zeminlerin sınıflandırılması

30
1 Hafta Konular Kaynaklar 1 Zeminle İlgili Problemler ve Zeminlerin Oluşumu [1], s. 1-13 2 Zeminlerin Fiziksel Özellikleri [1], s. 14-79; [23]; [24]; [25] 3 Zeminlerin Sınıflandırılması [2], s. 93-110; [22] 4 Zeminlerin Kompaksiyonu [1], s. 172-187; [23] 5 Zemin Hidroliği [1], s. 102-171; [23] 6 Toplam ve Efektif Gerilme Kavramları [2], s. 133-145 7 Zeminde Gerilmeler ve Deformasyonlar [1], s. 236-278 8 Gerilme Altında Zemin Davranışı - Ara sınav [2], s. 147-184 9 Zeminlerde oturma ve Sıkışma [1], s. 460-470, [2], s. 190-212 10 Konsolidasyon Teorisi [1], s. 487-532; [23] 11 Konsolidasyon Sürecinde Zaman [2], s. 212-234 12 Zeminlerde Kayma Mukavemeti ve önemi [1], s. 188-195 13 Kayma Mukavemeti Parametreleri [1], s. 195-235; [23] 14 Kumların ve Killerin Kayma Mukavemeti [2], s. 258-290; [25] HAFTALIK DERS PLANI q Zeminlerin Dane Boyutu Dağılımı Elek analiz Hidrometer analiz Granülometre Eğrisi q Zeminlerin Sınıflandırılması Dane çapına göre Üçgen Sınıfanladırma’ya göre Plastisite Kartı’na göre Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırmasına göre Karayolu Zemin Sınıflandırmasına göre Zeminlerin Sınıflandırılması Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

Upload: berk

Post on 14-Dec-2015

230 views

Category:

Documents


6 download

DESCRIPTION

Soil ClassificationSoil TypesClass

TRANSCRIPT

Page 1: Zeminlerin Sınıflandırılması

1

Hafta Konular Kaynaklar1 Zeminle İlgili Problemler ve Zeminlerin Oluşumu [1], s. 1-132 Zeminlerin Fiziksel Özellikleri [1], s. 14-79; [23]; [24]; [25]3 Zeminlerin Sınıflandırılması [2], s. 93-110; [22]4 Zeminlerin Kompaksiyonu [1], s. 172-187; [23]5 Zemin Hidroliği [1], s. 102-171; [23]6 Toplam ve Efektif Gerilme Kavramları [2], s. 133-1457 Zeminde Gerilmeler ve Deformasyonlar [1], s. 236-2788 Gerilme Altında Zemin Davranışı - Ara sınav [2], s. 147-1849 Zeminlerde oturma ve Sıkışma [1], s. 460-470, [2], s. 190-21210 Konsolidasyon Teorisi [1], s. 487-532; [23]11 Konsolidasyon Sürecinde Zaman [2], s. 212-23412 Zeminlerde Kayma Mukavemeti ve önemi [1], s. 188-19513 Kayma Mukavemeti Parametreleri [1], s. 195-235; [23]14 Kumların ve Killerin Kayma Mukavemeti [2], s. 258-290; [25]

HAFTALIK DERS PLANI

q Zeminlerin Dane Boyutu DağılımıElek analizHidrometer analizGranülometre Eğrisi

q Zeminlerin SınıflandırılmasıDane çapına göreÜçgen Sınıfanladırma’ya görePlastisite Kartı’na göreBirleştirilmiş Zemin Sınıflandırmasına göreKarayolu Zemin Sınıflandırmasına göre

Zeminlerin Sınıflandırılması

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 2: Zeminlerin Sınıflandırılması

2

Zeminlerin sınıflandırılmasında, danelerinbüyüklüğü (çapı) ile bunların kuru ağırlık olarakzemindeki yüzdesi dikkate alınır. Bu bilgilerinelde edilmesinde dane büyüklüğü analiziyapılır. Dane büyüklüğü analizi “elek analizi”ve “ıslak analizi” olmak üzere iki aşamadayapılır. Elek analizi çakıl ve kum türü zeminleriçin ıslak analiz ise silt ve kil türü zeminleriçin yapılır.

