ZEMİNLERİN İNCE TANE BÜYÜKLÜĞÜNÜN DOĞRU BELİRLENMESİNİN ÖNEMİ ÖZET IMPORTANCE OF FINE GRAINSIZE DISTRIBUTION OF SOILS WITH HIGH ACCURACY ABSTRACT

Benzer belgeler
2004 Üniversitesi Y. Lisans İnşaat Mühendisliği İzmir Yüksek 2008 Teknoloji Enstitüsü Doktora İnşaat Mühendisliği Ege Üniversitesi 2015

Yrd. Doç.. Dr. Selim ALTUN

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

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

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

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

Zeminlerin Sınıflandırılması. Yrd. Doç. Dr. Saadet Berilgen

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

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

GAZİANTEP KİLLERİNİN DİSPERSİBİLİTE ÖZELLİĞİNİN BELİRLENMESİ

Bartın Üniversitesi Mühendislik ve Teknoloji Bilimleri Dergisi

16.6 DEPREM ETKİSİ ALTINDAKİ ZEMİNLERDE SIVILAŞMA RİSKİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

Ders Notları 3 Geçirimlilik Permeabilite

3. MÜHENDİSLİK AMAÇLI TOPRAK SINIFLANMASI

TANE ŞEKLİNİN HİDROMETRE DENEY SONUÇLARI ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

Ders Notları 2. Kompaksiyon Zeminlerin Sıkıştırılması

İnce Daneli Malzeme Kalınlığının, Dane Çapının ve Şev Eğiminin Taşıma Gücüne Etkisi

DÜŞÜK BASINÇLI ÇİMENTO ENJEKSİYONU İLE ZEMİN İYİLEŞTİRİLMESİ

KİLLİ ZEMİNLERDE PERMEABİLİTE VE EFEKTİF GERİLMENİN KOMPAKSİYON ENERJİSİNE BAĞLI OLARAK DEĞİŞİMİ *

POLİPROPİLEN FİBERLERLE GÜÇLENDİRİLMİŞ KUM ZEMİNLERİN DİNAMİK ETKİ ALTINDA BOŞLUK SUYU BASINCI DAVRANIŞI

Sedat SERT-Aşkın ÖZOCAK-Ertan BOL 1

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

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

Ders: 4 Zeminlerin Sınıflandırılması. Doç. Dr. Havvanur KILIÇ İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

Geoteknik Mühendisliği

Zemin ve Asfalt Güçlendirme

ÇEVRE GEOTEKNİĞİ DERSİ

Eşdeğer Deprem Yüklerinin Dağılım Biçimleri

inşaat mühendisliğinde de tünel kazımı esnasında gevşek zeminlerin ve parçalı kayaların stabilizasyonunda,

INSA354 ZEMİN MEKANİĞİ

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

Zeminlerin Sıkışması ve Konsolidasyon

JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2015 YILI DÖNER SERMAYE BİRİM FİYAT LİSTESİ

İnce Daneli Zeminlerin Dinamik Özellikleri

Zemin Suyu. Yrd.Doç.Dr. Saadet BERİLGEN

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

İNM 106 İnşaat Mühendisleri için Jeoloji

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

Ön şart D. Kodu Dersin Adı T U L AKTS MAT101. English for Academic Reading & Speaking I İngilizce Akademik Okuma ve Konuşma I

English for Academic Reading & Speaking I İngilizce Akademik Okuma ve Konuşma I. Introduction to Civil Engineering İnşaat Mühendisliğine Giriş

Biyopolimer Katkıların Killi ve Kumlu Zeminlerin Permeabilite ve Kayma Dayanımına Etkisinin Araştırılması

HİDROLİK İLETKENLİK İLE İNCE TANELİ ZEMİNLERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ ARASINDAKİ İLİŞKİNİN ARAŞTIRILMASI

Ders De erlendirme % 50 % 50 Adet Oran 100

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

ŞAMLI (BALIKESİR) TAŞOCAĞI MALZEMESİ İLE YAPILAN DOLGUNUN KOMPAKSİYON ÖZELLİKLERİ

DERS BİLGİLERİ ZEMİN MEKANİĞİ CE Doç. Dr. M. Murat Monkul. Bursiyer Arş. Gör. Şenay Yenigün

