Zemin Mekaniği Giriş. Doç. Dr. Havvanur KILIÇ İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

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

Zemin Mekaniği Giriş. Doç. Dr. Havvanur KILIÇ İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

Ders Notları 2. Kompaksiyon Zeminlerin Sıkıştırılması

LABORATUVAR DENEYLERİ

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

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

ZEMİNLERİN GERİLME-ŞEKİL DEĞİŞTİRME DAVRANIŞI VE KAYMA MUKAVEMETİ

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ

Yrd. Doç.. Dr. Selim ALTUN

ZEMİN ÖZELLİKLERİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ ZEMİNLERİN KOMPAKSİYONU

Zeminlerin Sıkışması ve Konsolidasyon

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

Ders Notları 3 Geçirimlilik Permeabilite

Şev Stabilitesi I. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

INM 305 Zemin Mekaniği

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

ZEMİN MEKANİĞİ VE TEMEL İNŞAATI. Yrd. Doç. Dr. SAADET A. BERİLGEN

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

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

Yatak Katsayısı Yaklaşımı

Zemin Suyu. Yrd.Doç.Dr. Saadet BERİLGEN

INM 305 Zemin Mekaniği

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

7. TOPRAĞIN DAYANIMI

ZEMİNLERİN KAYMA DİRENCİ

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

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

ZEMİN MEKANİĞİ DERS NOTLARI

İSTİNAT YAPILARI TASARIMI

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

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

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

TOPRAK İŞ KONU-5 SIKIŞTIRMA MAKİNELERİ

INM 305 Zemin Mekaniği

ÖN SÖZ... ix BÖLÜM 1: GİRİŞ Kaynaklar...6 BÖLÜM 2: TEMEL KAVRAMLAR... 7

INM 308 Zemin Mekaniği

ZEMİN ÖZELLİKLERİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ ZEMİNLERİN KOMPAKSİYONU

T.C. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

9. TOPRAKTA GERİLME DAĞILIMI VE YANAL TOPRAK BASINCI

9. TOPRAKTA GERİLME DAĞILIMI VE YANAL TOPRAK BASINCI

4. KOMPAKSİYON. Courtesy of U.S. WICK DRAIN, INC.

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

INM 305 Zemin Mekaniği

Yalova Çevre ve Şehircilik İl Müdürlüğü. ZEMIN VE TEMEL ETÜT RAPORLARı, KARŞıLAŞıLAN PROBLEMLER

INM 305 Zemin Mekaniği

Konsol Duvar Tasarımı

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

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

Ek-3-2: Örnek Tez 1. GİRİŞ

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DÖNER SERMAYE HİZMETLERİ 2017 BİRİM FİYAT LİSTESİ GENEL HUSUSLAR

Bahar. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL Bozok Üniversitesi n aat Mühendisli i Bölümü 1.

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

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

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

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

Zemin ve Asfalt Güçlendirme

NİĞDE ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, GEOTEKNİK ABD ZEMİN MEKANİĞİ DENEYLERİ

ZEMİNDE GERİLMELER ve DAĞILIŞI

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

Kaya Zemin Sınıflamaları Parametre Seçimi Şev Stabilite Sorunları. Özgür SATICI Mad. Yük. Jeo. Müh. (MBA)

GEOTEKNİK VE SAYISAL MODELLEME

DERS SORUMLUSU Yrd. Doç. Dr. Ahmet ŞENOL. Hazırlayanlar. Hakan AKGÖL Ümit Beytullah ELBİR Lütfü CALTEPE

AKADEMİK BİLİŞİM Şubat 2010 Muğla Üniversitesi GEOTEKNİK RAPORDA BULUNAN HESAPLARIN SPREADSHEET (MS EXCEL) İLE YAPILMASI

Laboratuar Kayma Mukavemeti Deneyleri

Bu yöntem pek mantıklı ve ekonomik değil ZEMİN İYİLEŞTİRME YÖNTEMLERİ. Mevcut zeminin değiştirtilmesi veya proje yerinin değiştirilmesi

