Yumuşak killerin konsolidasyon davranışı
Consolidation behavior of soft clay
Yazar: SAADET ARZU BERİLGEN
Danışman: PROF. DR. İ. KUTAY ÖZAYDIN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2003
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
ÖZET Güllümüzde dipsel tarama çamurları, maden çamurları, kanalizasyon çamurları gibi atık maddelerin depolanması ve depolandıkları sahaların kullanıma kazanılması ekonomik ve çevresel açılardan önem taşımaktadır. Bu alanların kullanıma kazanılması için depolandığı sahalarda davranışının tahmin edilmesi ile mümkün olacağı açıktır. Yüksek su muhtevasına sahip zeminlerin kendi ağırlığı ve/veya sürşarj yükleri altında non-lineer olan deformasyon davranışının doğru tahmin edilmesi için fiziksel olayı modelleyen bir matematiksel model ile denklemin çözümünü elde edebilmek için zeminin özelliklerinin belirlenmesi ile gerçekleşebilir. Son otuz yılda yapılan bilimsel çalışmalar yüksek su muhtevasına sahip zeminlerin deformasyon davranışı hakkında önemli bulgular elde edilmesini sağlamıştır. Yüksek su muhtevasına sahip killi malzemelerin konsolidasyon davranışının incelenmesinde malzemenin kendi ağırlığı allında ve çok küçük efektif gerilme durumlarında konsolidasyon özelliklerinin belirlenmesi klasik konsolidasyon deneyleriyle mümkün olmamaktadır. Bu nedenle ilk kez îmai (1979) tarafından bu tip zeminlerin davranışım gerçeğe daha yakın modelleyen, akış hızı kontrollü sızmtı etkili konsolidasyon deneyi (Seepage Induced Consolidation Test) kullanılmış ve bu düzenek Abu-Hejleh, Znidarcic ve Barnes (1996) tarafından geliştirilerek sızıntı etkisi bir pompa tarafından sağlanmıştır. Bu tez çalışmasında yüksek su muhtevasına sahip zeminlerin depolandığı sahada kendi ağırlığı ve/veya sürşarj yükleri altodaki davranışım tahmin edebilmek için gerekli sıkışma özellMerinin (efektif gerilme-boşluk oranı(e-av ) ve permeabilite-boşluk oranı(k-e) ilişkisi) belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda YTÜ Geoteknik Laboratuarı'nda sızmtı etkili bir konsolidasyon deney düzeneği kurularak, üç ayrı kil için "slurry" kıvamda hazırlanan numuneler üzerinde sızmtı etkili konsolidasyon deneyleri yapılmıştır. Deneylerden elde edilen boşluk oram-efektif gerilme(e-av ) ve efektif gerilme-permeabilite katsayısı ilişkisine ait bulguların literatürde yüksek su muhtevasına sahip zeminlerde elde edilen bulgularla uyum içinde olduğu belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: Suya doygun yumuşak zeminler, konsolidasyon, sızmtı etkili konsolidasyon deneyi. xıv

Abstract:
ABSTRACT Storing contaminant soils, such as dredge materials, sludge and mine tailings, and reclaiming contaminant soil storage areas back into the economy has arisen as an important economical and environmental problem in today's world. It is clear that this reclamation will only become possible after successful prediction and modelling of behaviour of soil in the storage areas. In order to accurately predict the non-linear deformation behaviour of high water content soils under its own weight and/or through surcharge loading, it is imperative that we obtain both a mathematical model that will accurately predict the physical event, and also, to solve this mathematical model, the physical properties of the soil. The scientific studies in the last thirty years have revealed important discoveries regarding the deformation behaviour of high water content soils. Determination of consolidation properties of high water content clays under its own weight and/or very little effective stress is currently not possible through the classic experimental methods. A new experimental technique, dubbed "Seepage Induced Consolidation Test" by hnai (1979), was developed to more realistically study the consolidation behaviour of such high water content soils under seepage forces. This experimental setup was further developed by Abu-Hejleh, Znidarcic and Barnes (1996) through simulation of seepage forces using a flow pump applied to the soil sample. The goal of this thesis was to determine the consolidation properties (specifically the "variation of void ratio with effective stress (e-av )" and "coefficient of permeability with void ratio (k-e)" relationship) of high water content soils that are deposited in areas where they are subject to compression under their own weight and/or surcharge loads. A seepage induced testing system was built at the Yildiz Technical University Soil Mechanics Laboratory, and this system was used to investigate three different clay samples that were prepared in a slurry style mix. The experimental results were observed to be consistent with the relationships proposed in the literature for the "variation of void ratio with effective stress" and "coefficient of permeability with void ratio" during consolidation of high water content soils. Keywords: Saturated soft soil, consolidation, seepage induced consolidation test. xv