Zemin Suyu II. Yrd.Doç.Dr. Saadet Berilgen

Benzer belgeler
Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

Ders Notları 3 Geçirimlilik Permeabilite

Su seviyesi = ha Qin Kum dolu sütun Su seviyesi = h Qout

DENEY 3. HOOKE YASASI. Amaç:

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KMB 405 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI - 3

MAK341 MAKİNA ELEMANLARI I 2. Yarıyıl içi imtihanı 24/04/2012 Müddet: 90 dakika Ögretim Üyesi: Prof.Dr. Hikmet Kocabas, Doç.Dr.

Kuvvet kavramı TEMAS KUVVETLERİ KUVVET KAVRAMI. Fiziksel temas sonucu ortaya çıkarlar BÖLÜM 5 HAREKET KANUNLARI

ZEMİNLERİN GEÇİRİMLİLİĞİ YRD. DOÇ. DR. TAYLAN SANÇAR

ZEMİN SUYU Zeminde Su Akımı ve Akım Ağları. Y.Doç.Dr. Saadet A. Berilgen

ZEMİNDE SU AKIMININ MATEMATİKSEL İFADESİ (LAPLACE DENKLEMİ)

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

2. TRANSFORMATÖRLER. 2.1 Temel Bilgiler

k = sabit için, Nikuradse diyagramını şematik olarak çiziniz. Farklı akım türlerinin

Titreşim Hareketi Periyodik hareket

Zemin Suyu. Yrd.Doç.Dr. Saadet BERİLGEN

14. ZEMİNLERDE SUYUN HAREKETİ

Gevşek Zemin - Geçirgenlik kolay - Yüksek Permeabilite. Sıkı Zemin - Geçirgenlik zor - Düşük Permeabilite

Malzeme Bağıyla Konstrüksiyon

İŞ, GÜÇ, ENERJİ BÖLÜM 8

doğru orantı doğru orantı örnek: örnek:

ZEMİNDE SU (ZEMİN HİDROLİĞİ)

Rentech. Yaylar ve Makaralar Deney Seti. Yaylar ve Makaralar Deney Seti. (Yay Sabiti, Salınım Periyodu, Kuvvet ve Yol Ölçümleri) Öğrenci Deney Föyü

DALMIŞ YÜZEYLERDEKİ KUVVETLER

Yüzeyaltı Drenaj (Subsurface Drainage) Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

HİDROJEOLOJİ. Gözenekli Ortam ve Akifer Özellikleri. 5.Hafta. Prof.Dr.N.Nur ÖZYURT

HİDROTERMAL GERİLME VE ŞEKİL DEĞİŞTİRME BAĞINTILARI

INM 305 Zemin Mekaniği

k olarak veriliyor. Her iki durum icin sistemin lineer olup olmadigini arastirin.

5. YERALTISUYU & SIZMA BASINCI (SEEPAGE PRESSURE)

ZEMİN MEKANİĞİ DENEYLERİ

4.2. SBM nin Beşeri Sermaye Değişkeni İle Genişletilmesi: MRW nin Beşeri Sermaye Modeli

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

) ile algoritma başlatılır.

Düzlemsel, silindirik ve küresel yüzeyler için taşınım direnci

Akifer Özellikleri

ZEMİNLERDE SU ZEMİN SUYU

3. EĞİK DÜZLEMDE HAREKET

TESİSLERDE MEYDANA GELEN PARALEL REZONANS OLAYININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ ANALİZİ

Zeminlerin Sıkışması ve Konsolidasyon

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

KAYNAK BAĞLANTILARI SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE ELEMANLARI-I DERS NOTU

Akışkanların Dinamiği

Basitleştirilmiş Kalman Filtresi ile Titreşimli Ortamda Sıvı Seviyesinin Ölçülmesi

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

KÜÇÜK TİTREŞİMLER U x U x U x x x x x x x...

2. Basınç ve Akışkanların Statiği

TUNÇBİLEK TERMİK SANTRALİ 5.ÜNİTE KAZANININ SAYISAL MODELLEMESİ

DENEY 2: TEMEL ELEKTRİK YASALARI-GERİLİM VE AKIM ÖLÇÜMLERİ

Bu deneyin amacı Ayrık Fourier Dönüşümü (DFT) ve Hızlu Fourier Dönüşümünün (FFT) tanıtılmasıdır.

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

Basınç ve Kaldırma Kuvveti

RASGELE SÜREÇLER. Bir X rasgele değişkenin, a ve b arasında tekdüze dağılımlı olabilmesi için olasılık yoğunluk fonksiyonu aşağıdaki gibi olmalıdır.

