Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

HAFTALIK DERS PLANI
Hafta
Konular
Zeminle İlgili Problemler ve Zeminlerin Oluşumu
Zeminlerin Fiziksel Özellikleri
Zeminlerin Sınıflandırılması
Zeminlerin Kompaksiyonu
Zemin Hidroliği
Toplam ve Efektif Gerilme Kavramları
Zeminde Gerilmeler ve Deformasyonlar
Gerilme Altında Zemin Davranışı - Ara sınav
Zeminlerde oturma ve Sıkışma
Konsolidasyon Teorisi
Konsolidasyon Sürecinde Zaman
Zeminlerde Kayma Mukavemeti ve önemi
Kayma Mukavemeti Parametreleri
Kumların ve Killerin Kayma Mukavemeti
Kaynaklar
[1], s. 1-13
[1], s. 14-79; [23]; [24]; [25]
[2], s. 93-110; [22]
[1], s. 172-187; [23]
[1], s. 102-171; [23]
[2], s. 133-145
[1], s. 236-278
[2], s. 147-184
[1], s. 460-470, [2], s. 190-212
[1], s. 487-532; [23]
[2], s. 212-234
[1], s. 188-195
[1], s. 195-235; [23]
[2], s. 258-290; [25]
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Zeminlerin Fiziksel (Endeks)
Özellikleri
1.
2.
3.
Giriş
Zeminlerin Faz İlişkileri
Zeminlerde Sıkılık ve Kıvam
1
1- Giriş
n
Katı, sıvı ve gaz fazlarının arasındaki oranın diğer etkenler
yanında zemin özelliklerini değiştirdiği söylenebilir. Örnek
olarak içinde fazla su bulunan kil, sıvı durumda iken kuruma
sonucu katıya dönüşür. Gevşek durumda, suyu rahatlıkla
geçiren bir zemin sıkıştırıldığında, diğer bir ifadeyle,
bünyesindeki katıların hacminin artması sonucu aşırı
geçirimsiz olabilir.
Teorik analiz için zeminler arasında türleri ne olursa olsun
bir fark olması gerekmez. Oysa doğada karşılaşılan
zeminler, su etkisiyle ikinci farklı davranış gösterirler. Bir
kısım zeminde su aldığında şişme, büzülme, çamurlaşma
gibi kıvamlarında önemli değişiklikler ortaya çıkar (kil-silt
gibi). Bu tür zeminlerde daneler çok küçük olduğu için
kılcallık ve moleküler kuvvetler etkindir. Bu tip zemine ince
daneli ve özelliklerinden dolayı kohezyonlu zemin denir.
Diğer yandan kum ve çakıl gibi iri malzeme bulunan
karışımlara suyun eklenmesi etki yapmaz. Bu tür zeminlere
kaba daneli yada kohezyonsuz zemin denir.
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
n
n
n
Zeminlerin genel ayırımı; kil, silt, kum ve çakıl gibi isimler
kullanılarak yapılmaktadır ve tanımlama için aşağıdaki
kriterler göz önüne alınır.
Tüm zeminler
* Renk
* Homojenlik
n
Kaba daneli zeminler
n
İnce daneli zeminler
* Dane büyüklüğü
* Dane şekli
* Dane büyüklüklerinin ortamda dağılımı
* İnce danelerin varlığı
* Sıkılık (dane dizilişi)
* Kıvam (plastiklik)
* Örselenmemiş durumda kıvam
* Yoğrulma sonucu kıvamda değişiklik
* Doğal su muhtevası
* Boşluk suyunun kimyasal özellikleri
2
n
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
Belirli
standart
sistemlere
göre
zeminlerin sınıflandırmasını sağlayan ve
mühendislik özellikleri hakkında bazı
önemli ip uçları veren özelliklere
zeminlerin “endeks özellikleri” denir.
2- Zeminlerin Faz İlişkileri
Zemin, 3 fazlı malzemedir.
Hava
Su
Katı-Dane
3
Zemin; çakıl, kum silt, kil veya bunların
karışımından meydana gelen gevşek malzeme
olarak düşünülür.
