Zemin Mekanigi

7/30/2019 Zemin Mekanigi

1/28

1

ZEMN MEKAN

E-mail: [email protected]: +90 274 2652031-4160

Do. Dr. Zeynal Abiddin ERGLER

Zemin DokusuZeminlerin dokusu, tanelerin ekil ve greceliboylar ilebunlarn zemin iindeki oranna veya dalmnabaldr.

ri taneli zeminler:

akl Kum

nce taneli zeminler:

Silt Kil

0.075 mm (Birletirilmi Zemin Snflama sistemi, USCS)

0.06 mm (BS) (Hong Kong)

Elek analizi Hidrometre analizleri

(Stokes yasas)

Zeminlerin Snflandrlmas


2/28

2

Zeminlerin dokusal ve dier karakteristikleri

(Holtz and Kovacs, 1981)

Tane boyu



3/28

3

4.75 mmUSCS

BS

0.075

2.0 0.06 0.002

USCS: Birletirilmi Zemin Snflama Sistemi

BS: ngiliz Standard

Tane boyu

mm

75

60

Kil tane boyu

Kil mineralleri

rnein:

Smektit, illit, kaolinite vb..

rnein:

Kk bir kuvars paras kilmineralleri ile ayn tane boyuna sahipolabilir.

Not:


4/28

4

Tane boyu dalm

ri taneli zeminler:

akl Kum


Silt Kil

0.075 mm (USCS)

0.06 mm (BS) (Hong Kong)

Deney

Elek analizi Hidrometre analizi

(Head, 1992)


5/28

5

Amerikan Elekleri ngiliz ElekleriElek No. ap (mm) Elek No. ap (mm)

2" 50.80 2" 50.80

1" 38.10 1" 38.103/4" 19.00 3/4" 19.05

3/8" 9.51 3/8" 9.52

4 4.76 4 4.76

7 2.83 6 2.80

8 2.38 7 2.40

10 2.00 8 2.00

14 1.41 12 1.40

16 1.19 14 1.20

18 1.00 16 1.00

25 0.707 22 0.710

30 0.590 25 0.600

35 0.500 30 0.500

40 0.420 36 0.420

45 0.354 44 0.355

50 0.297 52 0.30060 0.250 60 0.250

70 0.210 72 0.210

80 0.177 85 0.180

100 0.149 100 0.150

120 0.125 120 0.125

170 0.088 170 0.090

200 0.074 200 0.075

yi derecelenmi:

yi Boylanm:

%P = 100 x Elekten Geen Miktar/ Tm rnek


6/28

6

Logaritmik eksen

(Holtz and Kovacs, 1981)Efektif ap,D10: 0.025 mm

D30: D60:

Tane boyu dalm

A

Bir nceki ekildeki A zeminine ait tane boyu dalm grafiinin tanmlanmas

3.2)5.8)(025.0(

)7.0(

))((

)(

340025.0

5.8

2

6010

2

30

10

60

DD

DC

D

DC

c

u

Tane boyu dalm

Boylanma katsays, Cu(ceofficient of uniformity)

10

60

D

DCU

1060

2

30

DD

DC

C

Erilik katsays, Cc(ceofficient of curvature)

mmD

mmD

mmD

5.8

7.0

)boyutaneefektif(025.0

60

30

10


7/28

7

Deerlendirme kriteri

rnek: iyi derecelenmi

Soru: Ayn boydan tanelerden oluan zeminin CU parametresi ne olur?

)icinkum(631

icin)(cakil4ve31

:zeminiderecelenmyi

uc

uc

CveC

CC

3.2)5.8)(025.0(

)7.0(

))((

)(

340025.0

5.8

2

6010

2

30

10

60

DD

DC

D

DC

c

u

Cevap

D (mm)

Geen

1

)(katsayisiBoylanma

10

60

D

DC

uniformityoftCoefficien

u

Tane boyu dalm

Ayn boydan tanelerden oluan zeminin CU parametresi


8/28

8

Tane boyu dalmnn mhendislik uygulamalar: Zemin yapsnn ve snflamasnn belirlenmesinde

kullanlr.

Drenaj filtrelerin tasarmnda kullanlabilir.

Dolgu barajlar, toprak set, yol yapm almalarnntaban malzemesinde ve beton agregasnnseiminde kullanlmaktadr.

Dinamik kompaksiyon ve enjeksiyon sonularnntahmin edilmesinde kullanlabilir.

Efektif tane boyu, D10, hidrolik iletkenlik ileilikisinden yararlanlabilinir(zeminlerinpermeabilitesini belirler). (Hazen eitlii).

ri taneli zeminler iin tane boyu dalm ok nemlidir.

rnek

Bir zeminden alnan 1245 g ktlesindeki kururnek eleme ilemindengeirilerek elek stktleleraadakiizelgedesralanmtr. Buzemin rneinin tane boyu dalm erisiniizerek, efektif apn, boylanma (Cu) veerilik (Cc) katsaysn belirleyiniz.


9/28

9

Elek No.Elek ap (mm)Elek st g2" 50.8 0

1" 38.1 03/4" 19 03/8" 9.51 5

4 4.76 157 2.83 268 2.38 3410 2 4514 1.41 5116 1.19 6218 1 6825 0.707 7530 0.59 8335 0.5 8840 0.42 9445 0.354 98

50 0.297 10160 0.25 7670 0.21 6480 0.177 55

100 0.149 42120 0.125 35170 0.088 23200 0.074 12

10

60

D

DCU

1060

2

30

DD

DC

C

Elek No.Elek ap (mm) Elek st gElekten

Geen gGeen Yzdesi

P2" 50.8 0 1245 100.0

1" 38.1 0 1245 100.03/4" 19 0 1245 100.0

3/8" 9.51 5 1240 99.6

4 4.76 15 1225 98.4

7 2.83 26 1199 96.3

8 2.38 34 1165 93.6

10 2 45 1120 90.0

14 1.41 51 1069 85.916 1.19 62 1007 80.9

18 1 68 939 75.4

25 0.707 75 864 69.4

30 0.59 83 781 62.7

35 0.5 88 693 55.7

40 0.42 94 599 48.1

45 0.354 98 501 40.2

50 0.297 101 400 32.160 0.25 76 324 26.0

70 0.21 64 260 20.9

80 0.177 55 205 16.5

100 0.149 42 163 13.1

120 0.125 35 128 10.3

170 0.088 23 105 8.4

200 0.074 12 93 7.5


10/28

10

Efektif ap, D10= 0.125 mmBoylanma katsays, CU=D60/D10=0.55/0.125= 4.4Erilik katsays, CC=D30

2/(D10 x D60)=0.282/(0.125x0.55) =1.14

Taneli zeminlerin makaslama dayanm iin nemli

Keli zemin taneleriyksek srtnme

Yuvarlak zemin taneleri dk srtnme salarlar

Kil taneleri yapraks bir yap gsterirler

Yuvarlak Yar-yuvarlak

Yar-keli Keli

(Holtz ve Kovacs, 1981)

ri taneli

zeminler:

Tane ekliZeminlerin mhendislik davran zerinde tane boyu dalm kadar tane eklinin de etkisivardr.ri taneli zeminlerin genellikle aada verilen ekillere gre snflandrlmaktadr


11/28

11

Atterberg Limitlerive Kvam indeksleri

Likit limit, LL

Likit durum

Plastik limit, PL

Plastik durum

Bzlme limiti, SL

Yar-kat

KatKuru zemin

Akkan zemin-sukarm

Suieriimdeart

Atterberg Limitlerince taneli zeminler iin suyun varl zeminin mhendislik davrann nemlioranda etkilemektedir. Dolaysyla, bu etkilerin tanmlanmas iin referans indeksparametrelere ihtiya duyulmaktadr. Belirli bir su ieriindeki ince taneli toprakzeminin fiziksel durumu kvamllk olarak bilinir.


12/28

12

Zeminlerde su ierii-hacimsel deiim arasndaki iliki

(Uzuner, 1998)

SL

Konik Penetrometre Yntemi

(Cone Penetrometer Method)

(BS 1377: Part 2: 1990:4.3)

Bu yntem ngiltere DevletKarayollar Kurumu (Transportand Road Research Laboratory)

tarafndan gelitirilmitir.

CasagrandeYntemi(ASTM D4318-95a)

Prof. Casagrande bu

deney zerindealarak,likit limit deneyaletini gelitirmitir.

Likit limit, LL(Liquid Limit)

Atterberg limitleri deneyleri 40 no.lu (0.425 mm) elek altna geen malzemekullanlarak gerekletirilir


13/28

13

Casagrande Yntemi

N=25 d

Kapanma aral =12.7mm (0.5 in)


Casagrande likit limit cihaz ve oluk ama bann ematik grnm

25 d sonras, alm olan olukta 0.5 in (12.7 mm) kapanmann gerekletii andaki suieriine likit limit denilir

N

w

Likit limit deerinin hesaplanmas

Das, 1998


14/28

14

Casagrande yntemi

Tek nokta likit limit deneyi

Sabit bir ak erisi kabul edilir.

