Bugün, Savo Kusić ahşap pencereler, ahşap-alüminyum pencereler, özel pencereler, kapılar ve teklif talepleri konularına odaklanıyor. Bu metin teknik bir arşiv olarak kalmaktadır ve jeoteknik tasarım, laboratuvar testleri veya hafriyat işleri için bir teklif değildir.
Topraktaki maddelerin evreleri
Toprak üç fazdan oluşur: katı, sıvı ve gaz. Katı faz, katı parçacıklar ve sıvı su ile, gaz fazı ise toprak gözeneklerindeki kapalı hava veya su buharı ile temsil edilir.
Bazı toprak türleri bir, iki veya üç fazdan oluşabilir, yani toprağın bileşimi tek fazlı, iki fazlı veya üç fazlı sistem olabilir. Toprağın fiziksel özellikleri bireysel aşamalara bağlıdır.
Tamamen kuru kum veya çakıl gibi tutarsız toprak yalnızca tek fazlı katı parçacıklardan oluşur. O toprağın gözeneklerinde bulunan hava kapalı olmadığından ve katı parçacıkların hareketine karşı koymadığından bir faz olarak kabul edilemez.
Yeraltı suyu seviyesinin üzerinde, katı parçacıklardan ve kapalı gözeneklerden oluşan, kısmen su, kısmen de hava veya su buharı ile dolu nemli koherent toprak, üç fazlı sistemin toprağıdır. Katıların hareket etmesi durumunda toprak gözeneklerindeki su ve hava aynı anda karşı karşıya gelir.
Yeraltı suyu seviyesinin altında, gözenekleri tamamen suyla dolu olan, dolayısıyla içlerinde hava veya su buharı bulunmayan toprak iki fazlı bir sistemdir. Daha derin katmanlardaki toprağın iki fazlı bir sistem olduğu varsayılır, çünkü daha derinlerdeki toprağın gözeneklerindeki kapalı hava, toprağın fiziksel özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip değildir, bu durumda bu özellikler katı ve sıvı fazların özellikleri tarafından belirlenir.
Granülometrik bileşim
Toprağın katı maddeleri, büyük çakıl taşları ve bloklardan, yüzlerce ve binlerce milimetre boyutundan, bir molekül boyutuna kadar değişen farklı boyutlardaki mineral veya organik maddelerdir. Bildiğiniz gibi bir molekül milimetrenin milyonda biri, bir milimikrondur. Toprak katılarının en küçük boyutunun 20 mveya mikron olduğu kabul edilir.
Katı toprak parçacıklarının boyutu, fiziksel özellikleri üzerinde çok büyük bir etkiye sahiptir. Bu kabalık, bireysel tane boyutlarının ağırlık kısımlarına göre toprağın toplam ağırlığına oranını temsil eden granülometrik bileşim ile ifade edilir. Toprağın granülometrik bileşimine göre bölünmesi farklı ülkelerde farklıdır. Bölümümüz aşağıdaki gibidir:
Parçacık boyutu sınırları
Boyut 2 mm – kaba taneli ve ince taneli toprak bileşimi arasındaki sınır. 2mm’ye kadar katı parçacıklar topraktaki suyun kılcal yükselişini gösterir. İri taneli toprağın kılcallığı yoktur.
Boyut 0,2 mm – kaba taneli (keskin) ve ince taneli (yumuşak) kum arasındaki sınır.
Boyut 0,02 mm - topraktaki tek tek tanelerin çıplak gözle tanınabileceği sınır.
Boyut 0,002 mm – gevşek toprak ve kil arasındaki sınır
Boyut 0,0002 mm – kil ve kolloidal kil arasındaki sınır.
0,002 mm’nin altındaki katı bileşenlerin toprağın fiziksel özellikleri üzerinde büyük etkisi vardır. Bu bileşenler toprağın tutunmasını sağlar ve eğer toprakta daha küçük ve bol miktarda bulunurlarsa toprağın tutunması daha belirgin olur. Ancak toprağın kohezyonu aynı zamanda 0,002 mm’den küçük katı parçacıkların mineral bileşimine de bağlıdır. Bu parçacıklar kuvars gibi çok sert minerallerin ayrışmasıyla oluşuyorsa kohezyonları çok düşük olur veya hiç olmaz, su emmeleri de nispeten düşüktür. 0,002 mm altındaki parçacıklar kil malzemelerinin ayrışmasıyla oluşmuşsa, bu durumda parçacıklar daha küçükse daha güçlü bağlanma özelliklerine sahip olurlar ve bu tür parçacıkların su emmesi çok yüksektir.
