Geri Dön

Çimento ile stabilize edilen zeminlerin mikromekanik ve kohesif kırılma özelliklerinin araştırılması

Investigation of micromechanical and cohesive fracture properties of cement stabilized soils

PDF İndir

  1. Tez No: 899325
  2. Yazar: MERVE KARTAL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NAZİFE DOĞAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İzmir Demokrasi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 96

Özet

Bu çalışmada, iyi derecelenmiş çakıl-kum-kil karışımı (GSC) ve kumlu kil (SC) numuneleri, %2 ve %10 oranlarında yüksek fırın cüruflu çimento ile stabilize edildi ve bu numunelerin kırılma tokluğu ve kohesif kırılma özellikleri incelendi. Statik ve döngüsel yükleme testleri için yarım daire biçimli eğilme (SCB) numune geometrisi kullanıldı. Kırılma testleri ve doğrusal olmayan kohesif kırılma bölgesi modelleme sonuçları, %10 çimento (GSC10C) ile stabilize edilen GSC numunelerinin, %10 (SC10C) ve %2 çimento (SC2C) ile stabilize edilen SC numunelerine göre daha yüksek kırılma direnci olduğu belirlendi. 0° eğimli çatlak içeren ve %2 ile %10 çimento oranlarıyla stabilize edilen GSC ve SC numuneleri arasında statik ve döngüsel yükleme altında kırılma tokluğu açısından önemli bir azalma görülmektedir. 30° eğimli çatlak içeren GSC ve SC numuneleri arasında ise statik yükleme altında kırılma tokluğu değerleri arasında önemli bir azalma görülmekteyken, döngüsel yükleme altında anlamlı bir fark görülmemektedir. 0° eğimli çatlak içeren ve döngüsel yükleme altında test edilen %2 ve %10 çimento ile stabilize edilen GCS ve SC numunelerinin kırılma tokluğu değerlerinde statik testlerle elde edilen değerlere göre %24'e varan önemli bir azalma olduğu tespit edildi. 30° eğimli çatlak içeren ve döngüsel yükleme altında test edilen %2 ve %10 çimento ile stabilize edilen GCS ve SC numunelerinin kırılma tokluğu değerlerinde statik testlerle elde edilen değerlere göre %32'ye varan önemli bir azalma olduğu tespit edildi. Deneylerle elde edilen yük-CMO (çatlak ağzı açıklığı) grafikleri ve nihai kırılma öncesi yüksek plastik deformasyon bölgesi, çatlağın önünde bir kırılma bölgesinin (FPZ) oluştuğunu ve bunun stabil kohesif çatlak ilerlemesi ve nihai kırılma gerçekleşmeden önce kohesif çatlaklanma deformasyonu ile takip edildiğini göstermektedir. Doğrusal olmayan sayısal analiz sonuçları, stabil olmayan kohesif çatlak başlangıcının, başlangıçtaki çentik çatlağı (a0) ile nihai çentik çatlağı (a1) arasında meydana geldiğini gösterdi. Bu tür malzeme içerisinde çatlak oluşumu deneysel çalışmalarda gözlenmesi çok zor olduğundan sayısal analizler bu noktada oldukça yardımcı olmaktadır. Bu analizler sonucunda minimum kritik çatlak uzunluğunun SC2C numunesinde 17 mm olduğu ve en uzun kohesif çatlak uzunluğunun GSC10C numunelerinde çentik çatlağının önünde 26 mm olduğu bulundu. Bu sonuç en yüksek kırılma tokluğu değerinin elde edildiği GSC10C numuneleri ile elde edilmesini de açıklamaktadır. X Çimento ile zemin stabilizasyonunun temel amacı genellikle ulaşım yapıları, su depolama yapıları, bina temelleri, katı atık depolama tesisleri vb. için zeminlerin mekanik özelliklerinde çevre ve hem statik hem de tekrarlı yükleme koşulları açısından gerekli iyileştirmeyi sağlamaktır. Çimento ile stabilize edilmiş zeminler heterojen ve kompozit bir malzeme davranışı göstermektedir. Bu durum, bu tür yapı malzemelerinin parametrelerinin projelerde yapılan deneysel çalışmalarda sadece basınç dayanımı açısından değerlendirilmeyeceğini, çekme, kesme dayanımı ve tokluk gibi basınç dayanımı kadar etkili olan diğer parametrelerin de dikkate alınması gerektiğini doğrulamaktadır. Bitümlü malzemelerde geliştirilmiş ve kabul edilmiş uluslararası ASTM gibi standartların var olması göz önüne alındığında benzer standartların çimento ile stabilize edilmiş zemin deneyleri içinde geliştirilmesi gerektiğini elzem kılmaktadır. Bu noktada kırılma mekaniği prensipleri ve deneylerinin ülkemizde de bu alanda kullanılması gerektiği bu çalışma ile gösterilmiştir. Sonuç olarak bu araştırmada elde edilen sonuçların çimento ile stabilize edilmiş mühendislik yapılarının inşasında faydalı olacağına inanılmaktadır.

