Zeminlerde Kayma Mukavemeti

Kayma Göçmesi Zeminler genel olarak kayma yolu ile göçerler. Dolgu Şerit temel Göçme yüzeyi kayma direnci Göçme yüzeyi boyunca oluşan kayma gerilmeleri, göçme anında kayma mukavemeti değerine ulaşır.

   Göçme yüzeyi boyunca oluşan kayma gerilmeleri (), göçme anında kayma mukavemeti değerine (f) ulaşır.

Mohr-Coulomb Göçme Kriteri   Kırılma zarfı Sürtünme açısı kohezyon f c   f -  normal gerilmesi altındaki zeminin göçmeden karşı koyabileceği maksimum kayma gerilmesi değeridir.

Kayma mukavemeti; kohezyon ve sürtünmeden kaynaklanan direncin bütünü olarak ifade edilir.  f f tan   Sürtünme bileşeni Kohezyon bileşeni c c f 

c ve  parametreleri kayma mukavemetinin ölçüsüdür. Öyle ki; bu parametrelerin değerleri ne kadar yüksek olursa; Zeminin kayma mukavemeti de o derece yüksek olacaktır.

BİR NOKTADA GERİLME DURUMU VE MOHR DAİRESİ Zemin tabakalarının kendi ağırlıklarının ve dış kuvvetlerin zeminlerde yol açtığı gerilme durumunu daha iyi anlayabilmek için, çok sayıda kuvvetin etkidiği bir zemin kütlesi içindeki herhangi bir noktada ortaya çıkan gerilme durumunu incelemek gerekecektir. P1, P2,…, Pn gibi kuvvetlerin etkisi altındaki bir zemin kütlesi gösterilmiştir. Bu yükleme sonucu zemin içindeki O gibi bir noktada ortaya çıkacak gerilme durumunu bu noktadan geçen herhangi bir düzlem üzerinde inceleyebiliriz. Şekilde gösterilen O noktasından sonsuz sayıda düzlem geçirilebilir. Genel olarak bu düzlemlerin her biri üzerinde normal gerilmeler ve kayma gerilmeleri mevcut olacaktır.

Yalnız bu düzlemler içinde birbirine dik üç tane özel düzlem vardır ki bunlar üzerinde sadece normal gerilmeler etkiler, kayma gerilmeleri sıfır değerini alır. Bu düzlemlere mekanikte asal gerilme düzlemleri adı verilmektedir. Asal gerilme düzlemlerine etkiyen normal gerilmeler ise asal gerilmeler olarak nitelendirilmektedir. Asal gerilmeler şiddetlerine göre, en büyük asal gerilme (σ1) , ara asal gerilme (σ2) ve en küçük asal gerilme olarak (σ3) olarak bilinmektedirler. Zemin içinde herhangi bir A noktasından sonsuz sayıda düzlem geçirilebilir.

BİR NOKTADA GERİLME DURUMU VE MOHR DAİRESİ Şekilde gösterilen zemin kütlesinin durumunu incelerken, problemi basitleştirmek için bu kuvvetlerin iki boyutlu (ara asal gerilme düzlemine dik) bir ortamda etkidiğini ve yatay ile düşey düzlemlerin sırası ile en küçük ve en büyük asal gerilme düzlemleri olduğunu kabul edelim. Bu durumda, O noktasından geçen ve yatayla gibi bir açı yapan bir düzlem üzerinde etkiyen kuvvetlerin bileşkesini, bu düzleme dik ve paralel iki bileşenine ayırabilir. Eğer AC uzunluğunu birim uzunluk olarak kabul edersek, yatay ve düşey yöndeki denge denklemleri aşağıdaki gibi yazılabilir.

Yukarıda verilen denge denklemlerinin çözümünden, Bu bağıntıların karesini alıp, ikisini toplarsak denklemini elde ederiz. Bu denklem, merkezi ve yarıçapı olan bir dairenin denklemini oluşturmaktadır. Bu daire σ – τ düzleminde çizildiği zaman mekanikte Mohr gerilme dairesi olarak bilinen daireyi elde ederiz. Mohr gerilme dairesi, denge durumundaki herhangi bir noktada etkiyen gerilme durumunu grafiksel olarak göstermek için ………

Asal gerilmelerin belli olması durumunda (veya birbirine dik bir düzlem takımı üzerinde etkiyen normal gerilmelerin belli olması durumunda) herhangi başka bir düzlem üzerindeki gerilmeleri eşitliklerden (analitik) veya Mohr dairesi çizimlerinden grafiksel olarak bulabiliriz.

Mohr Daireleri & Göçme Zarfı  Y X X  Y Farklı bölgelerdeki zemin elemanları X ~ göçer Y ~ dengededir, göçmez.

Başlangıçta, Mohr dairesi bir noktadır. Kırılma zarfının altında kalan gerilme durumlarında zemin elemanı göçmez. GL  c c Y c c+  Başlangıçta, Mohr dairesi bir noktadır.

 1 3 3 Yükleme ilerledikçe, Mohr dairesi de büyüyecektir… Zemin yüzeyi  1 3 Y 3 .. Ve sonuçta Mohr dairesinin kırılma zarfına teğet olması ile göçme meydana gelecektir.

Üç Eksenli Deneyi Suya doygun kohezyonlu bir zeminin basınç dayanımının, hücre basıncı belirli bir değerde tutularak ve su muhtevasının değişmesi önlenerek ölçülmesi…. Dairesel lastik şerit Su geçirmez membran Poroz taş saydam hücre su Hücre basıncı Boşluk basıncı ya da hacimsel değişim geri basınç Taban kaidesi

Üç eksenli deney aleti Deviatorik gerilmeyi uygulayan yükleme pistonu Göçme düzlemi Dairesel lastik şerit Su geçirmez membran Göçme anındaki zemin örneği Poroz taş saydam hücre su Hücre basıncı Boşluk basıncı ya da hacimsel değişim geri basınç Taban kaidesi

Üç eksenli deney türleri deviatorik gerilme () Her yönden çevre basıncı c etkisi altında kayma (yükleme) Drenaj kanalı açık mı? Drenaj kanalı açık mı? Evet Hayır Evet Hayır Konsolide edilmiş zemin örneği Konsolide edilmemiş zemin örneği Drenajlı yükleme Drenajsız yükleme

Kayma direncinin üç eksenli hücrede (konsolidasyonsuz - drenajsız) boşluk suyu basıncı ölçülmeden bulunması deneyi formu

DİREKT KESME DENEYİ Bu deney iri ve ince daneli zeminlerin örselenmemiş veya sıkıştırılmış numunelerinde, en büyük, yumuşamış ve kalıntı kayma direnç parametrelerinin, numunelerin önceden belirli yatay bir düzlem boyunca kesilmesi suretiyle ölçümüne dairdir.

A : Numune başlangıçtaki kesit alanı, P :Kaldıraçtan aktarılan kütlelerin toplamı (kg) dır. S: Kesme kuvveti

Göçme anında 1- 3 İlişkisi X 1 x 3 Göçme anında zemin elemanı 3 1