Etimesgut-Batıkent yöresindeki üst pliyosen çökellerinin jeo-mühendislik özellikleri ve konsolidasyonu

Abstract

IV 'ÖZET Bu çalışmada, Etimesgut-Batıkent yöresindeki Üst Pliyosen çökellerinin jeo-mühendislik özellikleri ile konsolidasyon özellikleri arasındaki ilişkilerin belirlenme si; böylece bu çökeller üzerindeki mühendislik uygulamalarında önemli bir parametre olarak kullanılan konsolidasyon değerlerinin daha doğru ve güvenilir bir biçimde yorumlanabilmelerine katkıda bulunulması amaçlanmıştır. Yukarıdaki amaca yönelik olarak önce çalışma alanının 1/25 000 ölçekli bir jeolojik haritası yapılmıştır. Daha sonra yöreden alman toplam 66 örselenmiş ve örselenmemiş örnek üzerinde laboratuvarda, ilgili mühendislik standartlarına uygun yöntemlerle yapılan deneylerle, bunların indeks özellikleri belirlenerek mühendislik sınıflamaları yapılmış; konsolidasyon özellikleri ve önyüklenme durumları araştırılmıştır. Son olarak da, Üst Pliyosen çökellerinin konsolidasyon özellikleri ile jeo-mühendislik özellikleri arasındaki ilişkiler tartışılmıştır. Çalışmadan elde edilen genel sonuçlara göre, Btimes- gut-Batıkent yöresindeki Üst Pliyosen çökelleri, akarsu ortamlarına Özgü jeolojik özellikler taşırlar. Bu çökeller içerisinde, yarı kurak iklim koşullarının yüzeysel kuruma etkinliğine bağlı olarak gelişen karbonat yumrulu kaliçi katmanları gözlenir. Bu çökeller, ilkin Üst Pliyosen başlarında, çökelimi erinin hemen ardından, atmosfere açılarak, yüzeysel kurumaya bağlı bir önyüklenmeye uğramış-V lar; daha sonra, Üst Pliyosen sonlarına kadar üzerlerine yığılan akarsu çökellerinin yükü altında sıkışmışlar; Kuvaterner boyunca gelişen aşınmalarla da, ters yüklenme¬ ye uğrayarak, ikinci bir önyüklenme süreci yaşamışlardır. Güncel yüzeysel kuruma-ıslanma etkinlikleri, çökellerin Kuvaterner başlarından günümüze dek geçirdiği son önyüklenme sürecini oluşturmaktadır. Bu çökellerin ince taneli düzeylerinde, kil minerali olarak, montmorillonit ve illit egemendir. Ortalama olarak, % 19 kum, % 42 şilt ve % 39 kil tane boyundaki malzemelerden oluşan bu düzeylerin ortalama tane özgül ağırlığı değeri, 2.71; kıvam sınırları ve indeks değerleri i-. se, ortalama olarak, LL = % 64, PL = % 31, ip = % 34, SL = % 12, SR = 1.96 gr/cm3, w = % 35, Vmax = % 51, o A = 1.07, #n = 1.92 gr/cm3, n = 0.42, e = 0.76, wfi= % 23.3, Sr = % 85.7 ve IL = O düzeyindedir. Birleştirilmiş toprak sınıflamasında genelde GH grubunda yer alan bu çökeller, aktivite değerleri açısından normal aktif olup, çoğunluk¬ la yüksek şişme potansiyeline sahiptirler. Aşırı konsolide olmuş zemin özelliği taşıyan bu düzeylerin önyüklenme ba- P sınçları, 3.6 kg/cm ; sıkışma indeksi değerleri, 0.22; şişme indeksi değerleri, 0.05; hacımsal sıkışabilirlik katsayısı değerleri, 0.0121 cm2/kg, konsolidasyon katsayı¬ sı değerleri, 0.0129 cm2/sn; geçirimlilik katsayısı değer- - O leri ise, 17.5x10` cm/sn düzeyinde bulunmuştur. Son olarak, Etimesgut-Batıkent yöresindeki Üst Pliyosen çökellerinin genelde yüksek düzeyde önyüklenmeye r- uğramış aşırı konsolide zeminler olduğu s öylene b i lir-.

vi SUMMARY The major objectives of this study were to determine the possible relationships between geo-engineering and consolidation characteristics of the Upper Pliocene deposits of Btimes gut-Bat ikent (west of Ankara) district; and so, to contribute to more accurate and reliable evaluation of their consolidation parameters which are of prime importance in most engineering applications on these deposits. In order to achieve above objectives; first, a geological map of 1/25 000 scale of the area has been constructed. Later, an engineering classification of the Upper Pliocene deposits in the area has been made on the basis of their index properties determined by laboratory experiments in accordance with the related engineering standarts; also their consolidation and pre-loading conditions have been investigated. Finally, the possible relationships between their consolidation and geo- engineering characteristics have been discussed. The experimental data and the field observations indicated that the Upper Pliocene deposits of Etimesgut- Batikent area possess the characteristics of fluvial environments; and they contain some caliche horizons of various thicknesses as characteristics of semi-arid climates. It is presumed that these deposits, first have been exposed to atmosphere right after their deposition at the beginning of Upper Pliocene; and have been subjected to pre-loadingvii by superficial drying» Later, they have been compacted under the weight of fluvial deposits piled on top of them. Subsequently, they have been unloaded by erosion occurred during the Quaternary period; and underwent a second pre loading process. Recent superficial drying and wetting activities form the last pre-loading process that the sediments have undergone since the beginning of the Quaternary» Montmorillonite and Illite appear to be the dominant clay minerals in the fine-grained levels are composed of about 19% sand, 42% silt and 39% clay size materials. The average specific gravity of the solid particles in these levels is 2.71. Their average Atterberg limits and index values are as follows: LL = 64%, PL = 31%, Ip = 34%, SL = 12%, SR = 1.96 gr/cm3, w = 35%, Vmax = 51%, A= 1.07, tfn = 1.92 gr/cm3, n = 0.42, e = 0.76, wn= 23.3%, Sr= 85.7% and IL= 0. In the Unified Soil Classification System they fall into the GH-group. They are normally active; but have high swelling potential. It has been calculated that their average pre- loading pressure is about 3«6 kg/ cm ; compression index = 0.22; swelling index = 0.05; coefficent of volume compressibility = 0.0121 cm2/kg; coefficent of consolidation = 0.0129 cm2/s.ec ; coefficent of permeability =. 17.5xl0`8cm/sec. Finally, the Upper Pliocene deposits of Etimesgut- Batikent area can be considered as overconsolidated soils which have been subjected to very high level of pre-loading.