KON PENETRASYON DENEY (CPT, PCPT, SCPT)
CPT LE ÖLÇÜM
Penetrasyon Hızı: 2 cm/s.
(u3)
Standart Koni Uç Alanı = 10 cm2 Sürtünme Alanı = 150 cm2 Koni Açısı = 60o
Bo luk Suyu Basıncı
Sürtünme Direnci (fs) Bo luk Suyu (u2) (u1) Koni Direnci (qc)
Sürtünme Koni, zemine 20±5 mm/s gibi de i mez hızda itilirken ucunun ve çevre yüzeyinin gördü ü dirençler ve kar ıla ılan bo luk suyu basınçları ölçülmektedir.
Direnci Uç Direnci Cone Penetration Test (CPT) – ASTM D5778
ARAZ DENEYLER Koni Penetrasyon Deneyi (CPT)
CPT – Tarihçe Kamyon
•
•
Mekanik Koni • 10 ton CPT rig – 1935 • Sürtünme Direnci – 1953 • Sürtünme Oranı – 1963 • Hidrolik – 1972 Elektrik
MCPT
Paletli
lk kez Hollanda’da 1934’te kumların ba ıl birim hacım a ırlı ını ölçerek kazık hesaplaması yapılması amacıyla kullanılmı olup teknolojinin ilerlemesi ile günümüzde çok güvenilir ve ekonomik arazi deneyi niteli ini kazanmı tır.
1
KON PENETRASYON EK PMANLARI
CPT’de UYGULAMA
CPT DENEYDE K L TLENMEN N ÖNEM
KON K SONDALAR Boyutlar Standart – Tip* 10 cm2 ; Sürtünme ** – 150 cm2 Referans – Tip* 15 cm2 ; Sürtünme ** – 200 cm2 Minyatür – Tip* 2 cm2 ; Sürtünme ** – 40 cm2 * Uç kesit alanı ** Sürtünme yüzey alanı
2
T P K CPT SONUÇLARI
KON PENETRASYON DENEY Zemin sınıflandırılması Kayma direnci tayini Ba ıl birim hacim a ırlık OCR Sıvıla ma analizi Hidrolik iletkenlik Kazık Boyutlandırılması
0 5
15 20 25 30 35 40
CPT LE ZEM N SINIFLANDIRILMASI Robertson, 1990
0 5 10 15 20
qca
0 5
1
qca
10
Depth (m)
• • • • • • •
Tip resistance Sleeve friction fs (MPa) qc (MPa)
2
qca 3
0
0.1
qca 4
30
qca 5
qca 6
35 40
fsa3
10 15 20
fsa4 fsa5 fsa6
25 30 35 40
PCPT: ZEM N SINIFLANDIRMA PRENS B
Bol ve di ., 2003
Koni Direnci qC
Sürtünme Oranı (fS/qC)x100%
Bo luk Suyu u0 + ∆ u
SAND
Yüksek
Dü ük
Ani ∆u sönümlenmesi
CLAY
Dü ük
Yüksek
Uzun sürede ∆u sönümlenmesi
ZEM N T P
∆u3
∆u2 ∆u1f Çizelge 3. Robertson 1990’a göre zemin cinsleri Bölge
0 2 4 6 8 10
5
fsa2
20 25
0
fsa1
10 15
Friction ratio Rf (%)
0.2
Bölge
Zemin Cinsi
1
Hassas ince daneli
Zemin Cinsi
6
Kumlar; temiz kum – siltli kum
2
Organik zemin – turba
7
Çakıllı kum – kum
3
Killer; kil – siltli kil
8
Çok sıkı kum – killi kum
4
Siltli karı ımlar; killi silt – siltli kil
9
Çok sert ince daneli
5
Kumlu karı ımlar; siltli kum – kumlu silt
∆u1t STRESS induced EXCESS PORE PRESSURE
STRESS HISTORY ∆u1 > ∆u2 > ∆u3 (N.C.) ∆u1 >> ∆u2 >> ∆u3 (O.C.)