Ders De erlendirme % 50 % 50 Adet Oran 100

4. KOMPAKSİYON KAPSAM

EK-2 BERGAMA OVACIK ALTIN İŞLETMESİ TÜBİTAK RAPORU ELEŞTİRİSİ NE İLİŞKİN GÖRÜŞLER

ÇEVRE GEOTEKNİĞİ DERSİ

5. KONSOLİDAS YON DENEYİ:

İNM 304 ZEMİN MEKANİĞİ

LABORATUVARDA YAPILAN ANALİZLER

ZEMİN MEKANİĞİ LABORATUARI DONANIM VARLIĞI

ZEMİN MUKAVEMETİ: LABORATUVAR DENEY YÖNTEMLERİ

ADANA BİLİM VE TEKNOLOJİ ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2014 Yılı DÖNER SERMAYE FİYAT LİSTESİ

ATIK BARAJLARINDA UYGULANAN JEOTEKNİK ÇALIŞMALAR; GÜMÜŞTAŞ (GÜMÜŞHANE) ÖRNEĞİ SELÇUK ALEMDAĞ ERDAL GÜLDOĞAN UĞUR ÖLGEN

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

INM 308 Zemin Mekaniği

Yeni Deprem Yönetmeliği ve İstinat Yapıları Hesaplarındaki Değişiklikler

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

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2013 YILI DÖNER SERMAYE FİYAT LİSTESİ İÇİNDEKİLER

İSTİNAT YAPILARI TASARIMI

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ. Geoteknik

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

Laboratuvar adı: JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI. Bağlı olduğu kurum: JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ

ZEMİN MEKANİĞİ DENEYLERİ

Ders 7. İstinat Yapılarında Sismik Yüklerin Hesabı

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

INM 305 Zemin Mekaniği

INM 308 Zemin Mekaniği

Sığ temellerin tasarımı ve oturmaların hesabı. Prof Dr Gökhan Baykal

YOL İNŞAATINDA GEOSENTETİKLERİN KULLANIMI

Sedat SERT-Aşkın ÖZOCAK-Ertan BOL 1

TEMEL İNŞAATI ZEMİN İNCELEMESİ

İSTİNAT DUVARLARI YRD.DOÇ.DR. SAADET BERİLGEN

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DÖNER SERMAYE HİZMETLERİ 2016 BİRİM FİYAT LİSTESİ GENEL HUSUSLAR

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?

16.6 DEPREM ETKİSİ ALTINDAKİ ZEMİNLERDE SIVILAŞMA RİSKİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Transkript:

0423111 Zemin Mekaniği Giriş Doç. Dr. Havvanur KILIÇ İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

İletişim E- mail : kilic@yildiz.edu.tr Tel: 0212 383 52 25 B Blok 1-052 Nolu oda

Dersin İçeriği Zemin Mekaniğine Giriş Zeminlerin Endeks Özellikleri Dane boyutu ve dane çapı dağılımı Zemin danelerinin biçimi İnce daneli zeminlerin kıvamı Zeminlerin Sınıflandırılması İri daneli ve ince daneli zeminlerin sınıflandırılması Zemin Suyu Yeraltı suyu, kapiler su, yeraltı suyu akımı Zemin Gerilmeleri Zeminlerin Sıkışması, Konsolidasyon ve Oturmalar Zeminlerin Gerilme Şekil Değiştirme Davranışı ve Kayma Mukavemeti Zemin Özelliklerinin İyileştirilmesi Zeminlerin kompaksiyonu 19.09.2013 3

