Trabzon ili kırmızı killerinin jeoteknik özelliklerinin araştırlması
Investigation of geotechnical properties of red clays in Trabzon city
Yazar: İDRİS BAYKAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HAKAN ERSOY
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Jeoistatistik = Geostatistics ; Jeoloji = Geology ; Zemin mekaniği = Soil mechanics

Özet:
Bu çalışmada, Trabzon ilindeki regolitik zeminlerin dayanım parametrelerinin zeminlerin indeks özelliklerinin bir fonksiyonu olarak tahmini için ampirik bağıntılar önerilmiştir. Çalışma arazi gözlemleri ve laboratuar deneyleri olmak üzere iki farklı aşamada gerçekleştirilmiştir.Çalışma alanında Eosen-Neojen yaşlı bazaltik ve andezik kayaçlar yüzeylenme vermektedir. Volkanik kayaçlar üzerinde bulunan Pliyo-Kuvaterner yaşlı regolitler ise zemin ve ayrışmış kayalardan oluşmuş saprolitlerden ibarettir. Zeminler ve saprolitlerden oluşmuş regolitlerin kalınlıkları 0,5-10 m arasında değişmektedir.Çalışmada dayanım parametreleri ile indeks özellikler arasında istatistiksel ilişkiler kurmak için, Trabzon ilinde yüzeylenme veren regolitlerden 45 zemin örneği temin edilmiştir. Zeminlerin indeks özellikleri, plastisite özellikleri ve dane boyu dağılımları ASTM (1991) standartlarına uygun bir şekilde belirlenmiştir. Dane boyutu analizleri sonucunda zeminlerin % 1-3 çakıl, % 11-20 kum, % 20-30 silt ve % 35-50 kil boyutlu malzemelerden oluştuğu anlaşılmıştır. Çalışma konusu zeminlerin özgül ağırlıkları ise 2.36 ile 2.61 arasında değişmektedir. Likit limit % 33 ile 90 arasında değişirken plastisite indeksi % 10 ile 40 arasında değişmektedir. Bu özelliklerden yola çıkarak kil boyutlu malzemelerin genel olarak illit ve kaolinitten oluştuğu belirlenmiştir. Konsolidasyonsuz-drenajsız kesme kutusu deneyleri sonucunda ise zeminlerin kohezyonunu 10-51 kPa arasında, içsel sürtünme açılarının ise 7 ile 40 derece arasında değiştiği belirlenmiştir.Killi zeminlerin fiziksel ve dayanım özellikleri arasında istatistiksel ilişkilerin belirlenmesi amacıyla çoklu regresyon analizleri uygulanmış, analizler sonucunda içsel sürtünme açısı ile plastisite indeksi (PI)/likit limit (LL) arasında 0.8 lik regresyon katsayı ile karakterize edilen negatif ilişkiler, kohezyon ile plastisite indeksi (PI)/likit limit (LL) arasında ise 0.8 lik regresyon katsayı ile karakterize edilen pozitif logaritmik ilişkiler tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: İndeks özellikler, dayanım parametreleri, ampirik ilişki, regresyon analizi

Abstract:
In this study, the empirical equations were proposed for prediction of strength parameters as a function of index properties of regolithic soils in Trabzon City. The studies were conducted in two stage, field observations/measurements and laboratory tests.The dominant lithology in the studied area is Eocene-Neojene aged basaltic, andesitic volcanic rocks. Plio-Quaternary aged altered regolith horizon overlying the volkanic rocks contains the unconsolidated mantle of weathered volcanic rocks (saprolite) and soil material. Thickness of regoliths including both of the soil itself and saprolite is about 5-10 meter in the region.In order to establish some relations between strength parameters and index properties, 45 soil samples were collected in Plio-Quaternary aged regolith in Trabzon city. In the study index properties, atterberg limits and grain size distrubition of clayey soils were determined in accordance with ASTM (1991). Coarse sieve and fine sieve methods were used for grain size analysis. These analysis shows that samples are composed of 1-3 % gravel, 11-20 % sand, 20-30 % silt and 35-50 % clay size materials. Specific gravity of the samples was determined between 2.36-2.61. Liquid limits are between 33 % and 90 %. The plasticity index extended from 10 % to 40 %. The value of activity was recorded as between 0.50 and 1.30. Clay materials were classified according to their plasticity index and liquid limit values and according to these properties the most of samples contain illite and kaolinite typed clay minerals. Result of the unconsolidated-undrained direct shear, cohesion of the soils was determined as between 10 and 51 kPa. Thus, the tests show those friction angles are between 7 and 40.To determine the statistical relations between strength parameters and physical properties of clayey soils, multiple regression analysis was carried out. According to the multiple regression analysis results, the negative correlations characterized by the regression coefficient of 0.80 were determined between friction angle and PI/LL. However, the positive logarithmic relations between cohesion and PI/LL are determined. This relation is characterized by a regression coefficient of between 0.80.Key words: Index properties, strength properties, empirical relation, regression analysis