Şev Stabilitesi. Uygulama. Araş. Gör. S. Cankat Tanrıverdi, Prof. Dr. Mustafa Karaşahin

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Şev Stabilitesi. Uygulama. Araş. Gör. S. Cankat Tanrıverdi, Prof. Dr. Mustafa Karaşahin"

Iskender Uzer
7 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Şev Stabilitesi Uygulama Araş. Gör. S. Cankat Tanrıverdi, Prof. Dr. Mustafa Karaşahin

2 1) Şekilde zemin yapısı verilen arazide 6 m yükseklikte ve 40⁰ eğimle açılacak bir şev için güvenlik sayısını belirleyiniz. Cu ve lab. üç eksenli deneyleriyle veya ampirik bağıntılar yardımıyla arazi deneylerinin sonuçlarına uyarlanarak bulunabilir. bkz. SPT deneyi İçsel sürtünme olmaksızın kohezyonlu kil, aşırı konsolide olmayan, bakir kil.

3 nn dd = HH+HH = 6+3 = 1,5 (TTooppllaamm kkiill kkaallıınnllıığıı)/şeevv yükksseekklliiğii) HH 6 β=40⁰ ve nn dd =1,5 Taylor duraylılık abaklarından NN ss = 5,8 bulunur. Taylor abakları için duraylılık sayısı kullanımı: cc FS=NN ss. = 5,8. 25 = 1,21 γγ.hh 20.6 Güvenlik sayısı, minimum 1,25. Karayolu şevleri için; kritik şevlerde 1,3-1,5 arası alınır. Not: Burada NN ss veya 1/S ile gösterilen değere «Duraylılık Sayısı» denir. Bu değer şevde göçme yüzeyinin üzerinde kalan kısmın geometrisiyle ilgilidir. Duraylılıksayısı Taylor abakları:

4 2) Kil bir zeminde yapılan deneyler sonucunda γγ=17 kn/m 3, c =10 kn/m 2 ve Φ =20⁰ değerleri elde edilmiştir. Bu zeminde FS=1,5 olacak şekilde 6m yükseklikte bir şev açılmak istenirse şev açısı ne olmalıdır? (rr uu = 0,5) Boşluk suyu basıncı oranı Spencer abakları için duraylılık sayısı: NN ss = cc γγ.hh.fs = ,5 = 0,06 İçsel sürtünme açısı değeri: Φd=tg -1 (tg Φ /FS) =tg -1 (tg20/1,5) =13,60⁰ Spencer duraylılık abaklarından β=18⁰ bulunur İçsel sürtünme açısı da var, kohezyon da. Öyleyse kil, aşırı konsolidedir. Boşluk suyu basıncı sözkonusu olduğundan c ve Φ efektif değerleri ile çalışılır.

5 Duraylılık sayısı Spencer abakları

6 3) Şekilde gösterilen şevde güvenlik sayısını bulunuz.

7 Zeminde hem c, hem de Φ bulunuyor güvenlik sayısı deneme-yanılma yöntemiyle bulunur -boşluk suyu basıncı sıfır alınarak Spencer abakları kullanılırsa abakların dışında kalınmaktadır-. Dolayısıyla bir FS değeri varsayılır. Varsayılan bu değere göre hesaplar yapılır, sonuçta bulunan güvenlik sayısı varsayılanla aynıysa güvenlik sayısı belirlenmiş olur, değilse işlemler yinelenir. FS=2 olsun (1. iterasyon) Φ dd =tg -1 (tg Φ uu /FS) =tg -1 (tg10/2) Φ dd 5⁰, β=40⁰ Taylor duraylılık abaklarından NN ss = 7,8 olarak bulunur CC FS=NN ss. = 7,8. 40 = 1,368 2 (iiiiii sssssssssssss ddddddddd) işlem yinelenir: γγ.hh d: drained uzun dönem analiz için (suyun etkisini bırakıp efektif değerlerle çalışmak için)

8 FS=1,4 olsun (2. iterasyon) Φ dd =tg -1 (tg Φ uu /FS) =tg -1 (tg10/1,4) Φ dd 7,17⁰, β=40⁰ Taylor duraylılık abaklarından NN ss = 8,65 olarak bulunur cc FS=NN ss. = 8, = 1,51 1,4 iiiiiiiiiiii sssssssssssss ddddddddd γγ.hh işlem yinelenir: u: undrained FS için hep bu kullanılır

9 FS=1,5 olsun (3. iterasyon) Φ dd =tg -1 (tg Φ uu /FS) =tg -1 (tg10/1,5) Φ dd 6,6⁰, β=40⁰ Taylor duraylılık abaklarından NN ss = 8,5 olarak bulunur CC FS=NN ss. = 8,5. 40 = 1,49 1,5 üçünnnnn sssssssssssss ddddddddd γγ.hh Koşulu sağlandığından bu şev için güvenlik sayısı FS=1,5 tir.

10 4) Şekilde gösterilen şevde güvenlik sayısını Bishop-Morgestern abakları yardımıyla belirleyiniz. ödev

11 ccc = 9,6 γγ.hh 19,6.19,5 = 0,025, D=0; S=4 ve Φ =30⁰ için Bishop-Morgestern abakları kullanılarak; rr uuee =0,43 bulunur rr uuee < rr uu olduğundan bir sonraki abağa bakılır (D=0,25.H güvenlik açısından daha kritiktir) D=0,25.H ve ccc γγ.hh =0,025 abağına bakılırsa (yine S=4 ve Φ =30⁰); m=1,95 ve n=1,40 olarak okunur. Güvenlik sayısı: FS=m-n. rr uu =1,95-1,40.0,5=1,25 (Minimum koşulları sağlamaktadır ancak kritik bir şevse önlem alınmalı).

12 Bishop-Morgenstern Duraylılık Abakları-1

13 Bishop-Morgenstern Duraylılık Abakları-2

14 ödev 5) 15m yüksekliğinde, 20⁰ eğimli bir şevin kohezyonu c=2,6 t/m 2 ve içsel sürtünme açısı Φ=10⁰ dir. Birim hacim ağırlığı γγ=1,85 t/m 3 olan zemin için şevin kohezyon bazında stabil olup olmadığını ve değilse ne yapılabileceğini yorumlayınız (güvenlik sayısı için «karayolu kritik şev» güvenlik sayısı sınırlarında bir değer alınız). c, Φ zemin, Spencer duraylılık sayısı: NN ss = cc gg γγ.h.fs = 2,6 = 0,06 1, ,5 Φd=tg -1 (tg Φ /FS) =tg -1 (tg20/1,5) =13,60⁰ Spencer duraylılık abaklarından β=31⁰ bulunur

15 6) Sonsuz uzun şev Veriler: Eğim: 1 düşey, 1,5 yatay Kayma olasılığı taşıyan ayrışmış-zayıf dayanımlı katmanın yüksekliği: H=1,25M Kayaya ulaşmak için 0,45m daha derine inilmesi gerektiği tespit edilmiş. Katmanın drenajsız kohezyon değeri: c 15kN/m 2 Birim hacim ağırlık: γγ=19kn/m 3 İstenenler: Kritik şev açısı ve kritik yükseklik yaklaşımlarıyla katmanın kaymaya karşı güvenlik sayısının kestirimi

16 Sonsuz uzun şev - kuvvetler

17 Çözüm a.(kritik şev açısı yaklaşımı-mertebe tahmini) KKKKKKKKKKKK şeeee aaaaaaaaa G k = = sssssssαα kk PPPPPPPPPP şeeee aaaaaaaaa sssssssαα sssssssαα kk = 2.cc = 2.15 = 1,26 (kritik şev açısı «αα γγ.hhhh 19.1,25 kk» [kaymanın başladığı açı]) αα = tan 1 1/1,5 33,7 G k = 1,26 1,36 sin(2.33,7) Çözüm b.(kritik yükseklik yaklaşımı) TTTTTTTTTTTT şeeee yyyyyyyyyyyyyyyyyy G k = KKKKKKKKKKKK şeeee yyyyyyyyyyyyyyyyyy = HH HHkk = 1,7 1,25 1,36 Kama (yüzey üzeri) şeklinde kaymalar dışında dilim yöntemine veya abaklarla çözüm yöntemlerine başvurmakta yarar var.

18 7) Dilim yöntemi Fellenius yönteminden hareketle geliştirilmişbir yöntemdir. Killi zeminlerde, efektif gerilme analizi yapılarak uygulanır. Dolgular, aşırı konsolide olmuş killer, hizmet süresi çok uzun şevlerin analizinde iyi sonuçlar vermektedir. Temel Varsayımlar Seçilen dilim sayısı n>5 olmalıdır (Uygulamada adet). Dilim yönteminde hesaplanan güvenlik sayısı genellikle güvenli taraftadır. Gk değeri diğer yöntemlerden hesaplanan Gk değerlerinden daha küçüktür. Eğer boşluk basınç oranı ru yüksek ve kayma yarıçapı R kısa ise analiz hata içerebilir. Bu durularda Bishop yöntemi kullanılmalıdır.

19 Efektif gerilme analizi yapılır. Killerde ve aşırı konsolide killerde kullanılır. Homojen şev kütleleri için geçerlidir.

20 Değişkenler

21 7,1) Soru

23 b şev uzunluğu/10

25 7,2) Soru Ödev

26 Çözüm 1/3

27 Çözüm 2/3

28 Çözüm 3/3

30 Ek-1

31 EK-2: YAMAÇ VE ŞEVLERDE DURAYLIK (STABİLİTE) ANALİZİ YÖNTEMLERİ GENELLEŞTİRİLMİŞ YÖNTEM İSVEÇ DİLİM YÖNTEMİ (PETTERSON-FELLENİUS YÖNTEMİ) ETKİN GERİLME ANALİZLİ DİLİM YÖNTEMİ (BİSHOP YÖNTEMİ) DAİRESEL OLMAYAN KAYMA YÜZEYLERİ İÇİN GELİŞTİRİLMİŞ DİLİM YÖNTEMİ (JANBU YÖNTEMİ) Fi - DAİRESİ YÖNTEMİ ( TAYLOR YÖNTEMİ ) LOGARİTMİK SARMAL YÖNTEMİ ( RENDULİC YÖNTEMİ ) KAYMA DAİRESİNİN VE GERİLME ÇATLAĞININ KONUMLARINI BELİRLEYİCİ YÖNTEMLER Fellenius Yöntemi Çatlak Derinliği Yöntemi Jumikis Yöntemi Hoek ve Bray Yöntemi

32 Kaynaklar Yıldırım, S. 2004, Zemin İncelemesi ve Temel Tasarımı Arıoğlu, E. & Tokgöz, N. 2005, Şev Stabilite Analizi ing%20(fifth%20edition,%20das)/ pdf Dündar, E. Dilim Yöntemiyle Şev Analizi notları Ek bilgi: (sf.5-31) Vardar, M. ve diğ Yol Mühendisliğinde Yamaç ve Şevlerin Stabilitesi

Benzer belgeler

LİMİT DENGE ANALİZİ (Deterministik Yaklaşım)

LİMİT DENGE ANALİZİ (Deterministik Yaklaşım) 11. ŞEV DURAYLILIĞI ŞEV DURAYLILIĞI (Slope Stability) Şev: Düzensiz veya belirli bir geometriye sahip eğimli yüzeydir. Şevler Düzensiz bir geometriye sahip doğal şevler (yamaç) Belirli bir geometriye sahip