Kentsel katı atıkların geoteknik karakterizasyonu ve duraylılığının incelenmesi
Geotechnical characterization of the municipal solid wastes and investigation of their slope stability
Yazar: HASAN FIRAT PULAT
Danışman: DOÇ. DR. YELİZ YÜKSELEN AKSOY
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Direkt kesme = Direct shear ; Endüstriyel atıklar = Industrial wastes ; Katı atıklar = Solid wastes ; Kentsel atıklar = Urban wastes ; Toprak sıkışması = Soil compaction

Özet:
Gelişen dünya nüfusuna paralel olarak ortaya çıkan kentsel katı atık miktarı her geçen gün
katlanarak artmaktadır. İnsan sağlığı ve çevrenin korunması açısından üretilen atıkların
güvenilir şekilde bertaraf edilmesi gerekmektedir. Düzenli depolama günümüzde halen en tercih
edilen atık bertaraf metodudur. Depolama sahasına getirilen atıkların sağlıklı, güvenilir ve
ekonomik bir şekilde bertarafı en başta depolanacak malzemenin özelliklerinin iyi
tanımlanmasıyla mümkün olmaktadır. Mühendislik özellikleri iyi tanımlanmamış atıklar ile
yapılacak kontrolsüz depolamalar verecekleri ekonomik zararların yanı sıra oluşabilecek büyük
deformasyonlar ve göçmelerle can ve mal güvenliğini tehlikeye atmaktadır. Bu amaçla belirli
kompozisyonlarda laboratuar koşullarında sentetik olarak üretilmiş ve doğal atık depolama
sahasından alınmış taze ve yıllanmış kentsel katı atık (KKA) numunelerinin geoteknik özellikleri
laboratuar ortamında incelenmiştir. İncelemeler sırasında deneylerde kompozisyon, yıllanma,
dane boyutu, su içeriği, birim hacim ağırlık gibi birçok değişkenlerin etkileri araştırılmıştır.
Sentetik numuneler Türkiye (T-1), Amerika Birleşik Devletleri (U-1) ve Avrupa (E-1) için temsili
KKA kompozisyonları ve bunlardan türetilmiş modifiye kompozisyonlardan oluşmaktadır. İlk
olarak sentetik ve doğal KKA'ların maksimum dane boyutları, doğal su içeriği, organik madde
miktarı, özgül ağırlık, pH değerleri belirlenmiştir. Sonrasında sentetik ve doğal KKA
numunelerinin farklı kompozisyonlarda, çeşitli dane boyutlarında ve iki farklı sıkıştırma enerjisi
etkisinde kompaksiyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. KKA'ların sıkışabilirlik davranışları C.B.Ü.
Zemin Mekaniği laboratuarında özel olarak üretilmiş büyük ölçekli sıkışabilirlik hücreleri ile
incelenmiştir. Doygun ve doğal su içeriğinde gerçekleştirilen deneylerde kompozisyon ve
yıllanma etkilerinin sıkışabilirlik davranışı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Dane boyu dağılımı,
birim hacim ağırlık, kompozisyon, su içeriği, yıllanma gibi çeşitli mühendislik özelliklerine sahip
doğal ve sentetik KKA numunelerinin kayma mukavemeti parametreleri özel üretilmiş büyük
ölçekli direk kesme cihazıyla belirlenmiştir. Elde edilen mühendislik parametreleri kullanılarak
mevcut ve tasarlanmış KKA şevlerinin duraylılık analizleri statik ve dinamik koşullar altında
gerçekleştirilmiştir. Statik ve dinamik analizler FLAC-2D ve Plaxis-2D bilgisayar programları ile
gerçekleştirilmiş, modellenen şevlerde meydana gelen maksimum deformasyonlar ve şev
güvenlik sayıları belirlenmiştir. Tez kapsamında elde edilen KKA'ların mühendislik parametreleri
ve duraylılık analizleri sonuçları ile daha güvenli ve ekonomik KKA depolama sahalarının
tasarlanması mümkün olabilecektir.

Abstract:
Along with the developing world population generated municipal solid waste amount also
increases day by day. Wastes have to be disposed safely for protection of human health and
the environment. Sanitary landfilling has still been the most preferred disposal method. In order
to dispose wastes healthily, safely and economically, waste material properties must be well
defined. Uncontrolled waste storage, which is not with well defined engineering properties, not
only causes economic loss, but also endangers human life and property safety. For this
purpose, geotechnical properties of synthetic waste samples with pre-determined compositions
and natural waste samples, which were gathered from landfill were investigated in the
laboratory. In the tests, the effect of many parameters such as composition, aging, grain size,
water content, and unit weight on the geotechnical properties of MSWs were examined. The
synthetic MSW samples were collected to be representative of Turkey (T-1), United States of
America (U-1) and the European Union (E-1) in average compositions and modified
compositions, which were derived from these three basic compositions. Maximum grain size,
natural water content, organic matter content, specific gravity and pH values of the synthetic
and natural MSW samples were determined. Then, compaction tests were conducted under
different compaction energies on the synthetic, natural and modified MSW samples, which have
different grain size distributions. Compressibility behaviour of MSW samples were investigated
by using a specially manifactured large scale compressibility test system in the C.B.U. Soil
Mechanics laboratory. Composition and aging effect on the compressibility behaviour of MSW
samples were also investigated on the saturated samples and samples having the optimum
water contents. Shear strength parameters of synthetic and natural MSW samples were
determined by using a specially manufactured large scale direct shear test system. The effect of
grain size distribution, unit weight, composition, water content and aging were investigated on
the shear strength behavior of MSW samples. Slope stability analyses were also conducted by
using the obtained engineering parameters of MSW samples for present and designed slopes at
static and dynamic conditions. Static and dynamic stability analyses were made by using Plaxis-
2D and Flac-2D computer programs. Maximum deformations and factor of safety values were
obtained for the defined slope models. The evaulated MSW engineering parameters in this
study can be used in the design of safe and economical landfills.