Uçucu küllerin kumlu zeminlerin sıvılaşma davranışı üzerindeki etkileri
Influence of fly ash gdsv on the liquefaction behavior of sandy soils
Yazar: MURAT EYİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDÜLHAKİM ZEYBEK
Muş Alparslan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nükleer Enerji ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Nükleer Mühendislik = Nuclear Engineering
Dizin: Deprem = Earthquake ; Dinamik testler = Dynamic tests ; Kum = Sand ; Sıvılaşma = Liquefaction ; Uçucu kül = Fly ash

Özet:
Sanayileşme ve kentleşme, enerji ve hammaddeler için artan tüketici talebini artırarak, dünya 
çapında her yıl büyük miktarda endüstriyel atığın ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Uçucu kül, en yaygın 
endüstriyel atık türleri arasındadır. Termik santrallerde kömürün yakılması ile oluşan ve genellikle santral 
dışında depolanan uçucu kül atığı tüm dünyada ciddi çevresel sorunlara yol açmaktadır. Uçucu küllerin
farklı inşaat mühendisliği uygulamalarında zemin güçlendirici malzeme olarak değerlendirilmesi, 
sürdürülebilir kalkınma için oldukça önemlidir ve büyüyen çevre sorunlarına uygulanabilir bir çözüm 
sağlayabilir. Uçucu küllerin kohezyonlu zeminlerin stabilizasyonu ve temel mühendislik özellikleri 
üzerindeki etkileri hakkında birçok çalışma yapılmış olmasına rağmen bu tür atık malzemelerin temiz 
kumların sıvılaşma davranışı üzerindeki etkilerini inceleyen çalışma sayısı oldukça az sayıdadır. Uçucu 
küllerin özellikle tektonik hareketlerin yoğun olduğu bölgelerde inşaat mühendisliği uygulamalarında daha 
etkin ve güvenilir biçimde kullanılabilmesi için bu alanda daha fazla araştırma-geliştirme çalışmalarına 
ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışma kapsamında, Türkiye'de faaliyet gösteren Seyitömer termik santralinden 
F sınıfı uçucu kül temin edilmiştir. %0-40 oranında uçucu kül içeren kum-uçucu kül karışımları kullanılarak
gevşek ve orta sıkılıkta üç eksenli numuneler hazırlanmıştır. Numunelerin sıvılaşma özellikleri, 30 adet 
gerilme kontrollü konsolidasyonlu drenajsız dinamik üç eksenli deneyler ile belirlenmiştir. Testler, iki 
farklı efektif çevre basıncında (50 ve 100 kPa) ve 1 Hz yükleme frekansına sahip tekrarlı yükler altında 
gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarının ayrıntılı analizi, benzer relatif sıkılığa sahip kum-uçucu kül 
numunelerinin sıvılaşma direncinin, karışımdaki uçucu kül içeriğinin %20'ye kadar artması ile azaldığını, 
ardından %40'a ulaşana kadar hafifçe arttığını göstermiştir. Sadece kum içeren numuneler, uçucu küllü kum
numunelerine göre daha yüksek sıvılaşma direncine sahip olduğu görülmüştür. Bu çalışma ile uçucu külün 
geoteknik deprem mühendisliği uygulamalarında kullanımının avantaj ve dezavantajlarının belirlenmesi ve 
ilgili konunun gelişimine katkıda bulunulması beklenmektedir.

Abstract:
Industrialization and urbanization promote increasing consumer demand for energy and raw 
materials, producing a huge amount of industrial waste around the world annually. Fly ash is among the 
most common types of industrial waste. It is the byproduct of coal-fired thermal power plants and is usually 
stored outside the power plants, causing serious environmental concerns all around the world. The reuse of 
fly ash as soil-reinforcing material in different civil engineering applications is promising for sustainable 
development and may provide a viable solution to growing environmental problems associated with their 
disposal. Although there are various studies conducted to examine the effects of fly ash on the stabilization
and basic engineering properties of cohesive soils, only a few relevant experimental studies exist on the 
effects of fly ash on the liquefaction characteristics of saturated clean sands. Further studies are needed in
this area, so that fly ash can be used more effectively and reliably in civil engineering applications, 
especially in seismically active regions. In this study, Class-F fly ash was collected from the Seyitömer 
thermal power plant in Turkey. Loose and medium-dense triaxial specimens were prepared using sand-fly 
ash mixtures containing 0-40% of fly ash. The liquefaction characteristics of the specimens were examined 
through a series of 30 stress-controlled undrained dynamic triaxial tests. The tests were conducted at 1 Hz 
loading frequency and under initial effective confining stresses of 50 and 100 kPa. The detained analysis 
of experimental results showed that at a similar relative density, the liquefaction resistance of the sand-fly 
ash specimens decreased as the fly ash content increased up to about 20%, then slightly increased until the 
fly ash content reached 40%. Sand-only specimens showed greater liquefaction resistance than sand-fly ash 
specimens. The findings presented in this study are expected to contribute to the development of this 
research topic subject, providing useful insights into the advantages and disadvantages of the use of fly ash 
in geotechnical earthquake engineering applications.