Sonlu elemanlar metodu ile dolgu zemin modellemesi

(1)

**KOCAELĠ ÜNĠVERSĠTESĠ * FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ**

SONLU ELEMANLAR METODU ĠLE DOLGU ZEMĠN

MODELLEMESĠ

YÜKSEK LĠSANS

ĠnĢaat Müh. Serdar DOĞAN

Anabilim Dalı: ĠnĢaat Mühendisliği

DanıĢman: Yrd. Doç. Dr. Aydın KAVAK

(2)

(3)

i

ÖNSÖZ

Yüksek dolgu imalatlarının taşıma gücü ve deformasyon davranışının arazide incelenmesi önemlidir. Bu çalışmada yükler altında yüksek dolgu tabakalarında oluşan gerilme-deformasyon ilişkileri ve bunları etkileyen parametreler arazide yapılan deneylerle incelenmiştir. Sonlu elemanlar yöntemi kullanan bilgisayar programı ilede zemin modellenerek yükler altında dolgu davranışı incelenmiş ve arazi deney sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır.

Araştırmada yardımlarını esirgemeyen Sn. Yrd. Doç. Dr. Aydın KAVAK‟a ve bana sürekli destek olan aileme teşekkür ederim.

(4)

ii ĠÇĠNDEKĠLER ÖNSÖZ ... i İÇİNDEKİLER ... ii ŞEKİLLER DİZİNİ ... iii TABLOLAR DİZİNİ ... v SİMGELER ... vi Özet ... viii İngilizce Özet ... ix 1. GİRİŞ ... 1

2. GEÇMİŞTE YAPILAN ARAŞTIRMALAR ... 3

3. MALZEME VE YÖNTEM... 12

3.1. Dolgu Alanı ve Arazi Koşulları ... 12

3.2. Metodoloji ... 15

3.2.1. Zemin mekaniği arazi ve laboratuar deneyleri ... 17

3.2.1.1. Elek analizi ve plastisite indisleri ... 17

3.2.1.2. Modifiye ve standart proctor deneyleri ... 19

3.2.1.3. Yaş CBR deneyleri ... 21

3.2.1.4. Çalışma alanında BHA ve su muhtevası tespiti(TROXLER 3440) ... 25

3.2.1.5. Plaka yükleme deneyi(DIN 18134) ... 26

3.2.1.6. Çalışma alanında yapılmış plaka yükleme deneyleri(DIN 18134) ... 33

3.2.2. Sonlu elemanlar yöntemi ... 41

3.2.2.1. Avantajları ... 42

3.2.2.2. Dezavantajları ... 42

3.2.2.3. Sonlu eleman yönteminde analiz adımları ... 42

3.2.2.4. Geoteknik mühendisliğinde sonlu elemanlar yöntemi ... 44

3.2.2.5. Plaka yükleme deneyinin plaxis programında modellenmesi ... 44

4. BULGULAR VE TARTIŞMA ... 49

4.1. Boussinesq ve Plaxis Sonuçlarının Karşılaştırılması ... 49

4.2. Arazi„de Yapılan Plaka Yükleme Deney Sonuçlarının Karşılaştırılması ... 50

4.3. Arazi Plaka Yükleme Deney Sonuçları ile Plaxis Programından Elde Edilen Sonuçların Karşılaştırılması ... 53

4.4. Farklı Dolgu BHA Değerleri için Plaxis Programından Elde Edilen Sonuçların Karşılaştırılması ... 58

4.5. Farklı Poisson Oranı Değerleri için Plaxis Programından Elde Edilen Sonuçların Karşılaştırılması ... 59

5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER ... 61

KAYNAKLAR ... 64

EKLER ... 66

(5)

iii

ġEKĠLLER DĠZĠNĠ

Şekil 2.1: Huat ve Mohammed tarafından kullanılan temel şekilleri ... 7

Şekil 2.2: z=D=20 cm Derinliğinde düşey gerilme artışı (γk=15.0 kN/m3) ... 9

Şekil 2.3: 20 cm Çaplı dairesel temelde sıkılık etkisi ... 10

Şekil 2.4: Moayed ve Janbaz (2008) tarafından yapılan plaxis ve PLT kalibrasyonu ... 11

Şekil 3.1: Arazide kazı çalışması ... 13

Şekil 3.2: Dolgu alanı ... 14

Şekil 3.3: Arazide granüler dolgu malzemesinin serilmesi ... 14

Şekil 3.4: Arazide granüler dolgu malzemesinin sıkıştırılması ... 15

Şekil 3.5: Dolguda kullanılan malzemenin elek analizi ve plastisite indisleri ... 17

Şekil 3.6: Dolguda kullanılan malzemenin elek analizi ve plastisite indisleri ... 18

Şekil 3.7: Dolgu malzemesine ait modifiye proctor deneyi... 19

Şekil 3.8: Dolgu malzemesine ait standart proctor deneyi(A.Ç. 7) ... 20

Şekil 3.9: Dolgu malzemesine ait standart proctor deneyi(A.Ç. 8) ... 20

Şekil 3.10: Dolgu malzemesine ait standart ve modifiye proctor deneyleri ... 21

Şekil 3.11: Dolgu malzemesi yaş CBR deneyine ait grafik ... 22

Şekil 3.12: Yaş CBR deneyine ait grafik(Araştırma Çukuru 6) ... 23

Şekil 3.13: Yaş CBR deneyine ait grafik(Araştırma Çukuru 11) ... 24

Şekil 3.14: Yatak katsayısının DIN 18134 „e göre belirlenmesi ... 28

Şekil 3.15: Granüler dolgu üzerinde yapılan plaka yükleme deneyi ... 29

Şekil 3.16. Yüzeysel temel altında göçme mekanizması(Terzaghi, 1943) ... 29

Şekil 3.17: Düzgün yayılı yük altındaki dairesel temeller için I katsayısı(Boussinesq) ... 32

Şekil 3.18: Granüler dolgu üzerinde yapılan plaka yükleme deneyi gerilme-deformasyon ilişkisi ... 34

Şekil 3.19: Granüler dolgu üzerinde yapılan plaka yükleme deneyi(DIN 18 134) gerilme deformasyon ilişkisi ve deformasyon modülleri ... 35

Şekil 3.24: Tabi zemin üzerinde yapılan plaka yükleme deneyi(DIN 18 134) gerilme deformasyon ilişkisi ve deformasyon modülleri ... 40

Şekil 3.25: Sonlu Eleman ... 41

Şekil 3.26: Eleman Tipleri ... 43

(6)

iv

Şekil 3.28: Plaxis programında oluşturulan plaka yükleme deneyi modeli sonlu elemanlar ağı ... 47 Şekil 3.29: Plaxis programında oluşturulan plaka yükleme deneyi modeli başlangıç

gerilmelerinin oluşturulması ... 47 Şekil 3.30: Deforme olmuş sonlu elemanlar ağı ... 48 Şekil 3.31: Granüler dolguda 0.487 MN/m2

gerilme altında oluşan basınç soğanı .. 48 Şekil 4.1: Dolgunun 19. tabakası üzerinde ve doğal zemin üzerinde yapılan

plaka yükleme deneylerinin karşılaştırılması ... 50 Şekil 4.2: Dolgunun 13. tabakası üzerinde ve doğal zemin üzerinde yapılan

plaka yükleme deneylerinin karşılaştırılması ... 51 Şekil 4.3: Arazide dolgu üzerinde farklı tabakalarda ve doğal zemin üzerinde

yapılan plaka yükleme deneylerinin karşılaştırılması ... 52 Şekil 4.4: Plaka yükleme deneyi ile plaxis modeli sonuçlarının karşılaştırılması

(19. tabaka için) ... 53 Şekil 4.5: Plaka yükleme deneyi ile plaxis modeli sonuçlarının karşılaştırılması

(Doğal zemin için) ... 55 Şekil 4.7: Plaka yükleme deneyi ile plaxis modeli sonuçlarının karşılaştırılması

(13. tabaka için) ... 57 Şekil 4.9: Farklı BHA değerleri için plaka yükleme deneyi ile plaxis modeli

sonuçlarının karşılaştırılması ... 58 Şekil 4.10: Farklı poisson değerleri için plaka yükleme deneyi ile plaxis modeli

(7)

v

TABLOLAR DĠZĠNĠ

Tablo 2.1: Laman ve Keskin (2004) Kare temel altında düşey gerilmelerin

karşılaştırılması ... 4

Tablo 2.2: Laman ve Keskin (2004) Kare temel altında düşey gerilmelerin karşılaştırılması ... 5

Tablo 3.1: Sondaj kuyularına ait zemin sınıflandırması ... 18

Tablo 3.2: Dolgu malzemesi yaş CBR deneyi sonuçları ... 23

Tablo 3.3: Kaliforniya taşıma oranı testi sonuçları(Araştırma Çukuru 6) ... 24

Tablo 3.4: Kaliforniya taşıma oranı testi sonuçları(Araştırma Çukuru 11) ... 24

Tablo 3.5: Dolgu malzemesine ait özellikler ... 25

Tablo 3.6: 19. Dolgu tabakası(Temel altı kotu) için nükleer metot sonuçları ... 26

Tablo 3.7: Taşıma gücü faktörleri ... 31

Tablo 3.8: Boussinesq formülüne göre dairesel temel altında oluşan gerilmeler ... 33

Tablo 3.9: Farklı dolgu tabakaları ve doğal zemin için hesaplanan ks değerleri ... 41

Tablo 3.10: BHA ve içsel sürtünme açısı ilişkisi ... 45

Tablo 3.11: İçsel sürtünme açısını kullananarak K0‟ın tahmin edilmesi ... 45

Tablo 4.1: Boussinesq formülü ve plaxis programı sonuçlarına göre dairesel temel altında oluşan gerilmeler ... 49

