Killi zeminlerde emme kapasitesi ve şişme basıncı ilişkisi

Abstract

ÖZET Zemin içerisinde bulunan su, özellikle killi zeminlerin mühendislik davranışlarını büyük ölçüde etkilemektedir. Yüksek emme kapasitesine sahip killi zeminlerde su muhtevasındaki artış şişmeye neden olmaktadır. Zemin emmesi, şişme davranışının belirlenmesinde önemli bir parametredir. Bu çalışmada, plastisite indisi, başlangıç su muhtevası ve kuru birim hacim ağırlığa bağlı olarak killerin emme kapasitesi ve şişme basıncı arasındaki ilişki araştırılmıştır. Bu amaçla plastisite indisleri farklı killer kullanılarak, emme kapasitesi ve şişme basıncı üzerine, başlangıç su muhtevası ve kuru birim hacim ağırlık gibi faktörlerin etkileri incelenmiştir. Farklı beş başlangıç su muhtevasında ve dört ayrı kuru birim hacim ağırlıkta kompaksiyonla hazırlanmış numuneler üzerinde, ödometre deney sistemi kullanılarak emme kapasitesi ve şişme basıncı deneyleri yapılmıştır. Ödometre hücresine yerleştirilen numunelerin kapiler yolla su almaları sağlanmıştır. Belli zaman aralıklarında numuneler, ödometre hücresinden alınıp tartılarak ağırlıkları belirlendikten sonra tekrar ödometre hücresine yerleştirilmiştir. Numunelerin ağırlıklarının, 3-4 gün sonunda sabitlendiği görülmüştür. Zeminin nihai durumdaki su muhtevası, emme kapasitesi olarak tanımlanmıştır. Daha sonra yine aynı şekilde numunelere kapiler yolla su emdirilmiş ve ödometre aletinin düşey deformasyon saati sürekli olarak sıfirda tutulacak şekilde yükleme yapılmıştır. Nihai durumdaki yük miktarı şişme basıncı olarak tanımlanmıştır. Yapılan emme kapasitesi ve şişme basıncı deneylerinden elde edilen sonuçlar, grafikler ve regresyon analizleri yardımıyla ortaya konulmuştur. Başlangıç su muhtevası ile emme kapasitesi arasında doğrusal bir ilişki vardır. Başlangıç su muhtevası ile şişme basıncı arasında ise üstel bir ilişki vardır. Plastisite indisinin artmasıyla emme kapasitesinin ve şişme basıncının arttığı, başlangıç su muhtevasının artmasıyla emme kapasitesi ve şişme basıncı değerinin azaldığı, kuru birim hacim ağırlığın artmasıyla emme kapasitesinin azaldığı, şişme basıncının ise arttığı belirlenmiştir. Ayrıca bu çalışmada, sadece plastisite indisi, kuru birim hacim ağırlık ve başlangıç su muhtevası gibi bazı basit zemin özellikleri kullanılarak, emme kapasitesi deneyleri yapılmadan, geliştirilen bir kart yardımıyla, su emme kapasitesinin tahmin edilebilmesi için bir yöntem önerilmiştir.

11 ABSTRACT Pore water in soil influence engineering properties, especially those of clayey soils. The increase in water content of the clayey soils having a high suction capacity cause swelling. Soil suction is considered to be an important parameter in determining swelling behaviour. In this study, relation between suction capacity of clays and swelling pressure was searched due to initial water content dry density and plasticity index. Because of this by using clays having different plasticity index, effects of some factors like initial water ratio and dry density on suction capacity and swelling pressure are studied. Suction capacity and swelling pressure experiments has made on samples having five different initial water ratio and four different dry density prepared by compaction using the oedometer test equipment. We supplied that samples placed in oedometer cell absorbed the water with the way of capillarity. In certain time intervals after the weights of the samples were determined by balanced samples taken from oedometer cell, they were again placed in oedometer cell. The end of three or four days, it is observed that the weights of the samples were fixed. Ultimate water content of soil is defined as suction capacity. Then, water was absorbed with the way of capillarity by samples and oedometer test equipment was loaded by continiously vanished vertical deformation gauge of oedometer. Amount of ultimate load was defined as swelling pressure. Results obtained experiments of suction capacity and swelling pressure were evaluated by means of graphics and regression analyses. There is a linear relation between initial water content and suction capacity. And there is a exponential relation between initial water content and swelling pressure. It was determined that if plasticity index increases, suction capacity and swelling pressure increase; if initial water content increases, suction capacity and swelling pressure decrease; if dry density increases, suction capacity decreases and somewhat swelling pressure increases. In addition, in this study, a method was suggested for predicting the suction capacity by developed a chart without operate experiments of suction capacity by used only some simple soil properties as plasticity index, dry density and initial water content.