LEE- Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/19502

Gözat

A new approach in studying the engineering behavior and mechanical properties of artificial bonded soils in the laboratory

(Graduate School, 2022-01-31) Ricardo, Richard Vall Ngangu ; Lav, Musaffa Ayşen ; 501142303 ; Soils Mechanics and Geotechnical Engineering

The construction of structures on structured soils or the exploitation of such materials for construction purposes, such as in road pavement projects, has gained more importance with time. In some parts of the world, their study has become a necessity. Such soils, like residual soils, are widely encountered in tropical and subtropical regions. Even though their names may vary according to local culture or their morphology, they have all in common the bond structures. This property is a key parameter of those soils. However, to better study their behavior, the use of the artificial bonded sample in the laboratory has been adopted, offering an effective simulation. In the present study, the behavior of residual soil-like has been investigated under undrained conditions in triaxial equipment by using a large number of artificial samples made in the laboratory. The artificial bonded and unbonded samples were made from a mixture of sand, kaolin, and water. A thermal process was applied for the bonded specimens, whereas the unbonded samples were not fired. A preliminary investigation was carried out on four different particle size distribution curves. In those gradation curves, the dry ratio of kaolin/sand, and the kaolin particle size distribution paths, were kept the same, only the sand grain size distribution was varied. The study was conducted on the chosen best-fitted gradation curve of sand-kaolin. Besides the triaxial tests, direct shear box apparatus was also used, for comparative purposes. For every type of the tested material, three different initial effective confining pressures or normal stresses were applied. Throughout this process, five different bonding levels were used. Several properties of such soils were examined, among them: the stress-strains, the pore water pressure evolution, the stress ratio, other strength parameters, and so on. The equivalent artificial bonded specimens, but in an unbonded state, were used to gain a better understanding of their mechanical characteristics. A novel approach was investigated and established, based on a new parameter called bonding index (B_i). This parameter was set from the bounding surface, which is one of the most important features of bonded soils studied under triaxial tests. The proposed method was evaluated as an effective and practical one. The strength parameters of the bonded soils such as the cohesion intercept, the angle of internal friction, the peak strength, and the stress ratio, were found to be straightly related to B_i. The latter asserted well the enhancement of bonding. Furthermore, B_i would be used to define the confining stress level, from which a B_i close to zero value implies the highest stress level for the artificial bonded soils. However, independent of the stress level, all unbonded soils display a B_i equal to zero value. The coupled effect of B_i and the confining pressure was grouped in three main stages. The first stage, at lower confining stresses, where a remarkable high value of B_i is recorded. The second stage is a step of moderate stress and, the third stage, as where the smallest B_i value was observed. Every stage was associated with a particular behavior of those soils according to the bonding level in presence. It is worth pointing out that a soil sample of higher B_i was found to be less ductile. The suggested method was observed to be an appropriate alternative means for the geotechnical evaluation and analysis of the behavior of structured soil materials. Comparison from the results of both CIU tests and DST revealed a good agreement for weakly and unbonded samples, particularly for strength parameters, the cohesion intercept, and the angle of internal friction. However, for highly bonded materials important divergence was observed, with an overestimation from the DST results. A study of the debonding process was carried out through a new approach. This method was constructed from the deviatoric stress increment (∆q) against the axial strain (ε_a) curves, drawn in a natural scale. Six important features, points, were found to be typical of bonded soils, while only two of them were observed for unbonded samples. The first yield was identified at the initial point, after which the slope of ∆q decreased significantly coupled with the maximum pore water pressure increment 〖d∆u〗_max. This point revealed the debonding process starting point. The second point is at 〖∆q〗_max, at the second yield, a point of major loss of strength. The third and fourth points were at d∆u=0 and ∆q=0 (q_max), respectively; while the fifth point was identified as where 〖∆q〗_min. The last point was at the critical state or the equivalent state. Every point represented a particular behavior state of bonded soils. Throughout the study, it was observed that confining pressure influences considerably the response of bonded soils. For example, the aforementioned six features, specific to bonded soils, were found to be reduced to only two points, particularly for weakly and moderately bonded materials, with the increase of σ_3 from 30 kPa to 700 kPa. Furthermore, a bigger value of the bonding index was achieved at lower confining stress. Therefore, it is recommended, for a better understanding of the behavior of the bonded soil materials, to conduct such investigations at lower initial effective stress, especially for the analysis of the debonding process.
