Akademik bir mesele paylasmak istiyorum, hem oneri istiyorum hem de literatur tartismasi icin acmak.

Doktora ogrencimle Konya bolgesinden gelen bir kil numunesinde Proctor (Standart, TS 1900-2) yaptik. Sonuc beklediğimden farkli: gamma_d - w egrisi tek tepe degil, iki tepe (bimodal) gibi gorundu. Egri yaklasik soyle: w = %14 gamma_d = 16.2; w = %17 gamma_d = 16.8 (lokal max1); w = %19 gamma_d = 16.5 (lokal min); w = %22 gamma_d = 17.1 (lokal max2); w = %25 gamma_d = 16.4. R2 polinomial fit zorlandi.

Klasik teorik egri tek tepe verir, optimum su muhtevasinda yapinin maksimum sıkıstırma sergiledigi tek nokta. Bimodal egri matematiken anormaldir. Lab tekrar denemeye aldik, ayni numune ile ikinci Proctor da benzer sonuc verdi. Yani olcum hatasi degil.

Numunenin Atterberg: LL = 64, PL = 26, PI = 38 — yuksek plastisiteli kil (CH). XRD analiz yapildi, baskin mineraller: smektit %35, illit %25, kaolinit %20, kuartz %15, kalsit %5. Yani uc farkli kil minerali ciddi oranda karisik.

Bimodal Proctor egrisi mineral karisiminin etkisi olabilir mi? Literaturde rastlayan oldu mu, nasil yorumlamali, "ana" gamma_d_max'i hangi tepeden alacagim?

Ezgi ablam, ilginc veri. Bimodal Proctor egrisi literaturde nadir ama kayitli. Iki yaygın aciklama:

(1) Mineral karisim hipotezi: farkli kil mineralleri farkli optimum su muhtevasinda sıkışır. Smektit yuksek w_opt (%30+) ister cunku interlayer su tutar, kaolinit dusuk w_opt (%15-18) ister. Karisimda bir mineralin optimum sıkışmasi diğerinin alttinda kalabilir, iki tepe ortaya cikar.

(2) Yapisal flokulasyon-dispersion gecisi: Lambe (1958) tezindeki gibi, farkli w degerlerinde kil yapisi flokule'den dispers'e geciyor. Smektit baskin numunelerde bu gecis kademeli olabilir, egri uzerinde "dirsek" yaratir.

Senin numunende mineral karisimi cok belirgin (smektit %35 + illit %25 + kaolinit %20). Bu tipik degil, multimineral karisim. Hipotez (1) onde geliyor.

Referans: Zhang et al. (2017) "Effect of mineral composition on Proctor compaction characteristics of clay mixtures", Engineering Geology Vol. 218.

konya_arge_begum yazdi:

farkli kil mineralleri farkli optimum su muhtevasinda sıkışır

Begum, Zhang 2017'yi okuyacagim, tesekkurler. Hipotez (1) bana da daha mantikli geliyor cunku smektitin w_opt'u %30+ olur ve bizim ikinci tepe %22'de. Henuz tam smektit optimumuna ulasilmadi belki, daha yuksek w olcum yapsam ucuncu bir tepe gorebilir miyim?

Ezgi, pratik tarafindan bir gozlem: 17 yıllik saha tecrubemde bir kac kez bimodal benzeri davranis gordum, hep yuksek smektit iceren killerde. Genelde sebebi sıkıstırma sirasinda interlayer su difuzyonunun yavaş olusu — smektit suyu hemen kabul etmiyor, zaman gerekir. TS 1900-2 prosedurunde numune w eklendikten sonra "en az 16 saat kuru ve nemli capacities arasinda denge" istenir. Sen 16 saat tuttun mu numuneyi her w degerinde?

MAYilmaz_Inz yazdi:

TS 1900-2 prosedurunde numune w eklendikten sonra "en az 16 saat" istenir

Mehmet Ali abi, biz 24 saat tutmustuk, prosedur disi degil. Smektit difuzyon problemi olabilir mi? Cunku 24 saat smektit icin biraz az olabilir, 48-72 saat tutma gerekiyor olabilir o mineralojide.

