Bu çalışma Eskişehir yerleşim alanı güney bölümünün jeo-mühendislik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla yapılmıştır. Çalışma alanı, Porsuk Çayı’nın güneyinde yerleşimin yoğun olduğu 30 km2 lik bir bölgeyi içermektedir. İnceleme alanı ve yakın çevresinde Alt Eosen yaşlı konglomera-kumtaşı, Üst Miyosen yaşlı konglomera-kumtaşı, kiltaşı-silttaşı ve kireçtaşı, Pleyistosen yaşlı kırıntılılar ve yerleşimin büyük çoğunluğunun yer aldığı bir alanda iyi pekişmemiş Kuvaterner yaşlı güncel alüvyon bulunmaktadır. Çalışmanın temel konusunu oluşturan alüvyon, tabandan tavana doğru kum-çakıl, kumlu düşük plastisiteli silt-kil, yüksek plastisiteli kil, kumlu, killi-silt ve bitkisel toprak şeklinde ayırtlanmıştır.
Bölgenin mühendislik jeolojisi özelliklerini belirleyebilmek amacıyla, toplam 170 sondaja ait 1394 adet örselenmiş ve 383 adet örselenmemiş örnek üzerinde temel zemin profilinin fiziksel ve mekanik özellikleri tespit edilmiştir. Bölge ile ilgili jeolojik, jeomorfolojik ve tektonik veriler toplanarak bilgisayar ortamına aktarılmıştır.
SPT verileriyle karşılaştırma amacıyla belirli bir alan için presiyometre deneyleri gerçekleştirilmiştir. Eskişehir yerleşim alanı içinde sismik risk analizi yapılmıştır. Belirli örnekler üzerinde X-ray difraksiyon analizleri yapılarak kil mineral tipleri belirlenmeye çalışılmıştır. Bu çalışma sonucunda etkin kil mineral tipinin illit ve montmorillonit olduğu ortaya çıkartılmıştır. Bilindiği üzere bu tip kil mineralleri yüksek şişme potansiyeline sahip olduğundan, ilgili alanlarda su deposu, tek katlı gibi hafif yapıların projelendirilmesinde dikkat edilmesi gerekmektedir.
Daha ileriki aşamalarda bölge ile ilgili yapılmış olan sondajlara ait verilerden Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) ortamında bir veri tabanı oluşturulmuştur. Özellikle inceleme alanı sınırı içinde bulunan sınırlandırılmış bir alan içinde temel birimlere ait jeo-mühendislik özelliklerin belirlenmesi amacıyla mühendislik jeolojisi haritaları oluşturulmuştur. Bu amaca ulaşmak için özellikle alüvyonu detaylı olarak tanımlayabilmek için 9 farklı hattan jeolojik kesitler alınmıştır. Böylece ilgili alanın jeolojik özellikleri üç boyutta değerlendirilebilmiştir. İnceleme alanının jeomühendislik özelliklerini belirleyebilmek amacıyla yine 9 farklı hatta SPT kesiti ve 10.5 m derinliğe kadar her 1.5 m’den geçecek şekilde SPT zon haritaları üretilmiştir.
Çalışmada, 6 m derinliğe kadar her 1 m’den geçecek şekilde Birleştirilmiş Zemin Sınıflama sistemine göre zemin sınıfı zon haritası oluşturulmuştur. İnceleme alanıyla ilgili üç boyutlu görünüm, kontur ve eğim haritası hazırlanmıştır. Farklı değişkenlerin birbiriyle karşılaştırılması suretiyle yorum ve denklemler üretilmiş ve istatistiksel değerlendirmeler yapılmıştır.
