Zeminin gerilme durumu nedir ?

Zeminin gerilme durumu, yükleme hızına ve zeminin su geçirgenliğine bağlı olarak kısa dönem (drenajsız) ve uzun dönem (drenajlı) olmak üzere iki farklı davranışla ortaya çıkar. Yük hızla uygulandığında, özellikle killi zeminlerde su gözeneklerden dışarı çıkmaya fırsat bulamaz ve yükün büyük bölümü gözenek suyu basıncını artırarak taşınır; bu durum kısa dönem (undrained) davranış olarak adlandırılır ve dayanım çoğunlukla drenajsız kayma direnci (Su) ile tanımlanır. Zaman geçip su drene oldukça gözenek suyu basıncı azalır, yük tamamen efektif gerilme ile taşınır ve zemin gerçek dayanım parametreleri olan φ' ve c' ile davranış gösterir; bu da uzun dönem (drained) gerilme durumu olarak tanımlanır. Kısaca, zeminin gerilme durumu suyun hareket edebilmesi veya edememesi ile belirlenir ve geoteknik tasarımda kısa ve uzun dönem davranışların doğru seçimi güvenlik açısından kritik öneme sahiptir.

🟦 1. Zeminde Kısa Dönem / Drenajsız Gerilme Durumu (Short-term, Undrained)

📌 Tanım

Bir zemine yük ilk uygulandığında, su zeminden dışarı çıkmadan veya çok az hareket ederek, yükün tamamı toplam gerilmeler üzerinden taşınır.
→ Bu davranış drenajsız (undrained) durum olarak tanımlanır.

📌 Ne zaman olur?

• Yeni yapılan dolgu yükleri
• Bir yapının oturması sırasında ilk safhalar
• Hızlı yapılan kazılar
• Sıkışmış killerde ani yüklemeler
• Deprem yükleri (yükleme çok kısa sürdüğü için)

📌 Zemin nasıl davranır?

• Gözenek suyu basıncı (u) artar.
• Efektif gerilme artamaz.
• Taşıma direnci çoğunlukla drenajsız kayma direnci (Su) ile belirlenir.
• Zeminin deformasyonu daha büyük ve gevrek olabilir.

📌 Kullanılan parametreler

Drenajsız durumda içsel sürtünme açısı çoğu zaman φ = 0 kabul edilir ve:

• Killi zemin:
• Kayma direnci Su (undrained shear strength → Cu)
• Örnek: Su = 25–100 kPa (kıvamına göre)
• Kumlu zemin:
• Kum zaten drenajlı davranır → drenajsız durum çok kısa sürer, genelde göz ardı edilir.

📌 Tasarımda etkisi

• Temel taşıma gücü drenajsız durumda çok daha düşük olabilir.
• Kazı stabilitesi, özellikle yumuşak kilde, kontrollü yapılmalıdır.

📌 Mühendislik yorumu

Drenajsız durumdaki dayanımlar kısa vadeli olup zamana bağlı olarak artar veya azalır (konsolidasyon sonrası değişir).

🟩 2. Zeminde Uzun Dönem / Drenajlı Gerilme Durumu (Long-term, Drained)

📌 Tanım

Yükleme sonrası uzun süre geçtiğinde, zemin içindeki su tahliye olur (akıp çıkar) ve sistem efektif gerilme ile taşınır.

→ Uzun dönem davranış drenajlı (drained) durumdur.

📌 Ne zaman olur?

• Killi zeminlerde aylar–yıllar sonra (konsolidasyon tamamlanınca)
• Kum ve çakıl gibi geçirgen zeminlerde yüklemeden hemen sonra
• Şevlerin uzun dönem stabilitesinde

📌 Zemin nasıl davranır?

• Su drene olduğu için gözenek suyu basıncı sıfıra kadar inebilir.
• Taşıyıcı mekanizma tamamen efektif gerilmeye yani daneler arasında sürtünmeye dayanır.
• Dayanım parametreleri:
• φ' (efektif içsel sürtünme açısı)
• c' (efektif kohezyon) – genelde çok küçük değerler alır

📌 Tasarımda etkisi

• Temel taşıma gücü genellikle uzun dönem drenajlı parametrelere göre belirlenir.
• Şevler uzun dönem φ' parametreleri ile analiz edilir.
• İstinat duvarı, kazık ve deprem hesaplarında uzun dönem parametreleri genelde daha güvenilir sonuç verir.

📌 Mühendislik yorumu

• Drenajlı durumda zamanla oturmalar devam eder (konsolidasyon oturması).
• Dayanım, drenajsız duruma göre genellikle daha yüksek olur (özellikle killer konsolide oldukça).

🟧 3. Kısa Dönem – Uzun Dönem Farkının Özeti

Özellik	Kısa Dönem (Drenajsız, UU)	Uzun Dönem (Drenajlı, CD)
Yükleme hızı	Hızlı	Yavaş / zaman geçtikçe
Su hareketi	Su hareket edemez	Su drene olur
Taşıyıcı mekanizma	Toplam gerilme	Efektif gerilme
Kullanılan parametre	Su (Cu), φ=0 varsayımı	φ', c'
Gözenek suyu basıncı	Artar	Sıfıra yaklaşır
Dayanım	Kısa dönemde düşük	Uzun dönemde genelde yüksek
Kullanım alanı	Deprem, hızlı kazı, ani yükler	Temel taşıma, şev duraylığı, duvarlar, konsolidasyon sonrası

🟥 4. Granüler Zeminlerde (Kum–Çakıl) Kısa–Uzun Dönem

• Kumlarda kısa dönem ile uzun dönem davranışı arasında büyük fark yoktur çünkü su hızla drene olur.
• Taşıma gücü, şev stabilitesi ve itki hesapları genelde φ' ile drenajlı yapılır.

🟫 5. Killi Zeminlerde Kısa–Uzun Dönem

Killer için fark çok büyüktür:

Kısa dönem (undrained):

• Su sıkışır, u artar
• φ ≈ 0 → dayanım tamamen Su
• Emniyet düşük olabilir

Uzun dönem (drained):

• Su drene olur
• φ' önemli ölçüde artar
• Dayanım uzun vadede belirgin şekilde yükselir

Bu nedenle:

• Şev analizleri: çoğunlukla φ' (long-term).
• Temel tasarımı: çoğu zaman long-term φ'.
• Kazılarda kısa dönem stabilitesi: UU veya Su önemlidir.

🟩 6. Mühendislik Uygulamasında Nasıl Seçilir?

✔ Hızlı yükleme → undrained (Su, φ=0)

• Deprem
• Ani kazı
• Palplanş çakımı
• Bir yük aniden veriliyorsa

✔ Yavaş yükleme / uzun vadeli davranış → drained (φ', c')

• Radye temeller
• Grup kazık davranışı
• Uzun süreli oturmalar
• Şevlerin uzun dönem duraylığı
• İstinat duvarları aktif/pasif itki

🟦 7. Kısa – Uzun Dönem Seçiminde En Önemli Kural

Zeminin suyu boşaltması için yeterli zamanı yoksa → drenajsız (undrained).
Zaman varsa → drenajlı (drained).