Elek Analizi | 1

Elek Analizi

Zeminler dane, su ve hava olmak üzere üç farklı malzemeden oluşmaktadır. Zemini oluşturan bu malzemeler fiziksel ve kimyasal olarak birbirinden farklı özelliklerdedir. Bu durum zeminin mühendislik özelliklerinin tam olarak belirlenmesini zorlaştırmakta ve belirsizlikleri de beraberinde getirmektedir.

Zemin özelliklerini tanımlamak ve bu belirsizlikleri azaltabilmek adına zemin endeks özellikleri tanımlanmıştır. Zemin endeks özellikleri; birim hacim ağırlık, su muhtevası, dane özgül yoğunluğu, porozite ve boşluk oranı değerlerinin tanımlanması içermektedir (Şekil 1). Tanımlanan bu parametre değerlerine dair detaylı açıklamalara ulaşmak için zemin endeks özellikleri yazımı okuyabilirsiniz.

zemin endeks özellikleri faz diyagramı
Şekil 1. Zemin endeks özellikleri faz diyagramı

Zemin davranışı üzerinde, zeminlerin üç farklı malzemeden oluşmasının yanı sıra, zemini oluşturan danelerin birbirinden farklı boyut ve kimyasal özelliklere sahip olmaları da önemli bir yere sahiptir. Zeminler dane yapısı olarak iri ve ince daneli olarak sınıflandırılmaktadır. Zeminlerin sınıflandırılmasında ilk olarak yapılması gereken deney elek analizidir.

Elek analizi; belirli bir miktar zemin numunesinin farklı açıklıklardaki eleklerden elenmesi sonucu her bir elekten geçen numune yüzdelerinin bulunması prensibi ile yapılmaktadır. Elek analizinde kullanılan eleklere ait deney yapımında çekilen örnek bir görsel Şekil 2 de gösterilmiştir.

elek analizi
Şekil 2. Elek analizinde kullanılan elek takımları

Zemin dane özelliklerini belirlemek için yapılan elek analizi deneyi sonucunda, zemin dane boyutlarını belirlemenin yanında, zemin uniformluluk katsayısı (cu), zemin derecelenme katsayısı (cc) değerleri de elde edilmektedir. Bu değerlerin bilinmesi zemin mukavemeti, sıkışabilirlik özelliği, su geçirgenliği, sıkışma potansiyeli gibi mühendislik özelliklerinin önceden belirlenmesinde önemli bir yere sahiptir.

Elek Analizi Deneyi

Araç ve Gereçler:

  • Zemin numunesi içerisindeki suyun tamamen kurutulması için ETÜV
  • Zemin numunesi ağırlıklarını belirlemek için TERAZİ
  • Eleme işlemlerinin yapıldığı ELEK TAKIMI (Elek takımları için ASTM ve DIN yönetmeliklerinde önerilen elek açıklıkları tablosu Şekil 3 de gösterilmiştir)
  • Gerekli hesaplamaları yapmak için HESAP MAKİNASI
Elek analizinde kullanılan elek takımı açıklıkları
Şekil 3. Elek analizinde kullanılan elek takımı açıklıkları

Deneyin Yapılışı:

  • İlk olarak zemin malzemesi etüvde kurutulur.
  • Ağırlığı not edilen her bir elek, tava (deliksiz elek) en altta olacak şekilde artan elek açıklığına göre dizilir.
  • Kurutulan etüv malzemesinden 500 g numune alınır ve en üstteki büyük açıklıklı eleğe yerleştirilir.
  • Elek sallayıcısı var ise bu cihaz ile yaklaşık 10-15 dakika elek takımı sallanır (Şekil 4). Elek sallayıcısı yok ise un eleme mantığı ile tüm elek sistemi sağlı sollu hareket ettirilir.
  • Eleme işlemi sonrasında her bir elek üzerinde kalan numune tartılır ve tartılan değerler not edilir.
  • Her bir elek üzerinde kalan numune miktarları belirlendikten sonra bu eleklerden geçen numune miktarı belirlenir. Eleklerden geçen numuneler yüzdesel olarak hesaplanır.
  • Hesaplamalar sonucunda belirlenen yüzdeler Şekil 5 de logaritmik eksende verilen elek çapı | geçen numune yüzdesi grafiğinde işaretlenir.
  • İşaretlenen noktalardan geçen bir eğri elde edilir ve elde edilen bu eğri dane çapı dağılım eğrisi olarak tanımlanır.
Şekil 5. Elek analizi dane çapı eğrisi

Dane çapı dağılım eğrisi ile elek takımında olmayan bir çap değerinden geçen dane yüzdesini bulmak mümkündür. Dane çapı eğrilerinin biçimi tanımlamak için uniformluluk katsayısı ve derecelenme katsayısı kavramları kullanılmaktadır. Bu kavramlar zeminin iyi veya kötü derecelenmesi hakkında bilgi vermektedir.

Uniformluluk katsayısı (cu) ve derecelenme katsayısı (cc) Şekil 6 da verilen eşitlikler yardımı ile hesaplanmaktadır.

Şekil 6. Derecelenme ve uniformluluk katsayısı

Şekil 6 da verilen D10 numunenin %10 unun geçtiği elek çapını, D30 numunenin %30 unun geçtiği elek çapını, D60 numunenin %60 ının geçtiği elek çapını ifade etmektedir (Şekil 7). D10 efektif çap olarak bilinmektedir.

Şekil 7. Derecelenme ve uniformluluk katsayısı değerlerinin bulunması

İyi derecelenmiş zeminlerin derecelenme katsayısı 1 ile 3 arasında değişmektedir. Uniformluluk katsayısı ise çakıllı zeminlerde 4 den büyük, kumlu zeminlerde ise 6 dan büyük olmaktadır.

Elek analizi iri daneli zeminleri sınıflandırmak için kullanılan bir yöntem olmasının yanında, iri- ince daneli zeminleri de birbirinden ayırır. 200 numaralı elekten geçerek tava üzerinde kalan malzeme ince daneli zeminleri (silt ve kil) oluşturmaktadır. İnce daneli zeminlerde silt ve kil yüzdesini belirlemek için hidrometre deneyi yapılmaktadır. Hidrometre deneyi ve yapım aşamalarını bir sonraki yazımda detaylı olarak ele alacağım. Hidrometre deneyi yazımı okumak için linke tıklayın.

Elek analizine dair yapım yöntemine ve elek analizi deney verileri ile elde edilen mühendislik özellikleri yazımı okuduğunuz için teşekkür ederim.

Sevgiyle kalın 🙂

Kaynaklar:

  • Özaydın, K., (2016). “Zemin mekaniği”, Birsen yayınevi, Genişletilmiş baskı, İstanbul.
  • Uzuner, B. A., (2007). “Temel zemin mekaniği”, 7. baskı, Derya kitabevi, Trabzon.
  • Bozbey, İ., (2016). ” Zemin sınıflandırması ve zemin özellikleri, laboratuvar deneyleri”, İnşaat Mühendisleri Odası, İstanbul. (LİNK)

No Comments

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir