Cracks are formed when moisture loss in soil creates channels for water flow. This
research investigates the cracking behavior of clayey soil subjected to wetting-drying
cycles. Laboratory tests were performed on both natural (control soil) and bentonite
added soils. Desiccation rates were observed and recorded for soil specimens using the
air-dry and oven-dry approach at 60oC. Soil specimens containing different
percentages of bentonite (5% and 10%) were subjected to four wetting and drying
cycles. Double punch test was conducted to determine the tensile strength of natural
soil. The swelling and shrinkage tests were carried out on natural soil specimens as
well as examining the matric suction. Results of the desiccation method employed
showed that cracks did not occur on the natural soil at any stage of the air-drying
condition while in the oven-drying method, cracks were observed in the increasing
drying stages. Crack dimension was quantified by using digital image processing
known as ImageJ software. The results for the experimental cyclic wetting and drying
indicated that the crack intensity factor, CIF increased with an increasing number of
cycles. Soil water characteristic curve, SWCC of the control soil was constructed using
filter paper method and the air-entry value, AEV was obtained at 31% water content.
This water content obtained from the SWCC is in good harmony with the value
obtained using the silica gel drying method.
ÖZ:
Topraktaki nem kaybı su akışı için kanallar oluşturduğunda çatlaklar oluşur. Bu
araştırma, ıslatma-kurutma döngülerine maruz kalan killi toprağın çatlama davranışını
incelemektedir. Hem doğal (kontrol toprağı) hem de bentonit katkılı topraklarda
laboratuar testleri yapılmıştır. 60oC'de hava ile kurutma ve fırında kurutma yaklaşımı
kullanılarak toprak numuneleri için kuruma oranları gözlemlenmiş ve kaydedilmiştir.
Farklı oranlarda bentonit (% 5 ve% 10) içeren toprak numuneleri dört ıslatma ve
kurutma döngüsüne tabi tutulmuştur. Doğal toprağın çekme dayanımını belirlemek
için çift vuruş testi yapılmıştır. Şişme ve büzülme testleri, doğal toprak numunelerinde
ve ayrıca matrik emiş ölçülerek yapılmıştır. Kullanılan kurutma yönteminin sonuçları,
doğal toprakta hava ile kurutma koşulunun hiçbir aşamasında çatlak oluşmadığını,
fırında kurutma yönteminde ise artan kurutma aşamalarında çatlaklar olduğunu
göstermiştir. Çatlak boyutu, ImageJ yazılımı olarak bilinen dijital görüntü işleme
kullanılarak ölçüldü. Deneysel döngüsel ıslatma ve kurutma sonuçları, çatlak
yoğunluğu faktörünün, CIF'in artan sayıda döngü ile arttığını gösterdi. Kontrol
toprağının toprak su karakteristik eğrisi, SWCC'si filtre kağıdı yöntemi kullanılarak
oluşturulmuş ve %31 su içeriğinde hava giriş değeri, AEV elde edilmiştir. SWCC'den
elde edilen bu su içeriği, silika jel kurutma yöntemi kullanılarak elde edilen değer ile
iyi bir uyum içerisindedir.
