Isparta Ovası güneyinde volkanik kalıntı zeminlerin yer mühendislik özellikleri
Geo-engineering properties of volcanic residual soils in south of Isparta
Yazar: SERHAT DEMER
Danışman: PROF. DR. MAHMUT MUTLUTÜRK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Mühendislik jeolojisi çalışmalarında, zeminleri sadece boyut ve kıvam özelliklerine göre tanımlamak yetersiz kalmakta, hatta bazı yanılgılara neden olmaktadır. Bu nedenle zeminlerin, fiziksel ve mekanik davranışlarında etkisi olan oluşum kökeni ile birlikte ele alınması gereklidir. Bu tez çalışmasında, Isparta ovasında geniş yayılım gösteren volkanik zemin içinde, volkanizmanın faal olmadığı dönemlerde gelişmiş iki seviye ilk kez bu çalışma kapsamında "Volkanik Kalıntı Zemin" olarak tanımlanmış ve bu seviyeye ait yer-mühendislik özellikleri incelenmiştir. Bu kapsamda, seçilen dört lokasyonda, örselenmiş ve örselenmemiş numuneler alınmış, sınıflama ve tanımlama deneyleri, üç eksenli basınç, direk kesme ve konsolidasyon deneyleri ile volkanik kalıntı zeminlerin fiziksel, mekanik özellikleri belirlenmiştir. Ayrıca volkanik kalıntı zemin örneklerinde XRD, ICP-OES, SEM ve radyokarbon yaş (14C) analizleri yapılarak, jeokimyasal, minerolojik özellikleri ve oluşum zamanları belirlenmiştir.
Yapılan çalışma sonunda, iki volkanik kalıntı zemin seviyesinin, hemen altındaki volkanik zemin seviyelerine göre daha ince taneli olduğu, kil oranının arttığı, mukavemet özelliğinin azaldığı belirlenmiştir. Jeokimyasal ve mineroloji çalışmalarında, feldispat gibi bazı minerallerin ayrışarak illit, kaolin gibi kil minerallerine dönüştüğü, majör oksitlerin SiO2, Al2O3, CaO, Na2O, K2O, TiO2, P2O5 ve MnO değerleri azaldığı, Fe2O3, MgO ve ateş kaybı değerleri arttığı belirlenmiştir. Jeokimyasal analizlere göre ayrıca tuzlaşma ve kalsifikasyon gelişmediği, kil ve killeşmenin arttığı anlaşılmıştır. Bütün özelliklerin değişimi, volkanik kalıntı zemin seviyelerinde bir ayrışma ve toprak oluşum süreci yaşandığını göstermektedir.
İki volkanik kalıntı zemin seviyesinde yapılan yaş tayinlerine göre, bu aralıkta üç patlama evresi yaşandığı, ilk evrenin 32640±200 BP-39570±430 BP yıl önce sona erdiği, ikinci evrenin 18840±60 BP-19650±70 BP yıl önce sona erdiği ve son evre ise son toprak oluşumu ile günümüz arasında gerçekleştiği belirtilmiştir.

Abstract:
In engineering geology studies, to description the soils in terms of their size and consistency properties might remain insufficient while it might also lead to several errors. Thus, the soils are required along with their origins that have impact on their physical and mechanical behaviors. In this study, two soils, showing wide spread in volcanic soil in Isparta plain, when there was no volcanic activity, have been defined as "Volcanic Residual Soil" for the first time and geo-engineering properties of these soils have been investigated. Within this scope, several disturbed and undisturbed samples have been taken from in selected four locations, and the physical and mechanical properties of volcanic residual soils have been determined via classification and index tests, triaxial compression tests, shear box tests, and consolidation tests. Besides, XRD, ICP-OES, SEM analyses and radiocarbon dating (14C) have been applied on volcanic residual soils and their geochemical, mineralogical properties and formation dates have been determined.  
The study indicate that these two volcanic residual soils own less fine-grained structures compared to the volcanic soils right below them; the clay percentage increases and the resistance decreases. The geochemical and mineralogical tests have also demonstrated that several minerals like feldspar have decomposed and turned into clay minerals like illite and kaolin; values of SiO2, Al2O3, CaO, Na2O, K2O, TiO2, P2O5 and MnO have decreased while Fe2O3, MgO and loss of ignition values have increased. The geochemical analyses have also proved that salification and calcification have not developed while clay and argillisation have grown. The changes in all value show that a decomposition and soil formation process were experienced in volcanic residual soil levels. 
The dating tests conducted on two volcanic residual soil levels have demonstrated that three eruptive stages were observed. The first stage ended 32640±200 BP-39570±430 BP years ago; the second stage ended 18840±60 BP-19650±70 BP years ago while the last stage took place between present time and last soil formation.