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 h K0 v 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 Aktif/Pasif Toprak Basınçları - Granüler zeminlerde Duvar zemin dışına doğru hareket etmektedir. Duvar zemin içine doğru hareket etmektedir. A B duvar Duvar hareketi sırasında A ve B noktalarındaki zemin elemanları incelenirse 5 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 6 Duvar Hareketi ve Toprak Basıncı arasındaki ilişki 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 , h’ v’ z A 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 v’ [ h ']aktif K A v ' 2c K A K A v ' 1 sin KA tan 2 (45 / 2) 1 sin 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 24.04.2014 12 Aktif Toprak Basıncı Pa=0.5KaH2 Yatay Toprak Basıncı dağılımıGranüler zeminler –Duvar arkası yatay 13 Aktif Toprak Basıncı Sürşarj Yükü ve Su Yükü ( ) 14 Aktif Toprak Basıncı Yatay Toprak Basıncı dağılımı 15 Granüler zeminler –Tabakalı Zemin+Duvar arkası yatay+sürşarj 16 17 Aktif Toprak Basıncı - Kohezyonlu zeminlerde [ h ']aktif v ' 2cu halini alır. Kohezyonlu zeminlerde açısı sıfır olduğunda KA değeri ″1″ e 18 Çekme çatlakları Çekme çatlaklarının başladığı derinlik: 19 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 20 Pasif Toprak Basıncı - Granüler zeminlerde Duvar zemine doğru yaklaştıkça, Başlangıçta (K0 durumu) Göçme Pasif toprak basıncı v ’ h’ artan h’ 21 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 22 Pasif Toprak Basıncı Pp=0.5KpH2 Yatay Toprak Basıncı dağılımıGranüler zeminler –Duvar arkası yatay 23 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 v ' K p 2c K P 1 Pp K p H 2 2 K p cH 2 24
© Copyright 2024 Paperzz