İnce daneli alüvyonel zeminlerin drenajsız kayma mukavemeti özelliklerinin farklı oranlarda kireç katkısıyla iyileştirilmesi
Stabilizing the undrained shear strength properties of fine-grained alluvial soils with lime additives at different contents
Yazar: EYLEM ARSLAN
Danışman: DOÇ. DR. HASAN FIRAT PULAT
İzmir Katip Çelebi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Alüvyon zemin = Alluvial ground ; Donma-çözülme = Freezing-thawing ; Kayma dayanımı = Shear strength ; Kireç = Lime ; Mikroyapı = Microstructure ; Zemin stabilizasyonu = Soil stabilization

Özet:
Bu tez kapsamında, problemli bir zemin türü olan alüvyonel zeminlerin kireç katkısı kullanılarak stabilizasyonunun sağlanması hedeflenmiştir. Olumsuz koşulların yansıtılabilmesi adına doğal ve kireç katkılı numuneler laboratuvar ortamında donma-çözülme (FT) döngülerine maruz bırakılarak drenajsız kayma dayanımı (cu) değerleri belirlenmiştir. FT döngülerine duyarlı olan siltli zemin %0, 3, 6, 12 oranlarında kireç ile zeminin optimum su muhtevasında karıştırılarak 7, 28, 56 günlük kür sürelerinde bekletilmiştir. 0, 1, 2 FT döngülerinden sonra konsolidasyonsuz-drenajsız (UU) testleriyle belirlenen cu değerindeki değişimler mikro yapısal analizlerle de desteklenmiştir. Sonuç olarak, cu'nun siltli alüvyonel zeminlerde %6 kireç oranı için maksimum değere ulaştığı, fakat FT döngüleri uygulandığında bu değerin düştüğü belirlenmiştir. En yüksek dayanım değerlerinin ulaşıldığı 28 günlük kür sürelerinde ise kirecin, FT etkisinde dahi stabilizasyona katkı sağladığı tespit edilmiştir. Dayanımda artışın devam edileceği düşünülen 56 günlük kür süresi ise değerlerin doğal duruma oranla fazla, ancak, 28 günlüklere göre az bir seviyede kaldığı tespit edilmiştir. Bu durum mikro yapı analizleriyle detaylı bir şekilde incelendiğinde, 56 günlük numunelerde zararlı minerallerin oluştuğu belirlenmiştir. Bu durumda, kirecin uzun vadede dayanımı arttıracağı yargısının alüvyonel zeminler için her zaman doğru olmayacağı sonucuna varılmıştır. Alüvyonel zeminlerin kalsiyum bazlı stabilizatörlerle kullanıldığı durumlarda malzemelerin minerolojik içeriğine de dikkat edilmesi gerektiği vurgulanmıştır. FT'ler sonucunda oluşan dayanım kayıplarının ise birinci döngüde daha fazla, ikinci döngüde ise azalışın ilkine oranla çok fazla olmadığı belirlenmiştir. Ek olarak, UU deneylerinin farklı çevre basınçları etkisi altında yürütülmesi sonucunda, suya tam doygun olmayan numunelerin artan çevre basıncıyla doygunluğa ulaştığı ve %12 kireç katkılı numunelerin bu durumdan en fazla etkilenen grup olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to stabilize alluvial soils, which is a problematic soil type, by using lime additive. In order to reflect the adverse conditions, natural and lime added samples were exposed to freeze-thaw (FT) cycles in the laboratory environment and undrained shear strength (cu) values were determined. The silty soil, which is sensitive to FT cycles, was mixed with 0, 3, 6, 12% lime in the optimum water content of the soil and kept for curing periods of 7, 28, 56 days. The change in cu, which was determined from Unconsolidated-Undrained (UU) tests after 0, 1, 2 FT cycles, were also supported by microstructural analysis. As a result, it was determined that cu reached the maximum value for 6% lime content in silty alluvial soils, but this value decreased when FT cycles were applied. It has been determined that the lime contributes to the stabilization even under the FT effect during the 28-day curing periods, in which, the highest strength values are reached. It has been determined that the 56 day curing period, which is thought to continue to increase in strength, is higher than the natural state, but less than the 28 days period. When this situation was examined in detail with microstructural analysis, it was determined that detrimental minerals were formed in the 56-day old samples. In this case, it was concluded that the judgment that lime will increase strength, in the long run, is not always true for alluvial soils. It was emphasized that in cases where alluvial soils are used with calcium-based stabilizers, attention should be paid to the mineralogical content of the materials. It was determined that the strength losses as a result of FTs were more in the first cycle, and the decrease in the second cycle was not much compared to the first. In addition, as a result of the UU experiments carried out under the influence of different confining pressures, it was determined that the samples that were not fully saturated with water reached saturation with increasing confining pressure and that the samples with 12% lime added were the most affected group from this situation.