Toprağın granülometrik bileşimi, bazı fiziksel özellikleri hakkında önemli ve güvenilir veriler sağlar. Toprakta 0,002 mm’nin altındaki kil parçacıkları hakimse, bu durumda bu tür toprağın plastik, tutarlı, higroskopik, yüksek kılcallığa sahip, düşük geçirgenliğe sahip ve düşük iç sürtünme açısına sahip olduğu sonucuna varılabilir.
Toprağın granülometrik bileşimi, granülometrik bileşimin çizgileri ile temsil edilir (şek. 1).
Şek. 1 - Granülometrik toprak bileşimi çizgileri: 1-çakıllı kum; 2-tozlu kum; 3-kumlu toz; 4-killi toprak; 5-kil
Granülometrik bileşimin ordinat çizgisi, verilen noktanın apsisi ile temsil edilen çaptan daha küçük olan katı parçacıkların ağırlık fraksiyonunu gösterir. Örneğin, 4 doğrusunun A noktasındaki koordinat, 2 mm’den küçük 92% parçacıklarının olduğunu ve geri kalan 8%’nin 2 mm’den büyük olduğunu gösterir.
Granülometrik bileşime göre toprak sınıflandırması
2 mm’den büyük katı parçacıklar içeren topraklar, Şekil 2’de gösterilen granülometrik bileşime göre toprağın genel bölümüne göre sınıflandırılır. 1. Bunu yaparken toprakta en çok temsil edilen kısım temel fraksiyon olarak benimsenirken diğerleri ek fraksiyon olarak kabul edilir. Örneğin, toprağın genel granülasyonu çoğunlukla kum ve daha az miktarda çakıl ise, bu tür toprak çakıllı kum olarak sınıflandırılırken bunun tersi kumlu çakıl olacaktır. Sınıflandırmada bireysel fraksiyonların topraktaki payları da belirtilebilir. Örneğin, bir toprak 15% kil, 45% toz, 30% kum ve 10% çakıl içeriyorsa, 15% kil ve 10% çakıl içeren killi toprak olarak sınıflandırılabilir.
Ancak 2 mm’den küçük katı parçacıklar içeren ince daneli zeminler için granülometrik bileşimlerine göre sınıflandırma genellikle üçgen diyagrama göre yapılır. Bu tür birkaç diyagram vardır ve bunların en temel olanını ABD Toprak Bürosu’ndan listeleyeceğiz, şekil 1. 2.
Şek. 2 - ABD Toprak Bürosu Üçgen Diyagramı
Diyagram, eşkenar üçgen şeklinde katlanmış üç koordinat ekseninden oluşur; burada her eksen, tüm toprak kütlesinin ağırlıkça %’si olarak kum, toz ve kili temsil eder. Diyagramın yüzeyi her biri ayrı bir toprak tipini temsil eden 10 bölgelere bölünmüştür. Üçgenin her bir tarafı, diğer iki apsise paralel olan koordinatların yükseldiği bir apsisi temsil eder.
Bu diyagramdaki her nokta, belirli bir topraktaki belirtilen 3 fraksiyonunun yüzdelerini temsil eden ve toprak tipini belirleyen 3 koordinatlarına sahiptir. Yani örneğin diyagramdaki M noktası kili temsil eder. Şekil 2’deki granülometrik bileşim diyagramından elde edilir. 1 bireysel kesirleri belirler, bu durumda bu şu şekilde olur (Şekil 1’deki 4 çizgisi): 35% kil, 25% toz, 40% kum, 8% çakıl miktarı ise 8% çakıl miktarından daha az olduğu için ihmal edilmiştir. 10%.
Bu sınıflandırma, Amerikan bölümüne göre kum, toz ve çakıl fraksiyonlarını ifade etmektedir ancak böyle bir sınıflandırma ile sahip olduğu karşılaştırmalı değerler ve deneyim nedeniyle hala bu şekilde benimsenmektedir.
