Zeminlerin Sınıflandırılması. Yrd. Doç. Dr. Saadet Berilgen

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Zeminlerin Sınıflandırılması. Yrd. Doç. Dr. Saadet Berilgen"

Kelebek Şipal
7 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Zeminlerin Sınıflandırılması Yrd. Doç. Dr. Saadet Berilgen

2 Ders İçeriği Zemin Sınıflandırma Sistemleri USCS AASHTO USDA USCS Classification System

3 Geoteknik Mühendisliğinde Sınıflandırmanın Rolü Sınıflandırma ve indeks özellikleri (w,e,ρ,s,dçd,ll,ip,vs) Sınıflandırma sistemi Mühendislik özellikleri Permeabilite, sıkışabilirlik, büzülme-şişme, mukavemet vb. Mühendislik fonksiyonu Karayolu, temel, baraj vs.

4 Kohezyonlu ve Kohezyonsuz zeminlerin özellikleri Kohezyonsuz zeminler Genellikle granüler ve kaba daneli zeminlerdir Daneler doğal halde birbirine yapışmazlar Daha büyük permeabiliteye sahiptirler Kohezyonlu Zeminler Genellikle ince daneli zeminlerdir Kil mineralleri nedeniyle daneler doğal halde birbirine yapışık haldedirler Düşük permeabiliteye sahiptirler

5 Granüler veya Kohezyonsuz Zeminler Yapı ve yollarda çok iyi temel malzemesidir En iyi baraj malzemesidir, Dayanma yapıları için en iyi arka dolgu malzemesidir Titreşimli yükler altında oturabilir, Yüksek permeabilite nedeniyle su tahliyesinde problemler yaşanabilir Eğer serbest drenaj söz konusuysa donma beklenmez

6 İnce daneli veya Kohezyonlu Zeminler Genellikle düşük kayma mukavemetine sahiptirler Plastik ve sıkışabilir bir yapıya sahiptirler Bünyelerine su aldıklarında ve örselenmeye maruz kaldıklarında kayma mukavemeti kaybına uğrarlar Dolgu ve baraj yapımı için iyi bir malzeme değildirler Permeabiliteleri çok düşüktür, Kil şevleri heyelanlara açıktır.

7 Zemin Sınıflandırma Sistemleri Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırma Sistemi (USCS) Karayolları Zemin Sınıflandırma Sistemi (AASHTO)

8 Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırma Sistemi (USCS) Birleşik Devletler Ordusu tarafından oluşturulmuş bir sistemdir Method ASTM tarafından (ASTM D 2487) Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırma Sistemi (USCS) olarak adlandırılmıştır USCS Geoteknik Mühendislerinin en sık kullandığı zemin sınıflandırma sistemidir. Tipik bir USCS sınıflandırması: SM - Siltli kum veya çakıl (Silty sand with gravel) Grup sembolü Grup Adı

9 Adlandırma İnce Daneli Zeminler İlk Harf İkinci Harf M Silt (Silt) L Düşük Plastisite (Low plastic) C Kil (Clay) H Yüksek Plastisite (High plastic) O Organik (Organic) Kaba daneli Zeminler İlk Harf İkinci Harf S Kum (Sand) P Kötü Derecelenmiş(Poorly graded) G Çakıl (Gravel) W İyi Derecelenmiş (Well graded) M Siltli (Silty) İyi derecelenmiş zemin C Killi (Clayey) 1 C 3 and C 4 c ( çakıllar) 1 C 3 and C 6 c ( kumlar için) u u

10 Dane Çapı Dağılımının Belirlenmesi Elek analizleri ve dane-çapı dağılımı eğrisinden aşağıdaki elekten geçen yüzdeler belirlenir: > 76.2 mm (3 inch) Taş ve Kayalar 3 inch - # 4 ( mm) : Çakıl # 4 - # 200 ( mm) : Kum < # 200: İnce daneli zeminler Önce # 200 nolu elekten geçen % bulunur, Eğer zeminin %50 sinden fazlası 200 No lu elek altına geçmişse, Atterberg Limit deneyleri yapılır (LL & PL).

11 Cobbles or Boulders Grain Size Distribution Curves Çakıl KUM SİLTLER ve KİLLER

12 Zeminlerin Sınıflandırılması Eğer zemin ince daneli bir zemin ise (yani zeminin %50 sinden fazlası 200 No lu elek altına geçmişse) ince daneli zeminler için hazırlanan Plastisite kartından yararlanılır. Eğer zemin iri (kaba) daneli bir zemin ise (yani zeminin %50 sinden azı 200 No lu elek altına geçmişse) İri daneli zeminler için hazırlanan prosedür izlenir. Çakıl ve kum % leri bulunur C u & C c hesaplanır LL, PL ve PI değerleri belirlenir.

