ISO 17892 Jeoteknik Araştırma ve Test - Toprağın Laboratuvar Testi

Uluslararası Standartlar Teşkilatı (ISO) tarafından yayınlanan “ISO 17892 Jeoteknik araştırma ve test - Toprağın laboratuvar testi” standardı, aynı başlıkla yayınlanan şu alt bölümlerden oluşmaktadır:

• “ISO 17892-1 Bölüm 1: Su içeriğinin belirlenmesi” standardında, toprakların su içeriğini belirleme yöntemi açıklanmaktadır. Bu standart, jeoteknik incelemeler kapsamında fırında kurutma yoluyla bir toprak test numunesinin su (nem) içeriğinin laboratuvarda belirlenmesine uygulanabilir. Su içeriği, doğal toprakların sınıflandırılması için bir kılavuz ve yeniden sıkıştırılmış topraklarda bir kontrol kriteri olarak gereklidir ve çoğu saha ve laboratuvar testinde kullanılan numunelerde ölçülür. Fırında kurutma yöntemi, olağan laboratuvar uygulamasında kullanılan kesin prosedürdür. Bir toprağın su içeriğini belirlemeye yönelik pratik prosedür, belirli bir sıcaklıkta kontrol edilen bir kurutma fırınında test numunesinin sabit bir kütleye kurutulması sırasında kütle kaybını belirlemektir. Kütle kaybının serbest sudan kaynaklandığı varsayılır ve katı parçacıkların kalan kuru kütlesine referans verilir. Bu standart, EN 1997-1 ve EN 1997-2 standartlarına uygun olarak jeoteknik inceleme ve test için toprakların su içeriğinin belirlenmesi gereksinimlerini karşılar.
• “ISO 17892-2 Bölüm 2: Yığın yoğunluğunun belirlenmesi” standardında, toprakların yığın yoğunluğunun belirlenmesi için üç yöntem açıklanmaktadır:
  • Doğrusal ölçüm yöntemi: Bu yöntem, diğer testler için hazırlanan numuneler dahil olmak üzere, düzenli şekilli bir toprak numunesinin yığın yoğunluğunun belirlenmesi için uygundur. Kullanılan numuneler, dairesel kesitli dikdörtgen prizmalar veya silindirlerdir.
  • Sıvıya daldırma yöntemi: Bu yöntem, doğal veya sıkıştırılmış toprak numunesinin kütle yoğunluğunun havadaki kütlesini ve sıvıda asılıyken görünen kütlesini ölçerek belirlenmesini kapsar. Bu yöntem, uygun büyüklükte malzeme parçaları elde edilebildiğinde kullanılabilir.
  • Sıvı yer değiştirme yöntemi: Bu yöntem, toprak numunesinin kütle yoğunluğunun havadaki kütlesini ve daldırma ile yerinden oynatılan sıvı kütlesini ölçerek belirlenmesini kapsar. Bu yöntem, uygun büyüklükte malzeme parçaları elde edilebildiğinde kullanılabilir.

Bu standart, jeoteknik araştırmalar kapsamında toprağın yığın yoğunluğunun laboratuvarda belirlenmesine uygulanabilir.

Sıvıya daldırma yöntemi veya sıvı deplasman yöntemi kullanılıyorsa ve sıvının numuneye nüfuz etme olasılığı varsa (örneğin su), sıvı nüfuzunu önlemek için numune testten önce kaplanmalıdır. Bir toprağın yığın yoğunluğu, yerinde aşırı yük geriliminin derinliğin bir fonksiyonu olarak belirlenmesinde faydalıdır. Gerektiğinde, bir numunenin kuru yoğunluğu, biliniyorsa yığın yoğunluğundan ve su içeriğinden hesaplanabilir.

Bu standart, EN 1997-1 ve EN 1997-2 standartlarına uygun olarak jeoteknik inceleme ve test için toprakların yığın yoğunluğunun belirlenmesi gereksinimlerini karşılar.