Bu ak erisi eimi, 767 likit limitdeney sonucunun istatistiksel

analizi sonucu elde edilmitir.N: oluun kapand d says

wn: tek nokta likit limit deneyi yaplmrnein su ierii

tan : akma erisinin eimi (0.121)

btan

25

NwLL

n

Snrlamalar:tanbampirik bir deerdir. 0.068 ile 0.121 arasnda deiir.En iyi sonu; Nnin 20 ile 30 arasnda olduu zaman elde edilir. Bu koulda tanb0.1 alnabilir

rnekKohezyonlu zemin rneinde yaplm likit deneyi sonularaadaki tabloda verilmitir. Zeminin likit limitini

a) Grafik yntemle

b) 3 no.lu deneyin verisini kullanarak tek nokta limit

yntemine gre

belirleyiniz

Deney NoVuru SaysYa zemin, gKuru zemin, g1 15 22.35 13.85

2 21 24.22 16.12

3 27 27.2 19.45

4 40 32.48 26


15/28

15

zmDeney NoVuru SaysYa zemin, gKuru zemin, gSu ierii %1 15 22.35 13.85 61.4

2 21 24.22 16.12 50.2

3 27 27.2 19.45 39.8

4 40 32.48 26 24.9

a) LL = %42

b) N= 27, w= 39.8, tan=0.1

1.4025

278.39

25

1.0tan

bN

wLLn

Konik Penetrometre ile Likit limit tayini(Cone Penetrometer Method)

Cihaz

(Head, 1992)

Bu yntem ngiltere DevletKarayollar Kurumu(Transport and Road

Research Laboratory)

tarafndan gelitirilmitir.

Belli ktledeki (80 g) konik u 5 s sreyle kap iine doldurulmu ya zemine braklr.Batma miktar mikrometre ile lldkten sonra zemin su ierii belirlenir . Deney

farkl su ieriklerine gre tekrarlanarak, su ierii penetrasyon ilikisi izilir. 20 mm likbatmaya karl gelen deer zeminin likit limiti (LL) deerini verir.


16/28

16

Bu yntem birden fazla veriye dayanan yntemdir

Su ierii, w%

Penetrasyonmiktar

(mm) 20 mm

LL

Littleton and Farmilo, 1977 (Head, 1992)

Casagrande ve konik penetrasyon yntemleri arasndaki en iyi iliki LL 100naltnda olduu zaman elde edilmektedir.

Karlatrma


17/28

17

Plastik limit,PL

ASTM D4318-95a, BS1377: Part 2:1990:5.3


Bu deney, zeminin plastik kvamdaolduu durumdaki en dk su ieriini

belirlemek iinyaplr. Cam veya plastikten yaplmdz biryzeyzerindeel ayasyla veya parmaklarla muntazam bir ekilde yuvarlanan zeminrneinin, 3 mm apnda ve yaklak 10 mm uzunluundaki bir silindireklinikazandnda, su ieriinden dolay krlp atlamalarn meydana geldiiandaki su ierii, zeminin plastik limiti olarak tanmlanr

Bzlme limiti:

Zeminin hacminde

meydana gelendeimenin durduuandaki su ieriibzlme limiti olaraktanmlanr.

(Das, 1998)

SL

Bzlme Limiti, SL


18/28

18

(Das, 1998)

rnein balangtaki hacmi: Vi

Nemli rnein ktlesi: M1

Kurutulmu rnein hacmi: Vf

Kuru rnein ktlesi: M2

)100)((M

VV)100(

M

MM

(%)w(%)wSL

w

2

fi

2

21

i

Atterberg Limitleri iin tipik deerler

(Mitchell, 1993)


19/28

19

ndekslerPlastisite indeksi, PI

Zeminin plastik davran gsterdii su ierii aralnn tanmlanmas iinkullanlr

PI = LL PL

Likit limit, LL

Likit durum

Plastik limit, PL

Plastik durum

Bzlme limiti, SL

Yar-kat durum

Kat durum

PI

A

B

C

(Ulusay, 2001)

Likitlik indeksi, LI

Bu indeks ile elimizdeki rnein plastik, krlgan kat ve svdavranlarndan hangisi olaca bilmemiz mmknolmaktadr.

contentwatertheisw

PLLL

PLw

PI

PLwLI

LI


20/28

20

Kvamllk indeksi, IC

PI

wLLIC

)(

Skma indeksi, CC

)1.0(009.0 LLCC

Normal konsolide olmu killerde, skma indeksi ile likit limit arasnda aadaki iliki

vardr.

