Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Zemin ve kaya malzemeler, çelik, beton ve ahşap gibi diğer inşaat mühendisliğinde kullanılan malzemelerden farklıdır. Zeminler (toprak veya kaya) genellikle.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Zemin ve kaya malzemeler, çelik, beton ve ahşap gibi diğer inşaat mühendisliğinde kullanılan malzemelerden farklıdır. Zeminler (toprak veya kaya) genellikle."— Sunum transkripti:

1

2 Zemin ve kaya malzemeler, çelik, beton ve ahşap gibi diğer inşaat mühendisliğinde kullanılan malzemelerden farklıdır. Zeminler (toprak veya kaya) genellikle imal bir malzeme değil doğal bir üründür. Böylelikle her özelliği kontrol edilebilir değil tahmin/tespit edilmelidir ve çok farklılıklar gösterebilir. Zemin bireysel partiküllerden (individual particles) oluşan bir malzemedir. Beton-çelik gibi sürekli aynı özellikleri göstermeyebilir. Kaya zemin gibi malzemelerde bulunan kırıklar-çatlaklar bulunabilmekte ve malzemeyi süreksiz yapabilmektedir.

3 Zemin ve kaya malzemeler, çelik, beton ve ahşap gibi diğer inşaat mühendisliğinde kullanılan malzemelerden farklıdır. Çelik gibi malzemelerde kesme-kopma dayanımı (yield/tensile strength) moleküler bağların dayanımına bağlıdır. Yenilme (failure) olması için bu bağların kırılması gerekir. Zemin partiküllerden oluştuğu için genellikle yenilme kayma şeklinde malzemelerin birbiri üzerindeki hareketinden kaynaklanır. Burada partiküller arasındaki sürtünme devreye girer, bu özellikle kum ve çakıl malzemeler için geçerlidir. Killi malzemede su etkisi ile kimyasal bağlar oluşur.

4 Zemin ve kaya malzemeler, çelik, beton ve ahşap gibi diğer inşaat mühendisliğinde kullanılan malzemelerden farklıdır. Zemin kütlesi katı taneler ve bunların arasındaki boşluklardan oluştuğundan dolayı bileşim olarak maddenin 3 fazını (phase) (katı- solid/ sıvı-liquid / gaz-gas) içeren bir malzemedir. Bu her bir faz bulunduğu zeminin özelliklerini değiştirebilir.

5 Zemin Modeli Solid Particles (Katı tanecikler) Volume (Hacim) Voids (air or water) (Boşluklar have veya su) Zemin kütlesi katı taneler ve bunların arasındaki boşluklardan oluştuğundan dolayı bileşim olarak maddenin 3 fazını (phase) (katı-solid/ sıvı-liquid / gaz-gas) içeren bir malzemedir. Normal şartlar altında zemin içindeki sıvı sudur, gaz ise havadır. Bu nedenle zemin mekaniğinde sıvı yerine su gaz yerine hava terimleri kullanılır.

6 Three Phase Diagram (Üç Fazlı Diyagram) İdealleştirilmiş – Basitleştirilmiş Diyagram Mineral Skeleton (Mineral İskeleti) Air Water Solid Zemin içerisinde bulunan fazlar zemin davranışını etkilediği için su ve havanın oranlarını bulmak gerekmektedir.

7 Zemin içerisindeki su, boşluk suyu (pore water) olarak adlandırılır. Bu suyu durumuna göre 3 farklı durum oluşur. Bütün boşluklar suyla doluysa zemin doygundur. Bazı boşluklar suyla doluysa zemin kısmen doygundur ve hepsi havayla doluysa kurudur.

8 Zemin içerisinde bulunan fazlar zemin davranışını etkilediği için su ve havanın oranlarını bulmak gerekmektedir. Az stabil durum Stabil durum Taneciklerin hareketi ile zeminde deformasyonlar gözlemleniyor ve hacim değişikliği meydana geliyor

9 Suyun ve Havanın zemin davranışını etkilemektedir, bu nedenle bu oranların belirlenmesi zemini tanımak adına gerekmektedir. Bu oranlar Ağırlık-Hacim (Weight-Volume) ilişkileri veya Faz İlişkileri (Phase relationship) incelenerek tespit edilir. Solid Air Water WTWT M s / W s M w / W w M a / W a ~0 VsVs VaVa VwVw VvVv V T Mass / Weight Volume NOTASYON W = weight = ağırlık M = mass = kütle a = air = hava w = water = su s = solid = katı T = total = toplam V = volume = hacim v = void = boşluk

10 Wt = Ws + Ww, W=Mg olduğundan dolayı Solid Air Water WTWT WsWs WwWw W a ~0 VsVs VaVa VwVw VvVv V T Vt = Vs + Vv = Vs + Vw + Va; Katıların Hacmi Vs = 1 ve gazın ağırlığı Ma = 0 olarak kabul edilir. Böylelikle: Mt = Ms + Mw; ve M V  Yoğunluk (  ) Birimler: t/m 3, g/ml, kg/m 3 Birim Hacim Ağırlık (  ),  =  g, M g V  W V  Birimler: N/cm 3, kN/m 3

