Determination of Internal Erosion and Permittivity of Biopolymer-Added Geosynthetic Clay Liners

Abstract

Geosentetik kil örtü (GKÖ), düşük hidrolik iletkenliği sayesinde tatlı su rezervuarlarında kaplama malzemesi olarak kullanılabilmektedir. GKÖ üzerinde birikebilecek yüksek seviyedeki su, GKÖ içerisindeki bentonitin geotekstillerin arasından sıyrılarak ani hidrolik iletkenlik artışıyla malzemenin kullanılamaz hale gelmesine neden olabilir. Bu etkileşime içsel erozyon denilmektedir. Bu çalışmada GKÖ’nün bentonit bileşenine sırasıyla ağırlıkça %0.25, 0.5, 1, 2, 5 ve 10 oranlarında kitosan ile Na karboksimetil selüloz biyopolimerleri eklenerek üç eksenli hidrolik iletkenlik deneyleri yapılmıştır. GKÖ içerisinde Na ve Ca içerikli iki farklı bentonit kullanılmış olup içsel erozyonu gözlemleyebilmek için GKÖ’ler, dane boyutu 37.5 mm olan iri daneli yuvarlak çakılların üzerine serilerek yüksek hidrolik yükler altında test edilmişlerdir. Bu koşul, karşılaşılabilecek en kötü senaryolardan birini temsil etmektedir. Deney sonuçlarına göre 10 m’lik hidrolik yük altında test edilen bütün GKÖ’lerde içsel erozyon gözlemlenmiştir. Ayrıca içsel erozyondan hemen önce ölçülen permitivite değerleri karşılaştırılarak kullanılan biyopolimerlerin, GKÖ’lerin hidrolik performansını ne ölçüde değiştirdiği araştırılmıştır. Sonuçlara göre GKÖ’lerdeki bentonite %1 kitosan ve %2 selüloz eklenmesi, GKÖ’lerin permitivitesini 2 mertebeden daha yüksek oranda azaltmıştır. Böylelikle çevre dostu, organik katkı malzemesi olan iki farklı biyopolimerin çevre geotekniği uygulamalarında kaplama malzemesinin hidrolik iletkenliğini azaltmasına bağlı olarak bariyer amaçlı kullanımı teşvik edilebilecektir.