ZeminMekaniği

Zemin mekaniği dersinde işlenen bazı konular: Zeminlere giriş. Zeminlerin indeks özellikleri. Zeminlerin sıkıştırılması (kompaksiyon). Zeminlerin hidrolik iletkenliği ve akım ağları. Toplam ve efektif gerilme kavramları. Boşluk suyu basıncı. Zeminlerde düşey toplam ve efektif gerilme dağılımı. Zemin suyu ve kapilerite (kılcallık) olayı. Konsolidasyon, oturma ve ani oturma. Zeminin kayma mukavemeti ve toprak basınçları. Temellerin taşıma gücü ve şevlerin stabilitesi. Ayrıca, zemin mekaniği dersinde katı atık depolama sahaları tasarımı, yer altı suyu akışı ve zemin iyileştirme süreçleri gibi konular da ele alınabilir.

Zeminlerin mühendislik özellikleri şunlardır: Kıvam ve kıvam limitleri. Su muhtevası (w). Boşluk oranı (e). Porozite (n). Tanelerin yoğunluğu (ρs). Zeminin toplam (tabii) yoğunluğu (ρ). Zeminin kuru yoğunluğu (ρk). Rölatif sıkılık (Dr). Suya doygunluk derecesi (S). Zeminin suya doygun yoğunluğu (ρd). Bu özellikler, zemin mühendisliği, jeoloji mühendisliği, geoteknik mühendisliği ve inşaat mühendisliği gibi alanlarda önemli bir rol oynar.

Konsolidasyon sürecinin ne zaman biteceği kesin olarak belirlenemez, çünkü bu süre piyasa dinamiklerine, işlem gören varlığın likiditesine ve yatırımcı psikolojisine göre değişkenlik gösterebilir. Genellikle birkaç gün sürebileceği gibi haftalar ya da aylar boyunca da devam edebilir. Konsolidasyonun sona erdiğini ve yeni bir trendin başladığını gösteren bazı işaretler şunlardır: Fiyatın konsolide olduğu bandın kırılması; İşlem hacminin artması.

Zemin sıvılaşması, kohezyonsuz, doymuş veya kısmen doymuş bir toprağın, deprem sırasındaki sallanma veya gerilme durumundaki diğer ani değişiklikler gibi uygulanan bir gerilmeye tepki olarak mukavemetini ve sertliğini önemli ölçüde kaybetmesi durumudur. Bu durumda toprak, normalde katı bir malzeme gibi davranmak yerine sıvı gibi davranır. Zemin sıvılaşmasının gerçekleşmesi için gerekli koşullar şunlardır: Daneli yapıların olması (kumlu zemin, kohezyonlu zeminlerde özel şartlar). Daneler arası bağın kuvvetli olmaması (çok gevşek, gevşek, orta-sıkı). Daneler arası boşlukta su olması (YASS/suya doygun olması). Deprem gibi ani bir kuvvetin bulunması (M≥5, amaks≥0.1g).

Zemin Mekaniği 1 ve 2, inşaat mühendisliği alanında zeminlerin davranışını ve özelliklerini inceleyen derslerdir. Zemin Mekaniği 1 dersinde genellikle aşağıdaki konular işlenir: toprağın sınıflandırılması ve özellikleri; temel test yöntemleri; gerilme-şekil değiştirme davranışı ve kayma dayanımı. Zemin Mekaniği 2 dersinde ise: laboratuvar deneyleriyle tasarım parametrelerinin belirlenmesi ve sonuçların değerlendirilmesi; geoteknik mühendisliğinde karşılaşılan problemlerin analizi, değerlendirilmesi ve çözüm üretimi; yanal toprak basıncı hesabı, toprak dayanma yapılarının tasarımı ve şev stabilitesi gibi konular ele alınır.

Zemin mekaniği laboratuvarında yapılan deney sayısı, 44 adet olarak belirtilmiştir. Ayrıca, zemin mekaniği laboratuvarında yapılan bazı deneyler şunlardır: dane çapı dağılımı; kıvam limitleri; su içeriğinin belirlenmesi; tane yoğunluğunun belirlenmesi; sıkıştırma deneyleri. Deney sayısı, laboratuvarın kapsamına ve yapılan güncellemelere göre değişiklik gösterebilir.