Özet (Çeviri)

In this study, well-graded gravel-sand-clay mixture (GSC) and sandy clay (SC) specimens were stabilized with blast furnace slag cement at 2% and 10% and their fracture toughness and cohesive fracture properties were investigated. Semicircular bending flexure (SCB) specimen geometry was used for static and cyclic loading tests. Fracture tests and nonlinear cohesive fracture zone modeling results showed that GSC specimens stabilized with 10% cement (GSC10C) had higher fracture resistance than SC specimens stabilized with 10% (SC10C) and 2% cement (SC2C). The load-CMO (crack mouth opening) plots obtained from the experiments and the high plastic deformation zone before ultimate fracture indicate that a fracture zone (FPZ) is formed in front of the crack, which is followed by stable cohesive crack propagation and cracking deformation of the cohesive parting surfaces before ultimate fracture occurs. The results of the nonlinear numerical analysis showed that unstable cohesive crack initiation occurs between the initial chevron notch crack (a0) and the ultimate chevron notch crack (a1). Since crack initiation in this type of material is very difficult to observe in experimental studies, numerical analysis is very helpful at this point. As a result of these analyses, it was found that the minimum critical crack length M was 17 mm in SC2C specimen and the longest cohesive crack length was 26 mm in front of the chevron notch crack in GSC10C specimens. This result also explains the highest fracture toughness value obtained with GSC10C specimens. The main purpose of soil stabilization with cement is to improve the mechanical properties of soils for transportation structures, water storage structures, building foundations, solid waste storage facilities, etc. in terms of the environment XII and both static and repeated loading conditions. Cement stabilized soils show a heterogeneous and composite material behavior. This confirms that the parameters of such building materials should not only be evaluated in terms of compressive strength, but also other parameters such as tensile strength, shear strength and toughness, which are as effective as compressive strength, should be taken into account in experimental studies carried out in projects. Considering the existence of international standards such as ASTM, which have been developed and accepted for bituminous materials, it is essential that similar standards should be developed for cement stabilized soil tests. At this point, it has been shown in this study that the principles and experiments of fracture mechanics should be used in this field in our country. In conclusion, it is believed that the results obtained in this study will be useful in the construction of cement stabilized engineering structures.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    405310

    Çimento ile stabilize edilen kil zeminin sodyum ve magnezyum sülfatlı çözeltiler etkisinde davranışı

    The behavior of cement stabilized clay exposed to magnesium and sodium sulfate solutions

    İREM KALIPCILAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    İnşaat MühendisliğiEge Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SELİM ALTUN

  2. Tez No

    702978

    Katkı maddeleri ile stabilize edilmiş zayıf taban zeminlerinin donma-çözülme etkisi altındaki mekanik direncinin incelenmesi

    Investigation of stabilized weak sub-grade soils mechanical performance under the freeze-thaw effect

    ESRA OSMANBEYOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    İnşaat MühendisliğiBurdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTAN YILMAZ

  3. Tez No

    809407

    Çimento ile stabilize edilmiş yumuşak killi zeminlerde zeolit ve polipropilen elyaf ilavesinin etkisi

    Effect of zeolite and polypropylene fiber addition on cement stabilized soft clayey soils

    JAN AGHA SHAGIWAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    İnşaat MühendisliğiBartın Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ERMEDİN TOTİÇ

  4. Tez No

    485280

    Sülfat içeriği ve sıkıştırma su muhtevasının killi zeminlerin kireç stabilizasyonuna etkisi

    Sulphate content and compaction water content effects on lime stabilization of clay soils

    BERKAY CAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYKUT ŞENOL

    DOÇ. DR. İLKNUR BOZBEY

  5. Tez No

    855662

    Partially replacing cement with processed waste tire fibers to improve the mechanical properties of a low plasticity cemented clayunder severe conditions

    Ağır koşullar altında düşük plastisiteli çimentoyla modifiye edilmiş kilin mekanik özelliklerini geliştirmek için atık lastik kullanımının araştırılması

    MOHAMED ALKOUSİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    İnşaat MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OKAN ÖNAL

    ASSOCIATE PROF. ALTUĞ SAYGILI

Geri Dön