60 research outputs found
UÇUCU KÜLLERDEN SOĞUK BAĞLAMA YÖNTEMİYLE HAFİF-İRİ AGREGA ÜRETİMİ VE ATMOSFERİK ETKİLER ALTINDA PERFORMANSININ ARAŞTIRILMASI
No full textRecently, several important studies focus on the recycling of industrial waste materials due to their storage problem. During last decade, usage of concrete that produced from low density natural or lightweight artificial aggregates have increased in construction sector. Considering the increases on supply and demand on lightweight aggregate included concretes along with limited resource of natural raw materials, researchers focused on producing artificial lightweight aggregate with low energy usages and environmentally friendly. Therefore, industrial wastes, such fly ashes, are being used on artificial lightweight aggregate production.
In this study fly ashes, were obtained from Yatağan Thermal Power Plant, used in light-coarse aggregate production. For this aim, a mould was design that allow to produce aggregates with 18 mm diameter geometry between cube to sphere using cold binding method. Herewith, a new alternative resource for aggregate could use for the areas (e.g. construction sites) with unsuitable raw materials. Another advantage of the designed mould is to produce fly ash aggregate applying pressing method using without any binding agent or sintering. The aggregate production in this study based on homogenous mixture of mainly fly ash, Portland cement and water. The strength and availability of produced aggregates in concretes were tested several aging tests (freezing-thawing, wetting-drying, exposure external environment). Furthermore, aggregates were also produced traditional methods and the results show that fly ash aggregates have similar or quite high strength than limestone aggregates that used in conventional concretes. The fly ash aggregates that are produced by cold binding methods have approximately 5,9 MPa point load index, whereas limestone aggregates have 5,7 MPa point load index. Additionally, density of fly ash aggregates are approximately 1,83 g/cm3 and limestone aggregates are 2,69 g/cm3. The strength of fly ash included aggregate concretes (53,62 MPa) are higher than limestone aggregate ones (44,22 MPa). The density (dry and saturated), water absorption capacity and porosity of the fly ash aggregates are less than limestone aggregates. The freezing-thawing aging test, both 22 and 44 cycles, results show that the strength of concrete samples increased 1.73%. The wetting-drying test applied as 40 and 80 cycles and the strength of concrete decreased 4% after 80 cycles test. The physical characteristics and strength of both fly ash and limestone aggregates are more and less similar after 270 cycles exposure external environment test.ÖZET İ
ABSTRACT İİİ
TEŞEKKÜR V
İÇİNDEKİLER Vİİ
ÇİZELGELER X
ŞEKİLLER Xİİ
SİMGELER VE KISALTMALAR XVİ
1. GİRİŞ 1
2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 3
3. GENEL BİLGİLER 15
3.1. Uçucu Kül Tanımı ve Özellikleri 15
3.1.1. Uçucu Küllerin Sınıflandırılması 16
3.1.2. Uçucu Küllerin Fiziksel Özellikleri 18
3.1.3. Uçucu Küllerin Kimyasal ve Mineralojik Özellikleri 19
3.1.4. Uçucu Külün Kullanım Alanları 21
