Aşırı konsolidasyon oranının ve efektif gerilmelerin kil zeminlerdeki sükünetteki toprak basıncı katsayısına etkileri

The effects of over consolidation ratio and effective stresses to the earth pressure at rest at clay soils

Özet

Sükunetteki toprak basıncı katsayısı $(K_0)$, relatif sıkılık, gerilme tarihçesi, aşırı konsolidasyon oranı, plastisite indisi gibi zemin özelliklerine bağlı olarak değişmektedir. Bu çalışmada, kil zeminlerde, düşey efektif gerilmenin ve aşırı konsolidasyon oranının, $K_0$ üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla 4 ayrı kil numunesi üzerinde ince cidarlı ödometre tekniği ile konsolidasyon deneyleri yapılmıştır. Yükleme durumunda, çeşitli yük kademeleri için yatay gerilmenin ve $K_0$ in değişimi gözlenmiştir. Normal ve aşırı konsolide zeminlerde sükunetteki toprak basıncı katsayısının tahmini için, bilinen ampirik ifadelerden elde edilen sonuçlarla, doğrudan ölçümler sonucunda bulunan değerler karşılaştınlmıştır. Deneyler sonucunda; aşırı konsolidasyon oranının, özellikle boşaltma sırasındaki sükunetteki toprak basıncı katsayısını kontrol eden önemli bir faktör olduğu gösterilmiştir. Aşırı konsolidasyon oranı arttıkça, sükunetteki toprak basıncı katsayısı artmakta ve ön konsolidasyon basıncından sonraki düşey efektif gerilmeler için, $K_0$ sabit kalmaktadır.

Abstract

The coefficient of earth pressure at rest $(K_0)$ changes depending on the relative density, stress history, overconsolidation ratio, plasticity index and similar soil properties. In this study, effect of vertical effective stress and overconsolidation ratio to the coefficient earth pressure at rest were investigated. For this purpose, consolidation tests with thin-walled oedometer technique were used on four different clay samples. Variations in the horizontal stress and coefficient of earth pressure at rest were recorded during loading stage.Empirical equations which were given in the literature for estimation of $K_0$ of normally consolidated and overconsolidated soils were compared with values obtained from the tests. These results showed that, overconsolidation ratio is an important factor on $K_0$ for unloading stage. When overconsolidation ratio increased, the coefficient of earth pressure at rest is also increased. $K_0$is almost stable for vertical effective pressures which is higher than preconsolidation pressure.