Kayseri civarındaki turba zeminlerin jeomekanik karakteristiklerinin ve dinamik davranışlarının arazi, laboratuvar ve sayısal modelleme teknikleriyle araştırılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: NAZLI TUNAR ÖZCAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): REŞAT ULUSAY
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Turba; nemli ve ılık veya soğuk iklim koşullarında, oksijensiz sulak alanlarda bitki artıklarının depolanmasıyla oluşan, yüksek organik madde içeriğine sahip bir zemin türüdür. İleri derecede sıkışabilen, oldukça yüksek su içeriği ve geçirimliliğe sahip olan turbalar, başlıca oturma, şev duraysızlığı ve zemin büyütmesi gibi önemli mühendislik sorunlarının gelişmesine neden olabildiklerinden dolayı mühendislik yapıları için genellikle uygun temel zeminleri değillerdir. Kanada, Rusya, Malezya ve Endonezya gibi ülkelerdeki kadar yaygın olmasa da, ülkemizde de turba oluşumları bulunmakta olup, en tipik turbalık alanlardan biri üzerinde sanayi tesislerinin de kurulu olduğu Kayseri girişindeki Ambarköy ve civarıdır. Kayseri'de sanayi bölgelerinin bu zemin üzerinde hızlı bir gelişme göstermesi, kente yakın konumlu deprem üretebilecek aktif fayların varlığı ve ülkemizde turbaların jeomekanik özellikleri ve dinamik davranışlarıyla ilgili çalışmaların çok sınırlı olması gibi hususlar dikkate alınarak, bu tez çalışmasında; Kayseri Serbest Bölge'de zemini oluşturan turbaların mineralojik, fiziksel ve indeks özellikleriyle birlikte makaslama dayanımlarının belirlenmesi, konsolidasyon ve oturma karakteristiklerinin araştırılması, arazide gerçekleşecek oturma miktarının tahminine yönelik bir yaklaşımın önerilmesi, dinamik davranışının analiz edilmesi ve sismik yer tepkisinin belirlenerek mevut tasarım spektrumlarıyla karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçlar doğrultusunda; inceleme alanında sondaj ve örnekleme çalışmaları yapılmış, jeofizik ölçümlerle turba zeminin kalınlığı ve makaslama dalgası hızları belirlenmiş, turbanın laboratuvar deneyleriyle jeomekanik ve dinamik özellikleri tayin edilmiş, arazide inşa edilen bir gözlem dolgusunda uzun süreli oturma ölçümleri alınmış, geriye dönük oturma analizleri gerçekleştirilmiş ve turbaların sismik yer tepkisinin belirlenmesi için dinamik analizler yapılmıştır. Deney sonuçları, incelenen turbaların jeomekanik özellikleri açısından Dünya literatüründe verilen değişim aralıklarıyla genel olarak uyumlu, bununla birlikte söz konusu aralıkların alt sınırlarına daha yakın olduğunu göstermiştir. Yüzeye yakın derinliklerdeki kalın lifler içeren turbalar liflerin makaslama kuvvetine karşı gösterdiği direnç nedeniyle yüksek makaslama dayanımı parametrelerine sahipken, daha derindeki ince lifli ve amorf turbaların dayanımlarının ise daha düşük olduğu belirlenmiştir. İncelenen turba zeminlerin sıkışma sürecinin birincil ve ikincil konsolidasyon ile üçüncül sıkışma olmak üzere üç aşamada gerçekleştiği gözlenmiştir. İncelenen turbalar, birincil konsolidasyon sürecini 54 kPa'dan düşük normal gerilmeler altında 1 dakikadan daha kısa sürede tamamlamakta ve ikincil sıkışma indisleri ise zamanla doğrusal olmayan şekilde artmaktadır. Arazideki gyözlem dolgusundaki oturma miktarını kestirebilmek için bazı konsolidasyon parametrelerinin farklı bir yaklaşımla tekrar değerlendirilip kullanılmasıyla yapılan geriye dönük analizlerden hesaplanan zamana bağlı oturma miktarları ile arazide ölçülen oturma miktarlarının uyumlu olduğu belirlenmiştir. Dolayısıyla inceleme alanındaki turbalar ile buna benzer özelliklere sahip turba zeminlere ilişkin oturma analizlerinde, konsolidasyon parametrelerinin bu çalışmada önerildiği gibi kullanılması halinde arazide gerçekleşebilecek oturma miktarları daha sağlıklı olarak tahmin edilebilecektir. İncelenen turbaların modül azalım ilişkisi dikkate alındığında, bu turbaların plastisite indeksi PI=0 olan zeminlere kısmen benzer şekilde davrandığı anlaşılmaktadır. Turba zeminlerin sismik yer tepki analizleri sonucunda elde edilen tepki spektrumlarının Türkiye Deprem Yönetmeliği ve Avrupa Yapısal Tasarım Standartları Yönetmeliği tarafından önerilen spektrumlarla uyumlu olmadığını ve onları aştığı anlaşılmıştır. Bu bulgu, incelenen turba zeminlerin, düşük periyotlarda deprem dalgalarını sönümleyeceğini, ancak 0.3-0.5 saniyeden daha büyük periyotlarda büyüteceğini göstermektedir.