3.1.5. Uçucu Küllerin Çevresel Etkileri 22
3.2. Kireçtaşı 23
3.2.1. Kireçtaşının Fiziksel Özellikleri 23
3.2.2. Kireçtaşının Kimyasal Özellikleri 25
3.2.3. Kireçtaşının Kullanım Alanları 25
3.3. Portland Çimentosu 26
3.3.1. Portland Çimentosu Üretimi 27
3.3.2. Portland Çimentosunun Bileşimi, Kompozisyonu ve Kimyasal Özellikleri 28
3.3.3. Portland Çimento Hidratasyonu 29
3.3.4. Portland Çimentosu Tipleri ve Bileşimleri 30
3.3.5. Portland Çimentosunun Dayanım Sınıflaması ve Priz Süreleri 33
3.3.6. Portland Çimentosunun Kimyasal Özellikleri 35
3.4. Agrega 36
3.4.1. Agregaların Sınıflandırılması 36
3.4.2. Agregaların Fiziksel Özellikleri 40
3.4.2.1. Agreganın Porozitesi 40
3.4.2.2. Agrega – Su Bağıntısı 40
3.4.2.3. Özgül Ağırlık 41
3.4.2.4. Kompasite 42
3.4.2.5. Birim Ağırlıkları 42
3.4.2.6. Dona Dayanıklılık 43
3.4.3. Agrega Granülometrisi (Tane Büyüklüğü Dağılımı) 43
3.4.4. Agregaların Mekanik Özellikleri 44
3.4.5. Agregada Bulunabilecek Zararlı Maddeler 45
4. ARAZİ ÇALIŞMALARI 47
4.1. Çalışma Alanı 47
4.2. Kireçtaşı Ocağının Yeri 47
4.3. Açık Ocak İşletmesi Çevresinin Genel Jeolojisi 48
5. LABORATUVAR ÇALIŞMALARI 50
5.1. Kullanılan Malzemeler 50
5.1.1. Çimento 50
5.1.2. Su 52
5.1.3. Uçucu Kül 52
5.1.4. Kireçtaşı 55
5.2. Uçucu Külden Agrega Üretim Kalıbı Tasarımı 59
5.3. Uçucu Külden Agrega Üretimi 64
5.3.1. Uçucu Kül Agregalarının Kür İşlemleri 68
5.3.2. Uçucu Kül Agregasının Fiziko-Mekanik Özellikleri 69
5.3.3. Uçucu Kül Agregasının Nokta Yükü Dayanım İndeksi Deneyi 70
5.3.4. Kireçtaşı Agregasının Fiziko-Mekanik Özellikleri 71
5.3.5. Kireçtaşı Agregasının Nokta Yükü Dayanım İndeksi Deneyi 72
6. BETON ÜRETİMİ, NUMUNELERİN YERİNE KONMASI VE BAKIMI 74
6.1. Beton Numunesi Hazırlama 76
6.1.1. Taze Beton 76
6.2. Yaşlandırma Deneyleri 77
6.2.1. Donma-Çözülme Deneyi 77
6.2.2. Islanma-Kuruma Deneyi 78
6.2.3. Dış Ortam Deneyi 80
6.3. Betonların Fiziko-Mekanik Özellikleri 83
6.3.1. Betonlarda Yoğunluk Değerlerinin Hesaplanması 83
6.3.2. Betonların Gözeneklilik Değerlerinin Hesaplanması 85
6.3.3. Betonların Ağırlıkça Su Emme Değerlerinin Hesaplanması 85
6.4. Sertleşmiş Beton Deneyleri 88
6.4.1. Ultrasonik Geçiş Hızı Deneyi 88
6.4.2. Tek Eksenli Sıkışma Dayanımı 91
7. BETON NUMUNELERDEKİ SEM ÇALIŞMALARI 95
7.1. Kenar Kısım (Uçucu Kül Agregası – Çimento Pastası) 96
7.2. Kenar Kısım (Kireçtaşı Agregası – Çimento Pastası) 98
7.3. Orta Kısım (Uçucu Kül Agregası – Çimento Pastası) 100
7.4. Orta Kısım (Kireçtaşı Agregası – Çimento Pastası) 102
8. DEĞERLENDİRME VE TARTIŞMA 104
9. ÖNERİLER 118
KAYNAKLAR 119
ÖZGEÇMİŞ 127
EKLERGünümüzde depolama sorunları nedeniyle endüstriyel atık maddelerin geri dönüşümünün sağlanması konusunda önemli çalışmalar yapılmaktadır. Son yıllarda düşük yoğunluğa sahip doğal veya yapay hafif agregalarla üretilen betonların yapı sektöründe kullanımı hızla artmaktadır. Doğal kaynakların kısıtlı olmasından ötürü hafif agrega katkılı beton kullanımına artan arz ve talep, araştırmacıları çevresel etmenlere ve enerji kullanımı da göz önüne alınarak yapay hafif agrega üretimine sevk etmiştir. Buna bağlı olarak uçucu kül gibi endüstriyel atık maddeler yapay hafif agrega üretiminde kullanılmaya başlanmıştır.