I- ZEMİNLERİN DANE BOYUTUDAĞILIMI

n Bir cismin tanımlanabilmesi için, yapılan işlemlerden biri,büyüklüğünün tespitidir. Zeminlerin dane boyutu; göz veözel ölçekle, elekle, mikroskop ve elektron mikroskop iledoğrudan; çökeltme (ıslak) analiz ile dolaylı olarakbelirlenir. Belirtilen ölçüm yöntemlerinden Elek ve Islakanalizleri laboratuvar şartlarında kolaylıkla uygulanır.

n Dane çapı dağılımının bulunmasında, bir zemini oluşturandane çaplarının ve değişik çap sınıflarına isabet edendanelerin toplam ağırlıklarının belirlenmesi amaçlanır.Kaba daneli zeminlerin geçirimliliği ve b.h.ağırlığıdışında, boyut ve dağlımın doğrudan etkin olduğu özellikbulunmamaktadır.

n Zemin numunesinde, dane çapının 0.074 mm (200 noluelek) den büyük olan kısmında Elek analizi, daha küçükolan dane grubunda ise ıslak analiz yapılır.

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 3: Zeminlerin Sınıflandırılması

3

İnce daneli ve Kaba daneli Zeminler

n 200 nolu elek– 0.074 mm

n “No. 200” neanlama gelir...

n Kaba Daneli Zeminler …….(Elek Analizi)

n İnce daneli Zeminler …….(Hidrometre)

HidrometreElek Seti

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 4: Zeminlerin Sınıflandırılması

4

A- Elek Analizi (Mekanik Analiz)

n Elek analizi için genellikle kare gözlü elekler kullanılır.İri gözlü elekler için inch cinsinden (1 inch = 2.54 cm),ince gözlü elekler rakamla adlandırılır. Elekte karegözün kenar uzunluğuna “elek göz çapı” veya “elek çapı”denir ve bu dane çapına karşılık gelir.

z Bu prosedür kabadaneli zeminler içinuygundur

z Mesela.... No.10 elek,1 in.’de 10 aralık(delik) vardır.

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 5: Zeminlerin Sınıflandırılması

5

Öncelikle doğal halde bölgeden aldığımız numune, 1 gün süreyle etüvde105 derecede kurutulacak daha sonra tavanın darası alınır veelimizdeki numune tavaya konur ve tartılır sonuç yazılır. En üstekielekten elenmek koşuluyla eleme işlemine başlanır ve her eleğinüzerinde kalan numune tartılır. Bu işlemden sonra yüzde geçenmiktarlar hesaplanır. Zemin içinde silt ve kil, numuneyi topakladığındankuru eleme mümkün olmaz. Bu durumda numuneye ilave edilen birçözücü madde ile serbest şerbet haline getirilen karışım elektenyıkama yolu ile geçirilir.

n Toplam numune ağırlığı=2.050 kgn Eleme yapıldıktan sonra toplam numune ağırlığı=2.010 kgn 2.050-2.010=0.040 kg »%2 fark kabul edilebilir.

Elek no Elek üzerinde kalan miktar(gr) % geçen miktar1 50 97¾ 270 84½ 220 73

3/8 80 694 320 53

10 320 3740 550 9100 160 2200 30 0.4tava 10

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 6: Zeminlerin Sınıflandırılması

6

% P = 100 x EGM/TZM

EGM = Elekten geçen zemin miktarıTZM = Tüm zemin miktarı

Her elekten geçen yüzde hesaplandıktansonra, dane çapı dağılım eğrisi çizilir. Daneçapı (büyüklüğü) dağılım eğrisinde, yatayeksen dane çapı (D, mm) ve düşey eksendeelekten geçen yüzde (% P) yer alır.