Tablo 4.2: Plaxis programında kullanılan parametreler (19. tabaka için) ... 53

Tablo 4.4: Plaxis programında kullanılan parametreler (Doğal zemin için) ... 55

Tablo 4.7: Farklı BHA değerleri için plaxis programında kullanılan parametreler 58 Tablo 4.8: Farklı poisson değerleri için plaxis programında kullanılan parametreler ... 59

(8)

vi

SĠMGELER

a : Yarıçap, (m)

B : sürekli temelin genişliği, (m)

B1 : arazide kullanılan kare plaka genişliği, (m) c : zeminin kohezyonu, (kN/m2)

Cc : eğrilik katsayısı Cu : uniformluk sayısı

D : çap, (m)

D10 : %10 geçen yüzdeye karşılık gelen çap, (m) D30 : %30 geçen yüzdeye karşılık gelen çap, (m) D60 : %60 geçen yüzdeye karşılık gelen çap, (m)

Df : zemin yüzeyinden temelin alt taban kotuna düşey uzaklık, (m) E : elastisite modülü, (kN/m2)

Ev : deformasyon modülleri oranı

Ev1 : plaka yükleme deneyinde birinci deformasyon modülü, (kN/m2) Ev2 : plaka yükleme deneyinde ikinci deformasyon modülü, (kN/m2) Eplx : plaxis programında kullanılan elastisite modülü, (kN/m2) I : düzgün yayılı yük altındaki dairesel temeller için katsayısı K0 : sükunetteki toprak basınç katsayısı

ks : gerçek temel genişliği için yatak katsayısı, (kN/m2) ksp : 0.3*0.3 ebatlarında plaka ile elde edilen ks, (kN/m2) L : sürekli temelin uzunluğu, (m)

Nc : taşıma gücü katsayısı N : taşıma gücü katsayısı

Nq : taşıma gücü katsayısı P : düzgün yayılı yük, (kN/m2)

P1 : ilk yükleme eğrisinden elde edilen ortalama gerilme, (kN/m2) P2 : ikinci yükleme eğrisinden elde edilen ortalama gerilme, (kN/m2)

S : 0.00125 m

Sr : doygunluk yüzdesi, (%)

S1 : ilk yükleme eğrisinden elde edilen ortalama deformasyon, (mm) S2 : ikinci yükleme eğrisinden elde edilen ortalama deformasyon, (mm) Qu : alttaki zeminde kayma göçmesine sebep olan düşey yük, (kN) Qu : taşıma gücü, (kN/m2)

q : üniform yayılı yük, (kN/m2) W : su oranı, (%)

wL : likit lmit, (%) wp : plastik limit, (%) z : derinlik, (m)

∆P : ilk ve ikinci yükleme gerilme farkı, (kN/m2 ) ∆S : ilk ve ikinci yükleme deformasyon farkı, (mm)

(9)

vii υ : poisson oranı

Ψ : içsel sürtünme açısı, (°) Φ : dilatansi açısı, (°)

γk : zeminin kuru birim hacim ağırlığı, (kN/m3 ) γ : zeminin birim hacim ağırlığı, (kN/m3

) σz : ortalama normal gerilme, (kN/m2) σzem : emniyetli taşıma gücü, (kN/m2

)

Kısaltmalar

A.Ç. : Araştırma Çukuru

AASHTO : American Association of State Highway and Transportation Officials BHA : Birim Hacim Ağırlık

CBR : California Bearing Ratio DIN : Deutsches Institut für Normung FEM : Finite Element Method

GM : Siltli Çakıl

GW : İyi Derecelenmiş Çakıl LL : Likit Limit

M.K.B.H.A: Maksimum Kuru Birim Hacim Ağırlık N.L : Likit Davranış Göstermeyen

N.P : Plastik Davranış Göstermeyen O.D.T.Ü. : Orta Doğu Teknik Üniversitesi PI : Plastisite İndisi

PL : Plastik Limit PLT : Plate Load Test SM : Siltli Kum

SP : Kötü Derecelenmiş Kum SW : İyi Derecelendirilmiş Kum

(10)

viii

SONLU ELEMANLAR METODU ĠLE DOLGU ZEMĠN MODELLEMESĠ

Serdar DOĞAN

Anahtar Kelimeler: Granüler dolgu, Plaka yükleme deneyi, Plaxis, Taşıma gücü,

Elastisite modülü.

Özet: Dolgu çalışmaları her tür inşaat faaliyetinde sıklıkla uygulanan bir yöntemdir.

Eğimli arazilerde düzgün bir alan elde etmek için kazı ile dolgu miktarı dengelenerek ekonomik bir çözüm elde edilebilmektedir. Bu çalışmanın amacı gerçek bir sahada yüksek ve geniş bir dolgu imalatında; dolgu yüksekliğince teşkil edilecek tabakalarda zeminin yatak katsayısı, taşıma gücü ve deformasyon değerlerinde oluşabilecek değişimler ve bunları etkileyen faktörlerin araştırılmasıdır. Araştırmada dolgunun her tabakasında yapılmış elek analizi, su muhtevası ve yerinde BHA tespiti deneyleri ile malzemenin arazide homojen ve yeterli enerji ile sıkışmış olması sağlanmıştır. Dolgu tabakalarında yapılan 15 adet plaka yükleme deneyi ile yüke karşı zeminin yaptığı deformasyonlar bulunarak karşılaştırmalar yapılmıştır. Çalışmada plaka yükleme deneyleri Plaxis sonlu elemanlar programı ile modellenerek zemin parametrelerinin etkileri incelenmiştir. Mohr-Coulomb parametreleri tahmin edilen Plaxis modeli ile arazide yapılan deneylerin kıyaslanması sonucunda, sıkı kumlar için Plaxis programında kullanılan Eplx değeri ortalaması 54800 kN/m2

poison oranı ise 0.2 olarak bulunmuştur. Bulunan deformasyon modülü değeri birincil ve ikincil deformasyon modüllerinin ortalama değerlerine oldukça yakındır. Dolgu tabakaları ve doğal zemin üzerinde yapılan plaka yükleme deneyleri için yatak katsayıları 112000 ile 176000 kN/m2 aralığında bulunmuştur. Arazide sıkışma iyi şekilde yapılabildiğinde dolgu ile doğal zemin arasında mukavemet değerleri farklı dolgu tabakalarında hemen hemen aynı olarak bulunmuştur. Bu bilgiler ışığında taşıma gücü açısından dolgu yüksekliği çok etkili olmamaktadır ancak dolgu yüksekliği arttığında dolgu tabanındaki zeminin taşıma gücü, özellikle killi zeminlerde oturma değerleri, şev stabilitesi mutlaka incelenmelidir.

(11)

ix

EARTH FILL MODELLING WITH FINITE ELEMENT METHOD

Serdar DOĞAN

Keywords: Granuler fill, Plate load test, Plaxis, Bearing capacity, Elasticity

modulus.

Abstract: Earth fill is a method often applied in all kinds of construction activities.

An economical solution can get from balancing the amount of excavation and filling for making lowland from inclined land. The objective of this study is to examine changes of modulus of subgrade reaction, bearing capacity and deformations and investigating the factors affecting them for layers of large and high earth fills in a real construction site. In this study, sieve analysis, moisture content determination and in-situ density tests were conducted regularly on fill layers to get compacted homogeneous fill layers where enough energy is provided. On fill layers, after 15 plate load tests were performed, load-deformation properties have been determined and compared with each other. Plate load tests were modeled to examine the soil properties by using Plaxis finite element program. Mohr-Coulomb model with parameters estimated Plaxis compared to the results of site loading tests. The typical dense sand parameter values were used initially in the Plaxis program. The average value of the modulus of elasticity Eplx was found to be 54,800 kN/m2 and poisson ratio was found to be 0.2 for the dense sand soil used in the site. The value of the modulus of elasticity was found very close to average value of primary and secondary elasticity values. Modulus of subgrade reaction values were found in the range of 112,000 to 176,000 kN/m3 from plate load tests which were made on a natural soil and fill layers. If compaction is made properly at the site, load-deformation characteristics are found almost identical in different layers of the fill and natural soil. In the light of this information, filling height is not very effective on bearing capacity with enough relative compaction, but the bearing capacity and settlements of soils which is under fill and slope stability of the soil section should be examined for a safer earth fill works.

(12)

1

1. GĠRĠġ

Kompaksiyon mekanik anlamda zemin parçacıklarının bir bütün gibi davranmasını sağlamak için bir araya gelmeye zorlanması işlemidir. Karayoları, demiryolları, kanal ve baraj dolgularında kompaksiyon uygulamasındaki iki önemli kriter: Deformasyon miktarlarının azaltılması ve mukavemetin arttırılmasıdır. Kompaksiyon sonucu zeminde mukavemetinin artması ile üzerinde yapılacak temeller için taşıma gücü artar ve yüklerden dolayı zeminde oluşacak oturmaların azaltılması sağlanır.

Kompaksiyon parametreleri laboratuar kompaksiyon testleri ile elde edilen kuru birim hacim ağırlık ve optimum su muhtevası ‟dır. Özellikle büyük çaplı projelerde dolguda kullanılacak malzemenin doğal su muhtevası tespit edilip gerekli önlemler alınarak su muhtevası değeri optimum seviyeye çıkarılmalıdır. Aksi takdirde yeterli sıkışma arazide sağlanamayacak yada sıkıştırma aracının daha fazla enerji vermesi gerekecektir, bu nedenle de proje maliyeti artacaktır.

