ZEMİNLERİN SIKIŞMASI ve KONSOLİDASYON

GİRİŞ Herhangi bir malzemeye yük uygulandığı zaman deformasyon gözlenir. Zeminde ise gerilme-deformasyon ilişkisi genellikle komplekstir ve farklı zeminlerde büyük farklılıklar gösterir. Özellikle kohezyonlu zeminlerde, deformasyonlar ayrıca zamana bağlı olarak gözlenmektedir. Ve problemin 3. boyutunu oluşturur. Gerilme – Deformasyon – Zaman

1. Yeni bir yapının yapılışının 2. YASS’nin düşürülmesinin 3. Titreşimin (dinamik etkiler) zemin üzerinde oluşturacağı ilave gerilmeler oturmalara neden olacaktır. Yapılarda oluşacak oturmalar, 1.Uniform Oturmalar : Kullanım problemleri, 2.Farklı Oturmalar : Yapının taşıma gücüne zarar verir.

Zeminin sıkışmasının nedenleri; * Zemin tanelerinin sıkışması, * Zemin boşluklarındaki hava ve/veya suyun sıkışması, * Boşluklardaki hava ve suyun dışarı çıkması sonucu tanelerin birbirine yaklaşması ve zeminin toplam hacminin azalmasıdır. İlk iki durum ihmal edilebilecek kadar küçük sıkışmalara yol açmaktadır. Bu nedenle, son madde sıkışmanın ana nedeni olarak karşımıza çıkmaktadır.

Zemin üzerinde sıkışma, ani oturma ve konsolidasyon oturması olarak iki türde görülmektedir. Konsolidasyon, sabit bir yük altında, suya doygun, düşük permeabiliteli zeminlerde, boşluklardaki suyun dışarı çıkması sonucu meydana gelen hacimsel şekil değişikliğidir. Suyun dışarı çıkışı zamana bağlı olarak gerçekleşeceği için, oturmalarda zamana bağlı olacaktır. Zemin türü ve uygulanan yüke bağlı olmakla beraber konsolidasyon oturmalarının onlarca yıl sürdüğü bilinmektedir.

kohezyonsuz zeminlerde oturma Kohezyonsuz zeminlerde, oturma, ani oturmadan ibarettir. Oturma kısa sürelidir. Yani, yükleme yapar yapmaz oturma gerçekleşecektir. Böyle zeminlerde yüksek permeabiliteden dolayı, boşluklardaki suyun dışarı aktarımı kısa sürede olmaktadır.

kohezyonlu zeminlerde oturma Kohezyonlu zeminlerde ise oturma, çok büyük ölçüde zamana bağlı olarak gerçekleşir. İnce taneli zeminlerin permeabilitesi çok düşük olduğu için yüklenen zeminden, suyun dısarı çıkması çok yavaş olacaktır ve zamana bağlı bir oturma gerçekleşecektir. Yüklemeden dolayı küçük bir miktar ani oturma gerçekleşecektir. Suya doygun kohezyonlu zeminlerde (özellikle killerde) asıl oturma, konsolidasyon oturmasıdır. Konsolidasyon oturması, primer ve sekonder konsolidasyon oturması olarak iki şekilde karsımıza çıkmaktadır.

ÖDOMETRE (KONSOLİDASYON) DENEYİ Bir boyutlu ödometre (konsolidasyon) deneyi ilk olarak Terzaghi tarafından sunulmuştur. Arazideki zemin tabakalarının düşey yüklemeler altında sıkışması esas olarak, laboratuardaki doygun zemin numunesinin yatay genişlemesini engellemek için numune çelik halka içine yerleştirilir. Numunenin alt ve üst yüzlerine konan poroz taşlar, zemin içindeki suyun düşey doğrultuda hareketle dışarı çıkmasını sağlamaktadır. Uygulanan sabit yük altında meydana gelen düşey şekil değiştirmeler deformasyon okuma saatinden, zamana bağlı olarak sürekli ölçülmektedir. Buradan da numunenin hacim değişikliğine ulaşılabilmektedir.

Standart bir boyutlu konsolidasyon deneyinde genellikle, yaklaşık 1’’ (2,54 cm) kalınlığında, 2,5’’ (6,35 cm) çapında suya doygun numuneler kullanılmaktadır. Yükleme işlemi kademeli olarak yapılmaktadır. Yükleme kademeleri, 25, 50, 100, 200, 400, 800, 1600 kPa’dır. Benzer şekilde yükün boşaltma işlemi de kademeli olarak 800, 400, 200, 100, 50, 25 kPa’lık yüklerle yapılmaktadır. Her yükleme durumunda, başlangıçtan itibaren, 0.25, 0.5, 1, 2, 4, 8, 15, ...., 1440 dakikalarında oturma değerleri kaydedilmektedir. Yükleme kademeleri ve oturma değerlerinin zamanla değişimi şekilde gösterilmektedir.

jeolojik koşulların sıkışabilirliğe etkisi Geçmişte Günümüzde Şekilde B kilini düşünürsek, yani, geçmişte maruz kaldığı gerilme, şuanda üzerindeki gerilmeden daha büyükse, bu tür killere AŞIRI KONSOLİDE KİL (OCR) denir.

AŞIRI KONSOLİDE NEDENLERİ : 1. Aşınma, faylanma ile üst tabakaların ortadan kalkması, 2. YASS’nin düşmesi 3. Tektonik kuvvetler 4. Kıtasal buzul yüklerinin etkisi

OCR > 1 ise aşırı konsolide