3
CPT LE ZEM N SINIFLANDIRILMASI
CPT ile DRENAJSIZ KAYMA D RENC
(Eslami-Fellinus)
su =
(qc − σ 0 ) Nk
N k = 6 − 29
q E = (q t − u 2 )
Önalp, Bol ve Ural (2006)
CPT Deneyi ile Kazık Ta ıma Gücünün Belirlenmesi
ZEM N KES T
Qult = Qtip + Qshaft aft sürtünme kapasitesi,
Qshaft = f . As
f
Uç direnç kapasitesi,
qt
Qtip = qt . At
4
KAZIK KAPAS TES
Sönümlenme: Penetrasyon dolayısı ile olu
an a ırı bo luk
suyu basıncının, ∆u, zamana ba lı da ılımı
∆u
→ ch = yatay konsolidasyon katsayısı → kh = yatay hidrolik kondüktivit kondüktivite
u2
log Zaman (After Paul Mayne)
Vision Koni Penetrasyon (VisCPT) Kısmi Doygun Kum
Doygun Kum
Siltli Kum
SONDAJ+CPT
Siltli nce Kum
Siltli Kil
Silt
5
Plaka Ta ıma Deneyi Temel ortamlarının özelli ini de erlendirmede kullanılan en eski deneylerden biri
SONDAJ ve CPT LOGU
NL killer Yumu ak ve ayrı mı kaya ri daneli zeminler Mühendislik dolguları Ta ıma gücünü do rudan yansıtır, Arazide drenajsız kayma direnci (su) TS 5744
ARAZ DENEYLER Plaka Ta ıma Deneyi
PLAKA TA IMA DENEY LE TA IMA GÜCÜNÜN TAY N Gerilme (kPa) 0
A
0,0
Yükleme sisteminin etki alanı dı ına yerle tirilmi saatlerle en az üç noktadan okuma alınır
5,0
50
100
150
200
q10
250
300
qd
350
400
B' O
Oturma (mm)
10,0
A'
15,0
σ em =
25,0
25-50 kPa’ lık yük artı ları uygulanır
35,0
Hidrolik Kriko
qd GS
veya
20,0
30,0
Minimum çap 30 cm
σ em =
q10mm 2
B
AA' =Yükleme e risinin elastik-do ru kabul edilen aya ı BB' =Yükleme e risinin do ruya dönü türülmü ve ta ıma gücünün a ıldı ı bölümü
40,0
6
TABAKALI ZEM NDE PLAKA TA IMA DENEY
gerilme artı ı alan bölge
*Burgulama ile zemin kontrolü yapılmalı
ARAZ DENEYLER Kanatlı Kesici, Veyn
! " !
Bir çok normal yüklenmi kilde kayma direnci o denli dü üktür ki örselemeden numune alımı ihtimali yok denecek kadar azdır. Bu durumda ölçümün yerinde yapılması tek seçenek olarak kalır. Artı (+) kesitli çap/yükseklik (D/H) oranı 0.5 olan çelik kanatlar kılıfı içinde deney yapılacak seviyeye kadar indirilir. Kanatlara yukarıdan manivela yardımıyla bir burulma kuvveti (Tmax) uygulanarak zeminin silindirik bir biçimde yenilmesi sa lanır. En az 10 kez daha çevrilerek de kalıcı direnç ölçülerek deneye son verilir. Elde edilen drenajsız kayma direncinin gerçek de erinden yüksek çıktı ı anla ıldı ından su de erinin zeminin plastisitesine göre bir düzeltme yapılması gerekmektedir. En zayıf zeminlerde dahi güvenli sonuçlar verir.
7
DENEY N UYGULANMASI
Kanatlı Kesici, Veyn
Suv = St =
6Tmax ( H / D = 2için) 7π D 3 Su (max)
Su ( yu
rulmu )
ARAZ DENEYLER Pressiyometre # $ $ Hacim Ölçme
#
%
& $
Basınç Uygulama
Silindir Sonda
Zemin veya yumu ak kayada -Elastik parametreler -Kayma direnci
' ( *
)
+
)
)
PBP: Deli i önceden açılmı PIP: Zemin içine itilen SBP: Kendi deli ini açan CPT/PIP: CPT üzerine montajlı
8
,
PBP: Deli i önceden hazırlanan presiyometre
( -
!
PIP: Zemin itilen presiyometre
,
CPT/PIP: CPT üzerine takılı pressiyometre ile hem dü ey hem yatay ölçümler yapılabiliyor.
. /
$ 0123
!
SBP: Kendi delen presiyometre. Pressiyometreler ilk olarak 25-30 cm olarak ortaya çıkmı daha sonra itirazlar ile 70 cm’ye kadar çıkmı tır.
Sf65-66
Pressiyometre Deneyinin Uygulanması
9
PRESS YOMETRE PROBU
YASSI D LATOMETRE (Marchetti Dilatometresi)
Sükunetteki toprak basıncı,Ko Te et deformasyon modülü
YASSI D LATOMETRE (Marchetti Dilatometresi)
+
4 5 67
$ #
0 3 $
.
$
55 $
10
S SM K YÖNTEMLER "
- $ 8 9
0
1
, 3
02 .
:
3 -
n aat mühendisli inde sismik yöntemlerin önemi özellikle kaya ortamlarında sondaj kuyularının sayısını en aza indirmek üzere kuyu aralarını sismik eksenlerle güvenilir biçimde kapatmada belirir.
Sf49-50
AVANTAJLARI
SAKINCALARI
Kuyu yukarı
YÖNTEM
PRENS P EMASI
-tek sondaj kuyusu gerekli -Zemin ve kayada uygulanabilir -Tabakalı zeminde alınan sonuçlar ortalamadır
-Sondaj kuyusunu tutmak için plastik koruma borusu gerekli
Kuyu a a ı
-tek kuyu yeterli -zemin ve kayada yapılır -tabakalı zeminde sonuçlar ortalama -patlama yüzeyde oldu undan dinamit kullanılabilir,kuyu hasar almaz
- sondaj kuyusunun göçmemesi için plastik muhafaza borusu gerekli
Sismik koni
-CPT aletinin ucundaki ivme ölçer zemine itildi inden kuyu gereksiz - rijitlik yanında ba ka parametre ler sa lar - Tabakalı zeminde alınan sonuçlar ortalamadır
-kaya ve sert zeminde uygulanmaz -penetrasyon makina ve sondanın gücüyle kısıtlı
Kuyular arası
-dü ük hızlı(rijitlik)tabakaları algılayabilir -tüm zeminler ve kayada geçerli
-sı ölçümlerde güvenilmez -ince tabakaların hızı egemen okuma olarak alınıyor
Kuyulararası tomografi
-tüm ortamlarda geçerli -rijitli in 2 boyutta ölçümü mümkün
-ortamdaki yabancı cisimler sorun yaratır -yorumlama ve yapım pahalı
Kırılma
-sondaj kuyusuna gerek yok,yüzeyden yapılıyor
-ince tabakaları tesbit edemez -üstte hızlı altta dü ük hızlı tabakalar oldu unda geçersiz -hızın derinlikle sürekli de i ti i ortamda sorunlu
Yansıma
-sondaj kuyusuna gerek yok,yüzeyden yapılıyor
-geoteknik uygulamalarda yüksek çözünürlüklü tipi gerekti inden yüksek maliyet -sadece tabakalı ortamda etkin
SASW
-sondaj kuyusuna gerek yok,uygulama yüzeyden yapılıyor -sahada hızlı ve basit uygulama
-olu turulan titre im frekansları denetimsiz oldu undan ölçümler bunlara ba lı -de i ik enerji kaynakları gerekli
CSW
-sondaj kuyusuna gerek yok,yüzeyden -sonuçlar sahada görülebiliyor -sahada hızlı ve basit uygulama
-çok büyük vibratörler kullanılmadıkça derinlikler yumu ak ortamda 10m,sert ortamda 30m ile kısıtlı
ARAZ DENEYLER Jeofizik Çalı malar (Sismik Yansıma)
11
CPT LE KUYU Ç S SM K
;
$
$
" =
< $
023
CPT’ de S SM K DENEY SONUÇLARI
GEORADAR
(Ground Penetrating Radar GPR)
12
Ground Penetrating Radar (GPR) is a high resolution, field-portable geophysical method that produces graphic sections of subsurface structure. A typical GPR system consists of an antenna unit, signal control console, display monitor and graphic recorder. The antenna unit is in direct ground contact with the remaining equipment vehicle-mounted. Data is collected along accurately located survey profiles. Electromagnetic impulses of UHF/VHF frequency are emitted from the moving antenna and propagated into the ground. Impulses are reflected at subsurface boundaries where an electrical contrast is present. Reflected signals are detected by the antenna receiver and digitally stored for post-survey data processing and interpretation.
13
LABORATUVAR
UD TÜPTEN NUMUNE ELDE ED LMES
UD TÜPTEN NUMUNE ELDE ED LMES
LABORATUVAR DENEYLER
14
SINAVDA ALINAN KÖTÜ SONUÇLARIN NEDENLER A) Çalı amadım/çalı madım B) Sorular beklenmedik yerlerden geldi C) Sorular zordu D) Sorular a ırı kolaydı, a ırdım E) Hoca az not verdi F) Hocanın bana ahsi garezi var, not vermiyor
G) Ders iyi anlatılmadı H) Bu dersi sevmedim
15