Kompaksiyon geri dönüşüm projelerinde de önemli rol oynar atıkların sıkıştırılması sağlanarak alandan tasarruf sağlar ve zeminde geçirimsizliği arttırması nedeni ile yeraltı sularının kirlenmesini engeller. Bu şekilde kompaksiyon zeminde istenilen dayanım, sıkışabilirlik ve geçirimsizliğin sağlanması için kullanılmaktadır.

Dolgu imalatı için kalıcı çözüm sağlayacak iyi kompaksiyon karakteri bulunan malzemenin bulunması önemlidir. Sanayi tesisi, yol veya havalimanı gibi yapıların temelleri altında yapılan dolgularda genellikle daneli malzemeler tercih edilmektedir.

Yüksek dolguların yapılması bazı projeler için ekonomik bir çözümdür. Eğimli arazilerde düzgün bir alan elde etmek için kazı ile dolgu miktarının eşitlenmesi sağlanarak ekonomik bir çözüm elde edilebilir. Ancak arazinin eğiminin fazla olması yüksek bir dolgu imalatını gerektirecektir. Bu durumda yüksek dolguların taşıma gücü ve yükler altında gösterdiği davranış dolgu yüksekliğince incelenmelidir.

(13)

2

Bu çalışmada yüksek ve geniş bir dolgu imalatında; dolgu yüksekliğince teşkil edilecek tabakalarda zeminin yatak katsayısı, taşıma gücü ve deformasyon değerlerinde oluşabilecek değişimler ve bunları etkileyen faktörlerin araştırılması amaçlanmıştır.

Sonlu elemanlar yöntemi ile zemin modellemesi günümüzde çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Yakın geçmişte yapılan çalışmalarda da güvenilir sonuçlar verdiği gözlenen Plaxis programı bu araştırmada kullanılmıştır. Plaka yükleme deneyi Plaxis programında modellenecek ve programda kullanılan parametrelerin güvenilirliği ve sahadan elde edilmiş deney parametreleri ile arasındaki uyum incelenecektir. Arazide sık sık karşılaşılan bir problem farklı dolgu malzemelerinin kullanılması ya da gradasyonun sürekli aynı kalmasının sağlanamamasıdır. Bu durumda zeminin taşıma gücü ve yükler altında gösterdiği deformasyon değişecektir. Bu nedenle zemin parametrelerinde oluşabilecek bu değişimlerin dolgu davranışına etkisisin önceden belirlenmesi önemlidir. Plaxis programı kullanılarak farklı zemin parametrelerinin dolgu davranışına etkisi bu araştırma içerisinde incelenecektir.

(14)

3

2. GEÇMĠġTE YAPILAN ARAġTIRMALAR

Son yıllarda sonlu elemanlar yöntemini uygulayan bilgisayar programlarının yaygınlaşması ile granüler dolgular üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Özellikle tabakalı granüler dolgularda, taşıma gücü, zeminde oluşan gerilme davranışı ve sonlu elemanlar yönteminin zemin modellemesinde kullanılması konuları üzerinde oluşturulmuş makaleler incelenmiş ve özetleri aşağıda verilmiştir.

Temel Yetimoğlu (1998) vibrasyonla sıkıştırılmış dolgu malzemesi üzerinde laboratuarda plaka yükleme deneyi yapmıştır. 100 cm derinliğinde tabakalı sıkıştırdığı kum numunesi üzerinde yaptığı deneyi sonlu elemanlar yöntemi kullanan bir bilgisayar programında(DACSAR) da modellemiştir. Çalışmada doğru model elemanları ve malzeme özellikleri girildiğinde laboratuarda zemine uygulanan yükten elde edilen deformasyon grafiği ile programın ulaştığı deformasyon grafiği birbirleri ile uyumludur sonucuna ulaşılmıştır.

Defossez ve Richard (2002) yaptıkları araştırmada tarım arazilerinde kullanılan iş makinelerinin ağırlıklarından dolayı oluşan kompaksiyon etkisini incelemişlerdir. Arazide ve laboratuarda yapılan deney sonuçları ile sonlu elemanlar yöntemi ile yaptıkları çözümleri kıyaslamışlar ve sonuçların birbiri ile uyumlu olduğunu görmüşlerdir.

Laman ve Keskin (2004) yaptığı araştırmada laboratuarda oluşturdukları 70 cm x 70 cm x 70 cm boyutlarındaki kare kesitli kasa içerisine yerleştirdikleri kum numunesini kullanmışlardır. Araştırmalarında kum tabakası üzerine kare kesitli rijit plaka ile yük uygulamışlardır. Farklı sıkılıktaki kumlar üzerinde yaptıkları deneysel, nümerik ve teorik araştırmanın sonucunda, üniform yüklü rijit bir temel tabanından z derinliğinde bulunan yatay düzlemlerdeki gerilme dağılımının benzer yapıda olduğu görülmüştür. Derinliğin artmasıyla temel plakası merkezi altında hesaplanan ve ölçülen basıncın

(15)

4

azaldığı ve kum zeminin herhangi bir noktasındaki gerilme değerinin uygulanan yük ile orantılı olarak değiştiğini görmüşlerdir. Deney çalışmaları sonuçlarına göre kumun sıkılık değeri değiştiğinde zeminde oluşan gerilmelerde değişmektedir. Literatürde mevcut Westergaard, Boussinesq çözümlerini, deneysel çalışmalarını ve Plaxis(Sonlu Elemanlar Yöntemi ile çözüm yapan bilgisayar programı) programında oluşturdukları modelleri karşılaştıran aşağıdaki tablodaki sonuçları elde etmişlerdir. Farklı derinlik ve farklı yüzeysel gerilmelerin zemin içerisinde oluşturduğu gerilme şiddetini veren çeşitli yöntemlere ait sonuçlar Tablo 2.1 ‟de verilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde 15.0 kN/m3 BHA „daki kum zemin için elde edilen ilave düşey gerilmelerde deneysel sonuçlara en yakın Boussinesq tarafından verilen denklemin sonuçlarıdır.

Tablo 2.1: Laman ve Keskin (2004) Kare temel altında düşey gerilmelerin karşılaştırılması (γk=15.0 kN/m3)

Kumun BHA değeri 17 kN/m3 olması durumunda zeminde elde edilen gerilmeler için farklı yöntemler ile elde edilmiş sonuçlar Tablo 2.2 „de verilmiştir. Zeminde farklı sıkılık durumları için aynı sonuçları veren Westergaard, Boussinesq çözümlerinde bir önceki tabloda, 15 kN/m3 BHA „taki kum için elde edilen sonuçların aynısı 17 kN/m3

yoğunluğundaki kumda elde edilmiştir. Sonlu elemanlar yöntemi ve deneysel çözümde ise sıkılığa bağlı olarak değişimlerin oluştuğu görülmektedir.

(16)

5

Tablo 2.2: Laman ve Keskin (2004) Kare temel altında düşey gerilmelerin karşılaştırılması (γk=17.0 kN/m

3

)

Tekinsoy ve diğ. (2004) çalışmalarında, düşey yüklerden dolayı zemin içinde meydana gelen düşey gerilme artımlarını deneysel ve teorik olarak incelemişlerdir. Deneysel çalışma için laboratuarda model deney düzeneği oluşturmuş ve gerilme ölçümleri yapmışlardır. Deneylerinde zemin numunesi olarak üniform kum kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar teorik ifadelerle karşılaştırılmıştır. Bunun yanında, sükûnetteki toprak basınç katsayısının doğrudan ölçümü için de düzenek oluşturularak deneyler yapmışlardır. Yapılan çalışma sonucunda ve sonuç olarak deneysel olarak doğrudan ölçülen K0 değerlerinin, literatürde verilen bazı ifadeler ile karşılaştırılmasından,

K0=1-sin (Jaky) (2.1) Jaky tarafından verilen K0 ifadesinin kumlu zeminler için kullanılabilir sonuçlar verdiğini görmüşlerdir. Araştırma sonucuna dayanarak tezde Plaxis ile yapılan modelde de bu bağıntı kullanılacaktır.

(17)

6

Schweiger ve Peschl (2005) çalışmalarında, Plaxis V8 programında seçilmiş zemin paremetrelerini kullanarak elde ettikleri sonuçları gerçek deney sonuçları ile kıyaslamışlardır. Elde edilen verilerin gerçek sonuçlardan farkı ve kullanılabilirliği üzerinde yaptıkları araştırma sonucuna göre seçilen parametreler ile yaptıkları çözümlerin pratikte uygulanabilir düzeyde olduğunu göstermişlerdir.

Keleşoğlu ve Çinicioğlu (2005) yaptıkları araştırmada yumuşak killer üzerinde yapılan dolgulardan kaynaklanan yanal itkiler kazıklar üzerinde ilave yüklerin kazıklardaki servis yükünden fazla olduğu için yapısal bir hasarın ortaya çıkabileceğinden dolayı bu tür bir problemin önüne geçmek için literatürde çok kullanılan sonlu elemanlar yöntemi ile analiz yapmışlardır. Çalışmalarında 2.3 metre yüksekliğindeki bir dolgunun yaklaşık 9 metre kalınlığındaki bir yumuşak zemin üzerinde yapılması durumu kazıksız ve kazıklı durumlar için çözülmüştür. Kazıksız durumdaki deplasmanlar ve ilave boşluk suyu basınçları araziden elde edilen değerlerle karşılaştırılmıştır. Kazıklı durumda kazıklar üzerinde etkili olan eğilme momenti ve deplasman değerlerini hesaplamışlardır. Yaptıkları araştırma sonucunda Plaxis Programı ile yapılan analiz sonuçlarından elde edilen deplasman ve ilave boşluk suyu basıncı okumaları ile arazi değerleri uyumludur sonucuna varmışlardır.

