INM 308 Zemin Mekaniği

Benzer belgeler
INM 308 Zemin Mekaniği

9. TOPRAKTA GERİLME DAĞILIMI VE YANAL TOPRAK BASINCI

9. TOPRAKTA GERİLME DAĞILIMI VE YANAL TOPRAK BASINCI

INM 308 Zemin Mekaniği

INM 308 Zemin Mekaniği

Dayanma (İstİnat) yapilari. Yrd. Doç. Dr. S. Banu İKİZLER K.T.Ü. Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik ABD.

INM 308 Zemin Mekaniği

INM 308 Zemin Mekaniği

INM 308 Zemin Mekaniği

INM 308 Zemin Mekaniği

INM 305 Zemin Mekaniği

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

ZEMİNLERİN KAYMA DİRENCİ

INM 308 Zemin Mekaniği

INM 308 Zemin Mekaniği

Ders 7. İstinat Yapılarında Sismik Yüklerin Hesabı

INM 305 Zemin Mekaniği

INM 308 Zemin Mekaniği

INM 308 Zemin Mekaniği

ZEMİNLERİN GERİLME-ŞEKİL DEĞİŞTİRME DAVRANIŞI VE KAYMA MUKAVEMETİ

1.1 Statik Aktif Durum için Coulomb Yönteminde Zemin Kamasına Etkiyen Kuvvetler

İSTİNAT DUVARLARI DOÇ.DR. MEHMET BERİLGEN

7. TOPRAĞIN DAYANIMI

Hafta_3. INM 405 Temeller. Temel Türleri-Yüzeysel temeller. Doç.Dr. İnan KESKİN.

Hafta_3. INM 405 Temeller. Temel Türleri-Yüzeysel temeller. Yrd.Doç.Dr. İnan KESKİN.

INM 308 Zemin Mekaniği

Zemin Gerilmeleri. Zemindeki gerilmelerin: 1- Zeminin kendi ağırlığından (geostatik gerilme),

Proje Adı: İstinat Duvarı Sayfa 1. Analiz Yapı Tel:

İSTİNAT DUVARLARI YRD.DOÇ.DR. SAADET BERİLGEN

Yatak Katsayısı Yaklaşımı

INM 405 Temeller. Yrd.Doç.Dr. İnan KESKİN. Yüzeysel Temellerde Taşıma Gücü; Arazi Deneyleri ile Taşıma Gücü Hesaplamaları. Hafta_5

Laboratuar Kayma Mukavemeti Deneyleri

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KAYA MEKANİĞİ LABORATUVARI

Konsol Duvar Tasarımı

İSTİNAT YAPILARI TASARIMI

Sedat SERT-Aşkın ÖZOCAK-Ertan BOL 1

İstinat Duvarlarının Spread Sheet (Excel) Programı ile Çözümü ve Maliyet Analizi Uygun Duvar Tipinin Belirlenmesi

INM 308 Zemin Mekaniği

(z) = Zemin kütlesinden oluşan dinamik aktif basıncın derinliğe göre değişim fonksiyonu p pd

INM 305 Zemin Mekaniği

Şev Stabilitesi I. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

Derin Kazılar, İksa Sistemleri ve Dayanma Yapıları

16.6 DEPREM ETKİSİ ALTINDAKİ ZEMİNLERDE SIVILAŞMA RİSKİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

İSTİNAT YAPILARI TASARIMI

Proje Adı: İstinat Duvarı Sayfa 1. Analiz Yapı Ltd. Şti. Tel:

İNM 304 ZEMİN MEKANİĞİ

GEOTEKNİK VE SAYISAL MODELLEME

INM 405 Temeller. Yrd.Doç.Dr. İnan KESKİN. Temel Çukuru Güvenliği; Destekli Kazıların Tasarımı. Hafta_13

T.C. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KAYA MEKANİĞİ LABORATUVARI

Hafta_6. INM 405 Temeller. Eksantrik Yüklü Temeller. Yrd.Doç.Dr. İnan KESKİN.

