Y. Lisans TEZİ İnş. Müh. İbrahim Bahadır ADIYAMAN. Anabilim Dalı : İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ. Programı : ZEMİN MEKANİĞİ VE GEOTEKNİK MÜHENDİSLİĞİ

Transkript

1 İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ÜÇ BOYUTLU KONSOLİDASYON DENEY SİSTEMİ Y. Lisans TEZİ İnş. Müh. İbrahim Bahadır ADIYAMAN Anabilim Dalı : İNŞAAT MÜENDİSLİĞİ Programı : ZEMİN MEKANİĞİ VE GEOTEKNİK MÜENDİSLİĞİ AZİRAN 2005

2 İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ÜÇ BOYUTLU KONSOLİDASYON DENEY SİSTEMİ YÜKSEK LİSANS TEZİ İnş. Müh. İbrahim Bahadır ADIYAMAN ( ) Tzin Enstitüy Vrildiği Tarih : 9 Mayıs 2005 Tzin Savunulduğu Tarih : aziran 2005 Tz Danışmanı : Diğr Jüri Üylri Doç.Dr. üsyin YILDIRIM Doç.Dr. Ayfr ERKEN (İ.T.Ü.) Prof.Dr. Sıddıka Nilay KESKİN(S.D.Ü.) AZİRAN

3 ÖNSÖZ Yüksk Lisans tz konumun blirlnmsi v çalışmalarım sürsinc göstrdiği yakın ilgi v dğrli katkılarından dolayı tz yürütmnim v danışmanım kıymtli ocam Sayın Doç.Dr.üsyin YILDIRIM' a tşkkürü bir borç bilirim. Ayrıca; r türlü dstk v yardımı bana sağlayan Dr. Atilla SEZEN v Gotknik Anabilim Dalı nın dğrli bütün lmanlarına konum hakkında bana aktardıkları, bilgi v yardımları için tşkkürlrimi sunarım. Bütün çalışmalarım sürsinc sağladıkları hr türlü dstk için ailm sonsuz tşkkür drim. Mayıs 2005 İnş.Müh.İbrahim Bahadır ADIYAMAN ii

4 İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ...II SEMBOL LİSTESİ... V ŞEKİL LİSTESİ...VI TABLO LİSTESİ... VII ÖZET... VIII SUMMARY...IX. GİRİŞ KONSOLİDASYON Oturma Oturma Miktarının Tahminind Kullanılan Yöntmlr Konsolidasyon Torisi Konsolidasyon olayının analojisi Bir Boyutlu Konsolidasyon Konsolidasyon Oranın sabı Ödomtr Dnyi Dny sistmi v dnyin yapılışı ÜÇ BOYUTLU KONSOLİDASYON DENEY SİSTEMİ Dny Sistminin Yapım Aşamaları Dny Sistmi Dny Sistminin Kurulması Dny Sistmin Ait Yapılan saplar v Dny Sonuçlarının Dğrlndirilmsi Dny Sistmiyl Yapılması Planlanan Çalışmalar DENEYSEL ÇALIŞMALAR Giriş... 33

5 4.2 Row ücrsind Numun azırlanması Klasik Konsolidasyon Dnylri Üç Boyutlu Konsolidasyon Dny Sistmi nd Yapılan Dnylr Dny Sonuçları Arasında İlişkilrin Araştırılması SONUÇ VE ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ... 66

6 TABLO LİSTESİ Tablo 2. Tv il U Arasındaki İlişki... 6 Tablo 3. Kullanılması Grkn Yüklr v b Uzaklığı Tablo 3.2 Jolojik Yüklr İçin Kullanılması Grkn Yüklr Tablo 3. Malzmnin indks özlliklri Tablo 4. A5-50 Dny Sonuçları Tablo 4.2 U-50 Dny Sonuçları Tablo 4.3 U2-50 Dny Sonuçları Tablo 4.4 U3-50 Dny Sonuçları Tablo 4.5 A3-75 Dny Sonuçları Tablo 4.6 A4-75 Dny Sonuçları... 4 Tablo 4.7 2A-50 Dny Sonuçları Tablo 4.8 2A2-50 Dny Sonuçları Tablo 4.9 2A5-50 Dny Sonuçları Tablo 4.0 2U-50 Dny Sonuçları Tablo 4. 2U2-50 Dny Sonuçları Tablo 4.2 2A3-75 Dny Sonuçları Tablo 4.3 2A4-75 Dny Sonuçları Tablo 4.4 3U-50 Dny Sonuçları Tablo 4.5 3U2-50 Dny Sonuçları Tablo 4.6 3A-75 Dny Sonuçları... 5 Tablo 4.7 3A3-75 Dny Sonuçları Tablo 4.8 2A5-75 Dny Sonuçları Tablo 4.9 4A3-75 Dny Sonuçları Tablo 4.20 Ringsiz Yapılan Dny Dğrlri Tablo mm v 75 mm Çaplı Numunlrin h Karşılaştırması Tablo 4.22 Yni Dny Sistmind Yapılan Ringli Dny Sonuçları

7 ŞEKİL LİSTESİ Şkil 2. : Kohzyonlu (Doygun) Zminlrd, Oturma-Zaman... 5 Şkil 2.2 : Konsolidasyon Olayının Bnztimi... 7 Şkil 2.3 : Sıkışabilir Kil Tabakasının Konsolidasyonunu Göstrn Diyagram... 8 Şkil 2.4 : Farklı Yüklm V Drnaj Koşulları İçin İzokronlar Şkil 2.5 : Elmntr Zmin Küpünd Akım... Şkil 2.6 : Zaman Faktörü V Konsolidasyon Yüzdsi Arasındaki Bağıntı... 5 Şkil 2.7 : Logaritmik Ölçkt U(%)-Tv İlişkisi... 6 Şkil 2.8 : Ödomtr Dny Sistmi... 7 Şkil 3.2 : ücr Ksit V Planı Şkil 3.3 : 20 mm Çaplı Ringlr Ait Plan V Ksitlr... 2 Şkil 3.4 : Üst Başlık Yüklm Ünitsi v Ayakları Şkil 3.5 : Dğişik Çapta v Yüksklikt Klasik Konsolidasyon Ringlri Şkil 3.6 : Yüklm Pistonları v Üst Başlıklar Şkil 3.7 : Dny Sistminin Son ali Şkil 3.8 : Sistmin Yapılması Düşünüln İlk ali Şkil 3.9 : azırlanan 20 mm Çaplı Dny Numunsi Şkil 3.0 : Alt Filtr Taşı Şkil 3. : Rijit Dış Ring Şkil 3.2 : Farklı Yüksklikt v 20 mm Çaplı Ringlr Şkil 3.3 : Dnydn Başlamadan Önc v Sonra Numunnin Görünümü Şkil 3.4 : Momnt Kolunun Boyutları Şkil 3.5 : Oturma Olayının Karşılaştırılması Şkil 4. : Row ücrsi Şkil 4.2 : ücr İçind 20 mm Çaplı azırlanan Numun Şkil 4.3 : Ringsiz Dny Sonucunda Göçn Numun Şkil 4.4 : Oturan Momnt Kolu Şkil 4.5 : logp Diyagramı (çap=50 mm v 75 mm) Şkil 4.6 : Yni dny sistmind yapılan dnylrin nihai oturma grafiği... 6

8

9 ÖZET Taşıma gücü v konsolidasyon üst yapının güvnliği v kullanılabilirliği açısından büyük önm taşımaktadır. Zminin taşıma gücünün yrind blirlnbilmsi amacıyla plaka yüklm dnyi mvcut olmasına karşın, aynı konunun laboratuarda v arazi koşullarına uygun şartlar altında inclnmsini sağlayacak bir dny sistmi gliştirilmmiştir. Bunun yanı sıra, oturmaların laboratuarda blirlnmsi için kullanılmakta olan ödomtr dny sistmind blirli bir çapa sahip numun, yanal olarak harkti ngllnck şkild düşy doğrultuda yüklnmktdir. Bu sistm aslında numunnin tk boyutta konsolidasyon durumunun inclmsini sağlamaktadır. Ancak, grçk arazi koşullarında zminlrin yanal harktinin tamamn ngllnmsi mümkün olmadığından zmin yapısı içind düşy v yatay grilm v şkil dğiştirmlr arasında yanal toprak basıncı(k 0 ) olarak adlandırılan durum söz konusudur. Bu çalışmada işltilbilir hal gtiriln dny sistmi anlatılacaktır. Üç boyutlu konsolidasyon dny sistminin hücr kısmı yüklm lmanları v kaid kısmı klasik konsolidasyon sistmiyl bnzrlik göstrs d, yüklm koşulları, sınır koşulları v ld dilmsi tasarlanan nticlr açısından iki sistm arasında bnzrlik yoktur. Üst başlık v askı sistmi vasıtasıyla arazid mvcut jolojik grilmnin zmin numunsin laboratuarda uygulanabilmsi, yüklm pistonları saysind numunnin sadc orta kısmından yüklnmsi v bu sayd çvr sınır koşullarının, ring kullanılmaması ndniyl araziyl bnzşiminin sağlanmıştır. Arazi koşullarına olabildiğinc uygun v bnzr koşullar sağlanarak yüklnmlri sonucunda hm zminlrin taşıma güçlri, hm d bu yüklm koşulları altında konsolidasyon özlliklri inclnck v klasik konsolidasyon dny sonuçları il karşılaştırma yapılabilcktir.

10 SUMMARY Baring capacity and consolidation is vry important for rliability and srvicability of th structur. Although plat loading tst is availabl for th baring capacity of th soil, thr is no systm in th laboratory that has th sam conditions with th fild conditions. Bsids, in th odomtr tst for th dtrmination of th sttlmnts in th laboratory, sampl that has a limitd diamtr is loadd vrtically in ordr to prvnt horizontal movmnt. In fact this systm nabls th xamination of th on dimnsional consolidation of th sampl. owvr as th prvntation of horizontal movmnt is not possibl in ral fild conditions K 0 xists btwn th vrtical and horizontal strss and strain in th soil structur. In this study xprimnt systm that has bn put into accss is xplaind. Although th cll and apparatus bas of th Thr Dimnsional Consolidation Systm has similaritis with th classical consolidation systm, th loading conditions, boundary conditions and th xpctd rsults dos not similar. By th load hanging systm th gological strsss can b applid to th soil sampl, by th loading pistons th sampl can b loadd only from th middl portion of th sampl and confind boundary conditions bhav sam proprtis with th fild a rsult of not using a ring. By th loading of soil providing similar and appropriat conditions with th fild, th baring capacity of th soil and consolidation proprtis undr th loading conditions is xamind and th rsults ar compard to classical consolidation rsults.

11 . GİRİŞ Gotknik mühndisliğind yapıyla ilgili bizi ilgilndirn v üzrind durduğumuz konu, yapının üzrin oturduğu zmin bu yükü taşır mı v zmin inc danli zmins n kadar oturacağı v n kadar sürd oturacağıdır. Özlikl killi zminlrd konsolidasyon oturması önm kazanmaktadır. Zmin taşıma gücünün yrind blirlnbilmsi amacıyla, arazi için gliştiriln plaka yüklm dnyi mvcut olmasına karşın, aynı konunun laboratuarda v arazi koşullarına uygun şartlar altında inclnmsini sağlayan bir dny sistmi gliştirilmmiştir. Bunun yanı sıra, oturmaların laboratuarda blirlnmsi amacıyla zmin mkaniğind kullanılmakta olan ödomtr dny sistmind, blirli bir çapa sahip numun, yanal olarak harkti ngllnck şkild düşy doğrultuda yüklnmkt v bu durum aslında numunnin, tk boyutlu konsolidasyon durumunun inclnmsini sağlamaktadır. Ancak grçkt zminin yanal harktini tamamn ngllmk mümkün dğildir v zmin yapısı içind düşy v yatay grilm v şkil dğiştirmlr arasında Yanal toprak basıncı(k 0 ) olarak adlandırılan durum söz konusudur. Bu durumu laboratuarda üç ksnli basınç dnyi il doğru bir biçimd blirlnmsin karşın hr zaman basit olan v karışık hsapları olmayan hsaplamalar kullanıldığı için pratikt pk kullanılmaz. Bu tzin konusu olan üç boyutlu konsolidasyon dny sistmi is klasik ödomtr dnyi kadar basit v kolay, üç ksnli basınç dnyi kadar grçk koşullara uygun şartlara sahiptir. Patnti alınan dny sistminin tasarımı yapılmış, Türkiy Bilimsl v Tknik Araştırma Kurumu(TUBİTAK) tan maddi dstk alınmış v dny sistminin ürtimi yapılmıştır. Ürtimi yapılan dny sistmi İstanbul Tknik Ünivrsitsi(İTÜ) Ord. Prof. Dr. amdi Pynircioğlu Zmin Mkaniği Laboratuarında kurulup dnylr başlanmıştır. Üç Boyutlu Konsolidasyon Dny Sistmi olarak adlandırılan bu tz bş bölümdn oluşmaktadır.

12 İkinci bölümd konsolidasyon olayından bahsdilmiş v tk boyutlu Trzaghi konsolidasyon torisi anlatılmıştır.. Üçüncü bölümd yni yapılan dny sistminin parçaları tanıtılıp çizim v şkillri vrilcktir. Dny sistminin kurulumu anlatılacak v dny sistminin çalışma prnsiplrindn bahsdilcktir, ayrıca dny sistmiyl ilrid yapılabilck çalışmalardan bahsdilcktir. Dördüncü bölümd klasik konsolidasyon dnylrindn bahsdilck v farklı çaplarda yapılan ödomtr dny sonuçları vrilcktir. Ayrıca dnylr için kullanılan numunnin hazırlanması il ilgili bilgi vrilck v kullanılan numunnin indks özlliklri tablo olarak vrilcktir. Son bölüm olan bşinci bölümd is yapılan dnylrin sonuçları hakkında yorumlara yr vrilck v yni yapılan dny sistmind yapılan dny sonucuyla klasik konsolidasyon dny sonuçları karşılaştırılıp aralarında bir korlasyon bulunmaya çalışılacaktır. Ayrıca yni dny sistmi üzrind yapılabilinck dğişikliklr v gliştirmlrdn bahsdilcktir.

13 2. KONSOLİDASYON Bir tml yada tml sistminin üç koşulu sağlaması grkir:. Taşıma Gücü Koşulu: Yüklnmiş olan tml, zmind kırılma mydana gtirmmli v d böyl olaylara karşı güvnliği olmalı. 2. Oturma Koşulu: Tmllr vasıtasıyla yüklnn zmin ortamda, az vya çok bir oturma (çökm, sıkışma, tasman) olur. Gnl anlamda oturma, uygulanan yüklrdn vya tkilrdn dolayı, tanlr arası boşlukların azalması sonucu, kısa vya uzun sürd olabiln bir hacim azalması, sıkışma olayıdır. 3. Ekonomiklik Koşulu: Yapı konomik olmalıdır []. 2. Oturma Bir yapı vya tmlin oturması; tmlin tipi, yüklm biçimi v zmin özlliklri gibi faktörlr bağlıdır. Tml, flksibl vya rijit olabilir. Tml şkli, gömülm drinliği v tml aralığı; tml cinsin gör dğişcktir. Tml zminin intikal dn yüklr d dğişik olmaktadır. Yüklr kalıcı vya dvinimli vya kadmli olabilmktdir. Yüklm biçimi, yapı cinsin gör dğişmktdir. Eğr zmin yapılacak yüklm bir yapı inşasından kaynaklanıyorsa yüklm kalıcıdır. Oysaki bir dpolama tankında vya bir su dposunda is yüklm, tanktaki sıvının vya suyun sviysin gör dğişmktdir. Yani tml zmin intikal dn yük dvinimli olmaktadır. Aynı durum, rzrvuardaki su sviysini dğişikliğin bağlı olarak baraj tml zmini için d gçrlidir. Bir tmlin, zmind kırılma mydana gtirmmsi v kırılmaya karşı güvnli olması ytmz. Ayrıca, mydana glbilck oturmaların, yapıya zarar vrmmsi grkir. Başka bir dyişl, oturma vya oturma farkları, blli oturma dğrlrini aşmamalıdır. İzin vrilbilir oturmalar aşıldığında, yapılarda çatlaklar, ağır hasarlar, hatta yıkılmalar mydana glbilir. Mvcut yapılardaki hasar vya göçm ndnlrinin başında, oturmalar, özllikl d farklı oturmalar glmktdir.

14 Bu bakımdan r toplam oturmaları yanında d farklı oturmaları il d açısal L dformasyonlarının müsaad diln dğrlr şit vya ufak olduğunun göstrilmsi grkir.[2] Oturma olayına, çşitli ndnlr yol açar. Bunlar gnl olarak aşağıdaki gibi blirtilbilir:. Zminin yüklnmsi 2. Yr altı su sviysinin indirilmsi 3. Tanli zminlrd mydana gln titrşimlr (Dprmlr, kazık çakma işlmlri v.b) 4. Bitişik kazılar ndniyl, mvcut tml vya tmllrin altındaki zmin durumunun bozulması. 5. Yraltındaki boşluk, mağara, tünl, galri v.b. çökmsi 6. Yraltı su akımlarının yol açtığı rozyon 7. Yr kaymaları 8. Tml lmanlarının tahrip olması (Sülfatlı suların btonu tkilmsi, çlik kazıkların paslanması(korozyon), ahşap kazıkların çürümsi vya kurt, solucanlar tarafından kmirilmsi) 9. Don olayı kabarma 0. Zmind mydana glbiln kimyasal olaylar. Killi zminlrd, çabuk büyüyn ağaçlar vb. Kohzyonsuz zminlrd (Kum, çakıl gibi), oturma, kısa sürlidir. Yani, yük uygulanır uygulanmaz, oturma kısa sürd mydana glir. Böyl zminlrd, tanlrin ynidn yrlşmsi vya doygun zminlrd, yüksk gçirimliliktn dolayı boşluklardaki suyun bir kısmının dışarı akarak, boşluk hacminin azalması, kısa sürd olur.

15 Kohzyonlu zminlrd (suya doygun), oturma olayı, düşük gçirimliliktn dolayı, boşluklardaki suyun bir kısmının dışarı çıkması ndniyl, uzun zamanda mydana glir (Şkil2.). Şkil 2. Kohzyonlu (Doygun) Zminlrd, Oturma-Zaman İnc tanli zminlrd oturmalar zamana bağlıdır v 3 bilşndn oluşur:. Ani (ilk, lastik) oturma ( r i ) : Yük uygulanır uygulanmaz, zminin düşük D = possion gçirimliliğindn dolayı, hacim dğişikliği olmaksızın ( V 0), ( u = 0,5) 2. Birincil (Primr) Konsolidasyon oturması ( r ) c : Suya doygun kil tabakasına aktarılan k düşy grilmlrdn dolayı, zminin boşluksuyu basıncı artar. Boşluk suyunun bir kısmı, zminin düşük gçirimliliğindn dolayı, uzun sürd (Bir kaç aydan, bir kaç yıla kadar) tabaka dışına çıkar. İşt, sabit bir grilm altında, uzun sürd mydana gln oturmaya, Birincil (Primr) Konsolidasyon vya sadc, konsolidasyon oturması dnilir. Killrd (suya doygun) sas olarak dikkat alınan oturma budur, dğri birkaç mm.dn, bir kaç m.y kadar olabilir. 3. İkincil (Skondr) konsolidasyon oturması ( r ) s : Ek boşluk suyu basıncının sönmsindn sonra, oturmanın sona rmsi grkir. Ancak, araştırmalar, oturmanın, bazı durumlarda çok az da olsa dvam ttiğini göstrmiştir. İşt buna, İkincil (Skondr) Konsolidasyon oturması dnilir. 2.. Oturma Miktarının Tahminind Kullanılan Yöntmlr. Arazi dnylrin dayanan yöntmlr

16 a. Plaka yüklm dnyi b. Vida plaka dnyi c. Standart pntrasyon dnyi d. CPT dnyi. Prsiyomtr dnyi 2. Laboratuar dnylrin dayanan yöntmlr a. Klasik ödomtr dnyi b. Üç ksnli basınç dnyi[9] c. Row hücrsi 3. Analitik yöntm 4. Sonlu lmanlar yöntmi [3] Bu çalışmada klasik ödomtr dnyindn v Doç. Dr. üsyin Yıldırım tarafından TR B sayılı Patnti alınan v TÜBİTAK tarafından dstklnn proj kapsamında ürtiln v gliştiriln yni dny sistmindn bahsdilcktir. 2.2 Konsolidasyon Torisi 2.2. Konsolidasyon olayının analojisi Konsolidasyon n iyi, su dolu bir silindird, üzrind çok inc dliklr olan v bir yay üzrin oturan piston düznin bnztilrk açıklanabilir. Suya doygun bir zmin tabakası üzrin yük uygulandığı zaman, ğr boşluklardaki su hmn dışarı çıkamıyorsa, boşluk suyu basıncında uygulanan grilmy şit bir artış mydana glcktir. Su dışarı çıktıktan sonra boşluk suyu basıncı düşmy v suyun harkt hızı düşmy başlayacaktır[5]

17 Şkil 2.2 Konsolidasyon Olayının Bnztimi Sabit bir P yükü altında uzun sür kalmış bir sistmd (Şkil 2.2a ) P yükü yay tarafından taşınmakta olup, silindirdki su hrhangi bir yük taşımamaktadır. Bu durumda piston üzrindki yük P kadar arttırıldıktan hmn sonra (Şkil 2.2b), suyun pratik olarak sıkışmaz olmasından dolayı, P k yükü su tarafından taşınır, yaya k yük glmz. Zamanla, basınç altındaki suyun bir kısmı inc dliklrdn yavaşça dışarı çıkar v bir sür sonra (Şkil 2.2c) su, hrhangi bir yük taşımaz, P+ P yükü, tamamn yay tarafından taşınır. Bu düznkt yay; zmin danlrini, inc dliklr; danlr arasındaki boşluğu tmsil dr. Aynı şkild Şkil 2.3 d, sıkışabilir tabaka içindki suyun sadc düşy yönd harkt ttiği kabulü yapılarak başka bir diyagramla konsolidasyon anlatılmaya çalışılmıştır. Zmin tabakası içind konsolidasyonun yr alışı bir sri piyzomtr borusundaki su sviylrinin gözlnmsiyl inclnbilir. Boruların alt uçları zmin tabakası için, düşy bir doğrultu boyunca yrlştirilmiştir. İlav hidrostatik basınç su sviysi durumundan bağımsız olduğundan, su sviysinin konsolidasyona maruz tabakanın üst yüzünd olduğu kabul dilmiştir. Piyzomtr boruları şkild göstrildiği gibi yrlştirilirs blli bir anda piyzomtr borularındaki su sviylrinin gomtrik yrini göstrn ğri, izokron olarak tanımlanır.