Burdur ilinin yerel zemin koşullarının deprem davranışına etkisi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-12-08) Alpyürür, Mehmet ; Lav, Musaffa Ayşen ; 501162302 ; Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Dünyanın farklı bölgelerinde ve farklı zamanlarda birçok afet meydana gelmektedir. Bu afetlerin başında ise deprem gelmektedir. Artan nüfusa ve kentleşmeye bağlı olarak, gelişmekte olan ülkelerdeki kentlerde yığılan nüfus, plansız yerleşim alanlarında yüksek deprem riski ile karşı karşıya kalmaktadır. Depremler ve sonrasında meydana gelen felaketler neticesinde bu tür alanlarda çok ciddi sosyo-ekonomik ve çevresel hasarlar meydana gelmektedir. Bu felaketlerin boyutu, kapsamlı ve etkili bir afet ve acil durum yönetimi ihtiyacını belirginleştirmiştir. Bu bağlamda, Çok Kriterli Karar Analizleri (ÇKKA) ve Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) kullanılarak gerçekleştirilen mikrobölgeleme çalışmaları güvenilir imar stratejilerinin geliştirilmesinde ve sismik tehlikenin azaltılmasında önemli bir rol oynamaktadır. Fethiye-Burdur Fay Zonu'nda bulunan Burdur fayı ürettiği depremler ile önemli can ve mal kayıplarına neden olmuş aktif bir faydır. Aletsel dönem etkinliklerinden, bölgede ağır hasarlara ve çok sayıda can kayıplarına neden olan 3 Ekim 1914 (M_w=7.1) ve 12 Mayıs 1971 (M_w:6.2) Burdur depremleri, Burdur fayının ürettiği en önemli depremlerdir. Burdur yerleşim alanı Fethiye-Burdur fay zonu üzerinde, Burdur Gölü'nün yanında kurulmuştur ve büyük bir bölümü gevşek alüvyon zemin üzerinde yer almaktadır. Bu çalışma kapsamında elde edilen verilere göre, çalışma alanının kayma dalgası hızına dayalı olarak TBDY (2018) zemin sınıflandırması ZD ve ZC sınıfları ile sonuçlanmıştır. Çalışma alanının çoğunluğunun ZD sınıfı zemin olduğu belirlenmiştir. Gevşek alüvyon zeminlerin deprem esnasında meydana getirdiği en başta zemin büyütmeleri, sıvılaşma gibi olumsuz durumlar bilinmektedir. Zeminin deprem açısından davranışını olumsuz etkileyen bu duruma, bölgenin tektonik durumu da eklendiğinde, Burdur yerleşim alanı için sismik risk artmaktadır. Bu çalışmada, Burdur kent merkezinin yerel zemin koşullarının ve sismik tehlike durumunun ayrıntılı şekilde ortaya konması ve zeminlerin deprem davranışının belirlenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca sıvılaşma durumunun belirlenmesi, sıvılaşma sonrası etkilerin araştırılması, mikrobölgeleme haritalarının hazırlanması ve böylece Burdur kent merkezi için depreme karşı güvenilir imar stratejilerinin geliştirilmesine katkı sunulması çalışmanın nihai amacıdır. Kentin yerel zemin koşulları ve yüksek deprem potansiyeli göz önüne alındığında karşılaşılan riskin azaltılmasında, bu çalışma ve neticesinde elde edilen sonuçlar, şehir planlamacıları ve farklı çevrelerden insanlara yol gösterici niteliktedir. Bu amaçla Burdur yerleşim alanı da içine alan Güneybatı Türkiye bölgesinin detaylı bir şekilde olasılıksal sismik tehlike analizleri (PSHA) gerçekleştirilmiştir. Yapılan PSHA çalışmasında R-CRISIS (V 20.0) yazılımı kullanılmıştır. SHARE Avrupa Deprem Kataloğu'ndan elde edilen tarihsel dönem deprem verileri ile Boğaziçi Üniversitesi, Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü'nden elde edilen aletsel dönem depremleri birlikte kullanılarak yeni bir homojen deprem kataloğu hazırlanmıştır. Katalogların bütünlük analizi yapılmış ve deprem veri tabanından ön ve artçı olaylar ayıklanmıştır. Bölgesel ve sismolojik özelliklerine göre GB Türkiye'yi etkileyebilecek 15 kabuksal sismik alan kaynağı tespit edilmiştir. 15 sismik kaynağın Gutenberg – Richter b değeri ve ortalama sismik aktivite hızının (λ) hesaplanması için Kijko-Smit tarafından geliştirilen genelleştirilmiş Aki-Utsu yöntemi kullanılmıştır. Sismik kaynakların maksimum deprem büyüklüğü (M_maks), GB Türkiye için belirlenen fay kırılma karakteri kullanılarak ve istatistiksel bir yöntem olan Kijko- Sellevoll (1989) yöntemi kullanılarak iki farklı yöntemle hesaplanmıştır. Burdur yerleşim alanının sismik tehlikesinin değerlendirildiği bu çalışmada GB Türkiye için uygun yer hareketi tahmin denklemi (GMPE) seçimi için, Türkiye'de meydana gelen depremlerin de dahil olduğu küresel veri setleri ile geliştirilen toplam 12 GMPE aday denklem olarak seçilmiş ve Log-Olabilirliği (LLH) yaklaşımı kullanılarak en iyi performans gösterenleri belirlenmiştir. Gerçekleştirilen analizler neticesinde Burdur yerleşim alanı anakaya seviyesi için 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan deprem için üniform tehlike spektrumu belirlenmiştir. Yakın fay etkisi dikkate alınarak seçilen gerçek depremlere ait 14 yer hareketi kaydı, PSHA ile elde edilen hedef spektrum ile ölçeklendirilmiştir. Çalışma alanını oluşturulan 140 adet 500mx500m hücre sisteminin her bir hücresini temsil eden zemin profillerinde DEEPSOIL bilgisayar programı vasıtasıyla bir boyutlu eşdeğer lineer zemin dinamik davranış analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizler sonucunda elde edilen veriler haritalandırılmıştır. Bununla birlikte çalışma alanında 154 noktada mikrotremor ölçümleri gerçekleştirilmiş, çalışma alanının zemin hakim titreşim periyodu, zemin büyütmsesi ve sismik hasar görebilirlik indisi (Nakamura indisi) mikrotremor ölçümlerine dayalı HVSR (yatay/dikey spektral oran) yöntemi ile belirlenerek haritalandırılmıştır. Çalışma alanı için sıvılaşma potansiyeli, sıvılaşma sonrası oturma ve yanal yayılma gibi etkiler de araştırılmıştır. Çalışma alanına ait nihai mikrobölgeleme haritalasının hazırlanması için şev, jeoloji, yer altı suyu seviyesi, faya mesafe, TBDY-2018 zemin sınıfı, sismik hasar görebilirlik indisi, zemin büyütmesi ve sıvılaşma kaynaklı deformasyon kriterleri dikkate alınarak Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) katmanları oluşturulmuştur. Oluşturulan katmanlar Çok Kriterli Karar Analizi (ÇKKA) yöntemlerinden Basit Toplamlı Ağırlıklandırma (BTA) kullanılarak değerlendirilmiştir. CBS tabanlı Çok Ölçütlü Karar Analizleri ile nihai yerleşime uygunluk haritası hazırlanmıştır. Genel bir sonuç olarak, çalışma alanının batısındaki Burdur Gölü'ne yakın gevşek alüvyon zeminlerin deprem davranışlarının diğer kesimlere göre daha olumsuz olduğu ve en fazla sismik hasara maruz kalacağı belirlenmiştir.