Her elek için geçen yüzde:

Tava

Çap d4

Çap d3

Çap d2

Çap d1

Kütle mp

Kütle m4

Kütle m3

Kütle m2

Kütle m1

Toplam kütle M

d2 çapından % geçen = 100*(mp + m4 +m3)/M

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 7: Zeminlerin Sınıflandırılması

7

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 8: Zeminlerin Sınıflandırılması

8

Amerikan ElekleriASTM: E 11-1961

İngiliz ElekleriBS: 410-1962

Elek No Çap (mm) Elek No Çap (mm)2” 50.80 2” 50.80

1(1”/2) 38.10 1(1”/2) 38.10¾” 19.00 ¾” 19.05

3/8” 9.51 3/8” 9.524 4.76 4 4.767 2.83 6 2.808 2.38 7 2.40

10 2.00 8 2.0014 1.41 12 1.4016 1.19 14 1.2018 1.00 16 1.0025 0.707 22 0.71030 0.590 25 0.60035 0.500 30 0.50040 0.420 36 0.42045 0.354 44 0.35550 0.297 52 0.30060 0.250 60 0.25070 0.210 72 0.21080 0.177 85 0.180

100 0.149 100 0.150120 0.125 120 0.125170 0.088 170 0.090200 0.074 200 0.075

ASTM TS-1500

KumKum

ÇakılÇakıl

B- Islak Analizi

n Zeminin 74 mikron’dan (200 nolu elekten geçen) küçükkısmı için Islak analizi uygulanır.

n Islak analizin uygulanmasında, 200 nolu elekten geçenzeminden bir miktar alınarak cam silindir içerisindedamıtık su ile karıştırılarak bir süspansiyon elde edilirve danelerin çökmesi için beklemeye bırakılır.

n Islak analiz hesaplarında Stokes yasasından yararlanılır.Stokes yasası, danelerin sıvı içerisinde çökme hızınıverir.

n Islak analiz; Pipet yöntemi veya Hidrometreyönteminden birisi ile yapılabilir.

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 9: Zeminlerin Sınıflandırılması

9

q Bir zeminde, ince danelerin dane çapı dağılımının bulunması içinyapılmaktadır. Hidrometre analizi, suda zemin danelerininsedimantasyon prensibine dayanır.q Zemin su ile karıştırıldığında, zemin danelerinin şekline boyutunave suyun viskozitesine bağlı olarak, farklı hızlarda çöker.q Zemin danelerinin hızı, Stokes yasası ile ifade edilir.

Deneyin yapılışıq Hidrometre zemin süspansiyonun içine yerleştirilir.q Zaman, sedimantasyonun başlangıcından ölçülür.q Hidrometre, zemin süspansiyonun gs ni ölçer.q Daneler çöktüğünde, süspansiyonun gs si azalır. gs nin değişimiçöken danelerin miktarına bağlıdır.q Analizde kullanılabilecek, katkılar ve düzeltmeler kullanılmalıdır.

* Hidrojen peroksit yada Sodyum hekzametafosfat (calgon)* Sıçaklık, menüsküs, çözelti düzeltmeleri.

Hidrometre Analizi

D: çöken danelerin çapı (cm)v: çökme hızı (cm/sn)t: çökme süresi (sn)h: çökme miktarı (cm)gs: çöken danelerin birim ağırlığı (gr/cm3)h: sıvının viskozitesi (gr sn/cm2) dir.

gL=gw=1 gr/cm3, gs=2.65 gr/cm3 (ortalama) ve g=9.81 cm2/snalınırsa; çöken danenin çapı, cm cinsinden:

( )LsgvDgg

h-

=18

v = h/t = g(gs-gL)D2/18h

M: suyun viskozitesi ve danelerin birim hacim ağırlığına bağlıdır.t

HeMthD == 0105.0

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 10: Zeminlerin Sınıflandırılması

10

n Elek ve hidrometre analizinde, danelerin karışım içindeki %si, belirli çaptan küçük olanlar için “yüzde geçen, P (%)”olarak ifade edilir. Bulduğumuz P (%) miktarlara göre“granülometri eğrisi” yani “dane çapı dağılım eğrisi” çizilir.Bu eğride; çakıl, kum, silt ve kil yüzdeleri bulunmaktadır.

