Killi zeminlerde kayma düzlemleri boyunca oluşan dokusal (fabrik) değişimler
Structural (fabric) changes along shear planes in clayey soils
Yazar: MEHMET SÖYLEMEZ
Danışman: DOÇ. DR. HASAN ÇETİN
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2002
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Deformasyon = Deformation ; Gerilme = Stress ; Kesme hızı = Cutting speed ; Zemin = Soil

Özet:
Doktora tezi olarak hazırlanan bu çalışmanın amacı, zeminlerde maksimum asal gerilme altında kayma düzlemleri boyunca oluşan dokusal değişiklikleri araştırmaktır. Kayma düzlemleri arazide fay, heyelan veya herhangi bir mühendislik yapısından dolayı temel zeminde meydana gelen yenilme düzlemleri olarak karşımıza çıkabilir. Çalışmada özel olarak hazırlanmış zemin örnekleri üzerinde sabit bir normal yük altında, ancak farklı kesme hızlarında ve deformasyonlarında yapılan kesme kutusu deneyleri sonucu oluşan zemin dokusu (fabrik) değişimleri ve bu farklı zemin dokularıyla maksimum asal gerilme arasındaki ilişkiler (maksimum asal gerilmenin yönü, büyüklüğü) incelenmiştir. Bunun için önce laboratuvar ortamında, 0,021 kgf/cm2 ön konsolidasyon basıncı altında 1/3 oranında mika kumu ve kil karışımından oluşmuş bir yapay blok zemin numunesi elde edilmiştir. Bu blok zeminden kesme kutusu deneyleri için uygun örnekler elde edilerek sabit bir normal yük altında farklı kesme deformasyonlarında suya doygun 10 adet konsolidasyonlu-drenajsız (CU), 10 adet de konsolidasyonlu-drenajlı (CD) kesme kutusu deneyi yapılmış, farklı deformasyonlarda farklı zemin dokuları oluşturulmuştur. Killi zemin örneklerinden doku analizleri için ince kesitler hazırlanmış, bu ince kesitler bilgisayar ortamında ve polarizan mikroskopta büyütülerek incelenmiştir. Her farklı kesme deformasyonu sonunda mika, boşluk ve yönlenme özelliği gösteren diğer zemin bileşenlerinin uzun eksenlerinin yatay ile yaptıkları dar açılar ölçülmüş, uygun durumlarda bu zemin dokularının fotoğrafları alınmıştır. Zemin taneleri (çoğunluğu mika) ve boşluk yönlenme ölçümlerinden elde edilen açılar gül diyagramlarıyla değerlendirilerek, her kesme deformasyonu sonunda zemin dokusundaki değişikliği meydana getiren maksimum asal gerilmenin yönlenme üzerindeki etkisi saptanmıştır. Anahtar kelimeler: İnce Kesit, Kesme deformasyonu, Yönlenme, Zemin dokusu

Abstract:
The purpose of this study is to investigate structural (fabric) changes occurring along shear planes under the maximum principal stresses. In the field, shear planes can be encountered as fault and landslide failure planes as well as failure planes in foundation soils caused by excessive loading due to an engineering structure. In this study, the relationship between the soil structure changes and the maximum principal stress (direction and magnitude) was studied by means of direct shear tests with different shear-rates and strains on artificially prepared soil samples under a constant normal pressure. An artificial soil block sample was prepared by using a natural clay soil mixed with muscovite sands at 1/3 proportion, and preconsolidated under 0.02 kgf/cm2. 10 consolidated-undrained (CU) and 10 consolidated-drained (CD) direct shear tests were performed on subsamples obtained from the block sample under different shear-rates and strains, and a constant normal pressure in order to form soil structures of different shear strains. Thin-sections prepared from the samples sheared at different shear-rates and strains were investigated first under polarized microscope then on computer using appropriate programs. Orientations of particles (mainly muscovite), pores and other constituents under the different strains were measured with respect to the horizontal, and representative photographs were taken for the conditions examined. The measurements of soil particle (mainly mica) and pore orientations were presented using rose diagrams and the effects of the maximum principal stress on the soil structures formed at different shear strains were determined. Key words: Soil fabric, Shear strain, Thin-section, Orientation II