Hafta Ders Planı 1 Zemin Mekaniğine Giriş Zeminlerin Endeks Özellikleri, Dane boyutu ve dane çapı dağılımı 2 Zemin danelerinin biçimi, İnce daneli zeminlerin kıvamı Zeminlerin Sınıflandırılması 3 İri daneli ve ince daneli zeminlerin sınıflandırılması Zemin Suyu 4 Yeraltı suyu, kapiler su, yeraltı suyu akımı Zemin Suyu 5 Yeraltı suyu, kapiler su, yeraltı suyu akımı 6 Zemin Gerilmeleri 7 Zeminlerin Sıkışması, Konsolidasyon ve Oturmalar 8 Zeminlerin Sıkışması, Konsolidasyon ve Oturmalar 9 Ara sınav 10 Zeminlerin Gerilme Şekil Değiştirme Davranışı ve Kayma Mukavemeti 11 Zeminlerin Gerilme Şekil Değiştirme Davranışı ve Kayma Mukavemeti 12 Zemin Özelliklerinin İyileştirilmesi Zeminlerin kompaksiyonu 13 Ara sınav 14 Zemin Özelliklerinin İyileştirilmesi Zeminlerin kompaksiyonu 19.09.2013 4

Kaynaklar - Prof. Dr. Kutay Özaydın, Zemin Mekaniği Birsen Yayınevi, İstanbul, 2011. - Prof. Dr. Sönmez Yıldırım, Zemin İncelemesi ve Temel Tasarımı Birsen Yayınevi, İstanbul, 2009. - Vahit Kumbasar, Fazıl Kip, Zemin Mekaniği Problemleri Çağlayan Kitabevi, İstanbul. - Braja M. Das, Principles of Geotechnical Engineering Cengage Learning, USA, 2010. - Bowles, J. Foundation Analysis and Design, McGrawHill (4. ve 5. Baskı)

GİRİŞ Zemin Mekaniği Bilimi 20. yüzyılın başlarında ortaya çıkmıştır. Zeminlerin kullanımı a) Temel altında bina yüklerinin aktarıldığı yer - temel zemini b) İnşaat malzemesi - dolgu malzemesi seçimi (dolgu imalatına uygun malzeme - serilmesi ve yerleştirilmesi - Sıkıştırılması (kompaksiyon)

Zeminlerin kullanımı a) Temel altında bina yüklerinin aktarıldığı yer - temel altındaki zeminde göçme meydana gelmemeli - meydana gelen oturmalar belirli sınır değerleri aşmamalı

Karl Von Terzaghi (1883-1963) 1916-1925 yılları arasında İstanbul da bulunmuştur. 1916-1918 Mühendis Mekteb-i Ali (İstanbul Teknik Üniversitesi) 1918-1925 Robert College ( Boğaziçi Üniversitesi )

Karl Von Terzaghi (1883-1963) Terzaghi 1916 da Mühendis Mekteb-i Alisi nde bugünkü adıyla İstanbul Teknik Üniversitesi nde göreve başlamış ve 1916-1918 yılları arasında usul-ü umumiye-i inşaat genel inşaat yöntemleri adlı dersi vermiştir. Bu ders bugünkü adıyla temel inşaatı, yol ve demiryolu derslerinin konularını kapsamaktadır. Bu yıllar arasında zeminlerin davranışını açıklamaya yönelik laboratuar çalışmalarına başlamıştır.

Karl Von Terzaghi (1883-1963) 1919 yılı başından itibaren Robert Kolej de (Boğaziçi Üniversitesi) termodinamik ve gaz makinaları dersi vermiştir. Burada küçük bir zemin mekaniği laboratuvarı kurarak zeminlerin fiziksel özelliklerini bilimsel temele dayandırarak araştırma hazırlıklarına başlamıştır. Bu çalışmalar aynı zamanda modern zemin mekaniğinin doğuş hazırlıklarıdır. Bu amaçla kum kaynamasını incelemek için Darcy aleti, sızmaya maruz kalan iri daneli zeminlerin stabilitesini incelemek için ve palplanş model deneyi teşkil etmek üzere palplanş aleti ve killerin sıkışmasını incelemek üzere yaptırdığı Druck aleti (basınç aleti) dediği iki adet konsolidasyon aleti ile çalışmalarına başlamıştır.

Karl Von Terzaghi (1883-1963) Yaklaşık bir yıl içerisinde zeminlerin mühendislik davranışını yöneten bağıntıları ortaya çıkarmıştır. Araştırmalarının en önemli sonucu ise zeminde efektif gerilme ve boşluk suyu basıncı arasındaki ilişkiyi ortaya çıkarmasıdır. Böylece modern zemin mekaniğinin temelleri Terzaghi nin İstanbul da çalıştığı yıllar arasında atılmıştır (Özüdoğru, 2000).

