zemin mekaniği ve laboratuvarı Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi İnşaat Mühendisliği zemin mekaniği ve laboratuvarı Yrd. Doç. Dr. İsa VURAL

Zeminlerin Endeks Özellikleri

Zemin; çakıl, kum silt, kil veya bunların karışımından meydana gelen gevşek malzeme olarak düşünülür. Dane(S) Hava(A) Su(W)

Belirli standart sistemlere göre zeminlerin sınıflandırmasını sağlayan ve mühendislik özellikleri hakkında bazı önemli ip uçları veren özelliklere zeminlerin “endeks özellikleri” denir. Dane Hava Su Vs Va Wa Ws Ww Wt Vw Vv Vt Zemin Prizması W = Zemin Ağırlığı V = Zemin Hacmi s = zemin daneleri w = su a = hava v = boşluk t = toplam

Tanımlamalar Su içeriği (w), belirli bir hacimdeki su ağırlığının dane ağırlığına oranıdır. Dane Hava Su Vs Va Wa Ws Ww Wt Vw Vv Vt Zemin Prizması

Boşluk oranı (e), boşluk hacminin dane hacmine oranıdır. Hava Su Vs Va Wa Ws Ww Wt Vw Vv Vt Zemin Prizması

Porozite (n), boşluk hacminin toplam hacme oranıdır. Dane Hava Su Vs Va Wa Ws Ww Wt Vw Vv Vt Zemin Prizması

Doygunluk derecesi (Sr) boşluklarda bulunan su hacminin boşluk hacmine oranıdır. Dane Hava Su Vs Va Wa Ws Ww Wt Vw Vv Vt Zemin Prizması Oran: 0 – 100% Kuru Suya Doygun

Zeminin doğal birim hacim ağırlığı, (n) toplam ağırlığın toplam hacme oranıdır. Dane Hava Su Vs Va Wa Ws Ww Wt Vw Vv Vt Zemin Prizması

Kuru Birim Hacim Ağırlık (k) kuru ağırlığın toplam hacme oranıdır. Dane Hava Su Vs Va Wa Ws Ww Wt Vw Vv Vt Zemin Prizması

Doygun Birim Hacim Ağırlık (d) kuru ağırlığın toplam hacme oranıdır. Dane Hava Su Vs Va Wa Ws Ww Wt Vw Vv Vt Zemin Prizması

Tane Birim Hacim Ağırlık (s) kuru ağırlığın toplam hacme oranıdır. Dane Hava Su Vs Va Wa Ws Ww Wt Vw Vv Vt Zemin Prizması

Zemin Prizmasındaki İlişkiler Zeminin Dane Hacmi, Vs=1 olduğu düşünülürse; Diğer hacimler daha önce ifade edilen eşitliklerden elde edilebilir. Dane Hava Su 1 s s.w e Zemin Prizması Hacimler Ağırlıklar Ayrıca ağırlık aşağıdaki ifade ile elde edilir: Ağırlık=Yoğunluk x Hacim

Daha önce ifade edilen eşitliklerden; Dane Hava Su 1 s s.w e Zemin Prizması

Zemin Prizmasındaki İlişkiler Zeminin Dane Hacmi, Vt=1 olduğu düşünülürse; Diğer hacimler daha önce ifade edilen eşitliklerden elde edilebilir. Dane Hava Su 1-n s(1-n) s.w(1-n) n Zemin Prizması Hacimler Ağırlıklar Ayrıca ağırlık aşağıdaki ifade ile elde edilir: 1 Ağırlık=Yoğunluk x Hacim

Daha önce ifade edilen eşitliklerden; Dane Hava Su 1-n n Zemin Prizması s.w(1-n) 1 s(1-n) Hacimler Ağırlıklar

Bölüm Ödevi Zemin Prizmasındaki İlişkilerin incelenmesi Zemin fiziksel özellikleri ile ilgili 5 sorunun çözümü Son Teslim Tarihi: 14-15.10.2015 17:00

Zeminlerin Sınıflandırılması

Zeminler dane çapına ve indis özelliklerine göre değişik sistemlerde sınıflandırılabilmekte olup en önemlileri; USCS(UnifiedSoilClassficationSystem) Birleştirilmişzemin sınıflandırma sistemi AASTHO Amerikan KarayolarıSınıflandırma Sistemi Üçgen Sınıflandırma M.I.T(Massachusettes Instituteof Technology)MİT Yöntemi (Dane çapına göre sınıflandırma)

İnşaat Mühendisliğinde Zeminlerin Dane Çapına Göre Sınıflandırılması Kohezyonlu Zeminler Granüler Zeminler veya Kohezyonsuz Zeminler Kil Silt Kum Çakıl Blok Taş İri Kaya 0.002 0.075 2.00 63 200 Dane Çapı (mm) Dane Çapı (mm) Cinsi 200 – 60 Taş (Moloz) 60 - 2 Çakıl 2 – 0,075 Kum 0,075 - 0,002 Silt 0,002 > Kil İnce Daneli Zeminler Kaba Daneli Zeminler

Granülometri Eğrisi Elde Edilmesi: Kaba Daneli Zeminler …... (Elek Analizi) İnce daneli Zeminler …... (Hidrometre) Elek Seti Hidrometre

20 40 60 80 100 0.001 0.01 0.1 1 10 Grain size (mm) D 30 Elek Hidrometre = 0.013 mm = 0.47 mm = 7.4 mm Kumlar Çakıllar İnce % Passing % Geçen Dane Çapı (mm) Granülometri Eğrisi Eğriden, kum çakıl ve ince danelerin %’leri ifade edilir. Ayrıca, zemin danelerinin üniformluluk ve derecelenme katsayıları için gerekli olan D10, D30 ve D60 çapları belirlenir.

İyi veya Kötü Derecelenmiş Zeminler İyi Derecelenmiş Zeminler Kötü Derecelenmiş Zeminler Dane Boyutlarının Aralığı, İki Özel Durumu İçeren Zeminler ise: (a) Üniform zeminler; Aynı Dane Boyutuna sahip Zeminler Çakıllar için: Cc = 1-3 & Cu >4 Kumlar için: Cc = 1-3 & Cu >6 (b) Bazı Dane Boyutlarını İçermeyen Zeminler

Rölatif Sıkılık (Dr) Rölatif Sıkılık; Zeminin arazideki Sıkılık derecesinin aynı zemin danelerinin en gevşek ve en sıkı yerleşim konumlarına karşılık gelen sıkılık dereceleri ile karşılaştırılması olarak tanımlanır. 100 En Gevşek En Sıkı

Kaba Daneli Zeminlerin Sıkılık Dereceleri Rölatif Sıkılık (%) Sıkılık Derecesi 0-15 15-35 35-65 65-85 85-100 Çok Gevşek Gevşek Orta Sıkı Sıkı Çok Sıkı

Kıvam (Atterberg) Limitleri Farklı su içeriği ile, ince daneli zeminler farklı davranışlar göstermektedir. Likit Limit Rötre Limiti Plastik Limit Su İçeriği Sıvı Katı Sert Plastik

w > LL, Kil zeminler sıvı gibi davranmaktadır. Likit Limit (wL or LL): w > LL, Kil zeminler sıvı gibi davranmaktadır. Plastik Limit (wP or PL): Zemine şekil verebilmenin sona erdiği su muhtevasıdır. Rötre Limiti (wR or SL): Daha fazla su kaybının zemin hacminde bir değişikliğe sebep olmadığı andaki su muhtevasıdır.

Plastisite İndisi (PI) Zeminin plastik özellik gösterdiği su muhtevası aralığıdır. Plastisite İndisi = Likit Limit – Plastik Limit Su İçeriği Rötre Limiti Plastik Limit Likit Limit Plastik

İnce Daneli Zeminlerin Sınıflandırılması Tamamen LL ve PI indisine dayanarak; Orta Plastisiteli Düşük Plastisiteli Yüksek Plastisiteli 60 A-Hattı PI=0.73(LL-20) Plastisite İndisi 40 Kil Silt 20 20 35 50 100 Likit Limit

Sıra No No 10 %P No 200 % P Cu Cr WL % WP IP Zemin Sınıfı 1 24 2 4,5 1,4   100 80 55 25 3 85 4 17 1,8 74 67 82 42 5 92 89 47 15 6 95 75 44 29 7 91 60 30 8 28 9 45 13 5,9 2,9 20 10 50

ÇİZELGE ile GI Çizelge ile kullanımda ; Önce zeminin ince içerigi yüzdesi ve likit limit degeri ile girilir ve bunları birleştiren dogrunun soldaki düsey ölçegi kestigi yerden A sayısı okunur. Sonra yine ince içerigi ve plastisite indisini birlestiren dogrunun uzantısından B sayısı okunur. Grup ndisi GI=A+B seklinde bulunur. A-2-6 ve A-2-7 guruplarında G.I. sadece plastisite indisi değeriyle bulunur.

Üçgen Sınıflandırma Sistemi Zeminin içerdigi kum, silt ve kil yüzdeleriyle eksenel olarak diyagrama girilir ve bunların kesistigi noktadaki ad zemine verilir. Burada Lem %20’den az kil içeren, bu nedenle tarımda kolayca islenebilir topraga verilen addır. İnsaat mühendisliginde 1920’lerde kullanılmıstır.

Bölüm Ödevi Zemin sınıflandırma sistemlerinin incelenmesi ve örnekli çözümler Son Teslim Tarihi: 21-22.10.2015 17:00