LEE- Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği-Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI


Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 4 / 4
  • Öge
    Development of lateral load resistance-deflection curves for piles in cohesionless soils under earthquake excitation
    (Graduate School, 2023-02-16) Alver, Ozan ; Bayat, Esra Ece ; 501152305 ; Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
    Pile foundations must be designed safely to withstand the lateral loads such as wave loads and seismic loads in offshore/onshore structures, seismic loads in bridges, buildings, port structures etc. The most common analysis method for the design is the Winkler spring approach. Researchers have suggested nonlinear formulations for the lateral load resistance-deflection (p-y) curves, but the contribution of the degree of soil nonlinearity was not studied thoroughly. The main drawback of the current approach is the use of a single stiffness in considering the soil nonlinearity. This study investigates the laterally loaded pile problem using the pressure-dependent hardening soil model with small-strain stiffness (HS-Small Model), where the degree of soil nonlinearity is better integrated. The numerical model was created, and parametric analyses were carried out on the verified model for various pile and soil properties. A modified hyperbolic model was proposed for static p-y relation, including the initial stiffness, ultimate soil resistance, and degree of nonlinearity parameters based on the numerical analysis results. The validity of the model was shown by simulating the field and centrifuge tests from the literature. The proposed model agrees with the test results in the variation of bending moment along the pile. Besides, a significant enhancement was provided in the estimation of pile deflections. Therefore, the proposed model with four parameters can more precisely consider the soil nonlinearity from very small to large displacements. The proposed p-y curves can be utilized in the design of piles subject to static lateral loading. The analysis of dynamic soil-pile interaction problems requires the relation of soil resistance to lateral loading that is represented by nonlinear p-y curves in the beam on the nonlinear Winkler foundation (BNWF) approach. Current methods for p-y curves are either based on static load tests or cannot accurately consider the dynamic soil nonlinearity. This study investigates the dynamic soil-pile interaction in cohesionless soils by numerical analyses to better characterize the p-y curves considering the nonlinear soil behavior under dynamic loading. A numerical pile-soil-structure model was created in FLAC3D and verified by two centrifuge tests published in the literature. The parametric analyses were performed to obtain the p-y curves for various pile diameters, soil relative densities, and degrees of nonlinearities. Based on the parametric analyses, a mathematical model was proposed for the dynamic p-y curves for cohesionless soils. The proposed model characterizes the backbone of dynamic p-y curves based on the three leading parameters (initial stiffness Kpy, ultimate resistance pu, and degree of nonlinearity n). The numerical analyses showed that the p-y curve nonlinearity mainly depends on the employed modulus reduction curves of soils. In the model, the degree of nonlinearity parameter (n) was directly related to the soil parameter "reference strain" (r), which solely represents the modulus reduction curve of soils. In this regard, the dependence on various dynamic soil parameters was diminished by correlating the dynamic p-y curves to the reference strain. The validation analyses performed in structural analysis software demonstrated that the proposed dynamic p-y model could accurately estimate the pile and structure response under earthquake loading by incorporating the hysteretic nonlinear soil behavior. Superstructure accelerations and bending moments along the single pile obtained using the proposed model under different earthquake records were closer to the 3-dimensional numerical analysis results when compared with the results calculated by API. Finally, the proposed static and dynamic p-y models will contribute to the design of piles by improving the initial stiffness, ultimate resistance and nonlinearity of the static load-displacement behavior and by integrating the dynamic soil nonlinearity and hysteretic behavior under directly applied seismic loads.