• “ISO 17892-3 Bölüm 3: Parçacık yoğunluğunun belirlenmesi” standardında, toprakların parçacık yoğunluğunun belirlenmesine yönelik yöntemler açıklanmaktadır. Bu standart, jeoteknik incelemeler kapsamındaki toprak parçacık yoğunluğunun laboratuvarda belirlenmesine uygulanabilir ve iki yöntemi açıklar: sıvı yer değiştirmesiyle piknometre yöntemi ve gaz yer değiştirmesiyle piknometre yöntemi. Bu standartta açıklanan sıvı piknometre yöntemi, parçacık boyutları yaklaşık 4 mm’nin altında olan toprak tipleri veya bu gereksinimi karşılamak için ezilmiş topraklar için geçerlidir. Daha iri malzemeler için daha büyük piknometreler kullanılır. Gaz piknometresinde test için uygun olan toprakların parçacık boyutu, kullanılan belirli gaz piknometresinin numune kabının boyutlarıyla sınırlıdır. Bu standart, EN 1997-1 ve EN 1997-2 standartlarına uygun olarak jeoteknik inceleme ve test için toprakların parçacık yoğunluğunun belirlenmesine yönelik gereksinimleri karşılar. Gözenek suyunda çözünmüş tuzların varlığı bu testlerin sonuçlarını etkileyebilir. Çözünmüş tuzları telafi etmeye yönelik teknikler mevcuttur ancak bu standardın kapsamı dışındadır.
• “ISO 17892-4 Bölüm 4: Parçacık boyutu dağılımının belirlenmesi” standardında, toprakların parçacık boyut dağılımını belirleme yöntemi açıklanmaktadır. Bu standart, jeoteknik incelemeler kapsamında bir toprak test numunesinin parçacık boyut dağılımının eleme, sedimantasyon veya her ikisinin bir kombinasyonu ile laboratuvarda belirlenmesine uygulanabilir. Parçacık boyut dağılımı, toprağın en önemli fiziksel özelliklerinden biridir. Toprakların sınıflandırılması esas olarak parçacık boyut dağılımına dayanır. Toprağın birçok jeoteknik ve jeohidrolojik özelliği parçacık boyut dağılımı ile ilişkilidir. Parçacık boyut dağılımı, parçacık boyutlarının ayrı sınıflarına bölünmesine dayalı bir toprak tanımı sağlar. Her sınıfın boyutu eleme veya sedimantasyon ile belirlenebilir. Kaba topraklar genellikle eleme ile test edilir, ancak ince ve karışık topraklar genellikle toprağın bileşimine bağlı olarak eleme ve sedimantasyonun bir kombinasyonu ile test edilir. Açıklanan eleme yöntemi, parçacık boyutları 125 mm’den küçük olan tüm çimentosuz topraklara uygulanabilir. İki sedimantasyon yöntemi açıklanmaktadır: hidrometre yöntemi ve pipet yöntemi. Bu standart, EN 1997-2 standardına uygun partikül boyut dağılımı testinin gerekliliklerini karşılamaktadır.
• “ISO 17892-5 Bölüm 5: Artımlı yükleme ödometre testi” standardında, bir ödometrede artımlı yükleme ile toprakların sıkıştırılabilirlik özelliklerinin belirlenmesine yönelik yöntemler açıklanmaktadır. Bu standart, jeoteknik incelemeler kapsamında toprağın sıkıştırma ve deformasyon özelliklerinin laboratuvarda belirlenmesine uygulanabilir. Ödometre testi, yanal olarak sert bir halka ile sınırlandırılmış silindirik bir test numunesi üzerinde gerçekleştirilir. Numune, dikey eksenel yükleme veya boşaltmanın ayrı artışlarına tabi tutulur ve üst ve alt yüzeylerden eksenel olarak boşalmasına izin verilir. Testler, bozulmamış, yeniden kalıplanmış, yeniden sıkıştırılmış veya yeniden oluşturulmuş numuneler üzerinde gerçekleştirilebilir. Temellerdeki gerilim yolları ve drenaj koşulları genellikle üç boyutludur ve hem büyüklük hem de çökme oranının hesaplanan değerlerinde farklılıklar meydana gelebilir. Numunenin küçük boyutu genellikle doğal topraklarda bulunan doku özelliklerini yeterince temsil etmez. Konsolidasyon deneylerinin analizi genellikle toprağın doymuş olduğu varsayımına dayanır. Doymamış topraklarda, türetilen parametrelerden bazıları uygun olmayabilir. Bu standart, EN 1997-1 ve EN 1997-2 standartlarına uygun olarak jeoteknik inceleme ve test için ödometre içindeki toprakların sıkıştırılabilirlik özelliklerinin belirlenmesi gereksinimlerini karşılar.
• “ISO 17892-6 Bölüm 6: Düşen koni testi” standardında, ince taneli toprakların hem bozulmamış hem de yeniden şekillendirilmiş numunelerinin düşme konisi yöntemi ile drenajsız mukavemet endeksi testine yönelik bir yöntem açıklanmaktadır. Bu standart, jeoteknik araştırmalar kapsamında bir toprak test numunesinin drenajsız kesme mukavemetinin laboratuvar tahminine uygulanabilir. Düşme konisi testinde, bir koninin ucu bir toprak numunesine doğru olacak şekilde düşmesine izin verilir ve koninin toprağa nüfuz etmesi ölçülür. Penetrasyon değerleri, drenajsız kesme mukavemetini tahmin etmek için kullanılır.

