Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Zemin Mekaniği Uygulama Raporları - Bölüm 1

8,261 views

Published on

İçindekiler
01 Numune Alma Yöntemleri
02 Su İçeriği Deneyi ve Su Muhtevası
03 Zemin Bileşenleri ve Zeminlerde Faz Analizi
04 Kıvam Limitleri
05 Piknometre Deneyi
06 Hidrometre Deneyi
http://jeolojimuhendisleri.net/jeoloji-kutuphanesi/

Published in: Engineering

Zemin Mekaniği Uygulama Raporları - Bölüm 1

  1. 1. T.C. ÇUKUROVA ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK-MĠMARLIK FAKÜLTESĠ JEOLOJĠ MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ JM-411 ZEMĠN MEKANĠĞĠ UYGULAMALARI 01 Numune Alma Yöntemleri 02 Su Ġçeriği Deneyi ve Su Muhtevası , 03 Zemin BileĢenleri ve Zeminlerde Faz Analizi 04 Kıvam Limitleri 05 Piknometre Deneyi 06 Hidrometre Deneyi HAZIRLAYANLAR 2005249048 TOLGA GÖZÜTOK 2006249024 SÜLEYMAN KARAHAN DANIġMAN Prof. Dr. Hasan ÇETĠN ADANA,2009
  2. 2. T.C. ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ JM-411 ZEMİN MEKANİĞİ UYGULAMALARI Numune Alma Yöntemleri HAZIRLAYAN 2005249048 TOLGA GÖZÜTOK 2006249024 SÜLEYMAN KARAHAN DANIŞMAN Prof. Dr. Hasan ÇETİN ADANA 2009
  3. 3. İÇİNDEKİLER Sayfa No 1.GİRİŞ 1 2. MATERYAL ve METOD 3 2.1 Materyal 3 2.2 Metod 4 3. ARAŞTIRMA BULGULARI 5 3.1 Örselenmemiş Blok Numune Alımı 5 3.2 Shelby Tüpüyle Örselenmemiş Numune Alımı 6 4. SONUÇLAR 9 5. KAYNAKLAR 10 I
  4. 4. ŞEKİL LİSTESİ Sayfa No EK 1 2 Şekil 2.1.1: Bal mumu 3 Şekil 2.1.2: Parafin 3 Şekil 2.1.3: Spatula 3 Şekil 2.1.4: Shelby Tüpü 3 Şekil 2.1.5:Zemin bıçağı 3 Şekil 2.1.6:Jeolog Çekici 3 Şekil 3.1.1: Blok numune alınacak yerin etrafının kazılması 5 Şekil 3.1.2: Blok numunenin düzgün bir geometrik hale getirilmesi 5 Şekil 3.1.3: Parafin-Balmumu karışımının hazırlanması 6 Şekil 3.1.4: Parafin-Balmumu karışımının numuneye sürülmesi 6 Şekil 3.1.5: İşaretlenmiş numune 6 Şekil 3.2.1: Örselenmemiş silindirik numune almak için kurulmuş düzenek 7 Şekil 3.2.2: Bulunduğu zeminden ayrılmış olan örselenmemiş numune 8 II
  5. 5. 1 1. GİRİŞ Çukurova Üniversitesi Balcalı Kampüsü’nde Seyhan Baraj Gölü civarındaki çalışma alanında (Şekil 1), zemin mekaniği dersinde, örselenmemiş blok ve silindirik numune alımı yapılmıştır. Bu uygulamada shelby borusu, shelby tüpü, jeolog çekici, zemin bıçağı, spatula, tüp, tencere, fırça, parafin, bal mumu, tülbent malzemeleri kullanılmıştır. Zemin üzerinde inceleme yapılabilmesi için zeminden numune alınması gerekmektedir. Numune; araziyi jeolojik açıdan tanımlayabilmek için arazi zemininin bir bölümünden alınan parçadır. Zeminden numune alımı, örselenmiş numune ve örselenmemiş numune olmak üzere iki şekilde yapılmaktadır. a) Örselenmiş numune: Yerindeki yapı ve özelliklerinden bir veya birkaçını yitiren fakat tane dağılımı, mineral yapısı ve varsa organik maddelerin tümünü yansıtan zemin parçasıdır.(GÜNTEKİN,1992 ) b) Örselenmemiş numune: Zeminin yerindeki yapı doku ve özelliklerinin tümünü bünyesinde muhafaza eden numuneye denir. Örselenmemiş numuneler genellikle kuyu, çukur, tünel,gibi girilebilen kazılarda elle blok, prizma, küp veya silindirsel sondajdan tüp numune olarak alınır.(DEMİRKAN,1992).(ASLAN,1992).Örselenmemiş numune ile mühendislik deneyleri yapılabilir. (CAPUTO, D. P. , 2006) Aşağıda yer bulduru haritası verilen çalışma alanının jeolojisi incelenmiş ve handere formasyonundan numune alınmıştır.
  6. 6. 2 EK 1: Çalışma Alanının yerbulduru haritası
  7. 7. 2. MATERYAL VE METOD NUMUNE ALIMI 3 2. MATERYAL VE METOD 2. 1 Materyal  Bal mumu (Şekil 2.1.1)  Parafin (Şekil 2.1.2)  Spatula (Şekil 2.1.3)  Shelby tüpü ve numune alıcı (Şekil 2.1.4)  Zemin bıçağı (Şekil 2.1.5), Jeolog Çekici (Şekil 2.1.6)  Fırça  Tülbent  Isıtıcı Tüp  Eritme kabı Şekil 2.1.1: Bal mumu Şekil 2.1.2: Parafin Şekil 2.1.3: Spatula Şekil 2.1.4: Shelby Tüpü Şekil 2.1.5:Zemin bıçağı Şekil 2.1.6:Jeolog Çekici
  8. 8. 2. MATERYAL VE METOD NUMUNE ALIMI 4 2. 2 Metod Daha önceden belirlenmiş bir lokasyonda zeminden örselenmemiş blok numune ve shelby tüpü ile örselenmemiş silindirik numune alımı çalışmaları yapılır. Örselenmemiş blok numune alımında , numune alınacak yer belirlenir , jeolog çekici yardımıyla kazılır ve gerekli işlemler uygulanarak numune alınır. Shelby tüpüyle örselenmemiş silindirik numune alımında ise shelby tüpü zemine dik gelecek şekilde yerleştirilerek gerekli işlemler yapılarak numune alınır.
  9. 9. 3.ARAŞTIMA BULGULARI NUMUNE ALIMI 5 3. ARAŞTIRMA BULGULARI 3.1 Örselenmiş Blok Numune Alımı Blok numune alınacak yer belirlenmiş ve üzerindeki organik toprak temizlenmiştir. Blok numune alınacak yer jeolog çekici ile numuneyi almayı kolaylaştıracak şekilde kazılmıştır. (Şekil 3.1.1) Blok numunenin düzgün bir geometrik şekilde çıkarılması için kesme bıçağı ve spatula yardımı ile etrafı tıraşlanmıştır.( Şekil 3.1.2) Şekil 3.1.1: Blok numune alınacak yerin etrafının kazılması Şekil 3.1.2: Blok numunenin düzgün bir geometrik hale getirilmesi Blok numunenin dağılmadan çıkarılabilmesi için gerekli önlemler alınmış ve dağılabilecek kısımlar zemin bıçağı ile kesilmiştir. Blok numunenin bulunduğu bölgeden alınabilmesi için alt kısmından zemin bıçağı kullanılarak dikkatlice kesilmiştir.( Gerektiğinde bazı numune alımlarında bu işlem için saz teli de kullanılabilir.) Aldığımız blok numuneyi deney yapacağımız zamana kadar korumak
  10. 10. 3.ARAŞTIMA BULGULARI NUMUNE ALIMI 6 için tülbent bezi ve parafin-balmumu karışımı kullanılmıştır. (Şekil 3.1.3) Numune tülbent bezi ile sarılmış ve hazırlanmış olan 3 birim parafin 1 birim balmumu karışımı fırça yardımıyla sarılmış numuneye özenli bir şekilde sürülmüştür. (Şekil 3.1.4) Şekil 3.1.3: Parafin-Balmumu karışımının hazırlanması Şekil 3.1.4: Parafin-Balmumu karışımının numuneye sürülmesi Son olarak alınan numunenin alt ve üst kısmı belirtilmiştir.( Şekil 3.1.5) Şekil 3.1.5: İşaretlenmiş numune 3.2 Shelby Tüpüyle Örsellenmemiş Numune Alımı Silindirik numune alınacak yer belirlenmiş ve üzerindeki organik toprak temizlenmiştir. Shelby tüpü ve numune alıcı birleştirilmeden önce sürtünmeyi en aza
  11. 11. 3.ARAŞTIMA BULGULARI NUMUNE ALIMI 7 indirmek için tellüs yağı ile yağlanmış ve daha sonra birleştirilmiştir. Shelby tüpü zemine dik gelecek şekilde yerleştirilmiştir.(Bu işlem öncesinde gerekirse küçük bir seki hazırlamak faydalı olacaktır.) Daha sonra 2,5 kg’ lik tokmak shelby tüpünün üst kısmından serbest düşmeye bırakılarak numune alıcı zemine çakılmıştır. Bu işlem sırasında tokmak yukarı çıkarılırken dikkatli olunarak numune alıcının yukarı yönde hareket etmemesi sağlanmıştır. Ayrıca zeminin dayanımı hakkında fikir vermesi açısından darbeler de sayılmıştır.( Şekil 3.2.1) Şekil 3.2.1: Örselenmemiş silindirik numune almak için kurulmuş düzenek 4.Shelby tüpü çakıldığı zeminden dikkatli bir biçimde çıkarılmıştır. Numune alıcı zeminde kalmıştır. Bu da bize çıkarma işlemi doğru bir şekilde yapıldığını göstermiştir.(Numune alıcı shelby tüpüyle birlikte zeminden çıktıysa işlemler tekrarlanmalıdır.) Numune alıcının alt ve üst bölümündeki pürüzlü bölümler spatula ile düzeltilmiştir. Küçük boşluklar da numunenin alındığı zemindeki malzemeyle tırnağın dış kısmıyla hafifçe bastırılarak doldurulmuştur.( Şekil 3.2.2)
  12. 12. 3.ARAŞTIMA BULGULARI NUMUNE ALIMI 8 Şekil 3.2.2: Bulunduğu zeminden ayrılmış olan örselenmemiş numune 5. Aldığımız örselenmemiş silindirik numuneyi deney yapacağımız zamana kadar korumak için tülbent bezi ve parafin-balmumu karışımı kullanılmıştır. Numune tülbent bezi ile sarılmış ve hazırlanmış olan 3 birim parafin 1 birim balmumu karışımı fırça yardımıyla, numune alıcının alt ve üst yüzeylerine özenli bir şekilde sürülmüştür. 6. Shelby tüpüyle örselenmemiş silindirik numune alınırken blok numunede yapıldığı gibi alınan numunenin üzerine alt ve üst yazılmamıştır. Çünkü numune alıcının zemine giren ucunun çapı yukarıdan kalan ucun çapından zemine daha rahat girebilmesi için küçük yapılmıştır.
  13. 13. 4.SONUÇLAR ARAZİDEN NUMUNE ALIM YÖNTEMLERİ 9 4. SONUÇLAR Laboratuara götürülmek üzere iki adet örselenmemiş ve bir adet örselenmiş numune alınmıştır.