HİDROLİK LABORATUARI HİDROLİK LABORATUARI DENEY ALETLERİ

ZEMİN MEKANİĞİ VE TEMEL İNŞAATI İnce Daneli Zeminlerin Kıvamı ve Kıvam Limitleri. Yrd.Doç.Dr. SAADET A. BERİLGEN

MODEL SORU - 1 DEKİ SORULARIN ÇÖZÜMLERİ

Bernoulli Denklemi, Basınç ve Hız Yükleri Borularda Piezometre ve Enerji Yükleri Venturi Deney Sistemi

ÖZEL EGE LİSESİ 13. OKULLAR ARASI MATEMATİK YARIŞMASI 8. SINIF ELEME SINAVI TEST SORULARI

INM 305 Zemin Mekaniği

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

YILLAR ÖSS-YGS

BASINÇ BİRİMLERİ. 1 Atm = 760 mmhg = 760 Torr

1991 ÖYS. )0, 5 işleminin sonucu kaçtır? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 A) 123 B) 432 C) 741 D) 864 E) 987

Büyüklüklerine Göre Zemin Malzemeleri

CİDAR ISITMASININ DÜZ BİR LEVHA ÜZERİNDEKİ SINIR TABAKA GEÇİŞİ ÜZERİNE ETKİLERİ EFFECTS OF WALL HEATING ON BOUNDARY LAYER TRANSITION OVER A FLAT PLATE

BÖLÜM : 9 SIZMA KUVVETİ VE FİLTRELER

Akışkanların Dinamiği

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

Mekanik Titreşimler ve Kontrolü. Makine Mühendisliği Bölümü

Ders: 1 Zeminlerin Endeks Özellikleri. Doç. Dr. Havvanur KILIÇ İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

T.C. HARRAN ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

GEÇİRGEN YÜZEYLERİNDEN ÜFLEME YAPILAN KARE KESİTLİ SİLİNDİR ETRAFINDAKİ AKIŞTA ISI GEÇİŞİNİN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

Fizik 101: Ders 24 Gündem

İSTİNAT YAPILARI TASARIMI

5. YERALTISUYU & SIZMA BASINCI (SEEPAGE PRESSURE)

1. Aşağıda verilen fiziksel büyüklüklerin dönüşümünde? işareti yerine gelecek sayıyı bulunuz.

0, , ,303 7,8057 2, , ,265 7,7504 0, ,305 7,7504 0, ,291 7,7504 1,

Türkiye de Enflasyon ve Döviz Kuru Arasındaki Nedensellik İlişkisi:

h h P h h Şekil 2.1. Bir kapta bulunan sıvının yüksekliği ile tabana yaptığı basınç arasındaki ilişki

SOĞUTMA KULESİ AMAÇ. Soğutma kulesine ait temel özelliklerin ve çalışma prensiplerinin öğrenilmesi.

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

Hareket Kanunları Uygulamaları

GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİNDE KANATÇIK YÜZEYİNDEKİ SICAKLIK DAĞILIMININ SONLU FARKLAR METODU İLE ANALİZİ

INM 305 Zemin Mekaniği

EGE ÜNİVERSİTESİ-MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ-MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 1 MK371 ISI TRANSFERİ (2+2) DERSİ

İş Bir sistem ve çevresi arasındaki etkileşimdir. Sistem tarafından yapılan işin, çevresi üzerindeki tek etkisi bir ağırlığın kaldırılması olabilir.

Laboratuar Kayma Mukavemeti Deneyleri

Sıvılaşma hangi ortamlarda gerçekleşir? Sıvılaşmaya etki eden faktörler nelerdir? Arazide tahkik; SPT, CPT, Vs çalışmaları

KUVVET BÖLÜM 2 MODEL SORU - 1 DEKİ SORULARIN ÇÖZÜMLERİ 1. F 1 = 30N. Net kuvvet x yönünde 5 N olduğuna göre, cisme uygulanan 3. kuvvet, + F 3 = R = 5

Ç.Ü Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Yıl:2012 Cilt:27-2 GÜNEŞ TOPLAÇLARI VE HAVUZDAN OLUŞAN ENTEGRE BİR SİSTEMİN PERFORMANSININ İNCELENMESİ *

