Zemin Mekaniği: hızlı tekrar paketi

Formül kâğıtları, her konunun temel yöntem adımları ve 6 alıştırma sorusu; tam çözümler en sonda.

Yeni sorularDerse dön

Yazdırma penceresinde, bir kopyayı cihazınızda saklamak için “PDF olarak kaydet” seçeneğini seçin.

1Formüller ve yöntemler

Zeminde efektif gerilme

Toplam gerilme
σ = Σγi·hi
Boşluk suyu basıncı
u = γw·(z − zw)
Efektif gerilme
σ′ = σ − u
Su
γw = 9,81 kN/m³

Konsolidasyon oturması

Normal konsolide
S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0)
Son gerilme
σ′f = σ′0 + Δσ (at mid-depth of the layer)
Aşırı konsolide, σ′f ≤ σ′p
S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0)
Aşırı konsolide, σ′f > σ′p
S = H/(1 + e0)·[Cr·log₁₀(σ′p/σ′0) + Cc·log₁₀(σ′f/σ′p)]
Aşırı konsolidasyon oranı
OCR = σ′p/σ′0
Konsolidasyon süresi
t = Tv·Hdr²/cv
Drenaj yolu
Hdr = H/2 (çift yönlü drenaj), H (tek yönlü drenaj)
Zaman faktörleri
U 50% → 0,197, 60% → 0,287, 70% → 0,403, 80% → 0,567, 90% → 0,848

Hidrostatik kuvvet

Derinlikteki basınç
p = ρgh
Düşey duvara etkiyen kuvvet
F = ρg·hc·A
Basınç merkezi
yp = yc + Ic/(ycA)
Dikdörtgen
Ic = bH³/12

2Alıştırma soruları

1.Zeminde efektif gerilmeOrta
kumγd​ = 16 kN/m³γsat​ = 19 kN/m³14 myeraltı su seviyesiXz = 9 m

Gösterilen zemin profili için X noktasındaki düşey efektif gerilme σ′ değerini bulun.

z = 9 mzw = 1 mγw = 9,81 kN/m³kum: γd = 16 kN/m³kum: γsat = 19 kN/m³
σ′ = kPa
2.Zeminde efektif gerilmeZor
kumγd​ = 17 kN/m³γsat​ = 19 kN/m³5 mkilγsat​ = 19 kN/m³7 myeraltı su seviyesiXz = 8,5 m

Gösterilen zemin profili için X noktasındaki düşey efektif gerilme σ′ değerini bulun.

z = 8,5 mzw = 4 mγw = 9,81 kN/m³kum: γd = 17 kN/m³kum: γsat = 19 kN/m³kil: γsat = 19 kN/m³
σ′ = kPa
3.Konsolidasyon oturmasıOrta
Δσ = 30 kPakumkilCc​ = 0,3, Cr​ = 0,02e0​ = 0,95σ′0​ = 75 kPaσ′p​ = 115 kPa3,5 myeraltı su seviyesi

3,5 m kalınlığındaki aşırı konsolide bir kil tabakasının Cc = 0,3, Cr = 0,02 ve e₀ = 0,95. Orta derinliğindeki efektif düşey gerilme 75 kPa ve ön konsolidasyon basıncı 115 kPa’dır. Yeni bir bina orta derinlikte 30 kPa düşey gerilme ekliyor. Birincil konsolidasyon oturması S değerini mm cinsinden bulun.

H = 3,5 mCc = 0,3Cr = 0,02e0 = 0,95σ′0 = 75 kPaσ′p = 115 kPaΔσ = 30 kPa
S = mm
4.Konsolidasyon oturmasıZor
kumkilH = 3 mcv​ = 5 m²/yıl3 mgeçirimsiz kayayeraltı su seviyesi

3 m kalınlığındaki bir kil tabakasının konsolidasyon katsayısı cv = 5 m²/yıl. Üstünde kum bulunan geçirimsiz kaya üzerinde durur, bu yüzden su yalnızca üstten drene olur. %60 ortalama konsolidasyon için zaman faktörü Tv = 0,287. Tabakanın %60 konsolidasyona ulaşması kaç yıl t sürer?

H = 3 mcv = 5 m²/yılU = 60%Tv = 0,287tek yönlü drenaj
t = yıl
5.Hidrostatik kuvvetOrta
kapakd = 1,5 mH = 3 m

1 m genişliğinde düşey dikdörtgen bir kapak, su dolu bir tankın duvarında, üst kenarı yüzeyin 1,5 m altında bulunuyor. Kapağa etkiyen bileşke hidrostatik kuvvet F değerini bulun.

d = 1,5 mH = 3 mb = 1 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
6.Hidrostatik kuvvetZor
kapakd = 3 mH = 2 m

2 m genişliğinde düşey dikdörtgen bir kapak, gliserin dolu bir tankın duvarında, üst kenarı yüzeyin 3 m altında bulunuyor. Kapağa etkiyen bileşke hidrostatik kuvvet F değerini bulun.

d = 3 mH = 2 mb = 2 mρ = 1260 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN

3Çözeltiler

1.Zeminde efektif gerilme

Cevap: σ′ = 89,52 kPa

Efektif gerilme (Terzaghi): zemin iskeleti σ′ = σ − u taşır. Toplam gerilme σ, noktanın üstündeki her şeyin ağırlığıdır, Σγ·h; su seviyesinin üstünde kuru, altında doygun birim hacim ağırlığı kullanılır. Su seviyesinin altında boşluk suyu basıncı hidrostatiktir: u = γw·(su seviyesinin altındaki derinlik).

