İÇİNDEKİLER
BÖLÜM 1 ZEMİN MEKANİĞİNE GİRİŞ........................................................................................ .1
1.1 ZEMİNLERİN OLUŞUMU VE ZEMİN MEKANİĞİNİN KONUSU. ..................................... 1
1.2 İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNDE ZEMİN PROBLEMLERİ...................................................... ...3
1.3 ZEMİN MEKANİĞİ PROBLEMLERİNİN ANALİZİ............................................................... ..5
BÖLÜM 2 ZEMİNLERİN ENDEKS ÖZELLİKLERİ.................................................................... ..7
2.1 GİRİŞ.............................................................................................................................................. .. 7
2.2 DANE BOYUTU VE DANE ÇAPI DAĞILIMI......................................................................... ...7
2.2.1 ELEK ANALİZİ........................................................................................................... ......8
2.2.2 ÇÖKELTME ANALİZİ................................................................................................... 10
2.2.3 TABİİ ZEMİNLERİN DANE ÇAPI DAĞILIMI.......................................................... 11
2.2.4 DANE ÇAPI DAĞILIMININ MÜHENDİSLİKTE ÖNEMİ........................................ 15
2.3 ZEMİN DANELERİNİN BİÇİMİ................................................................................................. 16
2.4 İNCE DANELİ ZEMİNLERİN KIVAMI VE KIVAM LİMİTLERİ.......................................... 17
2.4.1 LİKİT LİMİT VE PLASTİK LİMİTİN DENEYSEL OLARAK
SAPTANMASI........................................................................................................................ 20
2.4.2 KIVAM LİMİTLERİNİN MÜHENDİSLİKTE KULLANIMI..................................... 22
2.4.3 TABİİ KİLLERİN KIVAMI VE SENSİTİVİTESİ.................................................................... 23
2.5 ZEMİNLERİN KÜTLE ÖZELLİKLERİ...................................................................................... 25
BÖLÜM 3 ZEMİNLERİN SINIFLANDIRILMASI....................................................................... 33
3.1 GİRİŞ ...................................................................................................................................... 33
3.2 BİRLEŞTİRİLMİŞ ZEMİN SINIFLANDIRMA (USCS) SİSTEMİ......................................... 34
3.3 KARAYOLLARI (AASHTO) ZEMİN SINIFLANDIRMA SİSTEMİ.................................... 40
BÖLÜM 4 ZEMİN SUYU.................................................................................................................. 48
4.1 GİRİŞ............................................................................................................................................... 48
4.2 YERALTI SUYU............................................................................................................................ 48
4.3 KAPİLER SU................................................................................................................................. 50
4.4 YERALTI SUYU AKIMI.............................................................................................................. 56
4.4.1 ZEMİNLERİN PERMEABİLİTESİ VE DARCY KANUNU....................................... 57
4.4.2 HİDROLİK YÜKLER VE YERALTI SUYU AKIMI.................................................... 58
4.4.3 PERMEABİLİTE KATSAYISININ BELİRLENMESİ................................................. 61
4.5 ZEMİN MEKANİĞİNDE YERALTI SU AKIMI PROBLEMLERİ.......................................... 68
4.5.1 SIZMA KUVVETLERİ VE SU BASINÇLARI............................................................. 71
AKICI KUM DURUMU.......................................................................................................... 75
4.6 ZEMİNDE SU AKIMININ MATEMATİKSEL İFADESİ(LA PLACE DENKLEMİ).......... 78
4.6.1 AKIM ÇİZGİLERİ VE EŞPOTANSİYEL ÇİZGİLERİ.................................................. 80
4.6.2 SINIR KOŞULLARI........................................................................................................ 83
4.6.3 LA PLACE DENKLEMİNİN ÇÖZÜMÜ....................................................................... 84
4.6.4 AKIM AĞLARININ ÖZELLİKLERİ VE ÇİZİLMESİ.................................................. 85
4.7 DRENLER VE FİLİTRELER......................................................................................................... 97
BÖLÜM 5 ZEMİN GERİLMELERİ............................................................................................... 105
5.1 GİRİŞ .................................................................................................................................... 105
5.2 ZEMİNDE DÜŞEY GERİLMELER............................................................................................ 105
5.3 EFEKTİF GERİLME KAVRAMI............................................................................................... 106
5.4 DÜŞEY GERİLMELER VE BOŞLUK SUYU BASINCININ DERİNLİKLE DEĞİŞİMİ....... 107
5.5 YÜZEY YÜKLEMELERİNİN YOL AÇTIĞI DÜŞEY GERİLMELER..................................... 113
5.5.1 BASİTLEŞTİRİLMİŞ ÇÖZÜM.................................................................................... 114
