Şişen killerle inşa edilen dolgu davranışının numerik analizi

Abstract

Özellikle kurak iklimli bölgelerdeki suya doygun olmayan killi zeminlerde su içeriğindeki artış sonucunda, şişme olarak adlandırılan önemli hacim değişiklikleri oluşmaktadır. Bu tür zeminlerle ilgili mühendislik çalışmalarında şişme potansiyelinin ve şişme basıncının önceden belirlenmesi ve bunlara etki eden mineralojik ve çevresel faktörlerin bir arada incelenmesi gerekir. Bu sayede gerekli önlemler daha önceden alınarak uygun temel sistemleri seçilebilir veya projelendirme yapılabilir, meydana gelebilecek hasarlar da en aza indirilebilir. Bu konuda birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada eksenel şişme davranışları, düşey basınç ve ıslanma faktörleri ele alınmıştır. Bu çalışmada, Lüleburgaz-Babaeski kilinin şişme davranışları ve özellikleri araştırılmış ve şişme özelliğine sahip yüksek plastisiteli bu kil ile inşa edilen yol dolgusunun ıslanma sonucu kabarma ve göçme hareketleri Sonlu Elemanlar Metodu ile modellenmeye çalışılmıştır. Ödometre deneylerinde değişik su içeriklerinde sıkıştırılmış numunelerin sabit hacim ve serbest şişme şartlarında şişme basınçları ve miktarları belirlenmiştir. Aynı deneyler, optimum su içeriğinde (Standart ve Modifıye Proktor olarak) sıkıştırılarak hazırlanan ve başlangıç su içeriği düşürülmüş ve artırılmış numuneler üzerinde tekrarlanarak, başlangıç su içeriğinin ve kuru birim hacim ağırlığının şişme davranışına olan etkileri gözlenmiştir. Ayrıca bu deneylerden elde edilen sonuçlar, aynı zeminle inşa edilmiş yol dolgusunun ıslanma durumunda gerilme ve şekil değiştirme davranışının sonlu elemanlar programında modellenmesi için veri olarak kullanılmıştır. Sonuçla, özellikle kuru tarafta sıkıştırılmış zeminlerin su ile tanışmaları halinde dolgu içerisinde önemli gerilmeler doğuracağını göstermektedir.