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

İNM Ders 9.2 TÜRKİYE DEPREM YÖNETMELİĞİ

English for Academic Reading & Speaking I İngilizce Akademik Okuma ve Konuşma I. Introduction to Civil Engineering İnşaat Mühendisliğine Giriş

ÖZGEÇMİŞ. Derece Üniversite Alanı Yılı. Lisans Uroumieh Üniversitesi İnşaat Mühenlisliği

Killi Zeminlerde Permeabilite ve Efektif Gerilmenin Kompaksiyon Enerjisine Bağlı Olarak Değişimi

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ (Y.L.) PROGRAMI EĞİTİM ÖĞRETİM YILI DERS KATALOĞU

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

Deniz ÜLGEN ODTÜ Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Çankaya/Ankara/Türkiye. ÖZET

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

PERMEAB L TE VE KONSOL DASYON DENEYLER LE ELDE ED LEN PERMEAB L TE KATSAYILARININ KAR ILA TIRILMASI

ZEMİN MEKANİĞİ DERS NOTLARI

ZEMİN KÜTLE ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ ÜZERİNE DENEYSEL BİR ÇALIŞMA

Ders: 2 Zeminlerin Endeks Özellikleri-Kıvam Limitleri. Doç. Dr. Havvanur KILIÇ İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

SIVILAŞMA POTANSİYELİNİN BELİRLENMESİNDE BASİTLEŞTİRİLMİŞ YAKLAŞIMLA YAPI ETKİSİ ANALİZİ

JEOLOJİK-JEOTEKNİK BİLGİ SİSTEMİNE BİR ÖRNEK: AKSARAY İL MERKEZİ

Artan İnce Kum Oranının Silt Zeminin Sıkışabilirliğine ve Dayanımına Etkisi

English for Academic Reading & Speaking I İngilizce Akademik Okuma ve Konuşma I. Introduction to Civil Engineering İnşaat Mühendisliğine Giriş

KATI ATIK DEPOLAMA SAHALARININ GEOTEKNİK TASARIM İLKELERİ HAZIRLAYANLAR MUHAMMED DUMAN MUHAMMET TEZCAN AHMET ARAS

İMAR PLANINA ESAS JEOLOJİK-JEOTEKNİK ETÜT RAPORU

Kırıkkale İli Bahçelievler ve Fabrikalar Mahallelerinin Sıvılaşma Potansiyelinin Coğrafi Bilgi Sistemlerinde Analizi

BÖLÜM 5 ZEMİNLERİN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİ

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

Ders: 5 Zemin Suyu - I. Doç. Dr. Havvanur KILIÇ İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

5. YERALTISUYU & SIZMA BASINCI (SEEPAGE PRESSURE)

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

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

Dr. Ayhan KOÇBAY Jeoteknik Hizmetler ve Yeraltısuları Dairesi Başkanlığı

Yatak Katsayısı Yaklaşımı

GRANÜLER ZEMİNLERDE ÇİMENTO ENJEKSİYONU Aydın KAVAK 1, Utkan MUTMAN 1, Erdinç Keskin 1 aydinkavak@yahoo.com, utkanmutman@yahoo.com, erdinc79@yahoo.

BİNA VE BİNA TÜRÜ YAPILAR (KATEGORİ 2 ve 3) İÇİN PARSEL BAZINDA DÜZENLENECEK ZEMİN VE TEMEL ETÜDÜ (GEOTEKNİK) DEĞERLENDİRME RAPORU FORMATI

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

BÖLÜM : 9 SIZMA KUVVETİ VE FİLTRELER

English for Academic Reading & Speaking II İngilizce Akademik Okuma ve

NOVACRETE Kİ MYASALİNİN ZEMİ N O ZELLİ KLERİ NE ETKİ Sİ Nİ N ARAŞTİRİLMASİNA İ Lİ ŞKİ N LABORATUVAR DENEYLERİ RAPORU

JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2017 YILI DÖNER SERMAYE BİRİM FİYAT LİSTESİ

İLERİ ZEMİN MEKANİĞİ. Ders 1. Genel Giriş. Doç. Dr. Havvanur KILIÇ İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

FİZİK. Mekanik İNM 102: İNŞAAT MÜHENDİSLERİ İÇİN JEOLOJİ KAYAÇLARIN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİ. Mekanik Nedir? Mekanik Nedir?

Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS

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

GEOTEKNİK DEPREM MÜHENDİSLİĞİ KAYNAKLAR 1. Steven L. Kramer, Geotechnical Earthquake Engineering (Çeviri; Doç. Dr. Kamil Kayabalı) 2. Yılmaz, I.

Kil Zeminin Şişme Basıncı ve Konsolidasyon Özelliklerine Öğütülmüş Kumun Etkisinin Araştırılması

Dersin Adı Dersin İngilizce Adi Seçmeli / Zorunlu. Tez Çalışması Thesis Zorunlu Computer Applications in Civil Engineering

YOL İNŞAATINDA GEOSENTETİKLERİN KULLANIMI

5. KONSOLİDAS YON DENEYİ:

ĐMAR PLANINA ESAS JEOLOJĐK-JEOTEKNĐK ETÜT RAPORU

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

KİLLİ ZEMİNLERİN KİREÇ ile İYİLEŞTİRİLMESİ

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

İNM Ders 4.1 Dinamik Etkiler Altında Zemin Davranışı

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

DOYGUN OLMAYAN İNCE TANELİ ZEMİNLERİN KAYMA DİRENCİ ÖZET

Transkript:

Politeknik Dergisi Journal of Polytechnic Cilt: 6 Sayı: 4 s. 671-675, 2003 Vol: 6 No: 4 pp. 671-675, 2003 ZEMİNLERİN İNCE TANE BÜYÜKLÜĞÜNÜN DOĞRU BELİRLENMESİNİN ÖNEMİ Mehmet ORHAN, Nihat Sinan IŞIK, Mustafa ÖZER Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Yapı Eğitimi Bölümü 06500 Teknikokullar, ANKARA ÖZET İnşaat mühendisliğinin ilgi alanına giren bir çok yapı işinde, zemin mekaniğinin önemi tartışılmaz olup, sebep sonuç ilişkisine dayanan laboratuvar ve arazi deney sonuçlarının değerlendirilmesi son derece önemlidir. Uzun yıllar ayakta kalması istenilen ve kullanıldığı sürece fonksiyonlarını kusursuz yerine getirmesi arzu edilen yapılarda aranması gereken en önemli husus, yapının oturduğu zemin özelliklerine göre tasarlanması ile mümkündür. Bu şekilde yapılan bir değerlendirme, zemin özelliklerinin doğru tespitinin önemini ortaya koymaktadır. Yapı-zemin ilişkisinde yapılan mühendislik yargılamalarında, özellikle arazi ve laboratuvar ortamında yapılan deneylerin parametrik sonuçları, hesaplamalara taban oluşturmaktadır. Bu yüzden bu safhada yapılacak basit hata, ihmal ve yetersiz veriler, mühendisi yanlış yola yönlendirecektir. Ülkemizde Zemin Etüt Raporu olarak hazırlanan bir çok raporda, yukarıda ifade edilen durumlar oldukça yaygın olarak gözlenebilmektedir. Bu incelemede, ilk bakışta en çok dikkati çeken ince tane boyutu ve miktarlarının belirlenmesine yönelik deneylerin ihmali görülmektedir. Halbuki bu çalışmada da kısaca özetlenen bazı mühendislik uygulamalarında, bu verilerin belirleyici veya yoruma yardımcı oldukları görülmektedir. Özellikle kil olarak tanımlanan 0.002 mm boyut altı malzemelerin zemin içindeki miktar ve yapısının önemi göz önüne alındığında, zemin