Üniform silis kumların rölatif sıkılığa bağlı içsel sürtünme ve dilatasyon açılarının değişiminin deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Bu araştırmanın amacı, direk kesme deneyi sonuçlarıyla rölatif sıkılık (Dr), dane boyutları ve üniform kum numunelerinin kayma dayanımları arasındaki ilişkileri belirlemektir. Bu deneysel çalışmalar için Çeliktaş Sinai Kumu A.Ş. 'den dört farklı kum numunesi (AFS15-20, 40-45, 60-65 ve 100-140) temin edilmiştir. Tüm kum numuneleri üniform gradasyona sahip silis kumudur. Üniformluluk katsayılarının (Cu) değerleri 1.7 ile 2.8 arasında değişmektedir. Numuneler rölatif sıkılık deneyine tabi tutulmuştur. (ASTM D4253-D4254). Tüm kumların minimum ve maksimum boşluk oranları sırasıyla emin = 0.603-0.77 ve emax = 0.478-0.592 olarak değişmiştir. Kuru kum numuneleri direk kesme kutusu ünitesinde farklı rölatif sıkılıklarda (Dr =%40,60,80, 100) havadan yağmurlama tekniği ile oluşturulmuştur. Rölatif sıkılık değerleri kabul edilebilirlik sınırı ±% 0,5 ile sınırlandırılarak bu şartı sağlamayan numuneler kullanılmamıştır. Numuneler hazırlandıktan sonra 48 adet kum numunesi farklı normal gerilmelerde direk kesme deneyine tabi tutulmuştur. (98.1, 196.2, 392.4 kN / m2). Deneysel çalışmalar yapıldıktan sonra rölatif sıkılık, indeks özellikleri ve içsel sürtünme açıları ile dilatasyon açıları arasındaki ilişki incelenmiştir. Bu çalışmaların sonucunda, kumların içsel sürtünme açıları 32 ile 44 arasında değiştiği görülmüştür. Kum numunelerinin rölatif sıkılık değerlerinin artması, literatürdeki sonuçlara da uyum göstererek içsel sürtünme açılarının artmasına neden olmuştur. Ayrıca, kum numunelerinin partikül büyüklüğü dağılım parametrelerinin de iç sürtünme açılarına olumlu yönde etki ettiği deneysel olarak kanıtlanmıştır.

The focus of this research is to determine relationships between relative density(Dr), particle sizes and shear strengths of uniform sand materials via direct shear test results. For this experimental studies four different sand materials (AFS15-20, 40-45, 60-65, and 100-140) were obtained from Çeliktaş Sinai Kumu AŞ. All sand materials are very uniform silica sand. The values of their uniform coefficients (Cu) changes between 1.7 and 2.8. They were subjected to relative density tests (ASTM D4253-D4254). The minimum and maximum void ratios of all sands were varied as emin=0.603-0.77 and emax=0.478-0.592, respectively. Dry sand samples were reconstituted in direct shear box unit at different relative densities (Dr=40,60,80,100 %) by air-pluviation technique. The variation values of their relative densities had to be ±0.5% to be accepted. Otherwise, the samples were rejected. As soon as the preparation of the samples were done, 48 soil samples were subjected to direct shear tests at different normal stress (98.1, 196.2, 392.4 kN/m2). After the experimental works were conducted, relationship among relative density, index properties, and internal friction angles were investigated. As a result of this studies, internal friction angles of sands vary between 32 and 44. Increasing values of relative densities of sand samples led to the increase of their internal friction angles which are well-matched with the results in the literatures. In addition, It was experimentally proved that the particle size distribution parameters of sand samples also affect positively on internal friction angles.