close

Enter

Log in using OpenID

Ders 1. İZM-Giriş

embedDownload
0426102
İLERİ ZEMİN MEKANİĞİ
Ders 1. Genel Giriş
Doç. Dr. Havvanur KILIÇ
İnşaat Mühendisliği Bölümü
Geoteknik Anabilim Dalı
HAFTALIK KONULAR VE İLGİLİ ÖN HAZIRLIK ÇALIŞMALARI
Hafta /
Week
1
Konular / Subjects
Zeminlerin mekanik davranışına giriş, gerilmeler ve şekil değiştirmeler/ Introduction to
behaviour of soils, States of stress and strain in soils
2
Zeminlerde gerilme ve şekil değiştirme izleri ve invariantları/ Stress and strain paths
and invariants
3
Laboratuvar deneyleri, zeminlerde su akımı, izotropik sıkışma/Laboratory testing of
soils, Flow of water in soils, Isotropic compression
Ön Hazırlık / Related Preparation
Textbook (1) (Ch. 1-2)
Textbook (1) (Ch. 3-4)
Textbook (1) (Ch. 5 – 6 - 7)
4
Tek boyutlu konsolidasyon, kayma mukavemeti deneyleri/One dimensional
consolidation, Shear testing
Textbook (1) (Ch. 8 - 9)
5
Normal konsolide zeminlerin davranışı: Kritik durum çizgisi ve Roscoe yüzeyi/Behaviour
of normally consolidated soils: Critical State Line and Roscoe Surface
Textbook (1) (Ch. 10)
6
Aşrı konsolide zeminlerin davranışı: Hvoslev yüzeyi/Behaviour of over consolidated
soils: Hvorslev Surface,
Textbook (1) (Ch. 11 - 12)
7
Kumların davranışı/ Behaviour of sands
Textbook (1) (Ch. 13)
8
Ara sınav / Midterm
-
9
Zeminlerin göçme öncesi davranışı, Cam-clay modeli/Behaviour of soils before failure,
Cam-clay model
Textbook (1) (Ch. 13)
10
Elastik ve plastik şekil değiştirmelerin hesaplanması/Calculation of elastic and plastic
deformations
Textbook (1) (Ch. 14)
11
Zeminler için tasarım parametreleri/Soil parameters for design
Textbook (1) (Ch. 15)
12
Zeminler için bünye modellerinin seçimi ve kullanımı/ Selection and application of
constitutive models in soil mechanics problems
Textbook (2) (Ch. 11- 12)
13
Ara sınav / Midterm
14
Geteknik problemlerin sayısal modellenmesi/Numerical modelling of geotechnical
problems
Textbook (2) (Ch. 11 -12)
15
Geteknik problemlerin sayısal modellenmesi-Örnekler/Numerical modelling of
geotechnical problems-Examples
Textbook (2) (Ch. 11 -12)
16
Final
-
KAYNAKLAR
•
•
•
•
•
•
•
J.H. Atkinsan, P. L. Bransby, The Mechanics of Soils An
Introduction to Critical State Soil Mechanics, McGraw-Hill Book
Company (UK) Limited London. (Textbook)
David Muir Wood, Soil Behaviour and Critical State Soil Mechanics,
Cambridge University Press, Cambridge, UK.
John Atkinson, The Mechanics of Soils and Foundations, Second
edition, Taylor and Francis, London and New York.
Andrew Schofield, Peter Wroth, Critical State Soil Mechanics,
Lecturer in Engineering at Cambridge University.
J.H. Atkinson, Foundations and Slopes, An Introduction to
applications of critical state soil mechanics, McGraw-Hill Book
Company (UK) Limited London.
Braja M. Das, Advanced Soil Mechanics, Third Edition, Taylor and
Francis, London and New York.
İlgili Araştırma Makaleleri
Zemin iskeleti
Yüz yüze değme ilişkisi
Zemin Daneleri
Boşluklar
(hava)
Boşluklar (su)
Köşe – kenar ilişkisi
4
Giriş
Zemin Mekaniği’nde yüke maruz kalan zeminlerde iki ana kriter incelenmeli ve
sağlanmalıdır.
1- Zeminin ne kadar yük taşıyabileceği (taşıma gücü kriteri – stabilite)
2- Uygulanan yük altında ne kadar sıkışacağı (oturma kriteri – oturmalar)
Bu kapsamda,
- Zeminlerin sıkışabilirlik, permeabilite, mukavemet, rijitlik özelliklerinin
bilinmesi gereklidir.
- Zeminlerin mekanik özelliklerini belirlemek için ise;
- Gerilme tarihçesi, minerolojik yapısı, dane biçimi, danelerin yerleşimi gibi
özelliklerinin gözönüne alınması gereklidir.
Kil zeminlerin mekanik özellikleri genellikle doğrusal değildir, gerilme ve
deformasyon seviyesi ile değişir, anizotropiye bağlıdır.
-
Gerilme (veya deformasyon) durumu
Gerilme (veya deformasyon) geçmişi
Zamana bağlı drenaj durumu
Maruz kaldığı gerilme artışının yön ve büyüklüğü
Giriş
• Zeminin mukavemeti öncelikle drenaj
durumu (zamana bağlı drenaj durumuna)
bağlıdır.
– Drenajlı
– Drenajsız
– Kısmi drenajlı
Zemin davranışı
Zemin Özellikleri
Fiziksel
Mekanik
(Zemin Karakteristikleri)
Su Muhtevası
Birim Ağırlık
Özgül
Yoğunluk
