Laboratuvar deneyleri ve sonlu elemanlar analizleri kullanılarak derin karıştırma yöntemi ile zemin iyileştirmenin incelenmesi
Investigation of soil improvement by deep mixing method using laboratory tests and finite elements method
Yazar: ÜMMÜ BESTE GÖREN
Danışman: DOÇ. DR. DEVRİM ALKAYA
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Derin karıştırma = Deep mixing ; Serbest basınç deneyi = Unconfined compression test ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Uçucu kül = Fly ash ; Zemin iyileştirme = Soil improvement

Özet:
Günümüzde zeminin üst yapı inşasına uygun olmadığı durumlarda çeşitli
iyileştirme yöntemleri ile zemin iyileştirmesi yapılmaktadır. Teknolojinin
ilerlemesi ile birlikte çeşitli iyileştirme yöntemleri uygulanmaya başlanmıştır.
Derin karıştırma yöntemi zeminin farklı bağlayıcılarla homojen bir şekilde yüksek
basınçla enjekte edilip karıştırılarak yerinde iyileştirilmesi işlemidir. Bağlayıcı
olarak genellikle çimento kullanılmakta olup kireç, uçucu kül, yüksek fırın cürufu
gibi bağlayıcılar da kullanılmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında CL sınıfı
düşük plastisiteli, su içeriği %30 olan zemin çimento ve uçucu kül kullanılarak
laboratuvarda modellenmiştir. Kilin kuru ağırlığının %5, %10, %15 oranında
çimento ve %2,5 çimento+%2.5 uçucu kül, %5 çimento+%5 uçucu kül, %7.5
çimento+ %7.5 uçucu kül kullanılmıştır. Uçucu külün zemin iyileştirme
yöntemlerinde kullanılarak çevre kirliliğini azaltmak, daha ekonomik sonuçlar
elde edilmesi amaçlanmaktadır. Bu nedenle bağlayıcı malzeme seçiminde atık bir
malzeme olan uçucu kül tercih edilmiştir.
Kil zeminin parametrelerini belirlemek için elek analizi, hidrometre
analizi, likit limit, plastik limit deneyleri uygulanmıştır. Derin karıştırma düzeneği
oluşturulup ıslak derin karıştırma yöntemi ile kolonlar oluşturulmuştur. Elde
edilen numunelerin 7, 14, 28, 45 ve 60 gün dayanımları tek eksenli serbest basınç
deneyleri yapılarak elde edilmiştir. Deneyler sonucunda elde edilen serbest basınç
mukavemetleri ile korelasyonlar yardımı ile derin karıştırma kolonlarının
parametreleri belirlenmiş olup PLAXIS 2D ile analizleri yapılmıştır. Tek eksenli
basınç deneyleri sonucunda çimento içerikli numunelerde en yüksek dayanım
%15 çimento içeriğinde 3025.37 kPa'dır. Çimento ve uçucu kül içerikli
numunelerde ise en yüksek dayanım %7.5 çimento+%7.5 uçucu kül içeriğinde
1591.32 kPa'dır. Yapılan deneyler sonucunda sadece çimento içerikli
numunelerin daha az kür süresinde daha yüksek dayanım elde edildiği sonucuna
varılmıştır

ANAHTAR KELİMELER: Derin karıştırma yöntemi, serbest basınç mukavemeti, uçucu kül

Abstract:
Today, in cases where the soil not suited for superstructure construction,
soil improvement is carried out using various improvment methods. With the
advancement of technology, numerous improvement methotds have been used.
The deep mixing method is the process of on site soil improvement by mixing it
with different binders homogeneously using high pressure. Cement is generally
used as binder, and binders such as calcitic, fly ash, blast furnace cinder are also
used. It is aimed to reduce environmental pollution and to obtain more economical
results by using fly ash in soil improvement methods. For this reason, fly ash,
which is a waste material, was preferred in the selection of binder material.Within
the scope of this thesis, CL class low plasticity, 30% water content soil was
modeled in the laboratory using cement and fly ash. 5%, 10%, 15% cement and
2.5% cement + 2.5% fly ash, 5% cement + 5% fly ash, 7.5% cement + 7.5% fly
ash were used of the dry weight of the clay. Sieve analysis, hydrometer analysis,
liquid limit and plastic limit tests were applied to determine the parameters of the
clay soil. Columns were formed with a deep mixing mechanism and wet deep
mixing method. The 7, 14, 28, 45 and 60 day strengths of the obtained samples
were obtained by performing uniaxial unconfined compression tests. The
parameters of the deep mixing columns were determined with the help of the free
compressive strengths and correlations that were obtained as a result of the
experiments and analyzed with PLAXIS 2D. As a result of uniaxial pressure tests,
the highest strength in cement-containing samples is 3025.37 kPa at 15% cement
content. As a result of tests, it was observed that only cement samples ob tained
higher strenght in less curing time.

KEYWORDS: Deep mixing method, uniaxial unconfined compression test, fly ash