Granüler zeminlerin yığılma ve kayma mukavemeti açılarının deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of internal friction angle and angle of repose of granular soils
Yazar: MURADDIN DURSUNOV
Danışman: PROF. DR. SUAT AKBULUT
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Granüler zemin ve malzemeler, ince taneli zeminler ile karşılaştırıldığında rölatif olarak yüksek dayanımlı olmaları, suyu hızlı drene edebilmeleri ve oturma miktarlarının az olmasından dolayı dolgu malzemesi olarak kullanılmaktadırlar. Bu malzemelerin en önemli kullanım alanları, mekanik olarak sıkıştırılmış toprak duvarlar ve güçlendirilmiş zemin şevleridir. Granüler zeminlerin yığılma açısı, kumların yığın halinde göçmeden durabildiği açı değeri olduğu için bilinmesi önemlidir. Bu açı, yığını teşkil eden koni kenarının yatay düzlemle yaptığı açının ölçüm değeridir. 
Bu çalışma kapsamında, farklı boyutlardaki granüler zeminler üç farklı yuvarlaklık seviyesinde hazırlanarak deneylerde kullanılmıştır. Zeminlerin yuvarlaklık seviyeleri köşeli, yarı yuvarlak ve yuvarlak olacak şekilde Los Angeles aleti kullanılarak hazırlanmıştır. Bu numunelerin granülometri eğrileri çizilerek indeks özellikleri belirlenmiştir. Köşeli, yuvarlak ve yarı yuvarlak haline getirilen zeminlerin yığılma açıları ASTM C1444 ve Santamarina and Cho (2001) yöntemleriyle belirlenmiştir. Ayrıca farklı rölatif sıkılıklarda kesme kutusu deneyleri yapılarak kayma mukavemeti açıları da belirlenmiştir. İlaveten granüler kum zemin numunelere, çeşitli yüzdelerde, propilen taneler, lastik tozu ve polipropilen parçacıklar katılarak, katkıların yığılma açılarına ve kayma mukavemeti açılarına olan etkisi araştırılmıştır.
Yapılan çalışmalar sonucunda hem kayma mukavemeti açılarının (𝜙), hem de yığılma açılarının (θ), kumların tane çapları 0,30 mm'den 4,75 mm'ye gidildikçe arttığı köşeli kumdan yuvarlak kuma gidildikçe de bu değerlerin azaldığı görülmüştür. ASTM C 1444 yöntemine göre belirlenen yığılma açısı değerleri, Santamarina and Cho yöntemine göre belirlenen yığılma açısı değerlerinden daha yüksek olarak bulunmuştur.
Katkılı kumlarda genel olarak kumların tane boyutları arttıkça yığılma ve kayma mukavemeti açılarında artış görülmüştür. İlaveten kayma mukavemeti açısı değerlerinin, katkılı kumlarda katkısız kumlara göre daha düşük değerler aldığı belirlenmiştir.

Abstract:
Because of higth resistant, faster drainage of water and less settlement of granular soils and materials in comparing with fine particle soils, they are used as filling materials. The most important usages of these materials are mechanical compacted soil walls and fortified soil slopes. Angle of repose of granular soils is important for knowing the angle of sand at bulky condition that stay stable without collapsing. This angle is the amount of angle of cone stack edge with the horizontal plane. 
In the context of this study, granular soils have been used by preparing in different dimensions at three different roundness groups. Roundness group of soil have been prepared by using Los Angles machine at three angular, rounded and well-rounded groups. Index properties of these samples have been founded by drawing granulametry of soil. Angle of repose of angular, rounded and well-rounded soils has been found by ASTM C 1444 and Santamarina and Cho (2001) methods. Also, by doing direct shear strength tests friction angles have been founded at different relative densities. Additionally, effect of adding propylene grains, rubber powder and polypropylene particles to soil samples on angle of repose and shear strength has been investigated.
At the end of studies, it was found that friction angles (𝜙) and angle of repose increased by increasing the dimension of soil from 0.30 mm to 4.75 mm and decreasing of these two parameters by changing angular soil to well-rounded soils. It found that angle of repose earned by ASTM C 1444 method is more than the angle of reposed earned by Santamarina and Cho method.
On sand with additives, generally by increasing particle dimensions there was an increase on both angle of repose and friction angle, and amount of friction angles was less than soils without additives.