deneylerinde ince tane büyüklüğü ve miktarlarının doğru belirlenmesinin önemi daha iyi anlaşılacaktır. Anahtar Kelimeler: Zemin Deneyleri, İnce Tane Büyüklüğü, Killi ve sitli zeminler. IMPORTANCE OF FINE GRAINSIZE DISTRIBUTION OF SOILS WITH HIGH ACCURACY ABSTRACT Soil mechanics discipline is very important for every civil engineering project and for soil mechanics discipiline, laboratory and in-situ tests are vital. A stable and economical design can be achieved by designing the foundations of the structure according to soil tests. This requirement shows the importance of soil tests. Any mistake during soil testing may result in an inappropriate design. In our country, a lot of soil investigation report involves inadequate soil tests. Especially determination of grain size distribution of fine-grained soils regarded as unnecessary. However a number of geotechnical applications require the determination of grain size distribution of fine-grained soils. Especially clay-sized particles ( 0.002 mm) are very important from soils behaviour point of view. Key Words: Soil Tests, Fine Grained Soil Size Distribution, Silty and Clayey Soils 1.GİRİŞ Mühendislik uygulamalarında Zemin mekaniği arazi ve laboratuvar deney sonuçlarının önemi tartışılmayacak kadar büyüktür. Zira mühendisin yargı ve yorumları, somut olarak elde edilen zemin parametreleriyle oldukça ilişkilidir. Bu yüzden, laboratuvar ve arazi deney sonuçlarının yeterli ve doğru sonuçlar vermesi son derece önem kazanmaktadır. Zemin mekaniği ve zeminin yapılarla olan ilişkisi insanlık tarihi kadar eski olmakla beraber, günümüzdeki anlamda deneysel ve bilimsel yaklaşımlar bir iki asırlık zaman kesitini kapsamaktadır ki, buda endüstri devrimi ile başlayan gelişmelere paralel ortaya çıkan yol, baraj, büyük kanal, toplu yapılaşma vb. inşa işleri ile değer kazanan bir olay olarak ortaya çıkmıştır. Ülkemizde ise, özellikle ilk yapılan baraj ve karayolu çalışmalarında görülen zemin etüt değerlendirmeleri, sonraları bazı özel ve toplu konut yapı alanları, atık ve depolama sahaları vb. alanlara doğru yayılmıştır. Ama ne yazık ki, dünyanın en önemli deprem kuşağında bulunmamıza ve çok sayıda can ve mal kayıplı deprem yaşamamıza rağmen, konut vb yapılaşmalarda zemin mekaniğinin önemi konusunda yeterli dersleri almadığımız görülmektedir. Özellikle en son yaşanan 17 Ağustos ve 12 Kasım depremleri bu gerçeği yüzümüze acı bir şekilde vurmuştur. Bundan sonra alınan acil tedbirler yavaş da olsa sonuç vermeye başlamasına rağmen, bu sefer de yetersiz ve duyarsız teknik elamanlar ve kontroller sayesinde bir diğer çıkmazın içine girildiği söylenebilir. 671