Yapılan bu tez çalışması kapsamında Yatağan termik santralinden alınmış uçucu kül ile hafif-iri agrega üretimi yapılmıştır. Agrega üretimi için 18 mm çapında soğuk presleme yöntemiyle küp ve küre geometrisi arasında bir şekile sahip agrega üretimi sağlayan kalıp tasarlanmıştır. Bu sayede kaya birimlerinin müsait olmadığı çeşitli alanlarda (inşaat vb.) yeni bir agrega kaynağı alternatifi sunulması planlanmıştır. Geliştirilen kalıpla hiçbir bağlayıcı ve kimyasal malzeme kullanılmadan ve ısıl işlem (sinterleme) uygulanmadan presleme yöntemi kullanılarak uçucu kül agrega üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilmiş agregalar başta uçucu kül olmak üzere; Portland çimentosu ve sudan oluşan homojen karışımla üretilmiştir. Üretilen agregaların beton içerisinde kullanılabilirliği ve çeşitli yaşlandırma deneyleriyle (donma-çözülme, ıslanma-kuruma, dış ortam) dayanımı araştırılmıştır. Bu tez kapsamında mevcut yöntemlerde olduğu gibi agrega üretimi gerçekleştirilmiş ve üretilen agregaların dayanımı betonlarda kullanılan kireçtaşı agregasının dayanımına yaklaşmakta ve az da olsa yüksek olduğu saptanmıştır. Soğuk bağlama yöntemiyle üretilen uçucu kül agregalarının nokta yükü dayanımı yaklaşık olarak 5,9 MPa olarak belirlenirken, kireçtaşı agregasının yaklaşık 5,7 MPa olarak belirlenmiştir. Ayrıca uçucu külden üretilen agregaların yoğunlukları yaklaşık 1,83 g/cm3, kireçtaşı agregalarının yoğunlukları 2,69 g/cm3 olarak saptanmıştır. Uçucu külden üretilen agregalar ile kireçtaşı agregasından üretilen taze beton numuneler üzerinde yapılan dayanım değerleri kıyaslandığında uçucu kül agregalı beton numuneler ortalama 53,62 MPa dayanım değerine sahipken, kireçtaşı agregalı beton numuneler için bu değerin 44,22 MPa olduğu belirlenmiştir. Ayrıca uçucu kül agregalı beton numunelerin yoğunluk (kuru yoğunluk, doygun yoğunluk), ağırlıkça su emme, gözeneklilik değerleri de kireçtaşı agregalı beton numunelere göre oldukça azdır. 22 çevrim ve 44 çevrim olarak gerçekleştirilen donma-çözülme yaşlandırma deneyi sonunda belirlenen dayanım değerinde 44 çevrim sonunda %1,73 oranında bir değişim saptanmıştır. 40 çevrim ve 80 çevrim olarak gerçekleştirilen ıslanma-kuruma deneyinde ise 80 çevrim sonunda dayanım değerinde %4 civarında değişim meydana gelmiştir. Dış ortamda yapılan 270 çevrim yaşlandırma deneyi sonunda, kireçtaşı agregasıyla üretilen beton numuneler ile uçucu kül agregasıyla üretilen beton numunelerin dayanım değerleri ile fiziksel özellik değerlerinde fazla bir farklılık belirlenmemiştir
High-level and long-term noise effect on soft rock building materials
No full textIn recent years, due to an increase in the number of tourists and music concerts in historical areas and a rise in the noise level caused by transport in these regions, an increase in noise-induced damage has been seen in historic structures. In the literature, few studies have examined the impact of sound sources on old buildings. In this study, two types of ignimbrite from the Cappadocia region, fossiliferous limestone used in historical Ottoman buildings, mudstone from the Kula Geopark area, and sandstone used in historic buildings in Erzurum were tested at different sound levels to determine the effect of noise on the rock samples. A new laboratory test setup was developed for noise-effect testing. The rock samples were placed in the sound-test cabinet and exposed to sound levels of 80-130 dB at 1-1200 min duration. Changes in the sonic velocity, porosity, water absorption by weight, and uniaxial compressive strengths of the samples were measured, as well as the deformation caused by the sound waves on the surface of the samples. At 80 dB, the surface of the mudstone samples began to disperse. Above 120 dB, small cracks occurred on the surfaces of all the samples
Investigation of Hydraulic Binding Characteristics of Lime Based Mortars Used in Historical Masonry Structures
No full textIn the historic masonry structures, hard and large rock fragments were used as the construction materials. The hydraulic binder material prepared to keep this used material in its entirety is a different material than the cement used today. Khorasan mortar made by using aggregate and lime exhibits a more flexible structure than the concrete. This feature allows the historic building to be more durable. There is also a significant industrial value because of the use of Khorasan mortar in the restoration of historic masonry structures. Therefore, the calculation of the ideal mixture of Khorasan mortar and the determination of its mechanical and physical properties are of great importance regarding preserving historic buildings. In this study, the mixtures of different lime and brick fractions were prepared. It was determined that Khorasan mortar shows the highest compressive strength in mixtures with water/lime ratio of 0.55 and lime/aggregate ratio of 0.66. By keeping the mixing ratio constant, it was observed that the strengths of the samples kept in the humidity chamber for different curing times increased day by day. The early strength values of samples with the high lime/aggregate ratio (l/a: 0.83) were higher than those with the low lime/aggregate ratio (l/a: 0.5). For the samples with low lime/aggregate ratio, there was an increase in the strength values depending on the curing period. As the cure duration increases, a chemical reaction takes place between the lime and the brick fracture, and as a result of this reaction, the strength values are increased.WoSScopu
