Hacimsel sıkışma katsayısı nedir?

Hacimsel sıkışma katsayısı (mv), zeminin birim gerilme artışı altında ne kadar birim hacimsel şekil değiştirme (sıkışma) göstereceğini ifade eder.

Mühendislikte sıklıkla konsolidasyon analizlerinde, oturma hesaplarında, 1D sıkışma modellerinde, zamanla oturma (cv ve mv ile birlikte) gibi yerlerde kullanılır.

🔷 Mühendislik yorumu

M_v değeri, zeminin "Yük altında ne kadar kolay ezildiğini" gösterir.

• Yüksek m_v Değeri: Zemin bir sünger gibidir. Küçük bir yük altında bile büyük hacim kaybeder ve binada büyük oturmalara (çökmelere) neden olur. (Örn: Yumuşak killer, bataklık zeminleri).
• Düşük m_v Değeri: Zemin rijit (katı) bir lastik veya beton gibidir. Yük altında çok az şekil değiştirir. Oturma riski düşüktür. (Örn: Sıkı kumlar, aşırı konsolide killer, kaya).

·         mv özellikle kil ve siltlerde, drenaj yolunun uzun olduğu konsolidasyon problemlerinde büyük önem taşır.

• Kumlu zeminlerde konsolidasyon hızlı olduğu için mv daha küçüktür.

Mühendislik Pratiği: Bir zemin etüd raporunda mv değerini gördüğünüzde, hemen şu yorumu yapabilirsiniz: Bu değer ne kadar büyükse, binanın temeli altında o kadar fazla oturma (zemin çökmesi) beklemeliyim.

🔷  mv nasıl elde edilir? (Laboratuvar yöntemleri)

1) Oedometer (Konsolidasyon) deneyi – Doğrudan mv ölçümü

1. Araziden alınan örselenmemiş (bozulmamış) bir kil numunesi laboratuvara getirilir.
2. Metal bir halka içine yerleştirilir (yanal hareket engellenir, sadece düşey harekete izin verilir).
3. Numunenin üzerine kademeli olarak artan ağırlıklar konur.
4. Her yük kademesinde numunenin boyunun ne kadar kısaldığı ölçülür.

Bu deney sonucunda çizilen grafikten mv hesaplanır.

Not:

• mv sabit bir sayı değildir! Gerilme seviyesine göre değişir. Yani 1 ton yük altındaki sıkışma katsayısı ile 10 ton yük altındaki katsayı aynı değildir. Bu yüzden projedeki bina yüküne uygun gerilme aralığındaki mv değeri seçilmelidir
• Doygun kil → klasik konsolidasyon için uygun

• Silt → yine uygulanabilir
• Kum → deney hataya açıktır, genelde kullanılmaz

2) Basınçmetre / Dilatometre (DMT) deneyleri

Arazi deneylerinden av veya mv dolaylı olarak elde edilebilir.

3) Sismik yöntemlerle dolaylı E–ν ilişkileri

Vs  değeri korelasyon yapılarak elde edilebilir

🔷 Zemin türlerine göre yaklaşık mv değerleri

Aşağıdaki değerler genel mühendislik uygulamalarında kullanılan yaklaşık aralıklardır (m²/kN):

🟫 KIL ZEMİNLER

Kil Tipi	mv (m²/kN)	Mühendislik Yorumu
Yumuşak – çok yumuşak kil	0.5×10⁻³ – 3×10⁻³	Çok sıkışabilir, büyük oturma
Orta sıkılıkta kil	0.2×10⁻³ – 1×10⁻³	Orta derecede oturma
Sert/katı kil	0.05×10⁻³ – 0.2×10⁻³	Rijit, az oturma

 

🟫 SİLT ZEMİNLER

Silt Tipi	mv (m²/kN)
Yumuşak silt	0.3×10⁻³ – 1.5×10⁻³
Orta silt	0.1×10⁻³ – 0.5×10⁻³

 

🟧 KUM ZEMİNLER

Genelde konsolidasyon etkisi azdır → değerler çok küçüktür.

Kum Tipi	mv (m²/kN)
Gevşek kum	0.02×10⁻³ – 0.1×10⁻³
Orta sıkı kum	0.005×10⁻³ – 0.02×10⁻³
Sıkı kum	0.001×10⁻³ – 0.005×10⁻³

 

🟨 ÇAKIL – BLOKLU ZEMİNLER

Zemin Tipi	mv
Çakıl	0.0001×10⁻³ – 0.002×10⁻³

 

🟪 Torf – Organik Zeminler

Zemin Tipi	Mv
Torf	5×10⁻³ – 20×10⁻³ (çok yüksek)

🔷 mv ve av farkı

• mv → hacimsel sıkışma katsayısı (m²/kN)
• av → dikey deformasyon katsayısı (1/kPa)