Çok yüksek çözünürlüklü stereo uydu ve İHA görüntülerinden elde edilen sayısal yükseklik modellerinin doğruluğunun araştırılması

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Doğruluk, Mehmet ; Yanalak, Mustafa ; 709834 ; Geomatik Mühendisliği

Çok yüksek çözünürlüklü (ÇYÇ) uydu ve insansız hava aracı (İHA) görüntüleri, yeryüzünün fiziksel yapısını algılamak ve izlenmek için ayrıntılı mekânsal ve spektral bilgiler içermektedir. Özellikle farklı arazi örtülerine ve yüzey özelliklerine sahip bölgelerin mekânsal eğilimleri bu görüntülerden sağlanan bilgiler ile belirlenebilir. Ayrıca binalar, gemiler ve yollar gibi tekil nesnelerin fiziksel özellikleri bu görüntülerden sağlanan bilgiler kullanılarak oldukça yüksek bir doğruluk ile elde edilebilmektedir. ÇYÇ uydu ve İHA görüntülerinden elde edilen bu bilgiler, yeryüzü gözlemlerinin yanı sıra kültürel mirasın korunması ve yönetimi amacıyla da kullanılabilmektedir. Günümüzde bu görüntülerinin elde edilebilirliğinin artması, optik uzaktan algılama tabanlı arkeolojik araştırmaların düşük maliyetlerle gerçekleştirilmesini olanaklı hale getirmiştir. Son yıllarda bu görüntüler önemli sayıda arkeolojik araştırmada referans veri olarak kullanılmıştır. ÇYÇ uydu ve İHA görüntülerinden elde edilen bilgiler; arkeolojik yapıların belirlenmesi, dokümantasyonu ve bu yapılarda meydana gelen yağmalama olaylarının tespit edilmesi gibi farklı amaçlarla kullanılabilmektedir. ÇYÇ uydu ve İHA görüntülerinin sağladığı avantajlardan bir diğeri de yüksek duyarlıkta sayısal yükseklik modeli (SYM) üretimine imkân tanımasıdır. Aynı bölge için en az iki farklı görüntüleme açısından elde edilen (stereo) görüntüler kullanılarak SYM üretilebilir. SYM'ler, temsil ettikleri bölgenin fiziksel karakteristikleri hakkında detaylı bilgiler sağlamaktadır. Özellikle SYM'lerden elde edilen yükseklik ve konum bilgileri, yeryüzünün morfolojik yapısını anlamak ve analiz etmek için temel teşkil etmektedir. SYM'lerden sağlanan bu bilgiler doğal ve yapay objeleri bireysel olarak modellemek ve bu objelerde meydana gelebilecek fiziksel değişiklikleri tespit etmek için de kullanılabilir. Birçok arkeolojik manzara zeminden yükselen, tesviye edilmiş ya da toprağa gömülmüş arkeolojik yapılar içermektedir. Bu yapılar, SYM'ler üzerinde gerçekleştirilen üç boyutlu (3B) analizler ile belirlenebilir, haritalanabilir veya izlenebilir. Dahası, SYM'lerden sağlanan 3B konum bilgileri, arkeolojik yapıların fiziksel özelliklerine yönelik geometrik parametreleri obje tabanlı olarak elde etmeye ve bu parametreler kullanılarak arkeolojik yapılar arasındaki mekânsal ilişkileri analiz etmeye olanak sağlamaktadır. SYM'ler birçok farklı mekânsal uygulamada ihtiyaç duyulan ayrıntılı yüzey bilgisini sağlayabilmektedir. Bu nedenle farklı arazi örtülerine ve yüzey özelliklerine sahip bölgeler için üretilen SYM'lerin geometrik doğruluklarını belirlemeye yönelik araştırmalar uzun süredir devam etmektedir. Bu araştırmalarda ÇYÇ stereo uydu ve İHA görüntülerinden elde edilen SYM'lerin geometrik doğruluğunun; görüntülerinin özellikleri, seçilen görüntü eşleme yaklaşımı, yeryüzünün morfolojik yapısı, arazi örtüsü ve kullanılan enterpolasyon yöntemi gibi farklı etkenlere bağlı olarak değişebileceği ifade edilmektedir. Bu kapsamda yapılan birçok bilimsel çalışmada, 1-görüntü piksel düzeyinde geometrik doğruluğa sahip SYM'ler üretilebileceği ortaya koyulmuştur. Son yıllarda SYM'lerin sağladığı geometrik doğruluk obje tabanlı bir yaklaşımla incelenmeye başlamıştır. Bunun temel nedeni, objelerin fiziksel özelliklerinin ve bu objelerde meydana gelen geometrik değişimlerin ÇYÇ stereo uydu ve İHA görüntülerinden elde edilen SYM'ler yardımıyla belirlenmesidir. Ancak, hedef objelerdeki geometrik değişimleri belirlemek için, bu SYM'lerden elde edilen obje tabanlı geometrik doğruluğun bilinmesi gerekmektedir. Bu kapsamda özellikle arkeolojik alanların/yapıların modellenmesi için İHA görüntüleri kullanılarak çok sayıda araştırma yapılmış olmasına karşın ÇYÇ stereo uydu görüntüleri kullanılarak gerçekleştirilen bilimsel çalışmalar oldukça sınırlıdır. Dahası, arkeolojik alanların ÇYÇ stereo uydu görüntülerinden üretilen SYM'ler ile temsil edilmesine odaklanan çoğu çalışmada, arkeolojik yapılar SYM'ler üzerinde bir detay olarak ele alınmakta, bağımsız objeler olarak modellenmemektedir. Bu durumda, üretilen SYM'lerin geometrik doğruluğu sadece bölgesel olarak ölçülebilmektedir. Belirli bir bölge ya da arazi örtüsü için ölçülen bu doğruluk, hedef objelerde meydana gelen fiziksel değişimlerin bireysel olarak belirlenmesinde duyarlık kayıplarına neden olmaktadır. Bu nedenle, özellikle arkeolojik yapılardaki küçük ölçekli fiziksel değişimleri izleyebilmek için üretilen SYM'lerin geometrik doğruluğunun obje tabanlı bir yaklaşımla belirlenmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında, arkeolojik yapılar içeren