A LABORATORY STUDY ON STRENGTH AND SWELLING BEHAVIOR OF CLAYS WITH HIGH SWELLING POTENTIAL STABILIZED BY DEEP AND SHALLOW MIXING METHODS USING TRAVERTINE

Abstract

ABSTRACT

There is a wide application area in the construction industry regarding the stabilization of clay soils. It is widely preferred to use various additives to increase the engineering properties of such soils, and with this method, the soils are made more suitable for construction purposes. These additives are used to reduce the sensitivity of clay soils to volume change, increase their bearing capacity and improve their general mechanical properties. This study examines the usability of geopolymer activated by adding various amounts of travertine and potassium hydroxide (KOH) in the improvement of clayey soils and its potential for use in two basic mixing techniques: deep mixing and shallow mixing. It has become clear that adding KOH-activated travertine additive at various rates to the bentonite-marl mixture, which has a high swelling potential, significantly reduces the swelling capacity of the soil. In the study, it was determined that the optimal ratio was 15% travertine additive activated with 1 M KOH. In general, adding travertine has been found to help reduce swelling, but adds even more when the activator KOH is added. In addition, it has been evaluated that the application of this material by shallow and deep mixing methods can give effective results on the ground. An important understanding of soil stabilizing strategies was gained from the comparison of shallow and deep mixing procedures. The study aimed to assess the effectiveness of shallow mixing in minimizing soil swelling by introducing a mid-layer adjustment with a varied amount of travertine in the bentonite-marl mixture. The findings show encouraging results, indicating that travertine stabilization combined with shallow mixing procedures can effectively improve soil stability and reduce the likelihood of swelling. This emphasizes how crucial it is to investigate cutting-edge stabilization techniques for environmentally friendly soil management techniques.

ÖZET

Killi zeminlerin stabilizasyonu konusunda inşaat endüstrisinde geniş bir uygulama alanı bulunmaktadır. Bu tür zeminlerin mühendislik özelliklerini artırmak için çeşitli katkı maddelerinin kullanılması yaygın bir şekilde tercih edilmekte olup bu yöntem ile zeminler inşaat amaçları için daha uygun hale getirilmektedir. Bu katkı maddeleri, kil zeminlerin hacim değişimine duyarlılığını azaltmak, taşıma kapasitelerini artırmak ve genel mekanik özelliklerini iyileştirmek amacıyla kullanılmaktadır. Bu çalışma çeşitli oranlarda traverten eklenerek ve potasyum hidroksit (KOH) ile aktive edilen geopolimerin killi zeminlerin iyileştirilmesinde kullanılabilirliği ve derin karıştırma ve sığ karıştırma olmak üzere iki temel karıştırma tekniği özelinde kullanım potansiyelini incelemektedir. Yüksek derecede şişme potansiyeline sahhip bentonit-marn karışımına KOH ile aktive edilen traverten katkısı çeşitli oranlarda ekledikten sonra zeminin şişme kapasitesini önemli ölçüde azalttığı açıkça ortaya çıkmıştır. Çalışmada optimal oranın, 1 M KOH ile aktive edilen %15 traverten katkısının olduğu belirlenmiştir. Genel olarak, traverten eklemenin şişmeyi azaltmaya yardımcı olduğu, ancak aktivatör KOH eklenildiğinde daha da fazla katkı sağladığı bulunmuştur. Ayrıca söz konusu bu malzeminin sığ ve derin karıştırma yöntemi ile uygulanmasının zeminde etkin bir sonuç verebileceği değerlendirilmiştir. Yüzeysel ve derin karıştırma prosedürlerinin karşılaştırılması yoluyla toprak stabilizasyon stratejilerine ilişkin önemli bir anlayış elde edilmiştir. Çalışma, bentonit-marn karışımında değişen miktarda traverten ile bir orta katman ayarlaması yaparak toprak şişmesini en aza indirmede sığ karışımın etkinliğini değerlendirmeyi amaçladı. Bulgular, sığ karıştırma prosedürleriyle birlikte traverten stabilizasyonunun toprak stabilitesini etkili bir şekilde iyileştirebileceğini ve şişme olasılığını azaltabileceğini gösteren cesaret verici sonuçlar ortaya koyuyor. Bu, çevre dostu toprak yönetimi teknikleri için en son stabilizasyon tekniklerini araştırmanın ne kadar önemli olduğunu vurgulamaktadır.