KABLOSUZ İLETİŞİM

Makale KAZANLARDA EKSERJĐ ANALĐZĐ

PERKOLASYON İNFİLTRASYON YÜZEYSEL VE YÜZETALTI AKIŞ GEÇİRGENLİK

HİDROLOJİ DERS NOTLARI

Ders 2 : MATLAB ile Matris İşlemleri

Aşınmadan aynalanan hasar, gelişmiş ülelerde gayri safi milli hasılanın % 1-4 ü arasında maliyete sebep olmata ve bu maliyetin % 36 sını abrasiv aşınm

Sıkıştırma enerjisi arttıkça optimum su muhtevası azalmakta, kuru birim hacim ağırlık artmaktadır. Optimum su muhtevasına karşılık gelen birim hacim

BİNALARIN ÇOK MODLU UYARLAMALI DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZİ İÇİN BİR YÜK ARTIMI YÖNTEMİ

1. Temel zemini olarak. 2. İnşaat malzemesi olarak. Zeminlerin İnşaat Mühendisliğinde Kullanımı

Transkript:

Zemin Suyu II Yrd.Doç.Dr. Saadet Berilgen

Yeraltı Suyu Aımı Yeraltı suyu stati bir ütle oluşturmaz ve yerçeimi uvvetlei etisi altında zemin içinde areet edebilme özelliğine saiptir. Zemin içinde areet eden suyun ızı aımın meydana geldiği ii nota arasındai enerji seviyesi farılılığına (idroli yü) ve zeminin su geçirgenliğine bağlı olmatadır.

Zeminlerin permeabilitesi Aım izi Su damlası zemindei boşluların oluşturduğu ve gelişi güzel bir iz taip eden ılcal anallar boyunca areet etmetedir. Bu analların esit alanları ve yönü sabit değildir. areet alindei erangi bir su damlası mirosopi ölçete, doğrultusu ve ızı süreli değişere areet eder. Müendisli problemlerinin çözümünde genellile aımın di doğrultuda ve sabit ızda gerçeleştiği abul edilir (birim uzunlutai toplam enerji farılılıları aynı olduğu sürece ). Zeminlerin içinden su geçmesine izin veren özelliğine permeabilite (su geçirgenliği) denir. 3

Darcy Yasası (Darcy, 856) L A-A ve B-B su seviyeleri arasındai far Δ ise ve aım sırasında borularda enerji aybı olmadığı abul edilirse, zemin numunesinin giriş ve çıış notaları (C ve D notaları) arasındai idroli eğim (i=δ/l) olara ifade edilebilir. Q=Aım mitarı, q=debi t=zaman aralığı, v=deşarj ızı, =permeabilite veya idroli iletenli (cm/s) i=idroli eğim D q Zeminlerin su geçirgenliği özelliğini deneysel olara il defa Darcy (856) incelemiştir. Darcy temiz um numuneleri ve şeildeine benzer bir deney düzeni ullanara aım ızı ile idroli eğim arasında lineer bir bağıntı bulunduğunu göstermiştir. Q t ia v q A i 4

Deşarj ve Sızıntı ızı Deşarj ızı (v) aımın zeminin toplam en esit alanından geçen ortalama ız olara abul edilir oysa aım zemin boşlularından geçmetedir. Boşlulardan aan suyun ortalama ızına sızıntı ızı (v s ) denir. A v boşlu A = toplam alan 5

Sızıntı ızı Sürelili uralından: Q = A V = A V V s Q = aım mitarı A = toplam enesit alanı A V = boşluların alanı V s = sızıntı ızı V = deşarj ızı V S = V ( A/A V ) V S = V ( AL / A V L ) = V ( V T / V V ) V T = toplam acim, V V =boşlu acmi V v / V T = n (n=porozite) V S = V / n 6

idroli Yüler ve YASS Aımı Zemin içinde ii nota arasında su aımı meydana gelebilmesi için, o ii notanın enerji seviyeleri arasında bir farlılı olması gereir. Su yüse enerji notasından düşü enerji notasına aaren sürtünme uvvetlerinden dolayı bir mitar enerji aybına uğrar. Aışanlar meaniğinde, sıışması imal edilebilir sıvıların ararlı aım problemlerinde enerji ayıplarının imal edileceği durumlarda aım analı boyunca toplam enerjinin sabit alacağını ifade etme için Bernoulli enerji denlemi ullanılır. 7

Bernoulli Denlemi gz gz p p v sabit enerji Potansiyel enerji seil degistirme enerjisi z sıvı parçacığı v ineti p v z g g enerji sabit enerji Referans Düzlemi 8

Bernoulli Denlemi Birim uzunluta enerji ifadesi: z p g v g sabit idroli yü Toplam idroli yü =Yerçeimi yüü+ Basınç yüü = e + p Su zemin daneleri arasından geçeren sürtünme uvvetlerinden dolayı enerji (idroli yü) aybı olacatır: z D p g D z p g D Ii nota arasında yü aybı 9

00 Broos/Cole, a division of Tomson Learning, Inc. Tomson Learning is a trademar used erein under license. Darcy Yasası nın geçerliliği Üst Sınır: Darcy Kanunu aım şiddeti ve ızının idroli eğimle lineer olara arttığını göstermetedir. idroli eğimle aım ızı (ve şiddeti) arasındai lineer bağlantı anca düzgün aım durumlarında geçerli olmatadır. 0

Aım ızı arttıça aım düzgün aım olmatan uzalaşmata ve bu durumlarda Darcy anunu geçerliliğini yitirmetedir. Dolayısıyla, aım ızının ço yüse olduğu iri çaıllar gibi zeminlerde, aım problemlerini inceleren diatli olmamız geremetedir. Diğer taraftan, su geçirgenliğinin ço düşü olduğu bazı iller (İsandinav illeri gibi) üzerinde yapılan deneylerde de aım ızı ile idroli eğim arasındai ilişide lineerliten sapmalar gözlenmiştir.

Darcy Yasası nın geçerliliği Alt Sınır:

Permeabilite Ölçümü Laboratuar Deneyleri Sabit seviyeli permeametre İri daneli zeminler Düşen seviyeli permeametre İnce daneli zeminler Arazi deneyleri 3

Sabit seviyeli permeametre L Δ Q Avt D i L QL DAt Ait Q=Çıan su mitarı T=zaman aralığı Δ=idroli yü farı L=zemin numunesi uzunluğu A=Numune enesit alanı Deney yönteminde zemin üzerindei idroli yü Δ sabit tutulara belirli bir zaman (t) süresi içinde zeminden geçen su mitarı (Q) ölçülmetedir. Kumlu zeminler için uygun 4

Düşen seviyeli permeametre Enesit alanı,a Enesit alanı,a dq t t dt ( t L La A Adt La t ) A d ad ln L=zemin numunesi uzunluğu A=Numune enesit alanı a= Boru enesit alanı Deney yönteminde zemin üzerindei idroli yüün zamanla değişimi Δ sabit tutulara belirli bir zaman (t) süresi içinde zeminden geçen su mitarı (Q) ölçülmetedir. Killi zeminler için uygun yöntem. 5

Laboratuarda Permeabilite deneylerinin güvenilirliği Laboratuarda nın belirlenmesine eti eden fatörler : ava abarcıları Suya doygunlu dercesi İnce dane göçü Sıcalıdan dolayı suyun visozitesindei değişim Numune boyutları Numunede örselenme Bir ço zeminde gerçe değere ulaşma güç 6

Arazi deneyleri Yüzeye yaın bir uyuda permeabilite ölçülmesi (ougoudt, 936): Sabit esitli bir deli (uyu) açara önce içindei suyu boşaltıp sonra su seviyesinin zamana bağlı olara yüselmesini ölçme suretiyle permeabilite atsayısı esaplanabilmetedir. dy( a ) (a) y L dt al y ln ( a) t y y L dt ougoudt L uzunluğunun metre cinsinden 5a e eşit olduğunu saptamıştır. Aynı problem için Ernst(950) biraz farlı bir çözüm önermiştir: (0 40 )( a y ) a y y Dy Dt y a dy Δy, Δt zaman aralığında yüselme 7

Pompalama deneyi q r r q r Ai dr (r ) d ln r r q ( ) Geçirimsiz tabaa Daa geniş bir bölgedei tabii zemin tabaalarının ve alın formasyonların ortalama permebilite atsayısını yerinde belirleme üzere pompalama deneyi yapılmatadır. Deneyde ölçümlere başlamadan önce, uyu içindei su seviyesi sabit duruma gelinceye adar belirli bir tempoda (q) uyudai su bir pompa vasıtası ile boşaltılmatadır. Kararlı duruma ulaştıtan sonra, r ve r gibi ii uzalıtai yeraltı su seviyeleri ölçülere permeabilite atsayısı esaplanmatadır. R uzalığını ölçme veya tamin etme mümünse: q 0 ln ( d 0 R a 8 0 )