bir çalışma alanının modellenmesi ele alınmıştır. Bu kapsamda, tezin temel amacı, İHA ve ÇYÇ stereo uydu görüntüleri kullanılarak üretilen SYM'lerin sağladığı obje tabanlı geometrik doğruluğun araştırılmasıdır. Ayrıca bu SYM'lerin; arkeolojik yapıların bağımsız objeler olarak modellenmesinde, bu yapılarda meydana gelebilecek metre altı düzeydeki fiziksel değişikliklerin tespit edilmesinde ve arkeolojik yapılar arasındaki fiziksel benzerliklerin belirlenmesinde kullanımına yönelik bir metodoloji sunulmuştur. Bununla beraber, önerilen bu metodoloji Gordion arkeolojik alanı üzerinde test edilmiştir. Gordion arkeolojik alanı 2012 yılından bu yana UNESCO Dünya Mirası Geçici Listesinde yer almaktadır. Gordion, yaklaşık üç asır boyunca Orta Anadolu'nun büyük bir bölümünde hüküm süren Frigya devletinin başkenti olarak ünlenmiştir. Ankara'nın güneybatısında yer alan Gordion, anıtsal mezarlar olarak bilinen ve tümülüs olarak adlandırılan çok sayıda arkeolojik yapıya ev sahipliği yapmaktadır. Gordion, günümüzde büyük ve kalabalık bir yerleşim yeri olmamakla beraber, bölgede gerçekleştirilen tarım, sulama ve kentleşme faaliyetleri tümülüslerin fiziksel bütünlüğüne zarar vermektedir. Ayrıca, Gordion tümülüsleri son yıllarda defalarca yağmacılar tarafından hedef alınmış ve fiziksel yapıları zarar görmüştür. Çalışma alanı olarak Gordion bölgesinin seçilmesinin arka planında yer alan en önemli motivasyon, Gordion tümülüslerin çeşitli nedenlerle tehlike altında olması ve bölgenin modellenmesinin tümülüslerin korunmasına katkı sağlayacağının düşünülmesidir. Bu nedenle seçilen çalışma alanı, Gordion bölgesinin merkezinde, tümülüslerin yoğun olarak kümelendiği ve olabildiğince geniş (yaklaşık 1600 hektar büyüklüğünde) bir alan olarak belirlenmiştir. Tezde sunulan metodoloji kapsamda öncelikle 0.07m yer örnekleme aralığı (YÖA) değerine sahip 2566 adet İHA görüntüsü toplanmıştır. Bu görüntüler çalışma alanının tamamını kapsamaktadır. Sonraki aşamada İHA görüntüleri kullanılarak fotogrametrik yöntemler ile yoğun nokta bulutu veri setleri üretilmiştir. Diğer taraftan, 0.30m YÖA değerine sahip WorldView-3 ve 0.70m YÖA değerine sahip KOMPSAT-3 stereo uydu görüntülerinden nokta bulutu veri setleri üretilmiştir. Farklı sensörlerden üretilen bu nokta bulutu veri setleri, çalışma alanının tamamını ve tümülüsleri temsil eden SYM'ler üretmek amacıyla kullanılmıştır. Ayrıca, tümülüsleri bağımsız objeler olarak temsil eden bu SYM'lerin tümülüslerin yükseklik, alan ve eğim gibi geometrik parametrelerini belirleyebilme potansiyeli test edilmiştir. Son olarak farklı veri setleri üzerinde dijital ortamda gerçekleştirilen ölçümler sonucunda elde edilen bu parametreler yardımıyla, tümülüsler arasındaki fiziksel benzerlikler incelenmiştir. Tez kapsamında İHA ve ÇYÇ stereo uydu görüntülerinden üretilen nokta bulutu ve SYM'lerin kalitesi, çok ölçütlü bir değerlendirme yaklaşımı ile ayrı ayrı incelenmiştir. Model, obje ve nokta tabanlı olarak gerçekleştirilen bu değerlendirmeler, üretilen nokta bulutu ve SYM'lerin geometrik doğruluğunu ölçmek için: bulut buluta karşılaştırma, düşey doğruluk analizi, hacim analizi ve düşey profil analizi gibi geometrik doğruluk belirleme yöntemlerini içermektedir. Model tabanlı değerlendirmeler, çalışma alanının tamamı için uydu görüntülerinden üretilen nokta bulutu ve SYM veri setlerinin referans (İHA) veri setleri ile karşılaştırılmasını içermektedir. Obje tabanlı değerlendirmeler, ÇYÇ uydu görüntülerinden üretilen veri setlerinin; tümülüslerin durumlarına (hasarlı ve hasarsız) ve arazi örtülerine (çıplak toprak, alçak bitki ve tarımsal) göre gruplandırılarak referans tümülüs veri setleri ile karşılaştırıldığı genel ve detaylı değerlendirmeleri içerir. Nokta tabanlı değerlendirmeler ise tüm çalışma alanı için üretilen İHA, WorldView-3 ve KOMPSAT-3 nokta bulutu veri setlerinin, saha çalışmaları ile elde edilen 164 kontrol noktası ile karşılaştırılmasını ifade etmektedir. Her iki ÇYÇ stereo uydu görüntüsünden üretilen nokta bulutları ve SYM'ler üzerinde gerçekleştirilen düşey doğruluk analizleri, model tabanlı karşılaştırmalar için 2-piksel düzeyinin altında bir karesel ortalama hata (KOH) değeri elde edildiğini göstermiştir. Tümülüsler üzerinde gerçekleştirilen obje tabanlı karşılaştırmalar sonucunda ise; hasarlı tümülüsler için 1-piksel düzeyinin altında, hasarsız tümülüsler için ise 1-piksel düzeyine karşılık gelen bir KOH değeri elde edilmiştir. Diğer taraftan, arazi örtüsüne göre gruplandırılan tümülüsler üzerinde gerçekleştirilen obje tabanlı karşılaştırmalar sonucunda; çıplak toprak arazi örtüsüne sahip tümülüsler için 0.5-piksel düzeyinde KOH değeri elde edilirken, alçak bitki ve tarım alanı arazi örtüsüne sahip tümülüsler için ise 1.5-piksel düzeyinde KOH değeri elde edilmiştir. Ayrıca, obje tabanlı değerlendirmeler kapsamında gerçekleştirilen hacim analizi sonucunda, referans tümülüs modelleri ile uydu verilerinden üretilen tümülüs modelleri arasında elde edilen hacimsel farkların %1 düzeyinde olduğu belirlenmiştir. Nokta tabanlı değerlendirmeler kapsamında gerçekleştirilen düşey doğruluk analizi sonuçlarına göre, İHA, WorldView-3 ve KOMPSAT-3 verileri için sırasıyla; 0.11m, 0.16m ve 0.50m KOH değerleri elde edilmiştir. Tümülüslerin fiziksel özelliklerinin karşılaştırılması sonucunda ise uydu verilerinden üretilen tümülüs modelleri ile referans tümülüs modelleri arasında, eğim ve yükseklik parametreleri bakımından %90'ın üzerinde bir korelasyon olduğu, ayrıca hasarsız tümülüslerin yükseklik, çevre ve alan parametreleri arasında matematiksel olarak formülize edilebilen büyük benzerlikler olduğu belirlenmiştir. Gordion arkeolojik alanı üzerinde gerçekleştirilen değerlendirmeler sonucunda elde edilen bütün bulgular, ÇYÇ stereo uydu ve İHA görüntülerinden üretilen nokta bulutu ve SYM veri setlerinin Gordion bölgesini ve tümülüsleri oldukça duyarlı temsil edebildiğini göstermektedir. Bunun yanı sıra, özellikle WorldView-3 verileri kullanılarak belirlenen tümülüs fiziksel parametrelerinin, İHA verilerine oldukça yakın bir duyarlıkta elde edilebildiği görülmüştür. Buna göre, Gordion tümülüslerinde meydana gelebilecek metre altı düzeydeki fiziksel değişikliklerin tespit edilmesinde ve izlenmesinde WorldView-3 görüntülerinin kullanılabileceği değerlendirilmektedir. Diğer taraftan, tümülüslere yönelik elde edilen bulgular, Gordion tümülüslerinin güncel durumlarını belirlemek ve tümülüslerdeki fiziksel değişimleri izlemek için bir başlangıç noktası oluşturmaktadır. Buna göre, çalışma alanımız içerisinde bulunan Gordion tümülüslerinin önemli bir bölümünün tehlike altında olduğunu açıkça ortaya koyulmuştur. Gordion arkeolojik alanının yeniden planlanması ve koruma altına alınması için tezde kullanılan çalışma alanın pilot bölge olarak seçilebileceği, burada elde edilen bulguların yeniden yapılanma sürecinde referans veri olarak kullanılabileceği ve türetilen tümülüs parametrelerinin yeni tümülüslerin keşfedilmesi için kullanılabileceği değerlendirilmektedir.
Çöp dolgusu üzerine inşa edilen çok katlı yapıda oturma kontrolü için çözüm önerileri ve kazıklı temel analizleri

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-07-14) Bayraktar, Furkan ; Balkaya, Müge ; 501191305 ; Zemin Mekaniği ve Geoteknik

Bu çalışmada oldukça sıkışabilir nitelikteki 4 m'lik çöp dolgusunu da içeren dört farklı zemin tabakasından oluşan ve deniz kenarında konumlanan proje alanında bulunan çok katlı bir yapının oturma analizleri iki boyutlu Plaxis sonlu elemanlar programı ile gerçekleştirilmiştir. Analizlerde, çok katlı bina yakınlarında bulunan yol ve tek katlı yapı da modellenmiştir. Bina yükleri ve alttaki kontrolsüz çöp dolgusunun konsolidasyonu nedeniyle yüksek oturma değerleri gözlemlenen sistemde oturma değerlerinin müsaade edilebilir sınırlar dahiline indirilebilmesi için çeşitli iyileştirme önerileri sunulmuştur. Öncelikle çöp dolgunun kazılıp yerine granüler dolgu yapılması sonucu oturma değerleri elde edilmiştir. Daha sonra belirli oranlarda uçucu kül ve kirecin çöp dolgusuna karıştırılması sonucu elde edilen iyileştirilmiş zemin parametreleri kullanılarak analizler tekrarlanmış ve bina yükleri altında incelenen sistemde meydana gelen oturma değerleri belirlenmiştir. Buna ilave olarak oturma problemi kazıklı temel sistemiyle önlenmeye çalışılmış ve bu amaçla çeşitli çap, boy ve aralıklarda kazıklar tasarlanmıştır. Tüm analizler iyileştirilmiş ve iyileştirilmemiş çöp dolgusu durumunda tekrarlanmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Literatürde, belirli oranlarda uçucu kül ve kirecin çöp dolgusuna karıştırılması sonucu dolgu alanlarındaki oturmanın önemli ölçüde azaldığı belirtilmiştir. Fatahi (2013) tarafıdan yapılan çalışmada farklı derinlikler boyunca iyileştirme uygulanan, farklı oranlardaki uçucu kül ve kireç ile karıştırılmış çöpün 20 yıl boyunca trafik yüküne maruz kalması sonucunda iyileştirilmemiş çöp dolguya göre oturma miktarlarınında yarı yarıya yakın bir iyileşme elde edilmiştir. Buradaki iyileşmeden esinlenerek kazıklı temel sistemine ihtiyaç duyulan çok katlı bir yapının altındaki çöp dolguda aynı şekilde uçucu kül ve kireç uygulandığında durumun ne olacağı merak edilmiştir. Bu amaçla çok katlı bir binanın kazıklı temel sisteminin oturmalarına bu iyileştirmenin etkisi araştırılmış ve ıslah edilmemiş atık ile %20 uçucu kül ve %6,7 kireçle stabilize edilmiş atık için elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Kazıklı temel sisteminin incelendiği analizlerde çok katlı yapının temel sistemi olarak 10 metreden 22 metreye kadar boya, 0,80 metre ve 1,00 metre çapa sahip olan kazıklar 2,5D, 3,0D ve 3,5D aralıklar ile yerleştirilmiştir. Kazıkların yanal sürtünme dirençleri ve uç dirençleri Excel üzerinde hesaplanıp Plaxis'e