  • Öge
    A new approach in studying the engineering behavior and mechanical properties of artificial bonded soils in the laboratory
    (Graduate School, 2022-01-31) Ricardo, Richard Vall Ngangu ; Lav, Musaffa Ayşen ; 501142303 ; Soils Mechanics and Geotechnical Engineering
    The construction of structures on structured soils or the exploitation of such materials for construction purposes, such as in road pavement projects, has gained more importance with time. In some parts of the world, their study has become a necessity. Such soils, like residual soils, are widely encountered in tropical and subtropical regions. Even though their names may vary according to local culture or their morphology, they have all in common the bond structures. This property is a key parameter of those soils. However, to better study their behavior, the use of the artificial bonded sample in the laboratory has been adopted, offering an effective simulation. In the present study, the behavior of residual soil-like has been investigated under undrained conditions in triaxial equipment by using a large number of artificial samples made in the laboratory. The artificial bonded and unbonded samples were made from a mixture of sand, kaolin, and water. A thermal process was applied for the bonded specimens, whereas the unbonded samples were not fired. A preliminary investigation was carried out on four different particle size distribution curves. In those gradation curves, the dry ratio of kaolin/sand, and the kaolin particle size distribution paths, were kept the same, only the sand grain size distribution was varied. The study was conducted on the chosen best-fitted gradation curve of sand-kaolin. Besides the triaxial tests, direct shear box apparatus was also used, for comparative purposes. For every type of the tested material, three different initial effective confining pressures or normal stresses were applied. Throughout this process, five different bonding levels were used. Several properties of such soils were examined, among them: the stress-strains, the pore water pressure evolution, the stress ratio, other strength parameters, and so on. The equivalent artificial bonded specimens, but in an unbonded state, were used to gain a better understanding of their mechanical characteristics. A novel approach was investigated and established, based on a new parameter called bonding index (B_i). This parameter was set from the bounding surface, which is one of the most important features of bonded soils studied under triaxial tests. The proposed method was evaluated as an effective and practical one. The strength parameters of the bonded soils such as the cohesion intercept, the angle of internal friction, the peak strength, and the stress ratio, were found to be straightly related to B_i. The latter asserted well the enhancement of bonding. Furthermore, B_i would be used to define the confining stress level, from which a B_i close to zero value implies the highest stress level for the artificial bonded soils. However, independent of the stress level, all unbonded soils display a B_i equal to zero value. The coupled effect of B_i and the confining pressure was grouped in three main stages. The first stage, at lower confining stresses, where a remarkable high value of B_i is recorded. The second stage is a step of moderate stress and, the third stage, as where the smallest B_i value was observed. Every stage was associated with a particular behavior of those soils according to the bonding level in presence. It is worth pointing out that a soil sample of higher B_i was found to be less ductile. The suggested method was observed to be an appropriate alternative means for the geotechnical evaluation and analysis of the behavior of structured soil materials. Comparison from the results of both CIU tests and DST revealed a good agreement for weakly and unbonded samples, particularly for strength parameters, the cohesion intercept, and the angle of internal friction. However, for highly bonded materials important divergence was observed, with an overestimation from the DST results. A study of the debonding process was carried out through a new approach. This method was constructed from the deviatoric stress increment (∆q) against the axial strain (ε_a) curves, drawn in a natural scale. Six important features, points, were found to be typical of bonded soils, while only two of them were observed for unbonded samples. The first yield was identified at the initial point, after which the slope of ∆q decreased significantly coupled with the maximum pore water pressure increment 〖d∆u〗_max. This point revealed the debonding process starting point. The second point is at 〖∆q〗_max, at the second yield, a point of major loss of strength. The third and fourth points were at d∆u=0 and ∆q=0 (q_max), respectively; while the fifth point was identified as where 〖∆q〗_min. The last point was at the critical state or the equivalent state. Every point represented a particular behavior state of bonded soils. Throughout the study, it was observed that confining pressure influences considerably the response of bonded soils. For example, the aforementioned six features, specific to bonded soils, were found to be reduced to only two points, particularly for weakly and moderately bonded materials, with the increase of σ_3 from 30 kPa to 700 kPa. Furthermore, a bigger value of the bonding index was achieved at lower confining stress. Therefore, it is recommended, for a better understanding of the behavior of the bonded soil materials, to conduct such investigations at lower initial effective stress, especially for the analysis of the debonding process.