n İnce daneli zeminlerde dane çapı dağılım eğrisi, hemenhemen hiç önem taşımazken, kaba daneli zeminlerde anlamlıolabilmektedir. Bu amaçla, “granülometre kriterleri” tarifedilmiştir.

n Danelerin %10, %30 ve %60’ına karşılık gelen çaplarınokunmasından bulunan D10, D30, D60 değerleri değerlerikullanarak Cu (üniformluk katsayısı) ve Cr (süreklilikkatsayıları) hesaplanır. Hesapladığımız Cu ve Cr değerlerini,Kaba daneli zeminlerin sınıflandırılması için akışdiyagramında kullanarak zemini sınıfını buluruz.

n 10 nolu elek kum-çakıl sınırını, 200 nolu elek de silt-kilsınırını göstermektedir.

C- Granülometre Eğrisi

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 11: Zeminlerin Sınıflandırılması

11

P(%

)

D (mm)

SAMPLE:......................BOREHOLE:.................DEPTH:..............DATE:................

AUSTRALIAN STANDARD SIEVE SIZES

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0CLAY FRACTION SILT FRACTION

PER

CE

NTA

GE

PAS

SAG

E

SAND FRACTION GRAVEL FRACTION

PARTICLE SIZE - mm

90

80

70

60

50

40

30

20

10

90

80

70

60

50

40

30

20

10 90

80

70

60

50

40

30

20

10

100

0

PER

CEN

TAG

ER

ETAI

NE

D

75m

m

150

212

300

425

600 1.18

mm

2.36

4.75

6.70

2009.50

13.2

19.0

26.5

37.5

63.0

75.0

FINE MEDIUM COARSE FINE MEDIUM COARSE FINE MEDIUM COARSECOBBLES

0.002 0.006 0.02 0.06 0.2 0.6 2 6 20 60 2000.0001 0.001 0.01 0.1 1.0 10 100

MONASH UNIVERSITY Department of Civil Engineering - Geomechanics Laboratory RCA 16-3-1998 SEID258

SAMPLE:......................BOREHOLE:.................DEPTH:..............DATE:................

AUSTRALIAN STANDARD SIEVE SIZES

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0CLAY FRACTION SILT FRACTION

PER

CE

NTA

GE

PAS

SAG

E

SAND FRACTION GRAVEL FRACTION

PARTICLE SIZE - mm

90

80

70

60

50

40

30

20

10

90

80

70

60

50

40

30

20

10 90

80

70

60

50

40

30

20

10

100

0

PER

CEN

TAG

ER

ETAI

NE

D

75m

m

150

212

300

425

600 1.18

mm

2.36

4.75

6.70

2009.50

13.2

19.0

26.5

37.5

63.0

75.0

FINE MEDIUM COARSE FINE MEDIUM COARSE FINE MEDIUM COARSECOBBLES

0.002 0.006 0.02 0.06 0.2 0.6 2 6 20 60 2000.0001 0.001 0.01 0.1 1.0 10 100

MONASH UNIVERSITY Department of Civil Engineering - Geomechanics Laboratory RCA 16-3-1998 SEID258

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 12: Zeminlerin Sınıflandırılması

12

0 .0 0 0 1 0 .0 0 1 0 .0 1 0 .1 1 1 0 1 0 00

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

P a r tic le s ize ( m m)

%Fi

ner

W İyi derecelenmiş

0 .0 0 0 1 0 .0 0 1 0 .0 1 0 .1 1 1 0 1 0 00

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

P a r tic le s ize (mm)

%Fi

ner

W İyi derecelenmiş

U Üniform

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 13: Zeminlerin Sınıflandırılması

13

0 .0 0 0 1 0 .0 0 1 0 .0 1 0 .1 1 1 0 1 0 00

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

P a r tic le s ize (mm)

