Köklüce Regülatörü-Erbaa HES iletim hattı güzergahındaki alüvyal zeminlerin şişme ve oturma sorunlarının jeo-mühendislik değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmada Kelkit Irmağı' nın sağ yakasında yer alan ve Köklüce regülatöründen Erbaa hidroelektrik santralına kadar devam eden ve trapez kesitli olarak yapılması planlanan su iletim hattında yer alan alüvyal zeminlerin jeo- mühendislik özelliklerinin belirlenmesi ve kanal yapısı üzerinde yaratabilecekleri şişme ve oturma sorunlarının değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Yukarıda belirtilen amaca yönelik olarak; ilk aşamada çalışma alanının jeoloji haritası yapılmıştır. Daha sonra, çalışma alanında örnekleme çukurları açılarak örselenmiş ve örselenmemiş örnekler alınmıştır. Bu örnekler üzerinde laboratuvarda, ilgili uluslararası standartlara göre yapılan deneylerle zeminlerin indeks, mineralojik, fiziko-kimyasal, konsolidasyon ve şişme özellikleri ayrıntılı olarak belirlenmiştir. Ayrıca örnekleme çukurlarına yakın lokasyonlardan yeraltısuyu ve zeminler arasındaki etkileşimi araştırmak amacı ile yeraltısuyu örnekleri alınmış ve kimyasal özellikleri belirlenmiştir. Bu çalışmalardan elde edilen bilgiler esas alınarak, zeminlerde karşılaşılabilecek olası şişme ve oturma sorunları jeo-mühendislik açısından değerlendirilmiştir.IV İncelenen zeminler aşın konsolide killer olmaları nedeni ile dayanımları yüksektir. Konsolidasyon deneylerinden elde edilen sonuçlara göre ve kanal yapısının oluşturacağı düşük sürşarj basıncına da bağlı olarak, çalışma alanında önemli oturma sorunlarıyla karşılaşılması beklenmemektedir. Çalışma alanında hemen hemen tüm lokasyonlarda zeminlerde gelişebilecek şişme basınçları, boş su kanalının yaratacağı sürşarj basıncını aşmaktadır. Çok sayıda lokasyonda ise şişme basınçlarının kanal su dolu iken oluşacak sürşarj basıncını bile aştığı da dikkate alınmalıdır. Bölgede yan kurak bir iklim egemendir; bu nedenle, bölgede birbirini izleyen yağışlar ve ısı değişimleri, killi zeminlerde büyük ölçüde hacımsal değişimlere neden olabilir. Bu hacım değişimlerinin bir sonucu olarak, şişme ve büzülme sorunları olacaktır. Ayrıca, çalışma alanı zeminlerinden elde edilen parametrelerin birbirleri ile ilişkileri istatistiksel olarak araştırılmış ve bazı önemli ilişkiler belirlenerek, pratik ve kısa sürede elde edilebilen likit limit, plastisite indeksi, katyon değişim kapasitesi gibi parametreler kullanılarak zeminlerin şişme yüzdesine yaklaşım imkanı veren ampirik eşitlikler elde edilmiştir. İlk kez bu çalışmada, daha sonra fiziko-kimyasal özelliklerin zemin kıvam limitlerine etkileri konusuna ışık tutacağı düşünülen, zeminlerin likit limitleri ile katyon değişim kapasiteleri arasında ampirik bir eşitlikle ifade edilebilen bir ilişki de ortaya konulmuştur.

In this study, determination of the geo-engineering properties, swelling and settlement problems of the alluvial soils along the proposed water transportation canal route with a trapezoid section from Köklüce Regulator to Erbaa HES in the right shore of Kelkit River is aimed. In order to achieve above mentioned objective, geological map was prepared initially. Than disturbed and undisturbed samples were taken from sampling pits. Index and physico-chemical properties, swelling and consolidation characteristics of soils were determined by laboratory experiments in accordance with the related International standards. In addition, groundwater samples were collected from the locations near to the soil sampling pits for the assessment of groundwater-soil interaction and their chemical properties were determined. Swelling and consolidation problems were evaluated on the basis of the data recovered from this study.Due to their over-consolidated nature, the soils investigated have high strength. Considerable consolidation problems will not occur due to the obtained data from the consolidation tests and low surcharge load of canal. Swelling pressure of soils are greater than the surcharge load of empty canal in all location, almost. It must be taken under the consideration that in a number of locations, swelling pressure of soils are also greater than the surcharge load of canal filled water. Volume changes in the clayey soils as shrinking and swelling will occur due to the effect of seasonal change of semi-arid climate conditions. Swelling problems will occur as a result of these volume changes. After the relationships between the obtained parameters were investigated, equations improved for the significance relations to approach practically to the swelling percent of soils by using liquid limit, plasticity index and cation exchange capacity. In addition, a relation expressed by an empirical equation was improved between liquid limit and cation exchange capacity of soils.