Frictional resistance between organic soil and construction materials

Abstract

Organik toprak, uygun iklim ve topoğrafik koşullar altında sulak alanlarda oluşan parçalanmış organik madde karışımı olup, zamanla kimyasal olarak değişerek fosilleşmiş bitki örtüsüdür. Bu tür zeminler düşük kayma mukavemetine ve yüksek sıkışma özelliklerinden dolayı üzerlerine yapı inşaa edilmesi durumunda problem oluşturmaktadırlar.Bu çalışmada, organik toprak ile kazıklı temel yapımında kullanılan ahşap, metal ve beton arasındaki arayüzey sürtünme açısı araştırırdı. Deneyde kullanılan organic zemin Sakarya bölgesinden temin edildi. Çalışmada dört farklı su içeriği kullanıldı. Bunlar 0%, 25%, 50% ve 75%. Arayüzey sürtünme açısı direkt kesme deney cihazı kullanılarak hesaplandı. Testler, kesme kutusunun alt kısmına inşaat malzemesi konulup üst kısmına organik toprak sıkıştırılarak yapıldı. Herbir malzeme için deneyler üç farklı normal kuvvet altında, 5 kg, 10 kg ve 20 kg, tekrarlanarak %5 deformasyon anındaki kayma gerilmesi maksimum kayma mukaveti olarak alınıp arayüzey sürtünme açısı hesaplandı..Sonuçta organik zeminle inşaat melzemeleri arasındaki arayüzey sürtünme açısının organik toprağın su muhtevasına, malzemenin cinsine ve pürüzlülüğüne bağlı olarak değiştiği gözlendi.

Organic soil is a mixture of fragmented organic material formed in wetlands under appropriate climatic and topographic conditions and it is derived from vegetation that has been chemically changed and fossilized. This type of soils has low shear strength and high compressive deformation which often result in difficulties when construction work is undertaken on the deposit.In this study, interface friction between organic soil and some of construction material used in pile foundation was investigated. Construction materials used in this work are rough and smooth concrete, corrugated and painted metal, and wood. Soil used in this experiment was obtained from Sakarya region, Turkey. Four different water contents were used for organic soils. These are %0, %25, %50 and 75%. Interface friction angle was measured using direct shear test device. Tests were performed with locating construction material at lower part of the shear box and filling the upper part with organic soil. Three different normal forces were used 5kg, 10kg, 20 kg and shear stress at 5% strain rate was taken as maximum shear stress to determine interface friction angle.Test results showed that water content of the organic soil, surface roughness and material type effect interface frictional coefficient.