%Fi

ner

W İyi derecelenmiş

U Üniform

P Kötü derecelenmiş

0 .0 0 0 1 0 .0 0 1 0 .0 1 0 .1 1 1 0 1 0 00

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

P a r tic le s ize (mm)

%Fi

ner

W İyi derecelenmiş

U Üniform

P Kötü derecelenmiş

C İyi derecelenmiş (biraz killi)

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 14: Zeminlerin Sınıflandırılması

14

0 .0 0 0 1 0 .0 0 1 0 .0 1 0 .1 1 1 0 1 0 00

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

P a r tic le s ize (mm)

%Fi

ner

W İyi derecelenmiş

U Üniform

P Kötü derecelenmiş

C İyi derecelenmiş (biraz killi)

F İyi derecelenmiş (çok ince)

Granülometre eğrisini tanımlayan ifadeler

• D10 = Efektif çap– %10’nından geçen çap D10

• Cu = D60 / D10 = Uniformluk katsayısı– Cu = 1 tek dane çapına sahip

• Cc = (D30 )2/( D10.D60) = Derecelenme katsayısı

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 15: Zeminlerin Sınıflandırılması

15

10

60u D

Dc =

İyi Derecelenmiş Zeminler

Kötü Derecelenmiş Zeminler

Dane Boyutlarının Aralığı,

Çakıllar için: Cc = 1-3 ve Cu>4

Kumlar için: Cc = 1-3 ve Cu>6

İki Özel Durumu İçeren Zeminler ise:

(a) Üniform zeminler; Aynı DaneBoyutuna sahip Zeminler

(b) Bazı Dane Boyutlarını İçermeyenZeminler

)D(*)D()D(c

6010

230

c =

SAMPLE:......................BOREHOLE:.................DEPTH:..............DATE:................

AUSTRALIAN STANDARD SIEVE SIZES

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0CLAY FRACTION SILT FRACTION

PER

CE

NTA

GE

PAS

SAG

E

SAND FRACTION GRAVEL FRACTION

PARTICLE SIZE - mm

90

80

70

60

50

40

30

20

10

90

80

70

60

50

40

30

20

10 90

80

70

60

50

40

30

20

10

100

0

PER

CEN

TAG

ER

ETAI

NE

D

75m

m

150

212

300

425

600 1.18

mm

2.36

4.75

6.70

2009.50

13.2

19.0

26.5

37.5

63.0

75.0

FINE MEDIUM COARSE FINE MEDIUM COARSE FINE MEDIUM COARSECOBBLES

0.002 0.006 0.02 0.06 0.2 0.6 2 6 20 60 2000.0001 0.001 0.01 0.1 1.0 10 100

MONASH UNIVERSITY Department of Civil Engineering - Geomechanics Laboratory RCA 16-3-1998 SEID258

SAMPLE:......................BOREHOLE:.................DEPTH:..............DATE:................

AUSTRALIAN STANDARD SIEVE SIZES

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0CLAY FRACTION SILT FRACTION

PER

CE

NTA

GE

PAS

SAG

E

SAND FRACTION GRAVEL FRACTION

PARTICLE SIZE - mm

90

80

70

60

50

40

30

20

10

90

80

70

60

50

40

30

20

10 90

80

70

60

50

40

30

20

10

100

0

PER

CEN

TAG

ER

ETAI

NE

D

75m

m

150

212

300

425

600 1.18

mm

2.36

4.75

6.70

2009.50

13.2

19.0

26.5

37.5

63.0

75.0

FINE MEDIUM COARSE FINE MEDIUM COARSE FINE MEDIUM COARSECOBBLES

0.002 0.006 0.02 0.06 0.2 0.6 2 6 20 60 2000.0001 0.001 0.01 0.1 1.0 10 100

MONASH UNIVERSITY Department of Civil Engineering - Geomechanics Laboratory RCA 16-3-1998 SEID258

D10

D30

D60

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 16: Zeminlerin Sınıflandırılması

16

0

20

40

60

80

100

0.001 0.01 0.1 1 10 100

Grain size (mm)

D30

ElekHidrometre

D10 = 0.013 mmD30 = 0.47 mmD60 = 7.4 mm

Kumlar Çakıllarİnce

%Pa

ssin

g

n Eğriden, kum çakıl ve ince danelerin %’leri ifade edilir.n Ayrıca, zemin danelerinin üniformluluk ve

derecelenme katsayıları için gerekli olan D10, D30 veD60 çapları belirlenir.

