Plastisite Ve İnce Dane Oranının Zeminlerin Dinamik Davanışına Etkisi

Abstract

Kum zeminlerin deprem gibi dinamik yükler altında sıvılaşması geoteknik mühendisliğinin önemli problemlerinden biri olarak kabul edilmektedir. Tarih boyunca, içerisinde ince dane barındıran kum zeminlerin sıvılaşma direncinin saf kuma göre daha yüksek olduğu düşünülmüş ve bu anlamda ince dane içeren kumlar üzerinde çok fazla çalışma yürütülmemişse de özellikle 1999 Adapazarı depreminde silt ve siltli kum olarak sınıflandırılabilecek zeminlerin önemli oranlarda sıvılaşma göstermesi geoteknik mühendislerini bu konuda üzerinde tekrar çalışmaya itmiştir. İşte bu tez çalışması kapsamında da ince daneli kum zeminlerin içerisindeki ince danelerin oranından ve bulundurduğu dane tipinin plastisitesinden nasıl etkilendiği anlaşılmaya çalışılmıştır. Bu minvalde, plastik olmayan silt, düşük plastisiteli Kaolin ve yüksek plastisiteli başka bir kil %5 ve %10 oranlarında temiz kumun içerisinde katılarak farklı zemin tiplerinin dinamik davranışındaki değişim gözlemlenmeye çalışılmıştır. Yürütülen proje kapsamında, tüm dinamik testler Tekrarlı Direkt Basit Kesme deney düzeneği ile gerçekleştirilmiştir. Ancak, bu tez çalışması kapsamında kullanılan deney aletinin orijinal düzeneğinin sıvılaşma çalışması için önemli kabul edilen suya doygun numune hazırlamaya elverişli olmadığı görülmüştür. Bu sebeple, literatürde sıkça kullanılan altı farklı numune hazırlama yöntemi denenmiş ve tüm bu yöntemler sırasıyla, doygunluk derecesi, içerdiği ince dane oranı, homojenliği, tekrarlanabilirliği ve numune hazırlama süresi gibi beş farklı parametre açısından karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre Kuru Numuneden CO2 ve H2O Geçirme yönteminin istenilen numuneyi elde etmede en başarılı metot olduğuna karar verilmiş ve tüm sıvılaşma deneyleri bu yöntemle hazırlanan numuneler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Numune hazırlama yöntemi seçildikten sonra, 120 farklı Tekrarlı Dinamik Basit Kesme deneyi farklı plastisitelerdeki dört farklı zemin numunesi üzerinde uygulanmış ve dinamik davranışın etkisini daha iyi görebilmek için her bir zemin grubu farklı CSR değerlerinde test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, boşluk oranı, rölatif sıkılık, CSR vb. pek çok farklı parametre açısından karşılaştırılmış ve her bir parametrenin dinamik davranışa olan etkisi anlaşılmaya çalışılmıştır.

Liquefaction is one of the most challenging phenomena that has being still investigated to be understood the exact mechanism. During history, it has been considered that sand containing fines has stronger cyclic resistance than pure sand samples. As a result of this, sand containing fines are commonly viewed as not liquefiable. However, especially after the earthquake in Adapazari, 1999, reserachers started to study this subject again as it was observed that silt or silty sand can liquefy. This thesis aims to understand the effect of fines content and the plasticity on undrained behaviour of sandy soils. To clarify the effect of fines content, soil specimen are prepared at different fine contents, which are 5% and 10%, respectively. To examine the effect of plasticity, non-plastic silt and clay samples, which have different PI values, are added to clean sand and at least five CDSS tests are performed on each of them. In this study, 120 Cyclic Direct Simple Shear tests are performed. In order to choose the method to be used in the preparation of specimen, the previous literature that discusses the sample preparation method had been examined. Six main commonly used methods are chosen form the sample preparation method literature are: Wet Pluviation , Staged Wet Pluviation , Dry Pluviation and Flushing Water and Dry Pluviation and Flushing Water with CO2 and Water . These methods are compared based on their degree of saturation values, fines content, homogeneity, repeatability a nd time duration. Once the sample preparation method had chosen, four different soil mixtures that have different plasticity values, are compared to each other in term of their cyclic response under constant volume condition. To see the cyclic behaviour of soil more precisely, all test groups are performed at three CSR values. All tests are discussed in terms of many different parameters including void ratio, relative density and CSR.