  • Öge
    Çok yüksek çözünürlüklü stereo uydu ve İHA görüntülerinden elde edilen sayısal yükseklik modellerinin doğruluğunun araştırılması
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Doğruluk, Mehmet ; Yanalak, Mustafa ; 709834 ; Geomatik Mühendisliği
    Çok yüksek çözünürlüklü (ÇYÇ) uydu ve insansız hava aracı (İHA) görüntüleri, yeryüzünün fiziksel yapısını algılamak ve izlenmek için ayrıntılı mekânsal ve spektral bilgiler içermektedir. Özellikle farklı arazi örtülerine ve yüzey özelliklerine sahip bölgelerin mekânsal eğilimleri bu görüntülerden sağlanan bilgiler ile belirlenebilir. Ayrıca binalar, gemiler ve yollar gibi tekil nesnelerin fiziksel özellikleri bu görüntülerden sağlanan bilgiler kullanılarak oldukça yüksek bir doğruluk ile elde edilebilmektedir. ÇYÇ uydu ve İHA görüntülerinden elde edilen bu bilgiler, yeryüzü gözlemlerinin yanı sıra kültürel mirasın korunması ve yönetimi amacıyla da kullanılabilmektedir. Günümüzde bu görüntülerinin elde edilebilirliğinin artması, optik uzaktan algılama tabanlı arkeolojik araştırmaların düşük maliyetlerle gerçekleştirilmesini olanaklı hale getirmiştir. Son yıllarda bu görüntüler önemli sayıda arkeolojik araştırmada referans veri olarak kullanılmıştır. ÇYÇ uydu ve İHA görüntülerinden elde edilen bilgiler; arkeolojik yapıların belirlenmesi, dokümantasyonu ve bu yapılarda meydana gelen yağmalama olaylarının tespit edilmesi gibi farklı amaçlarla kullanılabilmektedir. ÇYÇ uydu ve İHA görüntülerinin sağladığı avantajlardan bir diğeri de yüksek duyarlıkta sayısal yükseklik modeli (SYM) üretimine imkân tanımasıdır. Aynı bölge için en az iki farklı görüntüleme açısından elde edilen (stereo) görüntüler kullanılarak SYM üretilebilir. SYM'ler, temsil ettikleri bölgenin fiziksel karakteristikleri hakkında detaylı bilgiler sağlamaktadır. Özellikle SYM'lerden elde edilen yükseklik ve konum bilgileri, yeryüzünün morfolojik yapısını anlamak ve analiz etmek için temel teşkil etmektedir. SYM'lerden sağlanan bu bilgiler doğal ve yapay objeleri bireysel olarak modellemek ve bu objelerde meydana gelebilecek fiziksel değişiklikleri tespit etmek için de kullanılabilir. Birçok arkeolojik manzara zeminden yükselen, tesviye edilmiş ya da toprağa gömülmüş arkeolojik yapılar içermektedir. Bu yapılar, SYM'ler üzerinde gerçekleştirilen üç boyutlu (3B) analizler ile belirlenebilir, haritalanabilir veya izlenebilir. Dahası, SYM'lerden sağlanan 3B konum bilgileri, arkeolojik yapıların fiziksel özelliklerine yönelik geometrik parametreleri obje tabanlı olarak elde etmeye ve bu parametreler kullanılarak arkeolojik yapılar arasındaki mekânsal ilişkileri analiz etmeye olanak sağlamaktadır. SYM'ler birçok farklı mekânsal uygulamada ihtiyaç duyulan ayrıntılı yüzey bilgisini sağlayabilmektedir. Bu nedenle farklı arazi örtülerine ve yüzey özelliklerine sahip bölgeler için üretilen SYM'lerin geometrik doğruluklarını belirlemeye yönelik araştırmalar uzun süredir devam etmektedir. Bu araştırmalarda ÇYÇ stereo uydu ve İHA görüntülerinden elde edilen SYM'lerin geometrik doğruluğunun; görüntülerinin özellikleri, seçilen görüntü eşleme yaklaşımı, yeryüzünün morfolojik yapısı, arazi örtüsü ve kullanılan enterpolasyon yöntemi gibi farklı etkenlere bağlı olarak değişebileceği ifade edilmektedir. Bu kapsamda yapılan birçok bilimsel çalışmada, 1-görüntü piksel düzeyinde geometrik doğruluğa sahip SYM'ler üretilebileceği ortaya koyulmuştur. Son yıllarda SYM'lerin sağladığı geometrik doğruluk obje tabanlı bir yaklaşımla incelenmeye başlamıştır. Bunun temel nedeni, objelerin fiziksel özelliklerinin ve bu objelerde meydana gelen geometrik değişimlerin ÇYÇ stereo uydu ve İHA görüntülerinden elde edilen SYM'ler yardımıyla belirlenmesidir. Ancak, hedef objelerdeki geometrik değişimleri belirlemek için, bu SYM'lerden elde edilen obje tabanlı geometrik doğruluğun bilinmesi gerekmektedir. Bu kapsamda özellikle arkeolojik alanların/yapıların modellenmesi için İHA görüntüleri kullanılarak