Dane Çapı (mm)

%Ge

çen

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 17: Zeminlerin Sınıflandırılması

17

II- ZEMİNLERİN SINIFLANDIRILMASI

n Zeminlerin sınıflandırılması kavramı, mühendislik alanındakullanılan ortak bir dil olarak düşünülebilir. Zeminlerinsınıflandırılmasının amacı, zeminleri özelliklerine göregruplamaktır. Belirli türde zeminlerin belirli özelliklerivardır. Zemin sınıfı bilindiğinde özellikleri de genelolarak belirlenmiş olur.

n Zemine atfedilebilecek birkaç harf veya sayı, zemininolası fiziksel özellikleri, hatta mekanik davranışıhakkında çok hızlı olarak iyi bir fikir sağlayabilmektedir.

n Zemin sınıflandırma sistemleri; bilgi alışverişininkolaylaştırılması, araştırma ve uygulamalarda uyumsağlaması ve ayrıca büro, laboratuvar ve şantiyearasında bağlantının sağlanması amacıyla geliştirilmiştir.

Dane Çapı (mm)

İri Kaya

0.002 200632.000.075

Kil Silt Kum Çakıl Blok Taş

Granüler Zeminler veyaKohezyonsuz Zeminler

KohezyonluZeminler

Dane Çapı (mm) Cinsi

200 – 60 Taş (Moloz)

60 - 2 Çakıl

2 – 0,075 Kum

0,075 - 0,002 Silt

0,002 > Kil

A- Zeminlerin dane çaplarına göresınıflandırılması

İnce DaneliZeminler

Kaba DaneliZeminler

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 18: Zeminlerin Sınıflandırılması

18

q Zeminlerin dane çapına göre sınıflandırılmasında,belirli çap aralıklarında kalan zemin gruplarına belirliisim verilir. Dane çapına göre zeminlerinsınıflandırılmasında en yayğın kullanılan MIT(Massachusetts Institute of Technology) sistemidir.

q Zeminlerin dane çapına göre sınıflandırılmasıyapılırken, zeminin dane çapı dağılım eğrisi çizilir.Her bir grubun zemin içerisindeki ağırlıkca yüzdesibelirlenir. Yüzdesi en büyük olana göre zeminadlandırılır.

Zemin Türü Dane çapı, D (mm)Blok (Block) 200 -60Çakıl (Gravel) 60 - 2

İri çakıl (coarse gravel) 60 - 20Orta çakıl (medium gravel) 20 - 6İnce çakıl (fine gravel) 6 - 2

Kum (Sand) 2 - 0.06İri kum (coarse sand) 2 - 0.6Orta kum (medium sand) 0.6 - 0.2İnce kum (fine sand) 0.2 - 0.06

Silt (Silt) 0.06 - 0.002İri silt (coarse silt) 0.06 - 0.02

Orta silt (medium silt) 0.02 - 0.006İnce silt (fine silt) 0.006 - 0.002

Kil (Clay) < 0.002

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 19: Zeminlerin Sınıflandırılması

19

n Türkiye de yıllardır kullanılmakta olan ASTM ve AASHTO gibiAmerikan sınıflandırma sistemlerinde, çakıl ile kum arasındaki ayırımNo.4# elek karşılığı olan 4.76 mm olarak yapıla gelmiştir.

n Çakıl ve kum arasındaki en makul ayırım kılcal kuvvetlerin etkinliksınırı olan 2.00 mm (No.10#) olduğundan TS1500/1987'de bu boyutageçilmiştir.

n Nitekim, ASTM standardına giren AASHTO'da da çakıl 2 mm'yedeğiştirilmiştir. İngiliz standardı da sınırı 2mm'de tanımlamaktadır.

