İyileştirilmiş killi zeminlerin mühendislik özellikleri üzerinde etkili olan bazı faktörler

Toprak yapıların inşası için yenilikçi çözümler geliştirme kapsamında sürekli alternatif malzeme ve teknikler araştırılmaktadır. Başta dayanımları olmak üzere elverişsiz mühendislik özelliklerine sahip olan yumuşak zeminlerin tekrar tasarlanarak geliştirilmesi zemin iyileştirme olarak tanımlanmaktadır. Zemin boşluklarının çeşitli bileşimdeki karışımlarla doldurularak zemin boşluk oranının azaltılması zemin iyileştirme yöntemlerinin temel amaçlarındandır. Otoyol dolgularının zeminleri ve yüzeysel temellerin zeminleri gibi yapılar için, özellikle alternatif malzemelerin kullanıldığı durumlarda yumuşak zeminlerin iyileştirilmesi sürdürülebilir ve ekonomik uygulamaların sağlanması için kritik olabilmektedir. Sonuç olarak, alternatif malzemelerle zayıf mühendislik özelliklerine sahip mevcut zeminin belirli oranlarda karıştırılması, sıkça kullanılan, maliyet ve zaman açısından büyük tasarruflara sebep olan bir yöntem olarak kullanılmaktadır. Bu çalışma boyunca, yüksek plastisiteli kil, geri dönüştürülmüş bir malzeme olan C tipi uçucu kül ve iki farklı sentetik fiber ile killi zemini stabilize etmek için karıştırılmıştır. Ayrıca, hem kopolmer hem de polipropilen ile ayrı ayrı birleştirilmiş uçucu kül, daha verimli bir zemin iyileştirmesi gözlemlemek için yüksek plastisiteli kile karıştırılmıştır. Bu çalışmada, hem ekonomik hem de çevresel etkiler açısından azalmaya sebep olan bahsedilen alternatif malzemelerin kullanımına özel vurgu yapılarak uygulanan laboratuvar ve sayısal analizlerden elde edilen bulgular gösterilmiştir. Öncelikle, kompaksiyon ve serbest basınç deneyleri tüm karışımlar üzerinde uygulanmıştır. Bir diğer yandan, Duncan-Chang hiperbolik modeli serbest basınç deney sonuçları için modifiye edilerek ve yeni formüller önerilerek, yüksek plastisiteli killi zeminlere alternatif malzemeler eklenmesinin etkisi analitik yönlerden incelenmiştir. Bahsedilen karışımların serbest basınç deney sonuçları toplandıktan sonra, başlangıç tanjant modülü (Ei) ve maksimum aksiyel gerilmenin yarısındaki tanjant modülü (Et50) modifiye edilmiş Duncan-Chang modeli kullanılarak bulunmuştur. Sonrasında, göçme noktasındaki sekant modülü (Esf) ve maksimum aksiyel gerilmenin yarısındaki sekant modülü (Es50), başlangıç tanjant ve maksimum aksiyel gerilmenin yarısındaki tanjant modülleri cinsinden önerilen yeni formüller ile saptanmıştır. Deneye tabii tutulmuş tüm numuneler için, her bir zemin modülü ile serbest basınç dayanımı arasındaki ilişki ayrıca sunulmuştur. Son olarak, yüksek plastisiteli kil karışımlarının elde edilmiş zemin modül değerleri doğrultusunda, bahsedilen alternatif malzemelerin yüksek plastisiteli killi zeminin mukavemetini ve yük-deformasyon özelliklerini farklı yüzdelerde arttırdığı tespit edilmiştir.