çok sayıda araştırma yapılmış olmasına karşın ÇYÇ stereo uydu görüntüleri kullanılarak gerçekleştirilen bilimsel çalışmalar oldukça sınırlıdır. Dahası, arkeolojik alanların ÇYÇ stereo uydu görüntülerinden üretilen SYM'ler ile temsil edilmesine odaklanan çoğu çalışmada, arkeolojik yapılar SYM'ler üzerinde bir detay olarak ele alınmakta, bağımsız objeler olarak modellenmemektedir. Bu durumda, üretilen SYM'lerin geometrik doğruluğu sadece bölgesel olarak ölçülebilmektedir. Belirli bir bölge ya da arazi örtüsü için ölçülen bu doğruluk, hedef objelerde meydana gelen fiziksel değişimlerin bireysel olarak belirlenmesinde duyarlık kayıplarına neden olmaktadır. Bu nedenle, özellikle arkeolojik yapılardaki küçük ölçekli fiziksel değişimleri izleyebilmek için üretilen SYM'lerin geometrik doğruluğunun obje tabanlı bir yaklaşımla belirlenmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında, arkeolojik yapılar içeren bir çalışma alanının modellenmesi ele alınmıştır. Bu kapsamda, tezin temel amacı, İHA ve ÇYÇ stereo uydu görüntüleri kullanılarak üretilen SYM'lerin sağladığı obje tabanlı geometrik doğruluğun araştırılmasıdır. Ayrıca bu SYM'lerin; arkeolojik yapıların bağımsız objeler olarak modellenmesinde, bu yapılarda meydana gelebilecek metre altı düzeydeki fiziksel değişikliklerin tespit edilmesinde ve arkeolojik yapılar arasındaki fiziksel benzerliklerin belirlenmesinde kullanımına yönelik bir metodoloji sunulmuştur. Bununla beraber, önerilen bu metodoloji Gordion arkeolojik alanı üzerinde test edilmiştir. Gordion arkeolojik alanı 2012 yılından bu yana UNESCO Dünya Mirası Geçici Listesinde yer almaktadır. Gordion, yaklaşık üç asır boyunca Orta Anadolu'nun büyük bir bölümünde hüküm süren Frigya devletinin başkenti olarak ünlenmiştir. Ankara'nın güneybatısında yer alan Gordion, anıtsal mezarlar olarak bilinen ve tümülüs olarak adlandırılan çok sayıda arkeolojik yapıya ev sahipliği yapmaktadır. Gordion, günümüzde büyük ve kalabalık bir yerleşim yeri olmamakla beraber, bölgede gerçekleştirilen tarım, sulama ve kentleşme faaliyetleri tümülüslerin fiziksel bütünlüğüne zarar vermektedir. Ayrıca, Gordion tümülüsleri son yıllarda defalarca yağmacılar tarafından hedef alınmış ve fiziksel yapıları zarar görmüştür. Çalışma alanı olarak Gordion bölgesinin seçilmesinin arka planında yer alan en önemli motivasyon, Gordion tümülüslerin çeşitli nedenlerle tehlike altında olması ve bölgenin modellenmesinin tümülüslerin korunmasına katkı sağlayacağının düşünülmesidir. Bu nedenle seçilen çalışma alanı, Gordion bölgesinin merkezinde, tümülüslerin yoğun olarak kümelendiği ve olabildiğince geniş (yaklaşık 1600 hektar büyüklüğünde) bir alan olarak belirlenmiştir. Tezde sunulan metodoloji kapsamda öncelikle 0.07m yer örnekleme aralığı (YÖA) değerine sahip 2566 adet İHA görüntüsü toplanmıştır. Bu görüntüler çalışma alanının tamamını kapsamaktadır. Sonraki aşamada İHA görüntüleri kullanılarak fotogrametrik yöntemler ile yoğun nokta bulutu veri setleri üretilmiştir. Diğer taraftan, 0.30m YÖA değerine sahip WorldView-3 ve 0.70m YÖA değerine sahip KOMPSAT-3 stereo uydu görüntülerinden nokta bulutu veri setleri üretilmiştir. Farklı sensörlerden üretilen bu nokta bulutu veri setleri, çalışma alanının tamamını ve tümülüsleri temsil eden SYM'ler üretmek amacıyla kullanılmıştır. Ayrıca, tümülüsleri bağımsız objeler olarak temsil eden bu SYM'lerin tümülüslerin yükseklik, alan ve eğim gibi geometrik parametrelerini belirleyebilme potansiyeli test edilmiştir. Son olarak farklı veri setleri üzerinde dijital ortamda gerçekleştirilen ölçümler sonucunda elde edilen bu parametreler yardımıyla, tümülüsler arasındaki fiziksel benzerlikler incelenmiştir. Tez kapsamında İHA ve ÇYÇ stereo uydu görüntülerinden üretilen nokta bulutu ve SYM'lerin kalitesi, çok ölçütlü bir değerlendirme yaklaşımı ile ayrı ayrı incelenmiştir. Model, obje ve nokta tabanlı olarak gerçekleştirilen bu değerlendirmeler, üretilen nokta bulutu ve SYM'lerin