüne sahip olduğunu göstermiştir. Arazi deneylerinden en düşük taşıma gücü SPT deneyinden (127 kPa), en yüksek taşıma gücü ise Presiyometre deneyinden (252 kPa) elde edilmiştir. Model deneylerden bulunan en düşük ve en yüksek basınçlar ise D=15 cm model temel için qsınır=489 kPa, 20*20 cm model temel için qsınır=758 kPa elde edilmiştir. Çimento enjeksiyonundan elde edilen 28 gün kür sonu serbest basınç mukavemeti ise 11019 kPa elde edilmiştir. Çimento enjeksiyonundan elde edilen serbest basınç mukavemeti, model taşıma gücü deney sonuçlarından 14-22 kat fazla çıkmıştır. Bu da enjeksiyonun başarılı olduğunu göstermiştir.

Abstract:
In this study the bearing capacity of pumice soils (sands) within the settlement areas of Nevşehir province is analyzed. Grainy sand is labeled as pumice in the province. These materials, found in natural deposits, are softer, less dense, and have a higher void space compared to regular sand. They form as a result of serial volcanic eruptions. Pumice materials disperse with the force of the volcanic eruptions, are transported surrounding the volcano with airstreams and afterwards they are transferred to other locations with erosion and floods. In this thesis, three different study areas with pumice layers are chosen within the province of Nevşehir at the Yeni 2. Mıntıka Mahalle Kızıltepe location. (New 2nd Area District Kızıltepe location). In the first phase of the study, index and physical characteristics of the pumice are determined. At the second phase, Standart penetration test, plate load test, and pressiometer test are conducted on pumice at the thickness of the pumice layer. In the third level, loading on model footing blocks of 15*15 cm , 20*20 cm, D=15 cm ve D=20 cm in the laboratory, the reactions of pumice, sand and gravel soils of the same caliber (size) and granulometry are compared. At the final stage of the study soil stabilization with cement injection is conducted in order to increase the bearing capacity of pumice soil.The laboratory findings of the research made with pumice grounds of different sizes have shown that while grain size is decreasing, the relative specific density, dry unit weight, and water absorption values are increasing. When the model bearing capacity experimental results are analyzed, the values of sand and gravel bearing capacity tests were 1.0-1.5 times higher than the bearing capacity of pumice the same size. This fact has shown that sand and gravel have a higher bearing capacity than pumice of the same size. The minimum and maximum load-carrying capacities were from the site tests of SPT Test (127 kPa) and Pressiometer Test (252 kPa), respectively. The highest and lowest pressures obtained from the model experiments are; for a D=15 cm model footing qlimit=489 kPa and for a 20*20 cm model footing qlimit=758 kPa. After a 28 days curation following cement injection, a 11019 kPa unconfined compressive strength was obtained. The unconfined compressive strength obtained was 14-22 times higher than that of the model bearing strength results. This fact confirms that the cement injection was successful.