ZEMİN MEKANİĞİ LABARATUVAR DENEYLERİ

1

ZEMİN MEKANİĞİ LABORATUVAR

DENEYLERİ

Y.Doç.Dr. Devrim ALKAYAPamukkale Üniversitesi

GİRİŞ

Bu slaytta sunulan deneyler belirli bir bölgeden alınan zemin numunesinden yola çıkılarak zeminin cinsinin belirlenmesini ve mühendislik özelliklerini saptanmasını kapsar. Bir zemin formasyonunu veya örnek bir zemin numunesini inceleyen mühendisi en fazla ilgilendiren husus hangi özelliklerin zemin davranışı üzerinde en fazla etkisi olduğunu tayin edebilmektedir. Yapılan deneyler zeminin hangi durumlarda hangi tepkileri vereceğini yaklaşık olarak belirlemektedir. Zemin zaman boyunca yükleme, su alma, kuruma, donma gibi çeşitli etkiler altında bulunur. Zeminin bu durumlarda göstereceği tepkiler zeminin hem yapı malzemesi olarak kullanılmasında hem de zemin üzerine yapılacak yapılarda önem taşımaktadır.

İnşaat mühendisliğinde karşılaşılan zemin problemlerinin önceden belirlenmesi için zeminin tanımlanması ve mühendislik özelliklerin tespit edilmesi gerekir. Zeminin göstereceği problemlerin önceden tespit edilmesi gelecekte oluşabilecek can ve mal kaybını önleyecektir.

İNCELENEN DENEYLER

1) Elek Analizi Deneyi2) Kıvam Limitleri Deneyleri3) Permeabilite Deneyleri4) Kompaksiyon Deneyleri5) Kayma Mukavemeti Deneyleri6) Konsolidasyon Deneyi

1. Elek Analizi Deneyi

Genel olarak kum ve çakıl gibi iri danelizeminlerin sınıflandırılması amacıyla yapılan labaratuvar deneyidir.

Deneyin Yapılışı;

Örselenmiş numunelerin deneye hazırlanması metoduna uygun olarak elde edilen numune, etüvde kurutulmuş numune toplam ağırlığının %0,1’ine eşit bir hassasiyetle tartılır.En büyük gözlü eleğe bir tava takılır ve numune eleğe boşaltılır.Elek, içerisindeki malzeme düzensiz olarak yuvarlanacak şekilde hareket ettirilir. Herhangi bir danenin eleğin gözünden geçipgeçmediği elle denenebilir, ancak bu işlem sırasında daneyizorlamamak gerekir. Elekte kalan malzeme bir havan içerisinde, lastikle kaplı havaneli ile ovulduktan sonra yeniden elenir. Böylece eleğin üzerinde tek danelerin kalması sağlanmış olur. Elekte kalan miktar tartılır.

2

Alt kapta kalan malzeme, metal bir tepsiye aktarılır ve alt kap, bir sonraki eleğe takılır. Metal tepsideki malzeme eleğe boşaltılır ve madde 3’deki işlem tekrarlanır.Deneyde kullanılan bütün elekler için madde 3 ve 4’deki işlemler tekrarlanır. Elek sarsma makinesi varsa ve bütün elekler aynı çapta ise elekler üst üste takılıp malzeme bütün eleklerden aynı anda elenebilir. Bu durumda elemenin tamamlanmış olmasına özen gösterilmeli, sarsma işlemi en az 10 dakika süreyle uygulanmalıdır.Deney sırasında eleklerden herhangi biri aşırı derecede yüklenecek olursa elekteki malzeme birkaç bölüme ayrılıp elenmelidir.