Hava (A)
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
Su (W)
Dane (S)
Üç fazlı diyagram
Hava
Su
Dane
Mineral İskeleti
İdealleştirme-Kabul
4
Hacim (V)
Vv
Kütle (M)-Ağırlık (W)
Vh
Hava
Vw
Su
Ww
Dane
Ws
Wa~0
VT
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
Vs
WT
Zemin Prizması
W = Zemin Ağırlığı
V = Zemin Hacmi
s = zemin daneleri
w = su
a = hava
v = boşluk
T = toplam
q Ağırlık İlişkileri
Hacim (V)
Ağırlık bileşenler:
n Danelerin ağırlığı = Ws
n Suyun ağırlığı = Ww
n Havanın ağırlığı ~ 0
Ağırlık (W)
Va
Hava
Vw
Su
Ww
Dane
Ws
Wa~0
Vb
VT
Vs
WT
Su muhtevası (w); belirli bir hacimdeki
su ağırlığının, dane ağırlığına oranıdır.
Su muhtevası , w (%) =
Ww
100 %
Ws
5
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
w=
(Wyaşzemin + Wkap ) − (Wkuru zemin + Wkap )
(Wkuru zemin + Wkap ) − (Wkap )
q Hacimsel İlişkileri
Hacim (V)
n
Hacimsel bileşenler:
n
n
n
n
Danelerin hacmi = Vs
Suyun hacmi = Vw
Havanın hacmi = Va
Boşlukların hacmi = Va+Vw=Vv
Vv
Vs
Va
Hava
Vw
Su
Ww
Dane
Ws
Wa~0
Vv
VT
Boşluk oranı (e), boşluk hacminin
dane hacmine oranıdır.
Boşluk oranı, e =
Ağırlık (W)
Vs
WT
0 £ e £ ¥
Kum: 0.4 £ e £ 1.0
Kil: 0.3 £ e £ 1.5
6
Tipik Boşluk Oranları (e)
0.0
0.5
1.0
0.35
1.5
2.0
0.92
2.5
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
Köşelilik
Derecelenme
Depolanma
0.40
0.90
Kum
à3.20
0.60
Stiff
Yumuşak Kil
Organik
Hacim (V)
n
Hacimsel bileşenler:
n
n
n
n
Danelerin hacmi = Vs
Suyun hacmi = Vw
Havanın hacmi = Va
Boşlukların hacmi = Va+Vw=Vv
Ağırlık (W)
Va
Hava
Vw
Su
Ww
Dane
Ws
Wa~0
Vv
VT
Vs
WT
Porozite (n), boşluk hacminin
toplam hacme oranıdır.
Porozite, n (%) =
Vv
100 %
VT
0 £ n (%) £ 1
7
Hacim (V)
n
Hacimsel bileşenler:
n
n
n
n
Danelerin hacmi = Vs
Suyun hacmi = Vw
Havanın hacmi = Va
Boşlukların hacmi = Va+Vw=Vv
Ağırlık (W)
Va
Hava
Vw
Su
Ww
Dane
Ws
Wa~0
Vv
VT
Vs
WT
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
Sr : 0
Doygunluk
derecesi
(Sr),
boşluklarda bulunan su hacminin
boşluk hacmine oranıdır.
Doygunluk derecesi, Sr (%) =
Kuru
100%
Suya
Doygun
Vw
100%
VV
q Ağırlık-Hacim İlişkileri
n
n
n
n
Doğal Birim Hacim Ağırlığı
gn = WT / VT
Kuru Birim Hacim Ağırlığı
g k= Ws / V T
Doygun Birim Hacim Ağırlığı
gd = (Ws+Wsu) / VT
Batık - Sualtı B. H. Ağırlığı
g’ = gb = gd - gw
8
Yoğunluk (r) – Birim hacim ağırlık (g)
r=M
V
g=W
V
(g/cm3)
(kN/m3)
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
g = r×g
n
Suyun , Yoğunluk ve Birim hacim ağırlık
n
n
rw = 1.0 g/cm3
gw = 9.81 kN/m3
Dane birim hacim ağırlık (gs)-Özgül yoğunluk (Gs)
Dane b.h. ağırlık =
gs = Ws
Vs
(kN/m3)
Gs =
n
gs
gw
Danelerin ağırlığı
Danelerin hacmi
rs = Ms
Vs
(g/cm3)
(birimsiz)
Dane b.h. ağırlığı, danelerin meydana geldiği kayaca
(mineral) bağlı olarak değişik değerler alır.
n
Çoğu zeminler için Gs = 2.60-2.80 arasında değişir.
9
rs = M s
Ms -(M2 -M1)
(g/cm3)
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
MS
M1=Mşişe+Msu1
M2=Mşişe+Ms+Msu2
Tipik Özgül Yoğunluk Değerleri
n
n
n
n
n
n
n
n
Demir
Alüminyum
Kurşun
Civa
Granit
Mermer
Kuvartz
Feldspar
7.86
2.55-2.80
11.34
13.55
2.69
2.69
2.60
2.54-2.62
10
Hacim (V)
n
Hacimsel bileşenler:
n
n
n
n
Danelerin hacmi = Vs
Suyun hacmi = Vw
Havanın hacmi = Va
Boşlukların hacmi = Va+Vw=Vv
Ağırlık (W)
Va
Hava
Vw
Su
Ww
Dane
Ws
Wa~0
Vv
VT
Vs
WT
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
Zeminin doğal birim hacim ağırlığı (gn);
toplam ağırlığın, toplam hacme oranıdır.
gn = WT
VT
(kN/m3)
11
Hacim (V)
n
Hacimsel bileşenler:
n
n
n
n
Danelerin hacmi = Vs
Suyun hacmi = Vw
Havanın hacmi = Va
Boşlukların hacmi = Va+Vw=Vv
Ağırlık (W)
Va
Hava
Vw
Su
Ww
Dane
Ws
Wa~0
Vv
VT
Vs
WT
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
Zeminin kuru birim hacim ağırlığı (gk);
dane ağırlığın, toplam hacme oranıdır.
gk = Ws
VT
(kN/m3)
Hacim (V)
n
Hacimsel bileşenler:
n
n
n
n
Danelerin hacmi = Vs
Suyun hacmi = Vw
Havanın hacmi = Va
Boşlukların hacmi = Va+Vw=Vv
Ağırlık (W)
Hava
Vv
Su
Ww
WT
VT
Vs
Dane
Ws
Zeminin doygun birim hacim ağırlığı (gd);
toplam ağırlığın toplam hacme oranıdır.
gd = Ws +Ww
VT
(kN/m3)
12
Tipik Birim Hacim Ağırlık Değerleri
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
Tipik gk (kN/m3) Değerleri
21.0
18.0
19.0
15.0
Kum
12.0
14.5
17.0
9.0
6.0
Köşelilik
Derecelenme
Depolanma
6.0
Katı
Yumuşak kil
Organik
13
q Zemin prizmasındaki ilişkiler
n
Danelerin hacmi = Vs = 1 olsun
Boşlukların hacmi, Vv
n
Danenin ağırlığı, Ws
n
Suyun ağırlığı, Ww
n
Suyun hacmi, Vw
=
v
=
v
→ v =
1
Ws
Ws
=
=
→ Ws =
1
Ww
Ww
=
→ Ww = .
W
Ww
.
.
=
=
→ Vw =
= .
Vw
Vw
w
=
= Ww (
w
=1 /
3
)
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
n
Hacim (V)
Ağırlık (W)
Va
Hava
Vw
Su
Vv= e
Wa~0
Ww = w.g s
VT= 1+e
Vs= 1
Ws= g s
Dane
Hacim (V)
Ağırlık (W)
Va
Hava
Vw
Su
Vv= e
Wa~0
Ww = w.g s
VT= 1+e
Vs= 1
WT = g s.(1+w)
Dane
n
Porozite , n
n
Doygunluk derecesi, Sr
n
Kuru b.h. Ağırlığı, gk
n
Doğal b.h. Ağırlığı, gn
n
Doygun b.h. Ağırlığı, gd
WT = g s.(1+w)
Ws= g s
Vv
e
=
VT 1 + e
Vw
.
=
=
=
Vv
e. w
n=
.
e
Ws
=
VT
1+e
WT
. (1 + )
=
=
VT
1+e
Ws + Ww
+ . w
=
=
VT
1+e
=
14
Tüm hacim = VT = 1 olsun
n
n
Boşlukların hacmi, Vv
n
Danenin ağırlığı, Ws
n
Suyun ağırlığı, Ww
n
Suyun hacmi, Vw
=
Ws
=
Ww
=
W
Ww
=
Vw
v
T
=
=
.
v
1
→ v
=n
Ws
→ Ws =
(1 − n)
Ww
→ Ww =
. (1 − )
. (1 − )
→ Vw =
Vw
. (1 − n)
.
.
. (1 − )
. (1 − )
w
= .