Düşme konisi testi, test numunesinde karmaşık bir kesme üretir ve ne dikey üç eksenli sıkıştırmayı ne de yatay kesme testini temsil etmez. Ancak, bu endeks testi laboratuvarda diğer test yöntemleri ile belirlenen drenajsız kesme mukavemetinin bazı tahminleriyle ilişkilendirilebilir. Test küçük bir laboratuvar numunesi üzerinde gerçekleştirildiğinden, sonuç daha büyük numuneler üzerinde yapılan laboratuvar testleriyle uyuşmayabilir. Ek olarak, test numunesi sahadaki doğal halindeki toprağı tam olarak temsil etmeyebilir; örneğin, test numunesinde numune boyutundan daha büyük aralıklı olarak yerinde çatlaklar bulunmayabilir. Bu nedenle, test gerçek bir ölçümü olmaktan ziyade drenajsız kesme mukavemetinin bir tahmini olarak kabul edilebilir. Yeniden şekillendirilmiş kesme mukavemetinin bozulmamış kesme mukavemetine oranı, bir toprak numunesinin hassasiyetini tahmin etmek için kullanılabilir. Kesme mukavemetinin zamana bağlı ölçümü, yeniden şekillendirilmiş bir toprak numunesinin tiksotropik mukavemet geri kazanımını değerlendirmek için kullanılabilir. Bu doküman, EN 1997-1 ve EN 1997-2 standartlarına uygun olarak jeoteknik inceleme ve test için toprakların mukavemet endeksi testine ilişkin gereklilikleri karşılamaktadır.