Dane
Dağılımı
Atterberg
Limitleri
Permeabilite
Sıkışabilirlik
Mukavemet
(Kayma)
(Zemin Sınıflandırması)
Zemin Davranışının Analizi
7
Zeminlerin Endeks Özellikleri
– Zeminleri daha iyi tanımlayabilmek için kullanılan bazı
basit fiziksel ve kimyasal özelliklerdir.
• Dane Özellikleri
–
–
–
–
Dane biçimi
Dane çapı
Dane çapı dağılımı
Mineralojik özellikleri
• Kütle Özellikleri
– Zemini oluşturan katı, sıvı ve gaz kısımların birbirine
göre hacim veya ağırlık oranları,
– zeminin dokusu,
– Zemin kıvamı
– Zemin iç yapısı gibi özellikler.
8
Zemin mekaniği problemlerinin
çözümü
Geoteknik mühendisliği problemlerinin çözümü
iki aşamada gerçekleşebilir.
Dış yüklemeler sırasında yapı malzemesi
üzerinde etkili olan kuvvetlere karar vererek,
1) yapı elemanları içerisinde oluşan gerilmelerin
durumunu incelemek
2) malzemenin tepkilerini dış etkilere karşı
koruyabilme gücünü göz önüne alarak
tariflemek
Zemin Mekaniği Süreklilik Teorisi
Süreklilik teorisi, elastisitenin, plastisitenin
ve vizkozitenin matematiksel eşitliklerini
içermektedir.
1) Denge ve hareket eşitlikleri
2) Geometri şartları veya deformasyonlar ile
deplasmanların uygunluğu
3) Geçerli olan malzeme kanunları veya
gerilme deformasyon ilişkileri
Mekaniğin prensipleri
•
•
•
•
Bir zemin kütlesinde yüklerin miktarının veya mekanizmasının değişimi harekete neden
olmaktadır.
Zemin içerisindeki herhangi bir kuvvetler ve deplasmanlar ve gerilmeler ve deformasyonlar
sisteminin temel özellikleri aşağıda gösterilmiştir.
Kuvvetler gerilmelerin oluşmasını sağlar ve bunlar dengede olmak zorundadırlar. Aksi
taktirde kütle hızlanacaktır.
Deplasmanlar ise deformasyonların doğmasını sağlar ki bunlar birbiriyle uyumlu olmalıdır.
Aksi taktirde göçme meydana gelmektedir.
Denge ve uygunluk
bir zeminde gerilme ve yer değiştirmelerin çözümü için ← denge ve
uygunluk koşullarının sağlanması gereklidir.
Düzlem şekil değiştirme için
¶s z ¶t xz
+
=g
¶z
¶x
¶s x ¶t xz
+
=0
¶x
¶z
x:z düzlemi
g : zeminin birim hacim ağırlığı
Virtüel iş prensibi
• Virtüel iş prensibine göre, dış yükler ve
deplasmanlar nedeniyle yapılan iş, içsel
gerilmeler ve deformasyonlar nedeniyle
yapılan işe eşittir.
F=dış yük
w=deplasmanları
Malzeme Modelleri
• Elastik
– Lineer
– Non-lineer
• Plastisite
– Non-lineer
• Cam-Clay Ailesi
– Elasto-plastik
Genel Gerilme Durumları
Genelde gerilme ve deformasyon veya kuvvet ve deplasmanları
3 boyutlu olarak dikkate almak isteriz.
Ancak bu durumda matematiksel ifadeler karmaşık olduğundan
problemleri 2 boyutlu hale getirmek iki şekilde mümkün
olmaktadır.
1) Düzlem gerilme hali
2) Eksenel simetri hali
Genel Gerilme Hali
Genel Gerilme Hali-notasyonlar
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
efektif normal gerilmeler
s'xx, s'yy, s'zz
kayma gerilmeleri
tyz, tzx, txy
normal şekil değiştirme artımları
dexx, deyy, dezz,
kayma şekil değiştirme artımı
dgyz, dgzx, dgxy
zemin elemanına etkiyen efektif asal gerilmeler,
s'1, s'2, s'3 ,
asal şekil değiştirme artımları
de1, de2, de3
Düzlem gerilme
• Düzlem gerilme şartı bir
yönde - genellikle yatay
yönde - bir asal gerilmenin
sıfır olmasına dayanır.
• Bu nedenle uzun bir duvar
veya toprak dolgunun
temelinde duvarın veya
toprak dolgunun uzun yönü
doğrultusundaki birim
deformasyonlar sıfıra
yaklaşır.
Düzlem gerilme
•
•
•
•
Dayanma yapıları,
sürekli temeller,
baraj dolguları
bu gerilme durumu için tipik örnekler olarak
gösterilebilir.
• Bu durumda, yapının uzunluğu boyunca
(y ekseninde) yer değiştirme ve şekil değiştirme
sıfırdır (eyy=0), yani deyy=0
• ve simetriden dolayı tyz=txy=0, dgyz=dgxy =0
olacaktır.
Eksenel simetri
Eksenel simetri şartı, genellikle dikey olan bütün gerilme ve birim
deformasyonların simetri ekseninin etrafında sabit kalması demektir.
Üç eksenli deneylerde
silindirik zemin
numunesi
s’2 = s’3
de2 = de3
Geoteknik mühendisliğindeki birçok problem önemli bir yanlışlığa
neden olmaksızın düzlem gerilme veya eksenel simetri şartlarını
sağlayacak hale dönüştürülebilir.
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
1
File Size
1 290 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content