An Investigation of Noise Effects on Natural Heritage and Historic Building Materials
No full textGenerally, researchers have investigated an effect of noise in the building close busy city roads. Rare studies are available for the investigation of the harmful effects of noise on historic buildings and natural heritages, which occurs due to the music concert, traffic, etc. In this study, fossiliferous limestone used in the constructions of many palaces and mosques of Ottoman Empire; sandstone used as construction materials in old buildings in Erzurum and mudstone of main rock of earth pillars in the Geo-park area (Kula/Manisa) have been exposed distinct sound power levels (80-130 dB) in a new experimental device. Noise test durations were changed between 1 and 1,200 min. At the end of noise applications, samples were tested in order to determine the variations in sonic velocity, porosity, water absorption by weight, unit weight and uniaxial compressive strength. Some disintegration was observed at the surface of rock samples exposed bigger than 80 dB of the noise level. Apparent porosity and water absorption by weight have increased as well as unit weight, sonic velocity and compressive strength of samples have decreased due to the noise effects. After 127 dB of the sound level, large amount weight loss was occurred in the mudstone samples
Yüksek Alkali Çözelti Katkısının Andezitik Artık Toprakların Fizikomekanik Özellikleri Üzerine Etkisi
No full textConstruction on the problematic ground is increasing day by day due to the increasing population ratio and urbanisation. Solfasol district, located at the north of Ankara, is a region where new and multi-storey buildings have begun to be constructed under the influence of urbanisation. In this study, it was tried to develop an alternative method of soil remediation if andesitic residual soils in the Solfasol Quarter were opened to construction. In this scope, it was aimed to improve andesitic residual soils with the high alkaline solutions. Samples were obtained from three different residual soils in the study area for laboratory experiments, which can be distinguished by observations. Sieve analyses, density, moisture content determination, liquid limit, plastic limit, uniaxial compressive strength, modulus of elasticity, free swell index, consolidation tests were carried out. Changes in physicomechanical properties were investigated by adding NaOH basic solution at 5% and 10% to different soil samples. At the same time, the duration of the cure was examined within the scope of the study. NaOH-containing samples were cured for 1, 7, 28 and 56 days, and changes in strength values were determined. The microscopic changes in the structure of the soil sample were observed with SEM images. The effect of NaOH on the water retention capacity and thus the relationship between expansion and shrinkage were determined. The relationship between moisture content and uniaxial compressive strength was determined. By interpreting the results, the effect of a single basic solution (NaOH solution) on the andesitic residual soils was determined, and it was evaluated that it can not be an alternative to materials with binding properties such as cement. It was understood that a single NaOH solution added affects the uniaxial compression strength negatively.Artan nüfüs oranı ve kentleşme sebebiyle, problemli zeminler üzerindeki yapılaşmalar gün geçtikçe artmaktadır. Ankara’ nın kuzeyinde yer alan Solfasol Mahallesi de kentleşmenin etkisiyle yeni ve çok katlı binaların yapılmaya başlandığı bir bölgedir. Bu çalışmada, Solfasol Mahallesi’ ndeki andezitik artık toprakların, yapılaşmaya açılması durumunda, zemin iyileştirmesi gereksinimine yönelik alternatif bir yöntem geliştirilmeye çalışılmıştır. Tez kapsamında andezitik artık toprakların yüksek alkali çözeltiler yardımıyla iyileştirilmesi amaçlanmıştır. İnceleme alanında bulunan, gözlemsel olarak ayırt edilebilen, üç farklı artık topraktan laboratuvar deneyleri için örnekler alınmıştır. Elek analizi, yoğunluk, nem içeriği tayini, likit limit, plastik limit, tek eksenli sıkışma dayanımı, elastisite modülü, serbest şişme indeksi, konsolidasyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Araziden getirilen toprak örneklerine farklı oranlarda %5 ve %10 oranlarında NaOH bazik çözeltisi