Süreksizlik yüzeylerinin açıklığı

Eğer süreksizlik yüzeyi temiz ve kapalı (sıkı) ise, diğer süreksizlik parametreleri jeoteknik sınıflama açısından yeterli olabilmektedir. Ancak süreksizlik yüzeyi açık ise, ölçülmesi gerekmektedir. Açıklık, bir süreksizliğin karşılıklı iki yüzeyi arasındaki dik uzaklık olup, boş olabileceği gibi, su veya bir dolgu malzemesi tarafından doldurulmuş da olabilir (Şekil 3.15).

Şekil 3.15.a. Kapalı, b. Açık, c. dolgulu süreksizlikler (Anonymous 1981)

Süreksizlikler, çok düz yüzeylere sahip olmadıkları sürece, 0.1 mm veya 1.0 mm genişliğindeki açıklıkların süreksizlik makaslama dayanımı üzerine önemli bir etkisi olmamaktadır. 0 mm, 1 mm, 2 mm, 3 mm ve 4 mm’lik yüzey açıklığına sahip süreksizlikler, açıklık < 0.1 mm ve 2.5-10 mm arasında kaldığından, Anonymous (1981) tarafından “çok sıkı - kapalı” dan “orta derece geniş - boşluklu” yapılar aralığında sınıflandırılmıştır (Çizelge 3.7).

Çizelge 3.7 Süreksizlik açıklığının tanımlanmasına ilişkin ölçütler (Anonymous 1981)

3.2.2.10 Süreksizlik dolgu kalınlıklarının ayarlanması

Süreksizlik dolgu kalınlıklarının, süreksizlik kesme dayanımı üzerine etkisini belirleyebilmek için 1 mm, 2 mm, 3 mm ve 4 mm çapındaki çelik rulmanlar kullanılarak kayada oluşturulan yapay süreksizliğe sıvanan dolgu kalınlıklarının sabit kalması sağlanmıştır (Şekil 3.16).

Şekil 3.16 Çelik rulmanlar kullanılarak süreksizlik dolgu kalınlığının ayarlanmasından

0 mm kalınlıkta ise dolgu malzemesi ve rulman kullanılmamıştır. Süreksizlik dolgu malzemelerinin su muhtevaları ayarlanmış ve süreksizlik dolgu kalınlıkları da ayarlanarak kesme kutusu deneyleri yapılmıştır

3.2.2.11 Süreksizlik dolgu malzemelerinin kesme dayanımı parametrelerinin belirlenmesi

Direnç ya da dayanım bir malzemenin yenilmeden önce dayanabileceği en son gerilmeyi ifade etmektedir.

Zeminin kesme dayanımı basitçe kırılma yüzeyleri boyunca zemin tanelerinin sürekli kayma yer değiştirmesine gösterdiği direnç olarak tarif edilir. Zeminlerde kayma direnci, boşluk oranı, içsel sürtünme açısı, kohezyon, zemin türü, aldığı ve almakta olduğu gerilmeler, uğradığı deformasyonlar gibi birçok özelliğe bağlı olmasına karşılık, sürtünme açısı ve kohezyon gibi iki temel parametre ile tanımlanmaktadır.

Şekil değiştirmeleri sırasında zeminleri oluşturan iri ve ince taneler arasında gelişen sürtünme, kayma direncini belirleyen ana özellik olarak tanımlanır.

Kohezyon ise benzer malzemelerin moleküler çekimi olarak tanımlanır. Bu tanımlamadan katı sıvı ve havanın oluşturduğu ayrık sistem olan zeminde kohezyon kavramının kullanımının yanlış bir yaklaşım olduğu anlaşılır. Bu nedenle kohezyon zeminin fiziksel-mekanik bir özelliği değildir. Ancak getirdiği kolaylıklar bakımından zeminlerde tam doğru olmayan biçimde kullanılmaktadır.

Kayseri diyabazından alınan 63 mm çapındaki karotta oluşturulan yapay süreksizliğin pürüzlülüğü, pürüzlülük ölçüm cihazı ile ölçülerek tespit edildikten sonra, yapay süreksizlik yüzeylerine, hazırlanan kil numuneleri 1 mm, 2 mm, 3 mm ve 4 mm kalınlıklarında sıvanmıştır. Elde edilecek kesme dayanımı değerlerinde, dalgalılığın etkisini ortadan kaldırmak amacıyla, yapay süreksizliğin dalgalılık yönü işaretlenmiştir (Şekil 3.17).

Şekil 3.17 Yapay süreksizliğin dalgalılık yönünün işaretlenmesi

3.2.2.12 Kesme kutusu deneyinin yapılması

Çalışmanın en önemli aşamasını oluşturan bu deney, doğrudan makaslanan zemin numunesinin dayanım özelliklerinin elde edildiği bir deneydir. Zemin numuneleri üzerine farklı normal yükler (2 kg, 4 kg, 6 kg ve 8 kg) uygulanarak, zeminin bu normal gerilme altında gösterdiği kesme dayanımı değişmez hızla yatay kuvvet uygulanarak, yani deformasyon kontrollü olarak belirlenmiştir.

Kesme kutusunun hücresine sığacak şekilde 63 mm çapında hazırlanan karotlar ortasından kaya yarma makinesi ile yarılarak yapay süreksizlikler oluşturulmuştur. Likit limit ile plastik limit arasındaki su muhtevasında hazırlanıp, prizini alması için 1 gün süreyle desikatörde tutulan kil numuneleri, süreksizlik dolgusu olarak, oluşturulan yapay süreksizliğe sıvanarak kesme kutusuna yerleştirilmiştir. Saf su ile doldurulduktan sonra, yanal hareket, düşey hareket ve yük halkası ölçüm aparatları okumaları için hazır hale getirilerek sıfırlanmıştır.Numunenin düşey yük altında konsolidasyonuna fırsat vermeyecek şekilde (konsolidasyonsuz) ve suyun drene olmasına izin verilmeden (drenajsız) 0.1 mm/dakika deformasyon hızı seçilmiştir. Suyun drene olmasına izin verilmeden gerçekleştirilen deney drenajsız deney olarak adlandırılır. Drenajsız dayanım, zeminin drenajsız şartlardaki yükler altında yenildiği durumdaki dayanımıdır.

yapılan yüklemelerin zeminin drenaj hızından daha çabuk bir şekilde uygulanmasıyla ortaya çıkar. Laboratuvarda ise, deney numunesinin drene olamayacak kadar hızlı yüklenmesiyle veya numuneleri geçirimsiz kılıflar içine yerleştirmek suretiyle elde edilir.

Makaslama kuvveti uygulanmadan önce normal yük uygulanarak deneye başlamadan önce, numune konsolide olmadan hızlı deney yapıldığında boşluk suyu basıncı gelişir ve deney konsolidasyonsuz drenajsız (UU) olarak tanımlanır. Killi bir zeminde hızla yapılan bir bina için kısa vadede drenajsız deney söz konusudur.

Yapay süreksizliğin dalgalılık yönüne dik yönde deforme olacak şekilde makaslama kutusuna yerleştirilerek, deneyler tekrarlanmıştır (Şekil 3.18-3.19).

Şekil 3.18 Laboratuvarda numunelerin kesme kutusu deney hücresine yerleştirilmesi için hazırlanmasından görünümler

Şekil 3.19 Kesme kutusu deneyi yapılmasından görünümler

Belirlenen deformasyon hızı makaslama cihazında ayarlanarak, ilk okumalar kaydedildikten sonra makaslama işlemi başlatılmıştır. Yanal harekete karşı yük halkası (makaslama kuvveti) okumaları 10 saniyede 1 veri alınacak şekilde ayarlanarak kaydedilmiştir. Makaslama işlemi zemin numunesinde yenilme sağlanıncaya veya numunenin orijinal boyunun % 10-20’si deforme oluncaya kadar devam ettirilmiştir.

Artırılan kesme (yatay) kuvveti ile zeminde kırılma oluşur. Böylece makaslama gerilmesi - deformasyon grafikleri elde edilir (Şekil 3.20).

Yukarıda belirtilen işlemler, dolgusuz ( 0 mm) ve farklı dolgu malzemesi kalınlıklarında (1 mm, 2 mm, 3 mm ve 4 mm) ve farklı normal yükler (2 kg, 4 kg, 6 kg ve 8 kg) altında meydana gelen değişimin belirlenmesi için tekrarlanarak kesme dayanım değerleri elde edilmiştir. Uygulanan normal gerilmelere karşı gelen kayma (kesme) gerilmeleri noktalanır ve bu noktalardan geçen doğru yenilme zarfını verir. Normal ve makaslama (kesme) gerilmeleri normal ve makaslama (kesme) kuvvetlerinin örnek alanına bölünmesi ile elde edilir.

Hesaplamalar

Makaslama (Kesme) gerilmesi (kg/cm²)

 =Normal gerilme (kg/cm²)

/A



T= Makaslama (Kesme) kuvveti (kg) N=Numuneye uygulanan düşey yük (kg) A=Numune kesit alanı (cm²)

2r = Karot numunesinin çapı= 63 mm r = Karot numunesinin yarıçapı (cm) d = Merkezler arası mesafe (cm) A= π r² = 3,14 . (3,15)²

A= 3,14. 9,92 A= 31,17 cm²

A, karot numunesinin kesme kutusu deneyi başlangıcındaki alanıdır. Deney başlatıldıktan sonra, makaslama kuvvetinin etkisiyle numune yatay yönde hareket ederek deforme olmakta ve dolayısıyla da, bu alan azalmaktadır. Numuneye uygulanan normal yükün sabit olmasına rağmen, numune alanının azalması nedeniyle oluşacak gerilmelerin tespiti için;

formülü kullanılarak gerekli alan düzeltmeleri yapılmıştır.

Kullanılan Araç ve Gereçler

- Süreksizlik dolgusu olarak kullanılan kil numunelerinin, 63 mm çapında hazırlanan kaya karot numunelerinin ortasından kaya yarma makinesi ile yarılarak oluşturulan yapay süreksizlikler arasına sıvanarak yerleştirildiği kesme kutusu deney cihazı (Şekil 3.21).

- Saf su

- 1 mm, 2 mm,3 mm ve 4 mm çapındaki çelik rulmanlar.

- Kurutma makinası

- Kaya yarma makinası - Pürüzlülük ölçüm cihazı - Kumpas (0.1 mm duyarlılıkta).

Şekil 3.20 Makaslama gerilmesi- deformasyon grafiği

Makaslama gerilmesi ordinat ekseninde, normal gerilme ise apsis ekseninde olacak şekilde her deney numunesi için elde edilen değerler işaretlenerek  (kg/cm²) -  (kg/cm²) grafiği oluşturulmuştur. Oluşan noktaları en iyi birleştiren bir doğru çizilmiştir. Bu yenilme zarfı doğrusunun makaslama gerilmesi eksenini kestiği değer o zeminin kohezyonunu (c), doğrunun eğimi ise içsel sürtünme açısını (Ø verir (Şekil 3.21).

Şekil 3.20 Makaslama gerilmesi- normal gerilme grafiği

Kesme kutusu hücresinin şematik gösterimi aşağıda verilmiştir (Şekil 3.22).

Şekil 3.22 Kesme kutusu hücresinin şematik gösterimi (http://civil.emu.edu.tr)

3.2.2.13 Süreksizlik dolgu malzemesi kalınlığının makaslama dayanımına etkisi

Hoek ve Bray (1981)’e göre makaslama dayanımı dolgusuz süreksizliklerde yüksektir ve dolgu kalınlığının artmasına bağlı olarak düşmektedir (Şekil 3.23).

