Kumlu zeminlerin kayma direncine bazalt fiberin katkısı

Anahtar Kelimeler: zemin iyileştirme, bazalt fiber, kumlu zemin, kayma direnci, kesme kutusu. Nüfus yoğunluğunun beraberinde kentleşmenin giderek artması büyük projelere (yüksek katlı binalar, yeraltı ve yerüstü ulaşım yolları, barajlar v.b) olan ihtiyacı meydana getirmiştir. İnşa edilecek yapı yüklerinin artması, elverişli zemin arazilerinin yetersizliği, zayıf zeminin terkedilememesi ve projenin zemin koşullarına uygun hale getirilememesi gibi durumlar elverişsiz zeminlerde yapılaşmayı zorunlu hale getirmiştir. Bu olumsuz koşullar zemin iyileştirme yöntemlerini çözüm olarak ortaya çıkarmaktadır. Zemin iyileştirme, zeminin geoteknik özelliklerinin farklı fiziksel, kimyasal veya biyolojik yöntemler kullanılarak iyileştirilmesi olarak tanımlanabilir. İyileştirmenin amacı zeminin taşıma gücünü ve kayma direnci parametrelerini arttırmak, oturmaları, sıvılaşma potansiyelini ve boşluk oranını azaltmaktır. Son yıllarda geoteknik mühendisliği uygulamalarında zemine katkı maddeleri katılarak iyileştirme yöntemi oldukça yaygındır. Bu katkı maddelerine doğal lif olarak sınıflandırılan yüksek mukavemetli bazalt fiberler örnek olarak verilebilir. Bazalt fiberler ucuz hammadde ve düşük üretim maliyetine sahip olmasının yanı sıra çevre dostu olması sebebiyle zemin iyileştirme çalışmalarındaki değeri literatürde her geçen gün artmaktadır. Bu çalışmada, bazalt fiberin kumlu zeminlerin kayma direnci parametreleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Deneylerde kullanılan kum Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Geoteknik Laboratuvarı'ndan alınmıştır. Doğal kum zeminine ağırlıkça %0, %1, %1.5, %2, %2.5 oranında ve boy olarak 6 mm, 12 mm, 24 mm uzunluğundaki bazalt fiberler katılarak numuneler hazırlanmıştır. Hazırlanan numuneler sabit bir rölatif sıkılık değerinde olacak şekilde kare kesitli kesme kutusuna hassasiyetle yerleştirilmiştir. Deneyler 50, 100 ve 150 kPa normal gerilmeler altında yükleme hızı 0.5 mm/dk olacak şekilde kesme kuvvetine maruz bırakılarak gerçekleştirilmiştir. Bazalt fiber katkılı ve katkısız kum numuneleri üzerinde toplamda 39 adet kesme kutusu deneyi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen deney sonuçlarına göre, artan fiber oranı ve boyu ile kohezyon arasında sistematik bir ilişki saptanamamıştır. Bununla birlikte kohezyon maksimum değerine %2 oranında 12 mm boyunda bazalt fiber katılmasıyla elde edilen numunede ulaşmıştır. Kum zemine %1.5 oranında bazalt fiber katılmasıyla tüm boylarda kayma direnci açıları en yüksek değerine sahipken bu orandan sonra radikal bir biçimde düşüşe geçmiştir ve maksimum değerine %1.5 oranında 24 mm boyunda bazalt fiber katılmasıyla elde edilen numunede ulaşmıştır. Sonuçlardan anlaşılacağı üzere kum zeminlere bazalt fiber eklenmesi kayma direncini arttırıcı bir etki göstermiştir ve katkı malzemeleriyle zemin iyileştirme uygulamalarında kullanılan malzemelere alternatif olabileceği sonucuna varılmıştır.