Zemincinsi

Oturma(Konsolidasyon)

Akıcı kumdurumu

Donmakabarması

Yer altı suyuindirmesi

Enjeksiyon

Çakıl --- --- --- Mümkün MümkünKaba kum --- --- --- Mümkün MümkünOrta kum --- Beklenmez --- Mümkün ---İnce kum --- Mümkün --- Mümkün ---Silt Mümkün Mümkün --- --- ---Kil Mümkün --- --- --- ---

Zeminlerin Bazı Mühendislik Özellikleri

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 20: Zeminlerin Sınıflandırılması

20

Kum+Silt+Kil = 100%30 % Kum20 % Silt50 % Kil

B- Üçgen Sınıflandırman Geliştirilen en eski sınıflandırma yöntemlerinden biri Feret

üçgeni dir. Tarım amaçlarına göre kullanılan bu yöntemdekum, silt ve kil % leri esas alınır. Zemin çakıl içeriyorsa;önce düzeltmeler yapılır, daha sonra üçgen diyagramkullanılır.

Lem: %20'den azkil içeren zemin

n Tamamen wL ve IP indisine dayanarak Plastisitegrafiği yardımıyla; silt, kil ve bunların karışımı olanince daneli zeminler için sınıflandırma yapılır.

C- Plastisite Kartı (grafiği) ilesınıflandırma

20 100500

20

0

40

60

Likit Limit

Plas

tisite

İndi

si

Silt

Kil

YüksekPlastisiteli

DüşükPlastisiteli

35

Orta Plastisiteli

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 21: Zeminlerin Sınıflandırılması

21

n A doğrusunun üstünde Killer, altında ise Siltler yer alır.wL=%50 değeri ise yüksek ve alçak plastisite sınırınıbelirtmektedir. Burada, M: Silt, C: Kil ve O: Organik zeminive L: Düşük, I: Orta ve H: Yüksek Plastisiteyi göstermektedir.

n Gösterimde; 1. harf esas zemini (M, C, O) tanımlar.IP > IP(A doğrusu) ® CIP < IP(A doğrusu) ® M

2. harfin kullanımında ise wL esas alınır (plastisite: H, I, L).wL > 50 ® H

35 < wL < 50 ® IwL < 35 ® L

n Örneğin CH: yüksek plastisiteli kil, ML: düşük plastisiteli siltzemini gösterir. wL< %20 olan zeminler, çoğunlukla fazlamiktarda kum içerirler.

n wL eşit olan zeminlerde, IP’si büyük olan kuru iken mukavemetidaha fazladır. Buna karşılık geçirimlilik katsayısı daha düşük,dolayısıyla oturma süresi daha uzundur. Hem kayma mukavemetihem de sıkışabilirliği, plastisitesi ile doğru orantılıdır.

n Burada U- Doğrusu doğal zeminler için ölçülebilecek likitlimit ve plastisite indisileri üst limitini göstermektedir.

n Bunun üstündeki noktalar fiziksel olarak bulunamayacağıgibi, bir zemin U-doğrusu üstünde noktalayacak olursahata yapıldığı kabulü ile deneylerin tekrarı önerilmektedir.

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 22: Zeminlerin Sınıflandırılması

22

A-Çizgisi

U-Çizgisi

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 23: Zeminlerin Sınıflandırılması

23

D- Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırılması(UCSC)

q Birleştirilmiş Zemin Sınıflama (UCSC) sistemi,günümüzde kullanılan en son sınıflama sistemidir. ASTMD2487 standardı olarak günümüzde en şekli olarakkullanılmaktadır. Bu sistemde, sınıflamada aşağıdakikriterler kullanılmaktadır:

a- Zemin elek no. 200 den geçen yüzdesib- İri daneli olanların No.4 elekin üzerinde kalan yüzdesic- Dane dağılımı kriterleri: Cu ve Cr değerlerid- Kıvam limitlerie- No.40 elek ten geçen zeminin plastisite kartındaki yerif- Organik madde içeriği

Zeminler

Organik zem.

