İnce taneli zeminlerde konsolidasyon katsayısının alternatif bir yöntemle incelenmesi
Investigation of the coefficient of consolidation of fine-grained soils using an alternative method
Yazar: RAMIN ASADI
Danışman: PROF. DR. KAMİL KAYABALI
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Mühendislik yapılarının temel tasarımında önemli hususlardan biri, zeminde toplam oturma miktarının ne kadar olacağı ve ne kadar sürede gerçekleşeceğidir. Konsolidasyon süresini kontrol eden tek parametre konsolidasyon katsayısıdır. Konsolidasyon katsayısının tayininde birçok matematiksel yaklaşım geliştirilmişse de bu yöntemlerden tanımlanan konsolidasyon katsayıları arasında büyük saçılımlar gözlenmektedir.
Çalışmanın amacı, konsolidasyon katsayısını Terzaghi'nin permeabilite-konsolidasyon bağıntısından hareketle permeabilite deneylerinden hesaplayarak, ödometre deneylerinden tanımlanan katsayılarla karşılaştırmaktır. Ayrıca, zeminin permeabilite katsayısı ve indeks özelliklerinden hareketle konsolidasyon katsayısı için ampirik ilişki geliştirmektir. 
Bu çalışmada yoğrulmuş numuneler likit limite yakın su içeriğinde karıştırılarak santrifüj düzeneğinde konsolide edilmek suretiyle özdeş numuneler elde edilmiştir. Her bir zemin numunesi bu çalışma için özel tasarlanmış, kombine düzenekte test edilmiştir. Kombine düzenekte zemin önce konvansiyonel konsolidasyon deneyindeki yük düzeyinde bir gün süreyle oturmaya tabi tutulmuş; daha sonra düşen seviyeli geçirgenlik deneyi uygulanmıştır. Kombine düzenekten her bir yükleme aşamasındaki sıkışabilirlik katsayıları, zaman-deformasyon eğrileri ve yükleme sonunda permeabilite katsayıları tanımlanmıştır. Zaman-deformasyon eğrileri kullanılarak eğri uyarlama yöntemlerle konsolidasyon katsayıları tanımlanıp, permeabilite-konsolidasyon ilişkisinden tanımlanan konsolidasyon katsayıları ile karşılaştırılmıştır. 
Farklı eğri uyarlama yöntemlerinden tanımlanan konsolidasyon katsayılarının arasında büyük miktarda değişiklik gözlenmiştir. Eğri uyarlama yöntemlerinde farklı yükleme aşamalarından tanımlanan konsolidasyon katsayıları deformasyon parametreleri ile karşılaştırıldığında saçılımlar göstermiştir. Diğer taraftan, permeabilite-konsolidasyon ilişkisinden hesaplanan konsolidasyon katsayıları deformasyon ile birlikte düzenli değişim göstermiştir. Konsolidasyon katsayısı tanımlanma doğrultusunda geliştirilmiş olan ampirik ilişkiden tanımlanan konsolidasyon katsayıları permeabilite-konsolidasyon ilişkisinden tanımlanan konsolidasyon katsayıları ile uyumlu sonuçlar vermiştir.

Abstract:
One of the most important issues for the foundation design of the engineering structures is the amount of total settlement and its duration. The sole parameter controlling the duration of total settlement is the coefficient of consolidation (cv). Although a large number of mathematical approaches have been developed to determine cv, the values obtained from such models also display a great amount of scatter. 
The scope of this investigation is to compare the cv obtained from the Terzaghi's permeability-consolidation relationship with those obtained from the one-dimensional conventional oedometer tests. In addition, an empirical relation is developed to determine cv using the coefficient of permeability and index properties of the soil. 
Remolded soil samples were first subjected to loading as in the case of one-dimensional oedometer test for one day and then applied the falling-head permeability test. The coefficient of compressibility values, the coefficient of permeability values and time-deformation curves were gathered for the compressed soil for all loading stages. The cv were determined by curve fitting methods using time-deformation curves and compared with the cv defined by permeability-consolidation relationship.
Large variation was observed among the cv defined by different curve fitting methods. Also, the cv obtained from different loading stages have shown great amount of scatter with respect to the deformation characteristics. On the other hand, the cv obtained from permeability-consolidation test has shown consistent relationships with the deformation characteristics. 
The cv values obtained by the proposed empirical relationship showed good agreement with the cv defined by permeability-consolidation relationships.