tanımlanmış ve konsolidasyon analizi yapılarak oturma değerleri elde edilmiştir. Buna ek olarak çöp dolgu zeminin kaldırılıp yerine granüler zemin konulmuştur ve elde edilen iyileşme değerlendirilmiştir. Çalışma sonuçları şu şekilde sıralanabilir: Çöp dolgusunda herhangi bir iyileştirme yapılmadığı durumda, konsolide olan zeminin minimum boşluk suyu basıncına ulaştığı anda, incelenen çok katlı yapıdaki yaklaşık oturma miktarı 66,0 cm olarak hesaplanmıştır. Aynı çöp dolgu %20 uçucu kül ile %6,7 kireç kullanılarak iyileştirildiğinde minimum boşluk suyu basıncına ulaştığı andaki yaklaşık oturma miktarı 43,8 cm olarak hesaplanmıştır. Her iki durumda da gözlenen yüksek oturma değerlerini müsaade edilebilir sınırlar dahiline indirebilmek amacıyla ikinci bir alternatif olarak çöp dolgu tamamen kaldırılıp yerine granüler dolgu yapılmasının oturma değerlerindeki etkisi incelenmiştir. Bu durumda oturma değerlerinde önemli bir azalma meydana gelmiş ve 6,3 cm'lik bir oturma değeri elde edilmiştir. Ancak çöp dolgusunun granüler dolgu malzemesi ile değiştirilmesi oturma değerlerinde büyük bir iyileştirme sağlamasına rağmen yine de bu uygulama ile müsaade edilebilir sınırlar dahilinde bir oturma değeri elde edilememiştir. Bu durumda üçüncü bir alternatif olarak kazıklı temel tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan kazıklar için iyileşmiş ve iyileşmemiş zeminler ayrı ayrı analiz edilerek, kazıklı temel üzerindeki oturmaya sağladığı fayda test edilmiştir. Yapılan analizlerde, oturma sınırları içerisinde kalan kazık boylarında çöp dolgu zeminin iyileştirilmesinin oturma değerlerinde bir iyileşmeye yol açmadığı gözlemlenmemişken, oturmanın fazla olduğu, oturma problemini çözmek için yetersiz kalan kazık boyut ve aralıklarındaki yerleşim modellerinde bir iyileşme gözlemlenmiştir. Bu doğrultuda tüm veriler çizelge haline getirilerek en uygun ve ekonomik kazık modeli seçilmiştir. Seçilen bu kazık modeli 22 metre boyunda ve 1,00 metre çapındaki 3,5D aralıkla tasarlanan kazık modelidir. Bu kazık modelinde elde edilen oturma değeri sınır değer olan 32 mm koşulunu sağlayarak 32 mm olarak hesaplanmıştır. Bu oturma değerinin altında sonuçlara farklı kazık modelleri için ulaşılsa da, kazık adedi ve uygulama açısından en uygun çözüm tercih edilmiştir.
Derin kazılarda duvar ve zemin deplasmanlarına etki eden faktörler

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-27) Kahraman, Merve ; Lav, Musaffa Ayşen ; 501181306 ; Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Derin kazılar ve derin kazı destek sistemleri geoteknik mühendisliğinin en önemli araştırma konularından biridir. Derin kazı inşaatı sırasında kazının göçmesini ve komşu yapılarda kazıdan kaynaklı oluşabilecek hasarı önlemek için derin kazı destek sistemleri kullanılmaktadır. Düşey ve yatay olarak oluşturulabilen destek sistemleri, geçici veya kalıcı olarak inşa edilebilirler. Kazı destek sistemlerinin analizi ve tasarımında duvar deplasmanlarının ve duvar arkası zemin oturmasının doğru tahminleri önemli tasarım kriterleridir. Bu nedenle, zeminin kazıya hareketini doğru bir şekilde ele almak ve zemin hareketinin büyüklüğünü ve modelini tahmin etmek için analiz ve parametrik çalışma önemlidir. Duvar deplasmanlarının ve duvar arkası zemin oturmalarının izin verilen sınırlar içinde kalması sağlanarak tasarım yapılmalıdır. Bu tez kapsamında, derin kazı destek sistemlerini etkilediği düşünülen bazı parametreler PLAXIS 2D sonlu elemanlar programı kullanılarak parametrik olarak incelenmiştir. Bu tezde katı kil zeminle yapılan parametrik çalışmaların bir kısmı, daha önceden aynı sistem kullanılarak sıkı kum ile yapılan sonuçlarla karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Karşılaştırmalı grafiklerde, farklı öngerme kuvvetlerinin, farklı kazık çaplarının maksimum duvar deplasmanı ve maksimum duvar arkası zemin oturmasına etkisi her soket boyu için ayrı ayrı ele alınmıştır. Ayrıca kazık boyunca ve duvar arkası mesafe boyunca öngerme kuvvetinin, kazık çapının, m değerinin, aşırı konsolidasyon oranının, sürşarjın ve ankraj eğiminin duvar deplasmanları ve duvar arkasındaki zemin oturmasına etkisi incelenmiştir. Bu tezin ilk bölümünde, derin kazıların kullanımına duyulan ihtiyaç ve derin kazıların desteklenmesinin önemine değinilmiş ayrıca bu tezin kapsamından bahsedilmiştir. İkinci bölümde, derin kazı destek sistemleri olan yatay ve düşey destek sistemleri hakkında bilgiler verilmiştir. Tez çalışmasında kullanılan kazıklı duvarlar ve öngermeli zemin ankrajlarına daha detaylı yer verilmiştir. Kazık türleri ve kazıklı duvar yapım yönteminden bahsedilmiştir. Öngermeli ankrajların sınıflandırılması, malzemeleri ve ankrajların tasarım esaslarından detaylı olarak bahsedilmektedir. Üçüncü bölümde, destek sistemlerine etki eden yanal toprak basınçları detaylı bir şekilde anlatılmaktadır. Yanal toprak basınçları ile ilgili olan başlıca teorilere ek olarak çok sıralı destekli sistemlerde ön tasarım hesapları için geliştirilen çeşitli toprak basıncı dağımlarına da yer verilmiştir. Dördüncü bölümde, duvar deplasmanları ve duvar arkası zemin oturmalarının nasıl oluştuğu, derin kazı destek sistemlerinin tasarım ve analiz yaklaşımları, deplasman ve oturmaların hesaplanmasında önerilen metotlar ve önceki çalışmalardan bahsedilmiştir. Beşinci bölümde sonlu elemanlar yöntemi hakkında bilgi verilerek Plaxis 2D sonlu elemanlar programı tanıtılmıştır. Ayrıca zemin bünye modellerinden Mohr-coulomb, Hardening soil ve Hardening soil small strain modellerinden bahsedilmiştir. Altıncı bölümde ise analizlerde kullanılan sistemin özelliklerinden bahsedilmektedir. Seçilen sistemde stabilite tahkiklerinin yapımı anlatılmaktadır. Sistemde kullanılan zemin parametrelerinin literatürdeki kaynaklardan nasıl seçildiği anlatılıp ayrıca analizlerde kullanılmak üzere hesaplanan ankraj ve kazık parametreleri belirlenmiştir. Yedinci bölümde parametrik çalışma kapsamında incelenen faktörlerin analiz sonuçları tablolarda gösterilmektedir. Ayrıca duvar deplasmanları ve duvar arkası zemin oturmaları ayrı ayrı grafıkler halinde verilmektedir. Tezin son bölümünde ise tez kapsamında yapılan çalışmalar ve elde edilen sonuçlar özetlenmiştir. Katı kilde yapılan analizler sıkı kum ile karşılaştırıldığında, katı kilde duvar deplasmanlarının sıkı kuma göre daha fazla olduğu bulunmuştur. Duvar arkası zemin oturmaları ise iki zeminde birbirine yakın ve küçük mertebelerde çıkmıştır. Her iki zemin tipinde de kazık çapının artması deplasman ve oturmaları her zaman azaltmamaktadır. Bu durum, farklı öngerme kuvvetleri, farklı kazık çaplarına göre her soket boyu için bu tezde araştırılmaktadır. Deplasman ve oturmalara etki eden ve bu tezde araştırılan bazı parametreler literatürdeki sınırlı kaynaklarla uyumlu sonuçlar vermiştir.
Derin vibro kompaksiyon yönteminin enerji tabanlı olarak değerlendirilmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-01-18) Dinç, Ahmet ; Şenol, Aykut ; 501181312 ; Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği ; Soil Mechanics and Geotechnical Engineering

Hidrolik dolgular genellikle havaalanları, limanlar, endüstriyel tesisler ve yollar gibi büyük altyapı projeleri için arazi oluşturmak veya geri kazanmak için kullanılır. Hidrolik dolgu malzemesinin kalitesi ve yapım yöntemi, nihai durumda oluşturulacak ıslah alanının kalitesi ve mühendislik özellikleri için büyük önem taşımaktadır. Vibro kompaksiyon uygulamalarında, doğru dolgu malzemesinin seçimi ve uygun parametreler kullanılarak yapılan sıkıştırma ile proje kriterleri yeterli biçimde karşılanabilmektedir. Kohezyonsuz (ince dane oranı <%15) zeminlerin mukavemet ve deformasyon parametrelerinin yetersiz kaldığı durumlarda, vibro kompaksiyon yöntemi hem sığ hem de derin temellere uygulanabilen uygun ve ekonomik bir zemin iyileştirme yöntemidir. Bu tez çalışması kapsamında, hidrolik kum dolguların vibro kompaksiyon yöntemi ile iyileştirilmesi ele alınmıştır. Sıvılaşmaya karşı oturma alanı 13.500 m2'yi bulan ve toplam yaklaşık 130.000 m3 gevşek taranmış hidrolik dolgu kumun minimum %65 rölatif sıkılığa kadar vibro kompaksiyon yöntemi ile sıkıştırıldığı bir projeden oluşmaktadır. Araştırmada, vibro kompaksiyon yöntemi ile birim zemin başına harcanan enerji miktarı, koni uç direnci, yerleşim aralığı/alanı, pas (geçiş) sayısı ve vibro kompaksiyon uygulama süresi ile gerçek iyileşme miktarı arasındaki ilişki ele alınmış ve sonuçları sunulmuştur. Geoteknik literatüründeki araştırmalar incelendiğinde, vibro kompaksiyon uygulamalarının enerji tabanlı olarak ele alındığı sınırlı sayıda çalışma olduğu görülmektedir. Bu sebeple, bu çalışmada birim zemin başına verilen enerji miktarı ile gerçek iyileşme miktarı arasındaki ilişkiye odaklanılmıştır. Elde edilen sonuçların tasarım ve kalite kontrol sürecine önemli katkılar sunacağı planlanmıştır. Proje sahasında ilk olarak hidrolik kum dolgunun kendi ağırlığı altında meydana gelen yatay yüklerin taşınabilmesi için kombi-duvar sisteminin ön yüzü teşkil edilmiş, daha sonra hidrolik dolgu kum sahaya yerleştirilmiş ve son aşamada, vibro kompaksiyon uygulaması yapılmıştır. Kullanılan hidrolik dolgu malzemesi, dört bölgede yapılan deniz tabanı tarama çalışması ile temin edilmiş ve boru hatları vasıtasıyla dolgu sahasına yerleştirilmiştir. Sahada kullanılan dolgu malzeme kalitesinin değerlendirilmesi için çeşitli laboratuvar ve saha deneyleri yapılmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Vibro kompaksiyon uygulama parametrelerini belirlenmesi amacıyla tam ölçekli parametre deneyleri gerçekleştirilmiştir. Toplamda 7 bölgede gerçekleştirilen deneylerde, 1. ve 2. deney alanlarında vibro kompaksiyon uygulaması farklı yerleşim aralığı kullanılarak tek pas (geçiş) ile, 3., 4., 5., 6. ve 7. deney alanlarında vibro