. (1 − )
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
=
n=
Hacim (V)
Ağırlık (W)
Va
Hava
Vw
Su
Ww = w.g s.(1-n)
Dane
Ws= g s.(1-n)
Vv= n
Wa~0
VT = 1
Vs= 1-n
Hacim (V)
Ağırlık (W)
Va
Hava
Vw
Su
Ww = w.g s.(1-n)
Dane
Ws= g s.(1-n)
Vv= n
Wa~0
VT = 1
Vs= 1-n
WT = g s.(1-n).(1+w)
n
Boşluk oranı , e
n
Doygunluk derecesi, Sr
n
Kuru b.h. Ağırlığı, gk
n
Doğal b.h. Ağırlığı, gn
n
Doygun b.h. Ağırlığı, gd
WT = g s.(1-n).(1+w)
Vv
n
=
Vs 1 − n
Vw
. . (1 − )
=
=
Vv
n
Ws
. (1 − )
=
=
= . (1 − )
VT
1
WT
. (1 − ). (1 + )
=
=
= . (1 − ). (1 + )
VT
1
Ws + Ww
. (1 − ) + . w
=
=
= . (1 − ) + .
VT
1
e=
w
15
Unutma !
n
n
Formülleri ezberlemeye çalışmayın. Tanımları
anla ve diyagramdan ilişkileri çıkarmayı öğren.
Verilmeyen durumda Gs 2.6-2.8 kabul et.
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
n
n
Yoğunlukla, birim hacim ağırlıkları karıştırma.
Zemin daneleri sıkışmazdır. Onların kütlesi ve
hacmi, herhangi boşluk oranında aynı kalır.
3- Zeminlerde Sıkılık ve Kıvam
Dane boyutu
Kaba daneli
Dane boyutu-çapı dağılımı
Danenin şekli
SIKILIK
İnce daneli
n Zeminin
plastisitesi
KIVAM
16
q Kabadaneli Zeminlerde Sıkılık
Rölatif (İzafi) Sıkılık; Tabiattaki kaba daneli zeminlerin
sıkılığını tarif etmek için kullanılır. Zeminin arazideki
sıkılık derecesinin aynı zemin danelerinin en gevşek ve
en sıkı yerleşim konumlarına karşılık gelen sıkılık
dereceleri ile karşılaştırılması olarak tanımlanır.
100
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
0
En Gevşek
=
En Sıkı
emaks − en
=
emaks − emin
Dr (%) =
,
,
.
(
(
,
,
−
−
,
,
)
)
100 (emaks - e)
(emaks - emin)
Relatif sıkılık
En gevşek durum
0%
En sıkı durum
Mevcut boşluk oranı
Çok gevşek
Gevşek
SıkıÇokOrta
sıkı
20%
60%
40%
80%
100%
17
Rölatif Sıkılık (%)
0-15
Sıkılık Derecesi
Çok Gevşek
Gevşek
35-65
Orta Sıkı
65-85
Sıkı
85-100
Çok Sıkı
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
15-35
=
emaks − en
emaks − emin
18
Sıkı birikme
Gevşek birikme
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
Bal peteği yapısı
q İncedaneli Zeminlerde Kıvam
q Mekanikte
plastisite, gerilme halinde malzemenin
kırılmadan hacim değişikliğine uğramadan yaptığı kalıcı
deformasyon olarak tanımlanır. Zeminlerde plastisite,
sadce ince daneli zeminlerin gösterdiği bir özelliktir. Çakıl,
kum ve bazı tip silt plastik kıvama gelmezler, daha basit
ifadeyle, çamur sadece killi zeminlerde oluşur.
q Çok miktarda su ile karıştırılarak su hale getirilmiş kilin
yavaşça kurutulduğunu düşünelim. Aşağıdaki hal değişimi
oluşur.
0
Rötre Limiti
ws
Sert
Plastik Limit
Likit Limit
wp
Katı
Su Muhtevası
wL
Plastik
Sıvı
19
§
İnce daneli zeminin kıvamı su muhtevası
ile orantılı olarak değişir.
Likit
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
Likit limit
Plastisite
İndisi
Plastik
Plastik limit
Yarı-katı
Büzülme-rötre limit
Katı
q Kıvam
ile kohezyonlu
durumu belirtilir.
zeminlerin
sertlik-yumuşaklık
q Zeminin su içeriğine bağlı olan bu durumlar: yumuşak,
orta sert, sert gibi adlar alır. İnce daneli zeminler su
katılarak yoğurulduklarında plastiklik özelliği gösterirler.