eklenerek fizikomekanik özelliklerdeki değişimler incelenmiştir. Aynı zamanda kür süresinin etkisi de çalışma kapsamında irdelenmiştir. NaOH içeren örnekler 1, 7, 28 ve 56 gün kür edilmiş ve dayanım değerlerindeki değişimler saptanmıştır. SEM görüntülemeleri ile toprak örneğinin yapısındaki mikro ölçekli değişimler gözlemlenmiştir. NaOH’ un su tutma kapasitesi üzerindeki etkisi ve buna bağlı olarak genleşme ve büzülme üzerindeki ilişkileri belirlenmiştir. Nem içeriği ile tek eksenli basınç dayanımı arasındaki ilişki saptanmıştır. Sonuçlar yorumlanarak tek başına bir bazik çözeltinin (NaOH çözeltisi) andezitik artık topraklar üzerindeki etkileri belirlenmiş, çimento gibi bağlayıcı özellikleri olan malzemelere alternatif olup olamayacağı değerlendirilmiştir. Tek başına eklenilen NaOH çözeltisinin tek eksenli sıkışma dayanımını olumsuz etkilediği anlaşılmıştır
The Investigation of Freezing-Thawing Effects on Physico-Mechanical Properties of Cohesive Soils
No full textAn apprehending of freezing and thawing effects on cohesive soil is considerable for many construction and environmental subjects. This paper relates the effects of freezing and thawing on physico-mechanical behavior of clayey soils. The capital city of Turkey, Ankara, is located in sequence of lacustrine sediments. At places these sediments contain fine grain soils. Collected undisturbed samples were high placticity clay and clayey sand that were obtained from the bottom of a construction zone at about 1m depth under the ground surface. Total of 64 molded samples were prepared with constant water content to reflect the moisture condition in the active surface layer. CH and SC soil were analyzed in the laboratory, and found to have the plastic limits (PL) of 33.01% and 22.56%, the liquid limits (LL) of 75.05% and 36.97%, and the plasticity indexes (PI) of 42.04% and 14.41%. The soil samples were classified as “CH” and “SC” by the unified soil classification system.Son senelerde Türkiye’nin doğu illeri kış aylarında daha fazla kar yağışı almaya başlamış ve sıfırın altında geçen gün sayısı artmıştır. Bunun doğal bir sonucu olarak toprak don derinliği her geçen sene giderek artmaktadır. Özellikle, Erzurum, Kars, Ağrı ve Ardahan illerinde don penetrasyon derinliği yaklaşık 1.5 metreye ulaşmış ve geçmiştir. Yeraltı su seviyesinin yeryüzüne yakın olduğu ovalık alanlarda don etkisi toprağın daha derin kısımlarına kadar ulaşabilmektedir. Bunun sonucu olarak ovalık alanlarda kurulan yerleşim yerlerinde özellikle sığ temellere sahip üstyapılarda (Karayolu, demiryolu, havaalanı vb.) ve alt yapılarda (Kanalizasyon, su şebekesi vb.) önemli hasarlar meydana gelebilmektedir. Kış aylarında donan toprak zemin, ilkbahar aylarına doğru erimekte ve donma-çözülme etkisiyle toprak yapısında meydana gelen değişiklikler toprağın fiziko-mekanik özelliklerinde de değişikliklere neden olmaktadır
The Determination Of Soil-Water Characteristic Curves Of Residual Soils
No full textMatric and total suction pressure are two key concepts used in unsaturated soil mechanics. The soil water characteristic curves which are used to determine many engineering features of residual soil are the main purpose of this thesis. For this purpose, the soil mechanic experiments were carried out by using three different residual soil samples which were taken from Solfasol district in Ankara. The laboratory studies were conducted in two different phases. The first phase covers soil mechanics experiments. The experiments carried out in this stage are subsequently sieve analysis, Atterberg limits test, standard Proctor tests and direct shear box tests. Following the experiments carried out on each three soil samples, the second phase was initiated to examine unsaturated soil mechanics concepts. In the second phase, filter paper experiments were conducted to determine saturation degree, matric and total suction pressure values of the samples of residual soil. The filter paper moisture content graphs which are suitable for the matric suction pressure of the soil were drawn and soil water characteristic curves were formed. Within the scope of the thesis, pressure plate extractor testing apparatus were designed to determine matric suction pressure of the soil samples in a different way. Soil water characteristic curves (SWCC) were drawn with the results obtained from the experiments which were carried out using new device. The result of this study revealed that smoother soil water characteristic curves can be obtained by implementing matric suction pressure at a frequent interval to samples on clay soil during pressure plate experiments. Examining the soil water characteristic curves obtained from both the pressure plate and filter paper tests, it has been observed that the curves slope upwards as the clay proportion in the samples increased. As a result of SWCC analysis obtained from filter paper tests, the highest matric suction pressure value (4.44 bar) was found in the residual soil sample which has %21 clay content. On the other hand, matric suction pressure was observed as 4,19 bar in the reddish-pink colored soil samples containing the lowest proportion of clay %2,7. Filter paper and pressure plate test data show that the matric suction pressure value has increased based on the increase in fine grain size while it decreased due to the increase in coarse grain size.ABSTRACT iii
