Bazik volkanik kayaçlarda ayrışmaya bağlı olarak oluşan regolitik zeminlerin karakterizasyonu ve sınıflandırılması
Characterization and classification of regolitic soils originated from basic volcanic rocks due to weathering
Yazar: BİLGEHAN KUL YAHŞİ
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN ERSOY
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Mühendislik projelerinin birçoğunda yerinde oluşmuş rezidüel zeminler homojen kabul edilir ve bu zeminlerin fiziko-mekanik özelliklerinin derinlikle değişmediği varsayılır. Halbu ki, ayrışma derecesine bağlı olarak rezidüel zeminlerin jeokimyasal özelliklerinin derinlikle değiştiği bilinmektedir. Mineralojik olarak farklılıklar gösteren zeminlerin fiziko-mekanik özelliklerinin değişmesi de olağandır. Bu nedenle, tez kapsamında Trabzon ilinde bulunan bazik volkanik kayaçların ayrışma ürünü regolitik zeminlerin indeks, dayanım ve mineralojik özelliklerinin derinlikle değişimi araştırılmış, 6 adet temel araştırma sondaj açılmış, özel örnek alıcılarla 50 cm'de bir örselenmemiş örnek temin edilmiştir. Sismik ölçümler yapılarak enine dalga hızının derinlikle değişimi araştırılmış, koni(k) penetrasyon deneyleriyle uç ve sürtünme dirençleri ölçülmüştür. Tüm parametreler değerlendirildiğinde regolitik zeminler 3 ayrı zona ayrılmış, yüzeyden derine doğru tanımlanan A, B ve C zonlarının kalınlıklarının 1-2 m, 2-6 m ve 5-9 m arasında değiştiği belirlenmiştir. Jeokimyasal olarak derinlikle silis içeriğinin azaldığı alüminyum içeriğinin arttığı, demir içeriğinin ise B zonunda en yüksek değere ulaştığı görülmüştür. Zeminlerin indeks özellikleri dikkate alındığında, ince dane oranının, likit limit ve kohezyon değerinin derinlikle arttığı ancak B zonundan sonra ani bir azalış gösterdiği anlaşılmıştır. Konik penetrasyon verileri incelendiğinde konik uç direnci ve sürtünme oranı değerlerinin derinliğe bağlı bir artış sunduğu görülmektedir. Elde edilen veriler değerlendirilerek Trabzon ili ve çevresinde bazik volkanik kayaçlardan oluşan regolitlerin karakterizasyonu ortaya koyulmuş, pratikte farklı derinliklerden elde edilen verilerden yararlanarak diğer derinliklerde bulunan zeminlerin özelliklerinin tahminine yönelik bir sınıflandırma geliştirilmiştir.

Abstract:
In most of the engineering projects residual soils are assumed to be homogenous, and their geotechnical properties don't change with depth. Yet, it is known that their geochemical properties change with depth depending on the degree of weathering. Soils with mineralogical differences likely have different geotechnical characteristics. Thus, undisturbed soil samples were gathered at every 50 cm depth of 6 boreholes in a regolith in Trabzon city, which is formed by the weathering of basic volcanic rocks, and changes in index, strength and mineralogical properties of the soil in relation to sample depths were investigated. Change of shear wave velocities were investigated by seismic measurements, and cone penetration tests were conducted to determine tip friction ratios. After the evaluation of all parameters, the regolith soil is divided into three zones as A, B and C zones from the surface to below, and their thicknesses were determined to be ranging between 1-2 m, 2-6 m and 5-9 m, respectively. It was seen that geochemically silica content decrease with increasing depth while aluminum content increases, and iron content is highest in B zone. Considering the index characteristics of the soils, it was observed that fine grain percent, liquid limit and cohesion values increase with increasing depth until B zone, beyond which the values depict a sharp decrease. When cone penetration data is evaluated, it was seen that cone tip strength and friction ratio values increase in relation to depth. The characterization of the regolitic soils originated from the basic volcanic rocks around Trabzon city were determined by evaluating the obtained data, and a practical classification on prediction of soil parameters in different zones using the obtained data from different depth was evaluated.