Zemin oturmasına neden olan faktörler doğal ve yapay olmak üzere iki ana kategoriye ayrılır. Doğal faktörler: Yeraltı su seviyesinin düşmesi. Depremler, aşırı yağış ve kuraklık. Yapay faktörler: Zeminlerin fazla yüklenmesi. Yeraltı suyunun normalden fazla çekilmesi. Yeraltında yapılan kazılar.

Zemin oturma hesabı, çeşitli formüller ve yöntemler kullanılarak yapılır. İşte bazı adımlar: 1. Elastik Oturma Hesabı: - Formül: Ani oturma (Si) = qnet Si / (2 Ec Bo). - Parametreler: qnet: Net yük. Si: Oturma miktarı. Ec: Elastisite modülü. Bo: Temel genişliği. 2. Konsolidasyon Oturma Hesabı: - Formül: Sc = Cc (σp - σ0) / Δσ. - Parametreler: Cc: Konsolidasyon indisi. σp: Ön konsolidasyon basıncı. σ0: Düşey efektif gerilme. Δσ: Yapıdan gelen gerilme. 3. İkincil ve Üçüncül Oturma Hesabı: - Killi zeminlerin aşırı yüklenmesi sonucu oluşur. Zemin türüne göre formüller değişebilir. Örnek bir hesaplama için aşağıdaki kaynaklar incelenebilir: insaport.com; sanalsantiye.com; slideplayer.biz.tr.

Kazık arazi, yapıların temellerinde kullanılan ve üst yapı yüklerini zayıf zeminlerden derinlerdeki sağlam tabakalara aktaran temel sistemlerini ifade eder. Kazıklı temellerin kullanıldığı bazı durumlar: Sağlam zemin tabakasının yüzeysel temeller için çok derinlerde olması; Yapının oturduğu zemin tabakasının yükleri taşıyamayacak kadar yumuşak ve gevşek olması; Zemin tabakaları arasında büyük farklılıkların olması; Eğimli ve yatay olarak büyük yüklerin meydana gelmesi; Farklı oturmaların çok olduğu yapılar. Kazık türleri, kullanılan malzeme ve yük aktarım mekanizmasına göre değişiklik gösterebilir.

Konsolidasyon, zemin tabakası üzerine uygulanan yükün etkisiyle, boşluklardaki suyun dışarı atılması sonucu meydana gelen hacim değişimi sürecidir. Oturma, üç ana gruba ayrılır: 1. İlk sıkışma (ani oturma): Kuru, nemli ve doygun zeminlerdeki elastik deformasyonun neden olduğu oturmalardır. 2. Birincil konsolidasyon oturması: Doygun kohezyonlu zeminlerde boşluk suyunun atılmasından dolayı oluşan hacim değişiklikleri sonucudur. 3. İkincil konsolidasyon oturması: Sabit efektif gerilmelerde, zemin dokusunun plastik özelliği sonucu meydana gelen oturmalardır.

Presiyometrik testin yapılışı: 1. Sondaj işlemi: Testin yapılacağı seviyeye kadar sondaj kuyusu açılarak silindirik bir boşluk oluşturulur. 2. Presiyometre probunun indirilmesi: Radyal genişlemeye elverişli olan presiyometre probu, boşluğu genişletmek için şişirilerek kuyuya indirilir. 3. Basınç uygulaması: Probun şişmesi sırasında, gaz tüpünden dedantör yardımıyla ölçme hücresine eşit aralıklarla (1, 2, 3 bar gibi) arttırılan basınçlar uygulanır. 4. Hacim değişiminin kaydedilmesi: Her basınç kademesinde, sabit bir zaman aralığına kadar beklenerek, ölçme hücresindeki hacim değişimleri volumetreden kaydedilir. 5. Eğri çizimi: Elde edilen veriler kullanılarak XY koordinat sisteminde basınç-deformasyon eğrisi çizilir. Bu test, zeminin mukavemet parametrelerini belirlemek, taşıma gücünü hesaplamak ve temel zemininde meydana gelen oturmaları tahmin etmek için kullanılır.

Doğal şev, yatay veya mevcut arazi yüzeyi ile belirli bir açı yapan, düzensiz geometriye sahip eğimli yüzeylerdir. Doğal halde bulunan şevler, yamaç veya doğal şev olarak adlandırılır. İnsan eliyle oluşturulan ve belirli bir geometriye sahip olan şevlere ise yapay, yarma, dolgu şevi veya kazı şevi adı verilir.