18 Şkil 2.3 Sıkışabilir Kil Tabakasının Konsolidasyonunu Göstrn Diyagram Konsolidasyon işlmi sürsinc hidrolik basınç v fktif grilm cinsindn - g D h= - D u= Ds w ' (2.) yazılabilir. idrolik ğim is u i = g z w (2.2) cinsindn yazılabilir. a noktası altında hrhangi bir d drinliğindki i hidrolik ğimi a dan d yatay uzaklığında izokronun ğimin şittir. Başlangıçtaki ilav hidrolik yükün kil tabakasında düşy ksitlr boyunca dağılımı, srbst su yüzyindn p/ w kadar yükskliktki yatay d doğrusu il göstrilir. Bu doğru başlangıç izokronudur. Bir kil tabakasının konsolidasyonu suyun tabakanın iç kısımlarından dış yüzlr harkti il olur [6]. Bu bakımdan konsolidasyonun ilk safhalarında tabakanın orta kısımlarındaki sviylr, C izokronu il göstrildi gibi, dış kısımlardaki sviylrin düşmsin rağmn, dğişmdn kalır. C 2 il göstriln ilri bir safhada, bütün sviylr düşr, drnaj yüzlrind yükskliklr ortadan knarlara doğru v knarlarda sıfır olacak şkild azalır. Nihayt, çok uzun bir

19 zaman sonra, bütün ilav hidrostatik basınç sıfır olur v son izokron ac yatay doğrusu il göstrilir. Şkil 2.4 çşitli konsolidasyon durumlarındaki izokronları göstrir. Konsolidasyona maruz tabaka hm alt hm d üst yüzydn srbstç drn oluyorsa açık tabaka olarak tanımlanır v kalınlığı 2h il göstrilir. Zmin içindki su, yüzylrin sadc biri boyunca dışarı çıkabiliyorsa, tabaka yarı-kapalı olarak isimlndirilir v kalınlığı h il göstrilir [7]. Şkil 2.4 Farklı Yüklm V Drnaj Koşulları İçin İzokronlar.

20 2.2.2 Bir Boyutlu Konsolidasyon Trzaghi (923) İstanbul da yaptığı gözlmlrd killrin sıkışmasında n büyük tknin oluşan fazla boşluk suyu basınçlarının zaman içind sistm dışına atılması sonucu boşluk hacmind azalma olduğunu fark tmiş v Trzaghi bir boyutlu konsolidasyon Torisi ni ortaya koydu. Bu torinin kurulmasında, aşağıdaki basitlştirmlr, kabullr yapılır.. Zmin homojn v doygundur. 2. Zmin tanlri v boşluklardaki su, sıkışmazdır. 3. Darcy Yasası gçrlidir. (v=k.i) 4. Konsolidasyon sürsinc, gçirimlilik katsayısı k, sabittir. 5. Sıkışma sadc düşy doğrultuda olur (Bir boyutlu konsolidasyon). 6. Tabaka sınırları gçirimli olup, su akışına v çıkışına ngl olmazlar. 7. Oluşan sıkışmalar kilin ilk kalınlığına oranla küçük olduğundan ortalama özlliklr v ortalama boyutlar kullanılabilir. Fazla boşluk suyu basıncının zaman içind sönümü ısının bir plak yüzyind dağılımı, yada akımın bir alanda harktini d inclyn Laplac dnklmi il tariflnbilmktdir. Şkil 2.5 d bir zmin lmntind akım koşullarını inclylim. Sürklilik prnsibi lmntr küp girn v çıkan su dbilrinin şit olmasını öngörür. [4] æ vx dxö æ vy dyö æ vz dzö qgirn = vx dydz vy dxdz + vz - dxdy ç è x 2 ø ç y 2 è ø çè z 2 ø æ v v x dxö æ y dyö æ vz dzö qçıkan = vx dydz vy dxdz + vz + dxdy ç è x 2 ø ç y 2 è ø çè z 2 ø Aradaki fark zminin sürç sonundaki sıkışmasını göstrir. V é v v v ù z t ê ë x y z ú û x y D q = = + + (2.3) (2.4)

21 v Vz + dz z V y v + dy y V x d z V x v + dx x d x d y V y V z Şkil 2.5 Elmntr Zmin Küpünd Akım Burada zminin ilk hacmi s ( ) V = V + = dx dy dz 0 (2.5) v bu hacmin zamana bağımlı dğişimi is V = Vs t t (2.6) Dan hacmini tüm hacim türündn yazıp (2.5) dnklmind yrin koyarsak V s = dx dy dz + V dx dy dz æ ö = ç t + çè t ø 0 0 (2.7) Boşluk ndaki zamana bağlı dğişimi d (2.7) bağıntısından yararlanarak æ v ö t ç è x y z ø vx y vz = ( + 0 ) ç + + (2.8)

22 ifad dilir. Zmind su harktini sağlayan hidrolik yük h= u g w w (2.9) olduğundan Darcy yasasının anizotrop ortamda gçrliliği varsayımı il suyun ortamda harkt hızı yazılabilir. v = k i = k = x w x L g x w v = y w y g w y v z k w u = kz u g z w h k u (2.0) omojn zmind bu dnklmlrin x, y v z y gör türvlri alınır (2.8) dnklmin yrlştirilrk + é u u u = + + t ë x y z w w w kx k 2 y k 2 z 2 g ê w ù ú û (2.) bulunur. Öt yandan, fktif grilm dnklmin gör boşluk suyu basıncında azalmanın fktif grilmd aynı miktarda artış oluşturacağı söylnbildiğindn ' s u w =- t t (2.2) ifadsi yazılabilir. Buradan da çıkarak fktif grilmdki artışın gtircği boşluk azalmasının sistmdn çıkan boşluk suyu hacmin şit olduğu göstrilbilir: =- t u w (2.3) zmin için sıkışabilirliğin a v gibi bir sıkışma katsayısı il ifad dilbilcğini kabul tsk - = ' s a v (2.4)

23 bu tarifi (2.4) yrlştirrk u w = a v (2.5) çıkar. Cbirsl olarak da u = t u t w w (2.6) yazılabilcğindn, sıkışmanın zamana bağlı olarak ifadsi yukarıdaki şitliklrdn yararlanarak u = av t t w (2.7) biçimind blirir. (2.) dnklmini kullanarak boşluk suyu basıncının sönüm hızını göstrirsk u + é u u u t a ë x y z w 0 w w w = kx + k 2 y + k 2 z ê 2 v ù ú û (2.8) bu dnklmd zminin fiziksl özlliklrini Konsolidasyon katsayısı il ifad drsk c v = k ( + ) a v g w 0 (2.9) gnl konsolidasyon dnklmi blircktir: vx + 2 vy + 2 vz = 2 u u u u c c c x y z t w (2.20) Trzaghi torisind suyun sadc bir boyutta(düşy) harkt ttiği kabul dildiğin gör dnklm basitlşrk c 2 u vz = 2 u z t w (2.2)

24 biçimin dönüşmktdir v Trzaghi bir boyutlu konsolidasyon dnklmi olarak bilinir Konsolidasyon Oranın sabı Bir boyutlu konsolidasyonun difransiyl şitliği analizind, zminin izotrop, tabakaların parall, sıcaklığın sabit olduğu kabulün gör doğrudur. Dnklm 2.2 daki u dğrinin zamana v drinliğ bağlı olduğunu biliyoruz. u=f(z, t) fonksiyonun aşağıdaki sınır şartları altında u nun dğri yazılır. t = 0 için z = z d u = u = D s = sabit 0 t = için z = z d u = 0 t = t için z = 0 da u = 0 z = da u = 0 Bu şartlar altında difransiyl dnklmin çözümü Fourir srilri yöntmiyl ld dilbilir. Bu hald, ( 2N+ ) pzù ( 2N ) 4 é u = uå sin p N= 2N+ ê ú ë û 2 2 T - + p v 4 (2.22) ifadsi bulunur. Buradaki T v bağımsız dğişkni göstrir v adına zaman faktörü dnir. c t k Tv = = m v 2 2 v gw (2.23) m v is hacimsl sıkışma katsayısı olarak tarif dilir. m v Dh D h ( + ) av = = = Ds ' D s ' + 0 (2.24) Şkil 2.3 d çşitli durumlarda konsolidasyon olayı anlatılmıştı. Konsolidasyon hızını v konsolidasyon yüzdsi (U) U % = S S (2.25)

25 hsap tmk için bazı kabullr yapılır;. k prmabilit katsayısı konsolidasyonun hr safhasında v konsolidasyona maruz tabakanın hr noktasında aynıdır. 2. m v hacimsl sıkışma katsayısı konsolidasyonun hr safhasında v tabakanın hr noktasında aynıdır. 3. Zmin içindki su, sadc düşy doğrultuda harkt drk dışarı atılır. 4. Sıkışma için gçn zaman tamamn zminin prmabilitsinin düşüklüğündn ilri glir. Şkil 2.4 t göstriln durumlar için U(%)-T v grafiği çizrsk Şkil 2.6 v Şkil 2.7 dki grafiklri ld driz. C, C 2, C 3 ğrilri sırasıyla Şkil 2.4 dki a, d, f il göstriln çşitli drnaj v yüklm durumlarına tkabül dr[7]. r açık tabaka için U konsolidasyon yüzdsi v T v arasındaki bağıntı d sıfır izokronunun ğimin bağlı olmaksızın C ğrisindn bulunabilir. Bu bakımdan C ğrisi Şkil 2.4 a, b, c, v d göstriln konsolidasyon problmlrind kullanılabilir. Şkil 2.6 Zaman Faktörü V Konsolidasyon Yüzdsi Arasındaki Bağıntı

26 U Şkil 2.7 Logaritmik Ölçkt U(%)-T v İlişkisi Zaman faktörü T v konsolidasyon yüzdsi U ya bağlı olarak çözülmüş v pratiklik sağlaması için tablolaştırılmıştır Tablo 2. dki sonuçlar C ğrisin gör vrilmiştir Tablo 2. T v il U Arasındaki İlişki 2.3 Ödomtr Dnyi U % T v U % T v , , , , , , , , , , , , , , , ,59 95, ,97 00 Dny sistmi (Şkil 2.8), konsolidasyonun tk boyutlu olduğu kabulün gör hazırlanan ödomtr diy isimlndiriln bir sistmtir.