Şekil 3.23 Dolgu malzemesinin kalınlığının süreksizliğin makaslama dayanımına etkisi (Hoek ve Bray 1981

4. ARAŞTIRMA BULGULARI

4.1 Dolgu Kalınlığı İle Kesme Dayanımı Parametreleri Arasındaki İlişki

Yapay olarak oluşturulan süreksizliklerde dolgusuz (0 mm) ve farklı kalınlıklarında dolgu malzemesi doldurularak deneyler yapılmıştır. Dolgu kalınlıkları sırasıyla, 1mm, 2 mm, 3 mm ve 4 mm olarak ayarlanmış, ayarlanan bu kalınlıklara dolgu malzemesi olarak kaolin ve bentonit kullanılmıştır. Bu kapsamda laboratuvarda kesme kutusu cihazında gerçekleştirilen deneylerin kesme hızı dakikada 0.1 mm olacak şekilde ayarlanmıştır. Birim deformasyon eğrilerine bakıldığında hemen hemen tüm eğrilerin belli bir değere kadar arttığı daha sonra maksimuma ulaştıktan sonra eğrinin yön değiştirerek azaldığı ve geri dönüş eğim açısının azalarak sabit kaldığı gözlenmiştir.

Aşağıda gerilme birim deformasyon grafikleri, mohr yenilme zarfları ve yorumları sunulmuştur.

4.1.1 Kayseri diyabazında oluşturulan yapay süreksizlikte 0 mm (dolgusuz) ve dolgu malzemesi olarak kaolin kullanılarak yapılan kesme kutusu deneyi sonuçları ve değerlendirilmesi

4.1.1.1 Dolgusuz süreksizlik yüzeyleri arasında gerçekleştirilen kesme kutusu deneyi sonuçları ve değerlendirilmesi

Süreksizlik yüzeylerine herhangi bir dolgu konulmadan gerçekleştirilen deneyde normal gerilmeler sırasıyla 0.64 kg/cm², 1.28 kg/cm² , 1.92 kg/cm² ve 2.56 kg/cm² olarak belirlenmiştir (Şekil 4.1).

Aşağıdaki grafikten dört farklı normal gerilme altında gerçekleştirilen deney grafiklerine bakıldığında en düşük normal gerilme koşullarında (0.64 kg/cm²) maksimum makaslama gerilmesinin 1.69 kg/cm² olduğu, orta düzey gerilme koşullarında (1.28 kg/cm²) 2.90 kg/cm² , (1.92 kg/cm²) 5,67 olduğu ve maksimum normal gerilme koşullarında (2.56 kg/cm²) ise 6.12 kg/cm² olduğu görülmüştür.

Beklenildiği gibi kesme gerilmeleri normal gerilme artışına bağlı olarak artış göstermekte, belli bir değerde pik yaptıktan sonra düşüşe geçmektedir (Şekil 4.1)

Grafikler incelendiğinde maksimum değere ulaştıktan sonra düşüşe geçmekte, ancak belli noktalarda zikzaklar da oluşturmaktadır.

Bu deney grubunda süreksizlikler dolgusuz olduğu için pürüzlülükler kademeli olarak aşınmakta, normal gerilmeler altında maksimum değerde yenilmiş olmasına rağmen sürekli olarak düşüş göstermediği tespit edilmiştir. Tüm deneylerde de yaklaşık olarak 10 mm’ye kadar deplasmanla yenilmeye müsaade edilmiş, süreksizlikler arasında herhangi bir dolgu malzemesi olmadığı için eğrilerin hiçbirinde de rezidüel kabul edilecek bir doğrusallık görülmemiştir (Şekil 4.1).

Şekil 4.1 Birim deformasyon - kesme gerilmesi grafiği (dolgusuz süreksizlik)

Deneylerden elde edilen veriler kullanılarak Mohr yenilme zarfları çizilmiş ve aşağıda sunulmuştur (Şekil 4.2). Buna göre dolgu içermeyen süreksizliğe ait bu deneyde içsel sürtünme açısı 66º ile en yüksek değerini almıştır. Kohezyon ise 0.78 kg/cm² olarak bulunmuştur. Süreksizliklerde herhangi bir dolgu malzemesi olmadığı için elde edilen

0,00

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00

GERİLME (kg/cm2 )

BİRİM DEFORMASYON (mm)

BİRİM DEFORMASYON - KESME GERİLMESİ GRAFİĞİ

0,64 kg/cm2 1,28 kg/cm2 1,92 kg/cm2 2,56 kg/cm2

Şekil 4.2 Mohr yenilme zarfı (dolgusuz süreksizlik)

4.1.1.2 1 mm kalınlığındaki süreksizlik yüzeyleri arasında gerçekleştirilen kesme kutusu deneyi sonuçları ve değerlendirilmesi

Süreksizlik yüzeyleri arasında 1 mm kalınlığında dolgu konularak gerçekleştirilen deneyde normal gerilmeler sırasıyla 0.64 kg/cm², 1.28 kg/cm² , 1.92 kg/cm² ve 2.56 kg/cm² olarak belirlenmiştir (Şekil 4.4).

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Kesme Gerilmesi (kg/cm2)

Normal Gerilme (kg/cm²)

Mohr Kırılma Zarfı

Aşağıdaki grafikten dört farklı normal gerilme altında gerçekleştirilen deney grafiklerine bakıldığında en düşük normal gerilme koşullarında (0.64 kg/cm²) maksimum makaslama gerilmesinin 0.57 kg/cm² olduğu, orta düzey gerilme koşullarında (1.28 kg/cm²) 1.41 kg/cm² , (1.92 kg/cm²) 1.54 olduğu ve maksimum normal gerilme koşullarında (2.56 kg/cm²) ise 2.94 kg/cm² olduğu görülmüştür.

Kesme gerilmeleri normal gerilme artışına bağlı olarak beklendiği gibi artış göstermekte, belli bir değerde pik yaptıktan sonra düşmeye başlamaktadır. Grafikler incelendiğinde maksimum değere ulaştıktan sonra devamlı olarak düşüşe geçmemekte bazı noktalaradan sonra zikzaklar oluşturmaktadır.

Bu deney grubunda süreksizlik 1 mm kalınlığında dolguya sahip olduğu için pürüzlülükler kısmen kademeli olarak aşınmakta, normal gerilmeler altında maksimum değerde yenilmiş olmasına rağmen sürekli olarak düşüş göstermediği tespit edilmiştir.

Tüm deneylerde de yaklaşık olarak 10 mm’ye kadar deplasmanla yenilmeye müsaade edilmiş, süreksizlikler arasında 1 mm kalınlığında dolgu malzemesi olduğu için maksimum normal gerilme koşullarında (2.56 kg/cm²) eğride rezidüel kabul edilecek bir doğrusallık görülmüştür (Şekil 4.3).

Deneylerden elde edilen veriler kullanılarak Mohr yenilme zarfları çizilmiştir (Şekil 4.4). Buna göre 1 mm dolgu içeren süreksizliğe ait içsel sürtünme açısı 45 derece , kohezyon ise 0.42 kg/cm² olarak tespit edilmiştir. Süreksizlikte, bu dolgu kalınlığı için elde edilen değerlerin beklenen değerler olduğu düşünülmüştür.

Şekil 4.3 Birim deformasyon - kesme gerilmesi grafiği (1 mm kalınlığındaki süreksizlik)

Şekil 4.4 Mohr yenilme zarfı (1 mm kalınlığındaki süreksizlik)

0,00

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

GERİLME (kg/cm2 )

BİRİM DEFORMASYON (mm)

BİRİM DEFORMASYON - KESME GERİLMESİ GRAFİĞİ

0,64 kg/cm2

Normal Gerilme (kg/cm²)

Mohr Kırılma Zarfı

4.1.1.3 2 mm kalınlığındaki süreksizlik yüzeyleri arasında gerçekleştirilen kesme kutusu deneyi sonuçları ve değerlendirilmesi

Süreksizlik yüzeylerine 2 mm kalınlığında dolgu konulmak suretiyle gerçekleştirilen deneyde normal gerilmeler sırasıyla 0.64 kg/cm², 1.28 kg/cm² , 1.92 kg/cm² ve 2.56 kg/cm² olarak belirlenmiş ve aşağıdaki grafikten dört farklı normal gerilme altında oluşan eğrilere bakıldığında en düşük normal gerilme koşullarında (0.64 kg/cm²) maksimum makaslama gerilmesinin 0.90 kg/cm² olduğu, orta düzey gerilme koşullarında (1.28 kg/cm²) 1.14 kg/cm² , (1.92 kg/cm²) 1.27 kg/cm² olduğu ve maksimum normal gerilme koşullarında (2.56 kg/cm²) ise 1.54 kg/cm² olduğu görülmüştür (Şekil 4.5).

