Zeminin Doğal (Yaş) Yoğunluğunun Belirlenmesi

     

    Zeminin yoğunluğu, boşluk oranı, porpozitesi, su muhtevası, doygunluk derecesi, hava içeriği vb. gibi birçok özelliği bize zemin hakkında önemli ipuçları verir. Bu özelliklerin belirlenmesinde belirli yol ve yöntemler uygulanır. Tabiki zemine ait bu temel özelliklerin hepsinin deneysel yöntemlerle belirlenmesi mümkün olmasa da, deneysel yöntemlerle belirlenen özelliklere bağlı kalarak belirli bağıntılar yardımıyla zeminin diğer tüm özelliklerini belirlemek mümkündür. 

   Biz bu yazımızda deneysel yöntemlerle zeminde doğal (yaş) yoğunluğun belirlenmesinden söz edeceğiz. 

      Doğal (Yaş) Yoğunluğun Belirlenmesi

   Bu yöntem, taşsız ince (kohezyonlu) zeminler için uygundur. Çünkü bu deney örselenmemiş örnek numunesiyle yapılır. 

    Örselenmemiş örnek almak için, ucu keskin bir çelik tüp (iç çap 50-100 mm, yükseklik 0,3-0,5 m) örnek alınacak zemin ortamının düzlenmiş zemin yüzeyine oturtulur. Tüpün üst kısmını korumak için bir ahşap başlık kullanılır. İçi zemin ile dolan tüpün çevresi dikkatlice kazılırve tüp zeminden çıkartılır. Labaratuvarda basit bir piston ile numune silindirden çıkartılır, alt ve üst yüzeyleri düzgünce kesilerek düzgün silindirik numune elde edilir. Elde edilen numunenin kütlesi tartılır, hacmine oranlanarak zemine ait doğal (yaş) yoğunluk belirlenmiş olur.

 Bu yöntem, hem kohezyonlu, hem kohezyonsuz zeminlere uygulanabilir. Örselenmemiş zemin almak gibi bir zorunluluk yoktur. 

    Numune alınacak zemin yüzeyi düzlendikten sonra bir çukur açılır, çukurdan çıkarılan zeminin su muhtevası bozulmadan tartılarak ağırlığı belirlenir. Daha sonra açılan çukurun hacimi lastik balon aleti ile ölçülür. 

  Lastik balon aaletinin çapı 100-200 mm çapında olabilir, dik olarak çukura yerleştirilir. Alet içerisinde bulunan belirli seviyedeki su el pompasıyla çukurun tüm yüzeyini kaplayacak şekilde zemine boşaltılır. Alet üzerinde bulunan gösterge değişiminden çukurun hacimi belirlenir. Daha sonra önceden hesaplanmış kutle ve hacim oranlamasından doğal (yaş) yoğunluk bulunur. 

   Bu yöntem, kohezyonlu zeminler için olduğu gibi, daha çok taşlı kumlu, çakıllı zeminler için kullanılır. Yöntem olarak lastik balon yöntemine çok benzerdir, burada açılan çukurun hacimi kum ile ölçülür. 

     Kullanılan alet, alt kısmında konik bir boşluk bulunan, içi boş metal bir silindirdir. Aletin çapı 100-200 mm olabilir. Önce aletin taban çapında yaklaşık olarak yarım küre biçimli bir çukur açılır,  bu çukurdan çıkan zeminin kütlesi kayıpsız olarak ölçülür. Alet açılan çukurun üzerine yerleştirilerek, haznesindeki kuru kum çukura boşaltılmaya başlanır. Bu boşaltma işlemi çukur ve aletteki konik kısım dolana kadar devam eder. Daha sonra alet kaldırılarak aletin kullanımdan önce ve sonraki kütleleri arasındaki fark belirlenir. Bu fark bize çukuru ve aletin konik kısmını dolduran kumun kütlesini verir. Alet kullanılmadan düz bir zemine oturtularak konik kısmı dolduran kumun kütlesi belirlenerek kalibre edilir. Aletin taban iç çapında ve düzgün silindirik biçimli bir metal kalibrasyon kabı kullanılarak, serbest akıtma yöntemiyle hacmi dolduran kumun yoğunluğu belirlenir. sadece çukuru dolduran kuun kütlesi, kumun kuru yoğunluğuna bölünerek çukurun hacmi bulunur. 

 Bu yöntem ,kohezyonlu zeminler için uygundur. Zeminden Örselenmemiş bir parça Toprak alınır, gevişek kısımlar kesilerek atılır. Toprağın doğal kütlesi tartılarak belirlenir. İçine su girmemesi için, erimiş parafin mumuna batırılarak çıkartılır. Parafin ile kaplanmış toprağın kütlesi M1 olsun. Toprak, içi su dolu hacim bölmeli bir cam silindir içine bırakılır. Su düzeyleri arasındaki fark parafinli toprağın hacmini verir.  Bu hacimden parafin hacmi çıkartılarak toprağın çıplak hacimi bulunur ve şu formül uygulanır.