Granüler zeminlerin iyileştirilmesinde biyopolimer katkılı çimento enjeksiyonunun etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of biopolymer-modified cement grouting on the stabilization of granular soils
- Tez No: 993141
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ZEYNEP NEŞE KURT ALBAYRAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Zemin enjeksiyonu günümüzde yaygın olarak uygulanan zemin iyileştirme yöntemlerinden biridir. Enjeksiyon uygulamalarında genellikle çimento kullanılmaktadır. Biyopolimerler, çevre dostu yeşil polimerler olup literatürde son yıllarda biyopolimerlerin zeminlerin mühendislik özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmaktadır. Bu çalışmada kötü derecelenmiş kum zeminde (SP) biyopolimer katkılı çimento enjeksiyonu gerçekleştirilerek biyopolimerlerin çimento enjeksiyonu üzerindeki etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Yöntem: Üç farklı biyopolimer (keçiboynuzu gam, guar gam ve xanthan gam) farklı oranlarda suda çözündükten sonra çimentoya katılarak biyopolimer katkılı çimento enjeksiyonları hazırlanmış, bunların reolojik özellikleri araştırılmıştır. Enjeksiyon için su/çimento=1 olarak belirlenmiştir. Hazırlanan biyopolimer katkılı çimento enjeksiyonları rölatif sıkılığı %50 ve %65 olacak şekilde hazırlanan zemin (SP) içerisine 2 atm basınç altında enjekte edilmiştir. Kalıptan çıkarılan numunelerin 7, 28 ve 56 günlük serbest basınç mukavemetleri belirlenmiş, 28 ve 56 günlük numuneler üzerinde ayrıca ultrasonik darbe hızı (UPV) deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca 28 günlük serbest basınç mukavemeti yüksek olan numuneler alınarak bu numuneler üzerinde düşen seviyeli geçirimlilik deneyleri yapılmış, taramalı elektron mikroskobu (SEM), Brunauer, Emmet and Teller yüzey alanı (BET) ve X-ışını kırınım (XRD) analizleri yaptırılmıştır. Bulgular: Deneysel çalışmalar sonucu numunelerin artan biyopolimer oranı ile serbest basınç mukavemetlerinin optimum biyopolimer oranına kadar arttığı, artan biyopolimer içeriğine bağlı olarak jelleşmenin ve viskozitenin de artması nedeniyle enjeksiyon edilebilirliğin azaldığı, kür süresinin özellikle 28 güne kadar serbest basınç mukavemeti artışına olumlu yansıdığı, rölatif sıkılığın ise mukavemet artışında olumlu etkisinin olmasına rağmen biyopolimer oranındaki artış ile birlikte enjeksiyon edilebilirliği zorlaştırdığı; biyopolimer katkısının numune içerisindeki boşlukları doldurup zemin partikülleri arasında bağ oluşturarak geçirimliliğin azaltılmasına katkı sağladığı değerlendirilmiştir. Sonuç: SP zemine yapılan biyopolimer katkılı çimento enjeksiyonu sonucu elde edilen numuneler üzerinde yapılan deney sonuçlarıyla, yalnız çimento enjeksiyonu yapılmış olan numuneler üzerinde yapılan deney sonuçları karşılaştırıldığında biyopolimerlerin serbest basınç mukavemetini artırdığı ve hidrolik iletkenliği azalttığı belirlenmiştir
Özet (Çeviri)
Purpose: Soil injection is one of the widely applied soil improvement methods today. Cement is generally used in injection applications. Biopolymers, which are environmentally friendly green polymers, have recently been investigated in the literature for their effects on the engineering properties of soils. In this study, biopolymer-modified cement injection was carried out in poorly graded sandy soil (SP) to examine the effects of biopolymers on cement injection. Method: Three different biopolymers (locust bean gum, guar gum and xanthan gum) were dissolved in water at varying ratios and then incorporated into cement to prepare biopolymer-modified cement injections. The rheological properties of these mixtures were investigated. For the injections, a water-to-cement ratio of 1 was adopted. The prepared biopolymer-modified cement injections were introduced into poorly graded sandy soil (SP) with relative densities of 50% and 65% under a pressure of 2 atm. The unconfined compressive strengths of the specimens extracted from molds were determined at curing ages of 7, 28, and 56 days. Additionally, ultrasonic pulse velocity (UPV) tests were conducted on the 28 and 56 day specimens. Furthermore, specimens exhibiting higher 28-day unconfined compressive strength were subjected to falling-head permeability tests, scanning electron microscopy (SEM), Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface area analysis and X-ray diffraction (XRD) analysis. Findings: As a result of the experimental studies, it was evaluated that the unconfined compressive strength of the specimens increased with higher biopolymer content up to an optimum biopolymer ratio, however, due to the increase in gelation and viscosity associated with higher biopolymer content, injectability decreased; the curing period, particularly up to 28 days, had a positive effect on the increase in unconfined compressive strength, although relative density contributed positively to strength development, the increase in biopolymer content made injection more difficult, furthermore, the addition of biopolymers was found to contribute to reducing permeability by filling the voids within the specimens and forming bonds between soil particles. Results: Based on the test results of specimens obtained from biopolymer-modified cement injection into SP soil and by comparing them with specimens injected with cement alone, it was determined that biopolymers enhance unconfined compressive strength and reduce hydraulic conductivity.
Benzer Tezler
- Enjeksiyon ile granüler zeminlerin geoteknik özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement of geotechnical properties of granular soil by grouting
SUAT AKBULUT
- Kenevir esaslı örgülü geotekstillerin temel altı zemin taşıma gücüne etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of hemp-based woven geotextiles on sub-soil bearing capacity
EREN BAYRAKCI
Doktora
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiEskişehir Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET İNANÇ ONUR
PROF. DR. YÜCEL GÜNEY
- Sodyum silikat ile stabilize edilmiş yüksek plastisiteli killerin mühendislik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of engineering properties of high plasticity clays stabilized with sodium silicate
ANIL ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EYÜBHAN AVCI
- Geopolimer enjeksiyon tekniği ile kum zeminlerin iyileştirilmesinde bazı parametrelerin etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of some parameters on the improvement of sand soils with geopolymer injection technique
AHMET NALDAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiErzincan Binali Yıldırım Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HARUN AKOĞUZ
PROF. DR. BÜLENT ÇAĞLAR
- An investigation of bacterial calcium carbonate precipitation and its effect on permeability, strength, and compressibility of organic soil
Organik zeminlerde bakteri yolu ile kalsit çökelmesi ve bunun geçirgenlik, konsolidasyon ve mukavemet üzerine etkilerinin araştırılması
WALEED SALAHUDDİN SIDIK
Doktora
İngilizce
2015
BiyomühendislikGaziantep Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HANİFİ ÇANAKCI
DOÇ. DR. İBRAHİM HALİL KILIÇ