Granüler zeminlerde şekilsel parametrelerin zeminin taşıma gücüne etkisinin model laboratuvar deneyleri ile araştırılması

Granüler zeminler ve malzemeler, inşaat mühendisliğinde, genellikle geo-malzeme olarak kullanılmaktadırlar. Zeminlerin dane özellikleri, zeminin mukavemeti ve davranışında önemli bir rol oynamaktadır. Danelerin büyüklüğü, şekli, pürüzlülüğü ve dağılımı gibi şekilsel özellikler granüler zeminlerin mühendislik özelliklerini belirler. Temelin altında yer alan zeminin nihai taşıma kapasitesi ve kırılma mekanizması zeminin rölatif sıkılığı, zemin tane şekli, zemin tanelerinin morfolojik özellikleri gibi faktörlere bağlıdır. Bu çalışmada farklı yuvarlaklıklarda, farklı rölatif sıkılıklarda ve farklı granülometriye sahip zeminler üzerine oturan model bir şerit temelin taşıma kapasitesi ve kırılma mekanizmaları incelenmiştir. Köşeli zemin laboratuvara taşındıktan sonra, Los Angeles aleti kullanılarak yuvarlak ve yarı yuvarlak duruma getirilmiştir. Daha sonra farklı eleklerden geçirilerek 0,30-4,75 mm tane çapı aralığında 6 farklı granülometreye sahip zemin elde edilmiştir. Deneyler 3 farklı rölatif sıkılıkta (Dr=%30, %50 ve %70) yapılmıştır. Deney süresince fotoğraflar çekilmiş ve çekilen fotoğraflar parçacık görüntülü hız ölçümü yöntemi (PIV) ile analiz edilerek temelin atındaki zeminin yer değişimi gözlenmiştir. Zeminin taşıma kapasitesinin, dane boyutu ve rölatif sıkılığın artmasıyla arttığı yapılan deneysel çalışmalarda görülmüştür. Aynı zamanda zeminin yuvarlaklığının artmasıyla taşıma kapasitesinin azaldığı belirlenmiştir. Taşıma kapasitesi sonuçlarından, köşeli zemin, yarı yuvarlağa dönüştürüldüğü zaman zeminin taşıma güzü azalmıştır. Aynı zamanda yarı yuvarlak zemin yuvarlak hale dönüştürüldüğünde taşıma kapasitesi azalmaya devam etmiştir. Köşeli zeminde Dr=%30 rölatif sıkılıktaki zeminde zımbalama, Dr=%50 rölatif sıkılıktaki zeminde bölgesel ve Dr=%70 rölatif sıkılıktaki zeminde genel kayma kırılması meydana gelmiştir. Aynı rölatif sıkılıkta, köşeli zeminden yuvarlağa doğru gittiği zaman, taşıma kapasitesi azalmakta ve genel kayma kırılması, bölgesel veya zımbalamaya doğru gitmektedir. Artan rölatif sıkılıklarda (Dr=%70), yuvarlaklığın zeminin taşıma kapasitesi üzerindeki etkisinin daha büyük olduğu gözlemlenmiştir.