  14. 14. 5.KAYNAKLAR ARAZİDEN NUMUNE ALIM YÖNTEMLERİ 10 KAYNAKLAR  AYTEKİN,M., (2004) “Deneysel Zemin Mekaniği,” Teknik Yayınevi, Ankara, 27-33s  CAPUTO, D. P. , 2006, Geoteknik Mühendisliği İlkeler ve Uygulamalar, 356s  CAN, H., GÜNTEKİN, A., ASLAN, M., DEMİRKAN, D., 1992, Alt Yapı Laboratuarı, Milli Eğitim Basım Evi, 556 s., İstanbul  Google Earth programı
  15. 15. T.C. ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ JM-411 ZEMİN MEKANİĞİ UYGULAMALARI Su İçeriği Deneyi ve Su Muhtevası HAZIRLAYAN 2005249048 TOLGA GÖZÜTOK 2006249024 SÜLEYMAN KARAHAN DANIŞMAN Prof. Dr. Hasan ÇETİN ADANA 2009
  16. 16. I İÇİNDEKİLER Sayfa No 1.GİRİŞ : ……………………………………………………………………..… 1 2.MATERYAL ve METOD : ……………………………………………..…… 2 2.1.Materyal : ………..……………………………………………….…..…. 2 2.2.Metod : …………….………….……………………………….….….… 2 3.ARAŞTIRMA BULGULARI :......……………………………………...…… 3 3.1.Hesaplamalar : ………………………………………………………….. 4 4.SONUÇ : ……………...…………………………………………………...… 7 5.KAYNAKLAR: .……………………………………………………………. 8
  17. 17. II ŞEKİL LİSTESİ Sayfa No Etüv (Şekil 2.1 ) 2 Hassas tartı ( Şekil 2.2 ) 2 Numune kapları ( Şekil 2.3 ) 2 Hesap makinesi (Şekil 2.4) 2
  18. 18. 1.GİRİŞ Su İçeriği Deneyi ve Su Muhtevası 1 1. GİRİŞ Zeminlerin temel fiziksel özelliklerinin belirlenmesinde laboratuar ve arazi deneylerinden yararlanılmaktadır. Zemin mekaniği deneylerinde, en temel koşullardan biri zeminin su içeriğinin hesaplanmasıdır. Zeminin içinde birim hacimde bulundurduğu su miktarının kuru birim ağırlığa oranının yüzde olarak ifadesi zeminin su içeriğini verir.
  19. 19. MATERYAL ve METOD Su İçeriği Deneyi ve Su Muhtevası 2 2.MATERYAL ve METOD 2.1. Materyal  Etüv (Şekil 2.1 )  1/1000 duyarlı hassas tartı.( Şekil 2.2 )  Numaralandırılmış değişik boylarda numune kapları,( Şekil 2.3 )  Kürek  Kalem  Kağıt  Hesap makinesi (Şekil 2.4) Şekil 2.1 Etüv Şekil 2.2 Hassas tartı Şekil 2.3 Su içeriği kabları Şekil 2.4 Hesap makinesi 2.2. Metod Zeminin bütün özelliklerini bulunduran homojen bir numune yeterli miktarda alınarak labaratuvar ortamında yapılan deneyler sonucunda su içeriğinin bulunması esasına dayanır.
  20. 20. 3.ARAŞTIMA BULGULARI Su İçeriği Deneyi ve Su Muhtevası 3 3.ARAŞTIRMA BULGULARI Zeminin su içeriğini belirlemek için araziden alınmış olan numune etüv (Şekil 2.1 ) adı verilen fırında kurutma işlemi gerçekleşmiştir. Numunenin konulacağı, numaralandırılmış kapların ( Şekil 2.3 ) temiz olup olmadığına dikkat edilmiştir. Kaplar numaralandırılırken, hacmi büyük olanlara çift numara verilmiştir. Numuneyi koymadan önce boş kap hassas terazide ( Şekil 2.2 ) ölçülerek darası yazılmıştır. Kapların boş ağırlıkları bulunmuştur. Kaba, yaş numune koyulmuştur. Kaba koyulan numunenin tane boyu, kullanılan kabın hacmi ve miktarı önemlidir. Küçük bir numune kabına iri taneli numune konulmamalıdır. Farklı tane boyutunda numune varsa, kaba eşit bir şekilde koyulmalıdır. Kabın alt kısmında suyun birikmesini ve üst kısımda da numunenin hava ile temas etmesini önlemek için kabın üst kısmı numuneyle taşmamalıdır. Kaba konulan yaş numunenin hassas terazide tartılması kap ağırlığı+yaş numune ağırlığını vermiştir. Tartılan numune 105 ± 5 °C sıcaklıkta etüvde kurutulmaya bırakılmıştır. (Zemin Mekaniği Laboratuvarı Ders Notları) Numune 24 saat etüvde bekletilmiştir. Numunenin 24 saatten sonra etüvde kalmasında bir sakınca yoktur. Etüvde kurutulan numune hassas terazide tartılarak sabit kuru ağırlığı bulunmuştur. Elimizde bulunan kap ağırlığı, yaş numune+kap ağırlığı, değişmez kuru ağırlığı verileriyle numunenin su içeriği yüzde olarak hesaplanmıştır. Su içeriğinin anında bulunmasının gerektiği durumlarda etüvde 6-8 saat bekletilen numune çıkarılıp birinci su içeriği bulunur. Numuneyi etüvde kurutma işlemi bir kez daha yapılır ve 4 saat sonra etüvden çıkarılan numunenin ikinci su içeriği hesaplanır. Yüzde olarak hesaplanmış olan iki su içeriğinin arasındaki fark, birincinin % 3’ünden küçük ise değişmez kuru ağırlığına gelmiş demektir. W → Su içeriği Ww → Su kütlesi Ws → Katı kütle
  21. 21. 3.ARAŞTIMA BULGULARI Su İçeriği Deneyi ve Su Muhtevası 4 W= (Yaş Numune +Kap Ağırlığı) – (Kuru Numune +Kap Ağırlığı) x 100 (Kuru Numune+Kap Ağırlığı)-Kap Ağırlığı W= Yaş Numune Ağırlığı – Kuru Numune Ağırlığı x 100 Kuru Numune Ağırlığı 3.1. Hesaplamalar SORU 1: Kap No= K41 O41 Y5 Kap Ağırlğı= 30.08 g 39.429 30.449 Kap Ağırlığı+Yaş Numune Ağırlığı= 110.99 181.15 135.62 Kap Ağırlığı+Kuru Numune Ağırlığı= 110.93 181.02 130.03 W=? 0.07 0.09 5.61 K41 için; W=110.99 – 110.93 x 100 110.93 – 30.89 W=0.074
  22. 22. 3.ARAŞTIMA BULGULARI Su İçeriği Deneyi ve Su Muhtevası 5 SORU 2: Siltli-Kil türü bir zemin örneği üzerinde su içeriği deneyi yapılmıştır. Islak zemin ile kabın ağırlığı 17.53 gr’ dır. Kuru numune ağırlığı+Kap ağırlığı 14.84 gr’ dır. Kap ağırlığı 7.84 gr’ dır. W=? Zeminin su içeriği 38.43 çıkmıştır. SORU 3: 30 kg ağırlığındaki % 20 su içeriğine sahip numune içerisinden 3000 gr numune alınıyor. Alınan bu 3000 gr numunenin su içeriği % 45’e çıkarılmak isteniyor. Kaç gr su eklemek gerekmektedir? Ortama 625 gr su eklemek gerekmektedir. ÖDEV 1: Bir zemin deneyinde kıvam limit deneyleri yapılmak isteniyor. Plastik limit değerleri için su içeriği değerinin hesaplanması gerekmektedir. Buna göre; Islak Zemin+Kap =22.12 gr Kap =1.50 gr Kuru Zemin+Kap =20.42 gr W=? W= (Yaş Numune +Kap Ağırlığı) – (Kuru Numune +Kap Ağırlığı) x 100 (Kuru Numune+Kap Ağırlığı)-Kap Ağırlığı W=22.12-20.42 x 100 20.42-1.50 W= 8.98=9
  23. 23. 3.ARAŞTIMA BULGULARI Su İçeriği Deneyi ve Su Muhtevası 6 ÖDEV 2: Tamamen doygun bir kil örneğinin doğal haldeki ağırlığı 1350 gr iken, kurutulduktan sonra ağırlığı 975 gr’ dır. Zeminin doğal su içeriği nedir? W= Yaş Numune Ağırlığı – Kuru Numune Ağırlığı x 100 Kuru Numune Ağırlığı W= 1350-975 x100 975 W= 38.46 ÖDEV 3: 2000 gr %55 su içeriğine sahip numune içeriğinden 1500 gr numune alınıp %35 su içeriğine dönüştürülüyor. Kaç gr ortamdan su çıkarılmalıdır? 55=1500-K x100 K K=968 gr (değişmez kuru numune ağırlığı) 35=Y-968 x100 968 Y=1307 gr (yaş numune ağırlığı) 1500 gr- 1307 gr = 193 gr (ortamdan su çıkarılmalıdır.)
  24. 24. 4.SONUÇLAR Su İçeriği Deneyi ve Su Muhtevası 7 4. SONUÇLAR Yapılan hesaplamalarda kullanılmış olan verilere göre; ÖRNEK 1: Zeminin su içeriği % 0.074 bulunmuştur. ÖRNEK 2: Zeminin su içeriği 38.43 bulunmuştur. ÖRNEK 3:Ortama 625 gr su eklenmelidir. ÖDEV 1: Zeminin su içeriği % 9 bulunmuştur. ÖDEV 2: Zeminin su içeriği % 38.46 bulunmuştur. ÖDEV 3: Ortamdan 193 gr su çıkarılmalıdır.
  25. 25. KAYNAKLAR Su İçeriği Deneyi ve Su Muhtevası 8 KAYNAKLAR 1. Zemin Mekaniği Laboratuvarı Ders Notları 2. Aytekin,M.,2004.Deneysel Zemin Mekaniği.Teknik Yayınevi,Ankara
  26. 26. T.C. ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ JM–411 ZEMİN MEKANİĞİ UYGULAMALARI ZEMİN BİLEŞENLERİ ve ZEMİNLERDE FAZ ANALİZİ HAZIRLAYAN 2005249048 TOLGA GÖZÜTOK 2006249024 SÜLEYMAN KARAHAN DANIŞMAN Prof. Dr. Hasan ÇETİN ADANA 2009
  27. 27. I İÇİNDEKİLER Sayfa No 1. Giriş 1 2. Materyal ve Metot 2 2.1. Materyal 2 2.2. Metot 2 3. Araştırma Bulguları 4 3.1. Hesaplamalar 5 4. Sonuçlar 13 Kaynaklar
  28. 28. II ŞEKİL DİZİNİ Sayfa No Sekil 1: Zeminin içerisindeki katı partiküllerin, 1 hava ve su partikülleri ile olan İlişkileri Şekil 2.1 Etüv 3 Şekil 2.2:Deneyde Kullanılan Materyaller 3 Şekil 2.3 Hassas terazi 3 Şekil 2.2 Hesap Makinesi 3 Şekil 3.1: Tahta tokmağın ringe yerleştirilmesi 5 Şekil 3.2: Tahta tokmağın iletilmesi 5 Şekil 3.3: Ringin çıkarılması 5
  29. 29. 1.GİRİŞ ZEMİNLERDE FAZ ANALİZLERİ 1 1.GİRİŞ Faz problemleri zemin mühendisliğinde son derece önemlidir. Faz problemlerini çözmede yapılacak en önemli iş faz diyagramını çizmektir. Bir zemin kütlesi katı partiküller ile bunların arasındaki boşluklardan oluşur. (Holtz, Kovacs, 1981) Katı parçacıklar arasındaki boşluklar hava, su, organik maddeler veya bunların bir kısmıyla doludur. Bunun için bir mühendis zeminin sadece tane büyüklüğü ile değil taneler arasında bulunan boşluk hacmi ve büyüklüğü ile bu boşlukların ne ile dolu olduğunu bilmek zorundadır. Faz diyagramları zemine katı, sıvı, gaz olarak hacimce ve ağırlıkça tanıtan şeklidir. Bu faz diyagramları birim hacim ağırlık, porozite, permeabilite, doygunluk derecesi hesaplamalarında kullanılır. Bu yöntemle bazı problemlerde hemen çözüme gitmek mümkündür. En azından problemin çözümüne dair doğru yöntemin bulunması sağlanır. (Aytekin, M, 2004) Sekil 1: Zeminin içerisindeki katı partiküllerin, hava ve su partikülleri ile olan ilişkileri
  30. 30. 2. MATERYAL ve METOT ZEMİNLERDE FAZ ANALİZLERİ 2 2. MATERYAL ve METOT 2.1. Materyal  Etüv (Şekil 2.1)  Tahta tokmak (Şekil 2.2 A)  Tellüs yağı (Şekil 2.2 B)  Numune kabı (Şekil 2.2 C)  Kumpas (Şekil 2.2 D)  Maket bıçağı (Şekil 2.2 E)  Birim hacim ağırlık ringi (Şekil 2.2 F)  Hassas terazi (Şekil 2.3)  Hesap makinesi (Şekil 2.4 ) 2.2. Metot Araziden alınan numuneye sarılı olan tülbent bezinin numunenin üst yüzeyine gelen kısmı kesilir. Kumpas yardımıyla ringin hacmi hesaplanır (Şekil 2.2D). Daha sonra ring yağlanarak hassas terazide tartılır (Şekil 2.2B-F). Ardından ring tahta tokmak yardımıyla numuneye iletilir (Şekil 2.2A). Ring tamamen iletildikten sonra tülbent bezinin kenarları kesilip içi numune dolu olan ring çıkarılır. Ring ve numunenin hacminin aynı olması için fazla kısımlar tıraşlanır, eksik kısımlar aynı numuneyle doldurulur. Ring + Numune ağırlığı hassas terazide tartılıp not edilir (Şekil 2.3). Artan numuneden bir miktar boş numune kabına koyulup hassas terazide tartılır. Zeminin su içeriğini bulmak için etüv de 24 saat kurumaya bırakılır (Şekil 2.1). Tüm bu elde edilen veriler zemin parametrelerini hesaplamak için kullanılır.
  31. 31. 2. MATERYAL ve METOT ZEMİNLERDE FAZ ANALİZLERİ 3 Şekil 2.1 Etüv (http.laboratuarcihazlari.net) Şekil 2.2(A,B,C,D,E,F ) (Deneyde kullanılan materyaller) Şekil 2.3 Hassas terazi Şekil 2.4 Hesap Makinesi (www.teknolojievi.com)
  32. 32. 3. ARAŞTIRMA BULGULARI ZEMİNLERDE FAZ ANALİZLERİ 4 3. ARAŞTIRMA BULGULARI Araziden alınan numuneye sarılı olan tülbent bezinin numunenin üst yüzeyine gelen kısmı maket bıçağı yardımıyla dikkatlice kesilmiş ve numunenin üst yüzeyi açılmıştır. Kumpas yardımıyla ringin çapı ve boyu ölçülerek silindir hacim formülünden ringin hacmi hesaplanmıştır (Şekil 2.2D). Daha sonra birim hacim ağırlık ringi hassas terazide tartılmıştır. Tartmadan önce ringin numuneye daha kolay iletilebilmesi için araziden numune alırken kullandığımız tellüs yağı ile ringin iç yüzeyinden çok hafif bir şekilde yağlanmıştır. Numunenin içine nüfuz etmemesi ve ağırlığını etkilememesi için fazla yağ sürülmemiştir. Ardından ring araziden aldığımız örselenmemiş numunenin içerisine tahta tokmak yardımıyla (Şekil 3.1) yavaşça bastırılarak iletilmiştir (Şekil 3.2). Tahta tokmak ringin kenarlarına eşit kuvvet uygulanarak ringin numuneye düz bir şekilde girmesi için kullanılmıştır. Ring tamamen iletildikten sonra parafinli numuneye sarılı tülbent bezinin kenarları da maket bıçağıyla dikkatlice kesilmiştir. Ardından numune dolu olan ring dikkatlice çıkarılmıştır (Şekil 3.2). Ring ve numunenin hacminin aynı olması için fazla kısımlar maket bıçağıyla dikkatlice tıraşlanmış, boşluklu kısımlar da aynı numuneyle fazla basınç uygulamadan doldurulmuştur. Doldurma sırasında başparmak tırnağının dış kısmıyla hafifçe dokunularak basınç uygulanmıştır. Ringin hacmiyle numune hacminin eşit olup olmadığı da maket bıçağıyla kontrol edilmiştir. Ring + Numune ağırlığı hassas terazide tartılıp not edilmiştir (Şekil 2.3). Bu işlemden sonra su içeriğini hesaplamak için hassas terazide tartılmış boş su içeriği kabına bir miktar numune konulmuş, numuneyle birlikte tartılmış ardından 1 gün kurutulmak üzere 105 ±5o C ‘de etüve konulmuştur (Şekil 2.1). Etüvde kurutulan numune çıkarılıp hassas terazide tartılmış, kap ağırlığı + kuru numune ağırlığı not edilmiştir. Kap ağırlığı, kap ağırlığı +yaş numune ağırlığı, kap ağırlığı +kuru numune ağırlığı verileriyle zeminin su içeriği hesaplanmıştır. Zeminin su içeriği, ring çapı, ring boyu, ring ağırlığı, ring ağırlığı +numune ağırlığı ve numune ağırlığı verileriyle zemin parametreleri hesaplanmıştır ( PINARCI, E., 2009).
  33. 33. 3. ARAŞTIRMA BULGULARI ZEMİNLERDE FAZ ANALİZLERİ 5 Şekil 3.1: Tahta tokmağın ringe Şekil 3.2: Tahta tokmağın iletilmesi yerleştirilmesi Şekil 3.3: Ringin çıkarılması 3.1. Hesaplamalar SORU 1: Kap No: 6 Kabuller Kap Ağırlığı:21,20 gr γs= 2,7 gr/cm³ Kap Ağırlığı+Yaş Numune Ağırlığı:70,12 gr γw = 1 gr/cm³
  34. 34. 3. ARAŞTIRMA BULGULARI ZEMİNLERDE FAZ ANALİZLERİ 6 Kap Ağırlığı+Kuru Numune Ağırlığı:60,10 gr Ring Ağırlığı: 81,30 gr Ringin Çapı: 6,37 cm Ringin Yüksekliği:2,37 cm Ring+Numune Ağırlığı:224,73 gr γk , γn , γd ,n,e,S =? Ringin Hacmi = π x r² x h = π x (3,185)²x 2,37 =75,53 cm³ Wt= (Ring+Numune Ağırlığı) – (Ring Ağırlığı) = 224,73 - 81,30 = 143,43 gr W= (Yaş Numune+Kap Ağırlığı) – (Kuru Numune+Kap Ağırlığı) x 100 (Kuru Numune Ağırlığı+Kap Ağırlığı)-(Kap Ağırlığı) = 70,12 – 60,10 x 100 60,10- 21,20 = 25,76 Va= 3,91 Hava Wa = 0 Vw= 29,38 Su Ww = 29,38 Vs= 42,24 Katı Ws = 114,05
  35. 35. 3. ARAŞTIRMA BULGULARI ZEMİNLERDE FAZ ANALİZLERİ 7 W= Ww x100 Ws 0,2576 Ws = Ww Wt= Ww+ Ws+ Wa 143,43 = 0,2576 Ws + Ws +0 Ws = 114,05 gr Ww = 29,38 gr γn = 143,43 gr γs= 2,7 gr/cm³ 75,53 cm³ γs = Ws = 1,90 gr/cm³ Vs 2,7 = 114,05 Vs= 42,24 cm³ γk = 114,05 gr Vs 75,53 /cm³ γw = 1 gr/cm³ =1,51 gr/cm³ Ww= 1 gr/cm³ Vw= 29,38 cm³ Vw Vt= Vw +Vs +Va Vt= 29,38+42,24+ Va Va= 3,91 cm³
  36. 36. 3. ARAŞTIRMA BULGULARI ZEMİNLERDE FAZ ANALİZLERİ 8 γd = 114,05 + 29,38 +(3,91x1 gr/cm³) 75,53 = 1,95 gr/cm³ n = 33,29 x100 e= 33,29 s = 29,38 x100 75,53 42,24 33,29 = % 44,07 = 0,79 = % 88,25 ÖDEV 1: Kap No: G20 Kabuller Kap Ağırlığı:10,41 gr γs= 2,7 gr/cm³ Kap Ağırlığı+Yaş Numune Ağırlığı:154,11 gr γw= 1 gr/cm³ Kap Ağırlığı+Kuru Numune Ağırlığı:123,97 gr Numune Alıcı Ağırlığı: 17,38gr Numune Alıcı Çapı: 4,72 cm Numune Alıcının Boyu: 11,29 cm Numune Alıcı+Numune Ağırlığı:351,39 gr γk , γn , γd ,n,e,S =?
  37. 37. 3. ARAŞTIRMA BULGULARI ZEMİNLERDE FAZ ANALİZLERİ 9 Numune Alıcının Hacmi = π x r² x h = π x (2,36)² x 11,29 =197,545 cm³ Wt= (Numune Alıcı Ağırlığı+Numune Ağırlığı) – (Numune Alıcı Ağırlığı) = 351,39 – 17,38 = 334,01 gr W= (Yaş Numune+Kap Ağırlığı) – (Kuru Numune+Kap Ağırlığı) x 100 (Kuru Numune Ağırlığı+Kap Ağırlığı)-(Kap Ağırlığı) = 154,11 – 123,97 x 100 123,97- 10,41 = 26,54 W= Ww x100 Ws 0,2654 Ws = Ww Va= 29,731 Hava Wa = 0 Vw=70,053 Su Ww = 70,053 Vs= 97,761 Katı Ws = 263,956
  38. 38. 3. ARAŞTIRMA BULGULARI ZEMİNLERDE FAZ ANALİZLERİ 10 Wt= Ww+ Ws+ Wa 334,01 = 0,2654 Ws + Ws +0 Ws = 263,956 gr Ww = 70,053 gr γn = 334,01 gr γs= 2,7 gr/cm³ 197,545 cm³ γs = Ws = 1,69 gr/cm³ Vs 2,7 = 263,956 Vs= 97,761 cm³ γk = 263,956 gr Vs 197,545 /cm³ γw = 1 gr/cm³ =1,34 gr/cm³ Ww= 1 gr/cm³ Vw= 70,053 cm³ Vw Vt= Vw +Vs +Va 197,545 = 70,053+97,761+ Va Va= 29,731 cm³ γd = 263,956 + 70,053 +(29,731x1 gr/cm³) 197,545 = 1,84 gr/cm³ n = 99,784 x100 e= 99,784 s = 70,053 x100 197,545 97,761 99,784 = % 50,51 = 1,02 = % 70,2
  39. 39. 3. ARAŞTIRMA BULGULARI ZEMİNLERDE FAZ ANALİZLERİ 11 ÖDEV 2: Bir baraj inşaatında yapılan kil çekirdeğe ait su içeriği % 17, doğal birim hacim ağırlığı 1,78 gr/cm³ olarak bulunmuştur. Bu kil çekirdeğin kuru birim hacim ağırlığını, doygun birim hacim ağırlığını, porozitesini, boşluk oranını ve doygunluk derecesini bulunuz. W= Ww x100 n= 0,181+0,258 x100 Ws 1 17 Ws = 100 Ww = %43,9 γn = Wt = 1,78 gr/cm³ e= 0,181+0,258 e=0,78 Vt 0,561 = Ws+ Ww Vt = Ws+ Ww=1,78 gr/cm³ S= 0,258 x 100 1 0,439 Ws+ Ww=1,78 gr =% 58,76 100/17 Ww+ Ww =1,78 gr Va= 0,181 Hava Wa = 0 Vw= 0,258 Su Ww = 0,258 Vs= 0,561 Katı Ws = 1,517
  40. 40. 3. ARAŞTIRMA BULGULARI ZEMİNLERDE FAZ ANALİZLERİ 12 Ws = 1,517 gr Ww = 0,258 gr γs= 2,7 gr/cm γw = 1 gr/cm³ γs = Ws Ww= 1 gr/cm³ Vs Vw 2,7 = 1,517 Vw= 0,258 cm³ Vs Vs= 0,561 cm³ Vt= Vw +Vs +Va 1 = 0,258+0,561+ Va Va= 0,181 cm³ γd = 0,258 + 1,517 +(0,181x1 gr/cm³) 1 = 1,96 gr/cm³ γk = 1,517 gr = 1,517 gr/cm³ = 1,52 gr/cm³ 1 cm³
  41. 41. 4.SONUÇLAR ZEMİNLERDE FAZ ANALİZLERİ 13 4.SONUÇLAR Yapılan araştırmalar ve faz hesaplamaları sonucu birinci numunenin doğal birim hacim ağırlığı (γn ) 1,69 gr/cm³, kuru birim hacim ağırlığı (γk ) 1,34 gr/cm³, doygun birim hacim ağırlığı (γd ) 1,84 gr/cm³, porozite (n) % 50,51, boşluk oranı (e ) 1,02, doygunluk derecesi (S ) % 70,2 bulunmuştur. İkinci numunede ise, kuru birim hacim ağırlığı (γk ) 1,52 gr/cm³, doygun birim hacim ağırlığı (γd ) 1,96 gr/cm³, porozite (n) % 43,9, boşluk oranı (e ) 0,78, doygunluk derecesi (S ) % 58,76 hesaplanmıştır.
  42. 42. KAYNAKLAR  Aytekin,M.,2004.Deneysel Zemin Mekaniği.Teknik Yayınevi,Ankara  HOLTZ, D., R., KOVACS, W., D., 1981. (Çeviri:KAYABALI,2002), Geoteknik Mühendisliğine Giriş, Gazi Kitabevi,Ankara,10-14 s.  http://laboratuarcihazlari.net/wp-content/uploads/2009/03/etuv.jpg  http://www.teknolojievi.com/files/urunler/Buyuk/7831.jpg  PINARCI, E., 2009. Zemin Mekaniği Laboratuarı Sözlü Anlatımı. Ç. Ü. Müh-Mim Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü.
  43. 43. T.C. ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ JM–411 ZEMİN MEKANİĞİ UYGULAMALARI KIVAM LİMİTLERİ HAZIRLAYAN 2005249048 TOLGA GÖZÜTOK 2006249024 SÜLEYMAN KARAHAN DANIŞMAN Prof. Dr. Hasan ÇETİN ADANA 2009
  44. 44. I İÇİNDEKİLER Sayfa No 1. Giriş 1 2. Materyal ve Metot 2 2.1. Materyal 2 2.2. Metot 3 3. Araştırma Bulguları 5 3.1. Hesaplamalar 7 4. Sonuçlar 11 Kaynaklar
  45. 45. II ŞEKİL DİZİNİ Sayfa No Şekil 2.1 Etüv 2 Şekil 2.2 Hassas terazi 2 Şekil 2.3 Hesap makinesi 2 Şekil 2.4 Casagrande deney aleti 3 Şekil 2.5 Oluk açma bıçağı 3 Şekil 2.6 Su içeriği kapları 3 Şekil 2.7 Elek 3 Şekil 2.8 Tokmak 3 Şekil 2.9 Plastik levha 3
  46. 46. III GRAFİK DİZİNİ Sayfa No Grafik 3.1. Soru 1 için likit limit grafiği 8 Grafik 3.2. Ödev 1 için likit limit grafiği 10
  47. 47. IV ÇİZELGE DİZİNİ Sayfa No Çizelge 3.1. Soru 1’nin verileri ve hesaplamaları 7 Çizelge 3.2. Ödev 1’nin verileri ve hesaplamaları 8-9
  48. 48. 1.GİRİŞ Kıvam Limitleri 1 1. GİRİŞ Zeminlerin kıvam limitleri deneyleri ilk olarak 1900’ lerde İsveçli bir toprak bilimcisi olan A. Atterberg (1911) tarafından önerilmiştir. Bu deneyler ilk başta ampirik olarak yapılmakta iken 1920’ lerde ABD Genel Yollar Müdürlüğü’ nde çalışan K. Terzaghi ve A. Casagrande bu limit deneylerini standartlaştırmışlardır. Kıvam limitleri günümüzde ise ASTM standartlarına göre yapılmaktadır. Zeminleri kullanım amaçlarına göre sınıflandırabilmek, zeminin yapısı, davranışı, plastisite özelliği hakkında yorum yapabilmek için bazı deneyler yapmak gerekmektedir. Likit limit (LL) ve plastik limit (PL)deneyleri bu deneylerdendir Viskozitesi yüksek bir sıvı gibi akıcı durumdaki zeminin plastik duruma dönüştüğü andaki su muhtevasına likit limit denir. Plastik limit ise; zeminin yoğrulma sırasında yüzeyinde çatlakların belirdiği su içeriği olarak tanımlanır (Aytekin,2004). Plastisite indisi, zeminin likit limit değerinden plastik limit değerinin çıkarılmasıyla bulunur. Plastisite indisi bir zeminin ne kadar plastik durumda olduğu hakkında bilgi verir. (Aytekin,2004).
  49. 49. 2. MATERYAL ve METOT Kıvam Limitleri 2 2. MATERYAL ve METOT 2.1. Materyal 2.1.1. Likit Limit  Etüv (Şekil 2.1)  Hassas terazi (Şekil 2.2)  Hesap makinesi (Şekil 2.3)  Casagrande deney aleti (Şekil 2.4)  Oluk açma bıçağı (Şekil 2.5)  Su içeriği kapları (Şekil 2.6)  Elek (Şekil 2.7)  Tokmak (Şekil 2.8)  Porselen kap  Spatula  Saf su  Maket bıçağı 2.1.2. Plastik Limit  Hesap makinesi (Şekil 2.3)  Su içeriği kapları (Şekil 2.6)  Plastik levha (Şekil 2.9) Şekil 2.1 Etüv Şekil 2.2 Hassas terazi Şekil 2.3 Hesap Makinesi (http.laboratuarcihazlari.net) (www.teknolojievi.com)
  50. 50. 2. MATERYAL ve METOT Kıvam Limitleri 3 Şekil 2.4 Casagrande Şekil 2.5 Oluk açma bıçağı Şekil 2.6 Su içeriği deney aleti kapları Şekil 2.7 Elek Şekil 2.8 Tokmak Şekil 2.9 Plastik levha 2.2. Metot 2.2.1. Likit Limit Deneyi Deneyde kullanılacak numune bir günlük kurutmaya bırakılır. Numuneye su eklenir ve bir gün daha bekletilir. Casagrande aletindeki pirinç tasa numune serilir. (Şekil 2.4) Pirinç tasın tam orta kısmından oluk açma bıçağıyla oluk açılır. (Şekil 2.5) Aletteki kolu çevrirerek vuruş adedi sayılır. Oluk açılan aralıkta kapanma gerçekleştiğinde kolu çevirmeye son verilir. Kapanan yerden spatula yardımıyla örnek alınır. Hassas terazide tartarak kap ağırlığı+yaş numune ağırlığı tartılırak not edilir. (Şekil 2.2) Numune etüvde kurutmaya bırakılır ve kap ağırlığı+kuru numune ağırlığı not edilir. (Şekil 2.1) Sayılan vuruş sayısına karşılık gelen su içeriği hesaplanır. Numunenin üzerine tekrar su ilave edilir. Pirinç tasa serilir ve orta kısımdan oluk açılır. Yine vuruş adedi sayılarak kapanma olana kadar kol çevrilir. Kapanma olunca kolu çevirmeye son verilir ve kaydedilen vuruş sayısına denk gelen su içeriği hesaplanır. Bu işlem 25’den büyük 2 adet, 25’ten küçük 2 adet vuruş elde edilmek üzere tekrarlanır. Vuruş sayıları ve vuruş sayılarına denk gelen su içeriği
  51. 51. 2. MATERYAL ve METOT Kıvam Limitleri 4 miktarları grafiğe geçirilerek 25 vuruşa karşılık gelen su içeriği yani likit limit hesaplanır. .( AYTEKİN, M., 2004) 2.2.2. Plastik Limit Deneyi Plastik limit değeri hesaplanacak olan numune yoğrulur. 3 mm çapında, 8 mm boyunda olacak şekilde zemin makarnası haline getirilir.Yoğrulan numune de kuruma çatlakları görülür. (BELEN, M., 2009) Daha önceden ağırlığı bilinen numune kabına konularak hassas terazide tartılarak kap ağırlığı+yaş numune ağırlığı not edilir. Bu şekilde 3 örnek hazırlanıp kap ağırlığı+yaş numune ağırlığı tartılıp, not edilir. Etüvde kurutmaya bırakılır. Etüvde kurutulan numuneler hassas terazide tartılarak kap ağırlığı+kuru numune ağırlığı not edilir. Her bir örneğin su içeriği değerleri bulunarak, bulunan değerler toplanıp, ortalaması alınır. Numunenin plastik limit değeri elde edilir. Plastik limit ve likit limit değerleri hesaplanan numunenin plastisite indisi bu iki değer arasındaki farktır.( AYTEKİN, M., 2004) Plastisite İndisi (PI) = Likit Limit (LL) – Plastik Limit (PL)
  52. 52. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI KIVAM LİMİTLERİ 5 3. ARAŞTIRMA BULGULARI Plastik limit ve likit limit deneyleri yapılacak numune bir gün süreyle oda sıcaklığında kurumaya bırakılmıştır. Deneyde ince taneli (kil, silt, ince kum) numune kullanılmıştır. Deneyde taneler birbirine yapışarak iri taneli bir numune oluşturduğundan tokmakla (Şekil 2.8) nazikçe vurularak dövülüp numune elenebilecek hale getirilmiştir. Daha sonra numuneye su ilave edilerek homojen bir şekilde numune ve suyun karışımı sağlanmıştır. Kil suyu bünyesine yavaşça aldığından numune bir gün süreyle bekletilmiştir. Su içeriğini kaybetmemesi için de numune bir beze sarılıp poşette saklanmıştır. Ertesi gün likit limit deneyinde kullanılacak Casagrande aleti oluk açma bıçağının arka kısmı pirinç tasın altına yerleştirilerek 1cm yükseklikten düşme yapacak şekilde kalibre edilip sayaç sıfırlanmıştır. Bir gün süreyle suyu bünyesine alması için bekletilen kil numunesi pirinç tasa üç tabaka halinde boşluk kalmayacak şekilde spatula yardımıyla serilmiştir. Serilen numunenin 1cm kalınlığında olup olmadığını anlamak için de üzerine maket bıçağı konularak aradan ışık gelip gelmediğine bakılmıştır. Serme işleminden sonra pirinç tasın tam ortasındaki izin üzerinden oluk açma bıçağıyla tek hamlede oluk açılmıştır. Daha sonra Casagrande aletindeki kolu saniyede 2 vuruş yapacak şekilde çevirip oluk açılan kısımda 1,3cm kapanma sağlanana dek kol çevrilmiştir. Sayılan vuruş adedi not edilmiştir. Kapanmanın gerçekleştiği kısımdan spatula yardımıyla örnek alınıp ağırlığı bilinen numune kabına konulmuştur. Örnek hassas terazide tartılarak kap + yaş numune ağırlığı not edilmiştir. Örnek etüvde kurutulmaya bırakılmıştır. Etüvde kurutulan numune hassas terazide tartılarak kap + kuru numune ağırlığı not edilmiştir. Not edilen kap ağırlığı, kap + yaş numune ağırlığı, kap + kuru numune ağırlığı bilgileriyle numunenin su içeriği hesaplanmıştır. Pirinç tasta serilmiş olan numune tekrar numune kabına alınmıştır. Pirinç tas önce ıslak bezle daha sonra kuru bir bezle silinerek üzerinde tane ve su kalmaması sağlanmıştır. Numune kabına alınan örnek üzerine biraz daha su eklenerek homojen bir şekilde karıştırılmıştır. Üzerine su eklenilen numune için aynı işlemler tekrarlanarak vuruş sayısı not edilmiş ve bu vuruş sayısına denk gelen su içeriği hesaplanmıştır.
  53. 53. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI KIVAM LİMİTLERİ 6 Numunenin üzerine su eklenmesiyle su içeriğinin artmasına karşılık vuruş sayısında azalma olduğu gözlenmiştir. Bunun nedeni numunenin su içeriğinin artmasıyla sıvı gibi davranma özelliğinin de artması ve buna bağlı olarak kapanmanın çabuk gerçekleşmesidir. Bu işlemler tekrarlanarak 25 vuruştan küçük 2 adet ve 25 vuruştan büyük 2 adet vuruş sayısı elde edilmiştir. Aynı numune için ne kadar çok vuruş sayısı elde edilirse o derece doğru sonuç verir. Elde edilen vuruş sayıları not edilmiş ve bunlara karşılık gelen su içerikleri hesaplanmıştır. Vuruş sayıları, su içeriği miktarları likit limit grafiğine geçirilmiştir. Düşey ekseni aritmetik olan ve su içeriğini gösteren, yatay ekseni logaritmik olan ve vuruş sayısını gösteren bu grafikte noktaların arasından geçen en uygun doğru çizilmiştir. Yatay eksende 25 vuruş bulunup, çizilen doğruyla kesiştiği yeredenk gelen su içeriği değeri okunmuştur. Böylece numunenin 25 vuruşa karşılık gelen su içeriği yani likit limit değeri bulunmuştur. Numunenin plastik limit değeri için ise aynı numuneden avuca alınıp el ısısıyla yoğurularak su içeriği azaltılmıştır. Numuneyi kulak memesi kıvamına getirdikten sonra plastik levha üzerine koyup avuç içiyle yoğurarak 3mm çapında ve 8mm boyunda silindirik şekil elde edilmiştir. Bu şekle zemin makarnası adı verilir. Tek bir örnekle doğru sonuç elde etmek mümkün olmadığından bu zemin makarnalarından 5-10g ağırlığında 3 adet örnek hazırlanmıştır. Hazırlanan zemin makarnaları üzerinde kuruma çatlakları gözlenmiştir. Hazırlanan 3 örnek te ayrı ayrı hassas terazide tartılarak kap + yaş numune ağırlığı not edilmiştir. Bu numuneler etüvde kurutulmaya bırakılarak kurutulan numunelerin kap + kuru numune ağırlığı not edilmiştir. Her bir numunenin su içeriği hesaplanmış ve bulunan üç adet su içeriğinin ortalaması alınmıştır. Bu ortalama bize numunenin plastik limit değerini vermektedir. Plastiste indisi bir aralıktır ve numunenin likit limit değerinden plastik limit değerinin çıkarılmasıyla hesaplanmıştır.
  54. 54. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI KIVAM LİMİTLERİ 7 Şekil 3.1 Plastisite indisinin belirlenmesi 3.1. Hesaplamalar Deneylere ait hesaplamalar aşağıda sunulmuştur. SORU 1: Çizelge 3.1 Soru 1’ in verileri ve hesaplamaları Deney Adı Likit Limit Deneyi Plastik Limit Deneyi Deney No Deney 1 Deney 2 Deney 3 Deney4 Deney 1 Deney 2 Deney 3 Kap No 31 4 20 51 41 61 G8 Kap Ağırlığı 0,52 0,51 0,44 0,46 0,5 0,42 9,36 Kap+Yaş Num. Ağ. (gr) 7,2 7,78 6,27 7,74 2,51 2,16 13,23 Kap+Kuru Num. Ağ. (gr) 4,77 5,02 3,99 4,83 2,12 1,83 12,47 Kuru Numune ağ. (gr) 4,25 4,51 3,55 4,37 1,62 1,41 3,11 Su Ağırlığı (gr) 2,43 2,76 2,28 2,91 0,39 0,33 0,76 Su İçeriği (%W) 57,176 61,197 64,225 66,59 24,074 23,404 24,437 Vuruş Sayısı (N) 44 28 18 14 - - -
  55. 55. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI KIVAM LİMİTLERİ 8 Grafik 3.1 Soru 1 için likit limit grafiği PL= % W1+ % W2 +% W3 3 PL= 24,074+23,404+24,437 LL= % 61,75 3 PL = % 23,971 PI =LL-PL PI =% 61,75-% 23,971 PI= % 37,78 ÖDEV 1: Çizelge 3.2 Ödev 1’ in verileri ve hesaplamaları Deney Adı Likit Limit Deneyi Deney No Deney 1 Deney 2 Deney 3 Deney 4 Deney 5 Deney 6 Kap No G19 G18 G13 G7 G8 G12 Kap Ağırlığı 10,46 9,41 10,42 6,01 9,36 8,63 Kap+Yaş Num. Ağ. (gr) 20,07 18,15 21,4 17,22 21,19 23,85 Kap+Kuru Num. Ağ. (gr) 17,21 15,49 17,93 13,61 17,32 18,72 Kuru Numune ağ. (gr) 6,75 6,08 7,51 7,6 7,96 10,09 Su Ağırlığı (gr) 2,86 2,66 3,47 3,61 3,87 5,13 Su İçeriği (%W) 42,37 43,75 46,205 47,5 48,618 50,842 Vuruş Sayısı (N) 49 46 32 25 20 15
  56. 56. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI KIVAM LİMİTLERİ 9 Çizelge 3.2’ nin devamı Likit Limit Deneyi –Deney 1 İçin Su İçeriği: W= (Yaş Numune +Kap Ağırlığı) – (Kuru Numune +Kap Ağırlığı) x 100 (Kuru Numune+Kap Ağırlığı)-Kap Ağırlığı = 20,07-17,21 x100 17,21-10,46 = %42,37 PL= % W1+ % W2 +% W3 +% W4 4 PL= %22,494+%22,324+%22,807+%21,585 LL= %47,50 4 PL = %89,21 4 PL = %22,30 PI=LL-PL = %47,50-%22,30 = %25,20 Deney Adı Plastik Limit Deneyi Deney No Deney 1 Deney 2 Deney 3 Deney 4 Kap No Y5 G6 G20 G17 Kap Ağırlığı 10,41 9,07 9,46 10,12 Kap+Yaş Numune Ağ. (gr) 15,91 15,7 15,76 15,64 Kap+Kuru Numune Ağ. (gr) 14,9 14,49 14,59 14,66 Kuru Numune ağ. (gr) 4,49 5,42 5,13 4,54 Su Ağırlığı (gr) 1,01 1,21 1,17 0,98 Su İçeriği (%W) 22,494 22,324 22,807 21,585
  57. 57. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI KIVAM LİMİTLERİ 10 Grafik 3.2 Ödev 1 için likit limit grafiği
  58. 58. 4.SONUÇ KIVAM LİMİTLERİ 11 4.SONUÇ Yapılan deneyler sonucu birinci zemin numunesi için 25 vuruşa karşılık gelen su içeriği değeri likit limit grafiğinden faydalanılarak %61,75, zeminin 3 mm çapında, 8 mm boyunda makarna şeklinde kopmadan durabildiği andaki su içeriği ortalaması ise %23,971 hesaplanmıştır. Likit limitten plastik limit çıkarılarak elde edilen plastisite indisi ise %37,78 bulunmuştur. İkinci zemin numunesi için ise 25 vuruşa karşılık gelen su içeriği değeri likit limit grafiğinden faydalanılarak %47,50, zeminin 3 mm çapında, 8 mm boyunda makarna şeklinde kopmadan durabildiği andaki su içeriği ortalaması ise %22,30 hesaplanmıştır. Likit limitten plastik limit çıkarılarak elde edilen plastisite indisi ise %25,20 bulunmuştur.