Farklı su muhtevası ile, ince daneli zeminler farklı
davranışlar göstermektedir
q Plastiklik veya plastisite, ince daneli zeminlerin özelliği
olup, kırılmadan şekil verebilmeyi gösterir.
Kuru bir zemine artan miktarlarda su verilirse zemin
sırayla: katı durum, yarı katı durum, plastik durum ve likit
durum gösterir
q
20
•
Likit durumda, zemin bir sıvı gibi yavaşca akabilir.
•
Plastik durumda, kırılma ve çatlama olmadan zemine
istenilen şekil kolayca verilebilir.
•
Yarı katı durumda, zemine istenilen şekil zorlukla
verilebilir ve zeminde çatlaklar gözlenir.
•
Katı durumda, zemine şekil
verilmeye çalışıldığında kırılır.
verilemez,
şekil
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
DV/V
Yarı
Katı
Katı
ws
n
n
n
n
n
Likit
Plastik
wp
wL
“Sertlik-hardness”, su muhtevası ile ters orantılıdır.
Kuru zemin, dayanımlı ve gevrek-kırılgandır (brittle).
Su muhtevası arttıkça, zemin daha şekil alabilen (ductile) hal alır.
Yüksek su muhtevalarında, zemin akışkan hale gelir.
Kumda, su muhtevasındaki çok küçük değişimde, katıdan akışkan
hale geçiş meydana gelir.
21
Kıvam (Atterberg) Limitleri
n
n
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
İnce daneli zeminlerde değişik su muhtevalarında
sınıflandırma
yapmak
için
kıvam
limitlerini
belirlenmelidir.
Herhangi bir su muhtevasındaki zeminin fiziksel
davranışlarına kıvam denir. Zeminin kıvamı ile
mühendislik özellikleri arasında yakın ilişki vardır.
Örneğin yumuşak kil zeminler yapı yükleri altında
fazlaca oturdukları halde katı ve sert killerde
böyle bir sorun yoktur. Bu durumda arazide
karşılaştığımız kohezyonlu zeminlerin kıvamını
belirlememiz gerekir.
Kıvamı belirlemek için Atterberg (1911) tarafından
tanımlanan su muhtevası değerleri kullanılır.
n
Likit durumdaki zemin kademe kademe kurutulursa,
sırasıyla plastik, yarı katı ve katı duruma gelir ve
gittikce hacmi bir miktar azalır. Zeminin bu durumlarını
gösteren su muhtevası sınırlarını Atterberg (Kıvam)
limitleri ifade eder. Bunlar: Likit Limit, Plastik Limit ve
Büzülme (rötre) limiti.
n
Albert Atterberg (1846-1916) İsveçli
Zemin bilim adamı
….. Zeminlerin kıvam limitlerini belirlemek
için çeşitli deneyler geliştirdi (1911).
n
Arthur Casagrande (1902-1981)
……Geoteknik mühendisliği amaçlar için bu
deneyleri uyarlamıştır.
Zemin plastisitesi ve Zemin sınıflandırılması (1932)
22
q
Likit Limit (wL veya LL): Zeminin plastik ve likit
durumlarını birbirinden ayıran su içeriği sınırını
gösterir. Likit Limit durumda zemin kendi ağırlığı
altında akabildiği en düşük su içeriğidir.
w > wL Kil zeminler sıvı gibi davranmaktadır.
q
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
Plastik Limit (wP veya PL): Zeminin plastik ve yarı
katı durumlarını birbirinden ayıran su içeriği sınırını
gösterir.
Zemine şekil vermenin sona erdiği su
muhtevasıdır.
q
Büzülme (rötre) Limiti (wS veya SL): Zeminde daha
fazla su kaybına rağmen hacminde bir azalmanın
olmadığı en büyük su içeriğidir. Diğer bir ifadeyle,
zeminin suya tam doyğun olduğu en düşük su içeriğidir.
