ZEMİN MEKANİĞİ -1. Ders Notları. Öğr.Grv. Erdinç ABİ

Transkript

1 ZEMİN MEKANİĞİ -1 Ders Notları Öğr.Grv. Erdinç ABİ AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ 2012

2 1. Bölüm ZEMİNLER HAKKINDA GENEL BİLGİLER Zemin; kaya(ç)ların fiziksel parçalanması (mekanik ayrışma) ve/veya kimyasal ayrışma ile oluşur. Şekil 1. Kaya-Zemin-Kaya Dönüşüm Çemberi * Kayaları Parçalayan Etmenler; - Sıcaklık farklılıklarının yarattığı termal şok, - Organik (bitki ve ağaç köklerinin) maddelerin çürütme tesiri, - Akarsulardaki suyun aşındırıcı etkileri, - Şiddetli yağışlar, - Dalgalar, - Rüzgârlar, - Buzullar vb. 1

3 * Zeminler; Yerinde oluşmuş ve taşınmaz zeminler olmak üzere, iki ana gruba ayrılırlar; +Yerinde Oluşmuş Zeminler: +Taşınmış Zeminler: Alüvyon Zeminler: Zemin Mekaniği : Zeminlerin özelliklerini, yük vb. etkiler altında davranışını inceleyen bilim dalıdır. Bir başka deyişle, zemin mekaniği; fizik, mekanik, hidrolik vb. bilgilerin zemine uygulanması olarak tanımlanabilir. * Zeminler Hakkında Bazı Bilgiler: Zeminler, kabaca iki ana gruba ayrılabilirler: Şekil 2. Kabaca Zeminlerin Sınıflandırılması 2

4 Kohezyon : + İri Taneli Zeminler (kumlar ve çakıllar), tanelerin dizilişine bağlı olarak sıkı (az boşluklu) ve gevşek (çok boşluklu) durumda bulunabilirler. Şekil 3. + Çok ince kum (kaya unu), silt zeminler oluşma sırasında petek (boşluklu) bir yapı dizilişi gösterebilirler. Böyle bir yapı çok boşlukludur. Böyle zeminler, ıslandıkları zaman büyük oturmalara uğrarlar (çökebilen zeminler). Şekil 4. 3

5 Siltler; kayaçların fiziksel parçalanması sonucu oluşmuş olup, kaya unu adını da alırlar. Killer ise; kayaçların kimyasal ayrışması ile oluşmuş çok çok ince taneli Kohezyonlu (ince taneli) zeminler ıslak iken, kuru iken serttir. Islandıktan sonra bir miktar şişerler (hacimleri artar), kurudukları zaman büzülürler. (hacimleri biraz azalır.) Islak iken plastiklik özelliği (kolay şekil verebilme özelliği) gösterirler. Çakıllar, kumlar ve saf siltler ıslandıklarında plastiklik özelliği göstermezler (plastik olmayan zeminler). + Kil ve siltler (veya killi siltler) birbirine benzemekle birlikte, arazide basit yöntemlerle birbirinden ayırt edilebilirler. Siltler suda hızlı dağılır, killer yavaş dağılır. Islak silt hızlı kurur, kil yavaş kurur. Kuru silt parmaklar arasında kolayca ufalanır (dağılır), kuru kil kolayca ufalanmaz. Islak kil parmaklara daha çok yapışır. Geoteknik : Zemin mekaniği, kaya mekaniği ve temel mühendisliğini içeren kapsamlı bir bilim dalıdır. Tüm mühendislik alanlarında olduğu gibi geoteknikte de iki tür problem söz konusudur: Gerilme problemleri ve Şekil Değiştirme Problemleri. 4

6 + Gerilme problemleri mekanikte stabilite problemleri olarak da alınır. Bir cisim almakta olduğu gerilmelere karşı yeterli dayanıma sahip değilse ezilir, kırılır yada yıkılır. Bunu bir felaket problemi olarak da tanımlamak mümkündür. + Öte yandan bir binanın kuzey köşesinin güneyine göre birkaç cm fazla oturması; barajın hareket ederek onlarca cm yerinden oynaması hatta Atatürk barajında görüldüğü gibi metre düzeyinde düşey hareket, veya bir asfalt yolda görülen enine dalgalılık hemen her gün karşılaşılan ancak kullanıcının farkına bile varmadığı deformasyon problemlerinden birkaçıdır. Zemin Mekaniği Terminolojisi : Kaya (=Kayaç) : Yerkabuğunun bir kısmını oluşturan sert ve rijit maddeler olup, başkalaşım, tortul yada mağmatik türden olabilirler. Zemin : Esas bileşenlerini katı (dane), sıvı (su) ve gazın (hava) oluşturduğu, bazen içerisinde organik maddelerin de olabildiği ve esas itibarıyla kayaçların ayrışması sonucunda oluşmuş maddelere zemin denir. Organik Zeminler : İçerisinde dane, su ve hava yanında esas itibarıyla bitkilerden oluşan bol miktarda organik madde içeren Bitkisel Zeminler : Tamamına yakın miktarını bitkisel orijinli maddelerin oluşturduğu yumuşak, yüksek sıkışabilirliğe sahip, boşluk oranları ve su içerikleri çok yüksek olan maddelerdir. 5

7 Yerinde Oluşmuş Zeminler : Ana kayacın ayrışması sonucunda oluşan ve olduğu yerde kalan Taşınarak Oluşmuş Zeminler : Kayaçların ayrışması ile oluşan zeminlerin zaman içerisinde rüzgar ve/veya su etkisiyle taşınarak başka bir yere depolanması ile oluşmuş Alüvyon : Nehir ve akarsuların taşıyarak bir yere depoladığı esas olarak kum ve çakıllardan oluşan Kohezyon : Zemin danelerini birbirine bağlayan (yapıştıran) elektriksel ve bağlayıcı kuvvetlerdir. Kısaca zemin tanelerinin birbirini çekmesine kohezyon denir. Kohezyonlu Zemin : Bol miktarda kil içeren, plastik ve kohezyonu olan Kohezyonsuz Zeminler : Kohezyonu ve plastikliği olmayan kum ve çakıl gibi Lös : Rüzgarlarla taşınarak, silt boyutundaki tanelerden oluşan zeminlere lös denir. Kumul : Kum boyutundaki tanelerden oluşan zeminlere kumul denilir. Moloz : İçerisinde alüvyon, rüzgarla taşınmış kum, çakıl, kil, silt, lös ve benzeri maddeler içeren konsolide olmamış kitlelerdir. 6

8 Çok Yumuşak Zemin : Parmaklar arasından kayan kendini tutamayan Yumuşak Zemin : Kolayca yoğrulabilen ve bu sırada parmaklara yapışan Sert Zemin : Orta derecede bir basınçla yoğrulabilen (parçalanabilen) Çok Sert Zemin : Kayda değer bir basınç uygulandığında parçalanabilen Katı Zemin : El ile uygulanan basınç altında parçalanamayan 7