Arazi Deneyi | 2

Arazi deneyi

Arazi deneyleri yazımın devamı olan bu yazımda konik penetrasyon (CPT), presiyometre, dilatometre ve plaka yükleme deneylerini ele alacağım.

Konik Penetrasyon Deneyi (CPT)

Konik penetrasyon deneyi (CPT), konik uca sahip bir metalin, hidrolik güç etkisi altında sabit bir hızla zemin içerisinde ilerletilmesi esasına dayanmaktadır. Bu ilerlemede kullanılan konik uç; 35.6 mm dış çapında, 60 derece eğim açısına ve 10 cm2 kesit alanına sahiptir (Şekil1). İlerlemenin gerçekleştirilmesi için uygulanan hidrolik güç 20 tona kadar ulaşmakta ve ilerleme hızı sabit 2 cm/sn olmalıdır.

Arazi deneyi | Konik Penetrasyon (CPT)
Şekil 1. Konik penetrasyon deney aleti

Zeminlerin mühendislik özelliklerini belirlemede kullanılan arazi deneyi CPT (Şekil 2), kil, silt ve kum zeminlerde uygulanabilmektedir. Koni ucunun hasar görmesi sebebiyle çakıl ve kayaç içeren zeminlerde tercih edilmezler.

Arazi deneyi | Konik penetrasyon deneyi uygulaması
Şekil 2. Konik penetrasyon deneyi uygulaması

CPT deneyi ile birlikte koni uç direnci, sürtünme direnci ve yerleştirilen piezometreler yardımı ile boşluk suyu basıncı değeri elde edilmektedir (Şekil 3). Arazi deneyi CPT sonrasında elde edilen bu değerler ile zemin profili ve yer altı su seviyesi belirlenmektedir.

Arazi deneyi | Konik penetrasyon deneyi logu
Şekil 3. Konik penetrasyon deneyi sonuç logu

CPT deney verileri, zemin profilini belirlemenin yanında, sıvılaşma potansiyeli, birim hacim ağırlık, temel taşıma gücü, oturma miktarı, drenajsız kayma mukavemeti gibi diğer mühendislik değerlerinin de belirlenmesinde kullanılmaktadır.

Konik penetrasyon (CPT); kolay yapılması ve hızlı değerlendirilebilir veriler vermesi avantajlarına sahip iken, çok sıkı kum zeminlerde, çakıllı zeminlerde uygulanamaması ve numune alınamaması yönlerinden dezavantaja sahip bir arazi deneyidir.

Konik penetrasyon deneyi (CPT) neticesinde elde edilen uç direnci (qc) ve sürtünme direnci (fs) verileri kullanılarak zemin türü, birim hacim ağırlık, SPT N değeri, drenajsız kayma mukavemeti, drenajsız deformasyon modülü değerlerinin elde edilmektedir. Bu verilerin elde edilmesi için birçok farklı araştırmacı eşitlikler önermiştir. Gerekli eşitlikler, tablolar ve grafikler için Prof. Dr. Ahmet Orhan EROL ve Dr. Zeynep ÇEKİNMEZ in yazmış olduğu “Geoteknik Mühendisliğinde Saha Deneyleri” kitabı sayfa 90-109 arasını inceleyebilirsiniz.

Presiyometre Deneyi

Presiyometre deneyi, silindirik bir probun önceden delinmiş bir kuyu içerisine indirilmesi ve kuyu içerisindeki probun şişirilmesi ile yapılan bir arazi deneyidir (Şekil 4). Kuyu içerisindeki prob şişirilip, kuyu çevresine baskı yapar ve prob içerisinde zamanla basınç ve hacim değişikliği gözlenir. Ölçüm ünitesine bağlanarak kuyuya indirilen prob, uygulanan basınç ve kuyu çeperlerindeki deformasyonu eş zamanlı olarak kayıt altına alır. Bu arazi deneyi sonucunda gerilme/deformasyon eğrisi elde edilir.

Arazi deneyi | Presiyometre deneyi
Şekil 4. Presiyometre deneyi

Yumuşak zeminlerden, kaya ortamına kadar çok geniş bir alanda uygulanan bu arazi deneyi 3 farklı türde yapılmaktadır. Bunlar;

  • Menard tipi presiymetre
  • Kendinden delgili presiyometre
  • Zemine itilen presiyometredir.