Toprak düzgünsüzlüğünün derecesi
Allen Hazen’e göre toprak düzgünsüzlüğünün derecesi orandır (şek. 3)
U=d60/d10
burada d60, 60% koordinatına karşılık gelen tane çapıdır ve d10, 10% koordinatına karşılık gelen tane çapıdır.
U için < 5 tlo je ravnomernog sastava,
U = 5 – 15 için toprak orta derecede düzensiz bileşime sahip,
U > 15 için toprağın düzensiz bir bileşimi var.
Granülometrik bileşim çizgisi dik olduğunda, düzgünsüzlük derecesinin değeri U küçüktür, düz bir çizgi için ise büyüktür. U için en küçük değer 1’dir. Granülometrik bileşim çizgisi daha düzse U değeri daha yüksektir. Kum için çoğunlukla U=1-15, killi topraklar için U=10-90 olur, ancak çok düzensiz bileşime sahip topraklar için U çok yüksek değerlere sahip olabilir.
Şek. 3 - Tane çapının belirlenmesi d60 ve d10
Filtre Kuralı
Bu kural, küçük toprak parçacıklarının yeraltı suyu tarafından yıkanmasını önlemek amacıyla, görevi toprak ile taş drenaj tabakası arasındaki temastaki hidrolik eğimi geçiş tane boyutu kadar azaltmak olan filtrenin granülometrik bileşimine dayanmaktadır. Filtre katmanının sağlaması gereken temel koşullar su geçirgen ve stabil olmasıdır.
Filtre kompozisyonu için çeşitli kurallar vardır ve bunların arasında burada en ünlüsü olarak yalnızca Terzaghi kuralı listelenecektir.
Terzaghi Kuralı
Terzaghi kuralı şöyledir: Filtrenin granülasyonu, tüm filtre kütlesinin (F15) ağırlıkça 15% kısmı tutarındaki tanecikleri, filtrenin dayandığı (taban) toprağın en büyük parçacıklarından en az 4 kat daha büyük olacak şekilde olmalıdır. ağırlıkça 15% kısım bazın parçaları (B15), 4 çarpı B85’dan büyük olmadan, yani bazın ağırlığına göre 85% kısımdaki en küçük parçacıkların boyutları. Bu kural şu ilişkilerle ifade edilebilir:
F15/B15 > 4 ve F15/B85 < 4.
Birinci oran filtrenin su geçirgenliğini sağlarken, ikinci oran ise stabilitesini garanti eder.
Şek. 4 - Terzaghia filtre kuralı
Bazın en küçük ve en büyük parçacıkları Şek. 4 sınır çizgileri 1 ve 2. Filtrenin sınır çizgileri 3 ve 4’dir. F15 > 4_B15_ koşulu, sınır çizgisi 3 üzerindeki a noktasıyla, F15 < 4_B85_ tačkom b na liniji 4.
Filtrenin granülometrik bileşim çizgisinin, bazın granülometrik bileşim çizgisine yaklaşık olarak paralel olması önerilir.
Şekil 2’deki gibi bazın granülometrik bileşiminin iki uç çizgisi yerine. 4, ortalama tek satır granülasyon olabilir. Bu durumda, B15 ve B85 noktaları aynı doğru üzerindedir (Şekil 5’deki gibi).
Çoğunlukla, taban ile drenaj katmanı arasındaki granülasyon farkı, taban ile katman arasındaki geçiş için bir filtre bölgesinin yeterli olmaması şeklindedir. Bu durumda filtre, drenaj birikintisinin en büyük tane boyutuna ulaşılana kadar aynı kurala göre belirlenen birkaç filtre bölgesinden oluşur.
Şek. 5 - Filtre katmanlarının hesaplanmasına örnek
Listelenen bölümler, limit boyutları ve kurallar tarihi bir kaynaktan aktarılmıştır ve güncel bir jeoteknik sınıflandırmanın, laboratuvar raporunun, filtre tasarımının veya performans planının yerine geçmez. Gerçek toprak ve drenaj sistemi, temsili numune alma, uygun testler, yeraltı ve yüzey sularının, erozyon ve iç stabilitenin kontrol edilmesinin yanı sıra, mevcut düzenlemelere ve belirli projenin koşullarına göre yetkili bir uzman tarafından değerlendirme yapılmasını gerektirir.