KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2026 / Cilt: 15

Farklı katkı maddelerinin kil zeminlerin taşıma kapasitesine etkisinin araştırılması

Investigation of the effect of different additives on the bearing capacity of clay soils

Onur Saran(VAN YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ)0000-0002-9503-5438
Atila Demiröz(KONYA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ)0000-0003-1672-1630
Sayfa
1–8
Yayın Tarihi
2026-01-15
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Ayrıca, BF+SD ve BF+UK takviyeli zeminlerde katkısız zemine göre taban basıncı-oturma grafiğinde kırılma noktası belirgindir ve deney sonunda daha net kayma yüzeyleri elde edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Yüksek plastisiteye sahip şişen killerin, nem dalgalanmalarıyla yaşanan aşırı hacim değişimlerinden kaynaklanabilecek tehlikeleri önlemek için stabilize edilmesi gerekir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Kil zeminin taşıma gücünde ciddi ölçüde artış meydana gelmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Ayrıca, BF+SD ve BF+UK takviyeli zeminlerde katkısız zemine göre taban basıncı-oturma grafiğinde kırılma noktası belirgindir ve deney sonunda daha net kayma yüzeyleri elde edilmiştir.
🔬Tür:Uygulamalı Anket & Alan Araştırması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Bazalt fiber · Dayanım · Silis dumanı

Özet

Yüksek plastisiteye sahip şişen killerin, nem dalgalanmalarıyla yaşanan aşırı hacim değişimlerinden kaynaklanabilecek tehlikeleri önlemek için stabilize edilmesi gerekir. Bu tür zeminleri stabilize etmek için kimyasal stabilizasyon yönteminin kullanımı yaygındır. Çimento ve kirecin yanısıra uçucu kül gibi puzolanik özellik gösteren katkı malzemeleri kimyasal stabilizasyonda sıklıkla kullanılır. Son yıllarda, zemin stabilizasyonunda yapay ve doğal fiberlerin kullanımı da artmaktadır. İnşaat mühendisliğinde, özellikle betonun mekanik özelliklerinin iyileştirilmesinde kullanılan bazalt fiberlerin, geoteknik mühendisliğinin bir uygulama alanı olan zemin güçlendirme çalışmalarında da kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. Çalışmada, bazalt fiber ve puzolanik katkılı (uçucu kül ve silis dumanı) zeminlerin taşıma gücü arazi temsiliyeti açısından büyük ölçekli deneylerle araştırılmıştır. Dayanım deneylerinde en iyi mukavemet özelliklerinin elde edildiği tasarımlar ve katkısız zeminde model şerit temel yüklemesi yapılmıştır. Kil zeminin taşıma gücünde ciddi ölçüde artış meydana gelmiştir. Kil zeminde elde edilen taşıma gücü, BF+SD takviyeli zeminde %758, BF+UK takviyeli zeminde ise %605 artmıştır. Ayrıca, BF+SD ve BF+UK takviyeli zeminlerde katkısız zemine göre taban basıncı-oturma grafiğinde kırılma noktası belirgindir ve deney sonunda daha net kayma yüzeyleri elde edilmiştir.

Abstract

Swelling clays with high plasticity need to be stabilized to prevent hazards from excessive volume changes due to moisture variations. The use of chemical stabilization methods is common for stabilizing such soils. In addition to cement and lime, pozzolanic additives such as fly ash are frequently used in chemical stabilization. In recent years, the use of artificial and natural fibers in soil stabilization has also increased. In Civil Engineering, basalt fibers, which are used especially to improve the mechanical properties of concrete, are also increasingly used in soil reinforcement studies, which is an application area of geotechnical engineering. In this study, the bearing capacity of basalt fiber and pozzolanic admixed soils (fly ash and silica fume) were investigated with large-scale experiments in terms of field representation. Model strip foundation loading was performed on clay soil and for the designs with the best strength properties in strength tests. There was a significant increase in the bearing capacity of the clay soil. The bearing capacity of clay soil increased by 758% for BF+SF reinforced soil and by 605% for BF+FA reinforced soil. In addition, for BF+SF and BF+FA reinforced soils, the fracture point is more prominent in the base pressure - settlement graph compared to the clay soil and clearer shear surfaces were obtained at the end of the experiment.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Saran, O., Demiröz, A. (2026). Farklı katkı maddelerinin kil zeminlerin taşıma kapasitesine etkisinin araştırılması. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 15, 1–8. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1672099

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (37)

