ATTERBERG LİMİTLERİ DENEYİ Boşluklardaki suyun varlığı

AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ – JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
ATTERBERG LİMİTLERİ DENEYİ
Boşluklardaki suyun varlığı zeminlerin mühendislik davranışını, özellikle de
ince taneli zeminlerinkini etkilemektedir. Bir zeminde ne kadar su
bulunduğunu (ω) bilmek tek başına yeterli olmamaktadır. Bu su içeriğinin
belirli mühendislik davranışını veren standart değerler ile karşılaştırılması
gerekmektedir.
Atterberg limitlerine göre numunenin su içeriğinin nerede olduğunu bilmek,
onun mühendislik davranışı hakkında bilgi sahibi olmak demektir. Dolayısıyla
Atterberg limitleri, zemin davranışında belirli limitlerdeki veya kritik
aşamalardaki su içeriğini ifade etmektedir.
Şekil 1 Atterberg Limitleri
LİKİT LİMİT DENEYİ
AMAÇ
Likit Limit, zeminin plastik katı halden sıvı hale geçtiği noktadaki su içeriğini ifade eder.
Casagrande aletinin çanak kısmına konan zemin numunesinde oluşturulan yarığın,
çanağın 25 defa düşürülmesiyle kapanmasına karşılık gelen su muhtevası olarak
hesaplanır. Pratikte yarığın 25 düşüşte belirtildiği kadar kapanmasını sağlayacak su
içeriğini yakalamak çok zordur. Bu sebeple, yarığın değişik düşüş sayılarında
kapanmasını sağlayan su içerikleri ve vuruş sayıları grafiğe aktarılır; 25 düşüşe karşılık
gelen su içeriği LL olarak tespit edilir.
ARAÇ
o
Casagrande aleti (Şekil 2)
o
Terazi (0,01 g duyarlılıkta)
o
Casagrande bıçağı
o
Su içeriği tayini için metal kaplar
o
Etüv (110∓5°C)
o
No40 Elek (0,425 mm açıklıklı)
~1~
AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ – JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Şekil 2 Casagrande aleti
YÖNTEM
Etüvden alınan kuru numune, taneleri kırılmayacak şekilde lastik tokmak ile bir miktar
ezilir (Bu sayede topaklaşmış haldeki kütleler ufalanır). 40 numaralı elekten geçen
numuneden yaklaşık olarak 100 g örnek alınır.
Alınan numune karıştırma kabına konur ve yaklaşık macun kıvamına gelene kadar saf su
eklenerek karıştırılır.
Numune macun kıvamına geldikten sonra karıştırma kabından azar azar alınarak
Casagrande kabına kenarlardan ortaya gelecek şekilde yerleştirilir. Zemin örneğini
Casagrande kabına yerleştirirken içerisinde hava boşlukları bırakmadan homojen bir
sıklıkta yerleştirilmesine ve yerleştirme esnasında kabın aletin tabanına oturuyor olmasına
dikkat edilmelidir. Yerleştirme işleminden sonra kabın içindeki örneğin üst yüzeyi aletin
tabanına paralel olacak şekilde karıştırma spatulası ile düzlenir.
Oluk açma bıçağının her konumda aletin tasına dik olmasını sağlamak amacıyla bıçağı
tutan eli bilekten itibaren kıvırmak suretiyle bir hamlede, kabın içerisindeki örneğin
ortasında bir oluk açarak örnek iki kısma bölünür.
~2~
AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ – JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Düşme kolu, Casagrande kabının 10 mm yükseklikten saniyede iki düşüş yapmasını
sağlayacak hızda, zemin örneğinin ortasında açılan oluk tabandan itibaren 13 mm
boyunda kapanıncaya kadar çevrilir.
Açılan oluk, 40 üzerinde bir düşüş uygulandıktan sonra hala kapanmadıysa
örnek katı kıvamda demektir. Bu durumda deney durdurulur ve aletin
kabındaki numune karıştırma kabına alınarak bir miktar daha su ilave edilir ve
karıştırma işlemine devam edilir. Bu işlemden sonra numune tekrar kaba
yerleştirilir ve yukarıdaki işlemler tekrarlanır.
Eğer açılan oluk 10’dan çok az bir düşüş sayısında kapandı ise numuneye çok
fazla su katıldı demektir. Böyle durumda örneğin kıvamını arttırmak için
kesinlikle kuru örnek karıştırılmamalıdır. Bunu yerine numune kıvama
gelinceye kadar kurumaya bırakılmalıdır. Daha sonra numune tekrar kaba
yerleştirilip aynı işlemler tekrarlanır.
Oluğun 13 mm boyunda kapanması için uygulanan düşüş sayısı deney föyüne not edilir
ve oluğun kapandığı bölgeden numune alınır. Boş ağırlığı ve kap numarası deney föyüne
not edilmiş olan örnek kabının içine konur ve Kap + Yaş Numune not alınarak deney
formuna kaydedilir.
Son olarak numune etüve konur ve kurutulur. Kurutulduktan sonra su içeriği hesaplanır.
Su içeriği için örnek alındıktan sonra Casagrande kabında kalan örnek, karıştırma
spatulası ile toplanarak karıştırma kabına alınır ve Casagrande kabı temizlenir.
Karıştırma kabındaki numuneye, düşüş sayısının 25-30 arasında olmasını sağlayacak
kadar saf su ilave edilir ve homojen bir karışım elde edilinceye kadar birkaç dakika
karıştırıldıktan sonra aynı işlemler tekrarlanır.