Permeabilite Değerleri (cm/s) 0-6 0-3 0 0 iller siltler umlar çaıllar İnce İri İri daneli zeminler için, = f(e or D 0 ) 9

Zeminlerin permeabilitesini etileyen fatörler. Dane çapı dağılımı (Efetif dane çapı=d 0 ). Boşlu oranı (e) 3. Boşluların ve aım anallarının biçimi 4. Zeminin suya doygunlu derecesi 5. Yeraltı suyunun özellileri (yoğunlu, visozite vb.) 0

Zeminlerin permeabilitesini etileyen fatörler Yapılan deneyler permeabilitenin zeminin efetif dane çapı D0 nun aresi ile orantılı olduğunu göstermetedir. azen (9)temiz umlar için: CD 0 eşitliğini önermiştir. D mm cinsinden olup cm/s dir C=0.4-. Bağıntı 0-3 cm/s olan umlarda geçerlidir

Zeminlerin permeabilitesini etileyen fatörlerin gözönüne alınması 3 g e ~ D C s e Burada C s aım anallarının biçimi ile ilgili bir atsayı olup doğrudan ölçülme imanı yotur. Yeraltı suyunun ısısı dar bir aralıta değiştiği için ρ/μ oranı yalaşı sabit abul edilebilir. Suya doygun zeminlerin permeabilitesi ısmen doygunlara göre daa yüsetir. Zeminin boşlu oranı arttıça permeabilitesi yüselmetedir. 0

Permeabilite atsayısında Anizotropi 3

Çöelme sırasında oluşan iç yapı nedeni ile genellile tabii zemin tabaalarının yatay yöndei permeabilitesi düşey yöndeinden daa yüse olmatadır. Burada (d, d,..., d n ) ve (,,..., n ) sırası ile n tabaalı bir ortamdai tabaa alınlıları ve o tabaalara ait permeabilite atsayıları olmatadır. n n n...... n n n v...... 4

Eşdeğer permeabilite atsayısı Aım yönü Aım yönü Tabaalı ortamların ortalama permeabilite atsayılarının ise, Darcy anunu ve sürelili uralını ullanara bulunabilir. n n n...... n n n v...... 5

Zemin Meaniğinde Yeraltı Su Aımı Problemleri B C D E F A B C D L/ E F L/ Seviye p Basınç Yüü z Yerçeimi yüü Toplam idroli yü B-B AB BE AE C-C AC CE AE D-D CD DE CE F-F EF -EF 0 idroli yü aybı 0 AE AE erangi bir seviyedei idroli yü piezometre borusundai su seviyesine eşittir. Boşlu suyu basıncıise u ( z) Zemin içinden sızan suyun mitarı ve ızı ise Darcy Yasası ndan : q ia v i 6

7

SIZMA KUVVETLERİ VE SU BASINÇLARI A A B c ZEMİN B z L z z = + ( z L) ( z L) Suyun net aldırma uvveti=(z+l)γ A-zγ A=LAγ =Vγ Birim zemin ütlesi üzerine etiyen sızıntı uvveti: A AL Sızıntı uvveti zemin iseleti içinde areet eden suyun sürtünmeden dolayı zemine uyguladığı uvvet olup şiddeti idroli eğimle doğru orantılı olara artmata ve doğrultusu aım doğrultusuna paralel olmatadır (Yuarıdai örnete aşağıdan yuarı doğru etilemetedir). j 8 L i

Sızıntı Kuvvetlerinin esabı: Sızıntı uvvetlerinin etisi altındai zemin ütlelerinin dengesini inceleren ii yol izlenebilir: ) Toplam sınır basınçları ve zeminin toplam ağırlığını gözönüne alara: )Sızıntı uvvetini ve zeminin su altındai birim acim ağırlığını gözönüne alara: Sızıntı uvvetini aynı zamanda birim acimdei su ütlesinin zemin içinde birim uzunluta yol atedmesi sırasında yaptığı iş olara da tanımlayabiliriz: A LA A L z LA A z F t t v ) ( ) ( ) ( A LA A LA F t A v ) ( i L ql q j 9

A B A c ZEMİN B z L Bir zemin ütlesine etiyen sızıntı uvveti yerçeimi uvvetine ters doğrultuda ve eşit şiddette olursa, düşey yönde etiyen uvvetler toplamı sıfıra eşit olmata, umlu zeminlerin dengesi bozulmata ve aıcı (veya um aynaması) olara nitelendirilen durum ortaya çımatadır. F v LA A A 0 Kriti idroli eğim: i c L A Gs e 30