Likit Limit (LL, wL)’in Belirlenmesi
n
n
n
Zeminin likit kıvamda iken, drenajsız
mukavemeti yaklaşık cu~1.5 kPa dır.
kayma
Numune kurutulur, elenir ve yoğrulur ve aşağıdaki
belirtilen aletler kullanılarak belirlenir.
n Cassagrande Deney Aleti
n Düşen Koni Deney Aleti
Su muhtevasının belirlenmesi
w=
(Wyaşzemin + Wkap ) − (Wkuru zemin + Wkap )
(Wkuru zemin + Wkap ) − (Wkap )
23
Casagrande Aleti ile Likit Limitin Belirlenmesi
40 nolu elekten elenen numune
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
24
Düşen Koni Aleti ile Likit Limitin Belirlenmesi
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
Plastik Limit (PL, wP)’in Belirlenmesi
n
n
Bu kıvamda zeminin drenajsız kayma
mukavemeti yaklaşık cu~ 150 kPa dır.
Belirlenmesi:
n
Plastik limit, zemin el altında cam bir zemin
üzerinde çubuk (rulo) haline getirilirken,
çubukların çapları yaklaşık 3 mm olduğunda
kopmaların meydana geldiği durumdaki su
muhtevasıdır.
25
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
26
Büzülme Limit (SL, ws)’in Plastisite Kartı ile
Belirlenmesi
q Bir zeminin büzülme limitinin yaklaşık
olarak plastisite kartından bulunabileceği
Casagrande tarafından gösterilmiştir. Bu
yaklaşımın prensibi A- ve U doğruların
kesişme
noktasının
kıvam
limitleri
arasındaki bağıntıyı yönetmesidir.
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
q Zeminin büzülme limitini bulmak için
önce A ve U doğruların kesişme noktası
işaretlenir X (-43.5,-46.4). Sonra
zemine ait değerler plastisite kartı içine
noktalanır (Y).
q X ve Y noktaları birleştiren doğrunun
likit limit apsisindeki değeri ws'yi
verecektir. Y zemini için büzülme limiti
14 olarak belirlenir. Bu yöntemin
kullanımı ile bulunan ws değerinin en az
deneyle bulunan kadar doğru olduğu
söylenebilir.
Plastisite İndisi (PI, Ip): Zeminin plastik özellik
n
gösterdiği su muhtevası aralığıdır. İnce daneli zeminlerin
sınıflandırılmasında kullanılır.
Zemin
I p = w L – wP
Plastik değil
Çok az plastik
0
Rötre
Limiti
Plastik
Limit
Likit
Limit
Plastik
n
IL =
Su
İçeriği
Ip (%)
0
1 - 5
Düşük plastisite
5 - 10
Orta plastisite
10 - 20
Yüksek plastisite
20 - 40
Çok yüksek plastisite
40
Likitlik İndisi (IL): Likitlik indisi, kıvam limitlerinin
laboratuvarda belirlenmesinden sonra arazideki durumu
belirtmek için hesaplanır. IL, zeminin jeolojik geçmişinin bir
göstergesi olabilir. Normal konsolide killerde IL≈1 iken, aşırı
konsolide killerde sıfıra yaklaşmaktadır (IL=0).
wn − wP wn − wP
=
wL − wP
IP
27
n
Relatif Kıvam (IC):.
Ic
Ic =
wL − wn wL − wn
=
wL − wP
IP
Zemin Kıvamı
0 – 0.25
Çok yumuşak
0.25 - 0.50
Yumuşak
0.50 - 0.75
Orta katı
0.75 - 1.00
Katı
> 1
Sert
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
n
Aktivite (AC): Kilin değişen su muhtevalarında hacim
değişimleri gösteren indis olarak tanımlanır. Montmorillonit
kökenli killer aktif, Kaolen kökenli killer ise düşük
aktivitelidir. Örneğin, plastikliği düşük olan kaolen killerinin,
sıvıdan yarı-katı hale dönüşürken az hacim değişikliği
göstermesi beklenir.
IP
AC = %Kil
Ac
> 1.25
Aktiflik durumu
Aktif
1.25 - 0.75 Normal
< 0.75
Düşük aktiviteli
28
n
İnce daneli zeminlerin sınıflandırılmasında,
tamamen wL ve IP indisine dayanarak
oluşturulan Plastisite Grafiği kullanılır.
Orta Plastisiteli
Düşük
Plastisiteli
Yüksek
Plastisiteli
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
Plastisite İndisi
60
Kil
40
Silt
20
0
0
20
35
100
50
Likit Limit
U-Çizgisi
A-Çizgisi
29
A
AY tu
İK o
VR s N
Sİ er
an I D
sm ği
O ni
r. ka
. D Me
of in
Pr m
Ze
Sizlere verilen
uygulamaları, yapmayı
unutmayınız !
30