5.5.2 ELASTİK ÇÖZÜMLER................................................................................................ 115
5.6 ZEMİN İÇİNDE OLUŞAN YANAL GERİLMELER............................................................... 131
5.7 BİR NOKTADA GERİLME DURUMU VE MOHR DAİRESİ............................................... 131
BÖLÜM 6 ZEMİNLERİN SIKIŞMASI, KONSOLİDASYON VE OTURMALAR............... 143
6.1 GİRİŞ .................................................................................................................................... 143
6.2 ZEMİNLERİN SIKIŞMASI VE KONSOLİDASYON............................................................. 144
6.2.1 ÖDOMETRE (KONSOLİDASYON) DENEYİ............................................................ 145
6.2.2 SIKIŞMA-BASINÇ EĞRİLERİ.................................................................................... 147
6.3 TABİİ ZEMİNLERİN KONSOLİDASYON DAVRANIŞI..................................................... 149
6.3.1 KUMLARIN SIKIŞMASI............................................................................................ 149
6.3.2 KİLLERİN KONSOLİDASYONU............................................................................... 150
6.3.3 ÖN YÜKLEME BASINCININ SAPTANMASI........................................................ 153
6.4 OTURMALARIN HESAPLANMASI...................................................................................... 154
6.4.1 KONSOLİDASYON OTURMALARI......................................................................... 155
6.4.2 ARAZİ DÜZELTMELERİ............................................................................................ 161
6.5 KONSOLİDASYON TEORİSİ VE OTURMA-ZAMAN İLİŞKİSİ....................................... 163
6.5.1 KONSOLİDASYONUN MEYDANA GELİŞİ............................................................ 163
6.5.2 KONSOLİDASYON DENKLEMİ................................................................................ 165
6.5.3 KONSOLİDASYON DENKLEMİNİN ÇÖZÜMÜ VE OTURMA-ZAMAN İLİŞKİSİ........ 167
6.5.4 KONSOLİDASYON KATSAYISININ (cv) BELİRLENMESİ.................................. 176
BÖLÜM 7 ZEMİNLERİN GERİLME-ŞEKİL DEĞİŞTİRME DAVRANIŞI VE KAYMA MUKAVEMETİ 184
7.1 GİRİŞ .................................................................................................................................... 184
7.2 ZEMİNLERDE PLASTİK DENGE VE STABİLİTE PROBLEMLERİ................................... 185
7.3 ZEMİNLERİN KAYMA MUKAVEMETİ............................................................................... 185
7.3.1 MOHR-COULOMB GÖÇME HİPOTEZİ................................................................... 185
7.3.2 GÖÇME DURUMU VE MOHR GERİLME DAİRELERİ.......................................... 187
7.3.3 EFEKTİF GERİLMELER VE KAYMA MUKAVEMETİ.......................................... 189
7.4 ZEMİNLERİN KAYMA MUKAVEMETİNİN DENEYSEL OLARAK SAPTANMASI... 192
7.4.1 LABORATUVAR DENEY YÖNTEMLERİ................................................................ 193
7.4.1.1 Kesme Kutusu Deneyi................................................................................ 193
7.4.1.2 Serbest Basınç Deneyi................................................................................ 194
7.4.1.3 Üç Eksenli Basınç Deneyi.......................................................................... 196
7.4.1.4 Üç Eksenli Basınç Deneyinde Gözlenen Zemin Davranışları................ 197
7.4.1.5 Diğer Laboratuvar Deneyleri..................................................................... 201
7.4.2 ARAZİ DENEY YÖNTEMLERİ.................................................................................. 202
7.5 TABİİ ZEMİNLERİN KAYMA MUKAVEMETİ................................................................... 203
7.5.1 KUMLARIN KAYMA MUKAVEMETİ.................................................................... 203
7.5.2 KİLLERİN KAYMA MUKAVEMETİ........................................................................ 209
7.5.2.1 Suya Doygun Killer.............................................................................................................. 209
7.5.2.2 Suya Doygun Olmayan Killer............................................................................................. 212
BÖLÜM 8 ZEMİN ÖZELLİKLERİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ..................................................... 226
8.1 GİRİŞ .................................................................................................................................... 226
8.2 ZEMİNLEİRN SIKIŞTIRILMASI (KOMPAKSİYON)........................................................... 227
8.2.1 KOMPAKSİYON TEORİSİ.......................................................................................... 228
8.2.2 YOĞUNLUK-SU MUHTEVASI İLİŞKİSİNİN BELİRLENMESİ (KOMPAKSİYON DENEYİ) 229
8.3 SIKIŞTIRILIMIŞ ZEMİNLERİN ÖZELLİKLERİ..................................................................... 236
8.3.1 SIKIŞTIRILMIŞ KOHEZYONSUZ ZEMİNLERİN ÖZELLİKLERİ......................... 237
8.3.2 SIKIŞTIRILMIŞ KOHEZYONLU ZEMİNLERİN ÖZELLİKLERİ........................... 239
8.4 ARAZİDE KOMPAKSİYON.................................................................................................... 243