Bu presiyometre türlerinden en yaygını Menard tipi presiyometredir (Şekil 5).

Arazi deneyi | Menard tipi presiyometre deneyi
Şekil 5. Menard tipi presiyometre deneyi

Presiyometre deneyi sonrasında elde edilen veriler kullanılarak zemin türü, zemin taşıma gücü, kazık taşıma gücü, deformasyon modülü, drenajsız kayma mukavemeti, sükûnetteki yanal toprak basıncı katsayısı değerlerine ulaşılabilmektedir.

Kanatlı Kesme (Veyn) Deneyi

Suya doygun killerin drenajsız kayma mukavemeti değerini belirlemek için geliştirilen bu arazi deneyi, bir tije takılmış eşit büyüklükte dört adet dikdörtgen bıçaklı kanatın sabit bir hızla dönerek zemin içerisinde ilerletilmesi ile gerçekleştirilir (Şekil 6-Şekil 7). Kanatlı kesici zeminde istenilen derinliğe kadar itilir ve bu derinlikte uygulana tork kuvveti yenilme gerçekleşene kadar arttırılır. Yenilme anına kadar 15 sn aralıklarla tork değeri kayıt edilir ve limit denge teorisi kullanılarak zeminin drenajsız kayma mukavemeti (cu) belirlenir.

Arazi deneyi | Kanatlı kesme (Veyn) deneyi
Şekil 6. Kanatlı kesme (Veyn) deneyi

Veyn deneyi suya doygun killer için ortaya çıkan bir deney olmasına rağmen zamanla siltli zemin, organik zemin ve atık çamurlarında da yapılmıştır.

Şekil 7. Kanatlı kesme (Veyn) deneyi ekipmanları

Dilatometre Deneyi

Dilatometre deneyi, yassı çelik bir bıçağın zemine itilmesi ve levhanın bir yüzünde yer alan çelik membranın gaz yardımı ile şişirilmesi esasına dayanan bir arazi deneyidir (Şekil 8). Dilatometre arazi deneyinde kullanılan yassı bıçak 24 cm uzunluğunda, 9.5 cm genişliğinde ve ucu 1.4 cm kalınlığındadır.

Şekil 8. Dilatometre deneyi ekipmanları

Dilatometre arazi deneyinde ilk olarak yassı bıçak zemine 2 cm/sn hızla itilir. İstenilen derinlikte membranın şişmesi ile zemin içine doğru 0.05 mm yatay yer değiştirmenin olduğu basınç A basıncı olarak kayıt edilir. Yer değiştirme 0.05 mm değerine ulaştığında sensörden gelen sinyal durur. A basıncı değeri okunduktan sonra yer değiştirmenin yaklaşık 1.1 mm olması durumundaki basınç kayır edilir ve bu basınç B basıncıdır. Deneyin son aşaması olarak uygulana basınç boşaltılır ve sinyal durduğundaki basınç okunur. Okunan bu son basınç C basıncıdır ve killi zeminlerde boşluk suyu basıncına eşittir.

Plaka Yükleme Deneyi

Plaka yükleme deneyi rijit bir plakaya uygulanan yük ile plakanın yapacağı oturmaya ve göçmeye dayanan bir arazi deneyidir (Şekil 9). Plakaya uygulanan yük kademeli olarak arttırılmaktadır. Yükün zemine aktarıldığı plakalar 2.5 cm kalınlığında ve 30-100 cm çap aralığında değişen dairesel şekle sahiptir.

Arazi deneyi | Plaka yükleme deneyi
Şekil 9. Plaka yükleme deneyi

Plakaya uygulanan her bir yük sonrasında palkanın yapmış olduğu oturma miktarı kayıt edilir. Yük artışı, zeminde göçme olana kadar veya istenilen maksimum yer değiştirmeye ulaşılana kadar devam ettirilir. Elde edilen yük ve oturma değerleri ile gerilme/oturma eğrisi elde edilir. Bu eğri sonucunda zemin taşıma gücü elde edilir.

Arazi deneylerini içeren yazımın sonuna gelmiş bulunmaktayız. Okuduğunuz için teşekkür ederim. Diğer yazılarımda görüşmek üzere..

Sevgiyle kalın 🙂

No Comments

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir