Killi zeminlerin kayma direncine bazalt fiberin katkısı

Abstract

Kozmopolit şehirlerde artan hızlı nüfus hızlı kentleşmeyi beraberinde getirip, yeni yeraltı ve yerüstü yapıların yapılma zorunluluğu zeminleri kıymetli kılmıştır. Olumsuz zemin koşullarında, eğer uygun yer seçimi ve yapısal değişiklik seçeneklerini hayata geçirmek mümkün değilse, yapı inşasının zorunlu olduğu durumlarda zeminleri iyileştirme işlemi sıklıkla başvurulan bir yol olmuştur. Yapılan zemin iyileştirme işlemlerinin, zeminin taşıma gücünü artırma, sıvılaşma riskini azaltma, oturmaları kontrol altına alma, kayma direnci parametrelerini artırma gibi işlevlerinin yanında çevre dostu ve ekonomik olması da ön planda tutulmaktadır. Günümüzde çimento ve kireç gibi geleneksel katkı malzemeleri yanında, artan teknoloji ve bilgi birikimi ile fiber gibi daha teknolojik malzemelerin yardımıyla zeminleri iyileştirme inşaat mühendisliğinin bir parçası haline gelmiştir. Zemin iyileştirme ve beton iyileştirmede kullanılan, çevre dostu, doğal ve geniş bir hammadde tabanına sahip olan katkı malzemelerinden biri de bazalt fiberdir. Bazalt fiberin zemin iyileştirme çalışmalarında kullanımına yönelik çalışmaların literatürde giderek arttığı görülmektedir.

Bu tez çalışmasında, Düzce ilinden elde edilen killi zeminlere bazalt fiber katkısının kayma direnci parametrelerine olan etkisi araştırılmıştır. Türk Standardı (TS1500) ve Birleştirilmiş Zemin Sınıflama Sistemine (USCS) göre yüksek plastisiteli kil (CH) sınıfında olan ince daneli zemin örneklerine belirli oranlarda bazalt fiber eklenmiş ve ardından hazırlanan bu numuneler kesme kutusu deneylerine tabi tutulmuştur. Belirli ağırlıktaki doğal kil numunesine ağırlıkça %0, %1, %1,5, %2 ve %2,5 oranında 6 mm, 12 mm ve 24 mm uzunluğunda bazalt fiber ilave edilip bulamaç (slurry) yöntemi ile numuneler hazırlanmıştır. Bu numuneler daha sonra 45 kPa yük altında 7 gün süre ile konsolidasyona bırakılmıştır. En son olarak da konsolide olan numuneler, farklı düşey gerilmeler ile kesme kutusunda deneye tabi tutulmuşlardır. Gerçekleştirilen 39 adet deney sonucuna göre; bazalt fiber oranı ve boyu arttıkça kayma direnci açısında doğrusal olmayan bir artış gözlemlenirken, kohezyon değerinde ise bazalt fiber uzunluğuna bağlı olarak farklı bazalt fiber oranlarında pik değerler oluştuğu gözlemlenmiştir. 6 mm fiber uzunluğunda çalışılmış numunelerde kohezyon değeri %2 fiber oranında pik yapmış iken, 12 mm fiber uzunluğunda çalışılmış numunelerde kohezyon değeri %1,5, 24 mm fiber uzunluğunda çalışılmış numunelerde ise kohezyon değeri %1 fiber oranında pik yapmıştır. Bu durum fiber - zemin arasındaki etkileşim, fiber boyu ve fiber oranı (numune içerisindeki fiber yoğunluğu) ile açıklanmaktadır. Bazalt fiber kullanımının zemin iyileştirme çalışmalarında alternatif olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.