Geoteknik (Zemin Mekaniği-Temel İnşaatı) Geoteknik mühendisliği, bilimsel bir disiplin olarak 20. yüzyılın başından beri inşaat mühendisliğinde yeralan bir bölümdür. Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği uzmanlık alanının ortak adı olan Geoteknik inşaat mühendisliğinin en genç uzmanlık alanıdır (Soygür ve Mutlu, 2005). Geoteknik mühendisliği, inşaat mühendisliği yapılarının dayandıkları veya içinde yer aldıkları zemin veya kaya ortamı ile etkileşimlerini konu alan İnşaat mühendisliği disiplinidir. Geoteknik mühendisliği uygulamalarının tasarımı ve sorunlarının değerlendirilmesi için yeterli bir zemin mekaniği ve temel inşaatı bilgisine sahip olmak gereklidir (Ansal, 2000).

Geoteknik mühendislerinin ilgi alanları Bir inşaat alanında yapılacak yapıların altındaki zeminleri önerilen projeyi desteklemek için yeterli mukavemete sahip mi? Mevcut yer altı suyu durumu nedir? Zemin davranışı, zamanla ve projenin özelliklerine göre değişir mi? Değişirse proje ve çevre yapılar üzerinde ne tür zararlı etkileri olabilir? Alınabilecek önlemler nelerdir? Yapılan herhangi bir işlemin (tünel açma, kazı veya dolgu ve vb.) ortam ve çevre yapılar üzerindeki etkileri nelerdir? Doğal veya insan yapısı şevlerin denge durumu araştırılmalıdır? Şevler dengede değilse hangi önlemlerle yeterli güvenlik oluşturulabilir? Yapılardan aktarılacak yükleri zemine aktaran temelin tip ve boyutlarının seçimi nasıl olmalıdır? Eğer proje iksa yapılarını gerektirirse en uygun seçimin ne olacağı ve bunun için tasarımın nasıl yapılacağı? Yapılaşmış veya yapılaşacak alanlarda deprem etkisi nasıldır? sorularına verilecek cevaplardan belirleyebiliriz.

ZEMİN MÜHENDİSLİĞİ PROBLEMLERİNİN ÇÖZÜMÜ Zeminler doğal malzemeler olup, özellikleri her inşaat sahası için değişmektedir. Bu nedenle her inşaat sahası için zemin özelliklerinin belirlenmesi gerekmektedir. Deneysel yöntemler zemin mekaniğinin çok önemli ve ayrılmaz bir parçasını oluştururlar.

Mühendisler, geoteknik mühendisliği uygulamalarında mukavemet ve mekanik bilgilerini kullanarak zemin - yapı etkileşimini dikkate alırlar

KİMLER ZEMİNLE İLGİLENİRLER? İnşaat mühendisleri, Çevre mühendisleri, Jeoloji ve Jeofizik Mühendisleri Geoteknik ve yapı mühendisleri yapım esnasında zemin özelliklerini doğru yorumlayabilmelidirler.

Zemin Özellikleri Fiziksel (Zemin Karakteristikleri) Mekanik Su Muhtevası Birim Ağırlık Özgül Yoğunluk Dane Dağılımı Atterberg Limitleri Permeabilite Sıkışabilirlik Mukavemet (Kayma) (Zemin Sınıflandırması) Geoteknik Mühendisliği Yapı Mühendisliği Geoteknik Mühendisliği Yapı Mühendisliği Çevre Mühendisliği

Zemin Mekaniği Dersinin İçeriği hangi konuları kapsamaktadır?

Temellerin Tasarımı Temeller yapısal yükleri zemine aktaran elemanlar

Sağlam Kaya Uygulamalar Büyük yayılı yük Çok büyük konsantre ağırlık Küçük yük Yumuşak Kil Sıkı Kum

İstinat Yapıları Ağırlık İstinat Duvarı Betonarme İstinat Duvarları Zemin Zemin Zemin Çivili Duvar Donatılı Toprak Duvar Zemin Zemin Zemin Ankraj Destekli Duvarlar

Şevlerin Tasarımı

Palplanşlar Kalıcı yapı olarak kullanımı - Rıhtım yapıları - Sızdırmazlık perdeleri - Şev stabilitesini arttırıcı perdeler

Zeminlerin endeks özellikleri Dane Özellikleri Dane boyutları ve dane çapı dağılımı Elek Analizi Çökeltme Analizi (Hidrometre Analizi) Zemin danelerinin biçimi İnce daneli zeminlerin kıvamı ve kıvam limitleri Likit Limit Plastik Limit

Source: http://www.wku.edu/~matthew.dettman/matt/prof/ce410/ll.htm

Likit limit tayini

İnce daneli zeminlerin kıvamı ve kıvam limitleri

Zeminlerin endeks özellikleri Kütle Özellikleri Zemini oluşturan katı, sıvı ve gaz kısımların birbirine göre hacim veya ağırlık oranları,

Üç Fazlı zemin (Yarı doygun zeminler) Hava Su Daneler Zemin iskeleti İdealize edilmiş hali Üç fazlı diyagramı

Zeminlerin Sınıflandırılması İri daneli zeminlerde. Elek Analizi İnce daneli zeminlerde...hidrometre Analizi Birleştirilmiş zemin sınıflandırma sistemi (USCS) Karayolları zemin sınıflandırma sistemi (AASTO)

Zemin Suyu Yeraltı suyu akımı Zeminlerin Permeabilitesi Permeabilitenin belirlenmesi Zemin mekaniğinde yeraltı su akımı problemleri Sızma kuvvetleri ve su basınçları Zeminde su akımının matematiksel ifadesi

Permeabilite Su Gevşek zemin - kolay akış - yüksek permeabilite Sıkı zemin - zor akış - düşük permeabilite

Permeabilitenin Önemi Permeabilite suya doygun zeminlerde yük altındaki oturma miktarını etkiler. Toprak dolgu baraj tasarımında kullanılan zeminin permeabilitesi çok büyük önem taşır. Zeminlerin permeabilitesi şevlerin ve dayanma yapılarının stabilitesini de etkiler. Zeminlerden yapılan filtreler permeabilitelerine göre dizayn edilir.

Zemin Gerilmeleri Zeminde düşey gerilmeler Zeminde yanal gerilmeler Efektif gerilme kavramı Dış yüklerin yol açtığı düşey gerilmeler

v Tabi Kuvvetlerden Oluşan Gerilmeler Zeminin Kendi Ağırlığından Oluşan Gerilmeler ü Düşey Gerilme ü Yatay Gerilme v İlave Yüklerden Oluşan Gerilmeler

Gerilme analizlerinde zemin: Elastik Homojen İzotrop Lineer elastik Yarı sonsuz bir ortam olarak kabul edilmiştir.

Zemin Elemanı s v z s h v Düşey gerilme ifadesi; s v = n å i= 1 g i xdz i v Yatay gerilme ifadesi; s = Kxs h v K: Yanal Zemin Basınç Katsayısı Ko: Sükunetteki Yanal Zemin Basınç Katsayısı K A : Aktif Yanal Zemin Basınç Katsayısı K P : Pasif Yanal Zemin Basınç Katsayısı (K p >K o >K A )

Yüzey yükü Mevcut düşey gerilme (zeminin kendi ağırlığından) İlave düşey gerilme (yüzey yükünden) z Derinlik Zeminde Mevcut ve İlave Düşey Gerilmeler

Tekil Yük İçin İzobarlar Q 1 birim 2.0Q/birim alan 1.0Q 0.5Q 2 İzobarlar 0.25Q 0.1Q

Basit Kabul B q z 2 2 1 1 z+b Ds z = (B qbl + z)(l + z)

p z I z Q 2 = Ds ( ) [ ] 2 5 2 1 1 2 3 + = z r I p p z x z y Q r y x R Δσ z Δσ x Δσ y A 2 3 2 2 1 1 ú ú û ù ê ê ë é ø ö ç è æ + = z r I w p z I w z q 2 = Ds Boussinesq İfadesi Westergaard İfadesi Tekil Yük

