Casagrande Deneyi | 4

Casagrande Deneyi

İnce daneli zeminler içerdikleri su miktarına bağlı olarak belirlenen su muhtevası değerlerine göre katı, yarı katı, plastik ve likit kıvamda olabilmektedir. Atterberg tarafından öne sürülen bu kıvamlar ince daneli zeminlerin dayanım, gerilme ve şekil değiştirme davranışlarını önemli ölçüde etkilemektedir.

Malzemenin katı halden yarı katı hale geçtiği su muhtevası değeri büzülme limiti, yarı katı halden plastik kıvama geçtiği su muhtevası değeri plastik limit, plastik kıvamdan likit (akışkan) kıvama geçtiği su muhtevası değerine likit limit denilmektedir. Kıvam limitlerine dair daha detaylı bilgi edinmek ve hacimsel değişim grafiklerini incelemek için kıvam limiti yazımı okuyabilirsiniz.

Bu yazı içeriğimde ince daneli zeminlerin mühendislik davranışını belirleyen kıvam limiti değerlerinin deneysel olarak hangi metodlar ile bulunduğuna ve casagrande deneyine değineceğim.

Likit Limit Tayini (Casagrande Deneyi)

İnce daneli zeminlerin bir sıvı gibi davranmaya başladığı en düşük su muhtevası değeri likit limit olarak tanımlanmaktadır. Likit limit deneysel olarak casagrande ve koni batma deneyleri ile bulunmaktadır. Casagrande deneyi, Casagrande tarafından 1930 lu yıllarda geliştirilmiş olup, 1940’lı yıllarda yine aynı araştırmacı tarafından standartlara uydurulmuş ve 1964 yılında Amerikan standartlarına dahil edilmiştir. Amerikan Standartlarında ASTM D 4318-00 numarası ile günümüzde de hala geçerliliğini korumaktadır (Özer, 2008).

Zemin sınıflandırılması yazı içeriğimde belirttiğim ve yine Casagrande tarafından geliştirilen plastisite abağının da likit limit ve plastisite indisi değerlerine bağlı olarak hazırlanması, Casagrande deneyinin güncelliğini korumasını sağlayan diğer bir etkendir.

Deneyde Kullanılan Araç ve Gereçler: Casagrande aleti, standart oyuk açma bıçağı, spatula, havan, damıtık su dolu plastik şişe, hassas terazi, etüv, 40 numaralı (elek açıklığı 0,425 mm)

Casagrande deneyine ait kullanılan araç ve gereçlerin bazıları Şekil 1 de, casagrande deney aleti ait detaylar Şekil 2 de gösterilmiştir.

casagrande deneyi
Şekil 1. Casgrande deneyinde kullanılan ekipmanlar
Şekil 2. Casagrande deney aletine ait detaylar

Deneyin Yapılışı:

1. Deneyin yapılabilmesi için ilk olarak 40 nolu elekten geçen 150 gr malzemeye ihtiyaç vardır (Şekil 3). Numune örneği doğal olarak hazırlanabildiği gibi etüvde kurutulmuş kuru numune olarak da hazırlanabilir. (Not: Numune hazırlama yöntemlerinin likit limit değerini çok etkilemediği yapılan deneyler sonucunda ortaya koyulmuştur. Yapılan örnek bir çalışmayı incelemek için linke tıklayabilirsiniz)

Şekil 3. Adım 1 Numune tartılması

2. İkinci adım olarak hazırlanan 150 gr numune havan içerisine alınır ve üzerine bir miktar damıtık su eklenir. Su eklenmesi ile havan içerisindeki numune spatula yardımı ile iyice karıştırılır (Şekil 4).

Şekil 4. Adım 2 Numune hazırlanması

3. Karıştırılan numune temiz casagrande tasına yerleştirilir (Şekil 5). Yerleştirilme esnasında hava kabarcıkları kalmamasına özen gösterilmelidir.

Şekil 5. Adım 3 Numunenin yerleştirilmesi

4. Yerleştirilen numunenin kalınlığın yaklaşık olarak 8-10 mm olmalı ve numune yüzeyi düzeltilmelidir (Şekil 6).

Şekil 6. Adım 4 Numunene yüzeyinin düzeltilmesi

5. Tas içinde düzeltilen numuneye tam ortasında oyuk açma bıçağı ile tabanı 2 mm olan bir oyuk açılır. Açılan oyuk tek seferde ve hızlı açılarak yan yüzeylerde çökme önlenmelidir (Şekil 7).

Şekil 7. Adım 5 Numuneye oyuk açılması

6. Numunede belirtilen şartlarda oyuk açıldıktan sonra casagrande deney aletinin kolu saniyede 2 düşüş yapacak şekilde çevrilmelidir. Çevirme işlemi açılan oyuğun kapanması esnasında durdurulmalı (Şekil 8) ve vuruş sayısı not edilmelidir.

Şekil 8. Açılan oyuğun kapanması

7. Numunenin kapanan kısmından spatula yardımı ile örnek alınmalı (Şekil 9) ve alınan örneğin yaş ağırlığı kayıt edilmelidir. Yaş ağırlığı kayıt edilen numune etüve atılarak 24 saat kurutulmalı ve kuru ağırlığı da not edilerek bu numuneye ait su muhtevası değeri hesaplanmalıdır.

Şekil 9. Kapana kısımdan örnek alınması

8. Casgrande deneyi ile likit limit değerini belirlemek için 2, 3, 4, 5, 6 ve 7. adımlar tekrar edilerek bu deney minimum 4 defa tekrarlanır. Tekrarlanma sırasında kullanılan numune bir önceki numuneye bir miktar daha su ekleyerek hazırlanmaktadır.

9. Yapılan minimum 4 deney sonucu sonrasında not edilen vuruş sayıları ve hesaplanan su muhtevası değerleri Şekil 10 da örneği verilen abağa işaretlenir. İşaretlenen bu noktalardan geçen bir doğru çizilir ve bu doğru üzerinde 25 vuruşa denk gelen su muhtevası değeri ele aldığımız malzemenin likit limit değerini vermektedir.

Şekil 10. Örnek likit limit abağı

Plastik Limit Deneyi:

Plastik limit deneyi, likit limit deneyi için hazırlanan numuneden bir miktar alınması ile yapılabilmektedir. Alınan numune cam bir yüzey üzerinde avuç içi ile yuvarlatılarak çubuk haline getirilir. Çubuk haline getirilen numune 3 mm çap değerine geldiğinde numune yüzeyinde çatlama veya kopmalar varsa bu numune ıslak ağırlığı kayıt edilir. Islak ağırlığı kayıt edilen numune etüve konularak kuru ağırlığı belirlenir ve su muhtevası değeri hesaplanır. Eğer numune 3 mm kalınlığa ulaştığında numunede çatlaklar oluşmamışsa örnek biraz kurumaya bırakılır ve avuç içi ile tekrar çubuk şekline dönüştürülür. Bu durum 3 mm kalınlıkta çatlak oluşana kadar devam ettirilir. Plastik limit deneyine ait görseller Şekil 11 de gösterilmiştir.

Şekil 10. Plastik limit deney adımları

Likit limit ve plastik limit değerlerinin belirlenmesi plastisite indisinin hesaplanması, zemin sınıflandırma sisteminde zemin sınıfının belirlenmesi, ince daneli zeminlerin mukavemet özellikleri hakkında ön bilgi edinmek, gelen yük altında gösterecekleri şekil değiştirme davranışlarını belirleme açısından önemlidir.

Kıvam limitlerinin deneysel olarak nasıl belirlendiğini genel itibariyle ele aldığım yazımı okuduğunuz için teşekkür ederim.

Sevgiyle Kalın 🙂

Kaynaklar :

  • Özer, M., 2008. “Örnek Hazırlama Yönteminin Likit Limit ve Plastik Limit Değerlerine Etkisi” Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 23, No 3, 689-698.
  • Mesleki Eğitim ve Öğretim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi, İnşaat Teknolojisi, Zemin deneyleri 2, Ankara, 2006.
  • Yıldız Teknik Üniversitesi, Geoteknik Anabilim dalı “Deneysel Zemin Mekaniği” ders notları, 2017
  • Özaydın, K., (2016). “Zemin mekaniği”, Birsen yayınevi, Genişletilmiş baskı, İstanbul

No Comments

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir