İri ve İnce Daneli Zeminler | Makale 5

İri ve İnce Daneli Zeminler

Zemin sınıflandırma sistemleri yazımda da değindiğim gibi zeminler birden çok farklı şekilde değerlendirilmektedir. Bu değerlendirmelerden en yaygın olarak bilineni iri ve ince daneli zemin sınıflandırılmasıdır. Zeminleri oluşturan katı daneler birbirinden farklı boyutlarda ve farklı kimyasal özelliklerde olabilmektedir. Bu durumda danelerin boyutu ve oranı, zeminlerin oturma, şişme, kompakte olma (sıkışma) ve dayanım gibi birçok fiziksel davranışını etkilemektedir.

Zeminleri dane boyutuna göre sınıflandırdığımızda; çakıl, kum, silt ve kil olmak üzere dört farklı zemin sınıfından bahsedebiliriz. Bu zemin türlerinde iri ve ince daneli zemin boyutları için farklı standartlar var olmasına karşın en yaygın olarak kullanılan ayrım Şekil 1’de gösterilmiştir. Diğer standartlar için zemin endeks özellikleri yazımda paylaştığım görseli inceleyebilirsiniz.

Şekil 1. İri ve ince daneli zeminler

Zemin sınıflandırılmasında iri daneli zeminler sıkılık ile değerlendirilirken ince daneli zeminler kıvam ile değerlendirilir.

Şekil 1’de verilen kum ve çakıl iri daneli zeminleri oluştururken, kil ve silt ince daneli zeminleri oluşturmaktadır. Zemin sınıflandırma sistemi yazımda, zeminlerin içinde hem iri hem de ince daneli malzeme olabileceğine değinmiştik. Peki bu durumda bu malzeme oranlarını nasıl belirleyeceğiz? Malzeme oranını tüm zemin için belirlemek mümkün değil. Fakat zeminden alınan numuneler üzerinde elek analizi yapılarak zemin dane boyutu belirlenebilmektedir.

Elek Analizi

Zeminden alınan numuneler üzerinde yapılan elek analizinin en temel amacı iri ve ince daneli zemin ayrımını yapmaktır. Bunun yanında zemin iri daneli zeminlerin dane çapı dağılımını belirlemek içinde elek analizi yapılmaktadır. Elek analizinde yıkanmış ve etüvde kurutulmuş zemin numunesi belirli çaplardaki eleklerden elenir. Bu eleme işleminde kullanılan standart elek çapları Şekil 2’de gösterilmiştir.

Şekil 2. Elek analizi

Eleme işlemi en büyük açıklıklı elek çapından başlanarak en küçük açıklıklı elek çapına kadar devam ettirilir. Diğer yazılarımda bahsettiğim ve Şekil 2’de görüldüğü üzere en küçük açıklıklı elek 0.075 mm (200 No’lu elek) çapındadır. Bu elek iri ve ince daneli zeminleri ayrım noktasıdır. Eleme işlemi sonrasında 200 No’lu elekten geçen zeminler tava adı verilen boşluk içermeyen bir toplama kabına aktarılır. Tava üzerinde olan bu malzemeler kullanılarak hidromere (çökeltme) deneyi yapılarak silt ve kil yüzdeleri belirlenir.

İri daneli zeminlerde dane çapı dağılımını belirlemek için ilk olarak her bir elekten geçen malzeme yüzdeleri belirlenir. Elekten geçen malzeme yüzdeleri logaritmik x ekseninde belirtilen dane çaplarına karşılık işaretlenir. İşaretlenen noktalardan geçecek yumuşak bir eğri geçirilir. Örnek bir dane çapı dağılım eğrisi Şekil 3’de gösterilmiştir.

iri ve ince daneli zemin
Şekil 3. İri ve ince daneli zemin, dane çapı dağılım eğrisi

Bu eğri üzerinde herhangi bir noktanın koordinatı, ağırlık olarak zemin içindeki danelerin ne kadarının belirli bir çaptan düşük olduğunu gösterir. Bu eğrinin elde edilmesi zemin sınıflandırma sistemlerinde bahsettiğimiz uniformluluk katsayısı ve derecelenme katsayısının da belirlenmesi için gereklidir. Uniformluluk katsayısı Cu değerinin 4’den büyük olması iyi derecelenmiş zemini, 4’den küçük olması uniform zemini ifade etmektedir. Derecelenme katsayısının 1’den küçük olması ve 3’den büyük olması kötü derecelenmiş zemini, 1 ile 3 arasında olması iyi derecelenmiş zemini ifade etmektedir.

Dane çapı dağılımı eğrisi aynı zamanda zeminin mühendislik özellikleri hakkında önemli ipuçları elde edilmektedir. Şekil 4’de verilen üç eğriye baktığımızda A eğrisinin bütün dane çapına sahip olduğu iyi derecelenmiş bir zemin olduğu, B eğrisinin sadece belirli bir çaptaki dane çapına sahip uniform bir zemin olduğunu, C eğrisinin ise belirli dane çapını içermediği kötü derecelenmiş bir zemin olduğunu çıkartabiliriz.

Şekil 4. Farklı dane çapı dağılım eğrileri

Çökeltme (Hidrometre) Analizi

İnce daneli zeminlerde kil ve silt yüzdesini belirlemek için yapılan deneydir. Bu deneyde 50 gr ince daneli zemin kullanılarak 1000 ml’lik bir çözelti hazırlanır. Hazırlanan bu çözeltide katı danelerin çökelme süreleri takip edilerek, dane çapına göre geçen yüzde miktarları Şekil 5’de gösterilen eşitlikler ile hesaplanır.

Şekil 5. Hidrometre eşitlikleri

Eşitliklerde;
R: Hidrometre okuma değerini
t: Bekleme süresini
N: Deney sıcaklığındaki suyun viskozite değerini
Gs: Zemin özgül ağırlığını
Gw: Su özgülağırlığını
L: Efektif deriniği
a: Zemin özgül ağırlığının 2.65 sabit değerine bölünmesi ile elde edilen değeri ifade etmektedir.

Hidrometre çözeltisi hazırlanırken danelerin birbirine yapışmaması için kimyasal katkı (sodyum hexametafosfat) eklenir. Çözeltinin hazırlanması ile birlikte çözeltiye 152H tipi hidrometre yavaşça bırakılarak, 15-30-60-120 sn okumaları kayıt edilir. Devamında 5-10-15-30-60-120-240 dakikalık okumalarda kayıt edilir. En son 24 saatlik okuma alınarak deney sonlandırılır. Deneyin yapılışına ek bilgi elde etmek için https://insapedia.com/hidrometre-analizi-nedir-hidrometre-deneyi-nasil-yapilir/ linkine tıklayabilirsiniz.

Yazımı merak ve sabırla okuduğunuz için teşekkür ederim, faydalı olması dileklerimle..

Sevgiyle kalın 🙂

No Comments

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir