Alper SEZER, Selim ALTUN, Ahmet Burak GÖKTEPE

6518

Sıkıştırılmış kumların yerel boşluk oranlarının tahmini

Bu çalışmada, sıkıştırılmış granüler zeminlerin yerel boşluk oranlarının değişimi bir deneysel çalışma ile araştırılmıştır. Üç enerji seviyesinde optimum su içeriklerinde sıkıştırılan zeminlerin iki boyutlu yerel boşluk oranları, epoksi emdirilerek elde edilen belli kesitlerden alınan görüntülerin analizi ile belirlenmiştir. Daha sonra, bu boşluk oranlarının yatayda ve düşeyde düzgün bir değişimi olup olmadığı incelenmiştir. Bununla birlikte, elde edilen dane şekil parametrelerinin yerel boşluk oranlarının değişimine etkisi, şekil parametrelerinin istatistik analizi ile araştırılmıştır. Daha köşeli zeminlerin daha sıkı yapıları oluşturduğu sonucuna rağmen, şekil parametreleri ile sıkılıklar veya boşluk oranları arasında matematiksel bir bağıntı elde edilememiştir. Sonuç olarak, çok değişkenli doğrusal ve doğrusal olmayan regresyon denklemleri ile, belli noktalardaki yerel boşluk oranları, her kesitteki danelerin bazı şekil parametreleri, verilen enerji miktarı, bazı dane şekil parametreleri ve global boşluk oranına bağlı olarak elde edilmiştir.

Estimation of the local void ratios of compacted sands

In this study, the variation of local void ratio in granular soils is investigated within an experimental study. In this regard, 2D local void ratios of sands compacted under three energy levels and corresponding optimum water contents are determined via image analyses performed on images obtained from certain cross-sections. Afterwards, it was investigated whether the variation of the void ratios in horizontal and vertical direction is proper or not. Moreover, the effect of particle shape on the variation of the local void ratio is scrutinized by employing statistical analyses on these parameters. Although it is inferred that increasing particle angularity results denser structures, a mathematical expression identifying the relationship between particle shape parameters and relative densities or void ratios is not obtained. As a consequence, multiple variable linear and nonlinear regression equations are employed to obtain the local void ratios at certain points in terms of a number of particle shape parameters, compaction energy level and global void ratio.
PDF

___

  • [1] Oda, M., Initial fabrics and their relations to mechanical properties of granular material. Soils and Found.,12(1), 17-36, 1972a.
  • [2] Oda, M., The mechanism of fabric changes during compressional deformation of sand. Soils and Found.,12(2), 1-18, 1972b.
  • [3] Oda, M., Deformation mechanism of sand in triaxial compression tests. Soils and Found.,12(4),45-63, 1972c.
  • [4] Bhatia, K.B., Soliman, A.F., Frequency distribution of void ratio of granular materials determined by an image analyzer. Soils and Found., 30(1): 1-16, 1990.
  • [5] Clayton, C.R.I., Bica, A.V.D., Moore, S.R., A resin impregnation technique for the determination of the density variations in completed specimens of dry cohesionless soil. Géotechnique, 44(1): 165-174, 1994.
  • [6] Frost, J.D., Kuo, C.-Y., Automated determination of the distribution of local void ratio from digital images. Geo. Test. Jrn., 19(2), 107-117, 1996.
  • [7] Kuo, C.-Y., Frost, J.D., Uniformity evaluation of cohesionless specimens using digital image analysis. ASCE Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 122(5), 390–396, 1996.
  • [8] Jang, D.-J., Frost, J.D., Park, J.-Y., Preparation of epoxy impregnated sand coupons for image analysis. Geo. Test. Jrn., 22(2), 142-158, 1999.
  • [9] Jang, D.-J., Frost, J.D., Use of image analysis to study the microstructure of a failed sand specimen. Can. Geo. Jrn., 37, 1141-1149, 2000.
  • [10] Frost, J.D., Jang, D.-J., Evolution of sand microstructure during shear. ASCE Jrn. of Geo. and Geoenv. Eng., 126(2), 116-130, 2000.
  • [11] Muhunthan, B., Masad, E., Asaad, A., Measurement of uniformity and anisotropy in granular materials. Geo. Test. Jrn., 23(4), 423-431, 2000.
  • [12] Cheng, Y.P., White, D.J., Bowman, E.T., Bolton, M.D., Soga, K., The observation of soil microstructure under load, 4th International Conference on Micromechanics of Granular Media-Powders & Grains 2001, Sendai, Japan, 69-72, 2001.
  • [13] Altun, S., Sezer, A., Compaction characteristics of poor and well graded sands, 4th FAE International Symposium, Avrupa Lefke Üniversitesi-Kuzey Kıbrıs, 157-163, 2006.
  • [14] Sezer, A. Görüntü işleme teknikleri kullanarak farklı türde zeminlerin mikroyapısal özelliklerinin belirlenmesi. Doktora tezi, Ege Üniversitesi, 2008.
  • [15] Powers, M.C., A new roundness scale for sedimentary particles, Jrn of Sed. Petr., 23(2), 117-119,1953.
  • [16] Cho, G., Dodds J., Santamarina, J.C., Particle shape effects on packing density, stiffness and strength: natural and crushed sands. ASCE Jrn. of Geo. and Geoenv. Eng. 132(5), 591-602, 2006.
  • [17] Mandelbrot, B.B., Fractals form, chance and dimension, San Francisco, Freeman, 1977.
  • [18] Gori, U., Mari, M., The correlation between the fractal dimension and internal friction angle of different granular materials. Soils and Found., 41(6), 17-23, 2001.
  • [19] Kindratenko, V., Development and application of image analysis techniques for identification and classification of microscopic particles. Yüksek Lisans Tezi, University of Antwerp, 1997.
  • [20] Hyslip, J.P., Vallejo, L.E., Fractal analysis of the roughness and size distribution of granular materials. Eng. Geology, 48(3-4): 231-244, 1997.
  • [21] Mahmood, A., Mitchell, J.K., Fabric-property relationships in fine granular materials. Clay & Clay Minr., 22, 397-408, 1974.
Teknik Dergi-Cover
  • ISSN: 1300-3453
  • Yayın Aralığı: Yılda 6 Sayı
  • Yayıncı: TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası
Arşiv
Sayıdaki Diğer Makaleler

Sıkıştırılmış kumların yerel boşluk oranlarının tahmini

Alper SEZER, Selim ALTUN, Ahmet Burak GÖKTEPE