Determination of shear strength parameters of fine grained soils by drained tests

Year 2023, Volume: 12 Issue: 2, 443 - 451, 15.04.2023

Hatice Seray Zedeli , Hasan Savaş

https://doi.org/10.28948/ngumuh.1211891

Abstract

Shear strength of soils is one of the important issues in geotechnical engineering. Shear strength parameters are needed in determining the stress-strain characteristics of soils, calculating the bearing capacity of foundations, designing retaining structures, landslide analyzes and slope stability verifications. The strength parameters to be used in the analysis are evaluated on the basis of effective and total stresses. Drained (effective) parameters are used in long-term analyzes and undrained (total) parameters are used in short-term analyses. To determine the effective parameters required in long-term analysis, it is necessary to conduct experiments with different laboratory test methods and to compare the results obtained for reliable design. In this study, it is aimed to find the drained shear strength parameters of fine-grained soils. For this purpose, consolidated-drained (CD) triaxial compression test, shear box test and ring shear test were performed on fine-grained soil samples prepared with compaction characteristics and the results were compared.

Keywords

Shear strength, triaxial compression test, Ring shear test, Shear box test, Clay

İnce taneli zeminlerin kayma dayanım parametrelerinin drenajlı deneylerle belirlenmesi

Abstract

Zeminlerin kayma dayanımı geoteknik mühendisliğinin önemli konulardan biridir. Zeminlerde gerilme-deformasyon karakteristiklerinin belirlenmesinde, temellerin taşıma gücü hesaplarında, istinat yapılarının tasarımında, heyelan analizlerinde ve şev stabilite tahkiklerinde kayma dayanımı parametrelerine ihtiyaç duyulur. Analizlerde kullanılacak dayanım parametreleri efektif ve toplam gerilmeler esasında değerlendirilir. Uzun dönemli analizlerde drenajlı (efektif), kısa dönemli analizlerde ise drenajsız (toplam) parametreler kullanılır. Uzun dönemli analizlerde gerek duyulan efektif parametrelerin belirlenmesinde farklı laboratuvar deney yöntemleriyle deneylerin yapılması ve elde edilen sonuçların karşılaştırılması güvenilir tasarım için gereklidir. Bu çalışmada ince taneli zeminlerin drenajlı kayma dayanım parametrelerinin bulunması amaçlanmıştır. Bu amaçla kompaksiyon karakteristiklerinde hazırlanan ince taneli zemin örnekleri üzerinde konsolidasyonlu-drenajlı (CD) üç eksenli basınç deneyi, kesme kutusu deneyi ve halka kesme deneyi yapılmış ve bulunan sonuçlar karşılaştırılmıştır.

Keywords

Kayma dayanımı, Üç eksenli basınç deneyi, Halka kesme deneyi, Kesme kutusu deneyi, Kil, Shear strength, triaxial compression test, Ring shear test, Shear box test, Clay

References

• R. D. Holtz, W. D. Kovacs, An Introduction Geotechnical Engineering, Ankara, 2010.
• M. Hatipoğlu, Kalıcı kayma mukavemetinin laboratuvar deneyleri ile belirlenmesi. Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2012.
• M. İspiroğlu, İnce taneli zeminlerde drenajlı kayma direnci parametrelerinin tayini. Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2016.
• C. EURFUR, Laboratory and field evaluations of undrained shear strength of bonneville clay. Doktora Tezi, Utah State University, Amerika, 2004.
• İ. Özkaynak, Sıkıştırılmış ara zeminlerin drenajlı ve drenajsız kayma dayanımı parametrelerinin ilişkilendirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Türkiye, 2017.
• T. C. Kenny, Geotechnical properties of glacial lake clays, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, 85(3), 67-79, 1959.
• L. Bjerrum, N.E. Simons, Comparison of shear strength characteristics of normally consolidated clays, Proceedings of the ASCE Research Conference on the Shear Strength of Cohesive Soils, 711-726, 1960.
• U. S. Navy, Soil mechanics, foundations and earth srtuctures, NAVFAC Design Manual DM-7, Washington, 1971.
• R. S. Ladd, Specimen preparation and cylic stability of sands, Journal of the Soil Mechanics and Founations Division, 103(1), 535-547, 1977.
• A. Bayın, Konsolidasyonlu drenajlı üç eksenli deney yöntemiyle kalıcı kayma direncinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Türkiye, 2011.
• Y. Satı, Sıkıştırılmış ince taneli zeminlerin kayma mukavemetinin drenajlı deneylerle incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2016.
• H. Bilici, Aşırı konsolide killerin dayanım özellikleri. Yüksek Lisans Tezi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2017.
• S. Koltuk, Zeminlerin kalıcı kayma mukavemetinin halka kesme deneyi ile belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2005.
• E. Yılmaz, Zeminlerin endeks özelliklerinin kalıcı kayma mukavemetine etkisi. Yüksek Lisans Tezi. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2006.
• A.W. Skempton, The pore pressure coefficient A and B, Geotechnique, 4(4), 143-147, 2020 https://doi.org/ 10.1680/geot.1954.4.4.143.
• M. B. Das, Principles of Geotechnical Engineering, İngiltere, 2010.