13 İzlenen Yol 76.2 mm İri-Daneli zeminler: Çakıl 4 No lu Elekten geçen kısmın % si %50 Kum Dane Çapı dağılımı C u NO mm 4 No lu Elekten geçen kısmın % si %50 50 % NO mm İnce- Daneli Zeminler: Silt Kil LL >50 PL, LL LL <50 Plastisite kartı C c Deneyler: Elek Analiz Atterberg limitleri

14 Semboller Zemin Sembolleri: Likit limit Sembolleri : G: Gravel -Çakıl H: Yüksek LL (LL>50) S: Sand-Kum L: Düşük LL (LL<50) M: Silt-Silt Dağılım Sembolleri : C: Clay-Kil W: Well-graded-iyi derecelenmiş O: Organic-Organik P: Poorly-graded-Kötü derecelenmiş Pt: Peat-Turba Example: SW, Well-graded sand SC, Clayey sand SM, Silty sand, MH, Elastic silt

15 Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırma Sistemi (USCS) Zemin cinsi Sembol Boyut aralığı Veya bileşeni Kaya parçası - >300 mm Taş - 75 mm 300 mm (1) İri daneli zeminler : Çakıl G 75 mm mm İri 75 mm 19 mm İnce 19 mm 4.75 mm Kum S 4.75 mm mm İri 4.75 mm 2.0 mm Orta 2.0 mm mm İnce mm mm (2) İnce daneli zeminler < mm Silt M Sınıflandırma dane çapına göre değil Kil C Atterberg Limitleri kullanılarak yapılır (3) Organik Zeminler O (4) Turba Pt Derecelenme Sembolleri Likit Limit Sembolleri İyi derecelenmiş, W Yüksek LL, H Kötü derecelenmiş, P Düşük LL, L

16 L H PI A-hattı genellikle killi zeminleri siltli zeminlerden ve organik zeminleri inorganik zeminlerden ayırır. U-Hattı genel olarak zeminler için üst sınırı oluşturur. LL (Holtz and Kovacs, 1981) Not: Eğer zemin için elde edilen değerler U hattının sol tarafında kalıyorsa veriler kontrol edilmeli.

17 INCE DANELI ZEMINLER Malzeminin %50'den fazlasi 200 No'lu elek çapından küçüktür Sıltler vekıller LL >%50 Ip (%) Sıltler vekıller LL <%50 IRI DANELI ZEMINLER Malzeminin %50'den fazlasi 200 No'lu elek çapından büyüktür İri kısmın %50'den fazlası 4 No'lu elek çapından küçüktür İri kısmın %50'den fazlası 4 No'lu elek çapından büyüktür No 200'den geçen<5 GW,GP,SW ve SP No 200'den geçen > 5 GM,GC,SM ve SC No 200'den geçen 5-12 ise çift sembol kullanılır Örnek 200 No lu elekten geçen =% 30 4 No lu elekten geçen = %70 (4 No lu elekten geçen >%50) >malzeme> (No:200 Elek altı<%5) İyi derecelenmiş temiz çakıllar GW 40 No lu elekten geçen kısım üzerinde LL= 33 PI= 12 Cu > 4 ve Cc=1-3 (No:200 Elek altı<%5) Kötü derecelenmiş temiz çakıllar GP Koşulların GW'yi sağlamadığı durumlar (No:200 Elek altı>%12) Siltli çakıllar GM 4<p<7 ve A hattinin altinda (No:200 Elek altı>%12) Killi çakıllar GC Ip>7 ve A hattinin üstünde (No:200 Elek altı<%5) İyi derecelenmiş temiz kumlar SW Cu > 6 ve Cc=1-3 (No:200 Elek altı<%5) Kötü derecelenmiş temiz kumlar SP Koşulların SW'yi sağlamadığı durumlar (No:200 Elek altı>%12) Siltlikumlar SM 4<p<7 ve A hattinin altinda Killi kumlar (No:200 Elek altı>%12) Düşük Plastisiteli inorganik siltler ve çok SC Ip>7 ve A hattinin üstünde ince kumlar, kaya unu, siltli veya killi Cassagrande Plastisite Karti kumlar veya killi siltler ML 60 Düşük ve orta Plastisiteli inorganik killer, kumlu, çakıllı ve siltli killer Düşük plastisiteli organik silt ve organik siltli killer Inorganik siltler, mikalı ve diatomik ince kumlu veya siltli zeminler, elatik siltler Yüksek plastisiteli Inorganik killer, yağlı killer Orta veya yüksek ğlastisiteli organik killer, siltler CL OL MH CH 0 OH 200 No lu elekten geçen =% 30 4 No lu elekten geçen = %70 Hayli Organik ZeminlerTurba ve diğer hayli organik zeminler Pt ML - CL CL ML veya OL w (%) w L CH MH veya OH (Santamarina et al., 2001)

20 Yüksek Plastisiteli Düşük Plastisiteli

21 Organik Zeminler Yüksek derecede organik zeminler- Turba (Grup Sembolü- Pt) İçerisinde önemli miktarda bitkisel lifli ve şekilsiz malzemeler içeren, koyu-kahverengi siyah renk aralığında olan organik içerik nedeniyle kötü kokulu zeminlerdir,(pt). Organik kil ve silt (grup sembolü OL or OH): Zemine ait likit limit değeri (LL) numune etüvde kurutulmadan önce elde edilen likit limit değerinden %75 inden daha az olduğunda zemin için ilk sembol O olmalıdır. İkinci sembol ise zemine ait plasitisite indisi ve likit limit değerlerinin (PI ve LL)(etüvde kurutulmadan) plastisite kartındaki yerine bağlıdır.

22 Çift Sembol Aşağıdaki üç durumda çift sembol kullanılmalıdır. 200 No lu elek altına geçen miktarı 5%-12% olan kaba daneli zeminler. %7 civarında ince dane kaba daneli zeminlerin hidrolik iletkenliğini değiştirebilmektedir. İlk Sembol zeminin iyi mi kötü mü derecelendiğini, ikinci sembol ise ince dane içeriğini belirtmektedir. Mesela: SP-SM, Kötü derecelenmiş siltli kum olarak tanımlanmıştır. Ara bölgede kalan ince daneli zeminler (PIastisite indisleri 4 ve 7 arasında ve Likit Limit değerleri 12 ve 25 arasında olan zeminler). Siltli ve daha çok kile benzeyen malzemeleri ayırmak zordur. CL-ML: Siltli kil, SC-SM: Siltli, Killi kum. Benzer şekilde ince ve kaba daneler içeren zeminler. Mümkün çift semboller GM-ML

23 Sınır Durumlar (Holtz and Kovacs, 1981)

24 American Association of State Highway and Transportation Officials system (AASHTO) AASHTO Bu sistem Hogentogler ve Terzaghi tarafından 1929 yılında tanımlanmıştır. Birçok kere revize edilmiştir. Bugün kullanılan AASHTO (1978) sistemi 1945 te revize edilmiş versiyonu esas almaktadır. (Holtz and Kovacs, 1981)

25 Dane Büyüklüğünün Belirlenmesi Atterberg limitleri kullanılır Kaya Çakıl Kum Silt-Kil İri İnce 75 mm No mm No mm A1 ~ A3 Granüler malzemeler No. 200 geçen 35% No mm A4 ~ A7 Silt-Kil Malzemeler No. 200 geçen 36%

26 8 ana grup: A1~ A7 (Birçok yan gruplar var) ve organik zeminler grubu A8 Kullanılan deneyler elek analizi and Atterberg limitleri. Grup indeksi, zeminleri gruplara ayırmak amacıyla kullanılan ampirik bir formül, A1 ~ A3 A4 ~ A7 Granüler malzemeler No. 200 geçen 35% Silt-Kil Malzemeler No. 200 geçen 36% LL ve PI değerlerini kullanarak siltli malzemeler killi malzemelerden ayrılır (Sadece A2 grubu için ) Yol yapımında kullanılacak zeminleri sınıflandırmak amacıyla hazırlanmıştır.

27 Grup İndeksi GI ( F 35) ( LL 40) 0.01( F 15)( PI 10) Birinci terim LL değerine bağlı olarak belirlenir A-2-6 ve A-2-7 grupları için GI 0.01(F )(PI 10) F200: No.200 no lu elekten geçen zemin yüzdesi İkinci terim PI değerine bağlı olarak belirlenir Sadece ikinci terim kullanılır. Genel olarak, zeminin yol altı dolgusu olarak kullanımına uygunluğu grup indeksiyle (GI) ters olarak değişmektedir.

28 Ip (Plastisite Ý ndisi) % Plastisite Kartı A A-6 A A-4 A w L (Likit Limit) %

Benzer belgeler

Ders: 4 Zeminlerin Sınıflandırılması. Doç. Dr. Havvanur KILIÇ İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

0423111 Ders: 4 Zeminlerin Sınıflandırılması Doç. Dr. Havvanur KILIÇ İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı Geoteknik Mühendisliği nde Sınıflandırmanın Önemi Genellikle arazi zemin etüdlerini