Zemin mekaniği dersi, bazı öğrenciler için zor olarak değerlendirilebilir. Ancak, zemin mekaniğinin temel ilkelerini öğrenmek ve pratik uygulamalar yapmak, inşaat projelerinde güvenli ve dayanıklı yapıların inşa edilmesine katkıda bulunmak açısından önemlidir. Zemin mekaniğinin zor olup olmadığı, kişinin öğrenme yeteneğine ve dersin anlatımına bağlı olarak değişebilir.

Konsolidasyon katsayısının (cv) hesaplanması, tek boyutlu konsolidasyon deneylerinden elde edilen verilerle yapılır. Bazı hesaplama yöntemleri: Casagrande Yöntemi: Bu yöntem, cv değerlerini deneysel verilere en yakın şekilde tahmin etmede etkili kabul edilir. Taylor Yöntemi: D–√t eğrisinin başlangıçtaki düz çizgi kısmının belirlenmesine dayanır. Terzaghi'nin Bir Boyutlu Konsolidasyon Teorisi: Cebirsel denklemler aracılığıyla cv hesaplanmasını sağlar. Hesaplama için kullanılan formüller ve yöntemler, ASTM D2435 ve TS 1900-2 gibi standartlara göre değişiklik gösterebilir. Konsolidasyon katsayısının hesaplanması, uzmanlık gerektirdiğinden bir jeoteknik mühendisine danışılması önerilir.

Plastik limit deneyinde kullanılan bazı yöntemler şunlardır: Standart elle yuvarlama yöntemi. Koni penetrasyon yöntemi. Bükme testi.

Tekil temel altında gerilme dağılımını bulmak için aşağıdaki adımlar izlenebilir: 1. Dışmerkezlik Hesaplaması: Düşey yükün temel tabanının ağırlık merkezine göre koordinatları hesaplanır. 2. Gerilme Hesaplaması: Gerilme, V yükünün temel taban alanı ve temel tabanının x ve y eksenlerine göre atalet momentleri ile ilişkilendirilen formüller kullanılarak hesaplanır. 3. Basınç Bölgesi Tipi Belirleme: Gerilme dağılımına bağlı olarak, temel tabanının basınç bölgesi tipi belirlenir. 4. Kesit Özellikleri Hesaplama: Basınç bölgesinin parçalarının boyutları ve kesit özellikleri, belirli formüller kullanılarak hesaplanır. 5. Moment ve Kesme Kuvveti Kontrolü: Gerilme dağılımının yamuk veya üçgen olup olmadığı kontrol edilir. Bu süreçte, "Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik" gibi güncel yönetmeliklerin gereklilikleri de dikkate alınmalıdır. Daha detaylı bilgi ve hesaplamalar için ilgili akademik kaynaklara veya mühendislik yazılımlarına başvurulabilir.

Kohezif zeminler, zemini meydana getiren tanelerin kil parçacıkları veya başka bağlayıcı maddeler yardımıyla kendi kendini dağılmadan bir arada tutabildiği zemin türleridir. Kohezif zeminlere örnek olarak silt ve kil verilebilir.

Zemin taşıma gücünü etkileyen bazı faktörler şunlardır: Zemin altı tabakalaşma. Zemin altı kayma mukavemeti parametreleri. Yeraltı su seviyesinin durumu. Çevresel faktörler. Yapının büyüklüğü ve ağırlığı. Kazı derinliği. Yapı türü. Zeminin kohezyonu. Zeminin sürtünme açıları. Zeminin doygunluk derecesi. Kuru ve doygun birim ağırlıklar.

Zeminlerde taşıma kapasitesi, bir zeminin göçme olmadan taşıyabileceği maksimum yük değeridir. Zeminin taşıma kapasitesi, aşağıdaki faktörlere bağlıdır: zemin ağırlığı; kayma mukavemeti; deformasyon özellikleri; başlangıç gerilme durumu ve hidrolik koşullar; temelin derinliği, şekli ve taşıdığı yük gibi geometrik ve fiziksel koşullar. Zeminin taşıma kapasitesi, Terzaghi'nin formülü kullanılarak hesaplanabilir. Ayrıca, kayma dalgası hızı dikkate alınarak taşıma kapasitesi hesaplanabilir.

Zemin mekaniğinde örnek soruların nasıl çözüldüğüne dair bilgi edinmek için aşağıdaki kaynaklar kullanılabilir: YouTube. Sanal Şantiye. Bursa Teknik Üniversitesi. OMÜ. Pinterest.