Beklenildiği üzere kesme gerilmeleri normal gerilme artışına bağlı olarak artış göstermekte, belli bir değerde pik yaptıktan sonra düşmeye başlamaktadır. Grafikler incelendiğinde maksimum değere ulaştıktan sonra devamlı olarak düşüşe geçmemekte ve belli noktalarda zikzaklar oluşturmaktadır. Bu deney grubunda süreksizliğin 2 mm kalınlığında dolguya sahip olması nedeniyle pürüzlülük az da olsa etkili olmuştur.

Pürüzlülülük yüzeyinin, yüksek normal gerilmeler altında kademeli olarak aşınması ve maksimum değerde yenilmiş olmasına rağmen sürekli olarak düşüş göstermediği tespit edilmiştir. Deneyde yaklaşık olarak 10 mm’ye kadar deformasyona müsaade edilmiştir.

Süreksizlik arasında 2 mm kalınlığında bir dolgu malzemesi olduğu için eğrilerde rezidüel kabul edilecek bir doğrusallık görülmektedir (Şekil 4.5).

Deneyden elde edilen veriler kullanılarak Mohr yenilme zarfı çizilmiştir ve aşağıda sunulmuştur. Buna göre 2 mm dolgu içeren süreksizliğe ait içsel sürtünme açısı 35º , kohezyon ise 0.36 kg/cm² olarak bulunmuştur. Süreksizliğin 2 mm kalınlığında bir dolgu malzemesine sahip olmasına ve kaolinin su içeriğinin düşük olmasına da bağlı olarak kohezyonun 0.36 kg/cm² lik bir değerle temsil edildiği ve elde edilen bu değerlerin beklenen değerler olduğu düşünülmüştür (Şekil 4.6).

Şekil 4.5 Birim deformasyon - kesme gerilmesi grafiği (2 mm kalınlığındaki

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

GERİLME (kg/cm2 )

BİRİM DEFORMASYON (mm)

BİRİM DEFORMASYON - KESME GERİLMESİ GRAFİĞİ

0,64 kg/cm2

Normal Gerilme (kg/cm²)

Mohr Kırılma Zarfı

4.1.1.4 3 mm kalınlığındaki süreksizlik yüzeyleri arasındaki gerçekleştirilen kesme kutusu deneyi sonuçları

Süreksizlik yüzeylerine 3 mm kalınlığında dolgu konularak yapılan bu deneyde normal gerilmeler sırasıyla 0.64 kg/cm², 1.28 kg/cm², 1.92 kg/cm² ve 2.56 kg/cm² olarak belirlenmiştir (Şekil 4.8).

Aşağıdaki grafikten dört farklı normal gerilme altında gerçekleştirilen deney grafiklerine bakıldığında en düşük normal gerilme koşullarında (0.64 kg/cm²) maksimum makaslama gerilmesinin 0.62 kg/cm² olduğu, orta düzey gerilme koşullarında (1.28 kg/cm²) 0.66 kg/cm² , (1.92 kg/cm²) 0.74 kg/cm² olduğu ve maksimum normal gerilme koşullarında (2.56 kg/cm²) ise 0.93 kg/cm² olduğu görülmüştür (Şekil 4.7).

Beklenildiği gibi kesme gerilmeleri normal gerilme artışına bağlı olarak artış göstermekte, belli bir değerde pik yaptıktan sonra düşüşe geçmektedir. Grafikler incelendiğinde maksimum değere ulaştıktan sonra devamlı olarak düşüşe geçmemekte belli noktalarda zikzaklar oluşturmaktadır (Şekil 4.7).