geometrik doğruluğunu ölçmek için: bulut buluta karşılaştırma, düşey doğruluk analizi, hacim analizi ve düşey profil analizi gibi geometrik doğruluk belirleme yöntemlerini içermektedir. Model tabanlı değerlendirmeler, çalışma alanının tamamı için uydu görüntülerinden üretilen nokta bulutu ve SYM veri setlerinin referans (İHA) veri setleri ile karşılaştırılmasını içermektedir. Obje tabanlı değerlendirmeler, ÇYÇ uydu görüntülerinden üretilen veri setlerinin; tümülüslerin durumlarına (hasarlı ve hasarsız) ve arazi örtülerine (çıplak toprak, alçak bitki ve tarımsal) göre gruplandırılarak referans tümülüs veri setleri ile karşılaştırıldığı genel ve detaylı değerlendirmeleri içerir. Nokta tabanlı değerlendirmeler ise tüm çalışma alanı için üretilen İHA, WorldView-3 ve KOMPSAT-3 nokta bulutu veri setlerinin, saha çalışmaları ile elde edilen 164 kontrol noktası ile karşılaştırılmasını ifade etmektedir. Her iki ÇYÇ stereo uydu görüntüsünden üretilen nokta bulutları ve SYM'ler üzerinde gerçekleştirilen düşey doğruluk analizleri, model tabanlı karşılaştırmalar için 2-piksel düzeyinin altında bir karesel ortalama hata (KOH) değeri elde edildiğini göstermiştir. Tümülüsler üzerinde gerçekleştirilen obje tabanlı karşılaştırmalar sonucunda ise; hasarlı tümülüsler için 1-piksel düzeyinin altında, hasarsız tümülüsler için ise 1-piksel düzeyine karşılık gelen bir KOH değeri elde edilmiştir. Diğer taraftan, arazi örtüsüne göre gruplandırılan tümülüsler üzerinde gerçekleştirilen obje tabanlı karşılaştırmalar sonucunda; çıplak toprak arazi örtüsüne sahip tümülüsler için 0.5-piksel düzeyinde KOH değeri elde edilirken, alçak bitki ve tarım alanı arazi örtüsüne sahip tümülüsler için ise 1.5-piksel düzeyinde KOH değeri elde edilmiştir. Ayrıca, obje tabanlı değerlendirmeler kapsamında gerçekleştirilen hacim analizi sonucunda, referans tümülüs modelleri ile uydu verilerinden üretilen tümülüs modelleri arasında elde edilen hacimsel farkların %1 düzeyinde olduğu belirlenmiştir. Nokta tabanlı değerlendirmeler kapsamında gerçekleştirilen düşey doğruluk analizi sonuçlarına göre, İHA, WorldView-3 ve KOMPSAT-3 verileri için sırasıyla; 0.11m, 0.16m ve 0.50m KOH değerleri elde edilmiştir. Tümülüslerin fiziksel özelliklerinin karşılaştırılması sonucunda ise uydu verilerinden üretilen tümülüs modelleri ile referans tümülüs modelleri arasında, eğim ve yükseklik parametreleri bakımından %90'ın üzerinde bir korelasyon olduğu, ayrıca hasarsız tümülüslerin yükseklik, çevre ve alan parametreleri arasında matematiksel olarak formülize edilebilen büyük benzerlikler olduğu belirlenmiştir. Gordion arkeolojik alanı üzerinde gerçekleştirilen değerlendirmeler sonucunda elde edilen bütün bulgular, ÇYÇ stereo uydu ve İHA görüntülerinden üretilen nokta bulutu ve SYM veri setlerinin Gordion bölgesini ve tümülüsleri oldukça duyarlı temsil edebildiğini göstermektedir. Bunun yanı sıra, özellikle WorldView-3 verileri kullanılarak belirlenen tümülüs fiziksel parametrelerinin, İHA verilerine oldukça yakın bir duyarlıkta elde edilebildiği görülmüştür. Buna göre, Gordion tümülüslerinde meydana gelebilecek metre altı düzeydeki fiziksel değişikliklerin tespit edilmesinde ve izlenmesinde WorldView-3 görüntülerinin kullanılabileceği değerlendirilmektedir. Diğer taraftan, tümülüslere yönelik elde edilen bulgular, Gordion tümülüslerinin güncel durumlarını belirlemek ve tümülüslerdeki fiziksel değişimleri izlemek için bir başlangıç noktası oluşturmaktadır. Buna göre, çalışma alanımız içerisinde bulunan Gordion tümülüslerinin önemli bir bölümünün tehlike altında olduğunu açıkça ortaya koyulmuştur. Gordion arkeolojik alanının yeniden planlanması ve koruma altına alınması için tezde kullanılan çalışma alanın pilot bölge olarak seçilebileceği, burada elde edilen bulguların yeniden yapılanma sürecinde referans veri olarak kullanılabileceği ve türetilen tümülüs parametrelerinin yeni tümülüslerin keşfedilmesi için kullanılabileceği değerlendirilmektedir.
  • Öge
    Haliç dip tarama çamuru ve maden atığının geotekstil tüp ile susuzlaştırılması ve geoteknik mühendisliği açısından değerlendirilmesi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Karadoğan, Ümit ; Teymür, Berrak ; 501132302 ; Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği ; Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
    Sanayi ve kentleşmenin artmasıyla beraber birçok sektörde yüksek su muhtevasına sahip tarama çamurları ve endüstriyel atıklar oluşmaktadır. Bu atık malzemelerin su içeriğinin azaltılarak bertaraf edilmesi ve/veya yeniden kullanılması hem ekonomik hem de çevre sağlığı açısından büyük kazanımlar sağlamaktadır. Ülkemizde ve dünyada giderek artan miktarlarda oluşan bu yüksek su içeriğindeki atık malzemelerin susuzlaştırılması birçok araştırmacının dikkatini çekmiştir. Araştırmalar özellikle geotekstil ve poliakrilamid kullanılarak yapılan susuzlaştırma yöntemi üzerine yoğunlaşmaktadır. Bu yöntemde, geotekstil katı ve sıvının ayrılması için filtre görevi görürken poliakrilamid küçük daneleri bir araya getirerek oluşan floklarının daha hızlı çökelmesini sağlamaktadır. Literatürde bu yöntem çoğunlukla uçucu küller olmak üzere aynı zamanda tarama çamurları, mandıra lagünleri ve endüstriyel atıklar için kullanılmıştır. Ülkemizde son yıllarda deniz ve nehirlerin kirliliğinin azaltılması için tarama yapılarak çamur çıkarılmaktadır. Tarama sonucu ortaya çıkan atık malzemeler bertaraf için önceden belirlenen alanlara depolanmaktadır. Aynı zamanda çoğu kez denizlerden çıkarılan tarama malzemeleri tarama alanından uzağa fakat yine denize boşaltılmaktadır. Bu şekilde yapılan bertaraf sonucunda deniz ekosistemi telafisi zor bir zarar görmektedir. Dolayısıyla bu malzemelerin su içeriklerinin azaltılması ve yeniden kullanım alanlarının belirlenmesi ülke ekonomisi ve çevre riskleri açısından büyük önem arz etmektedir. Literatüre bakıldığında poliakrilamid katkılı yapılan geotekstil tüp ile susuzlaştırma çalışmalarında tüp içerisine doldurulan çamurun çok kısa bir süre içerisinde hacminde %80'lere varan azalmalar olmuştur. Dahası geotekstilden sızan suyun tekrar kullanımının veya herhangi bir arıtma yapılmadan doğal ortama doğrudan deşarjının mümkün olduğu görünmektedir. Bu çalışmada, İstanbul ilinde bulunan ve doğal liman olan Haliç'ten alınan dip tarama çamuru ve İstanbul Kemerburgaz'da bulunan agrega madeninden alınan maden atığının geotekstil ve poliakrilamid kullanılarak susuzlaştırılması ve yeniden kullanılması incelenmiştir. Bu kapsamda 11 anyonik ve 2 katyonik olmak üzere toplam 13 farklı moleküler ağırlığa sahip poliakrilamid ve susuzlaştırma uygulamalarında kullanılan bir geotekstil kullanılmıştır. Her atık malzemenin flokülasyonu için malzemeye özgü bir poliakrilamid bulunmaktadır. Bu yüzden Haliç tarama çamuru ve maden atığı için uygun poliakrilamid ve optimum dozajın belirlenmesi için Jar deneyi yapılmıştır. İlk olarak iki atık malzemenin de İTÜ Geoteknik Laboratuvarlarında endeks özellikleri bulunmuştur. Burada elek, hidrometre analizi, Atterberg kıvam limitleri deneyi ve piknometre deneyi yapılmıştır. Daha sonra, zeta potansiyel ölçümleri İTÜ MEM-TEK laboratuvarında yapılmıştır. Malzemenin zeta potansiyeli topaklaşma (flokülasyon) işleminin verimini belirleyen bir parametredir. Değer sıfıra ne kadar yakın olursa flokülant yani poliakrilamid verimi o kadar yüksek olmaktadır. Zeta potansiyeli karışımların pH değerine göre değişkenlik gösterebilmektedir. Bu yüzden takip edilmesi ve malzemenin farklı pH değerlerindeki yük dağılımı davranışının ölçülmesi gerekmektedir. Çalışmada kullanılan malzemelerde yapılan ölçüm sonucunda malzemelerin doğal pH değerleri ile flokülasyona uygun oldukları tespit edilmiştir. 