Zeminlerin Genel Mekanik Parametreleri

Bu yazımda sizlere zeminlerin genel mekanik parametreleri ve bu parametrelerin ne ifade ettiğini kısaca anlatmak istiyorum. Bu bölüm kapsamında kohezyonlu ve kohezyonsuz zeminleri (kayaç ve türev dışı) hatırlatmak istiyorum.

Kohezyon (c) :

Aynı tip malzemelerin birbirini elektrostatik olarak çekebilme kabiliyetidir. Kohezyon doğrudan spesifik yüzey ile ilgilidir. Bir kil numunesi bir yere dökülmeye çalışıldığında parçalar birbirini tutar yayılır ancak dağılmaz. Kohezyon terimini duyduğumuzda hepimizin aklına kil gelir. Ancak bizim kohezyonsuz olarak kabul ettiğimiz zemin türlerinde de küçük bir miktar kohezyon mevcuttur.

İçsel Sürtünme Açısı [Kayma Dayanım Açısı] (Ф) :

İçsel sürtünme açısı basitçe anlatmak gerekirse, bir huniden akan kumun oluşturduğu tepenin yüzeyle oluşturduğu açıdır. İçsel sürtünme açısının granüler zeminlerde daha büyük olduğu böyle hayal edildiğinde akılda kalıcı olacaktır.

İçsel Sürtünme Açısı Laboratuvar ortamında kesme kutusu ve üç eksenli basınç deneyleri (uu,cu,cd) ile belirlenir. Deney sonuçlarından  elde edilen normal gerilme ve kayma gerilmeleri değerleri grafiğe taşınır.

İçsel sürtünme açısının değerlerinin laboratuvardan güvenilir ve doğru bir şekilde gelmesi önemlidir. Özellikle granüler (çakıl,kum,silt) zeminlerde Taşıma gücü kapasitesi hesabı yapılırken, Taşıma Gücü için en etkili faktör İçsel Sürtünme (Ф) Açısı’dır.  Unutulmamalıdır ki İçsel Sürtünme Açısı bir kabuldür ve kabulün güvenli sınırlar içerisinde olması gerekir. Mühendis sonuçları ancak yorumlayabilir. Zemin davranışına bizim yapmış olduğumuz kabuller etki etmez.

Drenajsız Kayma Mukavemeti:

Drenajsız kayma mukavemeti göçme zarfı meydana gelmeden zeminin karşı koyabileceği en yüksek kayma gerilmesidir. Drenajsız Kayma Mukavemeti deneyleri arazide ve laboratuvar ortamında yapılabilir.

Laboratuvar ortamında

1)Direkt kesme kutusu deneyiyle

2)Serbest Basınç Deneyi

3) Üç Eksenli Basınç Deneyi

Arazide ise kanatlı kesici veyn deneyiyle yapılarak anlaşılabilir.

Diğer Mekanik Parametreler

Zeminlerin mekanik parametreleri sadece dayanım parametreleri ile sınırlı olmayıp diğer sınıflandırıcı ve tanımlayıcı özellikleri de içerir.

Doğal Birim Hacim Ağırlık

Doğal birim hacim ağırlık zeminin bulunduğu ortamdan örselenmeden alınması ile ölçülür. Doğal birim hacim ağırlık zemin su altına batık (saturated) halde ise doygun birim hacim ağırlığa eşit olur.

Doygun Birim Hacim Ağırlık

Zeminlerin yer altı su seviyesinin altındaki doğal birim hacim ağırlığıdır. (Not: Bir zemin katmanın belirli bir noktasında yer altı su seviyesi olması durumunda Y.A.S.S üzerinde kalan bölümünün birim hacim ağırlığı “Doğal”, Y.A.S.S altında kalan bölümünün birim hacim ağırlığına “Doygun” denir.)

Doygun birim hacim ağırlık zemin katmanının suya doygun olduğunu ifade etmez. Y.A.S.S altındaki Birim Hacim Ağırlığı (saturated) olduğunu ifade eder.

Plastisite İndisi (PI)

Plastisite İndisi bir zemin türünün plastik özellik gösterdiği durumdaki su muhtevasıdır. Plastisite İndisi

LL-PL (Likit Limit-Plastik Limit) = PI olarak hesaplanır.

Likit Limit zeminin plastik bir maddeden akıcı bir maddeye dönüştüğü andaki su muhtevasıdır.

Likit Limit casagrande deneyiyle bulunur ve kullanıcının el hassasiyetine bağlıdır.

Plastik limit ise su içeriği yüksek olan zeminin yoğurularak plastik özelliği kaybedip çatlaklar oluşmaya başladığında oluşan su muhtevasıdır.

İnce Dane İndeksi (IDI)

#200 nolu elekten geçen dane miktarıdır.

Doğal Su Muhtevası (w_n)

Zemindeki suyun katı tanelere olan oranını ifade eder.

Hacimsel Sıkışma Katsayısı m_v

Bir zeminin yatay harekete izin vermeyecek şekilde, sıkıştırıldığında numunenin gerilme davranışıdır. Bu değer konsolidasyon oturmalarında kullanılır ve birimi cm²/kg’dır. Hacimsel sıkışma katsayısı büyüdükçe konsolidasyon oturmasının miktarı artar.

Görseller için yararlanılan kaynak.

Veysel Nejat Sarıcı

İnşaat Mühendisi