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

INM 305 Zemin Mekaniği

İstinat Duvarlarının Spread Sheet (Excel) Programı ile Çözümü ve Maliyet Analizi ile Uygun Duvar Tipinin Belirlenmesi

10. KONSOLİDASYON. Konsolidasyon. σ gerilmedeki artış zeminin boşluk oranında e azalma ve deformasyon yaratır (gözeneklerden su dışarı çıkar).

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

ZEMİNDE GERİLMELER ve DAĞILIŞI

Üst yapı yüklerinin bir bölümü ya da tümünü zemin yüzünden daha derinlerdeki tabakalara aktaran

Yapısal Jeoloji. 2. Bölüm: Gevrek deformasyon ve faylanma

Mukavemet 1. Fatih ALİBEYOĞLU. -Çalışma Soruları-

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

LİMİT DENGE ANALİZİ (Deterministik Yaklaşım)

Ek-3-2: Örnek Tez 1. GİRİŞ

ZEMİNLERİN SIKIŞMASI, KONSOLİDASYONU VE OTURMASI. Yrd. Doç. Dr. Taylan SANÇAR

ZEMİN MEKANİĞİ DERS NOTLARI

INM 405 Temeller. Yrd.Doç.Dr. İnan KESKİN. Yüzeysel Temellerde Taşıma Gücü; Taşıma Gücü Teorileri. Hafta_4

SORULAR. x=l. Şekil-1

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

DAYANMA YAPILARININ DBYBHY VE TBDY GÖRE TASARIM KURALLARIN KARŞILAŞTIRILMASI VE TESPİTLER. Levent ÖZBERK İnş. Yük. Müh. Analiz Yapı Yazılım Ltd. Şti.

YTÜ İnşaat Fakültesi Geoteknik Anabilim Dalı. Ders 5: İÇTEN DESTEKLİ KAZILAR. Prof.Dr. Mehmet BERİLGEN

ZEMİNLERDE SU ZEMİN SUYU

ZEMİN MUKAVEMETİ: LABORATUVAR DENEY YÖNTEMLERİ

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

Zemin Mekaniği Kısa bir giriş. CE/ENVE 320 Vadose Zone Hydrology/Soil Physics Spring 2004 Copyright Markus Tuller and Dani Or

Zeminlerin Sıkışması ve Konsolidasyon

Hafta_1. INM 405 Temeller. Dersin Amacı - İçeriği, Zemin İnceleme Yöntemleri. Doç.Dr. İnan KESKİN.

JFM 301 SİSMOLOJİ ELASTİSİTE TEORİSİ Elastisite teorisi yer içinde dalga yayılımını incelerken çok yararlı olmuştur.

7. TOPRAĞIN DAYANIMI DAYANIM

TEMEL İNŞAATI TAŞIMA GÜCÜ

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

ZM-I FİNAL SORU ve CEVAPLARI SORU-1 [10]: Sıvılık indisi (I L ) ne demektir? Sıvılık indisinin 2.1, 0 ve -0.6 olması ne ifade eder?

Mukavemet. Betonarme Yapılar. Giriş, Malzeme Mekanik Özellikleri. Dr. Haluk Sesigür İ.T.Ü. Mimarlık Fakültesi Yapı ve Deprem Mühendisliği

Ankrajlı ve Ankrajsız Derin Kazı İksa Sistemlerinin Sayısal Yöntemler İle Analizi. Gökçe Altun

r r r F İŞ : Şekil yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvvetini göstermektedir. Parçacık A noktasından

İSTİNAT DUVARLARI. Yrd. Doç. Dr. Sercan SERİN

DERİN KAZILARDA ZEMİN ÇİVİSİ İLE ANKRAJLI DESTEK SİSTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI ANALİZİ

ANALİZ YÖNTEMLERİ. Şevlerin duraylılığı kaya mekaniği ve geoteknik bilim dallarının en karmaşık konusunu oluşturmaktadır.

8. TOPRAK ZEMİNLERİN TAŞIMA GÜCÜ (BEARING CAPACITY OF SOILS)

BÖLÜM 6 - TEMEL ZEMİNİ VE TEMELLER İÇİN DEPREME DAYANIKLI TASARIM KURALLARI 6.1. KAPSAM

İSTİNAT YAPILARI TASARIMI. İstinat Yapıları-Giriş

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

δ / = P L A E = [+35 kn](0.75 m)(10 ) = mm Sonuç pozitif olduğundan çubuk uzayacak ve A noktası yukarı doğru yer değiştirecektir.

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Yapı veya dolgu yüklerinin neden olduğu gerilme artışı, zemin tabakalarını sıkıştırır.

TEMEL İNŞAATI ZEMİN İNCELEMESİ

Dolgu ve Yarmalarda Sondaj Çalışması ve Değerlendirmesi. HAZIRLAYAN Özgür SATICI Mad. Yük. Jeo. Müh. (MBA)

NİĞDE ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, GEOTEKNİK ABD ZEMİN MEKANİĞİ DENEYLERİ

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

INM 305 Zemin Mekaniği

PROF.DR. MURAT DEMİR AYDIN. ***Bu ders notları bir sonraki slaytta verilen kaynak kitaplardan alıntılar yapılarak hazırlanmıştır.

Transkript:

Hafta_7 INM 308 Zemin Mekaniği Yanal Zemin Basınçları Dr. İnan KESKİN inankeskin@karabuk.edu.tr, inankeskin@gmail.com www.inankeskin.com

ZEMİN MEKANİĞİ Haftalık Konular Hafta 1: Hafta 2: Hafta 3: Hafta 4: Hafta 5: Hafta 6: Hafta 7: Hafta 8: Hafta 9: Zemin Etütleri Amacı ve Genel Bilgiler Kil Minarelleri ve Zemin Yapısı Zeminlerde Kayma Direnci Kavramı, Yenilme Teorileri Zeminlerde Kayma Direncinin Ölçümü; Serbest Basınç Deneyi, Kesme Kutusu Deneyi, Üç Eksenli Basınç Deneyi, Vane Kanatlı sonda Deneyi Zeminlerde Kayma Direncinin Belirlenmesine Yönelik Deneyler; Laboratuvar Uygulaması Zeminlerde Kayma Direncinin Belirlenmesine Yönelik Problem Çözümleri Yanal Zemin Basınçları Yanal Zemin Basınçları; Uygulamalar Yamaç ve Şevlerin Stabilitesi; Temel Kavramlar Hafta 10: Yamaç ve Şevlerin Stabilitesi Örnek Problemler Hafta 11: Zeminlerin Taşıma Gücü; Sığ Temeller Hafta 12: Zeminlerin Taşıma Gücü; Kazıklı Temeller Hafta 13: Zemin Özelliklerinin İyileştirilmesi Hafta 14: Genel Zemin Mekaniği Problem Çözümleri Hafta 15: Final Sınavı

YANAL TOPRAK BASINCI Yanal zemin basınçları; zeminler tarafından düşey veya düşeye yakın yapılar üzerine uygulanan basınçlardır. Hem normal hem de kesme gerilmeleri içerebilirler. Zemini farklı iki düzeyde tutan ve yanal zemin basınçlarının etkisinde olan dayanma yapılarının hesaplanması (boyutlandırılması projelendirilmesi) için, onlara gelen yanal toprak basınçlarının bilinmesi gerekir. Dayanma yapılarını dizayn edebilmek için bu yapılara etkiyecek olan yanal zemin basıncının büyüklüğünü bilmemiz gerekmektedir. τ σ Zemin Mekaniğinde düşey gerilmeler kolaylıkla hesaplanırken(σ v =γz) yatay gerilmeler için genellikle bir katsayı (toprak basıncı katsayısı) kullanılması tercih edilmektedir.

YANAL TOPRAK BASINCI Yapılara gelen bu yanal toprak basınçlarını karşılamak için. Çeşitli istinat yapıları inşaa edilmesi zorunlu olmaktadır. Ağırlık tipi istinat duvarı Zemin Çivisi Toprakarme Bağlantı çubuğu Ankraj Palplanj kazık Konsol istinat duvarı Destekli kazı Ankrajlı palplanj kazık

YANAL TOPRAK BASINCI Perde Duvar Çok katlı yapı otoban

YANAL TOPRAK BASINCI Suyun kayma direncinin sıfır olması nedeniyle hidrostatik durumda suda yatay ve düşey basınçlar eşittir. Zemin gibi taneli malzemeler kayma direncine sahiptir ve bu nedenle ortamdaki yatay ve düşey gerilmeler eşit değildir. σ v =ɣ*h τ σ h σ σσ h = KK 0 σσ vv σσ vv = γγγ Bir ortam elastik denge durumunda ise gerilmedeki küçük bir artış küçük miktarda deformasyona neden olur. Gerilme artmaya devam ettirilerek zemin kayma mukavemetine yaklaştırıldığında gerilme arttırılmamasına rağmen deformasyonların artığı görülür. Artık zemin akma haline geçmiştir ve bu duruma plastik denge denir.

SUKUNETTEKİ TOPRAK BASINÇLARI Sukunetteki durum yatay deplasmanın olmadığı durumu yansıtır. Sukunetteki durumda zemin elastik bölgededir. Homojen bir zemin tabakası içerisindeki bir zemin elemanı üzerinde etkiyen, yatay efektif gerilmenin düşey efektif gerilmeye oranı, σ h /σ v, sükunetteki toprak basınç katsayısı, K 0, olarak ifade edilir. K 0 durumunda bulunan bir zemin kütlesinde yanal yönde deformasyonlar gözlenmez. TTTTTTTTTTTT BBBBBBBBBBBBBB KKKKKKKKKKKKKKKKKK = KK = KK 0 = σσ h σσ vv σ h σ v Normal konsolide killer ve kohezyonsuz zeminler için, K 0 = 1 sin φ Aşırı konsolide killer için, K 0 ın Tahmin Edilmesi K 0,aşırı konsolide = K 0,normal konsolide OCR 0.5 Elastisite teorisinden yararlanılarak K0 durumunda, yatay yer değiştirme olmaz KK 0 = vv 1 vv Poisson oranı

SUKUNETTEKİ TOPRAK BASINÇLARI Tipik K 0 değerleri; KK 0 = vv 1 vv Poisson oranı

ZEMİNLERDE AKTİF/PLASTİK DENGE Zemin duvar dışına hareket ettiğinde, σ v sabit kalır; ve σ h göçme anına kadar azalır. Yatay gerilmenin (σ h ) küçülmesi için zeminin kendi ağılığı altında yatay yönde bir miktar genişlemesine izin veren şartların oluşması gerekir. Bu duruma aktif aktif denge denir. Zemin duvar zemine hareket ettiğinde, σ v sabit kalır; ve σ h göçme anına kadar artar. Düşey gerilme sabitken yatay gerilmenin (σ h ) düşey gerilmeden (σ v ) daha büyük olarak plastik dengeye ulaşabilmesi için zeminin yatay yönde sıkışarak deformasyon yapması gerekir. Bu duruma pasif denge denir. Duvar zeminden uzaklaşmaktadır. Duvar zemine doğru hareket etmektedir. Sürtünmesiz duvar

ZEMİNLERDE AKTİF/PLASTİK DENGE τ Mohr daireleri ile aktif durum Yenilme anındaki gerilme durumu 45 + 2 σ ccccccccc σσ h = KK aa σσ vv Duvar hareket ettikçe yanal basınç azalır σσ vv+qqq Dengedeki gerilme durumu Şekilde de görüleceği üzere Duvar zeminden uzağa doğru hareket ettikçe yanal zemin basıncı yenilene kadar azalır.

ZEMİNLERDE PASİF/PLASTİK DENGE τ Mohr daireleri ile pasif durum 45 2 σ ccccccccc σσ h σσ vv σσ nn giderek artar Şekilde de görüleceği üzere Duvar zemin kütlesine doğru hareket ettikçe yanal zemin basıncı artmaya başlar.

ZEMİNLERDE AKTİF/PLASTİK DENGE τ kırılma başlar (teyet) aktif denge pasif denge σ σσ aa σσvv σσ pp Aktif durumda; zemin duvara doğru hareket eder!! yanal genişleme olur σσ vv Pasif durumda; duvar zemine doğru hareket eder!! yanal sıkışma oluşur. σσ vv σσ h σσ h σσ h σσ h yanal genişleme σσ vv σσ vv yanal sıkışma

W.J. MACQUORN RANKİNE TOPRAK BASINCI TEORİSİ 1820-1872 Rankine teorisi aşağıdaki varsayımlara dayanır. 1. Duvar arkasındaki zemin homojen ve izotroptur. 2. Kayma direnci ɸ ile ifade edilir. 3. Duvar arkasında zemin üçgen ve rijit kama şeklinde kırılır. 4. Duvarla zemin arasında sürtünme yoktur ve duvar rijittir. 5. Kırılma iki boyutlu bir problemdir. Oysa, zemin homojen olabilse bile izotrop değildir. Eğik sırtlı beton duvarın dolgusu kum ile yapıldığı zaman duvar ile zemin arasında önemli düzeyde sürtünme açısı belirir.

RANKİNE AKTİF TOPRAK BASINCI TEORİSİ Duvar zeminden uzaklaşacak yönde hareket eder. σσ aa = σσ vv KK aa Kumlu Zeminler σσ aa = σσ vv KK aa 2c KK aa Killi Zeminler τ Başlangıçta (K 0 durumu) Göçme anı (Aktif durum) Daha Genel bir ifadeyle; σσ aa = γγzzkk aa 2ccc σσ aa = γγzzkk aa 2cc KK aa KK aa KK aa = tttttt 2 45 2 = 1 SSSSSS 1 + SSSSSS aktif toprak basıncı 45+Φ/2 azalan σ h değeri göçme meydana gelene kadar azalacaktır σ σ v değeri aynı kalacak σ h A σ v başlangıçta yanal yönde bir hareket yoktur. z

RANKİNE AKTİF TOPRAK BASINCI TEORİSİ Duvar arkası zeminde aktif durum oluşur bu durumda aktif yanal zemin basınçları düşey yüzlü duvar arkasına yatay olarak etkir (δ=0). tttttt 45 + 2 Kayma düzlemi Öne hareket σσ aa tttttt 45 + 2

RANKİNE AKTİF TOPRAK BASINCI TEORİSİ σσ 1 = σσ 3 NN + 2cc NN σσ vv σσ h = σσ aa NN = tttttt 2 (45 + 2 ) σσ aa yalnız bırakılırsa σσ vv 2cc NN NN = σσ aa σ v z σσ aa = σσ vv NN 2cc NN ve 1 NN = tttttt 2 (45 2 ) σ h A σσ aa = σσ vv tttttt 2 45 2 2cccccccc(45 2 ) 1 NN = tttttt 2 45 2 = KK 0 denirse σσ aa = σσ vv KK aa 2cc KK aa

RANKİNE AKTİF TOPRAK BASINCI DAĞILIMI [σ h ] aktif P A değerleri duvar üzerinde birim uzunluğa etkiyen aktif itkidir. τ Duvar zeminden uzağa doğru hareket ettikçe yanal zemin basıncı yenilene kadar azalır. ɸ H PP AA = 11 22 KK aaγγhh 22 c σ h σ vo σ P A nın etkidiği nokta H/3

RANKİNE AKTİF TOPRAK BASINCI Zemin Yüzeyinin eğimli olması hali β c,ɣ, ɸ Pa β KK aa = cosββ cosββ (cccccc2 ββ cccccc 2 ) cosββ + (cccccc 2 ββ cccccc 2 ) KK pp = cosββ cosββ + (cccccc2 ββ cccccc 2 ) cosββ (cccccc 2 ββ cccccc 2 )

RANKİNE AKTİF TOPRAK BASINCI KATSAYILARI

ZEMİN YÜZEYİNDE DEĞİŞİK YÜKLEMELERİN TOPRAK BASINÇINA ETKİSİ Tek Zemin durumu ɣ, ɸ H PP AA = 1 2 KK aaγγγγ 2 H/3 σσ aa = KK aa γγγγ