TEŞEKKÜR v
İÇİNDEKİLER vi
ŞEKİLLER DİZİNİ ix
ÇİZELGELER DİZİNİ xiii
SİMGELER VE KISALTMALAR xiv
1. GİRİŞ 1
2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 4
3. DOYGUN OLMAYAN ZEMİN MEKANİĞİ İLE İLGİLİ KAVRAMLAR 11
3.1. Zemin Toplam Emme Kavramı 12
3.1.1. Matrik emme basıncı 15
3.1.2. Osmotik emme basıncı 17
3.1.3. Emme basıncının ölçülmesi 18
3.1.3.1. Filtre kağıdı tekniği 19
3.1.3.2. Basınç plakası 20
3.2. Zemin Su Karakteristik Eğrisi (SWCC) 23
4. İNCELEME ALANI VE ARAZİ ÇALIŞMALARI 26
4.1. İnceleme Alanının Tanıtımı 26
4.2. Arazi çalışmaları 27
4.3. İnceleme Alanının Jeolojisi 30
5. DENEYSEL ÇALIŞMALAR VE SONUÇLARI 33
5.1. Laboratuvar Çalışmaları 34
5.1.1. Elek analizleri ve hidrometre deneyi 34
5.1.2. Kıvam (Atterberg) limitleri analizi 36
5.1.3. Özgül ağırlığın belirlenmesi (piknometre deneyi) 38
5.1.4. Standart Proktor deneyi 39
5.1.5. Kesme kutusu deneyi 40
5.1.6. Filtre kağıdı deneyi 42
5.1.6.1. Filtre kağıdı deneyi ile toplam ve matrik emme basıncı belirlenmesi aşamaları 45
5.1.6.2. Filtre kağıtlarının su içeriklerinin tayin edilmesi 49
5.1.6.3. Filtre kağıtlarının su içeriklerinin hesaplanması 53
5.1.6.4. Filtre kağıdı deneyi sonucu toplam ve matrik emme değerlerinin hesaplanması 53
5.1.7. Basınç plakası deneyi 54
5.2. Numunelerin Mühendislik Özellikleri 61
5.2.1. Numune 1 61
5.2.2. Numune 2 67
5.2.3. Numune 3 73
5.3. Filtre Kağıdı Deney Sonuçları 79
5.3.1. Numune 1 Filtre kağıdı deney sonuçları 79
5.3.2. Numune 1 Filtre kağıdı deneyi sonucu elde edilen SWCC 81
5.3.3. Numune 2 Filtre kağıdı deney sonuçları 81
5.3.4. Numune 2 Filtre kağıdı deneyi sonucu elde edilen SWCC 83
5.3.5. Numune 3 Filtre kağıdı deney sonuçları 83
5.3.6. Numune 3 Filtre kağıdı deneyi sonucu elde edilen SWCC 85
5.4. Basınç Plakası Deneyi Sonucu Elde Edilen SWCC 86
5.4.1. Numune 1 86
5.4.2. Numune 2 87
5.4.3. Numune 3 88
6. DEĞERLENDİRMELER 90
7. ÖNERİLER 99
8. KAYNAKLAR 100
9. EKLER 104
9.1. EK 1 Kırmızımsı-pembe numuneye ait filtre kağıdı deneyi sonuçları 105
9.2. EK 2 Sarı-boz numuneye ait filtre kağıdı deney sonuçları 106
9.3. EK 3 Grimsi-yeşil renkli filtre kağıdı deney sonuçları 107
9.4. EK 4 Numune 1, 2 ve 3’ e ait filtre kağıdı sonucu elde edilen SWCC 108
9.5. EK 5 Numune 1, 2 ve 3’ e ait doygunluk derecesi sonuçları 109
9.6. EK 6 – Tez çalışması orjinallik raporu 110
ÖZGEÇMİŞ 111Matrik ve toplam emme basıncı, doygun olmayan zemin mekaniğinde kullanılan önemli kavramlardır. Artık toprak zeminlerin birçok mühendislik özelliklerinin belirlenmesinde kullanılan zemin su karakteristik eğrilerinin çizilmesi bu tez çalışmasının amacını oluşturmaktadır. Bu amaç doğrultusunda Ankara ili Solfasol Mahallesi’nden alınan üç farklı artık toprak numunesi üzerinde zemin mekaniği deneyleri yapılmıştır. Laboratuvar çalışmaları iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşama temel zemin mekaniği deneylerini kapsamaktadır. Deneyler sırası ile elek analizi, hidrometre, piknometre, Atterberg limitleri, standart Proktor ve kesme kutusu deneyleridir. Her üç artık toprak numunesi için de bu deneyler gerçekleştirilmiş ardından doygun olmayan zemin mekaniği kavramlarını incelemek amacıyla deneysel çalışmalarda ikinci aşamaya geçilmiştir. İkinci aşamada ise artık toprak numunelerinin doygunluk dereceleri, matrik ve toplam emme basınç değerlerini tayin etmek amacıyla filtre kağıdı deneyleri gerçekleştirilmiştir. Zeminlere ait matrik emme basınçlarına karşılık filtre kağıdı nem içeriği grafikleri çizilmiş, zemin su karakteristik eğrileri (SWCC) oluşturulmuştur. Tez kapsamında zemin numunelerinin matrik emme basıncı değerlerini farklı bir yöntemle belirlemek amacıyla basınç plakası deney düzeneği tasarlanmıştır. Yeni cihazda yapılan deneylerden elde edilen sonuçlar ile de artık toprak numunelere ait zemin su karakteristik eğrileri (SWCC) çizilmiştir. Basınç plakası deneyleri sırasında killi zeminlerde numune üzerine sık aralıklarla matrik emme basıncı değerleri uygulanarak daha düzgün zemin su karakteristik eğrileri elde edilebileceği sonucuna varılmıştır. Hem basınç plakası hem de filtre kağıdı deneyleri sonucunda çizilen zemin su karakteristik eğrileri incelendiğinde numunelerdeki kil oranı arttıkça eğrilerin yukarı doğru kaydığı görülmüştür. Kil içeriği %21 grimsi-yeşil renkli artık toprak örneğinde, filtre kağıdı deneylerinde elde edilen SWCC analizleri sonucu, en yüksek matrik emme basıncı değeri (4.44 bar) saptanmıştır. Kil içeriği en düşük oranda bulunan (%2.7) kırmızımsı-pembe renkli artık toprak örneklerinde ise matrik emme basıncı değeri (4.19) bar olarak bulunmuştur. Filtre kağıdı ve basınç plakası deney verilerine göre ise; ince tane boyu artışına bağlı olarak matrik emme basıncı değerinin arttığı, kaba tane boyu artışına bağlı olarak ise matrik emme basıncı değerlerinin azaldığı gözlemlenmiştir