Bu deney grubunda süreksizlikle 3 mm kalınlığında bir dolguya sahip olduğu için, artık kesme dayanımı dolgu tarafından kontrol edilmektedir. Deneyde yaklaşık olarak 9 mm’lik bir yatay deplasmana müsaade edilmiş, süreksizlikler arasında 3 mm kalınlığında dolgu malzemesi olduğu için eğrilerde rezidüel kabul edilecek bir doğrusallık görülmüştür (Şekil 4.7).

Deneyden elde edilen veriler kullanılarak Mohr yenilme zarfı çizilmiş olup, aşağıda sunulmuştur (Şekil 4.8). Buna göre 3 mm dolgu içeren süreksizliğe ait içsel sürtünme açısı 18º , kohezyon ise 0.28 kg/cm² olarak bulunmuştur. Dolgu kalınlığının artması (3 mm) nedeniyle içsel sürtünme açısı ve kohezyon azalmıştır. Elde edilen bu değerlerin beklenen değerler olduğu düşünülmüştür (Şekil 4.8).

Şekil 4.7 Birim deformasyon - kesme gerilmesi grafiği (3 mm kalınlığındaki

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

GERİLME (kg/cm2 )

BİRİM DEFORMASYON (mm)

BİRİM DEFORMASYON - KESME GERİLMESİ GRAFİĞİ

0,64 kg/cm2

Normal Gerilme (kg/cm²) Mohr Kırılma Zarfı

4.1.1.5 4 mm kalınlığındaki süreksizlik yüzeyleri arasında gerçekleştirilen kesme kutusu deneyi sonuçları ve değerlendirilmesi

Süreksizlik düzleminde 4 mm kalınlığında bir dolgu oluşturularak gerçekleştirilen deneyde normal gerilmeler sırasıyla 0.64 kg/cm², 1.28 kg/cm², 1.92 kg/cm² ve 2.56 kg/cm² olarak belirlenmiştir (Şekil 4.9).

Aşağıdaki grafikten dört farklı normal gerilme altında gerçekleştirilen deney grafiklerine bakıldığında en düşük normal gerilme koşullarında (0.64 kg/cm²) maksimum makaslama gerilmesinin 0.40 kg/cm² olduğu, orta düzey gerilme koşullarında (1.28 kg/cm²) 0.76 kg/cm², (1.92 kg/cm²) 0.77 olduğu ve maksimum normal gerilme koşullarında (2.56 kg/cm²) ise 0.92 kg/cm² olduğu görülmüştür (Şekil 4.10).

Beklenildiği gibi kesme gerilmeleri normal gerilme artışına bağlı olarak artış göstermekte, belli bir değerde pik yaptıktan sonra düşüşe geçmektedir. Grafikler incelendiğinde maksimum değere ulaştıktan sonra düşüşe geçmekte, ancak belli noktalarda zikzaklar da oluşturmaktadır (Şekil 4.9).

Bu deney grubunda süreksizlikler 4 mm kalınlığında bir dolguya sahip olduğu için artık kesme dayanımı, dolgu tarafından kontrol edilmektedir. Bu deneyde yaklaşık olarak 9 mm’lik deformasyona müsaade edilmiş, süreksizlikler arasında 4 mm kalınlığında dolgu malzemesi olduğu için eğrilerde rezidüel kabul edilecek bir doğrusallık görülmüştür (Şekil 4.9).

Deneyden elde edilen veriler kullanılarak Mohr yenilme zarfı çizilmiştir ve aşağıda sunulmuştur (Şekil 4.10). Buna göre 4 mm dolgu içeren süreksizliğe ait içsel sürtünme açısı 14º, kohezyon ise 0.17 kg/cm² olarak bulunmuştur. Dolgu kalınlığının artması (4 mm) nedeniyle içsel sürtünme açısı ve kohezyon azalmıştır. Elde edilen bu değerlerin beklenen değerler olduğu düşünülmüştür (Şekil 4.10).