Huat ve Mohammed (2006) çalışmalarında aynı kesit alanına sahip radye yada mütemadi temeller ile kabuk temellerin(shell footing) taşıma kapasitelerini kıyasladılar ve sonuç olarak Plaxis ve laboratuarda elde ettikleri sonuçların birbiri ile uyumlu ve de kabuk temellerin diğerlerine göre daha fazla taşıma kapasitesine sahip olduğu sonucuna ulaştılar.

(18)

7

Şekil 2.1: Huat ve Mohammed tarafından kullanılan temel şekilleri

Demir ve diğ. (2007) çalışmalarında yumuşak kil zeminler üzerine inşa edilen yüzeysel temeller altına yerleştirilen farklı kalınlıktaki stabilize granüler dolgu tabakasının taşıma kapasitesine etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, sonlu elemanlar yöntemine dayanan Plaxis programı ile sayısal analizler yapmışlardır. Stabilize granüler dolgu tabakası genişliği gibi farklı parametrelerin de taşıma gücüne etkisi araştırılmıştır. Buna göre Mohr-Coulomb zemin modeli kullanılarak yapılan analiz sonuçları ile Hamed ve diğ. (1986) tarafından gerçekleştirilen deneysel ve teorik çalışma sonuçları karşılaştırılmış ve sonuçların oldukça iyi bir uyum içerisinde olduğu görülmüştür.

Ertuğrul ve diğ. (2007) araştırmalarında sismik etkiler altında kalan istinat yapılarının, üzerlerinde oluşan dinamik yanal zemin basınçları sebebiyle hasar

(19)

8

oluşumunu incelemişlerdir. Bu hasarlar genellikle istinat duvarlarının yanal olarak ötelenmesi, temellerinin dönmesi, yapısal elemanların kalıcı olarak hasar görmesi ve kullanılamaz hale gelmesi, arka dolgu malzemesinde oluşan zemin yerleşmesi ve buna bağlı olarak desteklenen yapılarda oluşabilen ikincil hasarlar olarak sınıflandırılabilir. İstinat duvarlarının deprem yükleri altındaki davranışlarını, sonlu elemanlar metodu kullanan Plaxis programı ile incelemişlerdir. Programdan elde edilen sonuçların gerçekçiliğinin irdelenmesi için tahminleri model deneylerle karşılaştırmışlardır. Ağırlık tipi istinat duvarlarının dinamik davranışlarının modellenmesi ile ilgili örnek bir sonlu elemanlar analizi çalışması Plaxis dinamik programı kullanılarak yapılmış ve sonuçları ODTÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Zemin Mekaniği Laboratuarı‟nda bulunan sarsma tablası sistemi kullanılarak Çalışan tarafından gerçekleştirilen bir fiziksel modelleme çalışması ile karşılaştırılmıştır. Bu modelleme çalışmaları sonucunda, Plaxis programı kullanılarak dinamik sonlu elemanlar yöntemi ile yapılan analizlerde elde edilen dinamik itki değerleri deneysel çalışmalar ve analitik çözümlerle kabul edilebilir yakınlıkta sonuçlar verdiğini bulmuşlardır.

Akbaş (2007) araştırmasında sonlu eleman yöntemini kullanarak, kohezyonsuz zeminler üzerinde bulunan sığ temellerin taşıma gücünü, özellikle yük-deformasyon arasındaki ilişkiyi dikkate alarak incelemiştir. Teorik taşıma gücünü, çeşitli zemin ve temel geometrisi koşullarında sonlu eleman yöntemi ile hesaplanan taşıma gücü ile karşılaştırarak, teorik taşıma gücüne karşılık gelen deformasyon seviyeleri belirlemiştir. Temel genişliğinin %5 veya %10‟u seviyesindeki deformasyonlara sebep olan yükler ile teorik taşıma gücü arasındaki ilişkiyi grafiksel olarak sunmuştur. Sonlu elemanlar yöntemi ile elde ettiği yük deformasyon eğrileri ile test sonuçlarının birbirine benzer sonuçlar verdiğini bulmuştur.

Laman ve diğ. (2008) yaptıkları çalışmada teorik formüllerle hesaplanan ilave gerilme değerlerini, deneysel ve teorik yöntemlerle bulup, sonuçların karşılaştırılmasını amaçlamışlardır. Deneysel çalışmada 70 cm x 70 cm x 70 cm boyutlarındaki kare kesitli kasa kullanılmıştır. Araştırmalarında farklı sıkılıktaki kum numuneler, farklı çaptaki dairesel temeller vasıtasıyla yüklenerek, oluşan ilave gerilmelere sıkılık ve temel genişliğinin etkisi araştırılmıştır. Bununla birlikte Plaxis

(20)

9

paket programı kullanılarak deney modellenmiş ve deneyde ölçüm alınan noktalarda düşey gerilme değerlerini hesaplamışlardır. Bu analizlerde temel elemanı olarak lineer elastik malzeme, zemin için ise, lineer elastik, Mohr-Coulomb ve Hardening Soil modellerini kullanmışlardır. Araştırmalarına göre Hardening Soil ve Mohr-Coulomb sonuçlarının uyum içinde olduğu, bazı yük değerlerinde Boussinesq ve lineer elastik sonuçlarının da yaklaşıklık gösterdiğini görmüşlerdi. Westergaard sonuçlarının ise diğerlerine göre oldukça küçük değerler verdiğini gözlemlemişlerdir. Literatürdeki mevcut çözümlerde ilave düşey gerilmeler hesaplanırken, zeminin sıkılık durumunun dikkate alınmadığı, her sıkılık değeri için aynı sonuçların elde edildiği görülmüş, oysa deney sonuçlarından, sıkılık değerinin artmasıyla eşit derinliklerde ve aynı yükler altında, ilave düşey gerilme değerlerinin arttığını tespit etmişlerdir.

Çalışma sonucu elde edilen Şekil 2.2 ‟de, yüzeyden uygulanan düşey gerilmeye göre çeşitli yöntemler ile elde edilen z=D derinliğinde ilave düşey gerilme dağılımı görülmektedir. Uygulanan düşey gerilmelerin şiddeti arttıkça yöntemlere ait sonuçlarında doğrusal olmayan bir şekilde farklılaştığı görülmektedir. Bu araştırmada uygulanacak düşey gerilme Laman ‟ın deneylerinde kullandığı maksimum gerilmenin yaklaşık 25 katı olduğu düşünülürse, elde edilecek farklı yöntem sonuçlarının da benzerlik göstermeyeceği beklenmektedir.

Şekil 2.2: z=D=20 cm Derinliğinde düşey gerilme artışı (γk=15.0 kN/m 3

)

Laman ve diğ. (2008) „ne ait çalışmada iki farklı sıkılıkta (γk=15.0 kN/m3 ve 16.8 kN/m3) hazırlanan kum numunesi üzerinde yaptıkları laboratuar deney sonuçları

0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 5 10 15 20 Ġl ave D üĢ ey G er il m e (k N /m 2)

Uygulanan DüĢey Gerilme, q (kN/m2₎ Deneysel Hardening Soil Mohr-Coulomb Lineer Elastik Boussinesq Westergaard

(21)

10

Şekil 2.3 „te verilmiştir. Deney sonuçlarından, sıkılık değerinin artmasıyla, eşit derinliklerde ve aynı yükler altında, ilave düşey gerilme değerlerinin arttığını bulmuşlardır.

Şekil 2.3: 20 cm Çaplı dairesel temelde sıkılık etkisi

Moayed ve Janbaz (2008) yaptıkları araştırmada zemin yatak katsayısının bulunması için killi zemin üzerinde yapılmış arazi plaka yükleme deneylerini kullanarak Plaxis programında oluşturulan model ile Terzaghi tarafından verilmiş eşitliği karşılaştırmışlardır. Plaxis programında Mohr-Coulomb modelini kullanmışlar ve arazide yapılan deneyler ile kalibre ederek gerçek temel boyutları altında oluşan yatak katsayısını elde etmeye çalışmışlardır. Programdan elde edilen yatak katsayısının Terzaghi tarafından 1955 „te verilmiş olan aşağıdaki denklemden %33 oranında fazla olduğunu hesaplamışlardır.

ks =ksp (B1/B) Terzaghi (1955) (2.2)

ks =1.33*ksp (B1/B) Moayed ve Janbaz (2008) (2.3)

B1 = Arazide kullanılan kare plaka genişliği B = Gerçek temel genişliği

ksp = 0.3*0.3 ebatlarında plaka ile elde edilen ks ks = Gerçek temel genişliği için yatak katsayısı ks

0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 5 10 15 20 Ġl av e Dü Ģey G er il m eler (k N/ m 2)

Uygulanan DüĢey Gerilme, q (kN/m2₎ γk=16.8 kN/m

3

γk=15.0 kN/m 3

(22)

11

Plaka yükleme deneyine ait Plaxis ve arazi deney kalibrasyonları Şekil 2.4 „de görülmektedir. Kalibrasyonlarda 0.3m, 0.45m ve 0.7m çaplı plakalar kullanılmıştır. Şekil üzerinde görüleceği gibi en başarılı kalibrasyonlar 0.3m ve 0.45m çaplı plakalarda olmuştur. Bu araştırmada da arazide yapılacak plaka yükleme deneyinde ve Plaxis modellemesinde 0.3m çaplı plaka kullanılacaktır.