Elek sarsma aleti ve elek seti

Deneyin Yapılması İçin Gereken Aletler

Standart bir elek takımı (örneğin 4 – 10 – 20 –40 – 60 – 100 – 140 – 200 no lu ASTM elekleri vb.)Eleklerin temizlenebilmesi için fırçalar.Duyarlılığı en az 0,1 gram olan bir terazi.110 ± 5 °C sıcaklıkta bir etüv Geniş bir buharlaştırma tabağıDamıtık su ile dolu bir şişe

Gerekli Ölçümler

Her bir eleğin ağırlığı Kuru zemin numunesinin ağırlığı.Her bir eleğin üzerinde kalan zeminle birlikte ağırlığı200 nolu elekten geçen kısmın etüvde 24 saat kurutulduktan sonraki ağırlığı

2. Kıvam Limitleri Deneyleri

İnce daneli zeminlerin su içeriğine bağlı olarak şekil değiştirme kabiliyetlerini belirlemek amacı ile yapılan deneylerdir.

a) Likit limit deneyi;

Viskozitesi yüksek bir sıvı gibi akıcı durumdaki zeminin plastik duruma dönüştüğü andaki su muhtevasını inceleyen deneydir.

Deneyin yapılışı

Casagrande aleti tası içerisine hazırlanan numnune içinde hava kabarcıkları olmıyacakşekilde konulur Numunenin ortasından standart oyuk açma bıçağı ile bir yarık açılır.Alet saniyede iki düşüş yapacak şekilde çevrilmeli ve düşüşler sayılmalıdır.Yarıktaki kapanmanın yaklaşık bir cm olması durumunda çevirme işlemi durdurulmalıdır.

3

Alet durdurulduktan sonra numune cam bir kapa konulur ve 0,01 gr duyarlıklı bir terazide tartılarak kütlesi kaydedilir.Numune etüvde kurutulduktan sonra kuru ağırlığı kaydedilir.Deney en az dört kez tekrarlanarak dört tane düşüş sayısı(N) ve bunlara karşılık gelen su içeriği(w) elde edilmelidir. N değerlerinden iki tanesi 25 ten küçük iki tanesi de 25 ten büyük olmalıdır. Aksi taktirde deney sayısı artırılmalıdır.


Sert plastik tabanlı standart likit limit deneyi aletiStandart oyuk açma bıçağıYarı-logaritmik grafik kağıdıSpatulaKurutma kabıDamıtık su dolu plastik şişeÜzerinde numaralandırılmış küçük cam kaplar110 ± 50C sıcaklığındaki bir etüv40 numara elek ve tavaMetal veya plastik bir cetvel

Gerekli Ölçümler

Düşüş sayısıSu muhtevası

b) Plastk Limit Deneyi;

Bu deney zeminin henüz plastik kıvamda bulunduğu en düşük su muhtevasının ölçülmesi ile ilgilidir.

Deneyin yapılışı;

Likit limiti deneyi için hazırlanmış numuneden bir miktar alınır.Numune cam levha üzerine konulup avuç içinde yuvarlanarak çubuklar haline getirilir.Zemin çubukları 3 mm çapındaki çubuklar haline gelinceye kadar yoğurulur.Yukarıdaki işlemler 3 mm çubuklar haline geldiğinde çatlamalar oluşuncaya kadar tekrarlanır.Çatlamalar ve kopmalar başladığı andaki zeminler boş kütlesi bilinen bir kap içerisine konulup tartılır ve kütlesi kaydedilir. Daha sonra numuneler etüvde kurutularak kuru ağırlıkları ölçülür. Bu şekilde en az üç deney yapılır.


Metal veya cam kaplar0,01 gr duyarlıklı terazi110±50C sıcaklıkta bir elüv(fırın)geniş bir cam levha 3 mm çapında tel bir çocuk

4

Casagrande Aleti

3. Permeabilite Deneyleri

Genel olarak geçirimlilik problemlerinde su miktarı veya debisinin bilinmesi için yapılan deneylerdir.

a) Sabit Seviyeli Permeabilite Deneyi;

Sabit seviyeli (düzeyli) geçirimlilik (permeabilite) deneyi geçirimliği yüksek olan (kum,çakıl ve iri silt) zeminlerde kullanılır.


