Üç Eksenli Basınç Deneyi Nedir?

Arazide zemin her yönden basınç altındadır. Üç eksenli deney bu durumu laboratuvarda canlandırır: lastik zarla kaplanmış silindirik numuneye önce her yönden eşit hücre basıncı (σ3) uygulanır, ardından eksenel yük artırılarak numune kırılır.

Deneyin ayırt edici yanı, drenajın ve boşluk suyu basıncının kontrol edilebilmesidir. Böylece hem inşaat sırasındaki kısa süreli durum hem de yıllar sonrasına karşılık gelen uzun süreli durum ayrı ayrı temsil edilebilir; kayma dayanımı parametreleri en güvenilir biçimde bu deneyden elde edilir.

Nasıl yapılır?

Örselenmemiş tüpten çıkarılan numune, boyu çapının yaklaşık iki katı olacak şekilde düzeltilir, ölçülüp tartılır, lastik zar geçirilerek hücreye yerleştirilir. Hücre suyla doldurulup çevre basıncı verilir; deney türüne göre numune önce doygunluğa getirilir ve konsolide edilir. Ardından eksenel yük sabit deformasyon hızıyla uygulanır; yük, boy kısalması ve boşluk suyu basıncı sürekli kaydedilir.

• UU (konsolidasyonsuz–drenajsız): Numune konsolide edilmeden ve drenaja izin verilmeden kırılır; killerde inşaat sonu durumu için drenajsız kayma dayanımını verir.
• CU (konsolidasyonlu–drenajsız): Numune hücre basıncı altında konsolide edilir, sonra drenajsız kırılır; boşluk suyu basıncı ölçülürse efektif parametreler de bulunur.
• CD (konsolidasyonlu–drenajlı): Kırılma, boşluk suyu basıncı oluşmayacak kadar yavaş yapılır; uzun süreli duruma ait efektif parametreleri verir.

Farklı hücre basınçlarında en az üç numune denenir; kırılma noktalarından Mohr daireleri çizilir ve ortak teğetten kohezyon (c) ile içsel sürtünme açısı okunur.

Rapora ve tasarıma etkisi

Elde edilen c–φ takımı; taşıma gücü ve zemin emniyet gerilmesi hesaplarına, kazı şevi ile şev güvenliği değerlendirmesine, istinat duvarı ve iksa perdesi tasarımına, ayrıca sonlu elemanlar analizlerine doğrudan girer. Hangi deney türünün seçileceği incelenen yükleme durumuna bağlıdır: hızlı dolgu ve kısa süreli kazı için drenajsız, kalıcı yapı yükü ve uzun süreli şev için efektif parametreler esas alınır. Raporda numunenin alındığı kuyu ve derinlik, deney türü, uygulanan hücre basınçları ile gerilme–deformasyon eğrileri birlikte verilmelidir.

Pratikte

Deney, serbest basınç deneyine göre daha uzun sürer ve daha kaliteli numune ister; bu nedenle tasarımı belirleyen kritik tabakalar için programlanır. Sonucun en zayıf halkası numune kalitesidir: örselenmiş bir tüp, gerçekte olduğundan düşük dayanım verir. Örselenmemiş numuneler temel sondajları sırasında ince cidarlı tüplerle alınmalı, taşıma ve saklama sırasında korunmalıdır. Sonuçların hesaplara nasıl yansıdığını geoteknik rapor sayfamızda bulabilirsiniz.