INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1...
Transcript of INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1...
![Page 1: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/1.jpg)
INSA354
ZEMİN MEKANİĞİ
Dr. Ece ÇELİK
![Page 2: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/2.jpg)
2
1. Kompaksiyon
![Page 3: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/3.jpg)
Kompaksiyon mekanik olarak zeminin yoğunluğunu
artırma yöntemi olarak tanımlanmaktadır.
Yapı işlerinde kompaksiyon, inşaat sürecinin önemli
bir parçasıdır.
Yanlış yapıldığı takdirde, zemine meydana gelecek
çökmelerden dolayı ortaya çıkan yapı bozukluklarına
ve gereksiz bakımı veya onarım maliyetlerine neden
olabilir.
Kompaksiyon (sıkıştırma)
3
![Page 4: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/4.jpg)
4
![Page 5: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/5.jpg)
Bodrum ve havuz çatlakları
ve sızıntı
5
Kötü Kompaksiyon Sonuçları
Döşeme çatlakları Boru sızıntısından olan
kırılmalar
Temel erozyonu Yapı ayaklarında oluşan
erozyon Hendeklerde çökme
![Page 6: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/6.jpg)
Kompaksiyon
Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel
özelliklerinin iyleştiriilmesi için mekanik araçlar
kullanarak zemin bünyesindeki su ve tane hacmi
sabit iken, havanın dışarı atılmasıdır.
6
sıkıştırılmış
Dış kuvvet
![Page 7: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/7.jpg)
Dış kuvvetlerin etkisi ile olur, zamana bağlı değildir.
Kuru zemine su verildiğinde tanelerin etrafını ilk
önce absorbe su tabakası kaplar.
Su miktarı artırılırsa su filmi kalınlaşır, taneler
arasındaki sürtünme enerjisi azalır ve taneler bir biri
üzerinde kolayca hareket ederler.
7
![Page 8: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/8.jpg)
Yoğunluk-Su Muhtevası
Uygun sıkışmanın sağlanabilmesi için zemindeki su
muhtevasının hayati önemi vardır.
Su muhtevasının kompaksiyona etkisi:
◦ Zeminin içinde yeterli su miktarı bulunmadığı zaman
daneler arası sürtünme azalmakta ve birbirlerine
yanaşmaları zorlaşmaktadır.
◦ Su miktarı artıkça danelerin hareketi kolaylaşmakta, buna
karşılık birbirine yaklaşması zorlaşmakta.
8
![Page 9: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/9.jpg)
Zeminlerin tamamen suya doygun olması, yani bütün
boşlukların suyla dolu olması durumunda ise
kompaksiyon mümkün değildir.
Çünkü bu durumda uygulanan yükler altında boşluk
suyunda basınç artışları meydana gelecek ve
hidrostatik basınç danelerin birbirine yaklaşmasına
karşı koyacaktır.
9
![Page 10: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/10.jpg)
10
![Page 11: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/11.jpg)
11
![Page 12: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/12.jpg)
Genel Prensipleri
Zeminde kompaksiyon derecesi:
◦ kuru yoğunluk ve
◦ optimum su muhtevası ile ifade edilir.
Kompaksiyon zemin boşluklarındaki havanın
azaltılması işlemidir
Konsolidasyon is boşluklardaki suyun azaltılması
demektir.
12
![Page 13: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/13.jpg)
Yoğunluk-su muhtevası ilişkisi
Karayolu, baraj, istinat duvarları, hava alanları, otoyollar gibi
pek çok mühendislik uygulamasında zayıf zeminlerin
sıkıştırılarak birim ağırlıklarının yükseltilmei gerekmektedir.
Zeminin üzerindeki etkisi:
◦ Boşluk oranını azaltarak zeminin geçirimliliğini azaltmak,
◦ Zeminin taşıma gücünü artırmak,
◦ Oturma ve deformasyon olabilirliğini azaltmak,
13
![Page 14: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/14.jpg)
Kompaksiyon Deneyi
Yaygın olarak kullanılan iki tür proktor deneyi
vardır:
Standart Proktor ve
Modifiye Proktor deneyi
14
![Page 15: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/15.jpg)
Standart proktor deneyi:
◦ 3 katman
◦ 25 düşüm (her katman için)
◦ 2.5 kg tokmak
Modifiye proktor deneyi:
◦ 5 katman
◦ 25 düşüm (her katman için)
◦ 4.5 kg tokmak
15
![Page 16: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/16.jpg)
Kompaksiyon eğrisi
16
![Page 17: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/17.jpg)
17
![Page 18: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/18.jpg)
Kuru yoğunluk ve su mukavemeti
Bu deneyin amacı,sahada en iyi sıkışmanın sağlanabileceği
(en yoğun durum) karışımda kullanılan su içeriğinin
belirlenmesidir.
Farklı su içeriklerinde deney tekrarlanarak, Su içeriği-Kuru
birim hacim ağırlığı eğrisi çizilir ve optimum su içeriği
(muhtevası) – maksimum kuru birim hacim ağırlığı
(yoğunluk) belirlenir.
18
![Page 19: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/19.jpg)
Zemin cinslerine göre optimum su muhtevası
granüler zeminlerde %7-8 gibi değerlerle başlar ve
kohezyonlu zeminlerde %25-30 değerlerine kadar
ulaşır.
19
![Page 20: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/20.jpg)
Sıkıştırma enerjisi arttıkça optimum su muhtevası
azalmakta, kuru birim hacim ağırlık artmaktadır.
Optimum su muhtevasına karşılık gelen birim hacim
ağırlık değerine “MAKSİMUM KURU BİRİM
HACİM AĞIRLIK” adı verilir ρk max yada ρd max.
Belirli bir zemin için belirli bir sıkıştırma enerjisi ile
en yüksek sıkışmayı sağlayan belli bir su muhtevası
vardır. Buna “OPTİMUM SU MUHTEVASI” denir
(wopt).
20
![Page 21: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/21.jpg)
21
![Page 22: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/22.jpg)
22
![Page 23: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/23.jpg)
STANDART PROKTOR DENEY YÖNTEMİ
Yaklaşık 1000 ml iç hacmindeki stardart bir kalıp içine
toprak, üç tabaka halinde standart bir ağırlığın 300
mm’den 25 defa düşürülmesi ile sıkıştırılarak yerleştirilir.
– Standart kalıp tartılarak birim hacim ağırlık belirlenir.
Su içeriği de bilindiğinden, KURU BİRİM HACİM
AĞIRLIĞI hesaplanır.
– Farklı su içeriklerinde deney tekrarlanarak, SU
İÇERİĞİ-KURU BİRİM HACİM AĞIRLIK eğrisinden
→ OPTİMUM SU İÇERİĞİ – MAKSİMUM KURU
BİRİM HACİM AĞIRLIĞI belirlenir.
23
![Page 24: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/24.jpg)
24
![Page 25: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/25.jpg)
25
![Page 26: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/26.jpg)
26
![Page 27: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/27.jpg)
27
![Page 28: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/28.jpg)
28
![Page 29: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/29.jpg)
Arazide Kompaksiyon
29
![Page 30: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/30.jpg)
30
![Page 31: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/31.jpg)
31
![Page 32: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/32.jpg)
32
![Page 33: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/33.jpg)
33
![Page 34: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/34.jpg)
34
![Page 35: INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ - civil.emu.edu.trcivil.emu.edu.tr/courses/INSA354/2014-2015s/Bolum1 Kompaksiyon.pdf · Kompaksiyon, toprak zeminin mekanik ve fiziksel özelliklerinin](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022012314/5e033b3dd9e2ea2f20425ed1/html5/thumbnails/35.jpg)
35