Laboratuvar deneyleri ve sonlu elemanlar analizleri kullanılarak derin karıştırma yöntemi ile zemin iyileştirmenin incelenmesi

Abstract

Günümüzde zeminin üst yapı inşasına uygun olmadığı durumlarda çeşitli iyileştirme yöntemleri ile zemin iyileştirmesi yapılmaktadır. Teknolojinin ilerlemesi ile birlikte çeşitli iyileştirme yöntemleri uygulanmaya başlanmıştır. Derin karıştırma yöntemi zeminin farklı bağlayıcılarla homojen bir şekilde yüksek basınçla enjekte edilip karıştırılarak yerinde iyileştirilmesi işlemidir. Bağlayıcı olarak genellikle çimento kullanılmakta olup kireç, uçucu kül, yüksek fırın cürufu gibi bağlayıcılar da kullanılmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında CL sınıfı düşük plastisiteli, su içeriği %30 olan zemin çimento ve uçucu kül kullanılarak laboratuvarda modellenmiştir. Kilin kuru ağırlığının %5, %10, %15 oranında çimento ve %2,5 çimento+%2.5 uçucu kül, %5 çimento+%5 uçucu kül, %7.5 çimento+ %7.5 uçucu kül kullanılmıştır. Uçucu külün zemin iyileştirme yöntemlerinde kullanılarak çevre kirliliğini azaltmak, daha ekonomik sonuçlar elde edilmesi amaçlanmaktadır. Bu nedenle bağlayıcı malzeme seçiminde atık bir malzeme olan uçucu kül tercih edilmiştir. Kil zeminin parametrelerini belirlemek için elek analizi, hidrometre analizi, likit limit, plastik limit deneyleri uygulanmıştır. Derin karıştırma düzeneği oluşturulup ıslak derin karıştırma yöntemi ile kolonlar oluşturulmuştur. Elde edilen numunelerin 7, 14, 28, 45 ve 60 gün dayanımları tek eksenli serbest basınç deneyleri yapılarak elde edilmiştir. Deneyler sonucunda elde edilen serbest basınç mukavemetleri ile korelasyonlar yardımı ile derin karıştırma kolonlarının parametreleri belirlenmiş olup PLAXIS 2D ile analizleri yapılmıştır. Tek eksenli basınç deneyleri sonucunda çimento içerikli numunelerde en yüksek dayanım %15 çimento içeriğinde 3025.37 kPa'dır. Çimento ve uçucu kül içerikli numunelerde ise en yüksek dayanım %7.5 çimento+%7.5 uçucu kül içeriğinde 1591.32 kPa'dır. Yapılan deneyler sonucunda sadece çimento içerikli numunelerin daha az kür süresinde daha yüksek dayanım elde edildiği sonucuna varılmıştır ANAHTAR KELİMELER: Derin karıştırma yöntemi, serbest basınç mukavemeti, uçucu kül

Today, in cases where the soil not suited for superstructure construction, soil improvement is carried out using various improvment methods. With the advancement of technology, numerous improvement methotds have been used. The deep mixing method is the process of on site soil improvement by mixing it with different binders homogeneously using high pressure. Cement is generally used as binder, and binders such as calcitic, fly ash, blast furnace cinder are also used. It is aimed to reduce environmental pollution and to obtain more economical results by using fly ash in soil improvement methods. For this reason, fly ash, which is a waste material, was preferred in the selection of binder material.Within the scope of this thesis, CL class low plasticity, 30% water content soil was modeled in the laboratory using cement and fly ash. 5%, 10%, 15% cement and 2.5% cement + 2.5% fly ash, 5% cement + 5% fly ash, 7.5% cement + 7.5% fly ash were used of the dry weight of the clay. Sieve analysis, hydrometer analysis, liquid limit and plastic limit tests were applied to determine the parameters of the clay soil. Columns were formed with a deep mixing mechanism and wet deep mixing method. The 7, 14, 28, 45 and 60 day strengths of the obtained samples were obtained by performing uniaxial unconfined compression tests. The parameters of the deep mixing columns were determined with the help of the free compressive strengths and correlations that were obtained as a result of the experiments and analyzed with PLAXIS 2D. As a result of uniaxial pressure tests, the highest strength in cement-containing samples is 3025.37 kPa at 15% cement content. As a result of tests, it was observed that only cement samples ob tained higher strenght in less curing time.