zemin mekaniği–kısa bir giriş - ozgurertugrul.gen.trozgurertugrul.gen.tr/101/zemin mekanigi...

Copyright© Markus Tuller and Dani Or2002-2004

CE/ENVE 320 – Vadose Zone Hydrology/Soil Physics

Spring 2004Copyright © Markus Tuller and Dani Or 2002-2004

Zemin Mekaniği– Kısa bir giriş


Neden zemin mekaniği?

Pekçok malzemeden farklı olarak zeminlerin yük altındaki davranışları oldukça komplikedir.

Diğer katı malzemeler (metaller, kayalar) kuvvet altında

nasıl deferme oluyorsa zeminlerde de aynı durum

sözkonusudur.

Kuvvet



Yapı Temelleri…

…ya da tarım uygulamaları



Zemin davranışını anlamak neden önemlidir:

• şevler ve istinat duvarlarını tasarlayabilmek için

• yumuşak toprağın ya da kayaların içerisinde tünel inşa edebilmek için

• Toprak kaymaları ve heyelanşları önleyebilmek için

• Zemin oturmalarını tahmin edebilmek ve önleyebilmek için

• Zemin kaynaklarını doğru bir biçimde kullanabilmek için

• …


Birim Yük Ve Deformasyon

Katı bir malzemenin F kuvveti ya da kuvvetler kombinasyonuna reaksiyonu deformasyon olarak ortaya çıkar. Uygulanan kuvvetin birim alandaki büyüklüğü birim yük olarak adlandırılır.

normal yük

s = Fn / A

Kayma yükü

t = Fs / A

normal

deformasyon

e = dz / zo

kayma

deformasyonu

g = dh / zo


Toplam ve etkili yük

Zeminlere yük uygulandığı zaman, tanecikler ve aralarındaki su ile

taşınmaktadır. Tanecikler arasında hapsolan su yüklenince basıncı artar

ve dışarı çıkmaya çalışır.

Zeminin geçirgenliği taneciklerin boyutuna bağlıdır.

Zeminin dayanımı, zemin tanecikleri arasındaki bağlantıların sağlamlığına

bağlıdır. Buna etkili yük kavramı diyoruz.

Toplam yük

Etkili yük


Homojen Zeminde Yükler

Homojen bir zeminde, düşey yük

Aşağıdaki formille hesaplanır:

rb : zeminin birim ağırlığı ve g :yerçekimi katsayısı Tipik rb değerleri

1000 – 1800 kg m-3.

v bg zs r

Bir zemin taneciğine etkiyen toplam yük, üzerindeki zeminin, suyun ve yapı

ağırlığının toplam etkisine eşittir.

Zemin Yüzeyi


Homojen Zeminde Yükler

Homojen bir zeminde yatay yük

teorik olarak aşağıdaki formülle

hesaplanır:

Bir zemin taneciği üzerindeki toplam düşey yükteki bir değişim, zemin

taneciğine etki eden yatay yükleri de etkiler. Yatay ve düşey yükler

arasında oldukça karmaşık ilişkiler mevcuttur.

vh s

s

1

sv :düşey yük ve : Poisson oranı. Poisson oranı için tipik değerler: 0.25

and 0.4.

Zemin Yüzeyi


Geniş Yüzeysel Yüklerin Etkisi Altındaki

Zeminler

Toplam Düşey Yükv bg z qs r

Yüzeysel Yük


Dar Yüzeysel Yüklerin Etkisi Altındaki

ZeminlerDar yükler altındaki zeminlerde (küçük yapı

temelleri, kamyonların lastiklerinin altında ezilen

zeminler), zemin taneciklerine etkiyen düşey

yükler, yükten uzaklaştıkça azalır.

Bu durumlarda özel teorik bağıntılar kullanılır.

Böyle bir bağıntıyı siz de keşfedebilirsiniz.

232

, 11 zRqqvsq

R

z

sv,q


Dar Yüzeysel Yüklerin Etkisi Altındaki

Zeminler

Dar alanda etkiyen yüklerin olması durumunda zemin taneciğine etkiyen

düşey yükler :

3 2

21 1v bg z q R zs r

R, temas alanının yarıçapı


Tek eksenli yük ve deformasyon– Hook

Yasası

Young Modülü ve Poisson Oranı ölçebilmek için

Da vinci yüzyıllar önce bu aleti geliştirmiş.

Poisson Oranı

sa

Çelik Çubuk

aa ddE es

ra dd ee

Young Modülü

Leonardo da Vinci’s (1452-

1519) uniaxial tension test

Eksenel Deformasyon

Ekse

ne

l

Yü

k


Zemin Mekaniği– Kısa bir giriş

zemin mekaniği–kısa bir giriş - ozgurertugrul.gen.trozgurertugrul.gen.tr/101/zemin mekanigi...

Documents