Kullanılacak zemin numunesinin ıslak ağırlığı 0.01 gr duyarlıklıbir terazide tartılarak ağırlığı kaydedilir (Wıslak). Ayrıca numunenin su muhtevası (w) belirlenir.Numunenin içine konulduğu silindirik kabın (permeametrenin) çapı ölçülür(D).Numunenin boyu (yüksekliği) ölçülür (L).Numune permeametre içine yerleştirilerek su verilip numune içinde akım sağlanır. Bu akım 10 dakika kadar devam etmelidir. Bu süre içerisinde numunenin tamamen doygun hale gelmesi için permeametre hafif darbelerle sarsılarak hava kabarcıklarının numuneden çıkması sağlanır. Akımın sabit hale gelmesine kadar beklenir.

Sabit akım sağlandıktan sonra, sabit su seviyesi numune tabanı referans düzlemi alınmak koşuluyla ölçülür. (H1). Aynı seviyeden itibaren suyun drene olma yüksekliği ölçülür (H2).Uygun bir zamanda mezür drene olan suyun altına tutulur ve aynı anda kronometreye basılır.Yeterli bir miktarda (yaklaşık 600-700 ml) su mezüre dolduktan sonra mezür suyun altından çekilerek aynı anda kronometreye basılarak durdurulur. Geçen süre kaydedilir (t). Suyun sıcaklığı (T derece) ölçülür.Mezürün dış yüzeyleri peçete veya kağıt havlu ile kurulanarak 0.01 gr duyarlıklı bir terazide tartılır (Wbw).


Sabit seviyeli permeabilite aygıtıSu seviyesi daima sabit kalabilecek bir su haznesiTermometre1000 ml hacminde bir mezür0.01 gr duyarlı bir teraziŞerit metrePlastik hortumKronometre

5

Gerekli Ölçümler

Zemin numunesinin deneye başlamadan önceki ıslak ağırlığı (Wıslak)Numunenin su muhtevası (w)Numunenin çapı (D)Numunenin boyu (L)Kuru ve temiz halde mezürün boş ağırlığı (Wb)Sabit seviyeli su haznesindeki suyun yüksekliği (H1)Suyun numuneden drene olduğu yükseklik (H2)Deney süresi (t)Toplanan su ile birlikte mezürün ağırlığı (Wbw)Suyun sıcaklığı (T derece) Sabit ve Düşen Seviyeli Permeabilite Deneyi Aletleri

b) Düşen Seviyeli Permeabilite Deneyi;

Geçirimliliği düşük olan ince daneli(kil) zeminlerde yapılan labaratuvar deneyidir.


Kullanılacak zemin numunesinin ıslak ağırlığı 0.01 gr duyarlıklıbir terazide tartılarak ağırlığı kaydedilir. (Wıslak). Ayrıca numunenin su muhtevası (w) belirlenir.Numunenin içine konulduğu silindirik kabın (permeametrenin) çapı ölçülür (D).Numunenin boyu (yüksekliği) ölçülür (L).Cam borunun en kesit alanı hesaplanarak kaydedilir (a).Numuneye su verilir ve doygun hale gelinceye kadar beklenir. Bekleme süresi numunenin durumuna göre 10 dakikadan birkaç güne kadar değişebilir. Zeminin iri daneli olması durumunda daha az, çok ince kil olması durumunda ise daha fazla süre beklenmesi gerekmektedir.

Numune doygun hale geldikten sonra numuneye suyun girdiği noktada bulunan vana kapatılarak cam borudaki suyun seviyesi ölçülür (H0). Bu ölçüm seçilen herhangi bir referans düzlemine göre yapılabilir.Uygun bir zamanda vana açılarak zaman (t0) kaydedilir.Uygun bir bekleme süresi sonunda vana kapatılır(t1). Cam borudaki su seviyesi seçilen referans düzlemine göre yeniden ölçülür (H1). Bekleme süresi yaklaşık olarak bir saatten fazla olacaksa cam borunun üst ucu kapatılarak içinde bulunan suyun buharlaşması önlenmelidir. Deney suyunun sıcaklığı ölçülerek kaydedilir (T).