13 farklı poliakrilamid aynı dozajda kullanılarak Jar deneyi yapılmıştır. Jar deneyi sonunda numunelerin çökelme hızı ve bulanıklık değerleri kaydedilmiştir. Bu noktada en yüksek çökelme hızı ile en düşük bulanıklık sonucunu veren poliakrilamid seçilmiştir. Seçilen poliakrilamidin optimum dozajının belirlenmesi için ise farklı dozajlarda Jar deneyi tekrarlanmıştır. Yapılan deney sonunda en iyi sonuçları veren poliakrilamid dozajı optimum dozaj olmaktadır. Deney sonunda görünmüştür ki, optimum dozajın üstünde poliakrilamid eklenerek yapılan Jar deneyi sonunda oluşan sıvı kısmın bulanıklık değerinde artış meydana gelmiştir. Poliakrilamid eklendiğinde küçük daneler bir araya gelerek daha büyük fiziksel yapı olan flokları oluşturmaktadır. Flok oluşumunun değişimini görmek için partikül boyut dağılımı analizleri yapılmıştır. Her iki atık malzeme için yapılan ölçümlerle görünmüştür ki, poliakrilamid eklendiğinde başlangıçtan optimum dozaja kadar partikül boyutları büyümekte ve topak yapı oluşmaktayken optimum dozajın üstüne çıkıldığında flokülasyon verimi azalmaktadır. Yüksek konsantrasyonlarda yapılan dozlamadan sonra sıvı kısmın bulanıklık değerinin artması da bu sonucu destekler niteliktedir. Seçilen poliakrilamid ve geotekstil malzemenin birlikte çalışma uygunluğunun araştırılması için laboratuvar ölçekte Hızlı Susuzlaştırma Testi (Rapid Dewatering Test, RDT) yapılmıştır. Hali hazırda kullanılan deney seti tez çalışması için mahsus modifiye edilmiştir. Modifiye deney seti bilgisayar yardımıyla düzenli veri alabilecek hale getirilmiş ve böylelikle anlık geotekstilden sızan su miktarı kaydedilmiştir. Aynı zamanda geotekstil malzeme üzerinde oluşan filtre kekinin su muhtevası da ölçülmüştür. Bu veriler ışığında poliakrilamid katkısı yapılarak geotekstil ile susuzlaştırma işleminin performansı incelenmiş ve optimum dozaj belirlenmiştir. Daha sonra üç boyutlu susuzlaştırma deneyi olan yastık tipi geotekstil bohça kullanılarak %10 katı oranında hazırlanan karışımlarda poliakrilamid katkılı ve katkısız olarak hazırlanan karışımlarla Geotekstil Tüp Susuzlaştırma Testi (Geotextile tube Dewatering Test, GDT) yapılmıştır. Geotekstil tüp susuzlaştırma deneyi (GDT) olarak adlandırılan bu deney, saha uygulamalarında kullanılan sistemin düşük hacimli bir modelidir. Poliakrilamid katkılı ve katkısız GDT sonrası oluşan sıvı faz ve filtre kekin bünyesindeki poliakrilamid kalıntısı olup olmadığını analiz etmek amacıyla Fourier-Dönüşüm İnfrared Spektrumu (FTIR) taranmıştır. Daha sonra susuzlaştırma işlemi sonunda geotekstil tüpten sızan sızıntı suyunun çevresel etkisinin incelenmesi için sızıntı suyunun su kalitesi parametreleri analiz edilmiştir. Bunun için, iyon analizlerinde ise Dionex ICS-3000 İyon Kromatografi cihazı, ağır metal ve diğer elementel analizde Perkin Elmer ICP-OES cihazı kullanılmıştır. Analizler