1. Kohezyon Nedir?
Zemin kayma direnci aşağıdaki formülle tarif edilir
τ=c +σ ‘+ tan(ϕ)
Burada
- c = kohezyon
- φ = içsel sürtünme açısı
- σ' = efektif normal gerilme
- Kaba daneli zeminlerde (kum, çakıl) kohezyon sıfır veya çok küçük olur.
- İnce taneli zeminlerde (kil), kohezyon önemlidir ve şu nedenlerle ortaya çıkar:
- Kil plakaları arasındaki elektro-kimyasal bağlar,
- Çimentolanma,
- Doygun olmayan zeminlerde emme (kapilerite),
- Yaşlanma ve aşırı konsolidasyon.
2. Kohezyon Türleri
a) Gerçek Kohezyon
- Kimyasal bağlar, çimentolanma ve mineralojik yapıdan kaynaklanır.
- Zemin tamamen doygun olsa bile varlığını sürdürür.
- Genelde: sert killer, çimentolu zeminler, zayıf kayalarda görülür.
b) Görünür (Sözde) Kohezyon
- Doygun olmayan zeminlerdeki kapiler emme nedeniyle oluşur.
- Zemin doygun hale gelince kaybolur.
- Nemli kumlarda ve siltlerde görülebilir.
c) Drenajsız Kohezyon (cu veya su)
- Drenajsız üç eksenli veya UU deneyleri ile belirlenir.
- Hızlı yükleme durumlarında (deprem, hızlı kazı, kısa süreli yük) geçerlidir.
3. Kohezyon Nasıl Ölçülür?
- Doğrudan kesme deneyi → c ve φ
- Üç eksenli kayma deneyi (UU, CU, CD)
- Serbest basınç deneyi (UCT) →
cu = qu/2
Numunenin bozulması kohezyonu azaltabilir.
4. Zemin Türlerine Göre Yaklaşık Kohezyon (c) Değerleri
Kaba Taneli Zeminler için Önerilen Kohezyon (c′)
|
Zemin Tanımı |
Kohezyon c′ (kPa) |
Açıklama |
|
Temiz çakıl (GW, GP) |
0 |
Tasarımda c = 0 |
|
Kumlu çakıl |
0 |
Tasarımda c = 0 |
|
Temiz kum (SW, SP) |
0 |
Tamamen sürtünmeli |
|
Az siltli kum (SM-SF, düşük ince oranı) |
0–3 (öneri: 1) |
İsteğe bağlı görünür c |
|
Siltli kum (SM, orta ince oranı) |
0–5 (öneri: 2) |
Emniyetli olmak için düşük |
|
Çimentolu kum / çakıl |
20–100 (öneri: 50) |
Çimentolanma varsa |
İnce Taneli Zeminler için Önerilen Efektif Kohezyon (c′)
Bu tablo, drenajlı / uzun süreli durum için (şev, istinat duvarı, kalıcı temel) kullanılacak c′ değerleri için öneridir.
|
Zemin Tanımı |
Kıvam / Özellik |
c′ aralığı (kPa) |
Öneri c′ (kPa) |
|
Çok yumuşak – yumuşak kil (CL–CH) |
w çok yüksek, N<4 |
0–10 |
5 |
|
Yumuşak – orta kıvam kil |
N ≈ 4–8 |
5–15 |
10 |
|
Orta – katı kil |
N ≈ 8–15 |
10–25 |
15 |
|
Katı kil |
N ≈ 15–30 |
15–30 |
20 |
|
Çok katı kil |
N >30 |
20–40 |
25 |
|
Sert kil / kısmen çimentolu kil / marn |
Zayıf kaya geçişi |
30–80 |
50 |
|
Düşük plastisiteli silt (ML) |
Genelde sürtünmeli, az kohezyon |
0–10 |
5 |
|
Yüksek plastisiteli silt (MH) |
Kapiler etkili |
5–20 |
10 |
Kil İçin Drenajsız Kohezyon (Cu) Öneri Tablosu
Bu tabloyu kısa süreli stabilite (şev), kazı, temel oturması, hızlı yükleme, deprem öncesi kısa süreli durumlar için kullanabilirsin.
|
Kıvam (Gözlem) |
Tanımlayıcı Özellik |
Cu aralığı (kPa) |
Öneri Cu (kPa) |
|
Çok yumuşak |
Parmakla kolayca şekil değiştirir, suya yakın |
5–12 |
8 |
|
Yumuşak |
Çubuk kolay batar, sıkışma fazla |
12–25 |
18 |
|
Orta |
Çubuk orta zorlukla batar |
25–50 |
35 |
|
Katı |
Bastırınca zor şekil değiştirir |
50–100 |
70 |
|
Çok katı |
Küçük numuneyi elde kırmak zor |
100–200 |
140 |
|
Sert |
Zayıf kaya kıvamında |
>200 |
250 |
Siltler
|
Zemin Türü |
Yaklaşık c (kPa) |
Açıklama |
|
Düşük plastisiteli silt (ML) |
0–10 |
Genelde sürtünmeli |
|
Yüksek plastisiteli silt (MH) |
5–20 |
Kapiler su kohezyonu artırabilir |
5. Mühendislik Notları
- Tasarımda kumlarda kohezyon genellikle sıfır alınmalıdır (laboratuvar sonucu küçük bir kohezyon gösterse bile).
- Deprem (sismik) tasarımında görünür kohezyon (emme kaynaklı) dikkate alınmaz.
- Uzun süreli istinat duvarı/şev analizlerinde efektif kohezyon (c′) kullanılır, bu değer genellikle drenajsız kohezyondan daha küçüktür.
- Bozulmuş numuneler kohezyonu az gösterir; özellikle yumuşak killerde vane shear testi daha gerçekçi sonuç verir.