Elek Analizi ve İri Daneli Zeminlerin Sınıflandırılması

Bir kumun iyi mi kötü mü derecelendiğini iki sayı söyler: C_u ve C_c. İkisi de dane dağılımı eğrisinden okunur. Ama eğriden okumak, düşünüldüğünden daha belirsizdir: Bu yazıdaki örneklerden birinde tek bir elekteki bir puanlık fark, zeminin sınıfını değiştiriyor.

Güven: A Motor: — (kapalı form) Test: tests/v580-grading.test.js Okuma: ~10 dk Son doğrulama: 2026-10-21 English: read in English

Şekil galerisini aç → Tüm yazılar →

1. Deney

Kuru bir zemin numunesi, açıklıkları yukarıdan aşağıya küçülen bir elek dizisinden geçirilir ve her elekte kalan kütle tartılır. Sonuç, her elekten geçen kütlenin toplam kütleye oranıdır. 0,075 mm (No. 200) eleğinden geçen kısım "ince" (silt ve kil), 4,75 mm (No. 4) eleğinde kalan kısım "çakıl", ikisinin arası "kum" sayılır. İnce kısmın davranışı plastisiteyle (bkz. ZEM-01), iri kısmın davranışı ise dane dağılımıyla belirlenir.

2. Dane çapı dağılımı eğrisi

Sonuçlar, yatay ekseni logaritmik dane çapı, düşey ekseni geçen yüzde olan bir eğri olarak çizilir. Logaritmik eksen önemlidir: Dane çapları birkaç büyüklük mertebesine yayılır ve eğriden okunan değerler bu eksene göre okunmalıdır. Aşağıda üç örnek zeminin elek sonuçları var:

Elek açıklığı (mm)	W	A	B
37,5	100	100	100
19	100	100	100
9,5	97	98	100
4,75	88	92	96
2	60	75	88
0,85	36	52	80
0,425	22	30	72
0,25	14	18	60
0,15	9	9	40
0,075	3	4	8

Değerler, her elekten geçen yüzdedir (%).

D₁₀, D₃₀ ve D₆₀, numunenin sırasıyla %10, %30 ve %60'ının daha ince olduğu dane çaplarıdır. Bu değerler genellikle iki elek arasına düşer ve ara değer bulma ile okunur.

3. C_u ve C_c

C_u = D₆₀ / D₁₀ C_c = D₃₀² / (D₁₀ · D₆₀)

Üniformluk katsayısı C_u, dağılımın genişliğini ölçer: Büyük C_u, birçok farklı boyutta dane demektir. Eğrilik katsayısı C_c ise eğrinin biçimini ölçer: C_c çok küçük ya da çok büyükse bazı dane boyutları eksiktir. İyi derecelenmiş bir zeminde küçük daneler büyüklerin arasındaki boşlukları doldurur; zemin daha iyi sıkışır, daha yüksek dayanım ve daha düşük geçirimlilik gösterir.

4. Sınıflandırma kuralları

ASTM D2487'ye göre iri daneli bir zeminin sınıfı şöyle belirlenir:

Ana grup: İri kısmın çoğunluğu çakılsa G, kumsa S.
İnce oranı %5'ten azsa derecelenmeye bakılır. Çakılda C_u ≥ 4, kumda C_u ≥ 6 ve her ikisinde 1 ≤ C_c ≤ 3 ise iyi derecelenmiş (W), değilse kötü derecelenmiş (P): GW, GP, SW, SP.
İnce oranı %12'den fazlaysa derecelenmeye değil ince kısmın plastisitesine bakılır: GM, GC, SM, SC.
%5 ile %12 arasında çift sembol kullanılır; ilk yarı derecelenmeyi, ikinci yarı ince kısmı gösterir: örneğin SW-SM ya da SP-SC.

5. Üç örnek

Yukarıdaki üç zeminin sonuçları (D değerleri logaritmik ara değerle):

Zemin	Çakıl / kum / ince (%)	D₁₀ (mm)	D₃₀ (mm)	D₆₀ (mm)	C_u	C_c	Sınıf
W	12 / 85 / 3	0,166	0,632	2,00	12,04	1,200	SW
A	8 / 88 / 4	0,159	0,425	1,14	7,21	0,994	SP
B	4 / 88 / 8	0,078	0,121	0,25	3,19	0,745	SP-SM / SP-SC

W açıkça iyi derecelenmiştir: C_u = 12 ≥ 6 ve C_c = 1,20, 1 ile 3 arasında. Elle kontrol: 0,632² / (0,166 × 2,0) = 1,20.
A sınırdadır: C_u = 7,2 yeterli, ama C_c = 0,994, eşiğin binde altı altında. Zemin SP sınıfına düşer.
B'de ince oranı %8'dir, yani çift sembol gerekir. C_u = 3,2 < 6 olduğu için ilk yarı P'dir: ince kısım siltliyse SP-SM, killiyse SP-SC.

6. Belirsizlik: eşiğe yakın zeminler

A zemini, sınıflandırmanın ne kadar hassas olabileceğini gösteriyor. İki belirsizlik kaynağı var:

Ölçüm: 0,425 mm eleğinden geçen yüzde %30 yerine %29 ölçülseydi, C_c = 1,056 ve zemin SW olurdu. Tek bir elekte bir puanlık fark, tartım ve eleme süresindeki sıradan değişimlerle oluşabilir.
Ara değer yöntemi: Aynı A zemininde D değerleri doğrusal ara değerle okunursa C_c = 0,897 çıkar, logaritmik ara değerle 0,994. Eğri logaritmik eksende çizildiği için logaritmik ara değer tutarlı olanıdır; doğrusal ara değer C_c'yi yaklaşık %10 farklı verir.

Pratik sonuç: Eşiğe yakın bir C_c ya da C_u değeri kesin bir sınıf gibi raporlanmamalıdır. Deneyi tekrarlamak, ara değer yöntemini açıkça belirtmek ve sonucu "sınırda" olarak not etmek daha dürüsttür. Bu yazıdaki bütün sınıflandırmalar tests/v580-grading.test.js ile denetlenmektedir.

Kaynaklar

ASTM D6913 — Standard Test Methods for Particle-Size Distribution (Gradation) of Soils Using Sieve Analysis. ASTM D2487 — Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (USCS). TS 1900-1 — İnşaat mühendisliğinde zemin laboratuvar deneyleri, Bölüm 1.
Holtz, R. D., Kovacs, W. D. ve Sheahan, T. C. (2011). An Introduction to Geotechnical Engineering, 2. baskı, Bölüm 2–3. Pearson.
Örnek dane dağılımları öğretim amaçlı oluşturulmuştur; hesaplar testte yeniden üretilir.

Yazıdaki sayılar kapalı form bağıntılarla hesaplanmış ve belirtilen testle denetlenmektedir.

archi-civil.com — Elek Analizi ve İri Daneli Zeminlerin Sınıflandırılması · ZEM-02 ·