KESME KUTUSU

DENEY

REFARANSLAR

TS 1900-2

Prof. Dr. Kutay zaydn Zemin Mekanii

Prof. Dr. M. Laman slayt

Donald P. Coduto Geoteknik Mhendislii

lkeler ve Uygulamalar

DENEYN AMACI

Kayma mukavemeti parametresi olan

kohezyon (c) ve isel srtnme as

( ) yi bulmak.

KULLANILAN ALETLER

Kesme kutusu, kenar uzunluu en az 50 mm, ykseklii en

az 20 mm, birbirine vidalanabilir iki paral paslanmaz elik

veya pirinten imal edilmi olan kutu

Ykleme kaldrac, numuneye dey yk ok yaratmadan

uygulayabilen, dengeli ve uygulad ykn %1ine duyarl

sistem

Yatay kuvvet uygulama sistemi, kesme kutusuna yatay yk

istenen hzda ve % 10 deiimle srekli olarak ileri-geri

uygulayabilen, hareket kapasitesi 0,01 mmden az olmayan

motorlu cihaz

Havuz, Kesme kutusunun iine oturtulup tespit edildikten

sonra altndaki rulmanl beik zerinde sadece ileri-geri

hareket eden paslanmaz metal para

Gzenekli diskler, numunenin konsolidasyon ve kesme srasnda drenajn salayacak, ancak zemin danelerini geirmeyecek, iki adet, kesme kutusu ebadnda (rnein 60 mm x 60 mm)

Delikli ara plkalar, zerindeki gzenekli disklerden gelen suyun rahata hareket etmesini salayan, gerektiinde numuneyi ykseltmede kullanlacak, iri delikli kesme kutusu ebadnda (rnein 60 mm x 60 mm), elik veya pirin eleman

elik numune alclar, zemin numunelerin blok veya tpten kesme kutusu boyutunda kesilip alnmas iin keskin ulu, elikten yaplm halka (rnein 60 mm x 60 mm x 20 mm veya 25 mm)

Numune itici, numunenin, numune alcdan itilerek kutuya aktarlmasn salamada kullanlacak (rnein 60 mm x 60 mm ebadnda) kaygan yzeyli ahap veya elik blok

Ykleme bal, numuneye dey ykn niform uygulanmasn salayacak, st yz merkezinde bir elik

bilye bulunan rijit blok

Dey hareket ler, numunenin konsolidasyon ve kesme aamasnda kabarma/kmesini 0,002 mm dorulukla lebilen mekanik komparatr saati veya elektronik transduser

Yatay hareket ler, kesme aamasnda kesme kutusunun iki yars arasndaki hareketi 0,01 mm dorulukla lebilen ve hareket kapasitesi 10 mmden az olmayan mekanik komparatr saati ve/veya elektronik transduser ve okuyucusu

Derinlik lc, kesme kutusuna elik numune alc kullanlmadan, sktrlarak dorudan yerletirilen numunelerin boyunu lmede kullanlan ayakl kumpas, 0,1 mm dorulukta lm yapabilen

Kuvvet lme aleti, elik kuvvet halkas ve/veya kuvvet ler transduser ve okuyucusu, kapasitesi denenecek numunenin direncine uygun,

Terazi, 0,01g dorulukla tartma yapabilen,

Kronometre, kesme hzn lmede kullanlr,

Silikon gresi, numune alcy yalamada kullanlr,

Minyatr vibratr, iri ve ince daneli zemin numunelerini kesme kutusuna sktrmada kullanlabilecek.

Ayrca, su muhtevasnn lm iin TS 1900-1 Deney 1de belirtilen cihazlar.

Deney Koullar Bir zemin numunesi zerinde yaplacak deneyler ncesi aadaki

zellikler belirlenecektir:

a) Numune boyutlar,

b) Numunelerin rselenmemi veya sktrlm olduu,

c) rselenmemi numunelerde numune ynnn kayma dzlemine

gre konumu,

d) Hazrlanm numunelerde su muhtevas, hedeflenmi kuru birim

hacim arlk veya uygulanacak sktrma enerjisi,

e) Seri iinde denenecek numune says ve bunlara uygulanacak

normal gerilmeler,

f) Sonuta kalnt parametrelerin istenip istenmedii, isteniyorsa

seilen ileri - geri hareket yntemi.

evre Koullar

Deneyin gerekletii sre boyunca ortamn en yksek ve en dk scaklklar kaydedilmelidir. Deney ortamnana mmkn olduu kadar dorudan gne na maruz kalmamaldr.

