ZEMİNLERİN GERİLME–DEFORMASYON DAVRANIŞI

(Stress–Strain Behaviour of Soils)

---

1. GİRİŞ: ZEMİN NEDEN “KLASİK MALZEME” DEĞİLDİR?

Zemin, mühendislikte en zor modellenen malzemelerden biridir çünkü:

• Sürekli değil, taneli bir yapıdır
• Boşluk oranı değişkendir
• Su içeriği davranışı tamamen değiştirir
• Doğrusal elastik değildir
• Geçmiş gerilmelere bağlıdır (hafıza etkisi)

---

🔷 Zemin mikro yapısı

7

---

2. GERİLME KAVRAMI (STRESS IN SOILS)

Zeminde gerilme ikiye ayrılır:

2.1 Toplam gerilme

$$𝜎=\frac{𝐹}{𝐴}$$

---

2.2 Efektif gerilme (Terzaghi prensibi)

${𝜎}^{\mathrm{\prime }}=𝜎-𝑢$

• ${𝜎}^{\mathrm{\prime }}$: efektif gerilme
• $𝜎$: toplam gerilme
• $𝑢$: boşluk suyu basıncı

---

Kritik fikir:

Zemin davranışını belirleyen şey efektif gerilmedir

---

🔷 Efektif gerilme prensibi

7

---

3. GERİLME–BİRİM ŞEKİL DEĞİŞTİRME (σ–ε DAVRANIŞI)

Zeminler lineer değildir.

Temel ilişki:

$$𝜎\mathrm{\ne }𝐸\cdot 𝜀$$

çünkü E sabit değildir.

---

4. GERÇEK ZEMİN DAVRANIŞ EĞRİSİ

Tipik davranış:

• Başta elastik
• sonra plastik
• sonra göçme

---

🔷 Gerilme–şekil değiştirme eğrisi

8

---

5. ZEMİN DAVRANIŞ TÜRLERİ

5.1 Elastik davranış

• Küçük deformasyon
• geri dönüşlü

Örnek:

• düşük yükler
• küçük kazılar

---

5.2 Plastik davranış

• kalıcı deformasyon
• yeniden şekillenme

---

5.3 Göçme (failure)

• kesme dayanımı aşılır
• zemin akışkan gibi davranır

---

6. KESME DAYANIMI (MOHR–COULOMB MODELİ)

Zemin dayanımı:

$𝜏=𝑐+{𝜎}^{\mathrm{\prime }}\tan 𝜙$

---

Parametreler:

• $𝑐$: kohezyon
• $𝜙$: içsel sürtünme açısı

---

🔷 Mohr daireleri

7

---

7. ZEMİN TİPLERİNE GÖRE DAVRANIŞ

---

7.1 Kum

• drenajlı davranır
• hızlı gerilme transferi
• kırılgan

---

7.2 Kil

• drenajsız davranır
• zaman bağımlı
• konsolidasyon önemli

---

7.3 Silt

• geçiş davranışı
• en problemli zemin

---

8. DRENJLI / DRENAJSIZ DAVRANIŞ

8.1 Drenajlı

• su dışarı çıkar
• efektif gerilme artar

---

8.2 Drenajsız

• su hapsolur
• pore pressure artar

---

🔷 Drenaj davranışı

9

---

9. KONSOLİDASYON (TERZAGHI TEORİSİ)

Kil zeminlerde en önemli süreç:

Tanım:

Su boşluklardan zamanla çıkar → zemin oturur

---

Süreç:

• yük uygulanır
• su basıncı artar
• zamanla su çıkar
• zemin sıkışır

---

🔷 Konsolidasyon süreci

7

---

10. STRESS PATH (GERİLME YOLU)

Zemin sadece yük değil:

👉 yükün “izlediği yol” önemlidir

---

Örnek:

• kazı
• dolgu
• deprem

her biri farklı stress path oluşturur

---

11. YÜKLEME TÜRLERİ

11.1 Tek eksenli basınç

• laboratuvar testi

11.2 Triaxial test

• en önemli test

---

🔷 Triaxial test

4

---

12. YUMUŞAKLIK – SERTLİK (STIFFNESS)

Zemin sertliği:

$${𝐸}_{𝑠}=\frac{\mathrm{\Delta }𝜎}{\mathrm{\Delta }𝜀}$$

Ama:

• sabit değildir
• gerilme arttıkça değişir

---

13. GERÇEK HAYAT DAVRANIŞI

Zemin:

• önce sıkışır
• sonra sertleşir
• sonra kırılır

---

🔷 Gerçek deformasyon

8

---

14. GEOTEKNİK TASARIMDA ÖNEMİ

Bu davranışlar şunları belirler:

• temel taşıma gücü
• oturma hesabı
• şev stabilitesi
• kazı güvenliği

---

15. KRİTİK NOKTA: DOĞRUSAL OLMAMASI

Zemin için:

“E sabit değildir, her şey değişir”

Bu yüzden:

• FEM modelleri kullanılır
• deneysel kalibrasyon yapılır

---

16. ÖZET

Zeminlerin gerilme–deformasyon davranışı:

• efektif gerilme ile kontrol edilir
• doğrusal değildir
• drenaj koşuluna bağlıdır
• zaman bağımlıdır
• kırılma ile sonuçlanabilir