Yapay olarak hazırlanan düşük dayanımlı killerin elektrokinetik yöntem ile stabilizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2014
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: TAYLAN AŞKIN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): DİLEK TÜRER
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Elektrokinetik stabilizasyon yöntemi yumuşak killi toprakların dayanımlarının arttırılmasında kullanılan ve gelişmekte olan yeni bir teknolojidir. Bu yöntemde amaç, toprağa elektrik akımı yardımıyla kalsiyum ve potasyum gibi iyonların girişini sağlayarak, toprak içinde elektromigrasyon, iyon değişimi ve puzolanik reaksiyonlar sonucu oluşan çökelimle birlikte toprakta dayanım artışı sağlanmasıdır. Önceki çalışmalarda elektrokinetik stabilizasyon işleminin, pH 7 üzerindeki ortam koşullarında etkili olduğu ve anot çevresinde gerçekleşen reaksiyonlar sonucu düşük pH seviyeleri oluştuğundan dayanım artışının katot çevresiyle sınırlı kaldığı belirtilmiştir. Tez kapsamında; Ankara kili kullanılarak yumuşak killi toprak örnekleri yapay olarak hazırlanmış ve bu örnekler üzerinde laboratuvar ölçeğinde elektrokinetik stabilizasyon işleminin etkinliği test edilmiştir. Yapılan çalışmada, daha önceki çalışmalarda uygulanan kare düzenek yerine dairesel bir düzenek kullanılmıştır. Bu düzeneğin kullanılması ile yüksek pH koşullarının katottan anot yönüne doğru ilerlemesi ve böylece toprak içinde daha homojen bir dayanım artışının sağlanması amaçlanmıştır. Bu amaçla dairesel düzenek üzerinde çoklu bir elektrot dizilimi kullanılmış, dizilimde yapılan değişikliklerin dayanım artışına, akım düşüş hızına ve düzeneğin farklı bölümlerindeki pH koşullarına etkisi gözlemlenmiştir. Elektrokinetik yöntem ile stabilizasyonda, toprağa elektrik akımı ile birlikte stabilize edici bir maddenin girişi sağlanmaktadır. Yapılan çalışmada tüm deneylerde, toprağa 10 V sabit elektrik potansiyeli altında stabilize edici madde olarak CaCl2 girişi sağlanmıştır. Anot elektrotun düzeneğin iç bölümünde konumlandırıldığı ve bu bölmeden toprağa CaCl2 çözeltisinin girişinin sağlandığı 15 gün süren ilk deneyde, anot çevresinde şişmeye bağlı olarak dayanımda düşüş görülürken, katot çevresinde % 508'i aşan dayanım artışı sağlanmıştır. Anot elektrotların dairesel düzeneğin dış bölmesine yerleştirildiği ve böylece daha fazla miktarda Ca+2 iyonunun toprağa girmesinin amaçlandığı deneylerin ilkinde toprağa sadece CaCl2 girişi sağlanmış ve bu durumda anot ve katot yakınlarındaki makaslama dayanımlarındaki artış sırasıyla %36,1 ve %136,67 olarak saptanmıştır. Anot bölmesinden CaCl2 çözeltisine ilaveten pH'ı artırmak için Ca(OH)2 girişinin de sağlandığı son deneyde ise dayanımdaki artışlar anot ve katot bölmeleri için sırasıyla %24,62 ve %123,16 şeklinde gerçekleşmiştir. Bu durum, anot elektrotların dışarı bölmede konumlandırıldığı deneylerde dayanım artışının tüm örnekte görüldüğünü, yani daha asidik koşullara maruz kalan anot çevresinde de artış sağlanabildiğini göstermiştir. Her bir deneyde, anot bölmesinden uzaklığa göre oluşan son makaslama dayanımları kendi içlerinde değerlendirildiğinde, stabilizasyon malzemesi olarak CaCl2'ye ek olarak Ca(OH)2 de kullanılan deneyde, belirgin bir şekilde daha uniform dayanım artışları gözlenmiştir. Katot elektrotun iç bölmede konumlandırıldığı deneylerde, anot bölgesinde pH düşüşü 2-3 gün gibi uzun sürelerde gerçekleşmiş ve en düşük pH seviyesi 3'ün altına inmemiştir. Anot elektrotun iç bölmede konumlandırıldığı durumlarda ise pH çok hızlı bir şekilde 3'ün altına inmiştir. Bu durum katot elektrotun iç bölmede konumlandırıldığı durumlarda, elektrokinetik stabilizasyon için tercih edilen daha yüksek pH koşullarının sağlandığını göstermektedir.