Granüler malzemelerin duruş açısının Slump deneyi ile belirlenmesi ve fraktal katsayısı ile sürtünme açısının ilişkisinin araştırılması


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MERT ALİ TAŞDEMİR

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Şener Ceryan

Eş Danışman: Hakan Elçi

Özet:

Granüler malzemeler yığın halindeyken yatay düzleme göre oluşturduğu en yüksek eğim açısına duruş açısı denir. Granüler malzemelerin depolanma süreçlerini kontrol edebilmek için oluşan yığının duruş açısının mekanik davranışının bilinmesi gerekir. Duruş açısı yamaçlar ve istinat duvarlar gibi yapıların mühendislik özelliklerinin belirlemede etkilidir. Duruş açısına; granüler malzemenin dane boyutu, şekli, pürüzlülüğü, sürtünme açısı, yığın oluşturduğu zeminin pürüzlülüğü ve suya doygunluk derecesi etki eder. Bu çalışma, duruş açısının laboratuvar çalışmaları yardımıyla, kayma potansiyeli bulunan eğimli bölgelerde, kaymaya sebep olacak parametreleri, mikro ölçekte inceleyip sonra çıkan sonuçları makro davranışlarla ilişkilendirmeyi aralarındaki parametrelerin bulunması amaçlamaktadır. Bu çalışmada granüler malzemelerin duruş açısını belirlemek için, standart bir yöntem olan taze beton çökme (slamp) deneyi kullanılmıştır. Çalışmada granüler malzemelerde sıkılık durumunun duruş açısına etkisi slamp deney aleti yardımıyla araştırılmıştır. Sıkı(şişlenmiş) granüler malzemelerden oluşan yığınların duruş açıları, gevşek(şişlenmemiş) granüler malzemelerden oluşan yığınlara göre daha yüksek çıkmıştır. Çalışmada granüler malzeme olarak farklı boyutlarda, farklı şekillerde, farklı dane yüzey pürüzlülüğüne, farklı litolojilere (5 farklı litoloji) ve farklı su içeriği değerlerine sahip agrega (ince ve iri daneli agrega) kullanılmıştır. Granüler malzeme olarak kullanılan 5 farklı litolojiye sahip ince ve iri agregaların arasındaki pürüzlülük ve sürtünme açısı ilişkisinde incelendiğinde; Los Angeles parçalanma deneyi yapılan aşındırılmış agregalar, Micro Deval aşınma deneyi yapılmış pürüzsüz agregalar ve pürüzlü agregaların duruş açıları karşılaştırılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda; pürüzlü agregaların duruş açıları aşındırılmış agregaların duruş açılarından, aşındırılmış agregaların duruş açılarının da pürüzsüz agregaların duruş açılarından büyük çıkmıştır. Buna bağlı olarak pürüzlülük ve duruş açıları karşılaştırmaları, grafikler halinde sunulmuştur. Nem içeriğinin duruş açılarına etkisi de incelenmiştir. Suya doygun agregalardan oluşturulan duruş açıları kuru agregalardan oluşturulan duruş açılarından büyük çıkmıştır. İnce daneli malzemeler üzerinde kesme kutusu deneyi yapılmış ve yorumlanmıştır. Matlab paket programı kullanılarak danelerin alan ve çevre değerleri hesaplanmış ve Fraktal katsayısı(Dr) bulunarak danelerin pürüzlülük değerleri bulunmuş ve duruş açısıyla pürüzlülük değerleri sayısallaştırılmıştır. Fraktal katsayısı 1’e yakın olan değerler pürüzsüz, 1’den uzak olanlar ise pürüzlü olarak tanımlanmıştır.