• “ISO 17892-7 Bölüm 7: Sınırsız basınç testi” standardında, sınırsız basınç testi için bir yöntem açıklanmaktadır. Bu standart, jeoteknik incelemeler kapsamında basınç yükü altında bozulmamış, yeniden sıkıştırılmış, yeniden kalıplanmış veya yeniden oluşturulmuş homojen bir toprak numunesinin sınırsız basınç dayanımının belirlenmesine uygulanabilir. Bu test yöntemi, toprağın drenajsız kesme dayanımını tahmin etmek için yararlıdır. Bu test sırasında drenajın engellenmediğine dikkat edilmelidir. Bu nedenle, drenajsız kesme dayanımı için tahmini değer, sadece test sırasında yeterince drenajsız davranan düşük geçirgenliğe sahip topraklar için geçerlidir. Bu standart, EN 1997-1 ve EN 1997-2 standartlarına uygun olarak jeoteknik inceleme ve test için sınırsız basınç testlerinin gereksinimlerini karşılar.
• “ISO 17892-8 Bölüm 8: Konsolidasyonsuz drenajsız üç eksenli test” standardında, konsolide edilmemiş drenajsız üç eksenli basınç testleri için bir yöntem açıklanmaktadır. Bu standart, jeoteknik incelemeler kapsamında basınç yüklemesi altında drenajsız üç eksenli kesme dayanımının laboratuvar tayinine uygulanabilir. Bozulmamış, yeniden sıkıştırılmış, yeniden kalıplanmış veya yeniden oluşturulmuş toprağı içerebilen silindirik numune, drenajsız koşullar altında izotropik bir gerilime tabi tutulur ve daha sonra drenajsız koşullar altında kesilir. Test, kesme dayanımının ve gerilim-şekil değiştirme ilişkilerinin toplam gerilimler açısından belirlenmesine olanak tanır. Gözenek basıncının ölçüldüğü testler veya filtre drenajlı testler gibi standart dışı prosedürler bu standartta ele alınmamıştır. Bu standart, EN 1997-1 ve EN 1997-2 standartlarına uygun olarak jeoteknik inceleme ve test için konsolide edilmemiş drenajsız üç eksenli basınç testlerinin gereksinimlerini karşılar.
• “ISO 17892-9 Bölüm 9: Suya doymuş zeminlerde konsolide üç eksenli basınç testleri” standardında, suya doymuş topraklarda konsolide üç eksenli basınç testleri için bir yöntem açıklanmaktadır. Bu standart, jeoteknik incelemeler kapsamında basınç yüklemesi altında üç eksenli kesme dayanımının laboratuvarda belirlenmesine uygulanabilir. Bozulmamış, yeniden sıkıştırılmış, yeniden kalıplanmış veya yeniden oluşturulmuş topraktan oluşabilen silindirik numune, drenajlı koşullar altında izotropik veya anizotropik bir gerilime tabi tutulur ve daha sonra drenajsız veya drenajlı koşullar altında kesilir. Test, kesme dayanımının, gerilim-şekil değiştirme ilişkilerinin ve etkili gerilim yollarının belirlenmesine olanak tanır. Tüm gerilimler ve şekil değiştirmeler, basınçta pozitif sayısal değerler olarak gösterilir.

Bu standart, tek bir numune için bir test sağlar. Bu testlerden kesme dayanımı parametrelerini belirlemek için en az üç ilişkili test seti gereklidir. Sonuçları değerlendirme prosedürleri standart ekinde yer almaktadır (Ek B) ve gerektiğinde, kesme dayanımı parametreleri rapora dahil edilir.

Şu özel prosedürler, bu prosedürde tam olarak kapsanmamıştır:

• Yağlanmış uçlarla yapılan testler
• Çok aşamalı testler
• Sıfır yanal gerilme konsolidasyonlu testler
• Gerilmenin yerel ölçümü veya gözenek basıncının yerel ölçümü ile yapılan testler
• Kauçuk membranlar olmadan yapılan testler
• Uzatma testleri
• Hücre basıncının değiştiği kesme testleri

Ancak, bu özel testler bu standartta açıklanan genel prosedürlere atıfta bulunabilir. Bu standart, EN 1997-1 ve EN 1997-2 standartlarına uygun olarak jeoteknik araştırma ve test için konsolide üç eksenli basınç testlerinin gereksinimlerini karşılar.

• “ISO 17892-10 Bölüm 10: Doğrudan kesme testleri” standardında, bir kesme kutusu veya halka kesme cihazı kullanılarak konsolide drenajlı koşullar altında toprakların etkin kesme dayanımının belirlenmesi için iki laboratuvar test yöntemi açıklanmaktadır. Bu standart, jeoteknik incelemeler kapsamında doğrudan kesme altındaki topraklar için etkin kesme dayanımı parametrelerinin laboratuvarda belirlenmesine uygulanabilir. Bu standartta yer alan testler, bozulmamış, yeniden kalıplanmış, yeniden sıkıştırılmış veya yeniden oluşturulmuş topraklar içindir. Prosedür, tek bir dikey (normal) gerilim altında bir numunenin kesme dayanımının belirlenmesinin gerekliliklerini açıklar.