  59. 59. KAYNAKLAR  AYTEKİN, M., 2004. Deneysel Zemin Mekaniği, Teknik Yayınevi, Ankara, 83-85 s.  BELEN, M., 2009. Zemin Mekaniği Laboratuarı Sözlü Anlatımı. Ç. Ü. Müh- Mim Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölmü.  http://laboratuarcihazlari.net/wp-content/uploads/2009/03/etuv.jpg  http://www.teknolojievi.com/files/urunler/Buyuk/7831.jpg
  60. 60. T.C. ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ JM–411 ZEMİN MEKANİĞİ UYGULAMALARI PİKNOMETRE DENEYİ HAZIRLAYAN 2005249048 TOLGA GÖZÜTOK 2006249024 SÜLEYMAN KARAHAN DANIŞMAN Prof. Dr. Hasan ÇETİN ADANA 2009
  61. 61. I İÇİNDEKİLER Sayfa No 1. Giriş 1 2. Materyal ve Metot 2 2.1. Materyal 2 2.2. Metot 3 3. Araştırma Bulguları 4 3.1. Hesaplamalar 5 4. Sonuçlar 8 Kaynaklar
  62. 62. II ŞEKİL DİZİNİ Sayfa No Şekil 2.1 Etüv 2 Şekil 2.2 Hassas terazi 2 Şekil 2.3 Hesap makinesi 2 Şekil 2.4 Kompresör 2 Şekil 2.5 Isıtıcı 2 Şekil 2.6 Termometre 2 Şekil 2.7 Piknometre 2 Şekil 2.8 4 nolu elek 2 Şekil 2.9 Numune kabı 2 Şekil 2.10 Huni 3 Şekil 2.11 Şırınga 3 Şekil 2.12 Saf su 3
  63. 63. 1.GİRİŞ Piknometre Deneyi 1 1. GİRİŞ Bazı durumlarda zemini oluşturan katı parçacıkların yoğunluklarının suyun yoğunluğu ile karşılaştırılması gerekebilir. Bu karşılaştırma katı parçacıkların yoğunluğunun suyun yoğunluna oranıdır. İşte bu oran zemini oluşturan katı parçacıkların özgül yoğunluğu olarak adlandırılır. Bir zemine ait su içeriği, yoğunluk ve özgül yoğunluğunun bilinmesi ile zemine ait diğer fiziksel özellikler örneğin; boşluk oranı, porozite, doygunluk derecesi hesaplanabilir (Aytekin, 2004). Özgül ağırlık deneyi zemin tanelerinin özgül ağırlığını bulmak için yapılır. Özgül ağırlığın bulunması zeminin diğer fiziksel özelliklerinin bulunması için kilit bir rol oynamaktadır. Bu fiziksel özelliklerin bulunması ile granülometri eğrilerini çizmek daha kolaydır. Özgül ağırlık zemini oluşturan katı tanelerin oranının zeminin içerisindeki suyun oranına denilmektedir. Bu deneyde kalibre edilmiş olan bir cam piknometre ile zemin numunesinin özgül ağırlık hesaplaması yapılır.
  64. 64. 2. MATERYAL ve METOT Piknometre Deneyi 2 2. MATERYAL ve METOT 2.1. Materyal  Etüv (Şekil 2.1)  Hassas terazi (Şekil 2.2)  Hesap makinesi (Şekil 2.3)  Kompresör (Şekil 2.4)  Isıtıcı (Şekil 2.5)  Termometre (Şekil 2.6)  Piknometre (Şekil 2.7)  4 nolu elek (Şekil 2.8)  Numune kabı (Şekil 2.9)  Huni (Şekil 2.10)  Şırınga (Şekil 2.11)  Saf su (Şekil 2.12)  Piset  Bez Şekil 2.1 Etüv Şekil 2.2 Hassas terazi Şekil 2.3 Hesap Makinesi (http.laboratuarcihazlari.net) (www.teknolojievi.com) Şekil 2.4 Kompresör Şekil 2.5 Isıtıcı Şekil 2.6 Termometre Şekil 2.7 Piknometre Şekil 2.8 4 nolu elek Şekil 2.9 Numune kabı
  65. 65. 2. MATERYAL ve METOT Piknometre Deneyi 3 Şekil 2.10 Huni Şekil 2.11 Şırınga Şekil 2.12 Saf su 2.2. Metot İlk etapta deneyde kullanılacak piknometre (Şekil 2.7) kalibre edilir. Piknometrenin havası kompresör (Şekil 2.4) yardımıyla alınarak iç yüzeyinde su ve tane kalmaması sağlanır. Piknometre hassas terazide (Şekil 2.2) tartılarak ağırlığı not edilir. Bir gün süreyle oda sıcaklığında kurutulmuş numune elenir. Etüvde (Şekil 2.1) kurutulup soğumaya bırakılır. Deneyde kullanılan zemin tipi örneği miktarı ASTM standardında belirtilen aralıktaki değere göre alınarak hassas terazide tartılır. Numune + piknometre ağırlığı not edilir. Başka bir piknometrede de saf su kaynatılır. Kaynamış sudan numunenin üzerine bir miktar eklenir. Daha sonra numune ısıtıcıya (Şekil 2.5) konulup kaynatılarak 30 dakika beklenir. Ardından numune soğumaya bırakılır. Artan kaynamış saf sudan piknometrenin menisküs çizgisi hizasına teğet gelene kadar eklenir. Hassas terazide piknometre + numune + saf su ağırlığı tartılarak not edilir. Termometre (Şekil 2.6) piknometrenin boyunun ortasına gelecek şekilde yerleştirilir. Bir süre beklendikten sonra termometreden okunan sıcaklık değeri not edilir. Bu deneyi bir numune için 3–4 kez yaparak sonuçların ortalaması alınır. Böylelikle deneyin doğruluk yüzdesi artırılmış olur.
  66. 66. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI PİKNOMETRE DENEYİ 4 3. ARAŞTIRMA BULGULARI Numune açık havada bir gün süreyle kurutulmuştur (eğer ortam şartları uygun değilse numune etüvde 40–50 °C’ de kurumaya bırakılır). Numune 4 nolu elek ile elenmiştir. Elenen numune etüvde (Şekil 2.1) kurutulmuş ve 5 dakika soğumaya bırakılmıştır. Kalibre edilmiş 250ml’ lik piknometrenin (Şekil 2.7) kompresör (Şekil 2.4) yardımıyla havası alınmıştır (Böylece piknometrenin içinde su ve tane kalmaması sağlanmıştır). Deneyde kullanılan zemin tipi örneği miktarı ASTM standardında belirtilen aralıktaki değere göre alınmıştır. Bu deneyde kullanılan malzeme silt-kil olduğundan numune miktarı 35± 5g aralığında alınıp 250ml’ lik piknometreye aktarılmıştır. Hassas terazide (Şekil 2.2) numune + piknometre ağırlığı not edilmiştir. Çizelge 3.1. Zemin tipi ve piknometre boyutuna göre numune miktarı (ASTM,2003) S: Kum SP: Uniform kum M: Silt SM: Siltli kum C: Kil SC: Killi kum Başka bir piknometreye de saf su konulup 30 dakika boyunca ısıtıcıda kaynatılıp damıtık su elde edilmiştir. İçerisinde numune olan piknometrenin ağzına huni yerleştirilmiştir. Elde edilen damıtık sudan bir miktar, piknometre bir bez yardımıyla tutularak yavaş yavaş içinde numune olan piknometreye eklenmiştir. Türbülans olmaması için de saf su yavaşça eklenmiştir. Saf su göz kararı bir miktar Zemin Tipi 250ml' lik Piknometre 500ml' lik Piknometre Numune Miktarı (g) Numune Miktarı (g) SP, SP-SM 60±10 100±10 SP-SC, SM, SC 45±10 75±10 Silt veya Kil 35±5 50±10
  67. 67. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI PİKNOMETRE DENEYİ 5 eklenerek taşma olasılığı da ortadan kaldırılmıştır. Zemin taneleri ve saf suyun karışması için piknometre hafifçe çalkalanmıştır. İçine saf su eklenilen numuneyi ısıtıcıya konulup, kaynama başladıktan sonra 30 dakika beklenmiştir. Geriye kalan kaynamış saf sudan bir miktar şırıngaya, bir miktar da pisete aktarılmıştır. Piset ile kaynatılmış olan numuneye bir miktar daha saf su eklenmiştir (İlave edilen saf su, menisküs çizgisine yaklaşınca menisküs sınırını aşmaması için şırınga ile eklenmiştir. Aksi bir durumda, fazla konulan saf suyu şırıngayla çekersek zemin tanelerini de şırıngaya çekeriz. Bu nedenle menisküs çizgisini aşılırsa deney tekrarlanır). Saf su eklendikten sonra menisküs çizgisine yatay ve paralel bakarak kavislik gözlenmiştir. Piknometrenin dışı da bir bezle silinerek parmak izi kalmaması sağlanmıştır. Hassas terazide numune + piknometre + saf su ağırlığı tartılarak not edilmiştir. Piknometrenin ağzı kapatılıp homojen bir dağılım sağlanması için birkaç kez piknometre baş aşağı yapılmıştır. Termometre piknometrenin içine daldırılıp piknometrenin orta kısmına gelecek şekilde tutulmuştur. Sabitlenene kadar bekletilip sıcaklığı ölçülmüştür. Bu deney aynı numune için 3–4 kez yapılmıştır. Piknometre arada bir çalkalanarak zemin tanelerinin dibe yapışmaması ve havanın daha çabuk çıkması sağlanmıştır. Ayrıca piknometrenin kalibre edilmesi de bu deney için önemli olan başka bir noktadır. Her deneyde sıcaklık farklı olacağı için farklı özgül ağırlık değerleri elde edilecektir. Daha sağlıklı bir sonuç elde edebilmek için deney 3–4 defa yapılıp ortalaması alınmıştır. 3.1 Hesaplamalar Ms x Gwt Gs = ( Ms + Mbw ) – Mbws
  68. 68. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI PİKNOMETRE DENEYİ 6 Gs = Özgül ağırlık Ms= Numune miktarı Gwt =T sıcaklığındaki damıtık suyun özgül yoğunluğu Mbw = Piknometre ağırlığı+saf su ağırlığı Mbws = Piknometre ağırlığı+ numune ağırlığı+ saf su ağırlığı ÖRNEK 1: Piknometre ağırlığı: 71,09 gr (tartım) Piknometre ağırlığı+numune ağırlığı:108,81 gr (tartım) Piknometre ağırlığı+ numune ağırlığı+saf su: 335,83 gr (son tartım) Sıcaklık:77,4 °C Gwt : 0,9737 Mbw : 312,1 gr Gs : ? Numune ağırlığı=(Piknometre ağırlığı+Numune ağırlığı)-Piknometre ağ.=37,72 gr Ms x Gwt Gs = ( Ms + Mbw ) – Mbws = 37,72 x0,9737 Gs = 2,62 (birimsiz) (37,72 + 312,1) – 335,83
  69. 69. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI PİKNOMETRE DENEYİ 7 ÖDEV 1: Piknometre ağırlığı: 71,16 gr (tartım) Piknometre ağırlığı+numune ağırlığı:111,26 gr (tartım) Piknometre ağırlığı+ numune ağırlığı+saf su: 338,03 gr (son tartım) Sıcaklık:74 °C Gwt : 0,9755 Mbw : 312,8 gr Gs : ? Numune ağırlığı=(Piknometre ağırlığı+Numune ağırlığı)- Piknometre ağ.=40,1 gr Ms x Gwt Gs = ( Ms + Mbw ) – Mbws = 40,1 x0,9755 Gs = 2,63 (birimsiz) (40,1 + 312,8) – 338,03
  70. 70. 4.SONUÇ PİKNOMETRE DENEYİ 8 4.SONUÇLAR Örnek 1’deki zemin örneği verilerine göre (piknometre ağırlığı:71,09 gr, piknometre ağırlığı+numune ağırlığı: 108,81 gr, piknometre ağırlığı+numune ağırlığı+saf su: 335,83 gr, sıcaklık: 77,4 °C, Gwt : 0,9737, Mbw: 312,1 gr) ; Zeminin özgül ağırlığı 2,62 hesaplanmıştır. Ödev 1’deki zemin örneği verilene göre (piknometre ağırlığı:71,16 gr, piknometre ağırlığı+numune ağırlığı:111,26 gr, piknometre ağırlığı+numune ağırlığı+saf su: 338,03 gr, sıcaklık:74 °C, Gwt : 0,9755, Mbw : 312,8 gr) ; Zeminin özgül ağırlığı 2,63 hesaplanmıştır.