Dairesel 2R q temel zemin Boussinesq İfadesi Ds z = q * I = 1- é ê1 + êë æ ç è 1 R z I ö ø 2 ù ú úû 3 2 Westergaard İfadesi Ds z = q * I w I w = 1- + k [ ( ) ] 2 2 k R z 1 2

y z x dx dy L B A z I r = q * Ds ú ú û ù ê ê ë é ø ö ç ç è æ + - + + + + ø ö ç ç è æ + + + + + - + + + = - 1 1 2 tan 1 2 1 1 2 4 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 n m n m n m mn n m n m n m n m n m mn I r p (Burada m ve n geometriye bağlı katsayılar olup, m=b/z ve n=l/z) z I r = q * Ds ú ú û ù ê ê ë é ø ö ç è æ ø ö ç è æ - - + ø ö ç è æ + ø ö ç è æ - - = - 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 1 1 1 2 2 2 1 cot 2 1 n m n m I r n n n n p Boussinesq İfadesi Westergaard İfadesi Dikdörtgen

Zeminlerin sıkışması, konsolidasyon ve oturmalar Zeminlerin sıkışması ve konsolidasyon Ödometre deneyi Sıkışma basınç eğrileri Tabii zeminlerin konsolidasyon davranışı Oturmaların hesaplanması Konsolidasyon teorisi ve oturma zaman ilişkisi

Konsolidasyon Nedir? Suya doygun bir kil tabakası dış yüke maruz kaldığında boşluklarında yer alan su zemini terk edecektir. Zemin Yüzeyi Doygun kil zemin tabakası Kil zeminlerin permeabilitesi düşük olduğundan dolayı boşluk suyunun zemini terk etmesi uzun bir sürede gerçekleşmektedir.

Bu durum; 1 yıl 100 yıl kadar sürebilen uzun bir zaman sürecinde meydana gelen, oturmalara sebep olmaktadır. oturma zaman

Daneli zeminlerde Daneli zeminler yüksek permeabilite katsayılarından dolayı serbest drenaja imkan sağladıklarından, bu tür zeminlerde meydana gelen oturmalar ani oturmalardır. oturma zaman

Konsolidasyon s z0 d c Ds z s z0 }s z f H V b = ev s s z0 Boşluklar D e V b = (e - D e)v b Boşluklar s z0 Ds z }s z f V b Zemin V b Zemin Önce Sonra

Tek Boyutlu Konsolidasyon v suyun drenajı ve deformasyonlar düşey yöndedir. v konsolidasyon problemlerinin çözümü için yapılmış bir basitleştirme; q kpa Zemin Yüzeyi Zemini terk eden su Doygun kil zemin tabakası Sürşarj yükünün yanal yönde büyük bir uzunluk boyunca etkidiğini varsaymak mantıklı bir basitleştirmedir.

DH -De İlişkisi Ortalama düşey deformasyon = DH H o q kpa Zemin Yüzeyi DH q kpa Doygun kil zemin tabakası e = e o Zaman = 0 + H o Doygun kil zemin tabakası e = e o - De Zaman =

Ödometre aleti

e log s v - Deney dataları kullanılarak e-log s v eğrisi çizilir. Boşluk oranı C r boşaltma 1 C c yükleme s v artar - e azalır s v azalır & 1 e artar (şişme) C r 1 log s v

Zeminlerin gerilme-şekil değiştirme davranışı ve kayma mukavemeti Zeminlerin kayma mukavemeti Kayma mukavemetinin deneysel olarak saptanması Kesme kutusu deneyi Serbest basınç deneyi Üç eksenli basınç deneyi Laboratuar veyn deneyi