Şekil 4.9 Birim deformasyon - kesme gerilmesi grafiği (4 mm kalınlığındaki

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

GERİLME (kg/cm2 )

BİRİM DEFORMASYON (mm)

BİRİM DEFORMASYON - KESME GERİLMESİ GRAFİĞİ

0,64 kg/cm2

Normal Gerilme (kg/cm²)

Mohr Kırılma Zarfı

4.1.2 Kayseri diyabazında oluşturulan yapay süreksizlikte 0 mm (dolgusuz) ve dolgu malzemesi olarak bentonit kullanılarak yapılan kesme kutusu deneyi sonuçları ve değerlendirilmesi

4.1.2.1 Dolgusuz süreksizlik yüzeyleri arasında gerçekleştirilen kesme kutusu deneyi sonuçları

Süreksizlik yüzeylerine herhangi bir dolgu konulmadan gerçekleştirilen deneyde normal gerilmeler sırasıyla 0.64 kg/cm², 1.28 kg/cm², 1.92 kg/cm² ve 2.56 kg/cm² olarak belirlenmiştir (Şekil 4.12).

Aşağıdaki grafikten dört farklı normal gerilme altında gerçekleştirilen deney grafiklerine bakıldığında en düşük normal gerilme koşullarında (0.64 kg/cm²) maksimum makaslama gerilmesinin 0.90 kg/cm² olduğu, orta düzey gerilme koşullarında (1.28 kg/cm²) 1.98 kg/cm², (1.92 kg/cm²) 2.63 olduğu ve maksimum normal gerilme koşullarında (2.56 kg/cm²) ise 3.00 kg/cm² olduğu görülmüştür (Şekil 4.12).

Deneylerden elde edilen veriler kullanılarak Mohr yenilme zarfları çizilmiş aşağıda sunulmuştur. Buna göre dolgu içermeyen süreksizliğe ait bu deney grubunda içsel sürtünme açısı 52º, kohezyon ise 0.62 kg/cm² ile en yüksek değerlerini almışlardır.

Süreksizliklerde herhangi bir dolgu malzemesi olmadığı için elde edilen bu değerlerin beklenen değerler olduğu düşünülmüştür (Şekil 4.12).

Dolgusuz ve pürüzlü olan süreksizlik yüzeyinde normal gerilme arttıkça pürüzlülüklerin yenildiği ve süreksizlik boyunca meydana gelen yer değiştirmenin, dolayısıyla makaslama dayanımının, doğrudan düz süreksizlik yüzeyleri tarafından kontrol edildiği düşünülmektedir. Beklenildiği gibi kesme gerilmeleri normal gerilme artışına bağlı olarak artış göstermekte, belli bir değerde pik yaptıktan sonra düşüşe geçmektedir.

Grafikler incelendiğinde maksimum değere ulaştıktan sonra düşüşe geçmektedir (Şekil 4.11).

Bu deney grubunda süreksizlikler dolgusuz olduğu için pürüzlülükler kademeli olarak aşınmakta, normal gerilmeler altında maksimum değere ulaştıktan sonra yenilerek eğrilerin düşmeye başladığı tespit edilmiştir. Deneyde yaklaşık olarak 8 mm’lik deplasmana kadar yenilmeye müsaade edilmiş, süreksizlikler arasında herhangi bir dolgu malzemesi olmadığı için eğrilerin hiçbirinde de rezidüel kabul edilecek bir doğrusallık görülmemiştir (Şekil 4.11).

Deneylerden elde edilen veriler kullanılarak Mohr yenilme zarfları çizilmiş aşağıda sunulmuştur. Buna göre dolgu içermeyen süreksizliğe ait bu deney grubunda içsel sürtünme açısı 52º, kohezyon ise 0.62 kg/cm² ile en yüksek değerini almıştır.

Deneylerden elde edilen veriler kullanılarak Mohr yenilme zarfları çizilmiş aşağıda sunulmuştur. Buna göre dolgu içermeyen süreksizliğe ait bu deney grubunda içsel sürtünme açısı 52º, kohezyon ise 0.62 kg/cm² ile en yüksek değerini almıştır.

Belgede ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ (sayfa 45-77)