Öz: Giriþ: Zemin, insanlýðýn tarihi boyunca yaygýn olarak kullanýlan ve belki de en karmaþýk yapý malzemesidir. Ýnþaat mühendisliði çalýþmalarýnda meydana gelen deformasyonlarýn çoðu yer hareketlerinden kaynaklý oluþmaktadýr. Yollar, barajlar, nükleer santraller ve havalimanlarý zemine inþa edilmiþtir, bu yüzden bina tasarýmý ve inþaattan önce, güvenli bir yapý için zeminin oturma miktarý ve taþýma kapasitesi iyi bilinmelidir. Günümüzde zeminin þiþmesi ve çökmesi yaygýn bir zemin sorunudur. Kil tabakalarý düþük geçirgenliðe ve çok yüksek þiþme kapasitesine sahip zeminlerdir. Zemin kuru durumdayken ya da çok düþük su yoðunluðuna bir yapýya sahipken, zemindeki su yüzdesinin artmasýyla, hacminde ve yapýsýnda büyük deðiþiklikler meydana gelir. Bu durum zeminin daneleri arasýndaki bað yapýsýnýn zaman içinde bozulmasýna ve bu da zeminin doðal yapýsýnýn bozulmasýna yol açar. Bu özellikler bazen kalýcý deformasyonlara ve izin verilen oturma miktarýnýn aþýlmasýna neden olur. Bu tarz zeminlerin geoteknik özelliklerinin iyileþtirilmesi amacýyla çalýþmalar yapýlmasý gerekmektedir. Bu çalýþmada likit limiti %60 olan kil zeminlerin sýcaklýkla iyileþtirilmesi araþtýrýlmýþtýr. Kil zemin kül fýrýnýnda 105oC, 400oC ve 600oC sýcaklýklara tabi tutulmuþtur. Tüm numuneler üzerinde likit limit, plastik limit, kompaksiyon ve serbest basýnç deneyleri yapýlmýþ ve kil zeminin dayanýmýndaki deðiþiklik incelenmiþtir. Amaç: Yumuþak kil gibi þiþen ve zayýf zeminlerde yapýlan yollar, barajlar, havaalanlarý gibi çok önemli yapýlarda zamana baðlý olarak problemler ortaya çýkabilir. Bu tarz zeminlerde inþa edilecek yapýlarýn güvenli olmasý için zeminlerin iyileþtirilmesi ve yapýlaþmaya uygun hale getirilmesi gerekmektedir. Kapsam: Bu çalýþma kapsamýnda Seranit firmasýndan temin edilen ithal vesco granitic kili kullanýlarak sýcaklýkla kil zeminin geoteknik özelliklerinin iyileþtirilmesi araþtýrýlmýþtýr. Sýnýrlýklar: Tek tip kil kullanýlan çalýþmada 3 adet farklý sýcaklýk kullanýlarak zeminin yalnýzca belirli özelliklerindeki deðiþim incelenmiþtir. Çalýþmanýn ileri aþamalarýnda farklý tipteki zeminler ve farklý sýcaklýklar kullanýlarak dayanýmlarýndaki deðiþim baþka yöntemlerle araþtýrýlabilir. Yöntem: Çalýþma kapsamýnda kil zemine ait mekanik ve fiziksel deneyler yapýlmýþtýr. Kil zemin kýrýcýda öðütülerek 200 nolu elekten geçirildikten sonra yüksek sýcaklýklý fýrýnda 105oC, 400oC ve 600oC sýcaklýklara maruz býrakýlmýþtýr. Dakikada 1oC soðutularak oda sýcaklýðýna inen kil zeminin geoteknik özelliklerinde deðiþim fiziksel ve mekanik deneyler yapýlarak incelenmiþtir. Fiziksel deneyler olarak kývam limitleri (Atterberg) deneyi olan likit limit ve plastik limit deneyleri yapýlmýþtýr. Mekanik deneyler olarak ise kompaksiyon ve tek eksenli serbest basýnç deneyi, Zeminin fiziksel özellikleri ile kompaksiyon deneyleri TS-1900/1’de anlatýldýðý gibi standartlara uygun bir þekilde yapýlmýþtýr. Karýþýmlar TS1900/2’ye göre serbest basýnç deneylerine tabi tutulmuþtur. Bulgular: Likit limit deneyi sonucunda 105oC sýcaklýða tabi tutulmuþ kil numunesinin likit limiti %60, 400oC sýcaklýða tabi tutulmuþ kil numunesinin likit limiti %42 ve 600oC sýcaklýða tabi tutulmuþ kil numunesinin likit limiti %39 bulunmuþtur. Plastik limit deneyleri sonucunda 105oC, 400oC ve 600oC sýcaklýða tabi tutulmuþ numunelerde plastik limit sýrasýyla %35, %28 ve %31 bulunmuþtur. 105oC, 400oC ve 600oC sýcaklýða tabi tutulmuþ numunelerin kuru birim hacim aðýrlýklarý sýrasýyla, 14.65kN/m3, 14.70kN/m3 ve 14.94kN/m3 olarak, su muhtevalarý ise yine sýrasýyla %22, %21.5 ve %21 olarak bulunmuþtur. Serbest basýnç deneyinde, 105oC sýcaklýða maruz býrakýlmýþ kil numunesinin serbest basýnç dayanýmý 460kPa, 400oC sýcaklýða maruz býrakýlmýþ kil numunesinin serbest basýnç dayanýmý 483kPa ve 600oC sýcaklýða maruz býrakýlmýþ kil numunesinin serbest basýnç dayanýmý ise 527kPa bulunmuþtur. Sonuç: Yapýlan deneyler sonucunda kil zeminin likit limit deðerinin sýcaklýkla azaldýðý, optimum su muhtevasýnda bir deðiþlik olmadýðý, kuru birim hacim aðýrlýðýnýn arttýðý, plastik limitinin ise deðiþken olduðu görülmüþtür. Ayrýca 105oC sýcaklýktaki kil zemine kýyasla 400oC sýcaklýða tabi tutulan kilin dayanýmýnýn %5 ve 600oC sýcaklýða tabi tutulan kilin dayanýmýnýn ise %14 oranýnda arttýðý gözlenmiþtir.
Anahtar Kelimeler: Zemin Ýyileþtirme, Kil Zemin, Sýcaklýk, Serbest Basýnç Deneyi
|
