Daneli katkılarla güçlendirilmiş kil numunelerinin dinamik özelliklerinin deneysel olarak araştırılması

Abstract

Daneli katkılar ile stabilize edilmiş zeminlerin mühendislik özellikleri (mukavemet, konsolidasyon, hidrolik, dinamik) hakkında günümüze kadar pek çok çalışma yapılmıştır. Zeminlerin üzerinde yapılan stabilizasyon/iyileştirme işlemleri sonucunda, hacımsal stabilite, geçirimlilik, kayma mukavemeti parametreleri ve konsalidasyon gibi mühendislik özelliklerinde iyileştirmeler (pozitif değerler) elde edildiği literatürden bilinmektedir. Bununla beraber bu katkıların zeminlerin dinamik özelliklerine etkileri konusunda yapılan çalışmalar sınırlı sayıdadır. Bu çalışmada katkı malzemeleri ile stabilize edilmiş zeminlerin geoteknik özellikleri üzerindeki değişimler incelenmiştir. Çalışma kapsamında kullanılan zemin numunesi Erzurum ilinden temin edilmiş olup, katkı malzemesi olarak uçucu kül, silis dumanı ve kırmızı çamur kullanılmıştır. Zeminin kaba ve ince dane oranını belirlemek için öncelikle elek ve hidrometre deneyleri yapılmıştır. İnce daneli bir malzeme olduğu belirlenen zeminin piknometre deneyi ile özgül ağırlık değeri bulunmuştur. %0, %5, %10 ve %15 katkı oranlarında kil-uçucu kül, kil-silis dumanı ve kil-kırmızı çamur karışımları hazırlanarak bu numunelere kıvam limitleri ve standart proktor deneyleri yapılmıştır. Optimum su muhtevasında kompakte edilen %0, %5, %10 ve %15 oranlarında silis dumanı, kırmızı çamur ve uçucu kül katkılı numuneler üzerinde mukavemet özlelliklerini belirlemek için serbest basınç deneyi yapılmıştır. Çalışmanın amacı olan dinamik parametrelerin belirlenmesi için yukarıda belirtilen katkı oranlarında hazırlanan numuneler üzerinde dinamik basit kesme deneyi yapılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda ise kil zeminlerin daneli katkılarla stabilizasyonu sonucunda sönüm oranı, dinamik kayma modülü gibi parametreler üzerinde meydana gelen değişimler incelenmiştir.

Numerous studies have been carried out on the engineering properties (strength, consolidation, hydraulics) of stabilized soils with grained additives, and studies on the effects of these additives on the dynamic properties of soils are limited.Therefore, in this study, it is aimed to investigate the effect of additives on dynamic properties of soils such as shear modulus and damping ratio. Scope of this work the natural clay material originated from a clay deposits in Erzurum, Turkey. Fly ash (FA), silica fume (SM) and red mud (RM) is used as stabilization material. SM is obtained from Antalya Ferro-Chrome Plant, Turkey and FA is supplied from Afsin Elbistan Thermal Power Plant, Turkey. RM used in the tests was supplied from Etibank Seydisehir Aluminum Plant, Turkey. Firstly to determine the soil particle size sieve and hydrometer analyzes were performed and according to test results the soil has fine grain material of 86%. Pycnometer test was conucted to determite the specific gravity of soil. Then clay-fly ash, clay-silica fume and clay-red mud mixtures were prepared at 0%, 5%, 10% and 15% additive ratios, Atterberg limits tests and standard proctor tests were prepared mixtures. Test specimens which has optimum water content were compacted wit standart proctor tests. Unconfined compression tests (UCS) were performed on specimens to obtain the strength parameters. Finally in order to determine dynamic properties of specimens, cyclic direct simple shear tests (CDSS) were performed. As a results of experiments, the variation in the liquid limit (LL), plastic limit (PL) and plasticity index (PI) values, optimum water contents (wopt), maximum dry unit weights (ɤdmax), unconfined compressive strengths (qu), dynamic shear modulus and damping ratio were investigated as a result of the stabilization of clay soils.