Smektit interlayer water diffusion yavastir, evet. Sridharan & Nagaraj (2005) "Plastic limit and compaction characteristics of fine-grained soils" makalesinde smektit baskin killerde 48-72 saat denge sart diye yazar. Mehmet Ali'nin sezgisi dogru, 24 saat smektit icin yeterli olmayabilir.

Ezgi, Proctor'u tekrar yap, bu sefer her w icin 72 saat denge ver. Bimodal davranis kaybolursa hipotez (su difuzyonu) kanitlanmis olur. Devam ederse mineral karisim hipotezi ust gelir.

Burak, mukemmel oneri. Ogrencime soyleyeyim, 72 saat denge ile uçuncu Proctor yapsin. Sridharan & Nagaraj makalesini de bulurum.

Konya bolgesi mineralojisinde smektit yuksek normaldir, evaporit tortulu zeminler bolgede yaygın. Tuz Golu cevresine yaklastikca smektit + jips karisimi cikar, jips de Proctor'u etkiler (kalsiyum sulfat su ile reaksiyona girer, kismi cozulur, sıkıstırma davranisi anormal). Numunende jips var mi, XRD'de gormemis olabilirsin %5'in altindaysa.

SEM ile mikroyapi bakmak da yarar saglar.

ankara_zeminci yazdi:

Tuz Golu cevresine yaklastikca smektit + jips karisimi cikar

Suat abi, Konya numunesi tam Tuz Golu cevresinden, Cihanbeyli yakini. Jips olabilir, XRD %5 altini detect etmiyor. ICP-MS ile sulfat icerigi de bakacagim. Iyi noktayi yakaladin.

Saha pratigi acisindan bir not: bimodal egri varsa "gamma_d_max" tanimi belirsiz hale gelir. Sartname "gamma_d_max %95'ten yuksek" diyor diye, hangi tepe esas alinacak? Konservatif yaklasim: dusuk olan tepeyi gamma_d_max kabul edersin, RC sartini ona gore koyarsin. Boyle yapilirsa yuksek tepeden hesap fazla iyimser olmaz.

Akademik konuda Ezgi haklı arastirir, kamu kontrolunde bu pratik kuralı izlerim.

Egri bimodal ise hangi tepe seçilir konusu standartlarda net yazmaz. ASTM D698 Note 6: "If the compaction curve is irregular, the test should be repeated. If irregularity persists, professional judgment is required." Yani standart "muhendis karari" diye gecistirir. Senin durumunda professional judgment, en savunulabilir olan dusuk tepe gibi.

Bimodal egri benim duygu hayatima benziyor: iki tepe arasinda gidip gelirim, hangisinin gerçek optimum olduguna karar veremem.

Karadeniz killerinde bimodal gormedim ama monomodal ile iki adim cok dik egriler gormustum. Mineraloji etkisi belirgin oldugu kesin. Ezgi ablam, makalen cikinca mutlaka paylas, biz de kullanmak isteriz Karadeniz icin de mineraloji-Proctor iliskisi.

Saha kontrolundeki adam olarak: bu tur akademik anormal davranis bilgisi cok kıymetli, cunku biz sahada %93-95 tartismasinda bogulurken, asıl sorun referans Proctor egrisinin guvenilirligi olabiliyor. Numune Proctor egrisi anormal cikti diye gorulmedikce, RC hesabi anlamsiz kalir. Ezgi ablanin notu icimden konusmayi yarattı.

Ozet: (1) 72 saat denge ile Proctor tekrar yapilacak, smektit difuzyonu test edilecek; (2) jips icerigi ICP-MS ile bakilacak; (3) SEM mikroyapi goruntusu alinacak; (4) bimodal devam ederse Zhang 2017 ve Sridharan-Nagaraj 2005 referanslari ile makale taslagi olusturulacak; (5) saha kontrolu acisindan dusuk tepe gamma_d_max alinmasi konservatif yaklasim olarak rapor edilecek.

Cok degerli yorumlar herkes, ozellikle Begum'a Zhang referansi, Mehmet Ali ve Burak'a denge suresi onerisi, Suat'a jips hipotezi icin tesekkurler. Sonuclari forumda paylasacagim 2-3 ay icinde.