Sodyum poliakrilat ve geçirimsiz tabaka uygulamalarının zemin sıvılaşma potansiyeline etkisi
Effect of sodium polyacrylate and impermeable layer applications on soil liquefaction potential
Yazar: NESİL ÖZBAKAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK EVİRGEN
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Zemin sıvılaşması = Soil liquefaction

Özet:
Dinamik etkilere maruz kalan gevşek ve suya doygun durumdaki genellikle ince kum veya siltli zeminler, sıvılaşma sırasında daneler arası etkileşimin azalmasına bağlı olarak taşıma kapasitelerini kaybederek aşırı seviyede oturma göstermektedir. Zemin sıvılaşması, aktif deprem kuşağı içerisinde yer alan Türkiye'de hem geoteknik hem de yapısal açıdan önemli hasar sebepleri arasında bulunmaktadır. Dolayısıyla, bu sorunu önlemek amacıyla yapılacak çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez kapsamında öncelikle sıvılaşma mekanizması, sıvılaşma potansiyelini etkileyen faktörler ve sıvılaşma hesapları verilmiştir. Sonrasında konuyla ilgili yapılan literatür çalışmaları teorik, deneysel ve arazi çalışmaları başlıkları altında toplanmıştır. Tezin ana konusu ise sıvılaşma alanında yapılan üç farklı deneysel çalışmadan oluşmaktadır. İlki, deneysel model üzerinde sıvılaşma oluşumunun ve sıvılaşmanın rölatif
sıkılığa bağlı değişiminin incelendiği çalışmadır. Ardından, sıvılaşabilir Toyoura ve silis kumu tabakası üzerinde bulunan farklı kalınlıklardaki geçirimsiz üst tabakanın etkisi incelenmiştir. Son olarak ise sıvılaşma problemine alternatif bir çözüm sunan sodyum poliakrilatın sıvılaşma potansiyeline sahip kohezyonsuz zeminlere ilavesinin zemin
özelliklerine etkisi değerlendirilmiştir. Sıvılaşabilir zemin üzerine geçirimsiz üst tabaka yerleştirilmesi ile basınçtaki en yüksek sönümlenme değerleri her iki kum numunesi için de 1,50 cm tabakalı zeminde görülmüştür. Toyoura kumu ile yapılan çalışmada %11,04 oranında boşluk suyu basıncı sönümlenmesi sağlanırken bu oran silis kumu ile yapılan çalışmada %22,50 seviyelerine ulaşmaktadır. Sodyum poliakrilatın sıvılaşabilir kumlu zeminde kullanımı ise serbest basınç direnci, kayma mukavemeti açısından fayda sağlamaktadır. Diğer taraftan permeabilite (geçirgenlik) değerleri üzerinde ciddi bir etkisi bulunmamaktadır. Sonuç olarak bu tez kapsamında sıvılaşma olgusu ayrıntılı olarak irdelenmiş ve sıvılaşmanın çözümüne yönelik özgün bir yaklaşım sunulmuştur.

Abstract:
Generally, fine sandy or silty soils in loose and saturated state exposed to dynamic effects lose their bearing capacity due to a decrease of interaction between grains and show excessive settlement during liquefaction. Soil liquefaction takes part of important causing problems in terms of both geotechnical and structural damages in Turkey, which is located in the active earthquake zone. Therefore, studies are needed to prevent this problem.
Firstly, a liquefaction mechanism, the factors affecting the liquefaction potential and details about calculations were given within this thesis. Then, literature survey categorized under subheadings as theoretical, experimental and field studies. The main theme of thesis consists of three different experimental studies about liquefaction. The first one is a study that includes the formation of liquefaction and the change in liquefaction with respect to relative density on experimental model. Next, the effect of the impermeable top layer of different thickness on the liquefiable Toyoura and silica sand layer was investigated. Finally, the effect of sodium polyacrylate addition, which offers an alternative solution against the liquefaction problem, into the cohesionless soil with liquefaction problem on soil parameters were evaluated. By placing an impermeable top layer on a liquefiable soil, the highest pore water pressure damping values were observed for both sand samples in 1.50 cm layered soil. In the study with Toyoura sand, the pore water pressure was damped at a rate of 11.04%, this ratio reaches 22.50% in the study with silica sand. The use of sodium polyacrylate on liquefiable sandy soil provides benefits in terms of unconfined pressure resistance and shear strength. On the other hand, it does not have a serious effect on permeability values.
As a result, the phenomenon of liquefaction has been studied in detail within this thesis and a unique approach to the solution of liquefaction is presented