Yoğrulmuş killi zeminlerin kritik durum parametrelerinin düşen koni ile belirlenmesi
Determination of critical state parameters' remolded clays by using fall cone test
Yazar: MURAT GÜLEN
Danışman: DOÇ. DR. HAVVANUR KILIÇ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Geoteknik mühendisliği kapsamında inşa edilen yapıların (istinat duvarları, dolgu perdeleri, çakma kazıklar, toprak kayması, çamur akması, denizaltı ve kıyı yapıları vb.) tasarımlarında yaygın olarak kullanılan mukavemet ve deformasyon parametrelerinin hızlı ve düşük maliyetle belirlenebilmesi için araştırmalar devam etmektedir. Genellikle bu parametrelerin laboratuvar ve/veya arazi deneylerinden belirlenmesi çok zaman alıcı, maliyetli ve bu konularda yetişmiş insan gücü gerektirmektedir. Drenajsız kayma mukavemeti (Su), suya doygun killi zeminlerde drenajsız koşullar dikkate alınarak yapılacak tasarımlarda kullanılan en önemli tasarım parametrelerinden biridir. Zeminin kıvamı ile birlikte pratik olarak davranışının tahmin edilebilmesi için de çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Laboratuvar veyn deneyi ile yoğrulmuş ve örselenmemiş kohezyonlu zeminlerin drenajsız kayma mukavemeti kolayca belirlenebilir.  Bir diğer pratik deney olan düşen koni deney aleti ile de yoğrulmuş kohezyonlu zeminlerin drenajsız kayma mukavemetine geçiş yapılabilir. Ancak bu geçiş sırasında bir kalibrasyon katsayısına (K) ihtiyaç vardır. Bu kalibrasyon katsayının belirlenmesi için aynı zemin numunesiyle hazırlanan ve su muhtevası likit limitten plastik limite kadar olan farklı su muhtevasındaki numuneler sırasıyla düşen koni ve veyn deneylerine tabi tutularak elde edilen drenajsız kayma mukavemeti (Su) ve batma miktarı (h-mm) arasındaki ilişkiden faydalanılır. Bu kapsamda yapılan çalışmalarda açısı 300 ve ağırlığı 80 gram olan koni kullanılmaktadır.
Bu çalışma kapsamında yoğrularak hazırlanmış farklı endeks özelliklere sahip kohezyonlu zemin örnekleri üzerinde, her bir zemin örneğinde Farias vb. tarafından önerilen yöntem uygulanarak deformasyon ve mukavemet parametreleri pratik olarak tahmin edilmiştir. Aynı zemin örnekleri üzerinde geleneksel yöntemlerle ödometre ve konsolidasyonlu-drenajsız üç eksenli basınç deneyleri de yapılarak uygulanan metodun geçerliliği test edilmiştir. Ödometre deneylerinden elde edilen sıkışma parametreleri ile bu çalışma kapsamında kullanılan yöntemle elde edilen sıkışma parametreleri arasında %95'e yakın uyum görülürken, üç eksenli deneyden elde edilen dayanım parametreleri arasındaki uyum %95'ten daha fazladır.

Abstract:
Investigations are continuing to determine the strength and deformation parameters commonly used in the design of structures (retaining walls, filler curtains, piling piles, soil slides, mudflows, submarines and coastal structures, etc.) made in the context of geotechnical engineering. Generally, it is very time consuming, costly and requires human power to determine these parameters from laboratory and / or  land experiments. Undrained shear strength (Su) is one of the most important parameters used in designs to be made considering undrained conditions in water-saturated clayey soils. It is widely used to predict the behavior of the soil together with the consistency of the soil. By laboratory veyn shear test, the undrained shear strength of remolded and undisturbed cohesive soils can be easily determined. Another practical test, the falling cone test tool, can also be used to switch to the undrained shear strength of remolded cohesive soils. However, a calibration coefficient (K) is required for this transition. In order to determine this calibration coefficient, different water content samples prepared from the same soil sample and ranging from the liquid content limit to the plastic limit are utilized in the relation between the undrained shear strength and the penetration amount (h-mm) . In this context, the cone with an angle of 300 and a weight of 80 grams is used.
Within the scope of this study, methods proposed by Farias et al. were applied on cohesive soil samples with different index properties prepared by remolding. The deformation and strength parameters were practically estimated. On the same soil samples, the validity of the proposed method was tested by traditional methods of odometer and consolidation-undrained triaxial pressure tests. The fit between the compression parameters obtained from the odometer tests and the compression parameters obtained by the method used in this study is close to 95%, while the fit between the strength parameters obtained from the consolidation-undrained triaxial pressure tests is more than 95%.