(23)

12

3. MALZEME VE YÖNTEM

Araştırma çalışmaları için tabakalı dolgu yapılması öngörülen bir sanayi tesisinin inşa edileceği 46.000 m2

alana sahip arazi seçilmiştir. Arazide dolgu malzemesi olarak iyi derecelendirilmiş kum kullanılmış ve dolgunun toplam yüksekliği 6.00m ulaşmıştır. Araştırmada dolgu yüksekliğinin zeminde taşıma gücü ve deformasyona olan etkileri incelenmiştir. Bu bölümde ilk olarak arazinin doğal durumu anlatılmaktadır sonra arazide yapılmış zemin etüdünden ve elde edilen verilerden bahsedilmektedir. Zemin etüdünden sonra arazide başlayan çalışmalarda izlenen yöntemde yine bu bölümde verilmektedir. Bu şekilde, arazide yapılan kazı ve dolgu çalışmaları, plaka yükleme deneyinin sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi, arazide ve laboratuarda yapılan zemin mekaniği deneyleri, hangi araç ve ekipmanın bu çalışmada kullanıldığı ayrıntılı biçimde anlatılmaktadır.

3.1. Dolgu Alanı ve Arazi KoĢulları

Arazinin eğimli olması ve tesisin düz bir alana planlanması nedeniyle sahada hem dolgu hemde kazı yapılması kararlaştırılmıştır. Arazide zemin özelliklerinin belirlenmesi amacıyla ilk olarak zemin etüdü yapılmıştır. Bu çalışma içerisinde sondaj kuyuları açılarak hem laboratuar deneyleri yapılması için numuneler alınmış hemde SPT deneyleri yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre arazi genelinde yer alan iyi derecelenmiş kum malzemenin yapılacak dolguda da kullanılabilir olduğunun tespit edilmiş olması proje için ekonomik bir çözüm olmuştur.

Kazı ve dolgu için kullanılan araçlarda malzemenin cinsine uygun olarak belirlenmiştir. Bu şekilde kohezyonsuz ve iyi derecelendirilmiş kum malzeme için kullanılan araçlar: Kazı çalışmalarında ekskavatör, dolgu çalışmalarında malzemenin

(24)

13

serilmesi için dozer, sıkıştırma için vibrasyonlu düz bandajlı silindir ve su muhtevasının ayarlanması için arasöz kullanılmıştır.

Arazide ilk önce bitkisel toprak sahadan uzaklaştırılmış sonra kazıdan çıkan ve dolguda kullanılacak malzeme Karayolları Teknik Şartnamesi‟nde belirtildiği şekilde incelenmiş ve şu sonuçlara ulaşılmıştır.

Dolgu yapımında kullanılacak malzeme içerisinde;  Bitkisel toprak bulunmadığı,

 Ağaç. çalı, kök ve benzeri organik maddeler içermediği,

 Kömür, kömür tozu dahil içten yanması söz konusu olan malzeme bulunmadığı,  Bataklık veya suyla doygun hale gelmiş killi ve marnlı zeminler olmadığı,  Süprüntü, enkaz gibi artık maddeler içermediği,

saptanmıştır.

Şekil 3.1: Arazide kazı çalışması

Arazide kazı ve dolguya başlanmadan önce bitkisel toprak ve bazı lokal noktalarda bulunan ve üzerine dolgu yapılmasının uygun olmadığı tespit edilen malzeme araziden uzaklaştırılmıştır. (Şekil 3.1)

(25)

14

Şekil 3.2: Dolgu alanı

Sahada sıkıştırma işlemine hazır olan bir dolgu tabakası Şekil 3.2‟de görülmektedir. Resimde de görüldüğü gibi bir çok noktada verilen kotlar sayesinde dolgu tabaka kalınlığı 30 cm olarak tüm tabaka için ayarlanmıştır.

Şekil 3.3: Arazide granüler dolgu malzemesinin serilmesi

Arazide optimum su muhtevası değerini sağlayan ve uygun gradasyona sahip olduğu belirlenen malzeme dozer vasıtasıyla serilmiştir. (Şekil 3.3)

(26)

15

Şekil 3.4: Arazide granüler dolgu malzemesinin sıkıştırılması

İyi derecelenmiş kum olan dolgu malzemesi Modifiye Proctor deneyi ile elde edilmiş maksimum kuru birim hacim ağırlık değerinin en az %95 „ine ulaşıncaya kadar silindir ile sıkıştırılmıştır.(Şekil 3.4)

3.2. Metodoloji

Gebze organize sanayi bölgesi içerisinde bir sanayi tesisinin inşa edileceği arazide gerçekleştirilen yüksek dolgu çalışması araştırmada kullanılmıştır. Tasarlanan binanın tümünün aynı temel kotu seviyesinde olması ve arazinin eğimli yapıda olmasından dolayı arazide hem kazı hem de dolgu çalışmaları yapılmasını gerektirmiştir. İlk etapta yapılan sondaj çalışmaları ve açılan araştırma çukurlarıyla mevcut zeminin profili ortaya çıkarılmıştır. Genelde iyi derecelenmiş kum olan zemin için uygun olan SPT deneyleri sahada açılan 13 adet sondaj kuyusunda uygulanmıştır. Deneylerde arazi genelinde 2.00–2.45 m derinlikte SPT sayıları 50 değerinden fazla olduğu için bazı kuyularda daha derine inilmesine gerek duyulmamıştır. Diğer kuyularda ise daha derinlere inilerek alınan numuneler ile zemin profili ortaya çıkarılmıştır. Arazide sondaj kuyularının yanı sıra açılan araştırma çukurlarından da alınan numuneler üzerinde Elek Analizleri, Likit Limit, Plastik Limit Deneyleri, Standart Proctor, Modifiye Proctor ve yaş CBR Deneyleri yapılarak zemin detaylı olarak incelenmesi sağlanmıştır.

(27)

16

Eğimli arazi koşullarından dolayı hem kazı hem de dolgu yapılacak arazide kazıdan çıkan malzemenin dolgu için kullanılabilir olması proje maliyeti açısından önemlidir. Yapılacak dolgunun bazı kısımlarda 6 m ye ulaşması tabakalı dolgunun kontrollü yapılmasını gerektirmiştir. Ayrıca, elde edilecek dolgu tabakalarında dolgu yüksekliğince oluşabilecek taşıma gücü değişimlerinin incelenmesi, yapı ve kendi yüklerinden dolayı dolguda izin verilen deformasyonlardan fazlasının yaşanmaması gereklidir. Bu nedenlerden dolayı arazide araştırma için uygulanan yapım yöntemi aşağıda verilmiştir.

 İnşaat sahasında açılacak araştırma çukuru ve sondaj kuyuları vasıtası ile numunelerin alınması

 Numuneler üzerinde zemin mekaniği deneylerinin yapılarak özelliklerinin otaya çıkarılması ve karayolu teknik şartnamesi „nde belirtilen standartlara uygunluğunun incelenmesi

 Dolgu için uygulanacak tabaka yüksekliğinin belirlenmesi

 Sıkıştırılan dolgu tabakalarında rölatif kompaksiyonunun ve granülometrinin kontrolü

 Doğal zemin üzerinde plaka yükleme deneyinin yapılması DIN 18134

 Yeterli sıkılığın sağlanmış olduğu tabakalarda plaka yükleme deneyinin DIN 18134 standartlarına göre yapılması

 Plaxis programında plaka yükleme deneyinin modellenmesi  Arazi „de elde edilmiş sonuçların aralarında karşılaştırılması  Programdan elde edilen sonuçların aralarında karşılaştırılması  Arazi ve programdan elde edilen sonuçların karşılaştırılması

(28)

17

3.2.1. Zemin mekaniği arazi ve laboratuar deneyleri

Arazide 12 adet araştırma çukuru ve 13 adet sondaj kuyusu açılmıştır. Genelde sarı renkli iyi derecelendirilmiş kum olan malzeme üzerinde arazide ve laboratuarda zemin mekaniği deneyleri yapılmıştır. Standart Proctor, Modifiye Proctor, Elek Analizi, Likit Limit, Plastik Limit ve yaş CBR deneyleri sonuçlarına göre dolgu malzemesinin uygunluğu incelenmiştir. Deneyler ASTM D698, ASTM D1557, ASTM C136, ASTM D1883 standartlarına uygun olarak yapılmıştır. Alınan numuneler üzerinde yapılan bazı deneyler bu bölümde incelenmiştir.

3.2.1.1. Elek analizi ve plastisite indisleri

Araziden alınan ve dolguda kullanılması düşünülen numuneler üzerinde yapılan elek analizlerinden(ASTM C136) elde edilen sonuçlarına göre malzeme iyi derecelendirilmiş kum – az silt olarak bulunmuştur. Dolguda kullanılan malzemeye ait tipik bir elek analizi Şekil 3.5 „te görülmektedir.

D60 = 1.935 Cu = D60 / D10 = 8.25 PL ( % ) N.P

D30 = 0.888 Cc = ( D30 / D60 * D10 ) = 1.74 LL ( % ) N.L

D10 = 0.235 PI ( % ) N.P

Şekil 3.5: Dolguda kullanılan malzemenin elek analizi ve plastisite indisleri

Şekil 3.6 ve tablo 3.1‟de özetlenmiş olarak verilmiş bazı sondaj kuyularına ait elek analizleri bulunmaktadır. 12.45m derinliğe kadar yapılmış sondajlar sonucunda,

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,01 0,10 1,00 10,00 Per cent Pa ss in g / E lek G eçen ( % )

Sieve Opening Sizes / Dane Çapı (mm) GRAIN SIZE ANALYSIS / ELEK ANALĠZĠ

(29)

18

genelde iyi ve kötü derecelendirilmiş kum olan tabakalar bulunan arazide, iyi derecelenmiş çakıl tabakaları da bulunmaktadır.

Tüm tabakalarda yapılan plastik limit ve likit limit analizlerine göre arazide 12.45 m derinliğe kadar hiçbir tabakada malzeme likit veya plastik özellik göstermemiştir.

Sondaj kuyularında yer altı su seviyesine rastlanılmamıştır. Bu da zeminin taşıma gücü açısından olumlu bir etkendir ve kumlu zeminlerde sıvılaşma riskini ortadan kaldırır.

Şekil 3.6: Dolguda kullanılan malzemenin elek analizi ve plastisite indisleri Tablo 3.1: Sondaj kuyularına ait zemin sınıflandırması

Numunenin alındığı yer Derinlik Zemin cinsi

Sondaj Kuyusu 1 1.50m - 1.95m SW-SM Sondaj Kuyusu 9 7.50m - 7.95m SW-SM Sondaj Kuyusu 2 6.00m - 6.45m SM Sondaj Kuyusu 7 1.50m - 1.95m SP Sondaj Kuyusu 7 12.00m - 12.45m SP-SM Sondaj Kuyusu 8 3.00m - 3.50m GW-GM 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,01 0,10 1,00 10,00 P er ce nt P a ss ing / El ek G eç en ( % )

Sieve Opening Sizes / Dane Çapı (mm) GRAIN SIZE ANALYSIS / ELEK ANALĠZĠ

Sondaj Kuyusu 1-(1.50m - 1.95m) Sondaj Kuyusu 9-(7.50m - 7.95m)

Sondaj Kuyusu 2-(6.00m - 6.45m) Sondaj Kuyusu 7-(1.50m - 1.95m)

(30)

19

3.2.1.2. Modifiye ve standart proctor deneyleri

Araziden alınan numuneler üzerinde ASTM D698 ve ASTM D1557 standartlarına uygun olarak proctor deneyleri yapılmıştır.

Araziden alınan iyi derecelendirilmiş numuneler üzerinde yapılan Modifiye Proctor deney sonuçlarına göre dolgu malzemesi için optimum su muhtevası W(%) = 6.6 ve maksimum kuru birim hacim ağırlık 18.64 kN/m3 olarak bulunmuştur. (Şekil 3.7)

Şekil 3.7: Dolgu malzemesine ait modifiye proctor deneyi

Arazide açılan 7 nolu araştırma çukurundan alınan numuneler üzerinde yapılan Standart Proctor deney sonuçlarına göre dolgu malzemesi için optimum su muhtevası W(%) = 8.4 ve maksimum kuru birim hacim ağırlık 17.72 kN/m3 olarak bulunmuştur. (Şekil 3.8) 17,40 17,60 17,80 18,00 18,20 18,40 18,60 18,80 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 Dr y Den s ity / Kuru Yo ğu nl uk ( KN / m 3 )

Water Content / Su Muhtevası %

Kompaksiyon Deneyi/Compaction Test

(31)

20

Şekil 3.8: Dolgu malzemesine ait standart proctor deneyi(A.Ç. 7)

Arazide açılan 8 nolu araştırma çukurundan alınan numuneler üzerinde yapılan Standart Proctor deney sonuçlarına göre dolgu malzemesi için optimum su muhtevası W(%) = 8.4 ve maksimum kuru birim hacim ağırlık 18.03 kN/m3 olarak bulunmuştur. (Şekil 3.9)

Şekil 3.9: Dolgu malzemesine ait standart proctor deneyi(A.Ç. 8)

Araziden alınmış numuneler üzerinde yapılmış Modifiye Proctor ve Standart Proctor deney sonuçları Şekil 3.10 „da görülmektedir. Modifiye Proctor sonucuna göre elde

17,20 17,30 17,40 17,50 17,60 17,70 17,80 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Dr y Den s ity / Kuru Yo ğu nl uk ( k N / m 3 )

17,20 17,30 17,40 17,50 17,60 17,70 17,80 17,90 18,00 18,10 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Dr y Den s ity / Kuru Yo ğu nl uk ( k N / m 3 )

(32)

21

edilen 18.64 kN/m3 maksimum kuru BHA değeri deneyde verilen enerjinin büyüklüğünden dolayı diğer Standart Proctorlarda elde edilen 18.03 kN/m3

ve 17.72 kN/m3 maksimum kuru BHA değerlerinden büyük çıkmıştır. Standart proctor deneyleri arasında oluşan %1.7 mertebesindeki fark ise gradasyondan kaynaklanmaktadır.

Deneylerde su muhtevaları karşılaştırıldığında, Modifiye Proctor testinde elde edilen %6.6 su muhtevası değeri, Standart Proctorlar‟da elde edilen %8.4 değerinden beklenildiği gibi %21 daha küçük olarak bulunmuştur.

Karayolu Teknik Şartnamesi dolgular kısmında dolgu malzemesi yoğunluğunun en az 14.22 kN/m3 olması istenmektedir. Yapılan tüm deneylerde elde edilen maksimum kuru birim hacim ağırlıkların bu değerden büyük olduğu Şekil 3.9 „da görülmektedir.

Şekil 3.10: Dolgu malzemesine ait standart ve modifiye proctor deneyleri 3.2.1.3. YaĢ CBR deneyleri

Arazide ve laboratuarda yapılabilen Kaliforniya taşıma gücü deneyi dolgu malzemesinin uygunluğunun araştırılmasında kullanılan önemli bir kriterdir.

17,00 17,20 17,40 17,60 17,80 18,00 18,20 18,40 18,60 18,80 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Dr y Den s ity / Kuru Yo ğu nl uk ( k N / m 3 )

Modifiye Proktor

Standart Proktor A.Ç. 7 Standart Proktor A.Ç. 8

(33)

22

Karayolları teknik şartnamesinde de dolgu malzemeleri için yapılması istenen bir deneydir.

Dolguda kullanılan malzeme üzerinde yapılan deneyde CBR değeri %80.29 ve şişme değeri ise 0.03 mm olarak bulunmuştur. Arazide açılan araştırma çukurlarında, yüzeye yakın kısımlardan alınan malzemeler üzerinde yapılan deneyler sonucunda CBR değerleri; araştırma çukuru 6 için %9.12 ve şişme değeri 0.03 mm, araştırma çukuru 11 için ise %9.85 ve şişme değeri 0.03 mm olarak bulunmuştur. Karayolu Teknik Şartnamesi dolgular kısmında yaş CBR değerinin %10 „dan düşük olmaması istenmektedir. Derinliği itibari ile bitkisel toprakta içeren malzeme sahadan uzaklaştırılmıştır.

Dolguda kullanılacak malzeme üzerinde laboratuarda yapılan yaş CBR (Kaliforniya Taşıma Oranı Testi) deneyi sonuçları Şekil 3.11 ve Tablo 3.2 „de görülmektedir.(ASTM D1883)

Şekil 3.11: Dolgu malzemesi yaş CBR deneyine ait grafik

120 220 320 420 520 620 720 820 920 1020 1120 1220 1320 1420 1520 1620 1720 1820 1920 2020 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Y ük ( k gf ) Penetrasyon ( mm )

(34)

23

Tablo 3.2: Dolgu malzemesi yaş CBR deneyi sonuçları Load / Düz

Yükleme Penet. / Penetrasyon ( mm ) 2.50 5.00 Standart Load / Stan. Yük 1360 2040

Load / Yük ( kgf ) 778 1638

CBR Value / Değerleri ( % ) 57.21 80.29

Swell / Şişme ( % ) 0.03

Project CBR Value / Proje CBR Değeri ( % )

80.29

Aşağıdaki şekil ve tabloda 6 nolu araştırma çukurundan alınan numune üzerinde yapılan yaş CBR deneyine ait sonuçlar görülmektedir. Yüzeyden 1m derinlikten alınan numune arazide dolgu malzemesi olarak kullanılmamış ve sahadan uzaklaştırılmıştır.

Şekil 3.12: Yaş CBR deneyine ait grafik(Araştırma Çukuru 6)

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 Y ük ( k gf ) Penetrasyon ( mm )

(35)

24

Tablo 3.3: Kaliforniya taşıma oranı testi sonuçları(Araştırma Çukuru 6) Swell / Şişme ( mm ) 0.03

Project CBR Value / Proje CBR Değeri ( % )

9.12

Aşağıdaki şekil ve tabloda 11 nolu araştırma çukurundan alınan numune üzerinde yapılan yaş CBR deneyine ait sonuçlar görülmektedir. 1m derinlikten alınan numune arazide dolgu malzemesi olarak kullanılmamış ve sahadan uzaklaştırılmıştır.

Şekil 3.13: Yaş CBR deneyine ait grafik(Araştırma Çukuru 11) Tablo 3.4: Kaliforniya taşıma oranı testi sonuçları(Araştırma Çukuru 11)

Swell / Şişme ( mm ) 0.03

Project CBR Value / Proje CBR Değeri ( % ) 9.85 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 Y ük ( k gf ) Penetrasyon ( mm )

(36)

25

Tablo 3.5: Dolgu malzemesine ait özellikler

Zemin Sınıflandırılması

Zemin Tanımı - USCS SW-SM

Kıvam Limitleri

PL ( % ) N.P

LL ( % ) N.L

PI ( % ) N.P.

Elek Analizi - USCS

Taş(blok) (>76.2 mm) (%) 0

Çakıl (76.2 mm - 4.76 mm) (%) 4.26-5.50

Kum (4.76mm-0,074) (%) 89.78-87.37

Silt ve Kil (<0.074) (%) 5.96-7.13

Arazi ve Laboratuar CBR Deneyleri

Yaş CBR Değeri (%) 80.24

Kompaksiyon Parametreleri

M.K.B.H.A. - Modifiye proctor (kN/m3) 18.64 Optimum Su Muhtevası (%) - Modifiye Proctor

M.K.B.H.A. - Standart proctor (kN/m3)

6.6

17.72 - 18.03 Optimum Su Muhtevası (%) - Standart Proctor 8.4

3.2.1.4. ÇalıĢma alanında BHA ve su muhtevası tespiti(TROXLER 3440)

10.000 m2 olan geniş dolgu alanında, sıkıştırılmış malzemenin yoğunluğunun karayolu teknik şartnamesi dolgular kısmında verilen minimum değerlerin(Modifiye Proctor sonucuna göre, rölatif kompaksiyon minimum %95 olmalı) üzerinde olması gereklidir. Bunun yanında tüm alanda dolguda farklı deformasyonların oluşmaması için rölatif kompaksiyon değerlerinin yaklaşık aynı değerlerde olması gereklidir. Bu nedenle her tabakada nükleer metot ile 22 adet arazi BHA deneyi yapılmıştır. Son tabaka için yapılan deney sonuçları Tablo 3.6 „da verilmiştir. Tabloda da görüleceği gibi hem minimum rölatif kompaksiyon değeri aşılmış hem de bütün alanda rölatif kompaksiyon değerleri ortalaması %99 olarak bulunmuştur.

(37)

26

Tablo 3.6: 19. Dolgu tabakası(Temel altı kotu) için nükleer metot sonuçları Test no Islak BHA ( KN / m³ ) Su muhtevası (%) Kuru BHA ( KN / m³ ) Relatif SıkıĢma ( % ) Koordinat Tabaka 1 20.30 8.9 18.64 98.1 242.10 19.Tabaka 2 20.35 8.7 18.72 98.5 242.10 19.Tabaka 3 20.45 8.5 18.85 99.2 242.10 19.Tabaka 4 20.41 8.1 18.88 99.4 242.10 19.Tabaka 5 20.47 8.6 18.85 99.2 242.10 19.Tabaka 6 20.43 8.4 18.85 99.2 242.10 19.Tabaka 7 20.49 8.9 18.82 99.0 242.10 19.Tabaka 8 20.42 8.4 18.84 99.1 242.10 19.Tabaka 9 20.38 9.1 18.68 98.3 242.10 19.Tabaka 10 20.34 9.2 18.63 98.0 242.10 19.Tabaka 11 20.36 9 18.68 98.3 242.10 19.Tabaka 12 20.39 9.1 18.69 98.4 242.10 19.Tabaka 13 20.35 8.9 18.69 98.4 242.10 19.Tabaka 14 20.30 8.4 18.73 98.6 242.10 19.Tabaka 15 20.35 8.6 18.74 98.6 242.10 19.Tabaka 16 20.39 8.7 18.76 98.7 242.10 19.Tabaka 17 20.37 8.2 18.83 99.1 242.10 19.Tabaka 18 20.35 8.4 18.77 98.8 242.10 19.Tabaka 19 20.41 8.6 18.79 98.9 242.10 19.Tabaka 20 20.38 8 18.87 99.3 242.10 19.Tabaka 21 20.29 8.9 18.63 98.1 242.10 19.Tabaka 22 20.34 8.4 18.76 98.8 242.10 19.Tabaka

3.2.1.5. Plaka yükleme deneyi(DIN 18134)

Plaka yükleme deneyi Kögler (1933) tarafından ayrıntılı biçimde ele alınmıştır. Westergaard ilk kez rijit yol kaplamalarının boyutlandırılmasında yatak modülünün bulunması amacıyla plaka yükleme deneyinden yararlanmıştır.

DIN 18134‟e göre deney için rijit yükleme plakasının 30, 60 veya 76.2 cm standart çaplarında (D) olması öngörülmüştür. Büyük çaplı plakalar kullanıldığında, rijitliği artıracak biçimde küçük plakalar daha büyüğü üzerine yerleştirilir. Normal durumlarda 30 cm çapındaki plakalardan yararlanılır. Daha büyük plakalar, en büyük dane çapı plaka çapının 1/5 inden (D/5) büyük olmamak üzere, zeminde iri daneler bulunduğunda gereklidir. Fakat burada plaka etkisinin aşağı yukarı 1.5 D derinliğine kadar uzanabileceği varsayım ile denenen tabaka kalınlığının göz önüne alınması

(38)

27

gereklidir. Hatta yumuşak zeminlerde bile büyük çaplı plakaların kullanılmasının yararlı olacağı söylenebilir.

Plaka yükleme deneyi basamak biçiminde yinelenen yükleme ve boşaltmalardan oluşan bir yük düzeni ile yapılır. 30 cm çaplı plaka kullanıldığında, en yüksek yük yaklaşık 5 mm‟lik bir oturmaya veya 5 kg/cm2

(0.5 MN/m2)‟lik bir taban gerilmesine, D=60 cm‟lik bir plaka kullanılması, algında ise yaklaşık 7 mm‟lik bir oturmaya veya 2.5 kg/cm2 (0.25 MN/m2 )‟lik bir taban gerilmesine kadar çıkarılır. En yüksek yükün seçimi için ilk olarak ulaşılan kriter geçerlidir. Yük oluşturmak için karşı ağırlık olarak genellikle ekskavatör gibi ağır iş makineleri kullanılır. Deneyin uygulanmasına ilişkin ayrıntılar DIN 18134‟de verilmektedir. Deformasyon modülünün bulunması için gerekli doğrusal eğri bölümünün ilk yükleme çizgisinden seçimi güçtür. Çünkü ilk yükleme eğrisinin bükülmesi, yalnız elastiklik modülüne bağlı olmayıp, yükleme plakası altındaki yatak etkisine ve toplam yükleme düzeni içindeki etkiye de bağlı olmaktadır. Ayrıca 30 cm‟lik küçük plaka çapları kullanıldığında, sıkı yerleşmiş ve yumuşak konsistanslı zeminlerde orta bir yük durumunda kesme deformasyonu (zeminin yana püskürmesi) açıkça kendini gösterir. Buna karşılık ikinci yükleme çizgisinin orta bölgesi önemli ölçüde doğrusaldır ve zemin elastikliğini karakterize etmek için elverişlidir. Bundan eğimin muhtemelen daha geniş bir bölgede hemen hemen sabit olduğu sonucu çıkarılır. Bu ilkeye göre ilk yükleme için Ev1 ve yeniden yükleme için Ev2 deformasyon modülleri elde edilir.

Bununla birlikte deformasyon davranışının değerlendirilmesinde yalnız Ev2

deformasyon modülü kullanılmaktadır.

Ev1, denemeden önce kontrol edilecek tabakanın özelliklerinin Ev2 ile karşılaştırma yoluyla değerlendirilebilmesi için belirlenir. Eğer zemin rölatif olarak gevşek veya sıkışma değeri düşük ise, küçük plakalar altında rölatif olarak yüksek taban basıncı ve sıkışma sonucu önemli ölçüde büyük oturmalar ortaya çıkar. Bu özellikle Ev1

değerinin düşük olduğu anlamına gelir. Fakat yeniden yükleme sırasında ve Ev2

değerinde bu durum ortaya çıkmaz. İlk ve son yüklemedeki Ev1 ve Ev2 değerlerinin

bulunmasında, ilk yükleme çizgisinin 0.3 ve 0.7 katı yükleme sonucunda ilk ve ikinci yük çizgisinden elde edilen s1 ve s2 oturmaları kullanılır. Bu durumda yana

(39)

28

genişlemesine kısmen engel olunan zemine ilişkin Ev bağıntısından Ev1 ve Ev2

deformasyon modülü;

Ev = 1,5 x r x ( ∆P / ∆S ) (3.1)

bağıntısından hesaplanır.

Buna karşılık ks yatak modülü ilk yükleme çizgisine uygun olarak

ks= 0/s (3.2) 0 = Ortalama normal gerilme(MN/m2)

s = 0.00125 m

bağıntısından belirlenir. Burada yol ve havaalanı inşaatlarında D=76.2 cm çapındaki plaka altındaki zeminin yalnızca 1.25 mm‟lik ortalama oturması için gerekli yükten sonuca ulaşılır.(Şekil 3.14) Eğer temel tabakası (1.5~2) D derinliğe kadar homojen oluşumlu ise, 76.2 cm‟lik plakadan elde edilen ks yatak modülü yardımıyla, çap oranındaki model kanununa göre daha küçük çaplara ilişkin değerler hesaplanabilir.

(40)

29

Arazide yapılan plaka yükleme deneylerinde kıyaslamak amacıyla farklı dolgu tabakalarında deneyler yapılmıştır. Zeminin taşıma gücünün belirlenmesi için yapılan plaka yükleme deneyi için karşı ağırlık olarak ekskavatör kullanılmış diğer deneylerde ise maksimum 0.5 MN/m2 gerilme uygulandığından dolayı silindir yeterli bir karşı ağırlık oluşturulmuştur.

Şekil 3.15: Granüler dolgu üzerinde yapılan plaka yükleme deneyi

Arazide yapılmış tipik bir plaka yükleme deney düzeneği Şekil 3.15 „de görülmektedir.