ZEMİN YÜZEYİNDE DEĞİŞİK YÜKLEMELERİN TOPRAK BASINÇINA ETKİSİ Tek zemin + uniform yayılı yük durumu :!!!!! ɣ, ɸ H 5 PP AA(2) = KK aa γγγγ 2 1 σσ aa = γγ(hh + h )KK aa σσ aa = KK aa qq σσ aa = γγγγγγ aa PP AA(1) = 1 2 KK aaγγhh 2 σσ aa = γγ(hh + h )KK pp σσ aa = γγ(hh + h )KK 0 σσ aa = KK aa qq yyyyyyyyyyyy yyyyyyyyyyy kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk σσ aa = KK aa γγγγ zzzzzzzzzzzzzzzz kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk σσ aa = KK aa qq+ KK aa γγhh

ZEMİN YÜZEYİNDE DEĞİŞİK YÜKLEMELERİN TOPRAK BASINÇINA ETKİSİ Tabakalı Zemin durumu + Yeraltı suyu durumu ɣ, ɸ H H 1 ɣ n, ɸ H H 1 1 PP AA(1) = 1 2 KK aaγγ nn HH 1 2 H 2 ɣ d, ɸ H 2 PP AA(2) = KK aa γγ nn HH 1 2 3 PP AA(3) = 1 KK 2 aaγγ (HH 2 ) 2 4 PP AA(4) = 1 2 γγ ww(hh 2 ) 2 σσ aa = KK aa γγ nn HH 1 + KK aa γγγγγ 2 σσ aa = KK aa γγγγγ 2 σσ ww = γγ ww HH 2 zzzzzzzzzzzzzzzz kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk ssssssssss kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

ZEMİN YÜZEYİNDE DEĞİŞİK YÜKLEMELERİN TOPRAK BASINÇINA ETKİSİ Tabakalı Zemin durumu + Yeraltı suyu durumu + Yayılı yük Yayılı yük Yanal toprak basıncı 1. zemin H H 1 ɣ 1, ɸ 1 H 1 1 3 Yanal toprak basıncı 2. zemin Su basıncı H 2 ɣ 2, ɸ 2 H 2 2 4 5 6 PP AA(1) = qqqq aa(1) HH 1 PP AA(2) = qqqq aa(2) HH 2 PP AA(3) = 1 2 KK aa 1 γγ 1 HH 1 2 PP AA(4) = (KK aa(1) γγ 1 HH 1 ) HH 2 PP AA(5) = 1 2 KK aa(2)γγ HH 2 2 PP AA(6) = 1 2 γγ ww HH 2 2

RANKİNE AKTİF TOPRAK BASINCI-ÇEKME ÇATLAKLARI Çekme Bölgesi 2cc KK aa σσ vv KK aa 2c KK aa = 0 ZZ 0 γγkk aa = 2c KK aa σσ aa = σσ vv KK aa 2c KK aa σσ pp = σσ vv KK pp + 2c KK pp 2cc KK pp ZZ 0 ZZ 0 = 2cc KK aa KK aa γγ Zemin kendini tutar Pasif Aktif Zeminde kohezyon varsa bundan dolayı belli bir yere kadar bu zemin kendini desteksiz tutabilir. Kil z0 derinliğe kadar çekme gerilmesi alıyor dolayısı ile 2*z0 derinliğe kadar teorik olarak kazılabilir

RANKİNE AKTİF TOPRAK BASINCI-ÇEKME ÇATLAKLARI Çekme çatlağı oluşması durumunda çekme etkisi ihmal edilir ve diyagram z 0 dan başlar. Çekme çatlağına su dolması durumunda hidrostatik basınç oluşur. 2cc KK aa 2cc KK aa Teorik olarak duvara karşı yanal basınç yoktur. ZZ 0 γγ ww zz 0 45-ɸ/2 45+ɸ/2 KK aa ZZ 0 = 2cc KK aa γγ γγ. HHKK aa 2cc KK aa γγ. HHKK aa 2cc KK aa

