Zemin Mekaniği Ders Notları ve Sınav Soruları
ZEMİN SINIFLANDIRMA SİSTEMLERİ
SINIFLANDIRMA SİSTEMLERİNİN FAYDALARI
1- Mühendisler arası ortak bir dil kullanılmasına imkan verir.
2-Kullanılan sembollerle zemin özellikleri hakkında fikir sahibi olmamıza imkan tanır.
3- Askeri ve Zemin Haritalarının yapılmasına imkan tanır.
ZEMİNDEKİ SU TÜRLERİ
Zemin ortamının boşluklarında bulunan suya, zemin suyu denilir. Aşağıda, zemindeki suların basit bir sınıflandırılması görülüyor.
Serbest su :
Yerçekimi etkisi altında serbestçe akabilen suya, serbest su denilir. İçinde serbest su bulunan zemin, suya doygun olarak düşünülür. Suya doygun çakıl ve kum tabakalarındaki su serbest sudur. Serbest su, durgun (hareketsiz, statik) veya hareketli (akış durumunda) olabilir.
Tutulan su :
Daneler arası boşluklarda bazı kuvvetlerce tutulan su. Tutulan su ikiye ayrılır.
Adsorbe su, zemin daneleri tarafından havadan çekilen ve danelerin dış yüzünü, ince bir film tabakası gibi saran sudur. Bu su, zemin danelerinin adeta bir parçası gibidir. Etüvde kurutulan zeminde, bu su buharlaşarak, zeminden ayrılır. Ancak, kuru zemin nemli havada bırakılırsa, higroskopik kapasitesine göre, havadan bu tür suyu alır.
Kılcal (kapilar) su; zemin boşluklarında, yüzey gerilim kuvvetleri tarafından tutulan su olup, zemin içinde serbestçe akamaz.
KILCALLIK (KAPİLARİTE) OLAYI
Yüzey gerilim olayı basit bir modelle gösterilebilir:
Suyun içinde bir c noktasında moleküller dengede, kuvvetler bileşkesi sıfırdır. Yüzeyde bir b noktasında havadaki su molekülleri bağı tam olarak sağlayamadığı için kuvvetler bileşkesi yüzey molekülleri için aşağı doğrudur. Yani su yüzeyi sürekli büzülme isteğindedir. İşte bu özellik suyun havaya karşı yüzey gerilimini sağlamaktadır.
a noktasında ise, su kabın kenarına tırmanma eğilimindedir. Kabın çapı büyük olduğunda bu durum fark edilemez. İçi su dolu bir kaba daldırılan ince bir boru (tüp) içinde, suyun; yüzey gerilim kuvvetlerinin etkisinde yükselmesine benzer olarak, serbest yeraltı suyu, zemin daneleri arasındaki boşlukların oluşturduğu bir tür kılcal boru içinde yükselir.
ZEMİNDE GERİLMELER
Zeminde gerilmeler 3 ana başlık altında toplanabilir :
1.Doğal Gerilmeler : Özağırlık, suyun etkisi, oluşum sırası ve sonrasında edinilen gerilmeler.
2.Taban Basınçları : Temelle zemin ara yüzeyinde beliren gerilme.
3.Kitle Gerilmeleri : Dış yüklerden dolayı, zemin kitlesi içinde oluşan gerilmeler.
ZEMİNLERİN SIKIŞMASI(KOMPAKSİYON) ve KONSOLİDASYON
1.Giriş
2.Kohezyonsuz ve Kohezyonlu Zeminlerde Oturmalar
3.Konsolidasyonun Modellenmesi
4.Terzaghi’nin Bir Boyutlu Konsolidasyon Teorisi
5.Konsolidasyon Laboratuvar Sistemi
6.Konsolidasyon Parametrelerinin Belirlenmesi
7.Konsolidasyon Oturmalarının Hesaplanması
8.Konsolidasyon Sürecinde Zaman
Herhangi bir malzemeye yük uygulandığı zaman deformasyon gözlenir. Mühendislikte kullanılan malzemelerin çoğunun belirli bir gerilmeye kadar Hooke Kanununa uyduğu kabul edilir.
Zeminde ise gerilme-deformasyon ilişkisi genellikle komplekstir ve farklı zeminlerde büyük farklılıklar gösterir.
Özellikle kohezyonlu zeminlerde, deformasyonlar ayrıca zamana bağlı olarak gözlenmektedir. Ve problemin 3. boyutunu oluşturur.
Gerilme – Deformasyon – Zaman
1. Yeni bir yapının yapılışının
2. YASS’nin düşürülmesinin
3. Titreşimin (dinamik etkiler) zemin üzerinde oluşturacağı ilave gerilmeler (’) oturmalara (s, H) neden olacaktır. Yapılarda oluşacak oturmalar,
1.Uniform Oturmalar : Kullanım problemleri,
2.Farklı Oturmalar : Yapının taşıma gücüne zarar verir.
Zeminin sıkışmasının nedenleri;
* Zemin danelerinin sıkışması,
* Zemin boşluklarındaki hava ve/veya suyun sıkışması,
* Boşluklardaki hava ve suyun dışarı çıkması sonucu danelerin birbirine yaklaşması ve zeminin toplam hacminin azalmasıdır.
İlk iki durum ihmal edilebilecek kadar küçük sıkışmalara yol açmaktadır. Bu nedenle, son madde sıkışmanın ana nedeni olarak karşımıza çıkmaktadır.
Zemin üzerinde sıkışma, ani oturma ve konsolidasyon oturması olarak iki türde görülmektedir.
Konsolidasyon, sabit bir yük altında, suya doygun, düşük permeabiliteli zeminlerde, boşluklardaki suyun dışarı çıkması sonucu meydana gelen hacimsel şekil değişikliğidir. Suyun dışarı çıkışı zamana bağlı olarak gerçekleşeceği için, oturmalarda zamana bağlı olacaktır. Zemin türü ve uygulanan yüke bağlı olmakla beraber konsolidasyon oturmalarının onlarca yıl sürdüğü bilinmektedir.
KOHEZYONSUZ ZEMİNLERDE OTURMA
Kohezyonsuz zeminlerde, oturma, ani oturmadan ibarettir. Oturma kısa sürelidir. Yani, yükleme yapar yapmaz oturma gerçekleşecektir. Böyle zeminlerde yüksek permeabiliteden dolayı, boşluklardaki suyun dışarı aktarımı kısa sürede olmaktadır.
Kohezyonlu zeminlerde ise oturma, çok büyük ölçüde zamana bağlı olarak gerçekleşir. İnce daneli zeminlerin permeabilitesi çok düşük olduğu için yüklenen zeminden, suyun dışarı çıkması çok yavaş olacaktır ve zamana bağlı bir oturma gerçekleşecektir. Yüklemeden dolayı küçük bir miktar ani oturma gerçekleşecektir. Suya doygun kohezyonlu zeminlerde (özellikle killerde) asıl oturma, konsolidasyon oturmasıdır. Konsolidasyon oturması, primer ve sekonder konsolidasyon oturması olarak iki şekilde karşımıza çıkmaktadır.
ZEMİNLERİN KAYMA DİRENCİ
1.Gerilme Durumu ve Mohr Dairesi
2.Zeminlerin Kayma Direnci Tarifi
3.Mohr-Coulomb Kırılma Hipotezi
4.Zeminlerin Kayma Direncinin Deneysel Olarak Belirlenmesi
5.Kohezyonsuz Zeminlerin Kayma Direnci
6.Kohezyonlu Zeminlerin Kayma Direnci
ZEMİN SINIFLANDIRMA SİSTEMLERİ
SINIFLANDIRMA SİSTEMLERİNİN FAYDALARI
1- Mühendisler arası ortak bir dil kullanılmasına imkan verir.
2-Kullanılan sembollerle zemin özellikleri hakkında fikir sahibi olmamıza imkan tanır.
3- Askeri ve Zemin Haritalarının yapılmasına imkan tanır.
 |
| içindekiler (rar pas:www.ikuinsaat.com) |
 |
| zeminde gerilmeler , zemin mekaniği |
ZEMİNDEKİ SU TÜRLERİ
Zemin ortamının boşluklarında bulunan suya, zemin suyu denilir. Aşağıda, zemindeki suların basit bir sınıflandırılması görülüyor.
Serbest su :
Yerçekimi etkisi altında serbestçe akabilen suya, serbest su denilir. İçinde serbest su bulunan zemin, suya doygun olarak düşünülür. Suya doygun çakıl ve kum tabakalarındaki su serbest sudur. Serbest su, durgun (hareketsiz, statik) veya hareketli (akış durumunda) olabilir.
Tutulan su :
Daneler arası boşluklarda bazı kuvvetlerce tutulan su. Tutulan su ikiye ayrılır.
Adsorbe su, zemin daneleri tarafından havadan çekilen ve danelerin dış yüzünü, ince bir film tabakası gibi saran sudur. Bu su, zemin danelerinin adeta bir parçası gibidir. Etüvde kurutulan zeminde, bu su buharlaşarak, zeminden ayrılır. Ancak, kuru zemin nemli havada bırakılırsa, higroskopik kapasitesine göre, havadan bu tür suyu alır.
Kılcal (kapilar) su; zemin boşluklarında, yüzey gerilim kuvvetleri tarafından tutulan su olup, zemin içinde serbestçe akamaz.
KILCALLIK (KAPİLARİTE) OLAYI
Yüzey gerilim olayı basit bir modelle gösterilebilir:
Suyun içinde bir c noktasında moleküller dengede, kuvvetler bileşkesi sıfırdır. Yüzeyde bir b noktasında havadaki su molekülleri bağı tam olarak sağlayamadığı için kuvvetler bileşkesi yüzey molekülleri için aşağı doğrudur. Yani su yüzeyi sürekli büzülme isteğindedir. İşte bu özellik suyun havaya karşı yüzey gerilimini sağlamaktadır.
a noktasında ise, su kabın kenarına tırmanma eğilimindedir. Kabın çapı büyük olduğunda bu durum fark edilemez. İçi su dolu bir kaba daldırılan ince bir boru (tüp) içinde, suyun; yüzey gerilim kuvvetlerinin etkisinde yükselmesine benzer olarak, serbest yeraltı suyu, zemin daneleri arasındaki boşlukların oluşturduğu bir tür kılcal boru içinde yükselir.
