Yrd. Doç. Dr. İsa VURAL
Zemin; çakıl, kum silt, kil veya bunların
karışımından meydana gelen gevşek malzeme olarak
düşünülür.
Hava(A)
Su(W)
Dane(S)
Belirli
standart
sistemlere
göre
zeminlerin
sınıflandırmasını sağlayan ve mühendislik özellikleri
hakkında bazı önemli ip uçları veren özelliklere
zeminlerin “endeks özellikleri” denir.
W = Zemin Ağırlığı
V = Zemin Hacmi
s = zemin daneleri
w = su
a = hava
v = boşluk
t = toplam
Va
Hava
Wa
Vw
Su
Ww
Vv
Wt
Vt
Vs
Dane
Ws
Zemin Prizması
Su içeriği (w), belirli bir hacimdeki su ağırlığının dane
ağırlığına oranıdır.
Va
Hava
Wa
Vw
Su
Ww
Vv
Wt
Vt
Vs
Dane
Ws
Zemin Prizması
Boşluk oranı (e), boşluk hacminin dane hacmine
oranıdır.
Va
Hava
Wa
Vw
Su
Ww
Vv
e
VV
VS
Wt
Vt
Vs
Dane
Ws
Zemin Prizması
Porozite (n), boşluk hacminin toplam hacme
oranıdır.
n
VV
VT
 100
Va
Hava
Wa
Vw
Su
Ww
Vv
Wt
Vt
Vs
Dane
Ws
Zemin Prizması
Doygunluk derecesi (Sr) boşluklarda bulunan su
hacminin boşluk hacmine oranıdır.
Sr 
VW
 100
VV
Va
Hava
Wa
Vw
Su
Ww
Vv
Wt
Vt
Oran: 0 – 100%
Vs
Kuru
Dane
Ws
Suya
Doygun
Zemin Prizması
Zeminin doğal birim hacim ağırlığı, (n) toplam
ağırlığın toplam hacme oranıdır.
Va
Hava
Wa
Vw
Su
Ww
Vv
n 
WT
VT
Wt
Vt
Vs
Dane
Ws
Zemin Prizması
Kuru Birim Hacim Ağırlık (k) kuru ağırlığın
toplam hacme oranıdır.
Va
Hava
Wa
Vw
Su
Ww
Vv
k 
WS
VT
Wt
Vt
Vs
Dane
Ws
Zemin Prizması
Zeminin Dane Hacmi, Vs=1 olduğu düşünülürse;
Diğer hacimler daha önce
ifade edilen eşitliklerden
elde edilebilir.
Hava
e
Ayrıca ağırlık aşağıdaki
ifade ile elde edilir:
Su
s.w
Dane
s
Ağırlık=Yoğunluk x Hacim
1
Hacimler
Ağırlıklar
Zemin Prizması
Daha önce ifade edilen eşitliklerden;
n
VV
VT

e
1 e
Hava
e
 sat 
k 
WS
VT

WT
VT

Su
s.w
Dane
s
S  e
1 e
1
S
1 e
Zemin Prizması
Zeminin Dane Hacmi, Vt=1 olduğu düşünülürse;
Diğer hacimler daha önce
ifade edilen eşitliklerden
elde edilebilir.
Ayrıca ağırlık aşağıdaki
ifade ile elde edilir:
Hava
n
Su
s.w(1-n)
Dane
s(1-n)
1
Ağırlık=Yoğunluk x Hacim
1-n
Hacimler
Ağırlıklar
Zemin Prizması
Daha önce ifade edilen eşitliklerden;
Hava
n
Su
s.w(1-n)
Dane
s(1-n)
1
1-n
Hacimler
Ağırlıklar
Zemin Prizması


Zemin Prizmasındaki İlişkilerin incelenmesi
Zemin fiziksel özellikleri ile ilgili 5 sorunun
çözümü
Son Teslim Tarihi: 07-08.10.2015 17:00
Zeminler dane çapınave indis özelliklerine göre değişik
sistemlerde sınıflandırılabilmekte olup en önemlileri;
1. USCS(UnifiedSoilClassficationSystem) Birleştirilmişzemin
sınıflandırma sistemi
2. AASTHO Amerikan KarayolarıSınıflandırma Sistemi
3. Üçgen Sınıflandırma
4. M.I.T(Massachusettes Instituteof Technology)MİT Yöntem
(Dane çapına göre sınıflandırma)
Kohezyonlu
Zeminler
Kil
Granüler Zeminler veya
Kohezyonsuz Zeminler
Silt
0.002
Çakıl
Kum
0.075
2.00
Dane Çapı (mm)
İnce Daneli
Zeminler
Kaba Daneli
Zeminler
Blok Taş
63
İri Kaya
200
Dane Çapı (mm)
Cinsi
200 – 60
Taş (Moloz)
60 - 2
Çakıl
2 – 0,075
Kum
0,075 - 0,002
Silt
0,002 >
Kil
Elde Edilmesi:

