Doç. Dr. Saadet Berilgen

Ders:2

Standart Penetrasyon Deneyi -SPT

Yıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Bölümü

Arazi Deneyleri

Standart Penetrasyon Deneyi (SPT)

Standart Penetrasyon Deneyi (SPT)

Standard Penetrasyon DeneyiYine de bir

anlamı var

AR = 112%; sınıflandırma için

kullanılır

Çoğunlukla granüler zemin; Killerde güvenilmez

Yarık kaşık numune alıcılarla örselenmiş numuneler aşınır.

Sondaj çukurlarında 1.5 m aralıklarla yapılır

N-değeri ’, E … parametrelerine korole edilir

zemin

Standard Penetrasyon Deneyi

SPT Hammers

PINWEIGHT

DONUT

AUTO

SAFETY

Calibration of SPT Hammer & System

Modified after Kulhawy and Mayne (1990)

HammerType

Operation Method

TypicalRange of Energy Ratios

Pinweight Manual 30 - 40

Donut Manual 40 - 55

Safety Manual 50 - 75

Automatic Auto 45 - 95

Standard Penetration Test (SPT) in Uniform Sand

4

6

8

10

12

14

16

0 10 20 30 40 50

Measured N-values

Dep

th (

mete

rs)

Donut

Safety

Sequence

4

6

8

10

12

14

16

0 10 20 30 40 50

Corrected N60

Dep

th (

me

ters

)

Donut

Safety

Trend

ER = 34 (energy ratio)

45

40

41

41

39

47

56

55

60

56

63

63

63

64

69

Data modified from from Robertson, et al. (JGE 1983)

Northwestern UniversityNational Geotechnical Experimentation Site (Finno 2000)

SP Sand Layer0.15 < D50 < 0.30 mm

SP Sand Layer0.15 < D50 < 0.30 mm

corrected= N60

Northwestern UniversityNational Geotechnical Experimentation Site (Finno 2000)

SPT Granüler Zeminlerde Korelasyon

SPT N - ° korelasyonları Wolf (1989) düşey efektif gerilmeye

göre düzeltilmiş SPT değeri N1 ’ e göre

° = 27.1 + 0.3 N1 – 0.054 N1²

bağıntısı ile içsel sürtünme açısının bulunabileceğini belirtmektedir.

SPT-N Düzeltmeleri

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 14

SPT deney düzeneğindeki farklılıklar ölçülen arazi 𝑁değerlerini etkilemektedir.

Ayrıca siltli kum ve ince kum zeminlerde penetrasyon esnasında yükselen boşluk suyu basınçları darbe sayılarını değiştirmektedir. Bu nedenlerle deney sonuçlarının yorumlanması öncesinde SPT-𝑁 değerlerinde bir seri düzeltmeler

yapılması gereklidir.

A- Siltli Kum/İnce Kum Düzeltmesi:

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 15

Dinamik yüklemelere maruz kalan suya «doygun siltli veya ince dane oranı yüksek kumlu zeminlerde düşük geçirgenlikten dolayı su aniden drene edilememekte ve boşluk suyu basınçları yükselmektedir. Drene olmayan suyun varlığı zeminin mukavemetini geçici olarak arttırmakta ve SPT-𝑁 değerini

yanıltıcı olarak yükseltmektedir.

Bu nedenle 𝑁 değerlerine, aşağıdaki

koşulların tamamı geçerli olması durumunda siltli kum düzeltmesi yapılır

B-Enerji Düzeltmesi-CE

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 16

SPT tüpüne uygulanan dinamik enerji her darbe için 63.5 kg ağırlığındaki bir kütlenin 76.2 cm’den düşürülmesi olarak standartlaştırılmış olmakla birlikte, deney esnasında yapılan ölçümler tüpün ucuna transfer edilen enerjinin, tatbik edilen 473.4 Jül enerjinin %40’larına kadar inebildiğini göstermiştir.

Enerji düzeltmelerinde, emniyetli şahmerdan sisteminde elde edilebilen %60 enerji transferi standart olarak alınmış, ve diğer sistemlerdeki enerji transfer değerlerine oranlanmıştır.

Farklı ülkelerde kullanılan farklı sistemlerdeki enerji oranları Tablo 1.4’teverilmektedir.

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 17

C-Delgi Çapı, Tüp Tipi, Tij Uzunluğu ve Darbe Hızı için Düzeltmeler: CR, CS, CB, CBF

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 18

D-Örtü Yükü Düzeltmesi: CN

Zeminin homojen, derinlikle değişmeyen birim ağırlık ve su içeriğine sahip olması durumunda SPT-𝑁 değerleri derinlikle artmaktadır.

Bunun nedeni derine inildikçe örtü yükü gerilmelerinin (overburden stress) artması, dolayısıyla da deneyin daha yüksek düşey ve yatay çevre basınçları altında gerçekleştirilmesidir.

Sonuçta aynı penetrasyonu sağlayan darbe sayısı artmaktadır. Örtü yükü düzeltmesi yapılmış SPT-𝑁 değeri 𝑁1 olarak gösterilmektedir.

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 19

Burada, (𝑁1)60: %60 enerji ve örtü yükü düzeltmesi yapılmış SPT değeri ve 𝐸𝑅:Tablo 1.4’te verilen enerji oranıdır.

Örtü yükü düzeltmesi (𝐶𝑁) uygulanmamış SPT değeri, 𝑁60 sembolü ile

gösterilmektedir.

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 20

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 21

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 22

15.10.2020 YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLER 23

Df < B için Parry (1977)

Tassias (1983)

Bu eşitliklerde qu son taşıma gücü qa ise izin verilebilirtaşıma gücünü göstermektedir.

Diğer yandan SPT deneyine bağlı olarak içsel sürtünmeaçısını tahmin etmek, daha sonra bunu taşıma gücüeşitliklerinde kullanmak şeklinde araştırmalar vardır.

Parry (1977)

Burada N1 düzeltilmiş SPT değeri, P0′ deney yapılanyerdeki efektif düşey gerilme (kPa) dır.

M su altında M 100 150

a

N Nq Pa Pa

30 uq N kPa

1

0

25 28N

P

SPT N - ° korelasyonları

Arazide ölçülmüş ve düşey efektif gerilmelere göre düzeltilmiş N değerleri ile Kulhawy ve Mayne (1990)

bağıntısını önermektedirler. Burada Pa atmosferik basınç, ’0 deney yerinde düşey jeolojik efektif gerilmedir.

SPT N - ° korelasyonları

Son yıllardaki bir araştırmaya göre Hatanaka ve Uchida (1996)

° =

bağıntısını önermektedirler.

20N20 1

SPT N - Cu korelasyonları

Hara ve diğerleri (1971)

cu = 29 N 0.72 ( kN/m²)

eşitliğini önermişlerdir.

SPT N - Cu korelasyonları

Mayne ve Kemper (1988)

doğal killer için

OCR = 0.193 (N/o’)0.689

önermişlerdir.

Burada o’ (MN/m²) olarak efektif

düşey gerilmedir.