Likit Limit Deneyi

Likit limit deneyi zeminler hakkında sıvılaşma üzerinde yorum yapılabilen bir yöntemdir. Zeminlerin farklı su içeriklerinde gösterdikleri bu davranışlar “kıvam” olarak adlandırılır. Kıvam limitleri ilk kez Ziraatçı bilim adamı İsveç’li A. Atterberg tarafından 5 farklı sınır su muhtevası olarak tanımlanmıştır. Bu beş yöntemi sıralamak gerekirse: kohezyon limiti, yapışma limiti, büzülme limiti, plastik limit ve likit limit olarak belirtilebilir. Günümüzde bunlardan sadece büzülme limiti, plastik limit ve likit limit olmak üzere üç tanesi zemin mekaniği uygulamalarında yer alarak çeşitli ulusal standartlara dahil edilmiştir. Bu kıvam limitlerini hacim (V) – su içeriği (w) ilişkisi ile açıklamak mümkündür. Belli bir kap içerisinde likit durumda bulunan bir zemin tedricen kurutulursa doğal olarak su içeriği azalacaktır. Zemini kurutmaya devam ettikçe belli bir noktaya kadar su içeriğinin azalması ile birlikte hacminde de azalma olacaktır. Ancak bir noktadan sonra su içeriği azalmasına rağmen hacminin sabit kaldığı görülecektir.

Likit limit deneyi yapılırken tercih edilen yöntemler

Casagrande cihazı uzun yıllar likit limitin belirlenmesi için kullanılan tek araç olmuştur. Günümüzde de halen bir çok ülkede standart yöntem olarak uygulanmaktadır. Sonraki yıllarda ise İngilizler tarafından likit limitin belirlenmesi için tamamen farklı prensiplere sahip olan “koni batma cihazı” geliştirilmiştir. Koni batma yöntemi İngiliz standartlarına (BS 1377) geçerek, İngiltere’nin yanı sıra bazı Avrupa ülkelerinin standartlarında da 1. yöntem olarak yer almaktadır. BS 1377’de Casagrande yöntemi “yedek yöntem” olarak geçmektedir. Ülkemizin zemin mekaniği laboratuvar deneyleri ile ilgili standardı TS 1900’de İngiliz standardında (BS 1377) olduğu gibi koni batma yöntemi “1.yöntem – önerilen yöntem”, Casagrande yöntemi ise “yedek yöntem” olarak yer almaktadır. Ancak ülkemizde çeşitli özel laboratuarlarda ve DSİ, karayolları ve demiryolları gibi devlet kurumlarına ait laboratuarların bazılarında Casagrande yöntemi uygulanırken, bazılarında da koni batma yöntemi uygulanmaktadır. Zeminlerin sıvılaşmasının ampirik olarak değerlendirilmesinde kullanılan parametrelerden birisi de likit limittir.

Zeminlerin likit limitinin belirlenmesinde en önemli aşamalardan birisini numunenin hazırlanması oluşturmaktadır. Likit limit deneyi yapılacak olan numunenin içerisinde 0.425 mm’den daha büyük zemin tanelerinin olmaması gerekmektedir. Bunun için deneyden önce zemin numunesinin 0.425 mm (No.40) elekten elenmesi gerekmektedir.

Koni batma yöntemi

Numune, hava boşluğu bırakmayacak şekilde dikkatli bir şekilde deney kabına yerleştirilir ve üzeri spatula ile düzeltilir. Deney kabı, koni batma cihazında yerine yerleştirilir ve koninin ucu numunenin yüzeyine temas edecek şekilde aşağıya doğru indirilir. Koni ucunun numune yüzeyini belli belirsiz bir şekilde çizmesi temas ettiğinin bir göstergesidir. Batma miktarını ölçen ibre ve şaft sıfır okumasını gösterecek şekilde ayarlanır. Batma süresini ayarlayan dijital kontrol paneli, batma süresi 5 sn olacak şekilde ayarlanır. “Start” düğmesine basılarak koni serbest bırakılır. Böylece şaftı ile birlikte toplam 80 g ağırlığındaki koni numune içerisine batmaya bırakılır. 5 sn sonra kontrol paneli koniyi otomatik olarak kilitlemekte ve artık hareket etmesine izin vermemektedir. Bu aşamada ölçme ibresi ile koninin zemin numunesine kaç mm battığı 0.1 mm hassasiyetle ölçülmüş ve deney formuna kaydedilir.

Daha sonra, bir önceki batma noktasından ve kabın kenarlarında en az 12 mm uzakta olacak şekilde ikinci bir batma daha uygulanır. İki batma miktarı arasındaki fark 0.5 mm’den az ise iki batma miktarının aritmetik ortalaması alınarak ortalama batma miktarı olarak 0.1 mm hassasiyetle deney formuna kaydedilir ve bir sonraki aşamaya geçilir. İki batma miktarı arasındaki fark 0.5 – 1.0 mm arasında olduğunda üçüncü bir batma daha gerçekleştirilir. Üç batma miktarının herhangi ikisi arasındaki fark 1 mm’den küçük ise üçünün de aritmetik ortalaması alınıp, deney formuna ortalama batma miktarı olarak kaydedilir ve bir sonraki aşamaya geçilir. Herhangi iki batma arasındaki fark 1 mm’den fazla olduğunda ise, numunenin homojen karıştırılmadığı veya deney kabına iyi yerleştirilmediğinden dolayı deneyin bu aşaması iptal edilip numune deney kabından çıkartılır, karıştırma kabına alınmış, iyice karıştırılır ve işlemler tekrarlanır.

Bir sonraki aşama, numuneden su içeriği örneği almaktır. Konilerin batırıldığı bölgelerden spatulanın ucu ile yaklaşık 20 g kadar numune alınarak numarası ve ağırlığı deney formuna kaydedilmiş olan su içeriği kabına aktarılmış ve kapla birlikte 0.1 g hassasiyetle tartılarak “kap+yaş numune ağırlığı” olarak deney formuna kaydedilir. Böylece likit limit akma eğrisinin oluşturulabilmesi için bir nokta elde edilmiş olmaktadır. Aynı işlemler tekrar edilerek en az dört nokta elde edilir. Buna “su içeriği-batma miktarı” veri çiftinden oluşan 4 nokta da denilebilir. Bu 4 noktada batma miktarları yaklaşık 15 – 25 mm veya 10 – 30 mm arasında kalacak şekilde ayarlanır.

Elde edilen noktalar, yatay eksende su içeriği, düşey eksende batma miktarı olan bir grafik üzerinde işaretlenerek akma doğrusu çizilir. Batma miktarı ekseninde 20 mm’den çıkan yatay doğrunun, akma doğrusunu kestiği noktadan düşey olarak inilen dikmenin su içeriği eksenini kestiği noktadan okunan değer o zeminin likit limiti olarak belirlenir.