ZEMİNDE GERİLMELER
Zeminde gerilmeler 3 ana başlık altında toplanabilir :
1.Doğal Gerilmeler : Özağırlık, suyun etkisi, oluşum sırası ve sonrasında edinilen gerilmeler.
2.Taban Basınçları : Temelle zemin ara yüzeyinde beliren gerilme.
3.Kitle Gerilmeleri : Dış yüklerden dolayı, zemin kitlesi içinde oluşan gerilmeler.
ZEMİNLERİN SIKIŞMASI(KOMPAKSİYON) ve KONSOLİDASYON
1.Giriş
2.Kohezyonsuz ve Kohezyonlu Zeminlerde Oturmalar
3.Konsolidasyonun Modellenmesi
4.Terzaghi’nin Bir Boyutlu Konsolidasyon Teorisi
5.Konsolidasyon Laboratuvar Sistemi
6.Konsolidasyon Parametrelerinin Belirlenmesi
7.Konsolidasyon Oturmalarının Hesaplanması
8.Konsolidasyon Sürecinde Zaman
Herhangi bir malzemeye yük uygulandığı zaman deformasyon gözlenir. Mühendislikte kullanılan malzemelerin çoğunun belirli bir gerilmeye kadar Hooke Kanununa uyduğu kabul edilir.
Zeminde ise gerilme-deformasyon ilişkisi genellikle komplekstir ve farklı zeminlerde büyük farklılıklar gösterir.
Özellikle kohezyonlu zeminlerde, deformasyonlar ayrıca zamana bağlı olarak gözlenmektedir. Ve problemin 3. boyutunu oluşturur.
Gerilme – Deformasyon – Zaman
1. Yeni bir yapının yapılışının
2. YASS’nin düşürülmesinin
3. Titreşimin (dinamik etkiler) zemin üzerinde oluşturacağı ilave gerilmeler (’) oturmalara (s, H) neden olacaktır. Yapılarda oluşacak oturmalar,
1.Uniform Oturmalar : Kullanım problemleri,
2.Farklı Oturmalar : Yapının taşıma gücüne zarar verir.
Zeminin sıkışmasının nedenleri;
* Zemin danelerinin sıkışması,
* Zemin boşluklarındaki hava ve/veya suyun sıkışması,
* Boşluklardaki hava ve suyun dışarı çıkması sonucu danelerin birbirine yaklaşması ve zeminin toplam hacminin azalmasıdır.
İlk iki durum ihmal edilebilecek kadar küçük sıkışmalara yol açmaktadır. Bu nedenle, son madde sıkışmanın ana nedeni olarak karşımıza çıkmaktadır.
Zemin üzerinde sıkışma, ani oturma ve konsolidasyon oturması olarak iki türde görülmektedir.
Konsolidasyon, sabit bir yük altında, suya doygun, düşük permeabiliteli zeminlerde, boşluklardaki suyun dışarı çıkması sonucu meydana gelen hacimsel şekil değişikliğidir. Suyun dışarı çıkışı zamana bağlı olarak gerçekleşeceği için, oturmalarda zamana bağlı olacaktır. Zemin türü ve uygulanan yüke bağlı olmakla beraber konsolidasyon oturmalarının onlarca yıl sürdüğü bilinmektedir.
KOHEZYONSUZ ZEMİNLERDE OTURMA
Kohezyonsuz zeminlerde, oturma, ani oturmadan ibarettir. Oturma kısa sürelidir. Yani, yükleme yapar yapmaz oturma gerçekleşecektir. Böyle zeminlerde yüksek permeabiliteden dolayı, boşluklardaki suyun dışarı aktarımı kısa sürede olmaktadır.
Kohezyonlu zeminlerde ise oturma, çok büyük ölçüde zamana bağlı olarak gerçekleşir. İnce daneli zeminlerin permeabilitesi çok düşük olduğu için yüklenen zeminden, suyun dışarı çıkması çok yavaş olacaktır ve zamana bağlı bir oturma gerçekleşecektir. Yüklemeden dolayı küçük bir miktar ani oturma gerçekleşecektir. Suya doygun kohezyonlu zeminlerde (özellikle killerde) asıl oturma, konsolidasyon oturmasıdır. Konsolidasyon oturması, primer ve sekonder konsolidasyon oturması olarak iki şekilde karşımıza çıkmaktadır.
ZEMİNLERİN KAYMA DİRENCİ
1.Gerilme Durumu ve Mohr Dairesi
2.Zeminlerin Kayma Direnci Tarifi
3.Mohr-Coulomb Kırılma Hipotezi
4.Zeminlerin Kayma Direncinin Deneysel Olarak Belirlenmesi
5.Kohezyonsuz Zeminlerin Kayma Direnci
6.Kohezyonlu Zeminlerin Kayma Direnci
Yazar: İkü İnşaat Blog
0 yorum :
Yorum Gönder