Toplam gerilme

X’in üstündeki her zemin bandının ağırlığını toplayın. Su seviyesinin üstünde kuru, altında doygun birim hacim ağırlığını kullanın.

σ = γd·zw + γsat·(z − zw) = 16·1 + 19·8 = 168 kPa

Boşluk suyu basıncı

Su basıncı su seviyesinin altındaki derinlikle artar.

u = γw·(z − zw) = 9,81·8 = 78,48 kPa

Efektif gerilme

σ′ = σ − u = 168 − 78,48 = 89,52 kPa

Cevap

σ′ = 89,52 kPa
2.Zeminde efektif gerilme

Cevap: σ′ = 109,4 kPa

Efektif gerilme (Terzaghi): zemin iskeleti σ′ = σ − u taşır. Toplam gerilme σ, noktanın üstündeki her şeyin ağırlığıdır, Σγ·h; su seviyesinin üstünde kuru, altında doygun birim hacim ağırlığı kullanılır. Su seviyesinin altında boşluk suyu basıncı hidrostatiktir: u = γw·(su seviyesinin altındaki derinlik).

Toplam gerilme

X’in üstündeki her zemin bandının ağırlığını toplayın. Su seviyesinin üstünde kuru, altında doygun birim hacim ağırlığını kullanın.

σ = γd·4 + γsat,sand·1 + γsat,clay·3,5
σ = 17·4 + 19·1 + 19·3,5 = 153,5 kPa

Boşluk suyu basıncı

Su basıncı su seviyesinin altındaki derinlikle artar.

u = γw·(z − zw) = 9,81·4,5 = 44,15 kPa

Efektif gerilme

σ′ = σ − u = 153,5 − 44,15 = 109,4 kPa

Cevap

σ′ = 109,4 kPa
3.Konsolidasyon oturması

Cevap: S = 5,246 mm

H kalınlığındaki bir kil tabakasının, tabaka ortasındaki efektif gerilme kullanılarak birincil konsolidasyonu: σ′f = σ′0 + Δσ. Normal konsolide kil: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Aşırı konsolide kil, ön konsolidasyon basıncı σ′p’ye kadar Cr boyunca yeniden sıkışır ve ancak onun ötesinde Cc’yi izler. Süre: t = Tv·Hdr²/cv; drenaj yolu Hdr, su üstten ve alttan çıkabiliyorsa H/2, yalnızca bir taraf drene oluyorsa H’dir.

Ön konsolidasyon basıncıyla karşılaştırın

σ′f = 75 + 30 = 105 kPa ≤ 115 kPa

Oturma

Kil yeniden sıkışma doğrusu üzerinde kalır.

S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0) = 0,02·3,5/(1 + 0,95)·log₁₀(105/75) = 5,246 mm

Cevap

S = 5,246 mm
4.Konsolidasyon oturması

Cevap: t = 0,5166 yıl

H kalınlığındaki bir kil tabakasının, tabaka ortasındaki efektif gerilme kullanılarak birincil konsolidasyonu: σ′f = σ′0 + Δσ. Normal konsolide kil: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Aşırı konsolide kil, ön konsolidasyon basıncı σ′p’ye kadar Cr boyunca yeniden sıkışır ve ancak onun ötesinde Cc’yi izler. Süre: t = Tv·Hdr²/cv; drenaj yolu Hdr, su üstten ve alttan çıkabiliyorsa H/2, yalnızca bir taraf drene oluyorsa H’dir.

Drenaj yolu

Hdr = H = 3 m

Süre

t = Tv·Hdr²/cv = 0,287·3²/5 = 0,5166 yıl

Cevap

t = 0,5166 yıl
5.Hidrostatik kuvvet

Cevap: F = 88,29 kN

Düzlem yüzeye hidrostatik kuvvet: F = ρ·g·yc·A. Her zaman ağırlık merkezinin altında bulunan basınç merkezinde, ycp = yc + Ic/(ycA), etkir.

Ağırlık merkezi derinliği ve alan

yc = d + H/2 = 1,5 + 3/2 = 3 m
A = H·b = 3·1 = 3 m²
kapakd = 1,5 mH = 3 mF

Bileşke kuvvet

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·3·3 = 88,29 kN

Cevap

F = 88,29 kN
6.Hidrostatik kuvvet

Cevap: F = 197,8 kN

Düzlem yüzeye hidrostatik kuvvet: F = ρ·g·yc·A. Her zaman ağırlık merkezinin altında bulunan basınç merkezinde, ycp = yc + Ic/(ycA), etkir.

Ağırlık merkezi derinliği ve alan

yc = d + H/2 = 3 + 2/2 = 4 m
A = H·b = 2·2 = 4 m²
kapakd = 3 mH = 2 mF

Bileşke kuvvet

F = ρ·g·yc·A = 1260·9,81·4·4 = 197,8 kN

Cevap

F = 197,8 kN

ExamProblems · examproblems.com/courses/geotechnical-engineering