Bu deneyde iri veya ince daneli numuneler

denenebilir. Ancak numunenin ierdii en byk dane ap, yksekliinin drtte birinden byk olamaz. Ayn zemin numunesi zerinde ten az sayda deney yaplamaz. Deneylerde kesilen malzemenin bir baka deneyde kullanlmasndan kanmak gereklidir.

DENEYN YAPILII

1) Numune hazrlama rselenmemi kohezyonlu numunenin deneye hazrlanmas

Ykseklii bilinen elik numune alc 0,01g dorulukla tartlr.

Numune alc, tercihen tp veya sktrma kalbndaki numune

iine itilerek zemine saplanr, sonra numune tpten dar itilerek

ve elik numune alc altndan kesilerek kurtarlr. Numune

alcnn st ve alt tralanp perdahlanr, evresi temizlendikten

sonra numune ilk ktlesi Mo tartlarak bulunur. Numune alc

kaln taraf alta gelmek zere az ak, tabanna delikli plka ve

gzenekli diski yerletirilmi kesme kutusunun zerine

ayarlanarak oturtulur. Numune itici kullanlarak numune elik

numune alcdan kesme kutusunun iine indirilir ve alt gzenekli

disk zerine oturtulur. Bu srada fazla kuvvet uygulayarak

numunenin kontrolsz konsolide edilmemesine dikkat

edilmelidir. Numunenin zerine ikinci gzenekli disk ve

gerekiyorsa dier delikli plka yerletirilir.

Kuru kum numunesinin deneye hazrlanmas

Gereinden bir miktar fazla numune alnr, kartrlr

ve iinde bulunduu pota ile tartlr (MO). Bu srada

ierdii incelerin nemli oranda olmad kontrol edilir.

Numune alt delikli plka ve gzenekli diski

yerletirilmi kesme kutusunun iine kakla doldurulur,

etrafa salmasna izin verilmez.

A) Numune gevek olarak hazrlanmak isteniyorsa

Kesme kutusunun derinlii kumpasla llr (H1). Numune, bir

kak yardmyla kesme kutusunun iine yavaa ve kak yzeye

olabildiince yanatrarak doldurulur. Doldurma ilemi

tamamlannca kumun yzeyi numune itici ile dzlenir. Numune

yksekliini bulmak iin kumpas kullanlarak, kutunun kenarndan

kumun yzeyine kadar derinlik llr (H2).

Numune ykseklii aadaki eitlik ile hesaplanr:

H0= H1 - H2

st paralar sistemde titreim ve ok yaratmadan yerine oturtulur.

Hazrlama bittikten sonra kutuya giren kumun ktlesi artan

kumlarn kaba toplanarak darasnn alnmas ile bulunur ( M1).

Buradan, numunenin birim hacim arl aadaki eitlik ile

hesaplanr:

Burada; =(M0-M1)/(AH0)

A Kesit alan dr.

B) Numune sk olarak hazrlanmak isteniyorsa

Kesme kutusunun derinlii kumpasla alnr (H1). Ktlesi

bilinen kum dolu kaptan alnan bir miktar kum kutunun

iine kakla koyulur ve numune itici veya daha kk

bir tokmakla tokmaklanr. Sonra tokmak kumun

zerinde dururken bunun zerine vibratr uygulanarak

numunenin istenen dzeye skmas salanr. Son

ykseklik H2 lldkten sonra numune ykseklii

bulunur. Hazrlama bittikten sonra kutuya giren kumun

ktlesi artan kumlarn kaba toplanarak darasnn

alnmas ile bulunur (M1) ve birim hacim arlk numune

gevek olarak hazrland zamandaki gibi hesaplanr.

C) Doygun kum numunesi hazrlanmas

Kesme kutusuna sacak miktardan biraz daha fazla kum numunesi

porselen pota iinde hazrlanr ve ktlesi 0,1 g dorulukla tartlr

(M0) .

