Kil zeminlerin zamana bağlı deformasyon davranışına boşluk suyu kimyasının etkisi
Influence of pore fluid chemistry on time-dependent behavior of clayey soils
Yazar: UĞUR EREN YURTCAN
Danışman: PROF. DR. SELİM ALTUN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Killi zeminler = Clay soils ; Kohezyonlu zemin = Cohesive soil ; Yumuşak zemin = Soft soil ; İnce daneli zemin = Fine grained soil

Özet:
Tsunamiler, denizlere kıyısı olan tüm şehirlerin deniz suyu baskını riskiyle yüzleşmesine neden olmaktadır. Denizel kil olmasına rağmen yıllarca tuzlu su etkisinden uzak olan kil zeminlerin deniz suyuyla buluşması olası hale gelmektedir. Tez kapsamında da hali hazırda tuzla etkileşimde olan killerin davranış tahminindeki olası hatanın ne olabileceği ve tuzlu suyla sonradan etkileşime geçen bir kilde ozmotik etkiyle olması beklenen ilave oturmaların ne düzeyde olabileceği ve yapı yükü altındaki kil zeminin dokusunda tuz etkisinin nasıl olabileceği sorularının cevapları aranmaktadır. Çalışmada düşük plastisiteli (CL) ve yüksek plastisiteli (CH) doğal kil numuneleri kullanılmıştır. Tuz çözeltileriyle uzun süreli etkileşim halinde olan zeminleri temsilen tuz çözeltileriyle hazırlanmış numuneler ve tuz çözeltileriyle deniz suyu baskınları gibi olaylarla sonradan temas etmiş olan zeminleri temsilen saf suyla hazırlanmış ve belirli konsolidasyon basınçlarında tuzlu su çözeltilerine maruz bırakılmış numuneler kullanılmıştır. Ödometre cihazıyla belirli konsolidasyon basınçlarına kadar yüklenmiş ve saf suyla hazırlanmış numunelerin hücre suları farklı molar yoğunlukta tuzlu çözeltileriyle değiştirilerek ozmotik sıkışma davranışı araştırılmıştır. Deneyleri tamamlanmış numunelerden alınan SEM görüntüleri ve EDX verileriyle yapısal ve dokusal değişim irdelenmeye çalışılmıştır. Tuz çözeltilerinin kil dokusu üzerinde bir çeşit yaşlanma etkisi yaratarak yalancı bir ön konsolidasyon etkisi yarattığı ve bu etkinin ölçülebilir olduğu tespit edilmiştir. Diğer yandan tuz etkisiyle dokusunda sert tahribat oluşan düşük plastik kilin sıkışmasında mekanik kuvvetlerin baskın olduğu görülmüştür. Dolayısıyla ozmotik nedenli sıkışma ve dokusal değişiklikler oldukça düşük düzeyde gözlemlenmiştir. Yüksek plastik numune için en yüksek ozmotik sıkışmanın 50kPa seviyesinde oluştuğu gözlemlenmiştir. Dolayısıyla harici yüklerin neden olduğu bünyesel gerilmeler ile ozmotik kuvvetlerin dengesinin önemli olduğu saptanmıştır.

Abstract:
Clay soils, which have been away from the effect of saltwater for years, become likely to meet with seawater with tsunamies. In the thesis, answers are sought to the questions of what the possible error might be in the prediction of the behavior of clays interacting with brine, what level of additional settlements expected to occur with osmotic effect in a clay that subsequently interacts with saltwater, and how the salt effect can be on the fabric of the clay soil under structural load. In the study, low plastic (CL) and high plastic (CH) natural clay samples were used. Samples prepared with solutions were used to represent the soils in long-term interaction with solutions, and samples prepared with pure-water and exposed to brine at certain consolidation pressures were used to represent the soils that had subsequently come into contact with solutions. To investigate the osmotic compression behavior the samples which prepared with pure-water were loaded up to certain consolidation pressures with an oedometer device and cell-water were changed with solutions. Fabric changes were examined with SEM and EDX data taken from the sample. It has been determined that solutions create a pseudo-preconsolidation effect by creating a kind of aging-effect on the clay fabric, and this effect is measurable. It has been observed that mechanical forces are dominant in the compression of the CL sample. For the CH sample, the highest osmotic compression occurred at the level of 50kPa. And the balance of external loads and osmotic forces is important.