(Ulusay, 2001)

Aktivite, A(Skempton, 1953)

Aktif olmayan killer (kaolinit)


21/28

21

(Skempton, 1953)

Zemin Snflamas


22/28

22

Zemin snflamas konusunda aada maddeler

halinde verilen konulara deinilecektir:

1. Ama

2. Snflama sistemleri

3. Birletirilmi Zemin Snflama Sistemi (USCS)

4. Amerikan Devlet Karayolu ve Ulam OfisleriDerneinin snflama sistemi (American

Association of State Highway and

Transportation Officials System, AASHTO)

ndeksler

Tane Boyu Dalm,

LL, PI

Snflamasistemi

(Dil)

Mhendislikparametrelerinin

tahmin edilmesi

Mhendislikamalarn elde

edilmesi

Mhendislerarasnda

iletiim salar

Ama

Bir zeminin snflama sistemi mhendislerin arasndaki iletiim dilidir. Zeminsnflamalar zeminleri belirli mhendislik davranlarna gre snflara ayransistematik bir yntem salar ve mhendisin dier mhendislerin tecrbelerindenfaydalanmasnayardmc olur (Holtz and Kovacs, 1981).


23/28

23

Snflama sistemleri

Jeoteknik uygulamalarnda genellikle aada verilen ikisnflama sistemi kullanlmaktadr:

1. Birletirilmi Zemin Snflama Sistemi (USCS)

2. Amerikan Devlet Karayolu ve Ulam OfisleriDerneininsnflama sistemi (American Association

of State Highway and Transportation OfficialsSystem, AASHTO)

Bu sistem ilk olarak II. Dnya sava srasnda, havaalan yapmndakullanlmak zere Prof. A. Casagrande (1948) tarafndangelitirilmitir. Prof. Casagrande, U.S Bureau of Reclamation ve U.S.Corps of Engineers tarafndan 1952de barajlara, temellere ve dieryaplara da uygulanmtr(Holtz and Kovacs, 1981).

Drt ana blmden oluur:(1) ri taneli(2) nce taneli(3) Organik zemin

(4) Turba (Peat)

Birletirilmi Zemin Snflama Sistemi (USCS)


24/28

24

ri kayablou

Blok

akl Kum Silt ve kil

ri nce ri nceOrta

300 mm 75 mm

19 mm

No.4

4.75 mmNo.10

2.0 mm

No.40

0.425 mm

No.200

0.075 mm

USCS bu ksm iin tane boyu kullanmyor, Atterberg limitlerini kullannz

Tane boyu tanmlamas

Zeminlerin tane byklklerini ve toplam ktle iersindeki arlkamiktarlarn yzde olarak hesaplanp tane bykl dalmnn ve akl,kum, silt ve kil yzdesinin belirlenmesi amacylayaplr

ri taneli zeminler:

akl Kum


Silt Kil

NO.200

0.075 mm

Tane boyu dalm

Cu

Cc

PL, LL

Plastisite aba

NO. 4

4.75 mm

Gerekli deneyler:

1. Elek analizi

2. Atterberg limitleri

LL>50

LL


25/28

25

SimgelerZemin simgeleri:

G: akl

S: Kum

M: Silt

C: Kil

O: Organik

Pt: Turba (Peat)

Likit limit simgeleri:

H: Yksek LL (LL>50)

L: Dk LL (LL


26/28

26

GM

12

c

c

Birletirilmizemin

snflamas veplastisite aba

ritanelizeminler

(taneboyudalm)

nce taneli

zeminler

LL, PI

0.075

mm


27/28

27

GM

12

c

c

200 no.lu elei geen: %30


LL= 33

PI= 12

PI= 0.73(LL-20), A-hatt

PI=0.73(33-20)=9.49

SC

(Killi kum, kum-kilkarm)

(Ulusay, 2001)


4 no.lu elei geen : %70

LL= 33

PI= 12

rnek

Uygulama

USCS Tablosu ve Plastisite Grafiini kullanarak, aada verilentablodaki zeminleri USCS sistemine gre snflandrnz.

rnekNo

4. No%P

200. No%P

CU CC LL%

PL% PI%

Snf

1 26 4 5.2 2.9 GW

2 100 3 3.9 0.7 SP

3 65 2 20 1.8 SW

4 26 4 71 4.3 GP

5 76 69 70 43 27 MH

6 100 97 57 15 42 CH

7 71 22 32 30 2 SM

8 99 52 39 17 22 CL

9 15 7 5.9 2.9 42 14 28 GW-GC

10 96 65 18 12 6 CL-ML


28/28

http://www.avanceon.com/blog/bid/75543/The-Stupid-Question-Buddy

Zemin Mekanigi

Documents

Transcript of Zemin Mekanigi