Kaba Daneli Zeminler …... (Elek Analizi)

İnce daneli Zeminler
Elek Seti
…... (Hidrometre)
Hidrometre
100
80
% Geçen
% Passing
Hidrometre
60
Elek
İnce
Çakıllar
Kumlar
40
20
D
30
D10 = 0.013 mm
D30 = 0.47 mm
D60 = 7.4 mm
0
0.001
0.01
0.1
1
10
100
Grain
size
(mm)
Dane
Çapı
(mm)


Eğriden, kum çakıl ve ince danelerin %’leri ifade edilir.
Ayrıca, zemin danelerinin üniformluluk ve derecelenme
katsayıları için gerekli olan D10, D30 ve D60 çapları
belirlenir.
İyi Derecelenmiş Zeminler
Dane Boyutlarının Aralığı,
Çakıllar için: Cc = 1-3 & Cu >4
Kumlar için: Cc = 1-3 & Cu >6
cu 
D60
D10
Kötü Derecelenmiş Zeminler
İki Özel Durumu İçeren Zeminler ise:
(a) Üniform zeminler; Aynı Dane
Boyutuna sahip Zeminler
(b) Bazı Dane Boyutlarını İçermeyen
Zeminler
cc 
(D 30 )
2
(D10 ) * (D 60 )

Rölatif Sıkılık; Zeminin arazideki Sıkılık derecesinin aynı
zemin danelerinin en gevşek ve en sıkı yerleşim konumlarına
karşılık gelen sıkılık dereceleri ile karşılaştırılması olarak
tanımlanır.
0
100
En Gevşek
En Sıkı
Dr 
e max  e
e max  e min
Rölatif Sıkılık (%)
Sıkılık Derecesi
0-15
Çok Gevşek
15-35
Gevşek
35-65
Orta Sıkı
65-85
Sıkı
85-100
Çok Sıkı

0
Farklı su içeriği ile, ince daneli zeminler farklı
davranışlar göstermektedir.
Rötre
Limiti
Sert
Plastik
Limit
Katı
Likit
Limit
Plastik
Su İçeriği
Sıvı
Likit Limit (wL or LL):
w > LL, Kil zeminler sıvı gibi davranmaktadır.
Plastik Limit (wP or PL):
Zemine şekil verebilmenin sona erdiği su muhtevasıdır.
Rötre Limiti (wR or SL):
Daha fazla su kaybının zemin hacminde bir
değişikliğe sebep olmadığı andaki su muhtevasıdır.

Zeminin plastik özellik gösterdiği su muhtevası
aralığıdır.
Plastisite İndisi = Likit Limit – Plastik Limit
0
Rötre
Limiti
Plastik
Limit
Likit
Limit
Plastik
Su İçeriği
Tamamen LL ve PI indisine dayanarak;
Orta Plastisiteli
Düşük
Plastisiteli
60
Plastisite İndisi

Yüksek
Plastisiteli
40
Kil
Silt
20
0
0
20
35
50
Likit Limit
100
Çizelge ile kullanımda ;
Önce zeminin ince içerigi yüzdesi ve likit limit
degeri ile girilir ve bunları birleştiren dogrunun
soldaki düsey ölçegi kestigi yerden A sayısı
okunur.
Sonra yine ince içerigi ve plastisite indisini
birlestiren dogrunun uzantısından B sayısı
okunur.
Grup ndisi GI=A+B seklinde bulunur. A-2-6 ve A2-7 guruplarında G.I. sadece plastisite indisi
değeriyle bulunur.



Zeminin içerdigi kum, silt ve kil yüzdeleriyle
eksenel olarak diyagrama girilir ve bunların
kesistigi noktadaki ad zemine verilir.
Burada Lem %20’den az kil içeren, bu
nedenle tarımda kolayca islenebilir topraga
verilen addır.
İnsaat
mühendisliginde
1920’lerde
kullanılmıstır.
Zemin sınıflandırma sistemlerinin incelenmesi
ve örnekli çözümler
Son Teslim Tarihi: 07-08.10.2015 17:00
Download

Hava(A)