Mehmet ORHAN, Nihat Sinan IŞIK, Mustafa ÖZER/POLİTEKNİK DERGİSİ,CİLT 6, SAYI 4, 2003 Mevcut uygulamalarda görülen bir çok ihmal ve eksik içinden, bu incelemede; zemin etüt raporu olarak hazırlanan arazi ve laboratuvar araştırma ve sonuçlarından ince tane büyüklüğü ve miktarlarının mühendislik hesaplamalarındaki yeri ve önemi tartışılmaya çalışılacaktır. Yukarıda zikredilen raporlar dikkatli bir gözle incelendiğinde görüleceği gibi, ne yazık ki bir çok deney raporunda, No:200 altı elekle sınırlandırabileceğimiz ince tane büyüklüğü sonuçları verilmemekte, verilenlerin ise doğruluk değerleri tartışılacak boyutlardadır. Zemin mekaniği laboratuvar uygulamalarında, ince taneli zeminlerin tane dağılımı genellikle sedimantasyon tekniği ile belirlenmektedir. Stokes yasası prensiplerine göre uygulanan bu yöntemde, bir çökeltme silindirinde su ile karıştırılarak çökelmeye bırakılan farklı büyüklüklerdeki tanelerin, farklı hızlarda çökecekleri esasından hareketle, büyüklüklerinin belirlenmesi prensibi uygulanır (1). Ülkemizde ve birçok ülkede Pipet ve hidrometrik analiz olmak üzere iki şekilde uygulanan bu yöntem, Stokes yasasına dayalı olarak, zemin taneleri için birçok kabulün göz önüne alınması neticesi, değerlendirmelerde bazı hataların oluşmasına neden olmaktadır (2). Son zamanlarda, lazer ışınlarının mühendislik alanında kullanılmaya başlanması ile birlikte, çeşitli büyüklükteki tanelerin, lazer ışınlarını farklı açılarda kırdığı prensibinden hareketle, zemin tanelerinin büyüklüğünün belirlenmesinde de kullanılmaya başlanmıştır (3). Böylece bu yöntemde alternatif olarak, zemin tanelerinin ölçülmesi konusunda da yaygınlık kazanmaya başlamıştır (4). Geoteknik mühendisliğinde tane büyüklüğü ve granülometri eğrisi; zemin türünün belirlenmesi, yol ve benzeri yapım işlerinde dolgu malzemesinin seçimi, çeşitli drenaj işlerinde malzeme seçimi, toprak dolgu barajlarda filtre malzemesi ve geçirimsiz kil çekirdek malzemesinin seçimi gibi uygulamalarda oldukça önemli olup, diğer bazı zemin uygulamalarında; zemin enjeksiyonu, sıvılaşma analizi, aktivite değeri, şişme potansiyeli ve permeabilite değerinin belirlenmesinde de ince tane yüzdesi (özellikle kil yüzdesi) önemli bir parametre olmaktadır. Aşağıda açıklanan bazı örnek uygulamalarda, ince tane oranların kullanıldığı 1.1. Dolgu ve Yol Yapımı Özellikle karayolu, havalimanı vb yapı işlerinde uygulanan dolgu ve temel tabakaları kriterleri, Bayındırlık Bakanlığı-Kara Yolları Genel Müdürlüğü tarafından yayınlanan Yollar Fenni Şartnamesi de belirtilmiştir. Diğer kurum ve kuruluşlar ile tüzel kişilerde genellikle bu kaynağı referans almaktadır. Bu yüzden her türlü dolgu, alt temel ve temel tabakalarında kullanılacak olan malzemelerin Yollar Fenni Şartnamesi nde belirtilen şartları sağlaması gerekmektedir (5). Bu şartnamelerden tane büyüklüğü ile ilgili bazı örnekler verecek olursak; dona hassas olmayan taban malzemesinde 0.075 mm den daha büyük tanelerin miktarı % 12 den fazla olmaması, alt temel ve temel tabakası için kullanılacak malzemenin tane büyüklüğü dağılımının şartname limitleri içinde olması gösterilebilir (6). Bunun yanında kil miktarına bağlı olarak yapılacak yorumlarda, ince malzeme oranına ihtiyaç duyulmaktadır. 1.2. Zemin Enjeksiyonu Geoteknik mühendisliğinde karşılaşılan en önemli problemlerden biri, yapılaşma için seçilen sahanın, planlanan yapıya uygun şartlar göstermemesidir. Eğer söz konusu sahadan vazgeçilme durumu yoksa, ya yapı özellikleri bu duruma uygun hale getirilecek yada zemin özelliklerinin iyileştirilmesi yoluna gidilecektir. Pratikte yaygın olarak ikinci yöntem tercih edilmekte olup, bir çok zemin iyileştirme yöntemi arasında, özellikle zeminin su geçirgenliğini azaltmak ve/veya mekanik özelliklerini artırmak amacıyla uygulanan zemin enjeksiyonu, önemli yer kaplamaktadır. Zemin enjeksiyon işlerinde kullanılan çeşitli kimyasalların, çimento vb malzemelerin, enjeksiyon sırasında zeminin bünyesindeki çatlak, yarık ve boşlukları doldurması istenir. Bu uygulamalarda tatbik edilen enjeksiyon malzemesinin zemin tarafından emilmesi ve yayılabilmesi büyük ölçüde zeminin tane dağılım özelliğine ve içerdiği kil oranına bağlıdır. Bununla ilgili bir grafik, aşağıdaki Şekil 1 de gösterilmiştir (7). Görüleceği gibi, özellikle yaygın kullanım alanı bulunan jet-grouting çalışmalarında 0.06-0.002mm arası tane oranlarının belirlenmesi oldukça önem kazanmaktadır. kriterler ve bu değerin doğru belirlenmesinin önemi vurgulanmaya çalışılmıştır. 672

ZEMİNLERİN İNCE TANE BÜYÜKLÜĞÜNÜN DOĞRU B... / POLİTEKNİK DERGİSİ, CİLT 6, SAYI 4, 2003 Şekil 1. Jet grouting uygulanabilecek zemin tipi aralığı. 1.3. Zemin Sıvılaşması Özellikle depremler sonrası yapılan araştırma ve incelemelerde; yapılarda meydana gelen hasarların önemli bir bölümü, zemin sıvılaşması ile meydana gelmektedir. Sıvılaşma; deprem etkisiyle oluşan dinamik kuvvetlerle, genellikle kumlu, siltli, ince çakıllı vb. zemin ortamlarda görülen, boşluk suyu basıncı ve efektif gerilmelerin eşitlendiği durumlarda ortaya çıkan kum fışkırmaları ve zemin mukavemetini kaybetme olarak tanımlanabilir. Böyle durumlarda mevcut yapılar yan yatabilir, zemine penetre olabilir, farklı oturmalardan dolayı yıkılabilir vb. olumsuz durumlarla karşılaşabilir. Son 30-40 yıl içindeki büyük depremlerde sebep-sonuç ilişkisinin en önemli tespitleri içinde olan bu olay, yapılaşma ve yapı alanları için sıvılaşma riski hesaplamalarının yapılmasını şart koşar hale getirmiştir. Ülkemizde de özellikle son büyük depremlerde oldukça yaygın etkisi görülen sıvılaşma problemi, önceden bilinmesi gereken ve önlemlerinin alınması gereken bir konudur. Yukarıda temelleri basitçe açıklanan sıvılaşma riski, önceki yıllardaki depremlerde oluşan sıvılaşma olaylarında, sadece kumlu-siltli ve çakıllı zeminlerde meydana geleceği doğrultusunda yaygın bir görüş varken, son yıllarda meydana gelen depremlerden sonra yapılan çalışmalarda, killi zeminlerde de sıvılaşmanın olabileceği veya taşıma kabiliyetinin azalabileceğini ortaya çıkaran görüşler değer kazanmaya başlamıştır. Bununla ilgili Seed ve Idris in yaptıkları çalışmalarda; Zeminin içinde 0.005 mm.den küçük tanelerin oranı %15 den daha az ise, Likit limit değeri %35 den az ise, Zeminin doğal su muhtevası, likit limitinin 0.9 katından düşük olması durumlarında, bu özellikteki zeminlerde sıvılaşma potansiyelinin olabileceği öngörülmüştür (8). Ayrıca, bazı çalışmalar sonucunda zeminlerin tane dağılım eğrisine göre sıvılaşma potansiyeline sahip olup olmadığını öngören zarf eğrileri belirlenmiştir. Böyle bir zarf eğrisi, aşağıda Şekil 2 de sunulmuştur (9). Bu yaklaşımlarda, bir zemin ortamın sıvılaşma riski taşıyıp taşımadığının belirlenmesinde, en basit ve hızlı yöntemin, 0.005 mm altı malzeme oranlarının doğru belirlenmesinin önemi görülmektedir. Şekil 2. Sıvılaşma potansiyeli olan zeminlerin tane dağılım aralıkları. 1.4. Killerin Aktivitesi ve Şişme Potansiyeli Skempton (1953) yaptığı çalışmaların neticesinde Şekil 3 de gösterildiği gibi plastisite indeksinin kil yüzdesine bağlı olduğunu ve belirli kil mineralleri için Plastisite İndeksi/Kil Yüzdesi oranının sabit olduğunu göstermiştir (4). Ayrıca, zeminlerin plastisite indeksi/kil yüzdesi oranı arttıkça hacim değiştirme potansiyellerinin de artacağı tespit edilmiş ve bu orana aktivite adı verilerek aşağıdaki gibi ifade edilmiştir (10). Burada; PI (%) A = (Skempton,1953) PC (%) A: Aktivite PI: Plastisite İndeksi PC: Zemin içindeki kil yüzdesi 673