  1. S.M. Hejazi, M. Sheikhzadeh, S.M. Abtahi, A. Zadhoush, A simple review of soil reinforcement by using natural and synthetic fibers. Construction and Building Materials, 30, 100-116, 2012. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.11.045
  2. L. Gao, G. Hu, N. Xu, J. Fu, C. Xiang, C. Yang, Experimental study on unconfined compressive strength of basalt fiber reinforced clay soil. Advances in Materials Science and Engineering, 2015(1), 561293, 2015. https://doi.org/10.1155/2015/561293
  3. S. Sert, E. Arslan, P. Ocakbaşı, E. Ekinci, Z. Garip, A. Özocak, C.P. Ndepete, Stabilization of expansive clays with basalt fibers and prediction of strength by machine learning. Arabian Journal for Science and Engineering, 49(10), 13651-13670, 2024. https://doi.org/10.1007/s13369-024-08752-w
  4. V. Ferber, J.C. Auriol, Y.J. Cui, J.P. Magnan, On the swelling potential of compacted high plasticity clays. Engineering Geology, 104(3-4), 200-210, 2009. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2008.10.008
  5. Y. Cai, M. Ou, Experimental study on expansive soil improved by lignin and its derivatives. Sustainability, 15(11), 8764, 2023. https://doi.org/ 10.3390/su15118764
  6. S. Horpibulsuk, R. Rachan, A. Chinkulkijniwat, Y. Raksachon, A. Suddeepong, Analysis of strength development in cement-stabilized silty clay from microstructural considerations. Construction and Building Materials, 24(10), 2011-2021, 2010. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.03.011
  7. A.S. Al-Gharbawi, A.M. Najemalden, M.Y. Fattah, Expansive soil stabilization with lime, cement, and silica fume. Applied Sciences, 13(1), 436, 2022. https://doi.org/10.3390/app13010436
  8. M.K. Radwan, F.W. Lee, Y.B. Woon, M.K. Yew, K.H. Mo, S.H. Wai, A study of the strength performance of peat soil: A modified cement-based stabilization agent using fly ash and polypropylene fiber. Polymers, 13(23), 4059, 2021. https://doi.org/10.3390/polym13234059
  9. A. Sorsa, Engineering properties of cement stabilized expansive clay soil. Civil and Environmental Engineering, 18(1), 332-339, 2022. https://doi.org/10.2478/cee-2022-0031
  10. B. Shinde, A. Sangale, M. Pranita, J. Sanagle, C. Roham, Utilization of waste materials for soil stabilization: A comprehensive review. Progress in Engineering Science, 100009, 2024. https://doi.org/10.1016/j.pes.2024.100009
  11. M. Topolnicki, In situ soil mixing. Ground Improvement, 2, 331-428, 2004.
  12. H.G. Van Oss, A.C. Padovani, Cement manufacture and the environment: Part I: Chemistry and technology. Journal of Industrial Ecology, 6(1), 89-105, 2002. https://doi.org/10.1162/ 108819802320971650
  13. M.Ö.A. Akan, D.G. Dhavale, J. Sarkis, Greenhouse gas emissions in the construction industry: An analysis and evaluation of a concrete supply chain. Journal of Cleaner Production, 167, 1195-1207, 2017. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.07.225
  14. M.B. Ali, R. Saidur, M.S. Hossain, A review on emission analysis in cement industries. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(5), 2252-2261, 2011. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.02.014
  15. A.R. Goodarzi, H.R. Akbari, M.J. Salimi, Enhanced stabilization of highly expansive clays by mixing cement and silica fume. Applied Clay Science, 132, 675-684, 2016. https://doi.org/10.1016/ j.clay.2016.08.023
  16. M. Türköz, H. Savaş, G. Tasci, The effect of silica fume and lime on geotechnical properties of a clay soil showing both swelling and dispersive features. Arabian Journal of Geosciences, 11, 1-14, 2018. https://doi.org/10.1007/s12517-018-4045-x
  17. S. Ghavami, H. Naseri, H. Jahanbakhsh, F.M. Nejad, The impacts of nano-SiO₂ and silica fume on cement kiln dust treated soil as a sustainable cement-free stabilizer. Construction and Building Materials, 285, 122918, 2021. https://doi.org/10.1016/ j.conbuildmat.2021.122918
  18. A.J. Alrubaye, M. Hasan, M.Y. Fattah, Stabilization of soft kaolin clay with silica fume and lime. International Journal of Geotechnical Engineering, 11(1), 90-96, 2017. https://doi.org/10.1080/ 19386362.2016.1187884
