Başlangıç Su İçeriğinin İnce Taneli Zeminlerin Şişme Davranışı Üzerindeki Etkisi
The Effect of Initial Water Content on Swelling Behavior of Fine Grained Soils
Yazar: ALİ SAMET ÖNGEN
Danışman: DOÇ. DR. ZEYNAL ABİDDİN ERGÜLER
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uygulamalı Jeoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
ÖZET
Su içeriğindeki değişim özellikle kurak ve yarı kurak bölgelerde bulunan killi zeminlerin şişme davranışlarını kontrol eden en önemli faktörlerden biri olarak bilinmektedir. Bu bölgelerde bulunan şişen zeminler, yağışlı ve kurak dönemler boyunca hacimsel olarak artış ve azalış döngülerine maruz kalmakta ve dolayısıyla bu zeminlerde inşa edilen hafif yapılar hasar görmektedir. Önceki çalışmalarda zeminlerin şişme parametreleri (şişme basıncı ve şişme yüzdesi) ile indeks ve fiziksel özellikler arasındaki ilişkiler detaylı olarak araştırılmış olmasına karşın, değişen su içeriğinin zeminlerin şişme mekanizması üzerindeki etkisi yeterince çalışılmamıştır. Zeminlerin arazi koşullarındaki şişme davranışlarının tam olarak anlaşılabilmesi için zeminler farklı başlangıç su içeriği koşullarında şişme deneylerine tabi tutulmalıdır. Konu ile ilgili mevcut sınırlama dikkate alınarak, bu çalışma kapsamında başlangıç su içeriğinin zeminlerin şişme davranışı üzerindeki etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, tane boyu dağılımı, mineralojik bileşim ve kıvam limitleri değerleri açısından geniş aralıkta değişen örnekler üzerinde çalışılması için Türkiye'nin farklı bölgelerinde örselenmiş zemin örnekleri derlenmiştir. Kuru birim hacim ağırlık faktörünün şişme davranışı üzerindeki etkisini en aza indirgemek için örnekler aynı kuru birim hacim ağırlık değerinde (14.6 kN/m3), farklı başlangıç su içeriği koşullarında hazırlanarak şişme deneylerine tabi tutulmuştur. Şişme parametrelerinin başlangıç su içeriği arttıkça azaldığı ve su içeriği ile bu parametreler arasında doğrusal bir ilişki olduğu tespit edilmiştir. Örneklerin tane boyu dağılımları ve kıvam limitleri ile zeminlerin şişme parametreleri arasında basit ve çoklu regresyon analizleri gerçekleştirilmiş olup, istatistiksel olarak anlamlı ve yüksek belirleme katsayısına sahip eşitlikler elde edilmiştir. Ayrıca, su içeriğinin zeminlerin şişme basıncı ve yüzdesi üzerindeki etkisinin tahmin edilmesinde kullanılmak üzere genel bir bağıntı ve "Zemin Şişme Göstergesi" olarak adlandırılan yeni bir yaklaşım önerilmiştir.

Abstract:
The variation in water content is known as one of the most important factors for swelling behavior of soils, especially found in arid and semi-arid regions. Swelling soils found in such regions are subjected to volume increase and decrease cycles during rainy and dry periods and thus low-rise buildings constructed in these soils are exposed to damages. Although the relationship between swelling parameters (swelling pressure and swelling percent) and soils' physical-index properties have been investigated in details in previous researches, the effect of variation in water content on swelling mechanism of soils is not yet sufficiently studied. For achieving accurate understanding of swelling behavior at field condition, soils should be subjected to swelling tests at different initial water content conditions. Considering current limitation related to this subject, investigation the effect of initial water content on swelling behavior of soils was aimed within the scope of this research. In accordance with this purpose, soil samples were collected from different locations in Turkey to study on soils having wide range in terms of grain size distributions, mineralogical composition and consistency limits. To minimize the effect of dry unit weight on swelling behavior of soils, samples prepared at the same dry unit weight (14.6 kN/m3) and different initial water content conditions were subjected to swelling tests. It was determined that there is a linear relationship between initial water content and swelling parameters and swelling parameters decrease with increasing initial water content conditions. A simple and multiple regression analyses were performed between grain size distributions and consistency limits of soils and swelling parameters, and equations with high coefficient of determination are obtained. In addition, a general model and a new approach called as "Soil Swelling Designation" were recommended to be used for prediction the effect of water content on swelling pressure and percentage of soils.