Laboratory tests to study stability mechanism of rainfall infiltrated unsaturated fine-grained soil slopes developing into shallow landslides and their hydraulic properties

Abstract

Bu çalışma iki kısımdan müteşekkildir. Birinci kısımda; doymuş zeminlerdeki ıslatma bandı infiltrasyon teorilerinden olan ve dünyada en çok kullanılan Lumb, (1975) ve Pradel-Raad, (1993) teorik hesaplama(tahmin) neticelerinin ve gözlemsel sonuçlarının karşılaştırılması ve birbirleriyle olan ilişkilerinin incelenmesi konusu çalışılmıştır. Sonuçlar göstermektedir ki her iki teoride de gözlemsel ve teorik hesaplamalarda iyi sonuçlar vermemekte, ıslatma bandı kalınlığı hesapları gözlemlerin altında kalmaktadırlar. Çünkü yukarıda bahsedilen mevcut iki teori zamanla değişken değerler yerine sabit değerler vermektedir. Bu teorilerin düzeltilmesi gerekmektedir. Bu konu daha geniş ve gelecek çalışmalar halinde yine incelenmelidir. İkinci kısımda ise; 3 farklı örselenmemiş zemin numunesinin hidrolik özlelliklerinin (su tutma, hidrolik iletkenlik) belirlenmesinde, evaporasyon methodunu kullanan Hyprop adlı yeni bir deney teçhizatının kullanılmasıdır. Birleştirilmiş zemin sınıflandırma sistemi?nin (USCS) ayırt edemediği kil kolloid ebadları (boyut<0,001 mm ya da 1000 nanometre) için Lazer Kırınım Methodu kullanılmıştır. Sonuçlar göstermektedir ki; numune herhangi bir dış basınca maruz kalmasa da, matrik emme sabit kalmaz ve bir maksimum değere ulaşana dek zamana bağlı olarak artış gösterir. Maksimum noktadan sonra azalmaya başlar. Oysa ki; plastisite indeksi (PI) ve kolloid muhtevası (c) azaldıkça, zeminin maksimum matrik emme değerine ulaşması daha hızlı olur. Plastisite indeks (PI) ve kolloid muhtevası (c) ile maksimum matrik emme artarken, artan matrik emme ile hidrolik iletkenlik ve volumetrik su içeriği azalır. Ayrıca, plastisite indeks (PI) ve kolloid muhtevası arttıkça, maksimum matrik emmedeki hidrolik iletkenlik azalır.

This study consists of two parts. In the first part, saturated soils wetting band infiltration theories and the most widely used in the world by Lumb, 1975 and Pradel and Raad, 1993 compares theoretical predictions were compared with observed results which gave poor correlations. Results showed that both theories grossly underestimated wetting-band thicknesses. Because above mentioned two theories result in constant values, instead of giving values changing as functions of time. These theories need corrections, which indicate need for further studies.In the second part, hydraulic properties were determined (water-retention, hydraulic-conductivity) of locally obtained 3 undisturbed soils near saturation with a new Hyprop testing technique using the evaporation method. As the Unified Soil Classification System (USCS) does not distinguish inorganic clay colloids by size (size <0,001 mm or 1000 nanometers), Lazer Diffraction Method was used. Results have shown that under zero overall stress; Matric suction does not stay constant, but increases with time up to a maximum point and then decreases, whereas time to reach maximum matric suction increases with decreasing plasticity index (PI) and colloid content (c). While maximum matric suction increases with PI and c, hydraulic conductivity and volumetric water content decreases with increasing matric suction. Also, hydraulic conductivity at maximum matric suction decreases with increasing PI and c.