Düşen seviyeli permeabilite aygıtıUzun cam bir boruTermometrePlastik hortumŞerit metreKronometre

6

Gerekli Ölçümler

Numunenin deneye başlamadan önceki ıslak ağırlığı (Wıslak)Numunenin su muhtevası (w)Numunenin çapı (D)Numunenin boyu (L)Cam borunun en kesit alanı (a)Deney başlangıcında cam borudaki suyun yüksekliği (H0)Deney sonucunda cam borudaki suyun yüksekliği (H1)Deney başlandığı zaman (t0)Deney bitirildiği zaman (t1)Deneyde kullanılan suyun sıcaklığı (T derece)

4. Kompaksiyon Deneyi

Bu deney belirli bir metotla sıkıştırılmış zeminde maksimum kuru birim hacim ağırlığı veren su muhtevası civarındaki su muhtevalarında birim hacme sığacak en çok zemin ağırlığının bulunması ile ilgilidir.


Açıkta kurutulup 20 mm.lik elekten geçirilerek elde edilen zeminden 5 kg.lık bir numune alınır. Numune zeminin türüne göre uygun bir miktar su ile iyice karıştırılır.Kalıp , taban plakası takılmış olarak 1 gr. hassasiyetle tartılır. Kalıp beton gibi sert bir yüzey üzerine oturtulur ve nemli zemin mümkün olduğu kadar eşit ağırlıkta üç tabaka halinde her birine 30,5 cm.lik serbest düşüş yapan tokmakla 25 darbe uygulayarak üst ucuna yakası takılmış kalıbın içine sıkıştırılır. Darbeler her tabakanın yüzeyine eşit aralıklarla dağıtılmalıdır. Tokmak kılavuzunun tokmağın serbest düşüşünü engelleyecek biçimde zeminle tıkanmamasına özen gösterilmelidir. Kullanılan zemin miktarı kalıbı doldurmaya yetmeli ancak yaka çıkarıldıktan sonra kesilip atılacak artık zemin yüksekliği 6 mm.yi aşmamalıdır. Yaka çıkarılır ve sıkıştırılmış zemin çelik cetvelle kalıbın üst kenarı seviyesinde dikkatle düzlenir. Kalıp ve zemin 1 gr hassasiyetle tartılır.

Sıkıştırılmış zemin kalıptan çıkarılıp büyükçe bir metal kaba konur.Bu zeminin tümünü yansıtan bir numune alınarak su muhtevası ölçülür.Zeminin geriye kalanı ufalanıp 20 mm.lik elekten geçirilir ve deneyin başında hazırlanan numuneden artmış olanla karıştırılır.Böylece elde edilen numuneye uygun artışlarla su katılıp karıştırılır ve her defasında işlemler tekrarlanır.Deney en az beş değer verecek şekilde tekrarlanır ve kullanılan su muhtevaları maksimum kuru birim hacim ağırlığı veren optimum su muhtevasını içine alan sınırlar arasında değişmelidir.


Taban plakası ve yakası ile kompaksiyon kabı Kompaksiyon tokmağı Su muhtavası belirleme üzerine numara yazılmış cam kaplar (9-18 adet )Karıştırma deneyiBakkal küreğiSpatula ve bıçak Numune çıkarıcı aygıt110°± 5°C sıcaklıkta fırın (etüv)±1gr duyarlılıklı terazi

Gerekli Ölçümler

Kompaksiyon kabının hacmi(vm)Kompaksiyon kabının boş ağırlığı(wm)Kompaksiyon kabı + zemin ağırlığı (wms)Kompaksiyonu yapılan zemini su muhtevası(w)

7

Kompaksiyon Tokmağı

5. Kayma Mukavemeti Deneyleri

Zemin numunelerinde stabilite ve deformasyon koşullarına ait verilerin elde edilmesi için gerekli olan kayma direnci parametrelerinin bilinmesi için yapılan laboratuvar deneyleridir.

a) Kesme Kutusu Deneyi;

Zemin numunesine ait kayma direncinin,görünür kohezyon ve sürtünme açısına bağlı olarak bulunan laboratuvar deneyleridir.

