Zeminlerin hacimsel büzülme limitinin belirlenmesini etkileyen faktörlerin araştırılması ve ilgili yöntemlerin karşılaştırılması
Investigation of the factors that affect volumetric shrinkage limit of soils and comparing the related methods
Yazar: TALAT KASIM YAVUZ
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZER
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yapı Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Zeminlerin hacimsel büzülme limitinin belirlenmesinde yaygın olarak kullanılan cıva taşırma yönteminin yer aldığı ASTM D427 standardı cıvanın insan sağlığına zararlı olması sebebiyle 2008'de yürürlükten kaldırılmıştır. BS 1377-2 Bölüm 6'da yer alan cıvalı yöntemler ise eşdeğeri Avrupa standardı yürürlüğe girdiğinde (tahminen 2015'in son çeyreğinde) değiştirilecek veya yürürlükten kaldırılacaktır. TS 1900-1'de yer alan cıva taşırma yöntemi ise ilgili Avrupa standardı yürürlüğe girdiğinde iptal edilecektir. Bu standartların geçerli olduğu ülkelerde, cıvalı yöntemlerin yerine parafin kaplama yöntemleri kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada; Ankara'nın dört farklı bölgesinden alınan altı adet doğal zemin numunesi üzerinde, ASTM D427, BS 1377-2, ASTM D4943 ve TS EN ISO 17892-2'de tanımlanan sırasıyla cıva taşırma yöntemi, cıvalı büzülme cihazı yöntemi, parafin kaplama yöntemi ve sıvı taşırma yöntemi olmak üzere dört farklı yöntemle belirlenen hacimsel büzülme limiti değerleri karşılaştırılmıştır. Ayrıca, parafinin birim hacim kütlesinin büzülme limiti değerleri üzerindeki etkisi ve parafin kullanımında karşılaşılan bazı güçlüklere ve belirsizliklere karşı çözümler de araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre; karşılaştırılan dört yöntemin de birbiriyle uyumlu sonuçlar verdiği ve aralarında çok güçlü bir ilişki (R2>0,98) olduğu belirlenmiştir, Bununla birlikte; yöntemlerin tekrarlanabilirliklerinin oldukça yüksek ve parafinin birim hacim kütlesinin büzülme limiti değerleri üzerindeki etkisinin çok büyük olduğu (parafinin birim hacim kütlesindeki yaklaşık %10'luk bir artış, büzülme limiti değerinde yaklaşık % 45'lik bir artışa neden olmaktadır), farklı yerlerden temin edilen parafinlerin birim hacim kütlelerinin 0,78 g/cm3 ila 0,91 g/cm3 arasında değiştiği, parafinin birim hacim kütlesinin zamanla değişmediği, deney örneklerinin kaplanması için en uygun parafin sıcaklığının 70 ila 57 ºC olduğu saptanmıştır.

Abstract:
ASTM D427, which is commonly used for determining the volumetric shrinkage limit of soils was withdrawn in 2008, since mercury is a hazardous substance for human health. Mercury methods in BS 1377-2: Part 6 will be withdrawn or replaced when relevant European standard is introduced (presumably in the last quarter of 2015). Mercury replacement method in TS 1900-1 will be cancelled when relevant European standard is introduced. Paraffin coating methods instead of mercury methods has been used in countries where these standards is valid. In this study, volimetric shrinkage limit values obtained from four different methods including mercury method, shrinkage limit device method, wax method, and water immersion method described in the ASTM D427, BS 1377-2, ASTM D4943 and EN ISO 17892-2, respectively, were compared on six different naturel soil samples taken from four different region of Ankara. Furthermore, the effect of density of paraffin on the volumetric shrinkage limit value of the soils and practical solutions against some of the difficulties and uncertainties experienced in use of mercury during tests was investigated. Based on the test results, that the four methods compared in this study give similar and consistent results and there is a strong correlation between them (R2 > 0,98) was determined. In addition; the reproducibility of the methods is quite high, the effect of density of paraffin is pronounced on the shrinkage limit values obtained by wax methods, (an increase of density of the paraffin on the order at 10% causes increase the shrinkage limit value on the order of 45%)  density of paraffin supplied from varies location varied from 0,78 g/cm3 to 0,91 g/cm3, density of a paraffin not change with time, the optimum temperature of the paraffin for coating the soil pat is between 70 to 57 ºC was also determined.