Kesme kutusu deney aleti

Serbest Basınç Deneyi s 1 s 3 =0 H D

Üç eksenli deney aleti Deviatorik gerilmeyi uygulayan yükleme pistonu Göçme anındaki zemin örneği Göçme düzlemi saydam hücrel Dairesel lastik şerit Su geçirmez membran su Poroz taş Hücre basıncı geri basınç Taban kaidesi Boşluk basıncı ya da hacimsel değişim

Toplam Gerilme zarfı s 1 t s 3 s n t f q s 3 t f f s 1 c 2q s 3 s n s 1 s t f = c + s n tan f

Efektif Gerilme Zarfı t Efektif mukavemet t f = c' +s ' n tan f' f f Toplam mukavemet t = c + s tan f f n u s

Drenajsız Kayma mukavemeti t s 1 s 3 s 3 c u veya S u s 1 f u =0 s Konsolidasyonsuz Drenajsız Deney (UU)

Kayma Göçmesi Zeminler genel olarak kayma yolu ile göçerler. Şerit temel Dolgu Göçme yüzeyi kayma direnci Göçme yüzeyi boyunca oluşan kayma gerilmeleri, göçme anında kayma mukavemeti değerine ulaşır.

Göçme yüzeyi boyunca oluşan kayma gerilmeleri (t), göçme anında kayma mukavemeti değerine (t f ) ulaşır.

Mohr-Coulomb Göçme Kriteri t t f = c + s tanf f kohezyon c t f Sürtünme açısı s s t f, s normal gerilmesi altındaki zeminin göçmeden karşı koyabileceği maksimum kayma gerilmesi değeridir.

Kayma mukavemeti; kohezyon ve sürtünmeden kaynaklanan direncin bütünü olarak ifade edilir. t t f c f s f tan f c t = c + s f f tan f Sürtünme bileşeni s f s

c ve f parametreleri kayma mukavemetinin ölçüsüdür. Öyle ki; bu parametrelerin değerleri ne kadar yüksek olursa; Zeminin kayma mukavemeti de o derece yüksek olacaktır.

Mohr Daireleri & Göçme Zarfı t Y X Farklı bölgelerdeki zemin elemanları X X ~ göçer Y s Y ~ dengededir, göçmez.

Zemin Özelliklerinin İyileştirilmesi Zeminlerin sıkıştırılması (kompaksiyon) Sıkıştırılmış zeminlerin özellikleri Laboratuarda kompaksiyon Standart proktor Modifiye proktor Arazide kompaksiyon Katkı maddeleri ile zeminlerin iyileştirilmesi

Kompaksiyon Nedir? Zemin daneleri arasındaki boşlukların azaltılarak, zemin danelerinin birbirine yaklaştırılması sonucu, zeminin daha sıkı bir yerleşime sahip olmasını sağlayan mekanik işlemlere kompaksiyon denir. Kompaksiyon enerjisi + su =

Kompaksiyon Eğrisi Kuru yoğunluk (r d ) Zemin daneleri sıkı bir yapıda -mukavemet ve rijitlik yüksek r k, max - düşük permeabilite optimum su muhtevası Su muhtevası

Kompaksiyon Etkisi Hava Su Zemin Hava Su Zemin Zemin Kompakte edilmiş zemin

Standart kompaksiyon enerjileri Standart Proktor 2.5 kg ağırlığındaki bir kütle 30.5 cm yükseklikten 3 tabaka halinde yerleştirilen zeminde her tabakaya 25 er kere düşürülerek gerçekleştiriliyor. Uygulanan enerji 590 kj/m 3 Modifiye Proktor 4.5 kg ağırlığındaki bir kütle 45 cm yükseklikten 5 tabaka halinde yerleştirilen zeminde her tabakaya 25 er kere düşürülerek gerçekleştiriliyor. Uygulanan enerji 2700 kj/m 3

Arazide Kompaksiyon Farklı tiplerdeki silindirler : Çelik bandajlı silindir Titreşimli el silindiri Lastik tekerlekli silindir Keçi ayaklı silindir

Arazide Kompaksiyon Çelik bandajlı silindir Yüzeydeki 20-30 cm lik zemin tabakası için etkilidir

Titreşimli plaka Arazide Kompaksiyon Küçük alanlarda kompaksiyon yapabilmek için Granüler zeminler için etkilidir