Genellikle, kesme dayanımı parametrelerinin Ek B’ye uygun olarak belirlenmesine olanak sağlamak için bir topraktan üç veya daha fazla benzer numune, üç veya daha fazla farklı dikey basınç altında kesme için hazırlanır. Kademeli yükleme ve ön kesme veya topraklar ile diğer malzemeler arasındaki arayüz testleri gibi numunenin hazırlanması ve test edilmesi için özel prosedürler, bu standardın prosedüründe ele alınmamıştır. Bu standart, EN 1997-1 ve EN 1997-2 standartlarına uygun olarak jeoteknik inceleme ve test için doğrudan kesme altındaki toprakların drenajlı kesme dayanımının belirlenmesi gereksinimlerini karşılar.

• “ISO 17892-11 Bölüm 11: Geçirgenlik testleri” standardında, topraktaki su akış özelliklerinin laboratuvarda belirlenmesine yönelik yöntemler açıklanmaktadır. Bu standart, jeoteknik incelemeler kapsamında toprağın geçirgenlik katsayısının laboratuvarda belirlenmesine uygulanabilir. Bu standart, EN 1997-1 ve EN 1997-2 standartlarına uygun olarak jeoteknik inceleme ve test için laboratuvarda toprağın geçirgenlik katsayısının belirlenmesine ilişkin gereklilikleri yerine getirir.
• “ISO 17892-12 Bölüm 12: Sıvı ve plastik limitlerin belirlenmesi” standardında, bir toprağın sıvı ve plastik sınırlarının belirlenmesi için yöntemler açıklanmaktadır. Bunlar, topraklar için Atterberg sınırlarından ikisini içerir. Sıvı sınırı, bir toprağın sıvıdan plastik duruma geçtiği su içeriğidir. Bu standart, doğal bir toprak numunesinin veya yaklaşık 0,4 mm’den büyük malzeme çıkarılmış bir toprak numunesinin sıvı sınırının belirlenmesini açıklar. Bu standart, iki yöntemi açıklar: düşen koni yöntemi ve Casagrande yöntemi. Bu standarttaki düşen koni yöntemi, ISO 17892-6 standardında açıklanan yöntem ile karıştırılmamalıdır. Bir toprağın plastik sınırı, daha fazla kurutulduğunda toprağın plastik olmaktan çıktığı su içeriğidir. Plastik sınırın belirlenmesi, normalde sıvı sınırının belirlenmesiyle birlikte yapılır. Test sonuçlarının operatörün yargısına tabi olduğu ve sonuçlarda bir miktar değişkenlik olacağı kabul edilir.
• “ISO 17892-13 Bölüm 13: Zeminlerin, sert zeminlerin ve yumuşak kayaların şişme testi - Tek numune döngüsü prosedürü” standardında, ödometrik bir hücrede yumuşak kayaların veya sert toprakların şişme özellikleri, yani eksenel yükleme ile sınırlı yanal deformasyonu belirleme yöntemleri açıklanmaktadır. Bu standart, jeoteknik araştırmalar çerçevesinde şişme basıncı ve stresinin laboratuvarda belirlenmesine uygulanabilir. Şişme testlerinin sonuçları, şişme nedeniyle büyük beklenmeyen arızaları önlemek için şişmiş kayalarda kazı ve tünel açma için kaya ve toprak desteği ve astarının tasarımı için kullanılır. Şişme testi, bozulmamış silindirik bir numune üzerinde gerçekleştirilir. Numune önce kuru halde yerinde stres durumuna yüklenir, boşaltılır ve beklenen tasarım stresine yeniden yüklenir. Numune sabit stres koşulları altında daldırılır ve ardından boşaltılır.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “ISO 17892 Jeoteknik araştırma ve test - Toprağın laboratuvar testi” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.