Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Geleneksel laboratuvar deneylerinde zemin numunelerinin çoğu zaman bütün yüzeylerden soğuğa maruz bırakıldığını belirten araştırmacılar, bunun gerçek çevre koşullarındaki düşey sıcaklık gradyanını tam olarak temsil etmediğine dikkat çekiyor. Doğada ise soğuma büyük ölçüde zemin yüzeyinden başlayarak derinlere ilerliyor. Bu nedenle ekip, şişen zemini tek yönden dondurup çözdüren bir deney sistemi kullanarak doğal koşullara daha yakın bir sıcaklık dağılımı oluşturmaya çalıştı.

Araştırmada zemindeki değişimler yalnızca yüzeyde meydana gelen hareketler üzerinden değerlendirilmedi. Makroskopik deformasyon ölçümleri, cıva giriş porozimetrisi (MIP) ve bilgisayarlı tomografi (CT) analizleri birlikte kullanıldı. Böylece numunelerin hem genel şekil değişimleri hem de farklı ölçeklerdeki gözenek yapısında meydana gelen değişiklikler incelendi. Araştırmacılar özellikle başlangıçtaki su miktarının don kabarması ve kalıcı deformasyon üzerindeki etkisine odaklandı.

Deneylerde başlangıç su içerikleri yüzde 19,6, yüzde 21,6 ve yüzde 23,6 olan numuneler karşılaştırıldı. Su içeriği yükseldikçe maksimum düşey deformasyonun da arttığı görüldü. Yüzde 19,6 su içeriğine sahip numunede tepe düşey deformasyonu 1,46 milimetre olarak ölçülürken, yüzde 21,6 su içeriğinde bu değer 1,70 milimetreye, yüzde 23,6 su içeriğinde ise 2,25 milimetreye çıktı. Bu sonuçlar, başlangıçta zeminde bulunan su miktarının donma sırasında oluşan hacim değişiminde belirleyici faktörlerden biri olduğunu gösterdi.

Numunelerin çözülmesinin ardından deformasyon tamamen ortadan kalkmadı. Araştırmada yüzde 19,6, yüzde 21,6 ve yüzde 23,6 başlangıç su içeriğine sahip numunelerde deformasyonların sırasıyla yaklaşık 0,70, 1,40 ve 1,80 milimetre düzeylerinde kararlı hale geldiği bildirildi. Bu durum, tekrarlanan donma ve çözülmenin yalnızca geçici bir kabarma oluşturmadığını, zeminin iç yapısında kalıcı değişikliklerle ilişkili olabileceğini ortaya koyuyor.

Kaynak: https://www.nature.com/articles/s41598-026-68678-1