Kompaksiyon Teorisi

Kompaksiyon (sıkıştırma) zemin danelerinin birbirine yaklaştırılması ve aralarındaki hava boşluklarının azaltılması sonucu daha sıkı bir yerleşime sahip olmalarını sağlayan mekanik işlemlere verilen isimdir. Zeminin sıkılaştırılması sonucu birim hacim ağırlığı artmakta ve buna bağlı olarak mühendislik özellikleri iyileştirilmiş olmaktadır. Danelerin birbirine yaklaşabilmesi ve sıkılaşmanın sağlanabilmesi ancak uygulanan statik ve dinamik yükler altında birbirlerine göre hareket edebilmeleri ile sağlanabilir. Danelerin birbirine göre hareket edebilme yetenekleri ise, uygulanan yüklerin şiddeti ( kompaksiyon enerjisi) yanında zemin içindeki su miktarına bağlı olarak değişiklik gösterir. Zemin içindeki su miktarı zeminin suya doygunluk derecesinin danelerin birbirine yaklaşmasına engel olacak dececede yüksek olmasına yol açacak seviyede ise kompaksiyonun sağlanması zorlaşacaktır. Zeminin su muhtevası yükseldikçe, boşluklardaki havanın bir kısmı hapsedilmekte ve dışarı çıkma olanağı bulamamaktadır. Bunun neticesi olarak sıkışan bu hava hacimlerinde basınç artışları oluşmakta ve kompaksiyon güçleşmektedir. Zeminin bütünüyle suya doygun olması, yani tüm boşlukların suyla dolu olması durumunda ise kompaksiyon mümkün değildir. Çünkü bu durumda uygulanan yükler altında boşluk suyunda basınç artışları meydana gelecek ve bu hidrostatik basınç danelerin birbirine yaklaşmasına karşı koyacaktır.

Diğer taraftan zemin içindeki su miktarı aynı zamanda danelerin birbirine göre hareket edebilmelerini de etkilemektedir. Zemin içinde yeterli su bulunduğu zaman ( yüksek su muhtevalarında) daneler arasındaki sürtünme azalmakta ( yağlama etkisi ) aynı zamanda kapiler gerilmeler de azalmakta ve daneler arası elektriksel itki kuvvetleri ortaya çıkmaktadır. Zemin içinde yeterli su bulunmadığı zaman ise ( düşük su muhtevalarında) daneler arası sürtünme ve kapiler gerilmeler artmakta, elektriksel kuvvetlerin net etkisi ise çekim kuvvetlerine dönüşmektedir. Görüldüğü gibi, zemin içindeki su miktarının kompaksiyon üzeride iki etkisi birbiri ile çelişkilidir. Şöyle k, su miktarı arttıkça danelerin birbirine göre hareket kolaylaşmakta, buna karşılık birbirine yaklaşması zorlaşmaktadır. Buna göre, her iki etkinin bir arada düşünülmesi ile en iyi sıkışmanın ancak zemin içinde yeterli miktarda su bulunması halinde sağlanabileceği sonucu çıkmaktadır. Zeminin en iyi ve en kolay sıkışabileceği bu su muhtevasına optimum su muhtevası denilmektedir. Optimum su muhtevası değişik zeminler için birbirinden farklı olduğu gibi , aynı zemin içinde kompaksiyon derecesine ve uygulanan kompaksiyon metoduna göre değişebilmektedir.

Sıkışmanın sağlanabilmesi için gereken danelerin birbirine göre hareket edebilmesi ve birbirine yaklaşabilmesi; zemin içindeki su miktarı yanında elbette uygulanan statik ve dinamik yüklerin türüne ve şiddetine de bağlıdır. Bundan dolayı optimum su muhtevası zemin indeks özellikleri gibi değişmez değildir. Yalnızca belli bir kompaksiyon metodu ve belirli bir kompaksiyon enerjisi altında zemin kompresibilitesinin en iyi be en kolay sağlanabileceği su muhtevasını göstermektedir ve belirli koşullarda deneysel olarak elde edilmelidir.

Kaynak: K. Özaydın, 2005, Zemin Mekaniği.