Deneyin yapılışı;Kohezyonsuz Zeminler:

a) En az üç adet kesme deneyi yapacak kadar numune tartılır. b) Kesme kutusunun alt ve üst parçaları birbirine vidaları ile tespit edilir.c) Zemin numunesi, kesme kutusunun üst kısmında 0,5 cm’lik bir boşluk kalacak

biçimde kesme kutusu içine yerleştirilir. Kesme kutusu tartılır. Zemin ağırlığı belirlenir. Numune üst kısmına poröz taş olan yükleme başlığı yerleştirilir. Yükleme başlığı yüklemenin eksantrik olmaması için yatay konuma getirilir.

d) Yükleme başlığı ile düşey P yükü uygulanır. P yükü hesaplanırken yüklemede kullanılan boyunduruğun ağırlığı da dikkate alınır.

e) Kesme kutusunun vidaları çözülerek alt ve üst başlık serbest hale gelir. Kesme kutusunun alt ve üst parçalarını birbirinden uzaklaştıran vidalar kullanılarak bu parçalar arasında, deneyde kullanılan kohezyonsuz zemin daneleri en büyük dane çapından birazcık fazla bir boşluk olacak şekilde düzenlenir. Sonra bu vidalar geri çevrilerek alt parça ile teması kesilir.

f) Yatay ve düşey performasyonları ölçebilmek için iki tane okuma saati konur.

g) Su altında yapılan deneyler için direkt kesme deney aletininhaznesi su ile doldurulur. Uygun bir süre beklenir(numunenin doygunluğa ulaşması için).

h) Yatay yük uygulanır. Kuvvet halkasındaki değerler okunur. Bu sırada yatay ve düşey deformasyon saatlerinden de okumalar alınır. Deney başlangıcından itibaren ilk iki dakika içinde okumalar her 15 sn’de bir, daha sonra 30 sn aralıklarla yapılır. Yatay yükün uygulama hızı, drenajlı deneyler dışında numunenin 3 – 5 dakika içinde kesilmesini sağlayacak şekilde, drenajlı deneylerde ise daha uzun olacaktır.

i)Yatay kuvvet uygulandığı halde kuvvet halkasında yük değeri artmıyorsa ya da aniden azalma olmuşsa ‘numune kesilmiştir’ sonucuna varılır ve numune kesme kutusundan boşaltılır.

Kohezyonlu Zeminler:

a) Spatula ve bıçak yardımıyla aynı hacimde ve mümkün olduğunca aynı birim hacim ağırlığında olacak biçimde en az üç numune hazırlanır. Numunelerden biri kesme kutusu içine yerleştirilir. Numune ağırlığını belirlemek için tartımlar yapılır. Direkt kesme aleti hazırlanırken numunelerin nemli bir ortamda saklanması gerekir. Numune kesme kutusu üzerinde 0,5 cm boşluk kalacak şekilde hazırlanmalıdır.

b) Kesme kutusunu alt ve üst parçalarını bir arada tutan vidalar gevşetilir.

c) En kesit alanını belirlemek için gerekli boyutları ölçülen numunelerden birisi kesme kutusunun içine dikkatlice yerleştirilir. Poröz taşları doygun hale getirilmelidir.

Bu aşamadan sonra kohezyonsuz numuneler için verilen adımlar d’den i’ye kadar tekrarlanır.

8


Direkt kesme deney aygıtıKuvvet halkası ve deformasyon saatleriDuyarlığı 0,01 g olan terazi

Gerekli Ölçümler

Kesme kutusunun boyutlarıKesme kutusunun ağırlığı, WsbKuvvet halkası katsayısıDeneyin başlangıcından itibaren geçen sürelerZaman ti iken ki kuvvet halkası kumasıZaman ti iken düşey deformasyon okuması

Zaman ti iken yatay deformasyon okuması

Kesme Kutusu Deneyi Aleti

b) Serbest Basınç Deneyi ;

Serbest basınç deneyi herhangi bir yanal destek olmaksızın kendi kendini dik olarak ayakta tutabilecek özelliklere sahip killi zeminler için kullanılan bir deney yöntemidir.