DONMA-ÇÖZÜLMENİN ETKİN OLDUĞU YÜKSEK RAKIMLI BÖLGELERDE SOLİFLÜKSİYON TÜRÜ TOPRAK AKMALARININ İNCELENMESİ
No full textIn the last years, the eastern parts of Turkey have begun to receive more snowfall in the winter and the number of days under 00C has increased. As a natural consequence of this, soil frost depth is increasing every year. Especially in Erzurum, Erciyes and Artvin, the depth of frost penetration reached and passed about 1.5 meters. In plains where the groundwater level is close to the earth, frost effect can reach deeper parts of the soil. As a result of this, significant damage can occurs in the settlements built on the plains, particularly in superstructures with shallow grounds (roads, railways, airports, etc.) and in lower structures (sewerage, water network etc.). Frozen soil in the winter, starts melting at the spring then physico-mechanical properties of soil changes because of freeze-thaw effect. At the top side of the soil, there is a volumetric increase with frost and the soil acquires a porous structure. The effective stress falls due to oversaturated soil which is result of melting frozen water in the pores of the soil, the soil loses too much strength and landslides can be seen with the movement that is close to liquid behavior
In the scope of the thesis study, soil flows in slopes which are reaching to extreme saturation after the melting of frozen soils at high altitude areas have been investigated in two separate titles which are field studies and laboratory studies.
In field studies; The soil flows which can be seen at high altitude area such as nearest to Erzurum, Erciyes, Ilgaz and Artvin were investigated in field conditions. Also, with the Photographs which were taken by unmanned aerial vehicle (drone), photoscan and surfer softwares were used to create orthophotos and digital elevation models of the study areas. In this view, observed instabilities (soil flows, creeps etc.) in the field conditions were modelled and schematic information about the mechanisms of the soil flows were able to obtained.
Index and mechanical properties were determined by experiments on soil samples taken from study areas. Also, a new device was designed for modelling soil movements which are results of freezing-thawing effect in the laboratory environment. The specially prepared specimens were subjected to experiments at different slope values in the new developed device, and the potential soil slides were constantly monitored. The photographs of specimens were taken before and after the soil slide experiment. Then, orthophotos of test sample and digital elevation models of test sample were created with using Photoscan and Surfer softwares. As a result of the created numerical elevation models and the experiments on the samples which are taken from the field, the mechanisms of soil slides which can be seen at low slope conditions and results of freezing-thaw effect were investigated. Also, ArcGIS software was used to interpret the ground movements depending on grain size.Yüksek rakımlarda görülen soliflüksiyon türü toprak akmalarının arazi koşullarında ve laboratuvar ortamında incelenmiştir. Tez çalışması kapsamında geliştirilen yeni bir cihazla soliflüksiyon tipi toprak akmalarının mekanizmaları araştırılmıştır.Son yıllarda Türkiye’nin doğu illeri kış aylarında daha fazla kar yağışı almaya başlamış ve sıfırın altında geçen gün sayısı artmıştır. Bunun doğal bir sonucu olarak toprak don derinliği her geçen yıl giderek artmaktadır. Özellikle, Erzurum, Erciyes ve Artvin illerinde don penetrasyon derinliği yaklaşık 1.5 metreye ulaşmış ve geçmiştir. Yeraltı su seviyesinin yeryüzüne yakın olduğu ovalık alanlarda don etkisi toprağın daha derin kısımlarına kadar ulaşabilmektedir. Bunun sonucu olarak ovalık alanlarda kurulan yerleşim yerlerinde özellikle sığ temellere sahip üstyapılarda (Karayolu, demiryolu, havaalanı vb.) ve alt yapılarda (Kanalizasyon, su şebekesi vb.) önemli hasarlar meydana gelebilmektedir. Kış aylarında donan toprak zemin, ilkbahar aylarına doğru erimekte ve donma-çözülme etkisiyle toprak yapısında meydana gelen değişiklikler toprağın fiziko-mekanik özelliklerinde de değişikliklere neden olmaktadır. Toprağın üst kısmında don etkisiyle hacimsel artışlar meydana gelmekte ve toprak gözenekli bir yapı kazanmaktadır. İlkbahar aylarında toprağın gözeneklerindeki donmuş suyun erimesi sonucu toprağın aşırı doygun hale gelmesine bağlı olarak efektif gerilim düşmekte, toprak çok yüksek oranda dayanım kaybetmekte ve sıvı davranışa yakın bir davranış göstermesiyle birlikte toprak kaymaları görülebilmektedir.
