zemin mekaniği ve laboratuvarı

... konulu sunumlar: "zemin mekaniği ve laboratuvarı"— Sunum transkripti:

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

2 Zeminlerin Endeks Özellikleri

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

4 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

5 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

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

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

8 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

9 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

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

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

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

13 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

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

15 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

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

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

18 Zeminlerin Sınıflandırılması

19

20

21

22 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)

23

24

25

26

27 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, ,002 Silt 0,002 > Kil İnce Daneli Zeminler Kaba Daneli Zeminler

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

29 20 40 60 80 100 0.001 0.01 0.1 1 10 Grain size (mm) D 30 Elek Hidrometre = 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.

30 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

31

32 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

33 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

34 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

35 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.

36 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

37

38 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

39

40

41

42 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

43

44

45

46

47

48

49 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.

50

51 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.

52

53 Bölüm Ödevi Zemin sınıflandırma sistemlerinin incelenmesi ve örnekli çözümler Son Teslim Tarihi: :00