27 2.3. Dny sistmi v dnyin yapılışı Ödomtr sistmind numun rijit bir ring için yrlştirilir, alt v üst kısmına poroz taş yrlştirilrk ksnl yüklm yapılır. Dny hücrsi alttan bir su kabına bağlıdır. Böyllikl numunnin suya doygun kalması sağlanır. Şkil 2.8 Ödomtr Dny Sistmi Dnyd su çıkışı alttan v üsttn srbsttir v ringdn dolayı yanal su çıkışı v dformasyon ngllnmiştir, yani tk boyutlu konsolidasyon söz konusudur. Dny başladıktan 2 dakika sonra hücry su konur. Yüklm 0,25 0,50,00 2,00 4,00 8,00 kg/cm 2 basınçlarla yapılır. r yüklmdn sonra oturmanın sönümlnmsi bklnir, bu gnllikl 24 saat civarında olduğu kabul dilir. Okuma saatindn 5, 30,, 2, 4, 8, 5, 30, s, 2 s, 4 s, 8 s, 24 s aralıklarla okumalar alınır. Dny sonu su muhtvası bulunur 2.26 bağıntısından n bulunur. = w gg n n s (2.26) Dny sırasında aldığımız okumalar v n kullanılarak bağıntısından bulunur. D = + + ( ) t 0 n 0 0 D = + + t t 0 n æ ö D 0 ç - = + çè 0 = t t n 0 ø 0 D n + 0 Dt - 0 t D D (2.27)

28 Bulduğumuz 0 dğri 2.24 d yrin konularak m v katsayısı bulunabilir. Ayrıca logp- 0 diyagramını çizmk için bulduğumuz 0 dan dğrlri bulunup çizilir.

29 3. ÜÇ BOYUTLU KONSOLİDASYON DENEY SİSTEMİ Söz konusu dny sistmiyl amaç zminlrin laboratuarda, arazi koşullarına bnzr şkild konsolid dilip yüklnmsi v bu sayd, oturmaların v zmin taşıma gücünün arazi koşullarına uygun şkild laboratuarda dnysl olarak blirlnmsidir. Laboratuarda zminlrin, üst başlık v askı sistmi vasıtasıyla arazid mvcut jolojik grilmnin zmin numunsin uygulanabilmsi, yüklm pistonları saysind numunnin sadc orta kısımdan yüklnmsi v bu sayd çvr sınır koşullarının ring kullanılmaması ndniyl araziyl bnzşiminin sağlanmış olması gibi, arazi koşullarına olabildiğinc uygun v bnzr koşullar sağlanarak yüklnmlri sonucunda hm zminlrin taşıma güçlri, hm d bu yüklm koşulları altında konsolidasyon özlliklri inclnck v klasik ödomtr dny sonuçları il karşılaştırma yapılabilcktir. 3. Dny Sistminin Yapım Aşamaları Tzin konusu olan zmin taşıma gücü v oturmaların tayini için gliştiriln Üç boyutlu konsolidasyon dny sistmi Sayın Doç. Dr. üsyin Yıldırım tarafından TR B nolu patnt numarasıyla Türk Patnt Enstitüsü ndn patnti alınmıştır. Dny sistminin ürtim gçirilbilmsi için TÜBİTAK a başvuruda bulunulmuş v Nisan 2004 tarihind grkli olan maddi dstk sağlanmıştır. Bundan sonraki aşama dny sistminin hücr kısmı, yüklm pistonları, ringlr, poroz taşlar Japonya da KYODO SEIKI Co.,ltd y yaptırılmıştır. Kaid kısmı, momnt kolları Türkiy d Kartal End. Mslk Lissi n yaptırılmış, kullanılacak olan ağırlıklar Türkiy d satın alınmıştır. Dny sistminin Japonya da yapılan parçalar Ocak 2005 tarihind Türkiy y glmiş v Şubat 2005 tarihind Türkiy d yaptırılan kaidni üzrin kurularak işltilir hal gtirilmiştir. 3.2 Dny Sistmi Zminin taşıma gücü v oturmaların tayini için tasarlanan dny sistmi Şkil 3.2 d ksiti v planı vriln hücr, konsolidasyon hücrsin bnzmktdir v konsolidasyon hücrsin bnzr kaidnin üzrin oturtulmuştur. Dny sistmind

30 gnl olarak 5 farklı yüksklik v 5 farklı çap olacaktır. Kullanılan mtal parçaların tümü paslanmaz çliktn imal dilmiştir. Şkil 3.2 ücr Ksit V Planı Şkil 3.2 d vriln numunnin yrlştirildiği hücr şu parçalardan oluşmaktadır.

31 I Alt plaka II Üst başlıklar. ( mm dlik açıklıklı olarak imal dilmiştir. üst başlıklarda drnajın sağlanabilmsi için altlarında filtr taşı yrlştirilmiş üst kısımlarında da 2 mm açıklıklı dliklr açılmıştır.) III Filtr taşı (Zmin numunsinin alt drnajının sağlanabilmsi için.) IV Dış ring V Yüklm pistonları. ( mm çaplı olarak imal dilmişlrdir. Altlarında drnajın sağlanabilmsi için filtr taşı konulmuştur.) VI Plastik silindir. VII Sızdırmazlık o-ringlri VIII Zmin numunsi. Şkil mm Çaplı Ringlr Ait Plan V Ksitlr Şkil 3.3 d 20 mm çaplı numunyi hazırlamak için kullanılacak mm yükskliktki ringlr ait plan v ksitlr vrilmiştir. Numuny jolojik yükün uygulanabilmsi için tasarlanan üst başlık yüklm ünitsi v üst başlık yüklm ünitsi ayakları (Şkil 3.4);

32 IX IX XIV Şkil 3.4 Üst Başlık Yüklm Ünitsi v Ayakları Ayrıca yni gliştiriln dny sistmind klasik konsolidasyon dnyi yapılabilmsi için ayrıca yapılan klasik konsolidasyon dnylrind çap v yüksklik tkisini araştırmak için 5 farklı yüksklikt ( mm) v 5 farklı çapta ( mm) ring bulunmaktadır.

33 Şkil 3.5 Dğişik Çapta v Yüksklikt Klasik Konsolidasyon Ringlri Zmin taşıma gücünü laboratuarda dnysl olarak blirlnmsi v numunyi sınırlayıcı ring (Şkil 3.5) olmaksızın oluşan oturmaların ld dilmsi v bu dğrlrin klasik konsolidasyon sonuçlarıyla karşılaştırılabilmsi v sınır koşullarının oturma üzrin tkisinin ortaya konulabilmsi amacıyla tasarlanmış olan 3 boyutlu konsolidasyon dny sistmi sas olarak bir hücr il numuny arazid tkisind bulunduğu jolojik yükün uygulanabildiği farklı dlik açıklıkları olan üt başlıklar v askı mkanizması il farklı çaplara sahip olan yüklm pistonlarından oluşmaktadır. (Şkil 3.6) Şkil 3.6 Yüklm Pistonları v Üst Başlıklar Dny sistmind farklı çapta numunlr kullanıldığı için uygulanmak istnn grilmlri momnt kolu üzrind tk bir noktadan vrmk istdiğind 20 mm il 60 mm çaplı numunlr arasında kullanılacak yüklr çok farklı v yüklr arasındaki fark

34 fazla olduğu için momnt kolu üzrin bir ctvl konuldu v ağırlıkların konulduğu askı çubuğu momnt kolu üzrind harkt dbilck şkild imal dildi (Şkil 3.7) Şkil 3.7 Dny Sistminin Son ali Dny sistminin ilk tasarlanan halind jolojik yük askı sistmi yardımıyla kaidnin ortasından yüklnmsi planlanıyordu(şkil 3.8) ancak jolojik yükü vrbilmk için kullanılması grkn ağırlıklar hsaplandığında çok yüksk dğrlr çıktığı için jolojik yükünd momnt kolu yardımıyla vrilmsin karar vrildi. Bunun için ikinci

35 bir momnt kolu tasarlandı v aynı şkild yüklrin konulduğu çubuk kol üzrind harkt dck şkild imal dildi v dny sistmi nihai halini almış oldu. Şkil 3.8 Sistmin Yapılması Düşünüln İlk ali Şkil 3.2 d görüln dny hücrsi planda dairsl ksit sahip olup, dıştan dışa 200 mm dir. ücr 20 mm kalınlığında paslanmaz çliktn imal dilmiş bir alt plaka (Şkil 3.2 I) üzrin oturtulacaktır. ücr ksitind taralı olarak göstiln zmin numunsi (Şkil 3.2 VIII) çapı 20 mm olup yükskliği dğişkndir. Şkil 3.9 da Dny sistmi işltilir hal gldiktn sonra yapılan dnyd kullanılan numun görülmktdir numunnin yükskliği 20mm çapı 20 mm'dir. Zmin numunsi, çlik alt plaka için yrlştirilck olan bir filtr taşı(şkil III v Şkil 3.0) üzrin oturtulacak, böylc yüklm sırasında numun içrisindki suyun alttan drnajı sağlanmış olacaktır. Filtr taşın dışında paslanmaz çliktn imal dilmiş, 0 mm yükskliğ 2,5 mm kalınlığında dış çlik ringin yrlştirilirkn fitr taşına zarar vrmsini önlmk için rijit bir dış ring yrlştirilmiştir. Filtr taşın orta kısmında yükskliği 20 mm, hücr alt plakası içrisin oturtulan kısmın v dış çapı 70 mm dir.

36 Şkil 3.9 azırlanan 20 mm Çaplı Dny Numunsi Şkil 3.0 Alt Filtr Taşı ücrnin dış çvrsi, sızdırmazlık ringlri (Şkil VII) il alt plakaya gçişli olarak yrlştirilck olan plastik silindirdn (Şkil VI) oluşacaktır. Bu plastik silindir içrisi su il doldurulacak, konsolidasyon v yüklm sırasında numunnin su içrisind kalmış olması sağlanacaktır. İlk aşamada, zmin numunsinin alındığı drinliktki jolojik yük, üst başlık (Şkil II) v yüklm pistonu (Şkil V) yardımı il numuny uygulanacaktır. Daha sonra yüklm pistonu yardımı il yüklm işlmin dvam dilcktir. Şkil 3.6 da numuny jolojik yükün uygulandığı üst başlık ünitsi göstrilmiştir. Bu ünit paslanmaz çliktn imal dilck, yüklm sırasında numunnin içrisindki suyun drnajına imkan sağlanması bakımından numun il tmas dn alt kısmında filtr taşı olacak, içrisind düşy dliklr olacaktır. Numunnin orta kısımdan yüklnbilmsinin sağlanabilmsi v sınır koşullarının zminin konsolidasyonuna tkilrinin araştırılabilmsi bakımından üst başlık 5 farklı dlik açıklığına ( mm) sahip olacak şkild tasarlanmıştır.

37 Şkil 3.4 d tamamn çliktn imal dilck olan üst başlık v askı yüklm mkanizması göstrilmiştir. Bu yüklm mkanizması farklı yükskliklr için dğişbiln yükskliğ sahip 4 adt ayak (Şkil XIV) vasıtasıyla üst başlık üzrin oturtulacak v jolojik yükü numuny uygulayacaktır. Ağırlıklar, askı çubukları il üst kısımla bağlantısı sağlanmış olan momnt kolu üzrin yrlştirilcktir. Şkil 3.6 da numun üzrin aynn ödomtr dny sistmind olduğu gibi bir kaldıraç sistmi vasıtasıyla yüklmnin yapılacağı v yin çliktn imal dilck olan yüklm pistonları görülmktdir. Silindirik yüklm pistonlarının yükskliklri 20 mm dir. Çapları is yüklm başlığı ortasındaki açıklık çapına uygun olmak üzr ( mm) olarak tasarlanmıştır. Drnajın sağlanabilmsi bakımından yüklm pistonlarının numuny oturan alt kısımlarında bir filtr taşı v orta kısımlarında düşy konumda dlik mvcuttur. r bir pistonun ağırlığından dolayı oluşturdukları grilmlr hsaplanmış v oluşan bu grilmlr daha sonra yüklm sırasında konulacak ağırlıklar hsaplanırkn düşülmüştür. Şkil I d vriln dairsl ksitli hücr alt plakası çliktn imal dilmiştir, 200 mm çapında, 20 mm kalınlığa sahiptir. Şkil 3. d numunyi dışarıdan çvrlyn rijit çlik dış ring ksit v planı görülmktdir. Bu ringin kalınlığı 0 mm, iç çapı 20 mm, yükskliği is 0 mm dir. Şkil 3. Rijit Dış Ring 3.3 Dny Sistminin Kurulması Kullanılacak yni dny sistmind ringsiz yapılacak olan konsolidasyon dnylrind klasik konsolidasyon sistmind hazırlandığı gibi hazırlanır.

38 Ringsiz yapılacak dnylrd is dğişik yükskliklrd (= mm) v 20 mm çapında zmin numunsi ringlr (Şkil 3.3, Şkil 3.2) vasıtasıyla hazırlanacak v hücrdki yrin yrlştirilck v birinci aşamada zmin profili v arazidn alındığı drinlik dikkat alınarak hsaplanacak grilmlr altında yüklm pistonu v üst yüklm ünitsin şit yük (arazidki jolojik yük) uygulanarak konsolid dilcktir. Bu ilk konsolidasyon işlmind amaç arazidki grilm koşullarım sağlamaktır. Bu işlm tamamlandıktan sonra ikinci yüklm aşamasına gçilcktir. Bu aşamada üst yüklm ünitsindn askı sistmi yardımıyla uygulanan jolojik yük sabit kalacak, sadc yüklm pistonu aynn ödomtr dnyind olduğu gibi bnzr biçimd bir kaldıraç sistmiyl yüklncktir. Bu sırada numunnin sçiln yüklm pistonunun dik ksit alanına şit orta ksimi yüklnmiş olacak (Şkil 3.3), böylc numunnin yüklm sırasında yanal dformasyon yapmasına olanak sağlanacaktır. Şkil 3.2 Farklı Yüksklikt v 20 mm Çaplı Ringlr Şkil 3.3 Dnydn Başlamadan Önc v Sonra Numunnin Görünümü Bu araştırmalar farklı çap v yükskliklr sahip numunlr kullanılarak v orta kısımda farklı çapta alanlar yüklnrk yapılacak v zminin taşıma kapasitsi araştırılacaktır. Ayrıca aynı çapta ring içrisin alınmış olan numunlrd d

39 yüklm dnylri tkrarlanacak v yanal dformasyonun ngllnmsinin konsolidasyona tkisi inclnmiş olacaktır. Tasarlanmış olan bu dny sistmi saysind zmin taşıma kapasitsi doğrudan laboratuarda dnysl olarak blirlnbilcktir. Ayrıca yüklm sırasında zmind mydana glck oturmalar da kontrol dilbilcktir. Bu sayd arazi dnylrin gör daha konomik v daha kolay olan laboratuar dnyi sonuçlarından ld dilck zmin taşıma kapasitsi yapı tmllrinin tip sçimind, projlndirilmsind v boyutlandırılmasında kullanılacaktır. 3.4 Dny Sistmin Ait Yapılan saplar v Dny Sonuçlarının Dğrlndirilmsi Dny sistmi kurulduktan sonra yüklm aşamasında biz grkli olan, istniln grilmlr için farklı çaplarda n kadar yük yüklycğimizdir. a a b Şkil 3.4 Momnt Kolunun Boyutları Şkil 3.4 d görüln şma üzrind a nın dğri 60 mm dir, biz grkli olan b uzaklıkları v blirli grilmlrd kullanılması grkli yüklr Tablo 3. d vrilmiştir. saplanan ağırlıklarda piston ağırlığı da dikkat alınmıştır. Tablo 3. Kullanılması Grkn Yüklr v b Uzaklığı Çap (mm) Grilm(kg/cm 2 ) ,25 0,09 0,8 0,26 0,35 0,44 0,50 0,23 0,45 0,68 0,90,3,00 0,50,00,50 2,00 2,50 2,00,05 2,0 3,5 4,20 5,25 4,00 2,5 4,30 6,45 8,59 0,74 8,00 4,35 8,69 3,04 7,38 2,73 6,00 8,74 7,48 26,23 34,97 43,7 b (cm) 34,3 38,59 45,74 53,60 6,75

40 Tablo 3. d vriln yüklr kg cinsindndir. Vriln bu yüklr blirli bir düznğ gör vrilmiştir, şöyl ki 20 mm çaplı dny için grkli olan yüklr diğr çaplarda kullanılacak yüklr rfrans olacak şkild ayarlandı. Diğr çaplarda kullanılması grkn yüklr 20 mm çaplı dnyd kullanılması grkn yüklrin katları olacak şkild ayarlandı. Momnt koluna asılı yük askısının yri dğişbildiği için yüklr v b uzaklığı istnildiği gibi ayarlanabilir dny başlamadan önc yüklr v yük askısının yri dğiştirilbilir buda dny sistminin kullanılabilirliğini arttırmaktadır. Ayrıca jolojik yükü vrbilmk amacıyla üst başlık vasıtasıyla yüklnmsi grkn yüklr Tablo 3.2 d vrilmiştir. Tabloda vriln yüklr kg/cm 2 ön yüklm için hsaplanmış ağırlıklardır. Jolojik yük içind ayrı bir momnt kolu v sürgülü askı sistmi olduğu için, vriln yüklr ortadan yüklm yapan momnt kolu gibi blirlnck bir b uzaklığı için hsaplanıp yüklnbilir. Jolojik yük ait momnt kolunda da a msafsi 60 mm dir. saplanan ağırlıklar için yüklm başlığının ağırlığı dikkat alınarak hsaplanmıştır. Çap (cm) Tablo 3.2 Jolojik Yüklr İçin Kullanılması Grkn Yüklr Yüklm başlığının ağırlığı (kg) Yüklm için grkli ağırlık (kg) 2 2, ,05 3 2,879 03,2 4 2,730 97,80 5 2, ,90 6 2, ,52 Dny sonunda nihai oturma dğrlri karşılaştırılarak, aralarında bir korlasyon katsayısı bulunmaya çalışılacaktır. Ayrıca dny sonunda numun hacminin dğişmycği kabulünü yaparak ringli dny v ringsiz dny sonuçlarını kullanarak r yanal gnlşm bulunmaya çalışılacaktır(şkil 3.5). D r h h 2 D r D r Şkil 3.5 Oturma Olayının Karşılaştırılması D+2 r

41 burada; 2 2 D ( D 2 r ) g h g h D gh ( D 4 4 D ) gh r r 2 r şitliğin bir tarafına çkildiğind; (3.) r D 2 h h 2 (3.2) bulunur. 3.5 Dny Sistmiyl Yapılması Planlanan Çalışmalar Üç boyutlu konsolidasyon dny sistmiyl asıl amaçlanan zminlrin laboratuarda arazi koşullarına uygun biçimd konsolid dilip yüklnmsi v bu sayd, oturmaların v zmin taşıma gücünün arazi koşullarına uygun bir şkild, laboratuarda dnysl olarak blirlnmsi amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda yni dny sistmiyl yapılması düşünülnlri şu şkild sıralanabilir;. Yni dny sistminin sınır şartlarıyla ilgili torik araştırmalar v bu bağlamda K 0 koşulunun inclnmsi v K 0 dğrinin blirlnmsi. 2. Mvcut konsolidasyon dny sistmi kullanılarak kıyas dnylri yapılması v bu sayd, litratürd kabul görn klasik konsolidasyon dnylri il ilişkisinin blirlnmsi. 3. Zmin taşıma gücünün blirlnmsi amacıyla laboratuarda yapılan izotropik v anizotropik (K 0 ) üç ksnli basınç dnylri kullanılarak kıyas dnylrinin yapılması v gliştiriln yni dny sistmi sonuçlarıyla üç ksnli dny sonuçları arasında korlasyonlar gliştirilmsi. 4. Numun gomtrisinin dny sonuçları üzrindki tkisinin blirlnmsi v bu şkild olası optimum numun gomtrisinin saptanması(etkilnm sınır çap nın blirlnmsi). Sıralanan maddlrin grçklşmsi için is blli bir program dahilind dnylr yapılacaktır. İnclnmsi planlanan ilk tml zmin özlliği, zminin oturma

42 davranışıdır. Bunun için blirln v kontrol dilbiln özlliklr sahip numunlr üzrind bir taraftan yni ürtiln dny sistmi üzrind dnylr yapılacak, diğr yandan klasik konsolidasyon dnylri, üç ksnli basınç dnylri, v anizotropik (K 0 ) üç ksnli basınç dnylri yapılacaktır. Klasik ödomtr dnyi sonucunda ld diln v zminlrin oturma miktarını v blirli miktarda oturmanın grçklşmsi grkli süryi vrn oturma paramtrlri olarak blirlnn hacimsl sıkışma katsayısı v sıkışma indisi gibi dğişknlr, asln dny sonucundan çıkar sanılan tipik grilm-şkil dğiştirm ilişkisin ait dformasyon modüllridir. Ancak bu modüllr diğr iki boyutta harktin ngllndiği sınır şartları altında ld dilmktdir. Üç ksnli basınç dnylri kullanılarak ld diln oturma paramtrlri is, özllikl anizotropik (K 0 ) grilm altında yürütüln üç ksnli basınç dnyi durumunda, zminin arazidki doğal halin uygun sonuçların ld dilmsini olanaklı kılmaktadır. Kullandığımız yni üç ksnli konsolidasyon dny sistmi is klasik ödomtr dny sistmi kadar basit v kolay, anizotropik üç knli basınç dnyi kadar da grçk koşullara sahiptir. Bu anlamda tüm dny sistmlri kullanılarak ş numunlr üzrind yapılacak oturma dnylri sonucunda ld diln hacimsl sıkışma katsayısı, sıkışma indisi v konsolidasyon katsayısı gibi blli başlı oturma paramtrlrinin birbiriyl ilişkilrinin blirlnmsi v yni dny sistmi il ld diln sonuçların bu tabloda nry yrlştirilcğinin blirlnmsi grkmktdir. Yni dny sistmi il tayini mümkün olan bir diğr zmin davranış özlliği olan taşıma gücünün laboratuarda blirlnmsi için halihazırda üç ksnli basınç dnylri kullanılmakta olan n yaygın dny sistmidir. Üç ksnli basınç dnylrindn ld diln v mukavmt paramtrlri olarak adlandırılan içsl kayma mukavmti açısı il görünn kohzyon dğrlrinin girdi olarak kullanıldığı tipik taşıma gücü ifadlri il hsaplanan taşıma gücü dğrlri, yni dny sistmiyl doğrudan blirlnn taşıma gücü dğrlriyl karşılaştırılacaktır. Yapılan tüm çalışmaların son aşaması is, ld diln tüm dnysl çalışmaların sonuçları, yni dny sistminin sınır koşullarıyla ilgili torik çalışmalarla birlikt l alınarak uluslar arası platforma taşınacak v yni dny sistmi bilimsl tartışmaya açılacaktır.

43 4. DENEYSEL ÇALIŞMALAR Dny sonuçlarını dğrlndirirkn bilinmynlri aza indirmk amacıyla kullanılan numunnin indks özlliklrini bilmmiz grkmktdir. Bu amaçla homojn bir malzmyl çalışmak grkmktdir bunun için killr çalışmaya karar vrildi. Önclikl İstanbul içind bulabilcğimiz killr araştırıldı v ilk olarak daha öncdn sondaj yapılmış Güngörn d bir arazid Güngörn kili bulundu. Bulunan kil laboratuarda 200 nolu lktn lndi kıvam limitlri v hidromtri analizi yapıldı. Bulunan bu kill çalışmalara başlandı v Row hücrsind kg/cm 2 basınç altında numun hazırlandı, hazırlanan malzm nm odasında muhafaza dilmy başladığında malzmd bir takım dğişikliklr olmaya küflnmy başladı. Malzmnin organik kil olmasından dolayı sonuçların dğrlnmsind sorunlar çıkacağı için Güngörn kili kullanılmaktan vazgçildi. Daha sonra laboratuarda bulunan daha önc başka bir tz için kullanılmış malzmnin killi malzm olmasından dolayı bu malzmyl çalışılmaya karar vrildi, malzm 200 nolu lktn lnip kıvam limitlri, hidromtri analizi yapıldı v dan birim hacim ağırlığı blirlndi. Kullanılan malzmy ait indks özlliklri Tablo 3. d vrilmiştir. Tablo 3. Malzmnin indks özlliklri s Çakıl Kum Silt Kil W L W P W I t/m 3 (%) (%) (%) (%) Giriş Dnylr iki aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada bilinn ön konsolidasyon basıncı altında Row hücrsind numun hazırlanması, ikinci aşamada is hazırlanan büyük numundn numunlr alınarak dğişik çaplarda odomtr dnyinin yapılması v yni dny sistmiyl dnylrin yapılmasıdır.

44 4.2 Row ücrsind Numun azırlanması Önclikl Row hücrsind büyük numun hazırlandı hazırlanan büyük numundn numunlr alınarak aynı anda 50 mm v 75 mm çaplı numunlr il ödomtr sistmi kuruldu. Bu şkild 3 st halind dnylr yapıldı. Row hücrsi (Şkil 4.), iç çapı 254 mm, dış çapı 336 mm v yükskliği 60 mm olan büyük bir ring, alt başlık, yükskliği arttırmak için iki adt ring v yüklm mkanizmasına sahip üst başlıktan ibart bir dny sistmidir. Şkil 4. Row ücrsi Row hücrsind malzm hazırlarkn dikkat dilck husus katı malzmnin yani kilin likit limitinin iki katı su konulması grkmktdir. Row hücrsinin tabanına filtr kağıdı konulur, oluşturulan viskoz numun Row hücrsin boşaltılır. Poroz mtal lvha altına fitr kağıdı hafif ıslatılarak konulur (malzmnin fitr taşını tıkamasını önlmk amacıyla) numun üzrin poroz mtal lvha yrlştirilir ardından, kombin hald bulunan yüklm pistonlu, körüklü üst başlık il Row hücrsi kapatılır. Körüğün için üst kapaktaki iki drnaj dliğindn basınç uygulanır.

45 Burada körüğün açılmaya başlaması, numunnin konsolidasyona başlamasını sağlar. Alt başlıkta bulunan iki drnaj dliği is su çıkışını grçklştirir. Yüklmy aynı ödomtr dnyind olduğu gibi 0,25-0,50-,00 kg/cm 2 yüklm kadmlriyl yüklm yapıldı, hr yüklm kadmsin su çıkışının durduğu yani konsolidasyonun durduğu zaman son vrildi v bir yüklmy gçildi sonuçta malzm,00 kg/cm 2 il konsolid dilmiş. Row hücrsi numunsinin daha gniş yüzy alanına sahip olması ndniyl, konsolidasyon hızlanmaktadır. Eld diln numunnin tam anlamıyla homojn olduğu söylnbilir. 4.3 Klasik Konsolidasyon Dnylri Ödomtr d numun çapının tkisini bulmak amacıyla 50 v 75 mm çaplı ringlrl dnylr yapıldı. İlk sri dnylrd 4 adt 50 mm çaplı 2 adt 75 mm çaplı toplam 6 adt dny yapılmıştır. İkinci sri dnylrd 5 adt 50 mm çaplı 2 adt 75 mm çaplı toplam 7 adt dny yapılmıştır. Üçüncü sri dnylrd 2 adt 50 mm çaplı 4 adt 75 mm çaplı toplam 6 adt dny yapılmıştır. r üç sri dnyd d 0,25 0,50,00 2,00 4,00 8,00 kg/cm 2 yüklrl yükldi daha sonra aynı şkild boşaltma yapıldı. Daha sonra aşağıdaki tablolar oluşturuldu. Tablolarda hr dny v dny sistmin bir kod vrildi. Örnk olarak A3-50 birinci st dny A3 dny sistmind 50 mm çaplı ringl çalışıldı.

46 Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = - 2 Tablo 4. A5-50 Dny Sonuçları Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,626-0,25 0,25 0, 9,889 0, 0,05,6 0,007 0,058 0,058 0,50 0,25 0,266 9,734 0,55 0,020,59 0,00 0,08 0,08,00 0,50,28 8,782 0,952 0,25,466 0,062 0,250 0,235 2,00,00 2,88 7,82,600 0,20,256 0,05 0,20 0,90 4,00 2,00 4,488 5,52,670 0,29,037 0,0 0,0 0,099 8,00 4,00 6,356 3,644,868 0,245 0,79 0,23 0,06 0,055 4,00 4,00 6,238 3,762-0,8-0,05 0,807-0,008 2,00 2,00 6,24 3,876-0,4-0,05 0,822-0,007,00,00 5,868 4,32-0,256-0,034 0,856-0,07 0,50 0,50 5,636 4,364-0,232-0,030 0,886-0,05 0,25 0,25 5,446 4,554-0,90-0,025 0,9-0,02 0

47 Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = - 2 Tablo 4.2 U-50 Dny Sonuçları Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,428-0,25 0,25 0,20 9,79 0,20 0,025,402 0,03 0,02 0,0 0,50 0,25 0,445 9,555 0,235 0,029,374 0,04 0,4 0,3,00 0,50,080 8,92 0,635 0,077,297 0,039 0,54 0,48 2,00,00 2,700 7,3,620 0,97,00 0,098 0,97 0,79 4,00 2,00 4,240 5,76,540 0,87 0,93 0,093 0,093 0,085 8,00 4,00 5,40 4,59,70 0,42 0,77 0,07 0,036 0,033 4,00 4,00 5,240 4,76-0,70-0,02 0,792-0,00 2,00 2,00 4,995 5,005-0,245-0,030 0,82-0,05,00,00 4,75 5,285-0,280-0,034 0,855-0,07 0,50 0,50 4,465 5,535-0,250-0,030 0,886-0,05 0,25 0,25 4,298 5,702-0,67-0,020 0,906-0,00 0

48 Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = - 2 Tablo 4.3 U2-50 Dny Sonuçları Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,407-0,25 0,25 0,0 9,89 0,0 0,03,394 0,007 0,053 0,053 0,50 0,25 0,240 9,76 0,30 0,06,378 0,008 0,063 0,062,00 0,50 0,820 9,8 0,580 0,070,309 0,035 0,40 0,35 2,00,00 2,50 7,49,690 0,203,05 0,02 0,203 0,85 4,00 2,00 3,940 6,06,430 0,72 0,933 0,086 0,086 0,079 8,00 4,00 5,250 4,75,30 0,58 0,775 0,079 0,039 0,037 4,00 4,00 5,05 4,895-0,45-0,07 0,793-0,009 2,00 2,00 4,865 5,35-0,240-0,029 0,822-0,04,00,00 4,620 5,38-0,245-0,029 0,85-0,05 0,50 0,50 4,400 5,6-0,220-0,026 0,878-0,03 0,25 0,25 4,25 5,785-0,85-0,022 0,900-0,0 0

49 Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = - 2 Tablo 4.4 U3-50 Dny Sonuçları Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,43-0,25 0,25 0,200 9,8 0,200 0,024,389 0,02 0,097 0,095 0,50 0,25 0,290 9,7 0,090 0,0,378 0,005 0,043 0,043,00 0,50 0,870 9,3 0,580 0,070,308 0,035 0,40 0,35 2,00,00 2,525 7,475,655 0,200,08 0,00 0,200 0,82 4,00 2,00 4,0 5,89,585 0,9 0,97 0,096 0,096 0,087 8,00 4,00 5,260 4,74,50 0,39 0,778 0,069 0,035 0,032 4,00 4,00 5,40 4,86-0,20-0,04 0,793-0,007 2,00 2,00 4,930 5,07-0,20-0,025 0,88-0,03,00,00 4,700 5,3-0,230-0,028 0,846-0,04 0,50 0,50 4,485 5,55-0,25-0,026 0,872-0,03 0,25 0,25 4,352 5,648-0,33-0,06 0,888-0,008 0

50 Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = - 2 Tablo 4.5 A3-75 Dny Sonuçları Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,474-0,25 0,25 0,295 9,705 0,295 0,036,437 0,08 0,46 0,43 0,50 0,25 0,460 9,54 0,65 0,020,47 0,00 0,082 0,08,00 0,50,070 8,93 0,60 0,075,34 0,038 0,5 0,45 2,00,00 2,775 7,225,705 0,2,30 0,05 0,2 0,9 4,00 2,00 4,275 5,725,500 0,86 0,945 0,093 0,093 0,085 8,00 4,00 5,650 4,35,375 0,70 0,775 0,085 0,043 0,039 4,00 4,00 5,452 4,548-0,98-0,024 0,799-0,02 2,00 2,00 5,200 4,8-0,252-0,03 0,830-0,06,00,00 4,930 5,07-0,270-0,033 0,864-0,07 0,50 0,50 4,670 5,33-0,260-0,032 0,896-0,06 0,25 0,25 4,470 5,53-0,200-0,025 0,92-0,02 0

51 Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = - 2 Tablo 4.6 A4-75 Dny Sonuçları Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,440-0,25 0,25 0,22 9,788 0,22 0,026,44 0,03 0,03 0,02 0,50 0,25 0,368 9,632 0,56 0,09,395 0,00 0,076 0,075,00 0,50,032 8,968 0,664 0,08,34 0,04 0,62 0,56 2,00,00 2,760 7,24,728 0,2,03 0,05 0,2 0,9 4,00 2,00 4,228 5,772,468 0,79 0,924 0,090 0,090 0,082 8,00 4,00 5,570 4,43,342 0,64 0,760 0,082 0,04 0,038 4,00 4,00 5,376 4,624-0,94-0,024 0,784-0,02 2,00 2,00 5,22 4,878-0,254-0,03 0,85-0,05,00,00 4,820 5,8-0,302-0,037 0,852-0,08 0,50 0,50 4,538 5,462-0,282-0,034 0,886-0,07 0,25 0,25 4,338 5,662-0,200-0,024 0,9-0,02 0

52 Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = - 2 Tablo 4.7 2A-50 Dny Sonuçları Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,500-0,25 0,25 0,50 9,85 0,50 0,09,482 0,009 0,075 0,074 0,50 0,25 0,392 9,608 0,242 0,030,45 0,05 0,2 0,9,00 0,50,24 8,786 0,822 0,03,349 0,05 0,206 0,95 2,00,00 2,764 7,236,550 0,94,55 0,097 0,94 0,77 4,00 2,00 4,90 5,8,426 0,78 0,977 0,089 0,089 0,082 8,00 4,00 5,428 4,572,238 0,55 0,822 0,077 0,039 0,036 4,00 4,00 5,250 4,75-0,78-0,022 0,844-0,0 2,00 2,00 4,998 5,002-0,252-0,032 0,876-0,06,00,00 4,740 5,26-0,258-0,032 0,908-0,06 0,50 0,50 4,484 5,56-0,256-0,032 0,940-0,06 0,25 0,25 4,24 5,786-0,270-0,034 0,974-0,07 0

53 Tablo 4.8 2A2 Dny Sonuçları Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,495-0,25 0,25 0,200 9,8 0,200 0,025,470 0,02 0,00 0,099 0,50 0,25 0,364 9,636 0,64 0,020,449 0,00 0,082 0,08,00 0,50,086 8,94 0,722 0,090,359 0,045 0,80 0,72 2,00,00 2,730 7,27,644 0,205,54 0,03 0,205 0,86 4,00 2,00 4,60 5,84,430 0,78 0,976 0,089 0,089 0,082 8,00 4,00 5,380 4,62,220 0,52 0,823 0,076 0,038 0,035 4,00 4,00 5,204 4,796-0,76-0,022 0,845-0,0 2,00 2,00 4,948 5,052-0,256-0,032 0,877-0,06,00,00 4,686 5,34-0,262-0,033 0,90-0,06 0,50 0,50 4,440 5,56-0,246-0,03 0,94-0,05 0,25 0,25 4,58 5,842-0,282-0,035 0,976-0,08

54 Tablo 4.9 2A5-50 Dny Sonuçları Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,468-0,25 0,25 0,044 9,956 0,044 0,005,463 0,003 0,022 0,022 0,50 0,25 0,284 9,76 0,240 0,030,433 0,05 0,8 0,7,00 0,50,226 8,774 0,942 0,6,37 0,058 0,233 0,220 2,00,00 2,708 7,292,482 0,83,34 0,09 0,83 0,68 4,00 2,00 4,028 5,972,320 0,63 0,97 0,08 0,08 0,075 8,00 4,00 5,72 4,828,44 0,4 0,830 0,07 0,035 0,033 4,00 4,00 5,6 4,884-0,056-0,007 0,837-0,003 2,00 2,00 4,908 5,092-0,208-0,026 0,863-0,03,00,00 4,665 5,335-0,243-0,030 0,893-0,05 0,50 0,50 4,424 5,576-0,24-0,030 0,922-0,05 0,25 0,25 4,60 5,84-0,264-0,033 0,955-0,06

55 Tablo 4.0 2U-50 Dny Sonuçları Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,493-0,25 0,25 0,222 9,778 0,222 0,028,465 0,04 0, 0,09 0,50 0,25 0,450 9,55 0,228 0,028,437 0,04 0,4 0,2,00 0,50,05 8,985 0,565 0,070,367 0,035 0,4 0,36 2,00,00 2,530 7,47,55 0,89,78 0,094 0,89 0,73 4,00 2,00 3,85 6,85,285 0,60,07 0,080 0,080 0,074 8,00 4,00 5,285 4,75,470 0,83 0,834 0,092 0,046 0,042 4,00 4,00 5,80 4,82-0,05-0,03 0,847-0,007 2,00 2,00 4,975 5,025-0,205-0,026 0,873-0,03,00,00 4,750 5,25-0,225-0,028 0,90-0,04 0,50 0,50 4,550 5,45-0,200-0,025 0,926-0,02 0,25 0,25 4,330 5,67-0,220-0,027 0,953-0,04

56 Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = - 2 Tablo 4. 2U2-50 Dny Sonuçları Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,54-0,25 0,25 0,282 9,78 0,282 0,035,478 0,08 0,42 0,39 0,50 0,25 0,50 9,49 0,228 0,029,450 0,04 0,5 0,3,00 0,50,80 8,82 0,670 0,084,365 0,042 0,68 0,62 2,00,00 2,745 7,255,565 0,97,69 0,098 0,97 0,79 4,00 2,00 4,50 5,85,405 0,77 0,992 0,088 0,088 0,08 8,00 4,00 5,475 4,525,325 0,67 0,826 0,083 0,042 0,038 4,00 4,00 5,325 4,675-0,50-0,09 0,844-0,009 2,00 2,00 5,080 4,92-0,245-0,03 0,875-0,05,00,00 4,85 5,85-0,265-0,033 0,909-0,07 0,50 0,50 4,570 5,43-0,245-0,03 0,939-0,05 0,25 0,25 4,320 5,68-0,250-0,03 0,97-0,06 0

57 Tablo 4.2 2A3-75 Dny Sonuçları Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,550-0,25 0,25 0,380 9,62 0,380 0,048,502 0,024 0,94 0,89 0,50 0,25 0,622 9,378 0,242 0,03,47 0,05 0,23 0,22,00 0,50,300 8,7 0,678 0,086,384 0,043 0,73 0,66 2,00,00 2,970 7,03,670 0,23,7 0,06 0,23 0,92 4,00 2,00 4,480 5,52,50 0,93 0,979 0,096 0,096 0,088 8,00 4,00 5,800 4,2,320 0,68 0,80 0,084 0,042 0,039 4,00 4,00 5,60 4,39-0,90-0,024 0,835-0,02 2,00 2,00 5,345 4,655-0,265-0,034 0,868-0,07,00,00 5,070 4,93-0,275-0,035 0,904-0,08 0,50 0,50 4,800 5,2-0,270-0,034 0,938-0,07 0,25 0,25 4,55 5,485-0,285-0,036 0,974-0,08

58 Tablo 4.3 2A4-75 Dny Sonuçları Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,59-0,25 0,25 0,285 9,75 0,285 0,036,483 0,08 0,44 0,4 0,50 0,25 0,484 9,56 0,99 0,025,458 0,03 0,00 0,099,00 0,50,30 8,69 0,826 0,04,354 0,052 0,208 0,98 2,00,00 3,036 6,964,726 0,27,37 0,09 0,27 0,96 4,00 2,00 4,532 5,468,496 0,88 0,948 0,094 0,094 0,086 8,00 4,00 5,820 4,8,288 0,62 0,786 0,08 0,04 0,038 4,00 4,00 5,68 4,382-0,202-0,025 0,82-0,03 2,00 2,00 5,346 4,654-0,272-0,034 0,846-0,07,00,00 5,042 4,958-0,304-0,038 0,884-0,09 0,50 0,50 4,762 5,238-0,280-0,035 0,920-0,08 0,25 0,25 4,422 5,578-0,340-0,043 0,962-0,02

59 Tablo 4.4 3U-50 Dny Sonuçları Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,425-0,25 0,25 0,80 9,82 0,80 0,022,404 0,0 0,087 0,086 0,50 0,25 0,355 9,645 0,75 0,02,382 0,0 0,085 0,084,00 0,50 0,960 9,04 0,605 0,073,309 0,037 0,47 0,42 2,00,00,50 8,85 0,90 0,023,286 0,02 0,023 0,023 4,00 2,00 3,065 6,935,95 0,232,054 0,6 0,6 0,04 8,00 4,00 5,25 4,785 2,50 0,26 0,793 0,30 0,065 0,058 4,00 4,00 5,80 4,82-0,035-0,004 0,797-0,002 2,00 2,00 5,070 4,93-0,0-0,03 0,8-0,007,00,00 4,935 5,065-0,35-0,06 0,827-0,008 0,50 0,50 4,700 5,3-0,235-0,028 0,855-0,04 0,25 0,25 4,565 5,435-0,35-0,06 0,872-0,008

60 Tablo 4.5 3U2-50 Dny Sonuçları Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,423-0,25 0,25 0,60 9,84 0,60 0,09,403 0,00 0,078 0,077 0,50 0,25 0,350 9,65 0,90 0,023,380 0,02 0,092 0,09,00 0,50 0,995 9,005 0,645 0,078,302 0,039 0,56 0,50 2,00,00 2,545 7,455,550 0,88,5 0,094 0,88 0,72 4,00 2,00 4,005 5,995,460 0,77 0,938 0,088 0,088 0,08 8,00 4,00 5,275 4,725,270 0,54 0,784 0,077 0,038 0,036 4,00 4,00 5,25 4,875-0,50-0,08 0,802-0,009 2,00 2,00 4,890 5, -0,235-0,028 0,830-0,04,00,00 4,645 5,355-0,245-0,030 0,860-0,05 0,50 0,50 4,370 5,63-0,275-0,033 0,893-0,07 0,25 0,25 4,200 5,8-0,70-0,02 0,94-0,00

61 Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = - 2 Tablo 4.6 3A-75 Dny Sonuçları Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,54-0,25 0,25 0,282 9,78 0,282 0,035,478 0,08 0,42 0,39 0,50 0,25 0,50 9,49 0,228 0,029,450 0,04 0,5 0,3,00 0,50,80 8,82 0,670 0,084,365 0,042 0,68 0,62 2,00,00 2,745 7,255,565 0,97,69 0,098 0,97 0,79 4,00 2,00 4,50 5,85,405 0,77 0,992 0,088 0,088 0,08 8,00 4,00 5,475 4,525,325 0,67 0,826 0,083 0,042 0,038 4,00 4,00 5,325 4,675-0,50-0,09 0,844-0,009 2,00 2,00 5,080 4,92-0,245-0,03 0,875-0,05,00,00 4,85 5,85-0,265-0,033 0,909-0,07 0,50 0,50 4,570 5,43-0,245-0,03 0,939-0,05 0,25 0,25 4,320 5,68-0,250-0,03 0,97-0,06 0

62 Tablo 4.7 3A3-75 Dny Sonuçları Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,509-0,25 0,25 0,340 9,66 0,340 0,043,466 0,02 0,7 0,67 0,50 0,25 0,580 9,42 0,240 0,030,436 0,05 0,20 0,9,00 0,50,35 8,685 0,735 0,092,344 0,046 0,84 0,76 2,00,00 3,00 6,99,695 0,23,3 0,06 0,23 0,92 4,00 2,00 4,50 5,49,500 0,88 0,943 0,094 0,094 0,086 8,00 4,00 5,80 4,9,300 0,63 0,780 0,082 0,04 0,038 4,00 4,00 5,65 4,385-0,95-0,024 0,804-0,02 2,00 2,00 5,380 4,62-0,235-0,029 0,834-0,05,00,00 5,080 4,92-0,300-0,038 0,87-0,09 0,50 0,50 4,870 5,3-0,20-0,026 0,898-0,03 0,25 0,25 4,670 5,33-0,200-0,025 0,923-0,03

63 Tablo 4.8 2A5-75 Dny Sonuçları Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,533-0,25 0,25 0,248 9,752 0,248 0,03,50 0,06 0,26 0,24 0,50 0,25 0,465 9,535 0,27 0,027,474 0,04 0,0 0,08,00 0,50,300 8,7 0,835 0,06,368 0,053 0,2 0,20 2,00,00 3,024 6,976,724 0,28,50 0,09 0,28 0,97 4,00 2,00 4,58 5,482,494 0,89 0,96 0,095 0,095 0,086 8,00 4,00 5,760 4,24,242 0,57 0,803 0,079 0,039 0,036 4,00 4,00 5,76 4,284-0,044-0,006 0,809-0,003 2,00 2,00 5,56 4,484-0,200-0,025 0,834-0,03,00,00 5,272 4,728-0,244-0,03 0,865-0,05 0,50 0,50 5,096 4,904-0,76-0,022 0,887-0,0 0,25 0,25 4,826 5,74-0,270-0,034 0,922-0,07

64 Tablo 4.9 4A3-75 Dny Sonuçları Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,480-0,25 0,25 0,68 9,832 0,68 0,02,459 0,00 0,083 0,082 0,50 0,25 0,352 9,648 0,84 0,023,436 0,0 0,09 0,090,00 0,50 0,894 9,06 0,542 0,067,369 0,034 0,34 0,30 2,00,00 2,670 7,33,776 0,220,49 0,0 0,220 0,98 4,00 2,00 4,26 5,874,456 0,8 0,968 0,090 0,090 0,083 8,00 4,00 5,394 4,606,268 0,57 0,8 0,079 0,039 0,036 4,00 4,00 5,73 4,827-0,22-0,027 0,838-0,04 2,00 2,00 4,902 5,098-0,27-0,034 0,872-0,07,00,00 4,566 5,434-0,336-0,042 0,94-0,02 0,50 0,50 4,288 5,72-0,278-0,034 0,948-0,07 0,25 0,25 3,956 6,044-0,332-0,04 0,989-0,02

65 4.4 Üç Boyutlu Konsolidasyon Dny Sistmi nd Yapılan Dnylr Dny sistminin parçaları Türkiy y gldiktn sonra Laboratuarda kuruldu ancak öncdn öngörülmyn ancak sistm kurulup dnylr başlama aşamasına glindiğind fark dbildiğimiz küçük sorunlar v tz tslim tarihinin yaklaşması v daha sonra karşılaşılan dny sistminin üzrind yapılması grkn dğişikliklr olduğu için sınırlı sayıda dny yapılabilmiştir. Üç boyutlu dny sistmind önclikl ringli (50 mm) konsolidasyon dnyi yapıldı, bu dny aynn ödomtr dny sistmind yapıldığı şkild yapılıp okumalar alındı v tablo oluşturuldu. Buda biz yni dny sistmiyl ringli normal konsolidasyon dnylrinin yapılabilcğini d göstrmiş oldu. Yapılan ringli dnyd Row hücrsind hazırlanmakta olan numun bklnmyip zamandan kazanmak için daha önc klasik konsolidasyon dnylrind kullanmak için Row hücrsind hazırlanmış numun kullanıldı. İkinci aşamada dny sistmind asıl yapılmak istnn ringsiz üç boyutlu konsolidasyon dnyi yapıldı. Önclikl Row hücrsindn çıkarılan malzmdn 20 mm çaplı 20 mm yükskliğindki ring (Şkil Şkil3.2) il büyük numundn numun alındı hazırlanan bu numun ringdn çıkarılıp hücr içind alt tabaka için konuldu(şkil 4.2). Şkil 4.2 ücr İçind 20 mm Çaplı azırlanan Numun Daha sonra 20 mm iç çapa sahip dış ring (Şkil 3.) yrlştirildi. 50 mm çaplı ringlrl konsolidasyon dnylri yapıldığı için karşılaştırma yapabilmk için numun üzrin 50 mm iç açıklığa sahip üst başlık v 50 mm çaplı yüklm

66 pistonları(şkil 3.6) konuldu. Row hücrsind numunyi kg/cm 2 başınç altında hazırladığımız için Tablo 3. v Tablo 3.2 y gör kg/cm 2 grilm için grkli yüklrl numun konsolidasyona bırakıldı. Numun konsolidasyonunu tamamladıktan sonra klasik ödomtr dnyind olduğu gibi kadmli olarak yüklm yapıldı. Ancak 4 kg/cm 2 basınç kadmsindn sonra ( kg/cm 2 ön konsolidasyon basıncı olarak yüklnmişti toplam 5 kg/cm 2 basınç altında olmuş oldu) 8 kg/cm 2 basınç kadmsi için yüklm yapıldığında numund göçm olayı grçklşti(şkil 4.3) v momnt kolu oturdu(şkil 4.4) Şkil 4.3 Ringsiz Dny Sonucunda Göçn Numun Şkil 4.4 Oturan Momnt Kolu

67 Ringdn çıkarılan numunnin su muhtvası bulundu. Dny sırasında alınan okumalara gör Tablo 4.20 oluşturulmuştur. Tablo 4.20 Ringsiz Yapılan Dny Dğrlri Basınç P (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) mm Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = - 2 0,00 0, ,25 0,25 0,025 9,975 0,025 0,50 0,25 0,080 9,92 0,055,00 0,50 0,235 9,765 0,55 2,00,00,630 8,37,395 4,00 2,00 4,370 5,63 2,740 Sonraki aşama is ringsiz yapılan dny sonuçlarıyla klasik konsolidasyon dny sonuçlarının karşılaştırılarak yanal dformasyon r v nihai oturmalar arasında bir korlasyon bulmaya çalışıldı. 4.5 Dny Sonuçları Arasında İlişkilrin Araştırılması. İlk olarak konsolidasyon dnylrind numun gomtrisinin dny sonucuna tkisi araştırmak amacıyla farklı çaplarda yapılan dny sonuçları arasında bir ilişki kurulmaya çalışılmıştır Tablo 4.2 d 50 mm çaplı numunlrin v 75 mm çaplı numunlrin 8 kg/cm2 yüklm kadmsi sonucunda oluşan nihai oturmaları vrmktdir. Tablo mm v 75 mm Çaplı Numunlrin h Karşılaştırması 75 mm çap 50 mm çap 2A4-75 5,820 2A-50 5,428 2A3-75 5,800 U-50 5,40 3A5-75 5,760 2U2-50 5,475 3a3-75 5,80 2A2-50 5,380 A3-75 5,650 U3-50 5,260 A4-75 5,570 2A5-50 5,72 4A3-75 5,394 U2-50 5,250 2U-50 5,285 Dny sonuçları inclndiğind 75 mm çaplı numunlrin nihai oturmalarının 50 mm çaplı numunlr gör daha fazla olduğu görülmüştür. Buda biz numun gomtrisinin önmini göstrmktdir. Şkil 4.5 d vriln grafikt yüklm kadmlrindki nihai oturma farkları görülmktdir.

68 0,0 log P (kg/cm 2 ) 0,0,00 0,00 (cm),0 2,0 3,0 4,0 5,0 A3-75 U-50 A4-75 U2-50 2A3-75 U3-50 2A4-75 3A-75 2A-50 3A3-75 2A2-50 3A5-75 2A5-50 4A3-75 2U-50 2U2-50 6,0 Şkil 4.5 logp Diyagramı (çap=50 mm v 75 mm)

69 Asıl konumuz olan üç ksnli konsolidasyon dny sistmind yapılmış ringli v ringsiz dnylr karşılaştırılmıştır. Dny snasında 4 kg/cm 2 yüklm kadmsindn 8 kg/cm 2 yüklm kadmsin gçildiğind numund göçm mydana gldiği için boşaltma yapılamadı. Elimizd sadc 0, kg/cm 2 arasındaki yüklm kadmlrind alınmış okumalar mvcut olduğu için tam bir karşılaştırma yapılamadı. Ama yind bklndiği gibi ringsiz yapılan dnyd daha fazla oturma olduğu saptanmış v r dğri bulunmaya çalışılmıştır. Şu husus hatırlatılmalıdır ki ringsiz yapılan dny kg/cm 2 ön konsolidasyon basıncına ilavtn yüklmlr yapıldı yani numun 4 kg/cm 2 altında yüklnirkn aslında 5 kg/cm 2 grilm altındaydı. Bu yüzdn karşılaştırma yapılırkn bu husus dikkat alınıp ringli çalışılan dnyd 5 kg/cm 2 y dnk gln dğrlr kullanıldı. Tablo 4.22 d ringli yapılan dnyin sonuçları vrilmiştir. Şkil 4.5 d is ringli v ringsiz dnylrd yüklm kadmlrinin sonundaki nihai oturma dğrlrini karşılaştırmak için grafik çizilmiş (3.2) formül il r yi bulmak için 5 kg/cm 2 yüklm kadmsin dnk gln dğrlr kullanılarak yanal dformasyon bulunmaya çalışılmıştır.

70 Tablo 4.22 Yni Dny Sistmind Yapılan Ringli Dny Sonuçları. Basınç p (kg/cm 2 ) p (kg/cm 2 ) t (mm) Numun yük. o- (mm) Numun boyundaki dğ. = Son boşluk = 0 - Ort. boşluk a v = / p mv=av/+ (cm 2 /s) 0,00 0, ,586-0,25 0,25 0,75 9,825 0,75 0,023,563 0,0 0,09 0,089 0,50 0,25 0,385 9,65 0,20 0,027,536 0,04 0,09 0,07,00 0,50,360 8,64 0,975 0,26,40 0,063 0,252 0,237 2,00,00 2,05 7,895 0,745 0,096,34 0,048 0,096 0,092 4,00 2,00 4,480 5,52 2,375 0,307,007 0,54 0,54 0,33 8,00 4,00 6,380 3,62,900 0,246 0,76 0,23 0,06 0,055 4,00 4,00 6,275 3,725-0,05-0,04 0,775-0,007 2,00 2,00 5,925 4,075-0,350-0,045 0,820-0,023,00,00 5,490 4,5-0,435-0,056 0,876-0,028 0,50 0,50 5,30 4,87-0,360-0,047 0,923-0,023 0,25 0,25 4,400 5,6-0,730-0,094,07-0,047

71 Şkil 4.6 Yni dny sistmind yapılan dnylrin nihai oturma grafiği