Yüksek plastisiteli killerin şişme potansiyelinin direkt deneylerle belirlenmesi ve karşılaştırmalı analiz
Determination of swelling potential of high plasticity clays with direct tests and a comparative study
Yazar: MURAT TÜRKÖZ
Danışman: PROF.DR. HASAN TOSUN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
YÜKSEK PLASTİSİTELİ KİLLERİN ŞİŞME POTANSİYELİNİNDİREKT DENEYLERLE BELİRLENMESİ VE KARŞILAŞTIRMALI ANALİZMURAT TÜRKÖZÖZETŞişen zeminlerin sınıflamasında genelde üç ayrı yöntem kullanılır. Birincisi, mineralojiktanımlamadır ki, malzemenin değerlendirilmesinde faydalı sonuçlar sunmasına rağmen, şişmepotansiyelinin tanımında tek başına yeterli değildir. İkinci yöntem, indeks özelliklerine bağlıtanımlanan direkt olmayan ölçümlerdir ki, bu yöntem temel zeminin şişme potansiyelinindeğerlendirilmesinde ve özellikle nitel tanımlamada etkili olarak kullanılabilmektedir. Buçalışmanın da konusunu teşkil eden direkt ölçümler, üçüncü yöntemi oluşturmaktadır. Buölçümler, basitçe uygulanabilir olması ve karmaşık laboratuar ekipmanlarına gerekduyulmamasına rağmen, tasarım mühendisleri için çok faydalı nicel verileri sağlamaktadır. Eldeedilen bu veriler istatistiksel yöntemlerle değerlendirilebilmekte, bulanık mantık ve yapay sinirağları gibi sofistike yöntemler ile daha kullanılabilir hale dönüştürülebilmektedir.Bu araştırmada, bir uygulama projesinde deneysel çalışma programı takip edilerek veelde edilen veriler kullanılarak yüksek plastisiteli kil zeminlerin şişme potansiyeli, değişikyöntemlerle belirlenmiş ve bu veriler üzerinde bazı fiziksel parametrelerin etkisi incelenmiştir.Çalışmada, ilgili fiziki değişkenlere bağlı olarak pratik kullanım amacıyla çoklu regresyon,bulanık mantık ve yapay sinir ağları ile değerlendirmeler yapılarak mukayeseli bir analizgerçekleştirilmiştir. Çoklu regresyona dayalı analizlerde örselenmemiş numuneler için özelliklekuru yoğunluk, su muhtevası ve plastisite indisine bağlı ilişkiler anlam ifade etmektedir.Sıkıştırılmış örnekler için kuru yoğunluk, doygunluk derecesi ve metilen mavisi değerideğişkenlerine dayalı ilişkilerin nispi olarak daha yüksek regresyon katsayısı sağladığıbelirlenmiştir.Bu çalışmada, Güneydoğu Anadolu Projesi kapsamında yer alan Şanlıurfa ili yakınındabulunan 180 km2'lik bir uygulama sahasından numuneler alınarak deneysel çalışmalargerçekleştirilmiş ve bu verilere bağlı olarak bir Coğrafi Bilgi Sistemi esaslı program kullanılarakçalışma sahasının şişme potansiyeli mekansal olarak değerlendirilmiştir. Çalışma sonundaoluşturulan şişme potansiyeli tehlike haritalarından, olası problemli sahaların varlığı belirlenmiş,çalışma kapsamında elde edilen veriler kullanılarak ilgili sahanın şişme potansiyeli mekansalolarak incelenmiştir.Anahtar Kelimeler: Şişen Zemin, Şanlıurfa Harran Kili, Metilen Mavisi Deneyi, Şişmeİndisi, Bulanık Mantık Yöntemi, Yapay Sinir Ağları Yöntemi.

Abstract:
DETERMINATION OF SWELLING POTENTIAL OF HIGH PLASTICITY CLAYSWITH DIRECT TESTS AND A COMPARATIVE STUDYMURAT TÜRKÖZSUMMARYThere are three separate methods for classifying potentially expansive soils. The first oneis the mineralogical identification, which can be useful in the evaluation of material, but is notsufficient in itself to define swelling soil problem. Second one includes the indirect methodsbased on index properties that give valuable tools in evaluating the swelling property offoundation soils. The direct measurements constitute the last method for quantitively identifyingsoil when dealing with swelling issue. They include the useful data for design engineers. Thedata obtained from direct measurements can be evaluated by statistical methods. These valuescan be more beneficial for scientists by means of the sophistic methods such as fuzzy logic andartificial neural network analyses.In this study, the values of swelling potential relevant to a large project, which is locatedat the south-east part of Turkey, are estimated by means of different methods, and the effect ofsome physical properties on these variables is investigated in detail. The empirical relationshipsto be used in practice are developed on the basis of swelling percent and pressure. For thispurpose, multi-regression, fuzzy logic and artificial neural network analyses are considered andfinally a comparative study is performed to obtain more rational solutions for defining theswelling potential of high-plasticity clays. The results of multi-regression analyses, therelationships based on dry density, water content and plasticity index introduces most rationalsolutions for undisturbed samples. For the compacted samples, the relationships based on drydensity, saturation degree and methylene blue value provides the highest regression coefficient.In the content of this study, extensive geotechnical study is executed for an investigationarea, which is very close to the Şanlıurfa city at south-east of Turkey. An area of 180 km2covering the Şanlıurfa and Harran plains is geotechnically investigated to obtain undisturbed anddisturbed samples. As a result of this extensive study, the values of swelling pressure and swellpotential determined for each location are used to obtain the swelling potential and hazard mapof the area by means of a GIS program.Keywords: Swelling Soil, Şanlıurfa Harran Clay, Methylene Blue Test, Swell Index,Fuzzy Logic Method, Artificial Neural Network Method.