11 Solid Air Water WTWT WsWs WwWw W a ~0 VsVs VaVa VwVw VvVv V T Weight Volume Su muhtevası (Moisture/Water Content) (w) Su muhtevası suyun ağırlığının tanelerin (katıların ağırlığına) oranıdır. w  100% WwWw WsWs Su muhtevası Su muhtevası tayini: Islak Zemin nümunesi tartılır (W s +W w ) (M s +M w ) Tüm su buharlaşacak kadar Etüvde kurutulur Kuru ağırlık bulunur (M s / W s )

12 Void ratio: e = Vv/Vs; Porosity n = Vv/Vt 0.5 (50%), the void ratio is 1.0 already. V v V v /V t = n 1 − n 1 − V v /V t V v /V s = e 1 + e V t V s + V v 1 + V v /V s e = Vve = Vv VsVt−Vvn = VvVvVsVt−Vvn = VvVv = = Apparently, for the same material we always have e > n. For example, when the porosity is Bir zemindeki boşlukların etkisini değerlendirebilmek için Boşluk Oranı (void ratio) (e) ve Porozite (boşluk hacmi / gözenek hacmi) (n) değerleri hesaplanır.

13 Solid Air Water WTWT WsWs WwWw W a ~0 VsVs VaVa VwVw VvVv V T Suya Doygunluk Yüzdesi / Doygunluk derecesi (Degree of saturation) – (Boşlukların ne kadarı su ile dolu) Zeminin boşluklarındaki suyun hacminin toplam boşluk hacmine oranıdır. S =Vw/Vv x 100% S  V w  V w V s  V w V v V v V s VseVse Doygunluk derecesi, zemindeki boşlukların hangi oranda su ile dolu olduğunu anlamamıza yarar

14 Özgül Yoğunluk(G s ) Herhangi bir malzemenin özgül yoğunluğu o malzemenin katı taneciklerinin birim ağırlığının suyun birim ağırlığına oranı olarak tarif edilir. Ws  sWs  s s Vs w wVs w w GG Suyun bir. hac. ağ., 9.81kN/m 3 ≈10kN/m 3 Zeminlerde G s değişimi genellikle 2.6 ile 2.8 arasındadır. Bir referans özellik olarak kullanılır, zeminler bu limitlerin oldukça dışında ise bir olağan dışılığa işarettir.

15 Türetilen Eşitlikler Ağırlık-hacim parametrelerinin bir veya daha fazlasının bilindiği ve bilinmeyenlerin deneyler ile belirlenmesinin zor olduğu durumlarda bazı eşitlikler türetilir. Bunları türetirken Faz Diyagramları kullanılır ve katı taneciklerin hacmi 1 birim olarak kabul edilir. Kuru birim ağırlık hesaplanırken yaş zemin hacminin kuru duruma geçerken değişmediği kabul edilir. Solid Air Water WTWT WsWs WwWw W a ~0 VsVs VaVa VwVw VtVt = 1 V t = V v +V s e= V v /V s = 1+e W w =w.W s W w =w.G s.  w W s = 1.G s.  w W t = G s.  w.(1+w)   Gs w (1 w)  Gs w (1 w) 1 e1 e S  Vw Vve  wGs wGs  d d V 1 e V 1 e  1 w1 w s ss s   w  WGWG 

16 Weight-Volume Relationships (Table 3.1) The 3 rd column is a special case of the 1st column when S = 1.

17 Göreceli (Relative) Sıklık – Relative Density (Dr) Kumlu ve çakıllı zeminlerin mevcut durumunun olası en sıkı (en az boşluklu) ve en gevşek (en çok boşluklu) durumlarına göre hangi seviyede olduğunu gösteren deneysel bulunabilen bir göstergedir. e max  e e max  e min r DD e max  maksimum boşluk oran ı (en gevşek durum) e min  minimum boşluk oran ı (en sıkı durum) e  mevcut boşluk oranı Normal bir zeminin sıkıştırılması ile boşluk oranı değişebilir ancak her taneli zeminin kendine has bir e max ve e min değerleri vardır. Arazi deneyleri sonucu D r elde edilebilir. Gevşek taneli zeminler uygun temel zemini değildir. Taşıma güçleri düşük, fazla oturma yapma potansiyeline sahip, suya doygun olanları da deprem sırasında sıvılaşma riski taşımaktadır. Böyle zeminler iyileştirme-stabilizasyon işlemlerine tabi tutularak kullanılabilir. e max ve e min değerleri ;tane boyutu, tane şekli, tane boyutu dağılımı ve ince taneli malzemelerin miktarı gibi unsurlara göre değişiklik gösterir.

18 DENEY 1 SU MUHTEVASININ BELİRLENMESİ

19

20

21 Faydalanilan Kaynaklar Zemin Mekaniği I - Prof. Dr. S. Feyza Çinicioğlu - Notlar Das Principles Geotechnical Engineering (Ch. 3)


"Zemin ve kaya malzemeler, çelik, beton ve ahşap gibi diğer inşaat mühendisliğinde kullanılan malzemelerden farklıdır. Zeminler (toprak veya kaya) genellikle." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları