Yıldız Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders:2 Standart Penetrasyon Deneyi -SPT. Doç. Dr. Saadet Berilgen

Doç. Dr. Saadet Berilgen

Ders:2

Standart Penetrasyon Deneyi -SPT Yıldız Teknik Üniversitesi

İnşaat Mühendisliği Bölümü

Arazi Deneyleri

Standart Penetrasyon Deneyi (SPT)

Standart Penetrasyon Deneyi (SPT)

Standard Penetrasyon Deneyi

Yine de bir anlamı var

A_R = 112%;

sınıflandırma için kullanılır

Çoğunlukla granüler zemin; Killerde güvenilmez

Yarık kaşık numune alıcılarla örselenmiş numuneler aşınır.

Sondaj çukurlarında 1.5 m aralıklarla yapılır N-değeri ’, E … parametrelerine korole edilir

zemin

Standard Penetrasyon Deneyi

SPT Hammers

PINWEIGHT

DONUT

AUTO

SAFETY

Calibration of SPT Hammer & System

Modified after Kulhawy and Mayne (1990)

Hammer

Type Operation

Method Typical

Range of Energy Ratios

Pinweight Manual 30 - 40

Donut Manual 40 - 55

Safety Manual 50 - 75

Automatic Auto 45 - 95

Standard Penetration Test (SPT) in Uniform Sand

4

6

8

10

12

14

16

0 10 20 30 40 50

Measured N-values

Depth (meters)

Donut Saf ety Sequence

4

6

8

10

12

14

16

0 10 20 30 40 50

Corrected N₆₀

Depth (meters)

Donut Saf ety Trend ER = 34 (energy ratio)

45 40

41 41 39

47 56 55

60 56

63 63

63 64

69

Data modified from from Robertson, et al. (JGE 1983)

Northwestern University

National Geotechnical Experimentation Site (Finno 2000)

SP Sand Layer 0.15 <

D₅₀ <

0.30 mm

SP Sand Layer 0.15 <

D₅₀ <

0.30 mm

corrected

= N

Northwestern University

National Geotechnical Experimentation Site (Finno 2000)

SPT Granüler Zeminlerde Korelasyon

SPT N - ° korelasyonları

 Wolf (1989) düşey efektif gerilmeye göre düzeltilmiş SPT değeri N

’ e göre

° = 27.1 + 0.3 N

– 0.054 N

²

bağıntısı ile içsel sürtünme açısının

bulunabileceğini belirtmektedir

SPT-N Düzeltmeleri

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 14

 SPT deney düzeneğindeki farklılıklar ölçülen arazi 𝑁 değerlerini etkilemektedir.

 Ayrıca siltli kum ve ince kum zeminlerde

penetrasyon esnasında yükselen boşluk suyu basınçları darbe sayılarını değiştirmektedir. Bu nedenlerle deney sonuçlarının yorumlanması

öncesinde SPT-𝑁 değerlerinde bir seri düzeltmeler

yapılması gereklidir.

A- Siltli Kum/İnce Kum Düzeltmesi:

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 15

 Dinamik yüklemelere maruz kalan suya

«doygun siltli veya ince dane oranı yüksek

kumlu zeminlerde düşük geçirgenlikten dolayı su aniden drene edilememekte ve boşluk

suyu basınçları yükselmektedir. Drene

olmayan suyun varlığı zeminin mukavemetini geçici olarak arttırmakta ve SPT-𝑁 değerini yanıltıcı olarak yükseltmektedir.

 Bu nedenle 𝑁 değerlerine, aşağıdaki

koşulların tamamı geçerli olması durumunda

siltli kum düzeltmesi yapılır

B-Enerji Düzeltmesi-C _E

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 16

 SPT tüpüne uygulanan dinamik enerji her darbe için 63.5 kg ağırlığındaki bir kütlenin 76.2 cm’den

düşürülmesi olarak standartlaştırılmış olmakla birlikte, deney esnasında yapılan ölçümler tüpün ucuna transfer edilen enerjinin, tatbik edilen 473.4 Jül enerjinin %40’larına kadar inebildiğini

göstermiştir.

 Enerji düzeltmelerinde, emniyetli şahmerdan sisteminde elde edilebilen %60 enerji transferi

standart olarak alınmış, ve diğer sistemlerdeki enerji transfer değerlerine oranlanmıştır.

 Farklı ülkelerde kullanılan farklı sistemlerdeki enerji oranları Tablo 1.4’teverilmektedir.

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 17

C-Delgi Çapı, Tüp Tipi, Tij Uzunluğu ve

Darbe Hızı için Düzeltmeler: C

, C

, C

, C

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 18

D-Örtü Yükü Düzeltmesi: C _N

 Zeminin homojen, derinlikle değişmeyen birim ağırlık ve su içeriğine sahip olması durumunda SPT-𝑁 değerleri derinlikle artmaktadır.

 Bunun nedeni derine inildikçe örtü yükü

gerilmelerinin (overburden stress) artması, dolayısıyla da deneyin daha yüksek düşey ve yatay çevre basınçları altında

gerçekleştirilmesidir.

 Sonuçta aynı penetrasyonu sağlayan darbe sayısı artmaktadır. Örtü yükü düzeltmesi yapılmış SPT- 𝑁 değeri 𝑁

olarak gösterilmektedir.

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 19

 Burada, (𝑁

)

: %60 enerji ve örtü yükü düzeltmesi yapılmış SPT değeri ve 𝐸

:Tablo 1.4’te verilen enerji oranıdır.

 Örtü yükü düzeltmesi (𝐶

) uygulanmamış SPT değeri, 𝑁

sembolü ile

gösterilmektedir.

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 20

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 21

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 22

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 23

 Df < B için Parry (1977)

 Tassias (1983)

 Bu eşitliklerde q_u son taşıma gücü q_a ise izin verilebilir taşıma gücünü göstermektedir.

 Diğer yandan SPT deneyine bağlı olarak içsel sürtünme açısını tahmin etmek, daha sonra bunu taşıma gücü eşitliklerinde kullanmak şeklinde araştırmalar vardır.

Parry (1977)

 Burada N₁ düzeltilmiş SPT değeri, P₀′ deney yapılan yerdeki efektif düşey gerilme (kPa) dır.

   

M su altında M

100 150

a

N N

q  Pa Pa

30 qu  N kPa

1 0

25 28 N P



  

 

SPT N - ° korelasyonları

Arazide ölçülmüş ve düşey efektif gerilmelere göre düzeltilmiş N değerleri ile Kulhawy ve Mayne

(1990)

bağıntısını önermektedirler. Burada P

atmosferik

basınç, ’

deney yerinde düşey jeolojik efektif

gerilmedir.

SPT N - ° korelasyonları

 Son yıllardaki bir araştırmaya göre Hatanaka ve Uchida (1996)

 ° =

bağıntısını önermektedirler.

20 N

20



SPT N - C _u korelasyonları

Hara ve diğerleri (1971)

c

= 29 N

( kN/m²)

eşitliğini önermişlerdir.

SPT N - C _u korelasyonları

Mayne ve Kemper (1988) doğal killer için

OCR = 0.193 (N/

’)

önermişlerdir.

Burada 

’ (MN/m²) olarak efektif

düşey gerilmedir.