(41)

30 q f c u u c N B N D N L B Q m t m kN q             _  2 1 ) / , / ( 2 2

Sürekli bir temel için:

(3.3)

Qu : Alttaki zeminde kayma göçmesine sebep olan düşey yük (KN, ton) B : Sürekli temelin genişliği (m)

L : Sürekli temelin uzunluğu (m)  : Zeminin birim hacim ağırlığı (kN/m3

)

Df : Temel çevresindeki zemin yüzeyinden temelin alt taban kotuna düşey uzaklık

c : Temel altındaki zeminin kohezyonu (kN/m2 , t/m2) Nc,Nq,N: Taşıma kapasitesi faktörleri (boyutsuz)

Taşıma gücü formülünde yer alan üç terimin anlamı şu şekildedir:

c.Nc : Temel zeminindeki kohezyonun taşıma gücüne katkısı. Eğer c = 0 olursa,

bu terim yok olur

½..B.N: Temel zemininin içsel sürtünmesinin taşıma gücüne katkısı. Bu terimde yer alan N içsel sürtünme açısı ‟nin fonksiyonudur.  değeri temel tabanı

altındaki zeminin birim hacim ağırlığıdır.

.Df.Nq : Temel tabanı üzerinde yer alan ve temeli çevreleyen sürşarj yükünün taşıma

gücüne katkısı. Bu terimde yer alan  değeri zemin taban seviyesi üzerinde yer alan zeminin birim hacim ağırlığıdır.

Temel tabanı altındaki zeminle temel tabanı üzerindeki zeminin  değerleri farklı olabilir. Böyle bir durumda ikinci ve üçüncü terimlerde farklı  değerleri kullanılacaktır. Taşıma gücü faktörleri Tablo 3.7 „de tanımlanmaktadır.

(42)

31

Tablo 3.7: Taşıma gücü faktörleri

 Nc Nq N 0 5.14 1.0 0.0 5 6.50 1.6 0.5 10 8.30 2.5 1.2 15 11.0 3.9 2.6 20 14.8 6.4 5.4 25 20.7 10.7 10.8 30 30.1 18.4 22.4 32 35.5 23.2 30.2 34 42.2 29.4 41.1 36 50.6 37.7 56.3 38 61.4 48.9 78.0 40 75.3 64.2 109.4 42 93.7 85.4 155.6 44 118.4 115.3 224.6 46 152.1 158.5 330.4 48 199.3 222.3 496.0 50 266.9 319.1 762.9

Kare ve dairesel temeller için taşıma gücü denklemi aşağıda verilmiştir.

1.3 0.4 u c f q q   c N   D N     B N_ (Kare temel) (3.4) 1.3 0.3 u c f q q   c N   D N     B N_ (Dairesel temel) (3.5)

Araştırmada arazide yapılacak plaka yükleme deneyi ile taşıma gücü bulunacaktır. Taşıma gücü 3.5 ‟de verilen formüle göre hesaplandığında plaka yükleme deneyi yüzeyden yapılacağından ikinci kısım dikkate alınmayarak;

qu =1.3*0.5*172+0+0.3*20.4*0.3*296 = 655.26 kN/m2 ve eminyetli taşıma gücü emniyet katsayısı 3 alınarak ; Zem=655.26/3=218.42 kN/m2 olarak bulunmuştur.(Terzaghi)

(43)

32

Şekil 3.17: Düzgün yayılı yük altındaki dairesel temeller için I katsayısı(Boussinesq)

Şekil 3.17‟ de Boussinesq tarafından verilmiş z=I*P formülü için I katsayısı değerleri verilmiştir.























1

2 3 2 2 3

z

a

z

q

z



(Boussinesq) (3.6)

(44)

33 q = Üniform yayılı yük (MN/m2

) z = Derinlik (m)

a = Yarıçap (m)

z = z derinliğindeki gerilme (MN/m2)

Tablo 3.8: Boussinesq formülüne göre dairesel temel altında oluşan gerilmeler

z q a z 0.15 m 0.486 MN/m2 0.15 m - 0.314 MN/m2 0.30 m 0.486 MN/m2 0.15 m - 0.138 MN/m2 0.45 m 0.486 MN/m2 0.15 m - 0.071 MN/m2 0.60 m 0.486 MN/m2 0.15 m - 0.042 MN/m2 0.75 m 0.486 MN/m2 0.15 m - 0.028 MN/m2

Yukarıdaki tabloda dairesel temeller altında oluşan gerilmelerin bulunması için Boussinesq tarafından verilen formül uygulanmıştır. Plaka yükleme deneyindeki gibi 30 cm çaplı düşünülen temelin üzerine plaka yükleme deneyinde uygulanan 0.486 MN/m2 düzgün yayılı yük uygulanarak zeminde 0.5D, D,1.5D, 2D ve 2.5D derinliklerinde oluşan gerilmeler bulunmuştur. Elde edilen verilere göre zeminde plaka altında oluşan gerilmenin en yüksek ve derinlikle beraber bu gerilmenin düştüğü görülmektedir. Zeminde sıkılığın dikkate alınmadan hesaplandığı bu değerler Plaxis sonuçları ile kıyaslanacaktır.

3.2.1.6. ÇalıĢma alanında yapılmıĢ plaka yükleme deneyleri(DIN 18134)

Arazide farklı tabakalardan ve doğal zeminde yapılan plaka yükleme deney sonuçları zemin parametreleri ile birlikte ayrıntılı bir şekilde bu bölümde verilmiştir. Dolgu tabakası için taşıma gücü plaka yükleme deneyleri sonucunda bulunmuştur. Dolgu ve doğal zeminde yapılan deneylerde Alman DIN 18134 standartları uygulanmış, gerilme-deformasyon grafikleri çizilmiş ve deneylerden deformasyon modülleri elde edilmiştir.

(45)

34

Şekil 3.18: Granüler dolgu üzerinde yapılan plaka yükleme deneyi gerilme-deformasyon ilişkisi

Grafikte gösterilen deney 03.11.2008 tarihinde şantiye dolgu sahasında, yapılan granüler dolgunun 11. tabakasından ve N40.84512° ve E29.42196° koordinatlarından alınmıştır. Elek analizi sonuçlarına göre zemin SW-SM(İyi derecelendirilmiş kum ve az silt) sahada dolgu tabakası üzerinde vibrasyonlu sıkıştırma sonrasında nükleer BHA ölçer kullanılarak, rölatif kompaksiyonun %98(Modifiye proctor sonuçlarına göre) ve su muhtevasının %5.12 olduğu saptanmıştır. 30 cm çaplı plaka kullanılan deneyde 25 mm deformasyon oturması oluşmasına karşın zemin kırılmamıştır bu nedenle yüklemeye son verilmiştir. Deney sonucuna göre güvenlik katsayısı(G.S.) 3 alınarak;

σzem =1.46/3=0.486 MN/m2

= 486 kN/m2 = 49.54 t/m2 olarak bulunmuştur.

σzem (Sıkı Kumlar için) > 30 t/m2

olmalı (Uzuner, 1988) 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 D efo rmati o n / D efo rmas y o n ( mm ) Stress / Gerilme ( MN / m2₎

(46)

35 P2 P1 S2 S1 ∆P ( MN/m2 ) ∆S ( mm ) 1 0.350 0.150 2.25 0.57 0.200 1.68 2 0.315 0.135 2.88 2.41 0.180 0.47 Ev = 1,5 x r x ( ∆P / ∆S ) Ev 2 / Ev 1 = 3.22 Ev 1 = 26.8 MN/m2 Ev 2 = 86.2 MN/m2

Şekil 3.19: Granüler dolgu üzerinde yapılan plaka yükleme deneyi(DIN 18 134) gerilme deformasyon ilişkisi ve deformasyon modülleri

Şekil „de verilen deney 10.11.2008 tarihinde şantiye dolgu sahasında, yapılan granüler dolgunun 13. tabakasından, N40.84541° ve E29.42208° koordinatlarından alınmıştır. Elek analizi sonuçlarına göre zemin SW-SM(İyi derecelendirilmiş kum ve az silt) sahada dolgu tabakası üzerinde vibrasyonlu sıkıştırma sonrasında nükleer BHA ölçer kullanılarak, rölatif kompaksiyonun %97.5(Modifiye proctor sonuçlarına göre) ve su muhtevasının %5.37 olduğu saptanmıştır. 30 cm çaplı plaka kullanılan deney DIN normlarına uygun olarak yapılmıştır deney sonuçlarında bulunan Ev1 ve

Ev2 deformasyon modülleri şekil „de gösterilmiştir. 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 D eform ati on / D eform as y on ( mm ) Stress / Gerilme ( MN / m2₎

(47)

36 P2 P1 S2 S1 ∆P ( MN/m2 ) ∆S ( mm ) 1 0.350 0.150 2.33 0.73 0.200 1.60 2 0.315 0.135 3.45 2.85 0.180 0.60 Ev = 1.5 x r x ( ∆P / ∆S ) Ev 2 / Ev 1 = 2.39 Ev 1 = 28.2 MN/m2 Ev 2 = 67.5 MN/m2

Şekil 3.20: Granüler dolgu üzerinde yapılan plaka yükleme deneyi(DIN 18 134) gerilme deformasyon ilişkisi ve deformasyon modülleri

Ev2 deformasyon modülleri şekil „de gösterilmiştir. 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 D eform ati on / D eform as y on ( mm ) Stress / Gerilme ( MN / m2₎

(48)

37 P2 P1 S2 S1 ∆P ( MN/m2 ) ∆S ( mm ) 1 0.350 0.150 3.33 1.24 0.200 2.09 2 0.315 0.135 4.01 3.30 0.180 0.71 Ev = 1.5 x r x ( ∆P / ∆S ) Ev 2 / Ev 1 = 2.65 Ev 1 = 21.5 MN/m2 Ev 2 = 57.0 MN/m2

Şekil 3.21: Granüler dolgu üzerinde yapılan plaka yükleme deneyi(DIN 18 134) gerilme deformasyon ilişkisi ve deformasyon modülleri

Ev2 deformasyon modülleri şekil „de gösterilmiştir. 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 Def or m at ion / Def or m asy on ( m m ) Stress / Gerilme ( MN / m2₎