Deneyin yapılışı;Numune deney aygıtının alt başlığının merkezine yerleştirilir. Alet çalıştırılarak numunenin üst başlığa teması sağlanır. Numunenin alt ve üst yüzeyleri deney aygıtının alt ve üst başlıklarının merkezlerine gelecek şekilde ayarlanır.Okuma saatleri sıfırlanır ya da o andaki göstergedeki okumalar alınarak kaydedilir. Bu işlem hem kuvvet halkası saati, hem de deformasyon saati için yapılır.Yükleme hızı numunenin boy kısalmasının numune boyunun %(0.5 – 2) si olacak şekilde ayarlanır. Numunenin yüklenmesine başlanır ve o andan itibaren 10 – 15 – 20 – 30 - ... sn gibi aralıklarla kuvvet halkası saatinden ve deformasyon saatinden okumalar alınır. Yüklemenin hızı numunenin en çok 15 dakika içinde kırılmasını sağlayacak şekilde seçilmelidir.

Kırılmanın gözle görülebilir olması halinde; yüklemeler numunede kırılma düzlemi görülünceye kadar sürdürülür. Böyle durumlarda yükler önce artar ve pik (maksimum) değere ulaşır. Okumalardan birbirini takip eden bir iki tanesi sabit kalır. Sonraki okumalarda ise ani azalmalar görülür.Bazı numunelerde ise kırılma düzlemini görmek mümkün değildir. Birden fazla kırılmadüzlemi ve numunenin ortasında bir genişleme (varilleşme) meydana gelir. Kırılmanın bu şekilde olması halinde; numune boyunun % 15 kısalmasına kadar yüklemeye devam edilir.%15 kısalmanın gerçekleşmesi halinde kırılmanın oluştuğu kabul edilir.Numunenin kırılma şekli şematik olarak çizilir. Numunede belirgin bir kırılma düzlemi oluşmuşsa bu düzlemin yatayla yapmış olduğu açı ölçülür (φ).Numune 0,01 gr duyarlı bir terazide tartılarak ağırlığı (Wf) olarak kaydedilir.Su muhtevası (Wf) belirlenmek üzere numune etüve konulur.

9


Serbest basınç aygıtıNumune düzelticiNumune çıkartma aygıtıPlastik kılıf (gerekiyorsa)0.003 mm veya (0.001 inç) duyarlı okuma saati yaklaşık 0.25 mm duyarlı boy kısalması ölçen deformasyon saati KronometreYaklaşık 0.01 gr duyarlı teraziSpatula, su muhtevası ölçmek için cam kaplarMilimetrik kağıt

Gerekli Ölçümler

Numunenin çapı (D)Numunenin boyu (L)Deney başlangıcındaki su muhtevasıDeney sonundaki su muhtevası Deneyden önce numunenin ağırlığı Deneysen sonra numunenin ağırlığı Yük halkasının numarasıDeney süresi (ti)(ti) zamanındaki kuvvet halkası saati okuması(ti) zamanındaki kuvvet deformasyon saati okumasıKırılma düzlemin yatayla yaptığı açı (φ)

Serbest Basınç Deneyi Aleti

c) Üç Eksenli Basınç Deneyi;

Zeminlerin kayma mukavemetini saptamak için kullanılan laboratuar deney yöntemleri arasında üç eksenli basınç deneyi en gelişmişlerinden biri olmaktadır. Bu deney düzeni ile, zeminin arazi koşullarında sahip olacağı kayma mukavemetini gerçeğe yakın olarak belirlemek mümkün olmaktadır.


Numune 3,81cm çapında, 7,62cm yüksekliğinde silindir şeklinde olup, basınç altında bulunması ile doldurulmuş perspeks veya fileksiglas bir silindir içinde deneye tabi tutulur. Numune etrafına saran suya kaşı ince bir lastik kılıf içine konur. Hücre basıncı istenilen değere bir hava pompası ile yükseltilir. Ve düşey yük özel bir tertibatla aşağı doğru itilen bir piston çubuğu vasıtası ile tatbik olunur. Yük, çelik halkanın deformasyonlarının bir komparatör ölçülmesi suretiyle bulunur. Konsalidasyonlu deneylerde, drenajsız deneylerde kullanılan madeni başlık ve tabanlar yerine, konsalidasyon esnasında drenaja müsaade edecek geçirgen plaklar (paraz) kullanılır. Eksenel yük uygulanmaya başlandığı zaman, numunenin dışarı ile temasını temin eden musluk drenajlı deneylerde açık, drenajsız deneylerdekapalı durumda tutulur.