Mehmet ORHAN, Nihat Sinan IŞIK, Mustafa ÖZER/POLİTEKNİK DERGİSİ,CİLT 6, SAYI 4, 2003 Tanımlama Aktivite değeri Aktif olmayan killer < 0.75 Normal killer 0.75 1.25 Aktif killer 1.25 2.00 Yüksek aktiviteli killer (örneğin bentonit) > 2.00 (6 yada daha büyük) Şekil 3. Plastisite indeksi ile kil yüzdesi ilişkisi Skempton 1953 (J. P. Bardet) Mineral yapısı aynı olan killerin aktivite değerleri de genellikle sabit olmakta veya çok küçük bir aralıkta değişmektedir. Örneğin kaolinit ve illit gibi kil minerallerinin aktiviteleri nispeten küçük olmasına rağmen montmorillonit tipi minerallerin, özellikle sodyum-montmorillonitin aktivitesi oldukça yüksek çıkmaktadır (Tablo.1). Bu mineral tipine sahip killerin likit limit değerleri arasında da oldukça büyük farklar bulunmaktadır. Örneğin; kaolinit tipi mineralin likit limiti 40 60 arasında, illitin 80 120 arasında iken montmorillonitin 700 e kadar çıkabilmektedir (10). Montmorillonitin aktivitesinin ve likit limitinin yüksek olmasının nedeni, bu mineralin tabakaları arasındaki bağın zayıf olması ve büyük miktarlardaki suyu tabakalar arasına infiltre edebilmesidir (11). Bu durum Montmorillonit tipi mineralin bünyesine su aldığında büyük miktarlarda şişebileceğinin bir göstergesidir. Buradan hareketle Aktivitesi yüksek olan zeminlerin şişme potansiyelinin de yüksek olacağı sonucu çıkmaktadır (12). Tablo 1. Kil minerallerinin aktivite değerleri. (Skempton (1953), Mitchell (1993)) (4). Kil Minerali Aktivite Değeri Na-montmorillonite 4 7 Ca-montmorillonite 1.5 İllit 0.5 1.3 Kaolinite 0.3 0.5 Halloysite (dehidrated) 0.5 Halloysite (hidrated) 0.1 Mica 0.2 Calcite 0.2 Quartz 0.0 Ayrıca killi zeminler aktivitelerine göre dört sınıfa ayrılmışlardır. Bu sınıflandırma aşağıdaki Tablo 2 de gösterilmiştir (11). Tablo 2. Killerin aktivitesine göre sınıflandırma Bu çalışmaların yanı sıra Seed, Woodward ve Lundgren (1962) tarafından killi zeminlerin aktivitesi ve şişme potansiyeli arasında ampirik bir bağıntı olduğu ifade edilmiştir (13). Bu bağıntı; S = 3.6 x 10-5 x A 2.44 x C 3.44 Burada ; S : Şişme potansiyeli A : Aktivite değeri C : Kil yüzdesi ( < 0.002 mm) 1.5. Killi zeminlerin Geçirimliliği Zeminlerin suyu geçirimliliği, öncelikle tane boyutuna ve şekline bağlı olmakla birlikte, boşlukların şekline ve yerleşme niteliğine, boşluk oranına, doygunluk derecesine ve sıkılığına bağlıdır. Çeşitli araştırmacılar tarafından zeminlerin geçirimliliği (permeabilitesi) ile, bazı fiziksel karakteristikleri arasında korelasyonlar kurularak ampirik formüller ortaya konulmuştur. Bunlardan, Hazen (1892) tarafından özellikle kumlu zeminlerin su geçirimliliğini hesaplamak için efektif tane çapı (D 10 ) ile su geçirgenlik (permeabilite) katsayısı arasında kurulan ilişkidir (4). Bu ilişki, D 10 = 0.1 3.0 mm arasında olan temiz-üniform kumlar için aşağıdaki gibi verilmiştir (12). k = C. D 2 10 (cm/s) Burada ; D 10 : Efektif tane çapı (mm) C : (0.4 1.2) arasında bir katsayı. Temiz kumlar için 1 alınması uygundur (12). 2. SONUÇ ve DEĞERLENDİRME Yukarıda verilen birkaç mühendislik uygulaması ve değerlendirmesine ait örnekte de görüleceği üzere, tane büyüklüğü dağılımı (granülometri) ve özellikle ince tane dağılım miktarı ve 674

ZEMİNLERİN İNCE TANE BÜYÜKLÜĞÜNÜN DOĞRU B... / POLİTEKNİK DERGİSİ, CİLT 6, SAYI 4, 2003 oranlarının bilinmesi, mühendislik yargısında oldukça önemli yer kaplamaktadır. İnce tane gurubuna giren killerin, zeminin birçok fiziksel ve mekanik özelliğinde etkili olduğu yine bu açıklamalardan anlaşılmaktadır. Bu yüzden, daha önce vurgulandığı gibi, mevcut zemin etüt raporlarının birçoğunda ihmal edilen ince tane oranları ve özellikle kil yüzdesinin belirlenmemesi(<0.002 mm altı malzeme), değerlendirmelerde eksik parametre kullanılmasına ve hatalı yargılara varılmasına yol açtığı söylenebilir. Bu açıklamaların yanında dikkat çeken bir diğer önemli husus, ince tane oranlarının belirlenmesinde uygulanan hidrometre, pipet ve diğer alternatif yöntemlerle elde edilen verilerin doğru alınması gelmektedir ki, ortaya konulan hatalı verilerle yapılan mühendislik değerlendirmeleri, mal ve can emniyetini tehdit eden sonuçlara yol açabilmektedir. Bütün bu açıklamalar ışığında, bu çalışmada, hiç şüphesiz tüm laboratuvar ve arazi deney sonuçlarının doğruluk ve yeterliliklerinin ne denli önemli olduğu belirtilip, yukarıda vurgulanan bazı örneklerde de görüldüğü gibi, ince tane oranlarının doğru belirlenmesinin önemi ortaya konulmaya çalışılmıştır. 3. KAYNAKLAR 1. Das, B. M., 1998, Principles of Geotechnical Engineering, International Thomson Publ., Boston. 2. Vickers, B., 1983, Laboratory Work In Soil Mechanics, Granada Publishing, England. 3. Rawle, A., 1995, The Basic Principles of Particle Size Analysis, Malvern Instruments Ltd., Worcestershire, England. 4. (4) Bardet, J. P., 1997, Experimental Soil Mechanics, Prentice Hall, New Jersey. 5. Demirel, Z, Kadıoğlu, M., v.d., 1991, Toprak ve Stabilizasyon Laboratuarı El Kitabı, T.C. Karayolları Gen. Müd. Yayınları, Ankara. 6. T.C. Karayolları Gen. Müd. Yollar Fenni Şartnamesi 7. Bell, F. G., 1993, Engineering Treatment of Soil, Erfn Spon, Great Britain. 8. Lew, M., 2001, Geotechnical Desing Consideration, (The Seismic Desing Handbok, 2nd Edition, Edited By Farzad Naeim) Cluver Academic Publisher, London. 9. Port and Harbour Research Institute, Ministry of Transport Japan (Edited), 1997, Handbook on Liquefaction Demediation of Reclaimed Land, Balkema, Netherlands. 10. Head, K. H., 1992, Manual of Soil Laboratory Testing, Volume 1, 2nd Edition, John Wiley and Sons, Inc., London. 11. Budhu, M., 2000, Soil Mechanics and Foundations, John Wiley and Sons, Inc., New York. 12. Bowles, J. E., 1992, Engineering Properties of Soils and Their Measurement, Irvin/Mc Graw- Hill, USA. 13. Şekercioğlu, E., 1998, Yapıların Projelendirilmesinde Mühendislik Jeolojisi, Jeoloji Müh. Odası Yayınları, Ankara. 675