8.4.1 KOMPAKSİYON MAKİNELERİ................................................................................ 245
8.4.2 KOMPAKSİYONU ETKİLEYEN FAKTÖRLER....................................................... 246
8.4.3 ARAZİ SIKIŞMA KONTROLU.................................................................................. 248
8.5 KATKI MADDELERİ KULLANILARAK ZEMİN ÖZELLİKLERİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ (STABİLİZASYON) YÖNTEMLERİ 252
8.5.1KİREÇ STABİLİZASYONU......................................................................................... 252
8.5.2 KİREÇ BACAKÜLÜ STABİLİZASYONU................................................................ 253
8.5.3 ÇİMENTO STABİLİZASYONU................................................................................. 253
8.5.4 ASFALT STABİLİZASYONU.................................................................................... 253
8.6 ZEMİN TABAKALARININ ÖZELLİKLERİNİN YERİNDE İYİLEŞTİRİLMESİ............... 254
8.6.1 İRİ DANELİ ZEMİN TABAKALARININ SIKIŞTIRILMASI................................ 254
8.6.2 İNCE DANELİ ZEMİN TABAKALARININ STABİLİZASYONU........................ 256
8.6.3 ENJEKSİYON YÖNTEMLERİ..................................................................................... 257
BÖLÜM 9 DEPREMLERDE ZEMİNLERİN DAVRANIŞI VE YEREL ZEMİN KOŞULLARININ DEPREM HASARINA ETKİLERİ 263
9.1 GİRİŞ.................................................................................................................................. 263
9.2. YER HAREKETLERİ ÜZERİNDE YEREL ZEMİN KOŞULLARININ ETKİSİ VE ZEMİN BÜYÜTMESİ 264
9.2.1. YEREL ARAZİ KOŞULLARININ ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI.................. 268
9.2.1.1. Hasar Ve Sarsıntı Şiddeti Dağılımı Araştırmaları................................................... 269
9.2.1.2.Yüzeysel Jeoloji – Sismik Şiddet İlişkisi.................................................................. 269
9.2.1.3. Geoteknik Araştırmalar Ve Yerel Zemin Koşullarının Etkisi................................ 269
9.2.1.4. ARAZİ DAVRANIŞ ANALİZLERİ VE DİNAMİK ZEMİN
ÖZELLİKLERİ......................................................................................................................... 274
9.2.2.ZEMİN PROFİLİ SINIFLANDIRMALARI VE DAVRANIŞ SPEKTRUMLARI.. 278
9.2.3.DAVRANIŞ ANALİZLERİ VE ZEMİN BÜYÜTMESİ............................................. 281
9.2.3.1 Elastik Davranış.......................................................................................................... 282
9.2.3.2.Lineer Olmayan Davranış.......................................................................................... 282
9.2.3.3. Topografik Etkiler...................................................................................................... 285
9.2.4. DÜŞÜK ŞİDDETTE SARSINTILAR SIRASINDAKİ ZEMİN DAVRANIŞINDAN YARARLANMA 285
9.3.ZEMİNLERDE SIVILAŞMA VE ETKİLERİ................................................................. 287
9.3.1.TANIMLAR VE TEMEL KAVRAMLAR.................................................................. 287
9.3.1.1.Zeminlerin Sıvılaşabilirliği......................................................................................... 288
9.3.1.2. Başlangıç Sıkılık Derecesi Ve Gerilme Durumunun
Etkisi......................................................................................................................................... 290
9.3.2. SIVILAŞMA ANALİZLERİ........................................................................................ 291
9.3.2.1.Basitleştirilmiş Sıvılaşma Analizi.............................................................................. 291
9.3.2.2. Olasılıksal Yöntemler................................................................................................ 296
9.3.2.3. Nümerik Analiz Yöntemleri...................................................................................... 298
9.3.3. LABORATUAR ARAŞTIRMALARI VE
ARAZİ DENEYLERİ.............................................................................................................. 298
9.3.3.1. Laboratuar Araştırmaları.......................................................................................... 299
9.3.3.2. Arazi Deneyleri.......................................................................................................... 300
9.3.4. SIVILAŞMANIN ETKİLERİ....................................................................................... 301
9.3.4.1. Sıvılaşmış Zeminlerin Kayma Mukavemeti............................................................ 301
9.3.4.2. Zemin Sıvılaşmasının Spektral İvmeler Üzerinde Etkisi (Youd ve Carter, 2005) 302
9.3.4.3. Yüzeysel Temellerin Altında Sıvılaşmış Zemin Davranışı................................... 302
9.3.4.4. Kazıklı Temeller Üzerinde Sıvılaşma Etkileri.......................................................... 303
9.3.4.5. Sıvılaşmadan Dolayı Meydana Gelebilecek Zemin Hareketleri.......................... 303
9.4. DEPREMLERİN YOL AÇTIĞI ZEMİN OTURMALARI........................................... 304
9.5.TOPRAK KAYMALARI VE ŞEV STABİLİTESİ........................................................ 305
9.6. SONUÇLAR..................................................................................................................... 305