Yapılan bütün bu çalışmaların sonucunda inceleme alanının kuzey ve kuzeybatısında düşük plastisiteli kil, güney ve güneybatısında ise yüksek plastisiteli kil bulunduğu belirlenmiştir. Eskişehir kent merkezinin de bulunduğu alanda Porsuk Çayı’na yakın olan kesimlerde SPT darbe sayılarının düştüğü görülmektedir. SPT darbe sayıları plastik kıvamdaki örneklerde genel olarak 2-30 arasında değişirken, yarı katı-katı kıvamdaki örneklerde 14-45 arasında değişmektedir. Serbest basınç dayanımı değerleri ise geniş bir aralıkta değişmektedir (29-517 kN/m2). Likit limit değerleri 2992, plastisite indisi değerleri ise 3-53 arasında değişmektedir. SPT darbe sayısı ile serbest basınç dayanımı değerleri arasında plastik ve yarı katı-katı kıvamdaki kil örnekler üzerinde doğrusal bir ilişki belirlenmiştir. Ayrıca SPT darbe sayısına bağlı elde edilen deformasyon modülü ve presiyometre ile elde edilen modül değeri arasında da doğrusal bir ilişki elde edilmiştir. Böylece çalışılan sahaya ilişkin, uygulamacılara projelendirme ve jeoteknik çalışmalarda kullanılabilecek nitelikte ön bilgi amaçlı haritalar, veriler ve ampirik ilişkiler oluşturulmuştur.
The purpose of this study is to determine the geo-engineering properties of the southern part of the Eskişehir urban area. The study area is of about 30 km2 densely populated part of Eskişehir in the southern courses of the Porsuk River. The study area and its vicinity are composed of conglomerate-sandstone Lower Eocene age, conglomerate-sandstone, claystone-siltstone and limestone of Upper Miocene age, detritics of Pleistocene age and recent loose alluvial deposits of Quaternary age which cover most of the residental area. The units of the alluvial deposits, which is the main focus of the study, are delineated as sand-gravel, low plasticity sandy silt-clay, high plasticity clay, sandy clayey silt and vegetable soil from bottom to top.
Physical and mechanical characteristics of the soil profile are determined in 1394 disturbed and 383 undisturbed samples from a total of 170 boreholes to investigate the engineering geology properties of the region. Geological, geomorphological and tectonic data of the region are compiled as database in computer.
Pressiometer tests are conducted in a selected area for comparison with SPT values. A seismic risk analysis is carried out in the urbanized area. Clay minerals of some samples are determined by XRD analysis. The main clay minerals found are illite and montmorillonite. These type of clay minerals posses high swelling capacities and hence caution is to be taken in designing structures like water reservoirs, one storey buildings in such areas.
A database is created in Geographic Information System (GIS) from the data of boreholes in the progressive stage of the study. Engineering geological maps are prepared to determine the geo-engineering properties particularly of foundation soil in a selected area. For this purpose, nine different cross-sections are drawn to decipher specifically the alluvial deposits in detail. Hence geological characteristics of the area are evaluated in a three dimensional mode. Nine different SPT sections and SPT zone maps are produced at every 1.5 m to a depth of 10.5 m to define the geo-engineering properties of the investigation area. Soil class zone maps are prepared at every 1 m down to a depth of 6 m following the norms of Unified Soil Classification System. A three dimensional model, a contour and a slope map are formed for the investigation area. All the variables are cross-checked for comparative analyses and tested statistically for the interpretations and comments.
The results of this study reveal that the north and northwestern part of the study area are composed of low plasticity clay and the south and southwestern part are of high plasticity clay. SPT blow counts decrease in places close to Porsuk River in down-town area of Eskişehir. SPT blow counts range generally in between 2-30 in plastic samples whereas the range is in between 14-45 in solid and semi-solid samples. The uniaxial shear strength have a wide range varying from 29 to 517 kN/m2. The liquid limit and plasticity indices range in between 29-92 and 3-53, respectively. A linear relationship exists between SPT blow counts and uniaxial shear strength values of the plastic clay and solid and semi-solid consistency clays. A linear relationship also exists between deformation module of SPT blow counts and the pressuremeter test results. As a result of the study, the basic information maps, data and empirical relatonships are created for practical use in design and geotechnical studies.