Tez çalışması kapsamında, yüksek rakımlarda donmuş toprakların erimesi sonucu aşırı doygunluğa ulaşan yamaç ve şevlerde görülen soliflüksiyon tipi toprak akmaları, saha çalışmaları ve laboratuvar çalışmaları olarak iki ayrı başlıkta incelenmiştir.
Saha çalışmalarında; Erzurum, Erciyes, Ilgaz ve Artvin illeri çevresinde yüksek rakımlarda oluşan toprak akmaları yerinde incelenmiş, insansız hava aracı yardımıyla (Drone) çekilen fotoğraflarla, photoscan ve surfer yazılımı kullanılarak çalışma alanlarının ortofotoları ve sayısal yükseklik modelleri oluşturulmuştur. Bu sayede arazi koşullarında gözlenen duraysızlıkları bilgisayar ortamında modellenerek toprak akmalarının mekanizmaları hakkında şematik bilgiler elde edilmiştir.
Laboratuvar çalışmaları kapsamında çalışma bölgelerinden getirilen toprak örnekleri üzerinde yapılan deneylerle indeks ve mekanik özellikleri belirlenmiş, donma-çözülme etkisiyle meydana gelen toprak hareketlerini laboratuvar ortamında modellemek için yeni bir cihaz tasarlanmıştır (Toprak kayması inceleme cihazı). Özel olarak hazırlanmış örnekler, geliştirilen yeni cihazda farklı eğim değerlerinde deneylere tabi tutularak yaşanacak olası toprak kaymaları sürekli olarak gözetim altında tutulmuştur. Toprak kayma deney öncesinde ve sonrasında örneklerin fotoğrafları çekilerek, Photoscan ve Surfer yazılımları yardımıyla deneye tabi tutulan örneklerin ortofotoları ve sayısal yükseklik modelleri oluşturulmuştur. Oluşturulan sayısal yükseklik modelleri ve araziden getirilen numuneler üzerinde gerçekleştirilen deneyler sonucunda, düşük eğimli yamaçlarda donma-çözülme sonucunda görülen toprak kaymalarının mekanizmaları incelenmiştir. ArcGIS yazılımı kullanılarak tane boyuna bağlı olarak zemin hareketleri hakkında yorumlamalar yapılmıştır
The effect of wind pressure on surface erosion of soft rocks in arid regions
No full textThe wind acts as a land-shaping agent in desert and coastal regions, with more significant effects on soft, porous rocks than on massive rock formations. Air-suspended particles degrade rock surfaces, form cavities, and produce drift channels; however, abrasions that have been formed without the impacts of suspended particles are occasionally observed on very soft rock surfaces in areas exposed directly to the wind. The effect of wind without abrasive particles on soft and porous rock samples was examined using a newly designed wind tunnel. Samples were exposed to various wind speeds of 6-9m/s to determine the most efficient wind speed. Ignimbrite, mudstone and sandstone specimens, all of which possess high porosity and low strength, were tested in the wind tunnel under a constant air temperature for 1year. During that time, changes in sample weight were measured at weekly intervals. The specimens started to decrease in weight after losing surface moisture, with the highest weight loss observed in the samples with high porosity and low strength. Air pressure from the wind caused tension on rock surfaces. Surface strain measurements were carried out to determine the effects of wind pressure on weight loss. The maximum strain (250) was recorded on mudstone samples with high porosity and low strength. A good relationship was detected between surficial strain and weight loss. The air pressures on the sample surfaces caused by the wind forces were measured with a new sensor. The air pressure values measured on the surface oscillated between -56 and 133Pa
- …
