Kohezyonsuz zeminlerde kesme kutusu deneyleri ile kayma mukavemeti parametrelerinin belirlenmesi
Determination of shear strength parameters of cohesionless          soils  by direct shear tests
Yazar: EMRAH TÜRER
Danışman: DOÇ. DR. HAVVANUR KILIÇ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Kayma dayanımı, zeminin göçmeye meydan vermeden karşı koyabileceği en büyük kayma gerilmesi olarak tanımlanmaktadır. Mohr-coulomb göçme hipotezine göre kayma dayanımı   olarak ifade edilmektedir. Zeminin kayma dayanımı parametreleri arazi ve laboratuar deneyleri ile  belirlenebilmektedir.
Bu çalışmada, kötü derecelenmiş (SP) kum ve kötü derecelenmiş kırmataş (GP) zeminler üzerinde standart kesme kutusu ve bu tez kapsamında imal ettirilen orta ölçekli bir kesme kutusu (30cmx30cmx15cm) kullanılarak yapılan deneylerin sonuçları karşılaştırılmıştır. Deney numuneleri gevşek (Dr=%30), orta sıkı (Dr=%50) ve sıkı (Dr=%70) olarak hazırlanmış ve 20 kPa, 40 kPa ve 60 kPa'lık normal gerilmeler altında 1mm/dk deformasyon hızında kesme deneyleri yapılmıştır. Elde edilen kayma mukavemeti açısı değerleri ile kutu boyutu arasındaki ilişki incelenmiştir. Ayrıca aynı zemin örnekleri üzerinde üç farklı çevre basıncı (50 kPa, 100 kPa ve 150 kPa) altında üç eksenli basınç deneyleri de yapılmıştır. Kesme kutusu ve üç eksenli basınç deneylerinden elde edilen kayma mukavemeti parametrelerinin değerlendirilmesi yapılmıştır.
Kutu boyutu arttıkça kayma mukavemeti açısının azaldığı görülmüştür. Zemin sıkılığı ve uygulanan normal gerilme arttıkça zeminin kayma mukavemetinde artış olduğu gözlemlenmiştir. Üç eksenli basınç deneylerinde zemin belirli bir düzlem üzerinde göçmeye zorlanmadığı için bulunan kayma mukavemeti açısı kesme kutusuyla bulunan değerlerden daha küçük çıkmıştır. Deney sistemi büyüdükçe, sistem içerisinde ki sürtünmelerinde arttığı gözlenmiştir.

Abstract:
Shear strength is the maximum shear stress that soil can withstand without any collapse. In the Mohr-Coulomb failure hypothesis shear strength is expressed as  . Soil shear strength parameters can be determined by field and laboratory tests. 
In this study, a poor-graded coarse sand (SP) and a poor-graded gravel (GP) were used to perform standard and large scale (30cmx30cmx15cm) direct shear box tests. Test samples with loose (Dr = 30%), medium (Dr = 50%) and dense (Dr = 70%) were prepared. Tests were carried out under 20 kPa, 40 kPa and 60 kPa normal stress with 1mm/min deformation rate. Size effect of the box on the values of internal frictional angle was examined. Also monotonic triaxial tests with three different confining pressures (50 kPa, 100 kPa and 150 kPa) were conducted.  The stress-strain relationship and strength parameters that obtained from shear box and triaxial tests were compared.
Decrease in internal friction angle was observed due to box size increase. Increases in soil density and applied normal stress cause increases in shear strength. In triaxial compression tests, the ground is not forced to fail on a particular plane. For this reason internal frictional angle obtained from triaxial tests was lower than shear box value. By


increasing the test system size an increase in system friction was observed. Therefore, the friction within larger systems should not be ignored.