Üçüncü tekrardaki düşüş sayısı 20-25, dördüncü tekrardaki düşüş sayısı ise 15-20
olacak şekilde saf su ilave edilerek aynı işlemler tekrarlanır.
~3~
AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ – JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
HESAPLAMALAR
Her denemede elde edilen su içeriğine karşılık gelen vuruş sayısı, yarı logaritmik bir
grafik kâğıdı üzerinde işaretlenir. Bu işlem için, su içeriği değerleri ordinat ekseni (düşey
eksen), vuruş sayısı değerleri ise logaritmik apsis ekseni (yatay eksen) olarak alınır ve
karşılıklı değerleri çakıştırılarak işaretlenir. Bu doğruya akma doğrusu adı verilir. Akma
doğrusunun çiziminde pratik bir kural olarak; doğrunun altında kalan noktalar ile
üstünde kalan noktaların doğruya dik mesafelerinin birbirine eşit olmasına dikkat
edilmelidir.
Akma doğrusu çizildikten sonra 25 düşüşün yer aldığı noktadan yukarıya doğru dikey
olarak çıkılarak akma doğrusunu kestiği nokta bulunur. Bu noktanın yatay doğrultuda su
içeriği eksenine doğru gidilerek bu ekseni kestiği noktadaki su içeriği değeri okunur ve
zeminin likit limiti olarak belirlenir.
~4~
AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ – JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
PLASTİK LİMİT DENEYİ
AMAÇ
Plastik Limit, zeminin yarı katı halden plastik hale geçtiği noktadaki su içeriğini ifade
eder.
Cam plaka üzerinde el ayası ile yoğurularak inceltilen zemin silindirlerinin 3 mm çapa
geldiklerinde parçalanmaya başladıkları su muhtevasının belirlenmesidir.
ARAÇ
o
Cam plaka
o
Etüv (110∓5°C)
o
Terazi (0,01 g duyarlılıkta)
o
Su içeriği tayini için metal kaplar
YÖNTEM
Likit Limit deneyi yapılırken 2. tespit öncesinde ya da deney sonunda kalan numuneden
plastik limit deneyi için 30-35 g kadar örnek ayrılarak bir kaba konur ve plastik limit
deneyi yapılır.
Karıştırma kabının içinde azar azar saf su ile karıştırılarak ele yapışmayacak kıvamda
numune elde edilir. Cam plakanın üzerinde el ile yuvarlatılarak iplik haline getirilmeye
çalışılır. Numune çapı 3 mm olunca tekrar yoğurarak yuvarlatılır. Cam üzerinde
yuvarlatma parmaklar bitişik halde yapılmalı, numune uzadıkça ortadan bölünüp yarısı
alınmalı, kalanla işleme devam edilmelidir. 3 mm kalınlıkta numunede ufalanma,
çatlama başlayınca deneme tamamlanmış demektir. Ufalanmış parçalar, boş ağırlığı ve
kap numarası deney föyüne not edilmiş olan örnek kabının içine konur ve Kap + Yaş
Numune not alınarak deney formuna kaydedilir.
Bu deneme en az 2 defa yapılmalıdır. Numuneler 105°C’de etüve konulup 24 saat
bekletilir. Kap + Kuru numune kütlesi de deney formuna işlenir.
~5~
AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ – JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Şekil 3 LL ve PL deneyleri sonrası numuneler
Şekil 4 Numune tartma işlemi
HESAPLAMALAR
Her 2 numuneye ait su içerikleri hesaplanır.
Sonuçta bulunacak 2 değerin aynı veya birbirine yakın olması gerekir. %2’den fazla fark
olursa deneme tekrarlanır.
Atterberg, zeminin plastik olduğu durumdaki su içeriği aralığını Plastisite İndisi olarak
tanımlar. PI ile gösterilen plastisite indisi; likit limit ve plastik limit değerleri arasındaki
sayısal farka eşittir.
𝑷𝑰 = 𝑳𝑳 − 𝑷𝑳
Plastisite indisi ince taneli zeminlerin sınıflamasında faydalıdır.
“Bir zeminde ne kadar su bulunduğunu (ω) bilmek tek başına yeterli olmamaktadır. Bu su
içeriğinin belirli mühendislik davranışını veren standart değerler ile karşılaştırılması
gerekmektedir.”
Bir zeminin doğal su içeriğinin kıyaslanmasında kullanılan indis Likitlik İndisi olarak
tanımlanır ve aşağıdaki denklem ile ifade edilir.
𝑳𝑰 =
ωn :
(𝝎𝒏 − 𝑷𝑳)
𝑷𝑰
Zemine ait doğal su içeriği
LI < 0
ise
zemin kesmeye maruz kaldığında çatlak gözlenir;
0 < LI < 1
ise
zemin plastik gibi davranır;
LI > 1
ise
zemin kesmeye maruz kaldığında sıvı gibi davranır.
~6~
Deney sonunda bu sayfa teslim edilecektir.
ATTERBERG LİMİTLERİ
JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
ZEMİN VE KAYA MEKANİĞİ LABORATUVARI
TARİH :
SAAT :
KAP NO.
LL
LL
LL
LL
1
2
3
4
PL
PL
PL
5
6
7
ωn
VURUŞ ADEDİ
KAP+YAŞ NUMUNE
(g)
KAP+KURU NUMUNE
(g)
KAP AĞIRLIĞI
(g)
SU AĞIRLIĞI
(g)
KURU NUMUNE
(g)
SU İÇERİĞİ
(%)
LL
≈
PL
≈
LI
=
PI
=
1,00
0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
10
NUMARA:
100
AD SOYAD: