Zemin iyileştirme etkisinin frekans ortamında incelenmesi - Baş, Deniz (Bursa Teknik Üniversitesi, 2025)
Bu çalışmada, farklı mühendislik özelliklerine sahip dört kil türünün Pazaryeri kili, Şile kili, Ukrayna kili ve organik kil kalsiyum alüminat çimentosu (CAC) katkısıyla stabilize edilmesiyle zeminlerin dayanım ve dalga yayılım davranışlarındaki değişimler incelenmiştir. Stabilizasyon amacıyla kil numunelerine %0, %10 ve %20 oranlarında CAC ilave edilerek toplamda 12 farklı varyant oluşturulmuştur. Hazırlanan her karışımdan, optimum su muhtevasına göre numune oluşturulmuştur ve 0, 7 ve 28 günlük kürleme süreleri sonunda deneysel testlere tabi tutulmuştur. Zeminlerin fiziksel ve indeks özelliklerini belirlemek amacıyla Atterberg limit deneyleri, özgül ağırlık tayini, elek ve hidrometre analizleri yapılmıştır. Kompaksiyon özelliklerinin saptanması için standart Proktor deneyleri uygulanmış ve her karışım için maksimum kuru birim hacim ağırlığı (MDD) ile optimum su içeriği (OWC) değerleri elde edilmiştir. Hazırlanan numunelere serbest basınç dayanımı (SBD) ve ultrasonik darbe hızı (UPV) testleri uygulanarak katkı oranı ile kür süresinin bu parametreler üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. UPV testlerinden elde edilen sinyaller, hızlı Fourier dönüşümü (FFT) ile frekans ortamına aktarılmış ve genlik değerleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, CAC katkısının artışı ve kür süresinin uzaması, tüm zemin türlerinde hem SBD hem de UPV değerlerinde belirgin artışlara neden olmuştur. En yüksek dayanım ve UPV değerleri %20 katkılı ve 28 günlük kürlenmiş numunelerde gözlenmiştir. Ayrıca genlik değerlerinin, katkı oranı ve kür süresiyle birlikte yükseldiği, özellikle Şile kilinin en yüksek akustik performansı sergilediği belirlenmiştir. SBD ile UPV arasında güçlü regresyonlar tespit edilmiş olup, UPV verilerinin dayanım tahminlerinde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Bu bağlamda, CAC katkısı ile yapılan zemin stabilizasyonu uygulamalarının hem mekanik hem de dinamik özellikler üzerinde olumlu etkiler sağladığı; UPV testlerinin ise bu gelişmeleri tahribatsız biçimde izleme açısından etkin bir yöntem olduğu ortaya konmuştur. Frekans analizi sonuçları, katkı oranı ve kür süresi arttıkça baskın frekansların daha yüksek değerlere kaydığını göstermiştir.

In this study, the effects of calcium aluminate cement (CAC) stabilization on the strength and wave propagation behavior of four clay types with different engineering properties Pazaryeri clay, Şile clay, Ukrainian clay, and organic clay were investigated. For stabilization purposes, CAC was added to the clay samples at rates of 0%, 10%, and 20%, resulting in a total of 12 different variations. Each mixture was molded based on its optimum moisture content and subjected to experimental tests after 0, 7, and 28 days of curing. To determine the physical and index properties of the soils, Atterberg limit tests, specific gravity determination, sieve and hydrometer analyses were conducted. The compaction characteristics were determined using the standard Proctor test, and the maximum dry unit weight (MDD) and optimum water content (OWC) values were identified. Unconfined compressive strength (UCS) and ultrasonic pulse velocity (UPV) tests were performed to assess the effects of the cement content and curing time. The signals obtained from UPV tests were transformed into the frequency domain via Fast Fourier Transform (FFT), and amplitude values were analyzed. The results showed that both increasing CAC content and longer curing durations led to significant improvements in UCS and UPV values across all soil types. The highest strength and UPV values were observed in the samples containing 20% CAC and cured for 28 days. Additionally, amplitude values increased proportionally with cement content and curing time, with Şile clay displaying the highest acoustic performance. A strong regression was observed between UCS and UPV, suggesting that UPV data could be used for estimating soil strength. In this context, stabilization with CAC was found to effectively improve both mechanical and dynamic properties of the clayey soils, while UPV testing proved to be a non-destructive and efficient method for monitoring such improvements. The results of the frequency analysis revealed that the dominant frequencies shifted toward higher values with increasing cement content and curing duration.
Analysis of the effect of soil improvement in the frequency domain
14.02.2026 tarihine kadar kullanımı yazar tarafından kısıtlanmıştır.
Keywords: İnşaat Mühendisliği; Civil Engineering