Lastik kılıfların kullanılması serbest basınç deneyinin yapılması kabil olmayan kohezyonsuz zeminler üzerinde de deney yapılmasını mümkün kılar. Bunun için lastik kılıf önce geçici olarak kendisine dayanak vazifesi gören bir madeni silindir içine konur ve sonra daneli zemin ile doldurulur ve sistem alete yerleştirilir ve geçirgen (paröz) tabandan numune içine su gönderilir, numunenin tamamen suya doyması temin edilir. Numuneye ufak bir vakum uygulanır; madeni dayanak çıkarılır, perspeks silindir yerleştirilerek yanal basınç tatbik olunur. Yük halkası saatinden okunan yükün asal gerilimler arasındaki farka eşit olan σ1 – σ3 deviatör gerilmesini gösterdiği göz önünde tutulmalı. C ve θ değerlerinin belirlenebilmesi için farklı hücre basınçlarında en az iki deneyin yapılması gerekir.

10


Üç eksenli basınç aygıtı. Basınç hücresiPlastik membrane (plastik kılıf 35,5mm yada 71,1mm çap)Membrane kalıbıKuvvet halkasıPorös (geçirimli) taslar (drenajlı deneyler için) Vakum pompasıBasınçlı hava veren kaynakNumune düzelticiler

Gerekli Ölçümler

Numune çapıNumune yüksekliği Deney başlangıcı su muhtevasıDeney sonundaki su muhtevasıKuvvet halkası katsayısıDeney başlangıcından itibaren geçen süre, tit1 zamanındaki kuvvet halkası okuması t1 zamanındaki düşey deformasyon okuması kırılma düzlemi açısı, θ

Üç Eksenli Basınç Deneyi Aleti

d) Veyn Deneyi;

Bu deney zeminin drenajsız koşullarda sadece kohezyondan oluşan kayma direnci, (c) belirlenmesi için yapılan laboratuvar deneyidir.


Silindirik tüp içindeki numune vane aletine yerleştirilerek sabitlenir. Vane aletinin düşey hareketini sağlayan kol çevrilerek numuneye batırılır. Burulma momentini uygulayan kol yavaşça çevrilerek vane aletinin dönmesi sağlanır. Alet üzerindeki kadrandan numunenin kesilmesi anındaki dönme miktarı derece olarak okunur.


Vane aygıtıSilindirik numune tipiKullanılan yayın kalibrasyon eğrisi.

11

Gerekli Ölçümler

Vane aletinin döndürülmesiyle kesilmesi anında uygulanan burulma momentiNumunenin su muhtevası

Vane Deneyi Aleti

6. KONSOLİDASYON DENEYİ

Yanal deformasyonu önlenmiş olan, suya doygun disk biçiminde örselenmemiş bir zemin numunesinin, alt ve üst yüzeyinden drenaj sağlanarak, düşey ve eksenel bir basınç altında konsolidasyon miktarı ve hızının ölçümü için yapılan deneydir.

Deneyin yapılışı;Zeminin az bir bölümü kriko yardımıyla numune tüpünden çıkarılıp hangi türden olduğu tespit edilir.Uygun boyutlarda bir konsolidasyon halkası ile bir saat camı veya metal tepsi iyice temizlenir, kurulanır ve ayrı ayrı tartılır. Halkanın içi silikon gresi ile hafifçe yağlanır. Numunenin tüpten taşan bölümü, ince bir piyano teli veya zemberek teli testeresi veya ince ağızlı bir bıçakla tüpün ağzıyla bir düzeyde kesilir.Tüpteki numunenin, konsolidasyon halkasının yüksekliğinden az uzun bir bölümü tüpten çıkarılıp kesilir. Bu işlem sırasında, elde edilen disk biçimindeki numunenin iki yüzeyinin birbirine paralel olmasına özen gösterilmelidir.Laboratuara getirilen örselenmemiş numune, elle kesilip alınmış bir bloksa, konsolidasyon halkası boyutlarından az büyük, iki yüzeyi birbirine paralel bir disk kesilip hazırlanır. Bu işlem sırasında, diskin paralel yüzeylerinin, zeminin arazideki durumuna göre, arazideki sıkışma yönüne dik olmalarına özen gösterilmelidir.

