DETERMINATION OF RESIDUAL SHEAR STRENGTHS OF CLAYS BY RING SHEAR TESTS

Year 2022, Volume: 30 Issue: 2, 180 - 189, 18.08.2022

Burak Bahadır Şakar , Hasan Savaş

https://doi.org/10.31796/ogummf.1017268

Abstract

In civil engineering determination of residual strength parameters for soils are very important. They are very important for stability verification especially slopes with preexisting slide surface and slopes that includes fissures, clayed soil. There must be very large displacements for determining residual shear strength, because of that stability of retainings and slopes with preexisting slide surface can be controlled by only residual shear strength. In this study ring shear tests are used for different shearing rates and different water contents on disturbed samples which obtained from İstanbul, Çanakkale and Eskişehir. Effects of this variables on soils shear strength parameters are aimed to investigate. Therefore samples were sheared under different normal stresses with slow, medium and fast shearing rates, the same processing were carried out with two different water contents which are high and low content. When obtained results were considered we can say that shearing rates have no effect on residual friction angles, when initial water content increases residual friction angles increases and when liquid limit, plastic limit, plasticity index and clay percentage increases residual friction angles decreases.

Keywords

Residual shear strength, Ring shear test, Clay

Kesme Hızının Ve Su Muhtevasının Kalıcı Kayma Dayanımına Etkisi

Abstract

İnşaat mühendisliğinde zeminlerin kalıcı dayanım parametrelerinin belirlenmesi önemli bir yere sahiptir. Özellikle daha önce kayma hareketinin meydana geldiği şevler ile fisürlü ve sert kil zeminleri içeren şevlerin stabilite tahkiklerinde önem arz etmektedir. Kalıcı kayma dayanımına ulaşabilmek için çok büyük yer değiştirmeler gerekebilmektedir, bu yüzden kayma yüzeyleri var olan istinatların ve şevlerin stabiliteleri sadece kalıcı kayma dayanımları ile kontrol edilebilir. Bu çalışmada İstanbul, Çanakkale ve Eskişehir illerinden alınan örselenmiş numuneler üzerinde farklı hızlarda ve farklı su muhtevalarında halka kesme deneyleri yapılmıştır. Çalışmada kesme hızı ile su muhtevasının, zeminin kayma dayanım parametreleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla numuneler yavaş, orta ve yüksek hızlarda farklı normal gerilmeler altında kesilmiş, aynı işlemler yüksek ve düşük su muhtevası olmak üzere iki ayrı su içeriğinde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde kesme hızının kalıcı içsel sürtünme açısı üzerinde çok fazla etkisinin olmadığı, başlangıç su muhtevası arttıkça kalıcı içsel sürtünme açısının arttığı ve likit limit, plastik limit, plastisite indisi ve kil yüzdesi arttıkça kalıcı içsel sürtünme açısının azaldığı gözlemlenmiştir.

Keywords

Kalıcı kayma dayanımı, Halka kesme deneyi, Kil

References

• Ataç, A. E. (2009). Plastisitenin kalıcı kayma mukavemetine etkisi (Yüksek Lisans Tezi). İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Bhat, D. R., Yatabe, R. ve Bhandary, N. P. (2014). Slow shearing rates’ effect on residual strength of landslide soils. Soil Behavior and Geomechanics, (236), 293–303. doi:10.1061/9780784413388.030
• Craig, R. F. (2004). Craig’s soil mechanics (Seventh.). London: Spon Press.
• Dewoolkar, M. M. ve Huzjak, R. J. (2005). Drained residual shear strength of some claystones from Front Range, Colorado. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 131(12), 1543–1551. doi:10.1061/(asce)1090-0241(2005)131:12(1543)
• Eid, H. T., Al-Nohmi, N. M., Wijewickreme, D. ve Amarasinghe, R. S. (2019). Drained peak and residual interface shear strengths of fine-grained soils for pipeline geotechnics. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 145(10), 06019010-1–7. doi:10.1061/(asce)gt.1943-5606.0002131
• Koltuk, S. (2005). Zeminlerin kalıcı kayma mukavemetinin halka kesme deneyi ile belirlenmesi (Yüksek Lisans Tezi). İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Mitchell, J. K. ve Soga, K. (2005). Fundamentals of soil behavior (Third.). New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. doi:10.1097/00010694-199407000-00009
• Stark, T. D. ve Eid, H. T. (1994). Drained residual strength of cohesice soils. Journal of Geotechnieal Engineering, 120(5), 856–871.
• Stark, T. D. ve Eid, H. T. (1997). Slope stability analyses in stiff fissured clays. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 123(4), 335–343.
• Stark, T. D. ve Hussain, M. (2010). Shear strength in preexisting landslides. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 136(7), 957–962. doi:10.1061/(asce)gt.1943-5606.0000308
• Tiwari, B., Brandon, T. L., Marui, H. ve Tuladhar, G. R. (2005). Comparison of residual shear strengths from back analysis and ring shear tests on undisturbed and remolded specimens. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 131(9), 1071–1079. doi:10.1061/(asce)1090-0241(2005)131:9(1071)
• Tiwari, B., Tuladhar, G. R. ve Marui, H. (2011). Effect of shearing speed on residual shear strength of natural soil obtained from mudstone. Geo-Frontiers 2011, 2786–2793.
• Ürkmez, A. R. (2009). Kalıcı kayma mukavemetinin tekrarlı kesme kutusu deney yöntemi ile belirlenmesi (Yüksek Lisans Tezi). İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Vithana, S. B., Gibo, S., Nakamura, S. ve Kimura, S. (2010). Influence of laboratory-created OCR on large deformation shear strength: ring shear behaviour of two types of landslide slip surface soil. GeoFlorida 2010, (199), 3165–3174. doi:10.1061/41095(365)323
• Watry, S. M. ve Lade, P. V. (2000). Residual shear strengths of bentonites on Palos Verdes Peninsula, California. Slope Stability 2000, 323–342. doi:10.1061/40512(289)24