  71. 71. KAYNAKLAR  ASTM D854_02,2003.  AYTEKİN, M., 2004. Deneysel Zemin Mekaniği, Teknik Yayınevi, Ankara, 46 s.  ŞEFLEK, N., 2009. Zemin Mekaniği Laboratuarı Sözlü Anlatımı. Ç. Ü. Müh- Mim Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü.
  72. 72. T.C. ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ JM–411 ZEMİN MEKANİĞİ UYGULAMALARI HİDROMETRE DENEYİ HAZIRLAYAN 2005249048 TOLGA GÖZÜTOK 2006249024 SÜLEYMAN KARAHAN DANIŞMAN Prof. Dr. Hasan ÇETİN ADANA 2009
  73. 73. I İÇİNDEKİLER Sayfa No İÇİNDEKİLER……………………………………………………………….I ŞEKİL DİZİNİ………………………………………………………………..II GRAFİK DİZİNİ……………………………………………………………..III ÇİZELGE DİZİNİ…………………………………………………………….IV 1.GİRİŞ :……………………………………………………………………...1 2.MATERYAL ve METOT :………...………………………….…………....2 2.1.Materyal :………..……………………………………………….…......2 2.2.Metot :…………….…………….…………………………….….…......3 3.ARAŞTIRMA BULGULARI:......……………………………………...…...5 3.1.Hesaplamalar:…………………………………………………………...6 4.SONUÇ :……………...………………………………………………...…...13 KAYNAKLAR EKLER
  74. 74. II ŞEKİL DİZİNİ Sayfa No Şekil 2.1. Elek seti ……………………………………………………………………….2 Şekil 2.2. Piset……………... ………………………………………………………........2 Şekil 2.3. Mezür………….. ……………………………...………..……………………………..3 Şekil 2.4. Mikser……..……. …………..……….. ………..……………………………..3 Şekil 2.5. Hidrometre...…. ………..……………………………………………………...3 Şekil 2.6. Termometre….…...……………..………………………………………….......3
  75. 75. IV ÇİZELGE DİZİNİ Sayfa No Çizelge 3.1 Soru 1 için hidrometre deneyi verileri ve sonuçları………………………….6 Çizelge 3.2 Soru 1 için elek analizi verileri ve sonuçları…………………………………7 Çizelge 3.3 Soru 2 için hidrometre deneyi verileri ve sonuçları………………………….9 Çizelge 3.4 Soru 2 için elek analizi verileri ve sonuçları…………………………………9
  76. 76. III GRAFİK DİZİNİ Sayfa No Grafik 3.1. Soru 1 için tane çapına göre yüzde geçen miktarları ………………………8 Grafik 3.2. Soru 2 için tane çapına göre yüzde geçen miktarları ………………………11
  77. 77. 1.GİRİŞ HİDROMETRE DENEYİ 1 1.GİRİŞ Zemin mekaniği deneylerinden biri olan hidrometre deneyi; elek analizinde ayırımı yapılamayan silt ve kil boyutundaki ince taneciklere uygulanır. Deney sonucunda, zeminin direk ve indirek sınıflamaları yapılarak zemin ile ilgili tam bir adlandırma gerçekleştirilir. Sınıflama da USCS birleştirilmiş zemin sınıflaması kullanılır. İndirek sınıflamada Casagrande plastisite kartına bakılır. Zemin için bulunan likit limit, plastik limit, plastisite indisi değerleri yardımıyla bu kartta zeminin indirek sınıflaması yapılır. Zeminin indirek sınıflamasından sonra ise; zeminin plastisite indisine, 200 nolu elek üstünde kalan zemin %’sine, kum oranına, çakıl oranına, ince tanelilerin oranına, likit limitin % değerine göre, Cu ve Cr ‘ye göre zeminin direk sınıflaması yapılır. Laboratuar koşullarında gerçekleştirilen bu deneyde su içeriği kabı, saf su, piset, hassas terazi, etüv, mezür, hidrometre, kaşık, mikser, termometre, elek seti, beher, Sodyum hegza metafosfat (Calgon) materyalleri kullanılır. Amaç; elek analizi ile ayıramadığımız kil ve silti belirleyerek, zemini sınıflamaktır.
  78. 78. 2. MATERYAL ve METOT HİDROMETRE DENEYİ - 2 - 2. MATERYAL ve METOT 2.1. Materyal  Su içeriği kabı  Etüv  Hassas terazi  Termometre  Piset  Saf su  Mezür  Hidrometre  Kaşık  Mikser  Elek seti  Beher  Sodyum hegza metafosfat  Hesap makinesi  Kalem  Kâğıt Şekil 2.1 Elek seti Şekil 2.2 Piset
  79. 79. 2. MATERYAL ve METOT HİDROMETRE DENEYİ - 3 - Şekil 2.3 Mezür Şekil 2.4 Mikser Şekil 2.5 Hidrometre Şekil 2.6 Termometre 2.2. Metot Zemin numunesi üzerine sodyum hegza metafosfat eklenir. Bir gün numune bekletilir. Deneye başlamadan önce zeminin plastisite indisi hesaplanır. PI değerine göre de numune mikserde karıştırılır. ASTM D422‘ye göre numune; PI< 5 ise 5 dakika, 5≤ PI ≤ 20 ise 10 dakika, PI >20 ise 15 dakika karıştırılır. 1000 ml’lik iki adet mezür alınır ve bir tanesine saf su konulur. Saf su olan mezürün içine hidrometre bırakılır. Mikserde karıştırılan numune boş mezüre aktarılıp üzerine saf su eklenerek 1000 ml’ye tamamlanır. İçerisinde numune bulunan mezür bir dakika boyunca al aşağı edilerek karıştırılır. Hidrometre yavaşça içine bırakılır. 15 sn, 30 sn, 60 sn, 2 dk, 5 dk, 10 dk, 20 dk, 30 dk, 1 sa, 2 sa, 4 sa, 8 sa, 24 sa okumaları yapılır.
  80. 80. 2. MATERYAL ve METOT HİDROMETRE DENEYİ - 4 - Önce 15 sn, 30 sn, 60 sn, 2 dakika okumaları yapılır ve not edilir. Termometre ile de bu sürelere karşılık gelen sıcaklık değerleri ölçülür. Bu ilk iki dakikalık okumaları, numuneyi her defasında karıştıracak şekilde 3 kez yapılır ve ortalaması alınır. İlk iki dakika okumalarından sonra numuneyi karıştırmaya gerek duymadan 5 dk, 10 dk, 20 dk, 30 dk, 1 sa, 2 sa, 4 sa, 8 sa, 24 sa okumaları yapılır ve not edilir. Her bir zamana karşılık gelen sıcaklık, termometre yardımı ile tek tek ölçülür ve not edilir. Elekler hassas terazide tartılır. Mezürde bulunan numune elek setine dökülür ve su ile yıkayarak kil ve siltlerin akıp gitmesi sağlanır. Etüvde kurutmaya bırakılır. Elek ağırlığı+numune ağırlığı not edilir. Yapılan hesaplamalar, elek analizi ve hidrometre analizi sonuçlarına göre zeminin tane çapı dağılımı yapılır.
  81. 81. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI HİDROMETRE DENEYİ 5 3. ARAŞTIRMA BULGULARI  Deneyde kullanılan numunede kum oranı fazla olduğundan 100 gr alınmıştır. Kil oranı fazla ise 50 gr almak yeterlidir.  Numune, kaybedilmeden bir behere aktarılmıştır, içerisine numuneyi 1-2 parmak geçene kadar sodyum hegza metafosfat eklenmiştir. Sodyum hegza metafosfat kullanılmasının nedeni taneleri birbirinden ayırmaktır.  Bir gün boyunca bekletilmiş olan numune zaman zaman karıştırılarak tanelerin birbirinden daha iyi ayrılması sağlanmıştır.  Karıştırmak amacıyla miksere dökülen numunenin üzerine eklenen su mikserdeki çizgiyi geçmeyecektir. Böylece numunenin etrafa dağılması önlenmiş olur.  Daha önceden hesaplanan plastisite indisi değerlerine göre ASTM standardında verilen aralıklarda mikserde numuneyi karıştırma işlemi gerçekleştirilmiştir.  Saf su konulan mezüre hidrometrenin konulmasının sebebi her ölçüm sonucunda hidrometrenin yan kenarlarında meydana gelen çökelmelerin giderilmesini sağlamaktır.  Hidrometre cam olduğu için, her defasında yavaşça ve dikkatlice su içerisine bırakılmıştır.  Başka bir mezüre aktarılan numune üzerine saf su eklenilerek 1000 ml’ye tamamlanmıştır.  15 sn, 30 sn, 60 sn, 2 dk, 5 dk, 10 dk, 20 dk, 30 dk, 1 sa, 2 sa, 4 sa, 8 sa, 24 sa okumaları çok hassas bir şekilde yapılmıştır. Eğer içindeki kolloidalların ölçmesini beklersek 48 sa okuması da yapılır.  Daha sağlıklı bir sonuç vermesi amacıyla ilk iki dakika okumaları 3 kez yapılıp ortalaması alınmıştır.  Her ilk iki dakikalık okumalarda mezürdeki numune al aşağı karıştırılmıştır fakat 2 dakikadan sonraki okumalar için karıştırma yapmaya gerek yoktur ve direk sıcaklık ve hidrometre okuması yapılmıştır.
  82. 82. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI HİDROMETRE DENEYİ 6  Elek setine dökülen numuneye alt kısımdan berrak su akana kadar yıkama işlemi yapılmıştır. Böylece kil ve siltin akıp gitmesi sağlanmıştır.  Yapılan hesaplamalar, kullanılması gereken grafikler ve çizelgeler yardımıyla zeminin sınıflaması yapılmıştır. 3.1 Hesaplamalar SORU 1. Okuma Geçen Sıcaklık Hidrometre Hidrometre Zamanı Zaman °C Okuması Düzeltmesi (d) (sn) ra 10:46 15 29,00 1,0295 -0,00395 10:46 30 29,00 1,0285 -0,00395 10:47 60 29,00 1,0270 -0,00395 10:48 120 29,00 1,0260 -0,00395 10:51 300 29,00 1,0230 -0,00395 10:56 600 29,00 1,0220 -0,00395 11:06 1200 29,00 1,0200 -0,00395 11:16 1800 29,00 1,0180 -0,00395 11:46 3600 29,00 1,0165 -0,00395 12:51 7200 29,00 1,0140 -0,00395 14:46 14400 29,00 1,0120 -0,00395 16:45 21599 29,00 1,0100 -0,00395 11:04 87480 28,60 1,0070 -0,00405 13.30 182640 28,80 1,0025 -0,00400 Düzeltilmiş Zr Suyun Den. Sıcak. Tane Çapı N ( %) Hidrometre (cm) Viskozitesi Suyun B.H.A D Okuması (r ) (μ) (mm) 1,0256 10,75 0,00818 0,99595 0,10336 92,831 1,0246 11 0,00818 0,99595 0,0739 89,701 1,0231 11,35 0,00818 0,99595 0,0531 85,0043 1,0221 11,65 0,00818 0,99595 0,0380 81,873 1,0191 11,15 0,00818 0,99595 0,0223 72,481 1,0181 11,5 0,00818 0,99595 0,0161 69,349 1,0161 12 0,00818 0,99595 0,0116 63,0879 1,0141 12,55 0,00818 0,99595 0,0097 56,826 1,0126 12,9 0,00818 0,99595 0,0070 52,129 1,0101 13,65 0,00818 0,99595 0,0051 44,302 1,00805 14,1 0,00818 0,99595 0,0037 38,0405 1,00605 14,75 0,00818 0,99595 0,0031 31,7787 1,003 15,55 0,00818 0,99607 0,00157 21,697 0,9985 16,3 0,00818 0,99601 0,00111 7,79
  83. 83. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI HİDROMETRE DENEYİ 7 Çizelge 3.1 Soru 1 için hidrometre deneyi verileri ve sonuçları Elek No Elek Açıklığı Kurutma Kabı Kurutma Kabı + Elek Üstü Zemin % Kalan Toplam Toplam (mm) Ağırlığı (gr) Zemin Ağ. (gr) Ağırlığı (gr) % Kalan % Geçen 3/4 in 19,00 10,00 0,00 0,00 0,000 0,000 100,00 4 4,75 10,00 0,00 0,00 0,000 0,000 100,00 10 2,00 10,00 0,00 0,00 0,000 0,000 100,00 40 0,425 10,00 10,26 0,26 0,510 0,510 99,49 200 0,075 10,00 14,79 4,79 9,392 9,902 90,10 Tava 0 10,00 55,95 45,950 90,098 100,000 0,00 Çizelge 3.2 Soru 1 için elek analizi verileri ve sonuçları 2 dk öncesi için tane çapı: N= GS X VSP X r-rs x 100 GS -1 WS D= √30 x μ x √Zr √(γs- γw ) x 980 √t 1. Okuma için: N= 2,6757 x 1000 x (1,0256-0,99595) x100 2 dk sonrası için tane çapı: 2,6757-1 51 N=92,831 D= √30 x μ x √(Zr – ((VH /2 x AJ))) √(γs- γw ) x 980 √t 1.Okuma İçin: D= √30 x 0,00818 x √10,75 cm √(2,6757 - 0,99595 ) x 980 √15 sn = 0,10336 mm 5. Okuma için: D= √30 x 0,0818 x √(11,15 – ((67 /2 x 30,19))) √(2,6757-0,99595)x 980 √300 = 0,0223 mm
  84. 84. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI HİDROMETRE DENEYİ 8 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,001 0,01 0,1 1 10 100 Tane Çapı (mm) YüzdeGeçen(%N) 0.005 mm No. 200 No. 40 No. 10 No. 4 19 mm 75 mm Grafik 3.1 Soru 1 için tane çapına göre yüzde geçen miktarları SORU 2. Okuma Geçen Sıcaklık Hidrometre Hidrometre Zamanı Zaman °C Okuması Düzeltmesi (d) (sn) ra 11:17 15 31,20 1,0295 -0,00325 11:17 30 31,20 1,029 -0,00325 11:18 60 31,20 1,0285 -0,00325 11:19 120 31,20 1,0282 -0,00325 11:22 300 31,20 1,0280 -0,00325 11:27 600 31,00 1,0260 -0,0033 11:37 1200 31,00 1,0250 -0,0033 11:47 1800 30,30 1,0240 -0,0035 12:17 3600 30,00 1,0230 -0,00355 13:17 7200 29,40 1,0220 -0,00395 15:17 14400 27,70 1,0210 -0,00430 17:44 23220 27,00 1,0195 -0,0045 13:45 95280 27,60 1,0173 -0,00425 12:18 176460 27,70 1,0160 -0,00430
  85. 85. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI HİDROMETRE DENEYİ 9 Düzeltilmiş Zr Suyun Den. Sıcak. Tane Çapı N ( %) Hidrometre (cm) Viskozitesi Suyun B.H.A D Okuması (r ) (μ) (mm) 1,02625 10,4 0,00783 0,99529 0,09908 96,83 1,02575 10,8 0,00783 0,99529 0,0714 95,27 1,02525 10,9 0,00783 0,99529 0,05072 93,9 1,02495 10,95 0,00783 0,99529 0,03594 92,76 1,02475 9,6 0,00783 0,99529 0,02001 90,0 1,02270 10,2 0,00783 0,99535 0,01464 85,54 1,02170 10,3 0,00783 0,99535 0,01041 82,41 1,02090 10,6 0,00800 0,99556 0,00864 79,25 1,01945 11 0,00800 0,99565 0,00623 74,43 1,01805 11,4 0,00818 0,99583 0,00449 66,69 1,01670 11,8 0,00836 0,99632 0,00324 63,74 1,01500 12,2 0,00855 0,99652 0,0026 57,8 1,01305 12,8 0,00836 0,99635 0,00131 52,23 1,0117 13,1 0,00836 0,99632 0,001 48,10 Çizelge 3.3 Soru 2 için hidrometre deneyi verileri ve sonuçları Elek No Elek Açıklığı Kurutma Kabı Kurutma Kabı + Elek Üstü Zemin % Kalan Toplam Toplam (mm) Ağırlığı (gr) Zemin Ağ. (gr) Ağırlığı (gr) % Kalan % Geçen 3/4 in 19,00 10,00 10,00 0,00 0,000 0,000 100,00 4 4,75 10,00 10,31 0,31 0,607 0,607 99,393 10 2,00 10,00 10,59 0,59 1,156 1,763 98,237 40 0,425 10,00 10,23 0,23 0,450 2,213 97,787 200 0,075 10,00 11,48 1,48 2,901 5,114 94,886 Tava 0 10,00 58,39 48,390 94,882 100,00 0,000 Çizelge 3.4 Soru 2 için elek analizi verileri ve sonuçları LL=%53 PL=%19 2 dk öncesi için tane çapı: D= √30 x μ x √Zr √(γs- γw ) x 980 √t
  86. 86. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI HİDROMETRE DENEYİ 10 2 dk sonrası için tane çapı: D= √30 x μ x √(Zr – ((VH /2 x AJ))) √(γs- γw ) x 980 √t 1.Okuma İçin: D= √30 x 0,00783 x √10,4 cm √(2,6803 - 0,99529 ) x 980 √15 sn = 0,09908 mm 6.Okuma İçin: D= √30 x 0,00783 x √(10,2 –((67/2x30,19))) √(2,6803 - 0,99535 ) x 980 √600 sn = 0,01464 mm PI=LL-PL =53-19 =%34 N= GS X VSP X r-rs x 100 GS -1 WS 1.Okuma için: N= 2,6803 x 1000 x (1,02625-0,99529) x100 2,6803-1 51 N= 96,83
  87. 87. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI HİDROMETRE DENEYİ 11 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,001 0,01 0,1 1 10 100 Tane Çapı (mm) YüzdeGeçen(%N) 0.005 mm No. 200 No. 40 No. 10 No. 4 19 mm 75 mm Grafik 3.2 Soru 2 için tane çapına göre yüzde geçen miktarları Grafikte % tane boyları bulunan (% 68 Kil , % 27 Silt, % 4 Kum, %1 Çakıl ) ve LL değeri % 50 ‘den büyük olan zeminin Ek-5 ve Ek-9 da verilen sınıflandırmaya göre adlandırması Yağlı Kil’dir. SORU 3. % 15 kil %51 kum LL = %53 % 17 silt % 17 çakıl PL = %37 olan zemini sınıflandırınız. Ek-5 ve Ek-7’ye göre zemin sınıflaması: PI= LL-PL Siltli kum ve çakıl = 53-37=%16 SORU 4. % 3 kil % 77 kum Cu=4,8 % 1 silt % 19 çakıldan oluşan zemini sınıflandırınız. Ek-7’ye göre zemin sınıflaması: Uniform kum ve az çakıl
  88. 88. 3.ARAŞTIRMA BULGULARI HİDROMETRE DENEYİ 12 SORU 5. % 63 kil % 7 kum LL = %47 % 25 silt % 5 çakıl PL = %22 olan zemini sınıflandırınız. Ek-5 ve Ek-8 ‘ e göre zemin sınıflaması: PI= LL-PL Düşük Plastisiteli Kil = 47-22 =%25 SORU 6. % 52 kil % 14 kum LL = %55 % 10 silt % 24 çakıl PL = %39 olan zemini sınıflandırınız. Ek-5 ve Ek-9’a göre zemin sınıflaması: PI= LL-PL Çakıllı Elastik Silt =55-39=%16 SORU 7. % 8 kil % 35 kum LL = %47 % 7 silt % 50 çakıl PL = %23 olan zemini sınıflandırınız. Ek-5 ve Ek-6 ‘ya göre zemin sınıflaması: PI= LL-PL Killi çakıl ve az kum = 47-23 =%24
  89. 89. 4.SONUÇ HİDROMETRE DENEYİ 13 4.SONUÇ Zemini sınıflandırabilmek için ekte verilen bilgilere göre; ikinci hidrometre deneyinde zemin, yağlı kil olarak adlandırılmıştır. Hidrometre deneyi yapılıp, elde edilen sonuçlara göre sınıflaması istenilen;  üçüncü soru için zemin; siltli kum ve çakıl ,  dördüncü soru için zemin; uniform kum ve az çakıl,  beşinci soru için zemin; düşük plastisiteli kil,  altıncı soru için zemin; çakıllı elastik silt,  yedinci soru için zemin; killi çakıl ve az kum olarak adlandırılmıştır.
  90. 90. KAYNAKLAR  ASTM D422 Standard Method for Particle-Size Analysis and Determination of Soil Constants, 1985, “Annual Book of ASTM Standards, sec.4, Vol 04.08, Soil and Rock; Building Stones, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, USA.  BELEN, M., 2009. Zemin Mekaniği Laboratuarı Sözlü Anlatımı. Ç. Ü. Müh- Mim Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü.
  91. 91. EKLER Ek-1. Sıcaklığa göre hidrometre düzeltmesi ( Çetin, 1998) Ek-2. Düzeltilmiş hidrometre okumasına karşılık efektif derinlik düzeltmesi (Çetin, 1998) Ek-3. Sıcaklığa bağlı olarak suyun viskozite değerinin değişimi (milipoise) (Hogeman,1959) Ek-4. Suyun sıcaklıkla yoğunluğunun değişmesi ( ASTM D854-02,2003) Ek-5. Casagrande plastisite kartı Ek-6. Çakıl zeminlerin Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırma Sistemine Göre Sınıflandırılması Ek-7. Kum zeminlerin Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırma Sistemine Göre Sınıflandırılması Ek-8. Likit limiti %50’den küçük ince taneli zeminlerin sınıflandırılması Ek-9. Likit limiti %50ve daha fazla olan ince taneli zeminlerin sınıflandırılması
  92. 92. EK-1. Sıcaklığa göre hidrometre düzeltmesi ( Çetin, 1998) EK-2. Düzeltilmiş hidrometre okumasına karşılık efektif derinlik düzeltmesi (Çetin, 1998)
  93. 93. EK-3. Sıcaklığa bağlı olarak suyun viskozite değerinin değişimi (milipoise) (Hogeman,1959)
  94. 94. EK-4. Suyun sıcaklıkla yoğunluğunun değişmesi ( ASTM D854-02,2003)
  95. 95. EK-5. Casagrande plastisite kartı
  96. 96. EK-6. Çakıl zeminlerin Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırma Sistemine Göre Sınıflandırılması EK-7. Kum zeminlerin Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırma Sistemine Göre Sınıflandırılması
  97. 97. EK-8. Likit limiti %50’den küçük ince taneli zeminlerin sınıflandırılması EK-9. Likit limiti %50ve daha fazla olan ince taneli zeminlerin sınıflandırılması

×