Sıvılaşma probleminin önlenmesine yönelik sodyum poliakrilat uygulamalarının incelenmesi
Investigation of sodium polyacrylate applications to eliminate the liquefaction problem
Yazar: ÖMER FARUK GÜLER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK EVİRGEN
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Kimyasal enjeksiyon = Chemical injection ; Sarsma tablası = Shaking table ; Sodyum poliakrilat = Sodium polyacrylate ; Zemin iyileştirme = Soil improvement ; Zemin sıvılaşması = Soil liquefaction

Özet:
Sıvılaşabilir zeminlerde dinamik etkiler altında aşırı boşluk suyu basıncı artışından dolayı taşıma kapasitesi kaybı meydana gelebilmektedir. Sıvılaşma; ince kumlu ve siltli zeminlerin gevşek hale gelmesiyle daneler arasındaki efektif gerilmenin düşmesi neticesinde aşırı ve farklı oturmalara yol açmaktadır. Taşıma kapasitesini arttırmak ve oturmaları azalmak amacıyla çeşitli zemin iyileştirme yöntemleri kullanılsa da direkt olarak sıvılaşmanın çözümüne yönelik bir yöntem ile karşılaşılmamaktadır. Bu tez kapsamında öncelikle zemin iyileştirme yöntemleri, zemin sıvılaşma mekanizması ve sıvılaşmayı etkileyen faktörler açıklanarak sıvılaşma hesapları ile literatür taraması verilmiştir. Özgün bir yaklaşımla su emdiğinde jel forma dönüşen sodyum poliakrilat (SPA) kimyasalı zemine homojen karışım, yatay tabaka, düşey tabaka 
ve jel kolon şeklinde uygulanarak aşırı boşluk suyu basıncının düşürülmesi ve sıvılaşmanın engellenmesi amaçlanmıştır. Deney hücresi içerisinde zemin malzemesi olarak sıvılaşmaya karşı yüksek hassasiyete sahip kötü derecelenmiş silis kumu 
kullanılmıştır. Sarsma tablası deneyleri sonrasında boşluk suyu basıncı ve oturma verileri toplanmış, iyileştirme yapılmayan referans deneyleri ile kıyaslanmıştır. Referans deneylerine kıyasla boşluk suyu basıncı değerlerinde %34,00 mertebelerine ulaşan seviyede azalmalar gözlenmiştir. Uygulama tipine bağlı olarak yeterli miktarda SPA-çimento karışımının yüzeyde gözlenen sıvılaşmayı engelleyerek temel plakasında gözlenen oturma problemini çözdüğü tespit edilmiştir. Deneysel sonuçlara göre SPA'nın zemin su fazını jele dönüştürerek sıvılaşmaya karşı çözüm sunduğu kanıtlanmıştır. Deneysel sonuçların arazi ortamında da doğrulanması önerilmektedir.

Abstract:
The loss of bearing capacity may occur in liquefiable soils due to excess pore water pressure increase under dynamic effects. Liquefaction causes an excessive and a differential settlement according to decrease in effective stress between soil grains as a result of the becoming loose state of fine grained sandy and silty soils. Although several soil improvement methods have been used in order to increase the bearing capacity and reduce settlements, there is no method for the solution of liquefaction problem primarily. Firstly, soil improvement methods, mechanism of soil liquefaction phenomenon and factors affecting liquefaction were explained and then liquefaction calculations and literature survey were given within the scope of this thesis. Sodium polyacrylate (SPA) chemical, which turns into a gel form in the case of absorbing water, was applied into the soil as a homogeneous mixture, horizontal layer, vertical layer and gel column in order to reduce excessive pore water pressure and prevent liquefaction with a unique approach. Poorly graded silica sand, which is highly sensitive against liquefaction, was used as a soil material in the experimental cell. Pore water pressure and settlement data were collected and compared with the reference ones after shaking table tests. A decrease level 
was observed up to 34.00% in terms of pore water pressure values with respect to reference ones. It was determined that a sufficient amount of SPA-cement mixture prevents the liquefaction observed on the soil surface and solves the settlement problem of foundation plate depending on the application type. It has been proven that the SPA offers a solution against liquefaction by transforming the pore water phase of soil into a gel form according to experimental results. It is recommended that the experimental results must be validated in-situ conditions as well.