Bo kesme kutusu dibine delikli plkas ve gzenekli diski

yerletirilerek hazrlanr. Kum, havasn almak amacyla su dolu bir

kap iinde 10 dakika kaynatlr veya kap vakum desikatr iine

konarak havas alnr. Havas alnm kum kesme kutusu iine

aktlr ve titreimle istenen birim hacim arla sktrlr. Bu

ilem gevek kum numuneleri iin uygun deildir. Artan kum ve

kap tartlarak (M1), kesme kutusuna giren kum ktlesi bulunur:

M= M0 - M1

Numunenin tepesi dzeltilir ve gzenekli disk, zerine de delikli

plka skca yerletirilir.

Havuz deney balang durumuna getirilir ve yatay hareket

ler sfrlanarak yerine konur.

elik baln kesme kutusu kenarndan ykseklii 0,1 mm

dorulukla llr ( H3).

Dey kuvvet zengisi elik baln zerindeki elik bilyenin zerine oturtulur.

elik ykleme balnn kesme kutusu kenarndan ykseklii

tekrar llr (H4). Aradaki fark (H3-H4) numunenin ykleme

zengisi etkisi altnda skma miktarn gsterir.

Eksenel ekil deitirmesi ler saat yerine taklp yaplacak

deney iin aa ve yukar yeterli hareket mesafesi salanarak

sfrlanr.

2) Deney sisteminin hazrlanmas

Konsolidasyon

Numuneye istenen normal gerilmeyi (n) salayacak yk dey ykleme pltformuna yavaa koyulur. Konsolidasyon okumalar iin

kronometre bu anda altrlr.

Kuru durumda denenecek numuneler dndakiler iin normal

yklemenin hemen ardndan havuz kesme kutusunun dzeyine kadar su

ile doldurulur ve bu dzey deney sonuna kadar deitirilmez.

Numunenin dey skmalar uygun zaman aralklarnda llerek,

yatay eksende zamann karekk veya zamann logaritmas, dey

eksende ise numunenin dey skmasn gsteren grafik izilir.

Okumalar, birincil konsolidasyonun tamamland zamana kadar

srdrlr. t90 veya t50 yntemi kullanlarak % 100 konsolidasyonun

tamamland t90 veya t100 dakika olarak

bulunur. Buradan numunenin en byk kayma direncine ulaaca

zaman aadaki eitlikten hesaplanr:

tf = 12,7 t100

Numunenin tam kesilmesi iin gerekli hareket miktarn tahmin edip

(mm) bunu tf ye blerek kesme aamasnda uygulanmas gereken kesme hz tayin edilir (mm/dakika).

Son ayarlamalar

Konsolidasyonun hzl tamamland zeminlerde kesme hz

deneyin 5 - 10 dakikada tamamlanaca gibi uygulanr.

Yava deneylerde ise kesme hz konsolidasyon ilemindekinde ki

hesaplanandan daha byk olmamak zere, uygulanr.

Deneye balamak iin yatay ykleme parasnn kutuya deen

ancak yk uygulamayan konumda olduundan emin olunmaldr.

Kesme kutusunun iki yarsn balayan vidalar gevetilerek alnr.

Deneye balamadan yatay hareket, dey hareket ve kesme kuvveti

sfr okumalar kaydedilir.

3)Kesme aamas leri kesme yaplr ve okumalar belirtilen aralklarla alnr.Okumalar

kutunun hareketinin son limitine kadar srdrlr.

leri kesme ilemi tamamlandktan sonra kutu ilk konumuna

getirilir.

Numuneyi yeniden kesmeden yeni sfr ayar yaplarak yatay ve

dey hareket saatleri ile kuvvet lme aleti sfr okumalar alnr.

Deneyin kesme aamas tamamlandktan sonra havuzdaki su

boaltlr, numune evresindeki suyun szlmesi iin 10 dakika

beklenir ve numunenin zerindeki yk kaldrlarak kesme kutusu

darya alnr. Kutunun iki paras son kesme ynnde itilerek

birbirinden ayrlr ve yzeylerin durumu gzlemlendikten sonra

izilip, aklanr.

Numune kesme kutusu paralarndan alnarak tm su muhtevasnn

lm iin tartlr

Numune etvde deimez ktleye kurutulur ve su muhtevas

bulunur.

KULLANILACAK FORMLLER

f

f

A

P

0L

l

6*6

N

tan cf

)6(*6 LAf

60 L

kPPf *