Isparta Ovası'ndaki volkanik zeminlerin jeo-mühendislik karakterizasyonu ve mekanik davranışının araştırılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2013
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ELİF AVŞAR
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): REŞAT ULUSAY
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Dünya genelinde ve Türkiyede az pekişmiş volkanik zeminlerin jeo-mühendislik özelliklerinin ve davranışlarının araştırılmasına yönelik çalışmalar oldukça sınırlı sayıda olup, yumuşak kayalar ile zeminler arasında geçiş türünde olmaları nedeniyle jeomekanik açıdan diğer zeminlerden farklı davrandıkları bilinmektedir. Isparta kent merkezinin temel zeminini Gölcük volkanizması sonucu katmanlar halinde çökelmiş olan volkanik zeminler oluşturmaktadır. Bu çalışma; Isparta yerleşimindeki volkanik zeminin jeo-mühendislik karakterizasyonu, çökme potansiyeli ve makaslama yenilmesi gibi mekanik davranışlarının araştırılması ve basit laboratuvar deney yöntemlerinden belirlenen özellikler kullanılarak tek eksenli sıkışma dayanımının kestirimine yönelik görgül ilişkilerin geliştirilmesi amacıyla yapılmıştır. Bu çalışmayla, hem bu tür malzemelerin davranışlarıyla ilgili çalışmalara, hem de Isparta ve çevresi özelinde yerel anlamda katkı sağlanabileceği düşünülmüştür. Bu kapsamda; volkanik zeminin fiziksel ve jeomekanik özellikleri ile mikroyapısal özellikleri belirlenmiş, istatistiksel çözümlemeler yapılarak görgül ilişkiler önerilmiş, zeminin çökme potansiyeli ve makaslama dayanımı araştırılmış, bu zeminde açılmış şevler için duraylılık analizleri gerçekleştirilmiş ve ayrıca bu çalışmada incelenen volkanik zemin diğer bazı ülkelerde incelenmiş volkanik zeminlerle karşılaştırılmıştır. İncelenen volkanik zeminin 100 kPa?dan daha yüksek normal gerilmeler altında orta derecede çökme ve şiddetli çökme potansiyeline sahip olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, 200 ile 300 kPa arasındaki normal gerilmelerin aşılmasıyla volkanik zeminin kohezyon ve içsel sürtünme açısında azalma olduğu ve makaslama dayanımının düşük ve yüksek normal gerilmeler altında çift doğrusal yenilme zarflarıyla daha iyi temsil edilebileceği sonucuna varılmıştır. Volkanik zeminin çökme potansiyeli ve makaslama dayanımıyla ilgili belirlenen söz konusu iki davranışın; yüksek normal gerilmeler altında yenilen bağlayıcı malzemenin dayanımının önemli ölçüde azalmasıyla ilişkili olduğu belirlenmiştir. Volkanik zeminin doygunluk derecesinin artmasına koşut olarak; tek eksenli sıkışma dayanımının önce arttığı, belirli doygunluklardan daha yüksek doygunluk düzeylerinde ise önemli ölçüde azaldığı saptanmış ve bu durumun muhtemelen su emmedeki artış ve azalmayla ilişkili olduğu şeklinde değerlendirilmiştir. Bunların yanı sıra, jeomekanik özelliklerin tayini için volkanik zeminden standartlara göre uygun boyutlarda örselenmemiş örnek hazırlanmasında önemli güçlükler yaşandığından, zeminin tek eksenli sıkışma dayanımının iğne batma indeksinden kestirimine yönelik ve belirleme katsayısı yüksek görgül bir ilişki önerilmiştir. Volkanik zemin içinde açılmış şevler için duraylılık analizleri de yapılmış olup, 5 m ile 20 m arasındaki şev yükseklikleri ve 600 ile 900 arasında değişen şev açıları için yapılan limit denge analizleri sonucunda güvenlik katsayılarının 1?den büyük olduğu sonucuna varılmış olup, bu sonuçlar inşaat kazılarında yapılan gözlemleri desteklemektedir. Ayrıca, bu çalışmada incelenen volkanik zemin ile diğer bazı ülkelerde incelenmiş volkanik zeminlerin; özellikle zayıf bağlayıcı malzeme içermeleri, mikroyapıları, düşük kuru birim hacim ağırlık ve yüksek gözenekliliğe sahip olmaları açısından benzer özellikler gösterdikleri saptanmıştır. Anahtar Kelimeler: Volkanik zemin, Isparta, tek eksenli sıkışma dayanımı, iğne batma indeksi, görgül ilişki, çift doğrusal yenilme zarfı, çökme potansiyeli, mikroyapı.