Sulu çamurların sedimentasyon ve konsolidasyonu

Abstract

Sulu çamurların çökelme ve konsolidasyon davranışlarının araştırılması sadece zemin mekaniği değil, hidroloji, jeoloji, çevre, kimya mühendislikleri gibi pek çok bilim dalı tarafından yapılmaktadır. Konuya zemin mekaniği açısından bakıldığında, bu tip çamurların konsolidasyon ve çökelme karakteristiklerinin bilinmesi, çamurun ıslah yönteminin belirlenmesi için gerekli olmaktadır. Zemin taneleri oturduğunda ve bulamacın su muhtevası azaldığında, dayanımında çarpıcı bir artış olmaktadır. Bu artış çok küçük olmasına karşılık, çamurun ıslah edilmesi için kullanılabilmektedir. Bu çalışmada ise, yaklaşık seksen ydı aşkın süredir Haliç'te meydana gelen kirlenmeden dolayı taranmasına karar verilen dipsel çamurun depolandıktan sonra çökelme ve konsolidasyon karakteristiklerinin belirlenmesine çalışılmıştır. Bu amaçla, Singapur denizel kilinin konsolidasyon özelliklerinin araştırıldığı bir çalışmada Lee, Choa, Lee ve Quek (1993) tarafından geliştirilen ve deney için numune hazırlamakta kullanılan deney düzeneğinden örneklenerek özel bir deney aleti yaptırılmıştır. Ve bu deney aleti üzerinde drenajlı ve drenaj sız deneyler yapılmıştır. Yapılan deneyler üç aşamadan meydana gelmektedir. Birinci aşama deneylerde, yukarıda bahsedilen ve iki ayrı parçadan oluşan deney aletinde sulu çamur numunelerinin önce çökelmesi, daha sonra sıkışması zamana bağlı olarak gözlenmiştir. Ayrıca drenajlı deneylerde çıkan su miktarı da zamana bağlı olarak ölçülmüştür. İkinci aşamada ise, deney aletinin üst parçası çıkarılarak diğer kısımlar üzerinde kademeli olarak sürşarj yükleri uygulanmış ve her yük kademesinde sıkışma-zaman davranışı ile sıkışma- gerilme ilişkisi deneysel olarak belirlenmiştir. Üçüncü aşamada ise, iki aşama sonunda elde olunan blok zemin numunesinde hazırlanan örnekler üzerinde standart odyometre deneyleri uygulanmıştır. Birinci aşamada, kendi ağırlığında konsolide olan zemin kolonunda yükseklik boyunca efektif gerilme değişimi bilinmemektedir. Kullanılan deney düzeneğinde de efektif gerilmenin doğrudan ölçülmesi mümkün olmadığı için deneylerden belirlenen boşluk oranı ve permeabilite değerlerinden yararlanılarak efektif gerilme tahmini yapma yoluna gidilmiştir. Bu çalışmada, Somogyi(1979) tarafından önerilen e=Aa,B k=CeD bağıntılarından yararlanılmıştır. Burada C ve D katsayıları deneysel ölçümlerden belirlenmiş, A ve B katsayıları ise Fox ve Barles (1997) tarafından geliştirilen bir bilgisayar programı kullanılarak yapılan iterasyonlarla bulunmuştur. İkinci ve üçüncü aşamada ise, kalın yumuşak zemin tabakası halindeki bu çökellerin sürşarj yükleri altında zamana bağlı sıkışma miktarları ölçülmüş ve elde edilen e-log P grafikleri birinci aşamada elde edilenlerle birleştirilerek birlikte gösterilmiştir. Benzer sonuçların daha fazla numune üzerinde tekrarlanması ve arazi ölçümleri Ue kalibre edilmesi durumunda, arazideki çamur tabakasının uzun süreli davranışı hakkında gerçeğe yakın öngörülerde bulunulabileceği düşünülmektedir.