doğrultusunda, çıkan suyun kalitesi hem ulusal hem de uluslararası içme suyu standartlarıyla karşılaştırılmıştır. Böylece doğal ortama deşarj edilecek suyun yeraltı suyuna sızma riski taşıması halinde ortaya çıkacak sonuç değerlendirilmiştir. Katkılı ve katkısız yapılan GDT sonunda tüp içerisinde oluşan filtre kekin Taramalı Elektron Mikroskobunda (SEM) farklı büyüklüklerde görüntüsü alınmış ve detaylı elementel analizleri yapılmıştır. GDT sonrası geotekstil tüp içerisinde oluşan filtre kekin mühendislik parametrelerini tespit edebilmek için Haliç dip tarama çamurunda üç eksenli basınç deneyi (UU) yapılmışken, maden atığının granüler olmasından dolayı kesme kutusu deneyi yapılmıştır. Haliç dip tarama çamuru için farklı basınç yüklemeleri altında konsolidasyonu ve permeabilite katsayısının araştırılması için permeabilite ölçümünün de yapılabileceği konsolidasyon aleti kullanılmıştır. Maden atığında yapılan GDT deneyinde iki tüplü farklı bir seçenek çalışılmış ve bu kısımda poliakrilamid kullanılmadan ilk dolumun yapılması ve daha sonra ikinci dolumda poliakrilamid eklenmesinin daha etkili ve ekonomik olduğu anlaşılmıştır. Bu sayede ilk dolumda tüp içerisinde poliakrilamidin olmadığı ham malzeme elde edilmiştir. Bu malzemenin karayolunda dolgu malzemesi uygunluğunun araştırılması için Standart Proktor deneyi ve yaş CBR deneyi yapılmıştır. Yapılan çalışmada, Haliç dip tarama çamuru ve maden atığı için geotekstil tüp ve poliakrilamid kullanılarak susuzlaştırma işleminin ekonomik ve etkili bir yöntem olduğu ortaya konmuştur. Her iki malzeme içinde yapılan filtre deneylerinde elde edilen sonuçların hem Jar deneyi hem de geotekstil tüp susuzlaştırma deneyi sonuçlarıyla ile benzerlik gösterdiği anlaşılmıştır. Haliç dip tarama çamurunun poliakrilamid kullanılmadan yapılan susuzlaştırma işleminde katı oranı %12 iken uygun poliakrilamid kullanılmasıyla katı oranı %54'e yükselmiştir. Filtrasyon verimliliğinin ise %49'dan %90.5'e kadar yükseldiği görülmüştür. Yapılan mühendislik deneyleri ile susuzlaştırma işlemi sonrası oluşan filtre kekinin mühendislik parametreleri belirlenmiştir. Tüp dışına sızan suyun kimyasal analizi yapılmış ve sızıntı suyu içerisindeki ağır metallerin miktarlarında azalma olduğu bulunmuştur. Böylelikle sızıntı suyunun deniz suyu kriterlerini sağladığı belirlenmiştir. Haliç dip tarama çamurunun geoteknik mühendisliği uygulamalarında kullanılabileceği anlaşılmıştır. Aynı şekilde maden atığı için yapılan deneylerde 1.tip susuzlaştırma işlemi yerine 2. tip susuzlaştırma işleminin yapılmasının daha ekonomik ve verimli olduğu anlaşılmıştır. 1.tip geotekstil tüp dolumuna göre geotekstil tüp miktarında yaklaşık %40 oranında tasarruf sağlanırken poliakrilamid kullanımında ise %93 oranında tasarruf sağlanmıştır. 2. tip susuzlaştırma deneyinde poliakrilamid kullanılmadan yapılan susuzlaştırma deneyinde oluşan ham malzeme üzerinde mühendislik parametrelerini belirlemek için deneyler yapılmıştır. Deney sonuçları Karayolları Teknik şartnamesi ile karşılaştırıldığında malzemenin karayollarında dolgu malzemesi olarak kullanılabileceği anlaşılmıştır. Poliakrilamid katkısız ve katkılı yapılan geotekstil susuzlaştırma deneyleri sonucunda oluşan filtre keklerinin kayma mukavemet açılarının değerleri sırasıyla 34 ve 36 olarak bulunmuştur.