Influence of mica plates on cyclic strength of soils of old Gediz River Delta

Abstract

Bu doktora çalışmasında Eski Gediz Nehri Deltası (EGND) kumlu zeminlerinin dinamik dayanım özelliklerine dane şeklinin ve ince malzeme içeriğinin etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Bu amaç için inceleme sahasında sondajlar yapılarak sıvılaşma derinliği (0 m ?20 m) içinde kalan kumlu zemin tabakalarından numuler alınmıştır. Deneysel çalışma programında araziden elde edilen yapraksı mika daneleri ve kum malzemeler kullanılmıştır. Böylece hem bölgenin kumlu zeminlerinin dinamik davranışları hakkında, hemde yapraksı danelerin dinamik davranış üzerindeki etkileri hakkında bilgi sahibi olunmuştur. Farklı mika içeriklerinde hazırlanan numuneler üzerinde monotonik, dinamik ve bender eleman deneyleri yapılmıştır. Yapraksı danelerin boyut etkisi, ticari olarak temin edilen farklı boyuttaki mika danelerinin karışımlarda kullanılması ile incelenmiştir. Ayrıca, mika danelerinin Standart Penetrasyon Testi (SPT) darbe sayısına (N) etkisini belirlemek amacı ile arazide SPT yapılmıştır. Deneysel çalışmada farklı mika içeriklerindeki numunelerin istiflenme özellikleri (maksimum ve minumum boşluk oranları), farklı sıkılıklar için sıvılaşma dirençleri, sıvılaşma sonrası hacim değişimleri, kayma dalgası hızları ve içsel sürtünme açısı değerleri belirlenmiştir. Çalışma sonucunda mika danelerinin ve non-plastik ince malzemenin EGND kumlarının devirsel direnç oranlarını (CRR) ve içsel sürtünme açılarını önemli derecede düşürdüğü görülmüştür. Mika ve non-plastik ince malzeme sıvılaşma sonrası hacim değişimini arttırmıştır. Mika danelerinin N değerlerini düşürdüğü tespit edilmiştir. Mika içeren EGND kumları için düzeltilmiş N ve CRR arasında bir ilişki ortaya konulmuştur. In this study, the effect of grain shape and fine material content on the cyclic strength properties of sandy soils of Old Gediz River Delta (OGRD) has been experimentally investigated. The test materials were recovered from the sandy soil layers within the liquefaction depth (0 m?20 m) by drilling engineering boreholes in the study area. Sand specimens involving platy mica grains, which were taken from the field, were used in the experimental study. By this way, information on strength and stiffness characteristics of regional sandy soils was acquired with a special emphasis on the influence of mica grains. Monotonic, cyclic triaxial and bender element tests were carried out on reconstituted prepared test specimens containing varying fractions of sand and mica grains. Size effect of platy grains was also examined using manufactured mica grains in the mixtures. Also, Standard Penetration Test (SPT) was conducted in the field to determine effect of mica on SPT blow counts (N). In the study liquefaction resistance, post liquefaction volume change, shear wave velocity, internal friction angles at different densities and packing density (maximum and minimum void ratios) of the sand mica mixtures were determined. In conclusion of the study it was determined that mica grains and non-plastic fine materials could significantly reduce to cyclic resistance ratio (CRR) and internal friction angle of OGRD sands. Mica and non-plastic fine materials increase the post liquefaction volumetric strain. It was revealed that mica grains reduce the N values. A relation between N and CRR was proposed for micaceous OGRD sands.