İSTİNAT YAPILARININ TASARIMI Toprak Basıncı Teorileri Yrd. Doç. Dr. Saadet BERİLGEN İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı 1 Sükunetteki Toprak Basınçları Homojen doğal bir zemin tabakasında, Zemin Yüzü h’ v’ X h’ /v’ oranı; Sükunetteki Toprak Basıncı (K0) olarak bilinen sabit bir katsayısıdır Önemli olan, K0 durumunda, yatay yer değiştirmelerin olmamasıdır. 2 K0 Tahmini Granüler zeminlerde, K0 = 1 – sin ’ Normal konsolide killerde, K0 = 0.95 – sin ’ Aşırı konsolide killerde, Aşırı Konsolidasyon Oranı (OCR) K0,aşırı konsolide = K0,normal konsolide AKO0.5 Elastik analizlerden, K0 1 Poisson oranı 3 Tipik Ko değerleri Zemin K'o (Efektif,Drenajlı) Yumuşak kil 0.6 Katı kil 0.5 Gevşek kum ve çakıl 0.6 Sıkı kum ve çakıl 0.4 Aşırı konsolide kil 0.6->1 Sıkıştırılmış yarı doygun kil 0.4-0.7 4 Duvar Hareketi ve Toprak Basıncı arasındaki ilişki 5 6 Kazı öncesinde, Kazı sonrası A noktasındaki düşey hA’= h K0efektif gerilme; vA'= h vA′= h vA’= h A noktasındaki yatay efektif gerilme; hA’= hA’= h K0 h KA Zemin duvar dışına hareket ettiğinde, v’ sabit kalır; ve h‘ göçme anına kadar azalır. Aktif durum 7 Rankine Toprak Basıncı Teorisi c tan [h’] aktif v’ -Duvarı sürtünmesiz kabul eder WJM Rankine (1820-1872) -Sadece düşey duvarlarda uygulanabilir. -Duvar rijittir. -Zemin yüzü yataydır ve düşey ve yatay doğrultularda kayma gerilmeleri oluşmamaktadır. 8 Aktif Toprak Basınçları - Granüler zeminlerde Duvar zemin dışına doğru hareket ettiğinde , Başlangıçta (K0 durumu) Göçme (Aktif durum) aktif toprak basıncı v ’ h’ ’ ünde azalma 9 Aktif Toprak Basıncı - Granüler zeminlerde Duvar zeminden uzaklaşmaya başladığında, h' değeri azalmaya başlar ve göçme oluşana kadar azalmaya devam eder. h’ v’ z A h’ K0 durumu Aktif durum Duvar hareketi 10 Aktif Toprak Basınçları - Granüler zeminlerde [h’]aktif [ h ']aktif K A v ' KA 1 sin tan 2 (45 / 2) 1 sin v’ Rankine aktif toprak basıncı katsayısı 11 Aktif Toprak Basıncı Granüler zeminlerde Göçme düzlemi yatayla 45 + /2 açı yapacak şekilde oluşmaktadır v’ h’ A v ’ 45 + /2 90+ [h’]aktif 12 26.02.2014 Aktif Toprak Basıncı Pa=0.5KaH2 Yatay Toprak Basıncı dağılımıGranüler zeminler –Duvar arkası yatay 13 Aktif Toprak Basıncı Yatay Toprak Basıncı Dağılımı Granüler zeminler –Tabakalı Zemin+Duvar arkası yatay+sürşarj 14 Aktif Toprak Basıncı - Kohezyonlu zeminlerde [ h ']aktif v ' 2cu halini alır. Kohezyonlu zeminlerde açısı sıfır olduğunda KA değeri ″1″ e eşit olur. 15 Çekme çatlakları Çekme çatlaklarının başladığı derinlik: 16 Pasif Toprak Basıncı Başlangıçta zemin K0 durumundadır - Granüler zeminlerde Duvar zemin içine doğru hareket ettiğinde, v’ aynı kalır, v’ h’ h’ Pasif durum B K0 durumu h’ göçme durumu oluşana kadar artar.. wall movement Pasif Durum 17 Pasif Toprak Basıncı - Granüler zeminlerde Duvar zemine doğru yaklaştıkça, Başlangıçta (K0 durumu) Göçme Pasif toprak basıncı v ’ artan h’ 18 Pasif Toprak Basıncı - Granüler zeminlerde v’ [ h '] passive K P v ' 1 sin KP tan 2 (45 / 2) 1 sin [h’] pasif Rankine pasif toprak basıncı katsayısı 19 Pasif Toprak Basıncı Pp=0.5KpH2 Yatay Toprak Basıncı dağılımı Granüler zeminler –Duvar arkası yatay 20 Pasif Toprak Basıncı - Kohezyonlu zeminlerde Pasif yanal itkinin doğabilmesi için aktif itkilerden çok daha büyük bir yanal öteleme gerekmektedir. Duvar üst noktasının gevşek kumda 0.006H, sıkı kumda 0.002H, yumuşak kilde 0.04H ve katı kilde 0.02H mertebelerinde yer değiştirmesi gerektiği model deneylerde belirlenmiştir. Granüler zeminlerde tek fark c = 0. [ h '] pasif KP v ' 2c KP 1 Pp K p H 2 2 K p cH 2 21 Rankine Aktif ve Pasif Toprak Basıncı Eğimli Duvar Arkası K p cos K a cos cos cos 2 cos 2 cos cos cos 2 2 cos cos 2 cos 2 cos cos 2 cos 2 K p cos cos cos 2 cos 2 cos cos 2 cos 2 22 Coulomb Toprak Basıncı Teorisi Rankine toprak basıncı teorisinin dikkate almadığı Arka zeminin yatayla bir açı yaptığı, Duvarın düşey olmadığı ve Duvar arkasında sürtünmenin olduğu granüler (c=0) zemin koşullarında geçerlidir. (Kayma yüzeyi düzlemsel olarak kabul edilmektedir.) Coulomb teorisinde tanımlanan aktif ve pasif toprak basıncı katsayıları: K Ac sin 2 ( ) Sin( ) Sin( ) sin 2 sin( ) 1 sin( ) Sin( ) K Pc 2 sin 2 ( ) sin 2 sin( ) 1 Sin( ) Sin( ) sin( ) Sin( ) 2 23 Coulomb Toprak Basıncı Teorisi 24 Coulomb Toprak Basıncı Teorisi Duvar arkasındaki yayılı yük q bulunması halinde 1 PAc eq H 2 K Ac 2 Sin 2q eq Sin H 25
© Copyright 2024 Paperzz