Turba zem.- Pt

Kaba daneli zem. İnce daneli zem.

Çakıl- G Kum - S

İyiderece.

W

Kötüderece.

P

Killi /Siltli

Yük.Plastisiteli - H Düş.Plastisiteli - L

Organik- OKil - C Silt - M

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 24: Zeminlerin Sınıflandırılması

24

q Bu sistemde zemin 2 harfli simge (GW, GP, SW, SP, GC,GM, SC, SM; CL, ML, CH, MH) veya 4 harfli simge (GW-GM,GW-GC, GP-GM, GP-GC, SW-SM, SW-SC, SP-SM, SP-SC)ile gösterilir. Dane dağılım eğrisi çizilip, granülometri kriterlerive plastik özellikler saptandıktan sonra, Tablo yukarıdan aşağıve soldan sağa doğru eleme yoluyla kullanılır.

q 15 ana grup vardır. 2 durumda zemin için çift simge (4harf) kullanılır.* Zeminin % 95 kaba daneli olması ve kum-çakıl %’leri eşit

olduğunda (GW-SW yada GP-SP gibi)* Zemin içinde % 5-12 ince daneli zemin bulunması halinde

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 25: Zeminlerin Sınıflandırılması

25

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 26: Zeminlerin Sınıflandırılması

26

Türk Standardında Zemin Sınıflandırılması

n TS zemin sınıflandırma sistemi, 1987 ve son olarak 2000’degözden geçirilmiştir.

n Bu revizyonda, o güne kadar ASTM’nin tercümesi olanTS1500’den bazı farklar öngörülmüştür. Bunlardan en önemlisikabul edilen Çakıl ve Kum Boyutları olmuştur. BirleştirilmişSistemde çakıl alt limiti 4.76 mm (4 No.#) olaraktariflenirken, TS1500’de bu sınır 2.00 mm (10 No.#)’yeindirilmiştir.

n TS1500/2000’in getirdiği bir diğer önemli değişiklik,plastisite kartıdır. Özellikle 1999 Marmara depreminde NPsiltler de görülen sıvılaşma olayları, ince daneli zeminlerindüşük, orta ve yüksek plastisiteli olarak ayrılmasının dahagerçekçi olacağını göstermiştir.

n TS1500/2000 ile getirilen bir başka yenilik ise, CL-ML çiftsimgesinin kaldırılmasıdır. Bu şekilde daha somut birsınıflandırma yapılabilecektir.

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 27: Zeminlerin Sınıflandırılması

27

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 28: Zeminlerin Sınıflandırılması

28

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 29: Zeminlerin Sınıflandırılması

29

E- Karayolları Sınıflandırma Sistemi(AASHTO)

n Günümüzde uygulandığı şekliyle AASHTO karayollarısınıflandırma sistemi (1978) olarak anılmakta, zemini adyerine harf ve sayılarla sınıflandıran bir sistemdir.

n Zeminleri yedi benzer yük taşıyabilirlik ve hizmet grubunagöre ayırmaktadır.

n Zemin 200 No. # (76 mikron), 40 No. # (0.42 mm), 10 No. #(2 mm) ten geçen % leri, kıvam limitleri ve bunların birleşimiolan Grup İndisinin (GI) kullanımı ile sınıflandırılır.

n AASHTO sisteminde, çizelgede önce soldan sağa, gerekiyorsasonrada yukarıdan aşağıya eleme işlemi gerçekleştirilir.Zeminin sınıfı bulunduktan sonra grup indisi (GI) belirtilir.

n Yol üst yapısını taşıyacak olan doğal zemin (taban), en iyiden(A-1), en kötü (A-7)’ye doğru sınıflandırılmaktadır.

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu

Page 30: Zeminlerin Sınıflandırılması

30

Sizlere verilenuygulamaları, yapmayı

unutmayınız !

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA

Zemin Mekaniği I Ders Notu