Şişen killi zeminlerin kireç kolonu tekniği ile iyileştirilmesi sırasında iyon göçü ve kolon performansının şişen kil oranına bağlı olarak değerlendirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: DERYA TOKSÖZ
Danışman: IŞIK YILMAZ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Şişen killi zeminlerin kireç kolonları ile iyileştirilmesinde temel amaç sönmüş veya sönmemiş kirecin zemin içerisine açılan deliklere doldurulduktan sonra kireç içerisindeki iyonların zamanla kolonu çevreleyen zemine göç etmesi ve kil mineralleri ile reaksiyona girerek zemini iyileştirmesidir. Kireç kolonu tekniği dünya çapında çeşitli ülkelerde başarılı bir biçimde uygulanmaktadır ancak kolonun iyileştirme mekanizması başlıca ulusal olmak üzere literatürde yeterince açıklanmış gözükmemektedir. Bu tez çalışmasının amaçlarından birisi de ulusal ve uluslararası literatürdeki eksiklikler de dikkate alınarak kireç kolonunun çalışma mekanizmasının anlaşılır bir şekilde ortaya konması olmuştur. Şişen killi zeminlerin kireç kolonu tekniği ile iyileştirilmesi aşamasındaki en önemli süreç kireç içerisindeki iyonların kolonu çevreleyen zemin içerisine göç etmesidir. Killi zeminlerde iyon göçünü etkileyen pek çok faktör vardır. Bunlar; zeminin nem içeriği, geçirimliliği, gözenekliliği, kil mineralojisi, zemin içerisindeki kayma düzlemleri, zeminin emme basıncı, kür zamanı ve kür sıcaklığı olarak sayılabilir. Bu tez çalışmasının asıl amacı ise şişen killi zeminlerde kireç kolon tekniği ile iyileştirme sırasında şişen kil oranına bağlı olarak iyon göçü mesafesi ve kolon performansının incelenmesi ve değerlendirilmesidir. Arazi ölçeğinde zemin kütlesinin homojen ve izotrop olmayan yapısı değişik yöntemlerin karşılaştırılmasını, korelasyonunu olanaksız kılmaktadır. Bu nedenle bu çalışmada laboratuvar ölçeğinde model çalışması gerçekleştirilmiştir. Amaca yönelik olarak değişik oranlarda Na-bentonit içeren zemin örnekleri hazırlanmış olup her zemin örneği için laboratuvar ölçekli modeller oluşturulmuştur. Hazırlanan zemin örneklerinin bentonit içeriği oranları %0, %20, %40, %60, %80 ve %100 olarak seçilmiştir. Kür süresi sonunda bütün zemin örneklerinde oluşan Ca+2 ve OH- iyon göçü mesafeleri kimyasal analizlerle belirlenerek bentonit içeriği ve iyon göçü mesafesi arasındaki ilişkiler ortaya konulmuştur. Ayrıca zemin örneklerinin şişme davranışlarındaki değişimler deneysel yöntemlerle belirlenerek bentonit içeriğinin kireç kolonunun iyileştirme yüzdesi ve iyileştirme mesafesi üzerine etkisi tanımlanmıştır. Son olarak laboratuvarda her zemin örneği için daha büyük ölçekli bir model oluşturularak örnek olay çalışması yapılmıştır. Bu tez çalışmasından elde edilen sonuçlar kireç içerisindeki Ca+2 ve OH- iyonlarının göç mesafelerinin zeminlerdeki bentonit içeriği arttıkça azaldığı ancak %60 bentonit içeriğinden sonra sabit bir seyir izlediği yönündedir. %0, %20, %40 bentonit içeren zemin örneklerinde Ca+2 iyonu OH- iyonuna göre daha geniş mesafelere göç etmiş ancak %60, %80 ve %100 bentonit içeren zemin örneklerinde OH- iyonu ile eşit mesafede göç etmiştir. Ayrıca en büyük iyon göçü mesafesi %0 bentonit içeren zemin örneğinde gözlenirken en yüksek iyileştirme yüzdesi %100 bentonit içeren zemin örneğinde belirlenmiştir. Büyük ölçekli modellerde ise kolon çapının artması bütün zemin örneklerinde kolonun iyileştirme mesafesini arttırmıştır. Bu tez çalışmasında, şişen killi zeminlerin kireç kolon tekniği ile iyileştirilmesi sırasında şişen kil oranının iyon göçü mesafesi ve kolon performansı üzerinde önemli ölçüde ve değişik şekillerde etkili olduğu sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Şişen kil, bentonit, kireç kolonu, kolon performansı, iyon göçü, modelleme.