  19. Ö. Çimen, E. Keleş, Yüksek plastisiteli bir kilin mühendislik özelliklerine uçucu kül ve kireç katkılarının etkisi. İleri Mühendislik Çalışmaları ve Teknolojileri Dergisi, 1(2), 80-90, 2020.
  20. K. Dehghanian, Killi zeminlerin özelliklerinin uçucu kül kullanarak iyileştirilmesi. ALKÜ Fen Bilimleri Dergisi, 3(1), 66-72, 2021.
  21. C. Turan, A.A. Javadi, R. Vinai, R. Beig Zali, Geotechnical characteristics of fine-grained soils stabilized with fly ash: A review. Sustainability, 14(24), 16710, 2022. https://doi.org/ 10.3390/su142416710
  22. Ö. Ekincioğlu, Mechanical behavior of cement based composites reinforced with hybrid fibres – an optimum design. Master’s Thesis, Istanbul Technical University, 2003.
  23. Y.A. Topçuoğlu, Z. Gürocak, Increasing strength of clay soils with the use of basalt fiber: An experimental study. Turkish Journal of Science and Technology, 19(1), 87-96, 2024. https://doi.org/10.55525/ tjst.1398354
  24. G.G. Naidu, R. Ramakrishna, B.G. Ezri, Strengthening of soil by adding lime and glass fiber as stabilizing materials for the construction of high rise buildings. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1126(1), 012070, 2021.
  25. G.M. Ayininuola, L.O. Balogun, Investigation of glass fiber potential in soil stabilization. International Journal of Engineering and Advanced Technology, 7(5), 113-117, 2018.
  26. M. Valipour, P.T. Shourijeh, A. Mohammadinia, Application of recycled tire polymer fibers and glass fibers for clay reinforcement. Transportation Geotechnics, 27, 100474, 2021. https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2020.100474
  27. M. Hamza, N. Ijaz, Z. Ijaz, Stabilization of problematic expansive clays using polypropylene fiber reinforcement. Jordan Journal of Civil Engineering, 16(4), 2022.
  28. N. Tiwari, N. Satyam, An experimental study on strength improvement of expansive subgrades by polypropylene fibers and geogrid reinforcement. Scientific Reports, 12, 6685, 2022. https://doi.org/10.1038/s41598-022-10773-0
  29. X. Bao, Y. Huang, Z. Jin, X. Xiao, W. Tang, H. Cui, X. Chen, Experimental investigation on mechanical properties of clay soil reinforced with carbon fiber. Construction and Building Materials, 280, 122517, 2021.https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122517
  30. X.S. Zhuang, X.Y. Yu, Experimental study on strength characteristics of lime-basalt fiber reinforced expansive soil. Applied Mechanics and Materials, 744, 495-498, 2015.
  31. S. Wang, F. Chen, Q. Xue, P. Zhang, Splitting tensile strength of cement soil reinforced with basalt fibers. Materials, 13(14), 3110, 2020. https://doi.org/10.3390/ma13143110
  32. O. Saran, A. Demiröz, Enhancement of the strength and permeability properties of an expansive soil using chopped basalt fibers and silica fume. International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering, 9(1), 9, 2023. https://doi.org/10.1007/s40891-023-00431-4
  33. O. Saran, A. Demiröz, Zemin stabilizasyonunda bazalt fiber ve uçucu kül kullanımının araştırılması. Konya Journal of Engineering Sciences, 10(2), 495-511, 2022.
  34. A. Demiröz, Geogrid donatılı kum üzerine oturan sürekli temellerde taşıma gücünü etkileyen tasarım faktörlerinin deneysel olarak araştırılması. Doktora Tezi, Selçuk Üniversitesi, 2008.
  35. J. Mallela, H.V. Quintus, K. Smith, Consideration of lime-stabilized layers in mechanistic-empirical pavement design. National Lime Association, 200(1), 1-40, 2004.
  36. A.A. Al-Rawas, A.W. Hago, H. Al-Sarmi, Effect of lime, cement and Sarooj on the swelling potential of an expansive soil from Oman. Building and Environment, 40(5), 681-687, 2005. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2004.08.028
  37. Y. Song, Y. Geng, S. Dong, S. Ding, K. Xu, R. Yan, F. Liu, Study on mechanical properties and microstructure of basalt fiber-modified red clay. Sustainability, 15(5), 4411, 2023. https://doi.org/10.3390/su15054411