Keçi ayaklı silindir Arazide Kompaksiyon Yoğurma fonksiyonu vardır Killi zeminlerde etkilidir

Daha derin bir zemin tabakasında (2-3m) kompaksiyon sağlar Arazide Kompaksiyon Darbeli Silindir

Kompaksiyonun Kontrolü -Arazide yapılan işin düzenli aralıklarla kontrolü sağlanmalıdır. Örneğin her bir 1000 m 3 sıkıştırılmış zemin için 1 deney minimum kuru yoğunluk su muhtevasının değişimi Arazi ölçümlerinden (r k ) belirlenir kum konisi nükleer yoğunluk ölçerlerle

Laboratuarda kompaksiyon deneyi - belirli bir kompaksiyon enerjisi için kompaksiyon eğrisi elde edilir ve maksimum yoğunluk ve optimum su muhtevası saptanır Standart Proktor: 3 tabaka her bir tabakaya 25 vuruş 2.5 kg tokmak 30 cm düşü yüksekliği tokmak Modifiye Proktor: 5 tabaka her bir tabakaya 25 vuruş 5 kg tokmak 45 cm düşü yüksekliği 944 cm3 kompaksiyon kalıbı

Kompaksiyon Kontrol Deneyi r d w Kompaksiyon özellikleri r k,arazi =? w arazi =? Relatif sıkılık karşılaştır! g ( ) k ( arazi ) R% = 100 Sıkıştırılan zemin g kmax( lab ) R g k( arazi) % = 100 g ( ) k max( lab)

Dinamik Kompaksiyon - Ağır bir kütlenin (5-40 ton) zemine yüksekten (5-35 m) düşürülerek zeminin sıkıştırılması Granüler zeminler için uygundur Ağırlık Açılan çukurlar

Dinamik Kompaksiyon

Vibroflotasyon Granüler zeminler için uygundur vibro kompaksiyon taş kolonlar Vibroflot (vibrasyon birimi) Uzunluğu = 2 3 m Çapı= 0.3 0.5 m Ağırlığı = 2 ton (vibrasyon birimi basınçlı su fışkırtarak zemine batırılır ve uygulanan yatay titreşimle zemin sıkışır

Vibroflotasyon

Vibroflotasyon

Vibroflotasyon

Taş Kolonlar Zayıf zeminde vibratör çukur açar Çukur taş dolgu ile doldurulur..ve sıkıştırılır Sıkıştırılmış taş kolonlar oluşturulur

Depremlerde zeminlerin davranışı ve yerel zemin koşullarının deprem hasarına etkileri Yer hareketleri üzerinde yerel zemin koşullarının etkileri Davranış analizleri ve zemin büyütmesi Zeminlerde sıvılaşma ve etkileri

Ders işlenişi sırasında uyulacak kurallar % 70 devam zorunluluğu ödevlerin zamanında teslimi Derslere zamanında gelme Teori ve uygulama

Şevlerde olası göçme yüzeyleri Yerel göçme Yüzeysel göçme Şev göçmesi Genel göçme

Şevlerin stabilitesi Dairesel kayma yüzeyi - Bishop O R Rsina i b i R C B Method Dl i T i T i+1 P i P i+1 W i A W i a i FS n å ( cdl + W cos a tan f) i i= 1 = n å( Wi sin ai ) i= 1 i i a i T r a i R N r

Transcosna Grain Elevator, Kanada Oct. 18, 1913 Batı yönündeki yapı temelinde 73 cm lik oturmalar belirlenmiştir.

Pisa Kulesi Oturmalar

Kayma Göçmesi Şev Stabilitesi

Ön Yükleme West Kowloon Otobanındaki Önyükleme, Hong Kong. (5 ila 10 m lik dolgular 2 ila 5 ay süre ile)

Donatılı toprak duvarlar

Tüneller

Derin destekli kazılar

İçten destekli derin kazılar

İstinat yapılarının tasarımı

Köprü ayak temelleri

Toprak dolgu barajlar

Baraj dolgu inşaatı