RANKİNE PASİF TOPRAK BASINCI TEORİSİ Arkasında zemin tutan yapı (duvar) zemine doğru ötelenir veya alt ucu zemine doğru dönme yaparsa zemindeki düşey gerilmeler sabit kalırken yatay gerilmeler giderek artar. Normal koşullarda düşey gerilmelerden az olan yatay gerilme değeri bu artış sonucunda önce düşey gerilme değerine ulaşır ve daha sonraki artan değerlerde belirli bir limit değerde zeminde kırılma meydana gelir. τ Başlangıçta (K 0 durumu) Göçme anında (Pasif durum) Başlangıçta zemin K 0 durumundadır. Duvar zemine doğru hareket eder 45-Φ/2 σ h σ v A z σ v artan σ h σ σ h Pasif toprak basıncı σv değeri aynı kalacak ve σ h değeri göçme meydana gelene kadar artacaktır.

RANKİNE PASİF TOPRAK BASINCI TEORİSİ σσ pp = σσ vv KK pp Kumlu Zeminler σσ pp = σσ vv KK pp + 2c KK pp Killi Zeminler Daha Genel bir ifadeyle; σσ pp = γγzzkk pp + 2ccc KK pp σσ pp = γγzzkk aa + 2cc KK aa τ KK pp = tttttt 2 45 + 2 = 1 + SSSSSS 1 SSSSSS φ σ v [ σ h '] pasif = K Pσ v [σ h ] σ pasif '

RANKİNE PASİF TOPRAK BASINCI TEORİSİ σσ 1 = σσ 3 NN + 2cc NN σσ pp σσ vv NN = tttttt 2 (45 + 2 ) σσ pp = σσ vv tttttt 2 45 + 2 + 2cctan 45 + 2 σ h σ v A z NN = tttttt 2 45 + 2 = KK pp σσ vv = σσ 0 KK aa + 2cc KK aa

KK pp γγ + 2c KK pp RANKİNE PASİF TOPRAK BASINCI TEORİSİ Duvar arkası zeminde pasif durum oluşur bu durumda pasif yanal zemin basınçları duvar arkasına dik olarak etkir (δ=0). tttttt 45 2 Kayma düzlemi Zemine doğru hareket PP PP = 1 2 γγkk pp(hh) 2 tttttt 45 2 2c KK pp h/3 Kohezyonlu zemin için, PP pp = 1 2 KK ppγγhh 2 + 2cc KK pp HH

RANKİNE PASİF TOPRAK BASINCI TEORİSİ İstinat duvarları sükûnet yada aktif yanal basıncına direnecek şekilde tasarlanırlar. Tasarımda pasif toprak basınçları tepkisel yük olarak kabul edilir. Bir istinat duvarı temelinin desteklediği zemin kütlesi duvarın yanal olarak dışarı doğru hareket etmesine neden oluyorsa duvarın önündeki zemin pasif direnç gösterme eğilimindedir. Tutulan zeminin yığını duvarın arkasına karşı pasif veya aktif basınç oluşturur. Tutulan zeminin hareketinden kaynaklanan duvar hareketi Pa veya Po Pp Eğer duvar yanal olarak hareket ederse, bu alandaki zemin pasif direnç geliştirir.

ZEMİNLERDE TOPRAK BASINÇLARININ DAĞILIMI σ h Aktif durum (K A ) K 0 durumu Pasif durum (K P ) Duvar hareketinin yönü

ZEMİNLERDE TOPRAK BASINÇI MODEL DENEY Tan, 1996

Sırtı yatayla β açısı yapan bir dayanma yapısında Coulomb teorisinin uygulanması COULOMB TOPRAK BASINÇ TEORİSİ Rankine, teorisini duvar ile zemin arasında sürtünme olmamasına dayandırmıştır. Coulomb ise teorisini, duvar-dolgu sürtünmesini göz önüne alarak geliştirmiştir. * Kohezyonsuz arka dolgu yüzey ile α açısı yapmakta ve duvar ile dolgu arasında δ sürtünme açısı bulunmaktadır. * Coulomb, aktif durumda duvar dolgudan uzaklaşırken dolguda uzaklaşacak kayma yüzeyini düzlem olarak kabul eder (BC 1, BC 2 ) ve aktif itki kayma düzlemi ile kama oluşturur (ABC 1 ) Duvar hareketi

COULOMB TOPRAK BASINCI Kama üzerinde etkiyen kuvvetler * Kamanın ağırlığı (W) * BC1 düzlemi boyunca normal ve kayma direnci kuvvetlerinin bileşkesi (R) * Duvar birim uzunluğundaki aktif itki Pa (duvar sırtına dik düzlemle δ açısı yapar PP aa = 1 2 KK aaγγhh 2 PP aa = 1 2 KK ppγγhh 2 Duvar hareketi

COULOMB AKTİF TOPRAK BASINÇI Ağırlık dayanma yapısında yanal toprak basıncı için kabuller Rankine Coulomb Tipik duvar ile dolgu arasında δ sürtünme değerleri Zemin türü Çakıl 27-30 İri kum 20-28 İnce kum 15-25 Katı-sert kil 15-20 Siltli kil 12-16 duvar - dolgu sürtünme açısı (δ) sınır değerleri

UYGULAMALAR SORU-1 Şekildeki özelliklere sahip bir ortam için Yanal toprak itkisini ve etkime yerini hesaplayınız. H=11 c=0 ɸ=27 0 ɣ=17.5 kn/m 3 CEVAP-1 = 27 0 iiiiiii; KK aa = tttttt 2 45 2 = 0.375 H=11 c=0 ɸ=27 0 ɣ=17.5 kn/m 3 σσ aa = KK aa γγγγ = 0.375 17.5 11 = 72.19kkkk/mm 2 PP aa = 1 2 KK aaγγhh 2 = 1 2 0.375 17.5 112 = 397.031 kkkk mm zz = HH 3 = 11 3 = 3.66 mm (tabandan)

UYGULAMALAR SORU-2 Şekildeki özelliklere sahip bir ortam için Yanal toprak itkisini ve etkime yerini hesaplayınız. q=15kn/m 2 H=11 c=0 ɸ=27 0 ɣ=17.5 kn/m 3 CEVAP-2 H=11 c=0, ɸ=27 0 ɣ=17.5 kn/m 3 Pa 1 Z 1 Z 2 Pa 2 σσ aa = 5.625 σσ aa = 72.18 yyyyyyyyyyyy yyyyyyyyyyy kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk σσ aa = KK aa qq = 0.375 15 = 5.625 kkkk/mm 2 PPPP 1 = KK aa qq HH = 5.625 11 = 61.875kkkk/mm zz 1 = 5.5 m zzzzzzzzzzzzzzzz kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk σσ aa = KK aa γγ HH = 0.375 17.5 11 = 72.18 kkkk/mm 2 PPPP 2 = 1 2 KK aa γγ HH 2 = 397kkkk mm zz 1 = 3.6 mm

UYGULAMALAR CEVAP-2 c=0, ɸ=27 0 ɣ=17.5 kn/m 3 H=11 Pa σσ aa = 5.625 σσ aa = 72.18 Yüklerin Toplamı: yük+zemin Pa = PPPP 1 + PPPP 2 qq = 61.875 + 397 = 458.875 kkkk/mm zz = PPPP 1 zz 1 + PPPP 2 zz 2 PPPP zzzzzzzzzzzzzzzz kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk = 61.875 5.5 + 397 3.66 458.875 = 4.59 mm

UYGULAMALAR SORU-3 a. Duvara etkiyen aktif toprak basıncı kuvvetini hesaplayınız. b. Bu kuvvetin duvarı devirici ve devirmeye karşı önleyici olan bileşenlerini bulunuz. β=15 CEVAP-3A H=8m α=80 0 c=0 ɸ=30 0 ɣ=19.62 kn/m 3 δ=10 0 β=15 H=8m α=80 0 ɸ=30 0 β=15 δ=10 0 α=80 0

UYGULAMALAR CEVAP-3B ɸ=30 0 β=15 δ=10 0 α=80 0 Pa v β=15 Pa H=8m 90-α=10 0 Pa h α=80 0