Konsolidasyon halkası kılavuz olarak kullanılarak, diskin kenarları özenle tıraşlanır. Tıraşlama işlemi, konsolidasyon halkası numuneye yavaşça ve düzgün bir biçimde bastırılarak geçirilirken, diskin çevresinde halkanın kesici ucunun sıyıracağı ince bir katkalana kadar sürdürülür. Böylece halkanın iç yüzeyi ile numune arasında oğlan dışı boşluklar kalması önlenmiş olur. Diskin alt ve üst yüzeyi halkanın alt ve üst ucundan dışarıda kalmalı, piyano teli testeresi veya ince ağızlı tıraşlama bıçağı ve çelik cetvel yardımıyla halkanın alt ve üst ucu düzlemlerine gelene kadar tıraşlanıp düzlenmelidir. Arada, zeminde belirebilecek küçük bir taşın tıraşlama işlemine engel olması durumunda, bu taş çıkarılıp boşalan yere tıraşlama sırasında kesilip alınan zeminden doldurulmalıdır. Hazırlama sırasında, numunenin su muhtevasında herhangi bir değişiklik olmamasına özen gösterilmelidir. Tıraşlama sırasında kesilen zeminden bir miktaralınıp danelerin özgül ağırlığı ölçülür, ancak bu zorunlu değildir.

Konsolidasyon numunesinin kalınlığı ölçülür ve halka ile içindeki numune bir saat camı üzerine konup vakit kaybetmeden tartılır.Zeminde taş veya kum bulunmadığı durumlarda önceki işlemler yerine şu işlemler uygulanır. Konsolidasyonhalkasını rijit bir biçimde ve numune tüpünün üst ucundan 3mm. ile 6mm. arasında tutulabilecek özel bir cihaz, tüpün ucuna takılır ve numune tüpten çıkarılırken doğrudan konsolidasyon halkası içine itilir. Bu işlem sırasında numune, halkanın kesici ucundan girip diğer ucundan taşacak biçimde çıkabilmelidir. Numunenin halka içine itilmesi sırasında, halkanın dış yüzeyine olan sürtünmeyi azaltmak amacıyla halkanın çevresinden taşan malzeme tıraşlanmalıdır. Halka içindeki numune kesilip alınır, alt ve üst yüzeyleri tıraşlanır ve yukarıdaki madde (6) işleme alınır

12


Konsolidasyon aleti (ödometre) ve yükleme boyunduruğu Zemin numunelerinin kesilmesi ve düzeltilmesi için gereken aletler0.01 gr hassaslığında bir teraziSu muhtevası belirlemede kullanılacak küçük cam kaplarKronometreGeniş bir su haznesi (yaklaşık 15 cm çapında)Deformasyon saati

Gerekli Ölçümler

Zemin numunesinin deney başlangıcındaki su muhtevası (wi)Zemin numunesinin deney başlangıcındaki ağırlığı (Wsi)Zemin numunesinin deney başlangıcındaki kalınlığı (H0)Zemin numunesinin dane birim ağırlığı (Ys)Değişik gerilme kademelerinde ve zaman aralıklarındaki zemine ait kalınlıklar (Hi)Zemin örneğinin deney sonundaki kalınlığı (Hf)Zemin danelerinin ağırlılı (Ws)Zeminin deney sonundaki su muhtevası (wf)

Konsolidasyon Deneyi Aleti

Documents

ZEMİN MEKANİĞİ LABARATUVAR DENEYLERİ