Donma ve çözülmeye maruz kalan zeminlerin bazı mühendislik özelliklerinin incelenmesi
Investigating some engineering properties of soil exposed to freezing thawing
Yazar: SONGÜL ERTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. ERCAN ÖZGAN
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yapı Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Donma-çözülme = Freezing-thawing ; Zemin oturması = Ground subsidence ; Zemin yapısı = Soil structure ; Zemin özellikleri = Soil properties

Özet:
Bir yapının inşasında göz önünde bulundurulması gereken en önemli hususlardan biri de yapının inşa edileceği zeminin durumu hakkında yeterli ve doğru bilgi elde edebilmektir. Yeryüzü sürekli olarak farklı etkiler altında kaldığından zeminlerin yapısında değişimler meydana gelmektedir. Bu değişimlerin sebeplerinden birisi de özellikle kış aylarında, gece ve gündüz sıcaklık farklarından dolayı zeminde don olayının yaşanmasıdır. Don olayınınardından zeminin tekrar çözülmesi ve bu durumun bir döngü halinde devam etmesi, özellikle donma-çözülme (DÇ) olayının yaşandığı bölgelerdeki yapılarda zaman içindebirtakım problemlere neden olabilmektedir.Bu çalışmada, DÇetkisine maruz kalan zeminlerin bazı mühendislik özellikleri incelenmiştir. Bukapsamda; zeminin su muhtevası, özgül ağırlığı, limit değerleri, konsolidasyon (oturma) özellikleri, elek analizi, üç eksenli basınç dayanımı gibi parametrelerde meydana gelen değişimler laboratuar ortamında yapılan deneylerle incelenmiştir. Bu amaçla, TS 1901'e göre zeminden yaklaşık 1m ve 2 m derinliklerinden örnekler alınarak bu numunelerin DÇ'ye maruz kalmadan önceki özellikleri belirlenmiş ve TS EN 1367-1'e göre de aynı numunelerin donma çözülmeye maruz kaldıktan sonraki özellikleri belirlenmiştir.Elde edilen sonuçlar birbiri ile karşılaştırılarak yapı-zemin etkileşiminin DÇ koşullarındaki durumu yukarıda belirtilen parametreler açısından çok yönlü olarak incelenmiştir. Sonuç olarak; zeminin DÇ'den sonra limit değerdeki su muhtevalarında düşüş göstererek zeminin plastik özelliğini kaybettiği ve bunun sonucu olarak ta zeminin büzülmediği gözlemlenmiştir veyapılan zemin sınıflandırmalarında tane çaplarına göre 1 m'de DÇÖ siltli, killi kumlu iken DÇS çakıllı kumlu bir zemin, 2 m'de çakıllı kumlu ikenDÇS siltli-killi, çakıllı kumlu olarak sınıflanmıştır.Üçgen sınıflandırmaya göre; DÇÖ 1 m'de zemin çakıllı kumlu siltli kil iken DÇS çakıllı kum olarak, 2 m' de DÇÖ çakıllı kum DÇS çakıllı, siltli kum olarak sınıflanmıştır. AASHO methoduna göre de 1 m'de zemin DÇÖ siltli kum iken DÇS siltli kumlu çakıl ve 2 m'de zemin DÇÖ kumlu çakıl iken DÇS siltli kum olarak tanımlanmıştır. Birleştirilmiş zemin sınıflandırmasına göre ise 1 m'de DÇÖkötü derecelendirilmiş siltli kumikenDÇS kötü derecelendirilmiş killi siltli kum, 2 m'de DÇÖ iyi derecelendirilmiş kum iken DÇSiyi derecelendirilmiş killi kum sınıfı olarak belirlenmiştir.Konsolidasyon deneyine göre; DÇS zamana bağlı olarak 1 m derinlikten alınan numuneler için çökme % 15 oranında artarkenkenDÇS 2 m derinlikten alınan numuneler için % 38 oranında bir artış görülmüştür.Üç eksenli basınç dayanımından elde edilmiş olan gerilme değerleri DÇS 1 m' de sırasıyla % 3, % 1,07, % 0,55 ve 2m'de DÇS % 2,68, % 1,27, % 1,86 değerlerinde azalma meydana gelmiştir. Kohezyon katsayısı (c) değerlerinde DÇS 1 m'de% 41,24 ve DÇS 2 m'de % 42,86 azalma ve yine içsel sürtünme açısı (?) DÇS 1 m'de % 1,51 ve DÇS 2 metre derinlikten alınan numuneler için % 0,34 oranlarında azalma göstermiştir.

Abstract:
The most important point on the construction of a building is the obtaining enough and true information about soil which was used to construction of a building. The earth has been exposed to different permanent effects so that the changes have been occurred on the structure of soils. One of the reasons of these changes especially in the winter seasons is freezing based on the different of the night and day?s temperatures. After the freezing stage the melting of soil and continuing this situation in a cycle position based on the time especially in the cold regions that are experiencing thefreeze thaw event could be caused some problems on the buildings.In this study, some engineering properties of soil exposed freezing thawing has been investigated. In this concept, the changes of some soil parameters such as water content of soil, specific gravity, limit values, properties of consolidation, analysis of sieve, and three axis compressive strength were experimentally investigated in laboratory. For this aim, examples has been taken from soil about 1m and 2 m depth according to TS 1901 and the properties of samples, without any exposure to freezing and thawing, has been determined and also the properties of these sample have been determined according to TS EN 1367-1 after exposed to freezing and thawingBy comparing of the obtained results with each one, the situation of the interaction between building and soil in the freezing thawing conditions have been as multi variety investigated for some parameters pointed out above. As a result, it was seen that the decrease occurred on the water contests of the limit values of soil and the soil lost of the plastics properties and based on this situation there is no any crouch observed on the soil. On the soil classification, according to the grain sizes; before freezing thawing while the class of soil was silty-clay, gravel and sand for 1 m depth, and for 2 m dept the class of soil was gravel-sand after the freezing thawing the class of soil turned to silt-clay for 1 m dept and gravel-sand for 2 m dept. According to the triangle classification of soil, while the class of soil was grave-sand-silt-clay for 1 m dept after the freezing thawing the soil class turned to gravel-sand. However, while the soil class was gravel-sand for 2 m dept after the freezing thawing the soil class turned to gravel-silt-sand. According to the AASHO classification method of soil, while the class of soil was silt-sand for 1 m dept after the freezing thawing the soil class turned to silt-sand-gravel. However, while the soil class was sand-gravel for 2 m dept after the freezing thawing the soil class turned to silt-sand. According to the USCS classification method of soil, while the class of soil was bad-graded silt-sand for 1 m dept after the freezing thawing the class of soil turned to bad-graded clay-silt-sand. However, while the soil class was well-graded sand for 2 m dept after the freezing thawing the soil class turned to well-graded clay-sand. According to the consolidation experiments, while the settlement has been increased about 15% for 1 m dept this ratio has been released as 38% after the freezing thawing for 2 m dept. On the three axis pressure strength experiment, while the coefficient of cohesion (c) has been decreased about 41,24 % for 1 m dept after freezing thawing this ratio has been decreased as 42,86% after the freezing thawing for 2 m dept and again while the internal friction angle has been decreased about 1,51 % for 1 m dept after freezing thawing this ratio has been decreased as 0,34% after the freezing thawing for 2 m dept.