Zemin Sınıflandırılması Nedir? Neden Sınıflandırırız ?

Zemin Sınıflandırılması Nedir?

Bir zemin sınıflandırıldığı zaman, mühendislik açısından zemin ile ilgili aşağıdaki konular hakkında bilgi edinilmiş olunur:

• Permabilite
• Sıkışabilirlik
• Kayma Dayanımı
• Hacim Değiştirme Potansıyeli
• Yeraltı Suyu Problemleri
• Zemin İşlenebilirliği

Zeminler dane büyüklüklerine göre 4 farklı gruba ayrılır. Bu grupların kullanıldığı yere veya duruma göre farklı “Sınıflandırma Sistemleri” bulunur. Bunlar;

• BS : İngiliz Sınıfı
• AASHTO: ABD Kara Yolları
• ASTM: ABD Standartları Enstitüsü
• USCS: Birleştirilmiş Zemin Sınıflama Sistemi

Sınıflandırma sistemlerine göre malzemelerin dane çapı değerleri aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Zemin sınıflandırmasında malzemelerin sembolleri kullanılır. Zeminde daha fazla miktarda bulunan malzemenin sembolü başa yazılır.

• Çakıl; G (Gravel)
• Kum; S (Sand)
• Kil; C (Clay)
• Silt; M (Silt)
• Organik Zemin; O
• Turba Zemin; Pt (Peat)

İri malzemelerin sınıflandırılmasında Cu ve Cc değerleri kullanılır. Cu: Üniformluk katsayısı, Cc: Eğrilik katsayısıdır. Bu değerler ile malzemenin iyi derecelenmiş W (Well) veya kötü derecelenmiş P (Poor) olduğu elde edilir.

İnce daneli malzemelerin sınıflandırılmasında ise kıvam limitleri kullanılır. LL ve PL değerlerine bakılarak ince daneli zeminler sınıflandırılır. L: Düşük plastisiteli, H: Yüksek Plastisiteli anlamına gelir.

İri Daneli Malzemelerin Sınıflandırılması

Zemin içerisindeki iri dane oranı elek analizi ile bulunur. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda dane dağılım eğrisi çizilir. Hangi danenin oranı daha yüksek ise o danenin sembolü kullanılır.

Cu=(D60/D10)

Cc=((D30)^2)/(D10*D60))

D10= Zeminin %10’unun geçtiği dane çapıdır. D30=Zeminin %30’unun geçtiği dane çapıdır. D60=Zeminin %60’ının geçtiği dane çapıdır. (Bu değerler çizilen dane dağılım eğrisi üzerinden okunur.)

Çakıl için iyi derecelenmiş olma (W) şartı; Cu≥4 ve Cc=1-3

Kum için iyi derecelenmiş olma (w) şartı; Cu≥6 ve Cc=1-3

Eğer yukarıdaki şartlar sağlanmıyorsa zemin kötü derecelenmiş (P) olarak belirlenir.

İnce Daneli Zeminlerde Kıvam Sınıflandırması

İnce daneli zeminlerin mühendislik davranışları yüksek oranda içerdikleri su muhtevasına bağlı olarak değişir. Zeminlerin kıvamlarında su muhtevası sebebiyle meydana gelen değişimler sınır su muhtevası değerleri ile tanımlanır. Bu sınır değerleri 3 tanedir:

• LL: Likit Limit
• PL: Plastik Limit
• SL: Büzülme (Rötre) Limiti

Bu sınır muhtevalarının arasında 4 farklı durum bulunur.

Kıvam Limitlerinin Belirlenmesi

– Likit Limitin (LL) Bulunması

• Numune 40 nolu elekten elenir altına geçen malzemeden bir miktar alınır.
• Alınan numuneye bir miktar su eklenerek macun kıvamına getirilir.
• Hazırlanan numune “Casagrande” cihazına “-1 cm kalınlığında olacak şekilde koyulur.
• Özel yarma bıçağı ile yarık açılır.
• Cihaz çalıştırılır ve yarık kapanıncaya kadar toplam darbe sayısı kaydedilir.
• Elde edilen darbe sayısına göre su muhtevası belirlenir.
• Deney su muhtevasını arttırarak en az 3 kez tekrarlanır.
• Vuruş sayılarına karşılık gelen su muhtevası değerleri ile grafik çizilir.

– Plastik Limitin (PL) Bulunması

• Likit limit deneyinde kullanılan numuneden bir miktar alınır
• Numune el ile yoğurularak 3mm çapında bir silindir oluşturulmaya çalışılır.
• 3mm çapındaki silindirde çatlak oluşumu gözlenene kadar devam edilir.
• Çatlak gözlendiğinde numunenin su muhtevası değeri tespit edilir. Elde edilen su muhtevası değeri zeminin Plastik Limitidir.

– Hidrometre Yöntemi

Yöntemin temel amacı Stokes yasası yardımıyla dane çaplarını bulmaktır. Bu yasaya göre süspansiyon içindeki küresel katı cisimlerin çökelme hızları ile çapları arasında bağlantı vardır. Bu bağlantı yardımıyla çaplar hesaplanabilir.

Zeminler sınıflandırılırken aşağıdaki çizelgeler kullanılır. Eğer Zemin Sınıflandırma Konusunda Kendinizi Test Etmek İsterseniz Sizleri İçin Hazırladığımız “Zemin Sınıflandırma Testine” Buraya Tıklayarak Ulaşabilirsiniz!

USCS Sınıflandırma Tablosu:

Plastisite Kartı:

Bu içeriği hazırlarken yararlandığım kaynaklar:

• https://theconstructor.org/
• ESOGÜ İnşaat Mühendisliği Zemin Mekaniği – 1 Ders Notları
• Prof.Dr.Kutay Özaydın (Kitap)
• Vahit Kumsabar – Fazıl Kip (Kitap)