Laboratuar Kayma Mukavemeti Deneyleri 1
Kesme deneyleri: Bu tip deneylerle zemin kütlesinden numune alınan noktadaki kayma mukavemeti parametreleri belirilenir. 2 Kesme deneylerinin amacı; doğaya uygun yükleme ve direnaj koşullarında zeminin kohezyonunu ve kayma mukavemeti açısını belirlemektir.
Deneyler: 3 Kesme Kutusu Deneyi Serbest Basınç Deneyi Üç Eksenli Basınç Deneyi Vane Kesme Deneyi
4 Kesme Kutusu ve Vane Kesme deneylerinde kayma mukavemeti doğudan bulunur. Serbest basınç ve Üç Eksenli basınç deneylerinde ise kayma mukavemeti dolaylı yoldan bulunur.
1) Direk Kesme Kutusu Deneyi: Kayma mukavemetinin bulunmasında kullanılan en eski deneydir. Genellikle yavaş drenajlı deneyler bu deneyle yapılmaktadır. Killer için boşluk suyu basıncı artık oluşmayacak şekilde seçilir. Kumlarda deney daha hızlı bir şekilde yapılabilir. Kumlarda deney genellikle kuru olarak yapılır. 5
6
7
8
9
Deneyin Yapılışı Deney numunesi istenilen sıklıkta hazırlanmış kum yada örselenmemiş veya yoğrulmuş kildir. 10 Zemin numunesinin ağırlığı ölçülerek ikiye bölünmüş kare kesitli rijit kesme kutusuna yerleştirilir. Deformasyon saatleri ve yük halkası ayrlanır.
11
12 Uygulanan bir kesme kuvveti altında kutunun üst parçsı sabit tutulurken, alt parçası yatay bir düzlem üzerinde hareket edebilmekte ve numune ortasından geçen yatay düzlem boyunca kaymaya zorlanmaktadır. Numune konsolide olduktan sonra kesme sabit bir hızla başlatılır.
Kesme kutusunun hareketli kısmı, çelik yük halkasına dayandığı için burada kesme kuvveti oluşur. 13 Ayni anda yatay ve düşey deplasmanlar deplasman ölçerlerden okunarak belirlenir.
14
15
16
17
18
19
Kesme Kutusu Deneyinin Avantajları 20 Ucuz, basit ve hızlı bir deneydir. Kesme yönünü değiştirerek büyük deformasyonlara ulaşılabilinir (Rezidüel kayma mukavemetini bulmak için yararlıdır). Büyük örnekler üzerinde deneyler yapılabilir.
Dezavantajları Deney sırasında asal gerilmeler ve asal gerilme doğrultuları bilinmez. 21 Kesme yatay düzlemde oluşur. Kesme sırasında kesme düzleminde gerilme yığılmaları (üniform olmayan) oluşur. Boşluk suyu basıncı ölçümleri doğru olmaz.
Dezavantajları devam... Drenajsız deneylerde efektif gerilme parametreleri belirlenemez. 22 Drenajsız kayma mukavemeti güvenli olmaz çünkü yüksek hız uygulanmazsa yerel dernaj önlenemez.
Üç Eksenli Basınç Deneyleri 23 Üç-eksenli basınç zeminlerin kayma mukavemetlerini saptamakta en çok kullanılan deney tipidir. Numune önce izotropik olarak yüklenir, daha sonra eksenel yük ile kesilir.
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
C- U- -D -U 35
Konsolidasyonsuz Drenajsız Deney (UU-Test) Ayni zamanda Drenajsız veya hızlı test olarak da adlandırılır. Deneyin hiçbir aşamasında drenaja izin verilmez. Suya doygun kil zeminlerde, c u ve ϕ u toplam gerilme cinsinden bulunur. 36 c ve ϕ c= c u ve ϕ =0
Konsolidasyonlu Drenajsız deney (CU-Test) Belirlenen normal gerilme altında hücre basıncıyla konsolide edilir. Bu süreçte drenaja izin verilir. Konsolidasyon bitince, drenaja izin verilmeden makaslama gerçekleştirilir. Boşluk suyu basıncı ölçülebilir. Suya doygun kil zeminlerde toplam gerilme cinsinden c ve ϕ parametreleri yanında boşluk suyu basıncı ölçüldüğünden efektif gerilme cinsinden olan c ve ϕ parametreleri de belirlenir. 37 c ve ϕ c ve ϕ
Konsolidasyonlu Drenajlı deney (CD-Test) Aynı zamanda Drenajlı test olarak da ifade edilir. Hücre basıncı uygulandıktan sonra, hızlı bir yükleme ile deney gerçekleştirilir. Kumlu ve suya doygun kil zeminlerde efektif gerilme cinsinde kayma mukavemeti parametreleri olan c ve ϕ belirlenir. 38 c ve ϕ
Efektif Gerilme, σ = σ -u Efektif gerilme drenaja bağlı (zamana ve geçirimliliğe bağlı) 39 Dayanım efektif gerilmeye bağlıdır, toplam gerilmeye değil.
40
Serbest Basınç Deneyi 41 Üç eksenli deneyin özel halidir. Zemin numunesi yanal yük uygulamadan sadece düşey yük uygulanarak kırılır. Eksenel yük artışları altında meydana gelen numunenin boy kısalması ölçülmektedir. Deney doygun yada doyguna yakın kil numuneleri üzerinde yapılır. Drenajsız kayma mukavemeti parametreleri dolaylı yoldan elde edilir.
Deneyin Yapılışı 42
43
44
45
Vane Kesme Deneyi (Kanatlı Kesme Deneyi) Arazide uygulanan bir deneydir. 46 Kanatlı kesici zeminin içine batırıldıktan sonra, zemin içinde dönmeye zorlanmakta, zeminin direncinin aşılmasına karşılık gelen burulma momentinden zeminin kayma mukavemeti hesaplanmaktadır.
47