kompaksiyon uygulaması farklı yerleşim aralıkları kullanılarak çift pas (geçiş) ile gerçekleştirilmiştir. TA-1 ve TA-2'de tek pas ile gerçekleştirilen vibro kompaksiyon uygulaması, hedeflenen koni uç direnci ve rölatif sıkılık kriterini sağlayamamıştır. Çift pas prosedürü kullanılarak yapılan uygulamaların tamamı hedef koni uç direnci ve rölatif sıkılık kriterlerini sağlamış ve koni uç direncinde ortalama %65 ile %268 arasında artış elde edilmiştir. Tüm deney alanlarında, vibro kompaksiyon uygulamasından önce ve sonra toplam 16 adet CPT yapılmıştır Plaxis 2D sonlu elemanlar yazılımı kullanılarak, vibro kompaksiyon uygulamasından sonra hidrolik dolgu tabakasında, 60 kPa yük altında maksim.um 2.5 mm oturma hesaplanmıştır. İyileştirmeden sonra, dolgu sahasındaki en kritik kesitin sonlu elemanlar modeli kurularak analizi yapılmıştır. Kombi duvar sisteminde oluşacak maksimum yatay deplasman 4.97 mm olarak hesaplanmıştır. Sistemin toptan göçmeye karşı güvenlik sayısı 3.05 olarak hesaplanmıştır. Vibro kompaksiyon uygulamasından önce ve sonra yapılan CPT sonuçları kullanılarak, hidrolik dolgu kumun sıvılaşma potansiyeli araştırılmıştır. İyileştirmeden önce, 3.50 m ile 8.50 m arasındaki derinlikte sıvılaşmaya karşı güvenlik sayısının 1.0'in altında olduğu tespit edilmiştir. Vibro kompaksiyon uygulamasından sonra, tüm derinlik boyunca sıvılaşmaya karşı güvenlik sayısı, 1.0'in üzerinde elde edilmiştir.
Derin zemin karıştırma kolonlarının yol dolgusu altındaki kohezyonlu ve kohezyonsuz zeminlerin düşey deplasmanı üzerindeki etkisinin incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-27) Alan, Esma ; Balkaya, Müge ; 501171318 ; Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Derin zemin karıştırma yönteminde zayıf dayanımlı zeminler bağlayıcı özellik gösteren malzemeler ile mekanik olarak karıştırılarak mühendislik özellikleri iyileştirilir. İyileştirilmiş zeminlerin iyileştirilmemiş zemine oranla dayanımları daha yüksek, geçirgenlikleri daha düşük ve yük altında sıkışabilirlikleri daha azdır. Bu durum düşük dayanımlı zeminleri daha ideal bir temel zemini yapmaktadır. Derin zemin karıştırma yöntemi bağlayıcı malzeme türüne (çimento, kireç, uçucu kül gibi) veya karıştırma yöntemine (kuru/ıslak, döner/jet tabanlı, burgu tabanlı veya bıçak tabanlı) göre sınıflandırılırlar. Çok sert veya sıkı olmayan ve içinde kaya parçaları gibi engellerin olmadığı her türlü zemine uygulanabilirler. Günümüzde kullanımı yaygınlaşan bu yöntem kara veya deniz ortamında yapılan çalışmalarda kullanılabilmektedir. Karayolu ve demiryolu dolguları, bina ve fabrika temelleri, beton blok tipi deniz kaplamaları, iskeleler, tank, silo, dayanma duvarı temelleri uygulama alanlarından bazılarıdır. Bu çalışma kapsamında Fulambarkar ve diğ. (2021) tarafından yapılan çalışmada kullanılan zemin parametreleri ve hesap modeli kullanılarak analiz modeli doğrulanmıştır. Doğrulanan model üzerinde, DZK kolonları olmadan yukuşak kil ve siltli gevşek kum zemin üzerine yapılan yol dolgusu altında oluşan düşey deplasman değeri sayısal analizler ile hesaplanmıştır. Daha sonra iyileştirme alan oranı (ar) %35'te sabit tutulurken D=65cm için s=0.97m, D=80cm için s=1.20m ve D=100cm için s=1.50m durumlarına göre analizler yapılmış ve düşey deplasman değeri üzerindeki etkileri incelenmiştir. İkinci durumda D=80cm ve s=1.20m için yani iyileştirme alan oranı %35 iken kolon boyu (L) 7.0m, 9.0m, 10.0m ve 10.5m değerleri için analizler yapılmış olup kolonun zayıf dayanımlı zemin içinde kaldıkça kolon boyunun oturma değeri üzerindeki etkisi ve sıkı kum birime girmesi durumunda oturma değeri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Son olarak D=80cm ve kolon boyu 9.0m'de sabit tutularak ar=%15, ar=%35, ar=%45 ve ar=%78.5 değerleri için analizler yapılmış ve oturma değeri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Tüm analiz sonuçları göz önüne alındığında DZK kolonlarının düşey deplasman üzerindeki iyileştirme etkisi yumuşak kil zeminde siltli gevşek kum zemine oranla daha yüksektir. Alan oranı sabit tutulduğunda düşey deplasmandaki en büyük azalma siltli gevşek kum zeminde yumuşak kil zemine kıyasla daha büyük çaptaki kolonlar ile sağlanabilmiştir. Her iki zemin türünde de zayıf dayanımlı zemin içinde kalındığı sürece kolon boyu arttıkça düşey deplasman değeri azalmıştır. Zayıf zemin tamamen iyileştikten sonra nispeten daha sağlam zemine kolon boyunun uzatılması düşey deplasman değerini fazla etkilememektedir. Siltli gevşek kum zeminde her ne kadar iyileştirme alan oranı arttıkça düşey deplasman azalsa da, yumuşak kil zeminde iyileştirme alan oranı %35 değerinde düşey deplasman değerindeki azalma maksimum değeri bulmuş ve bu değerden sonra iyileştirme alan oranının artırılması düşey deplasmanı kayda değer şekilde etkilememiştir.
Development of lateral load resistance-deflection curves for piles in cohesionless soils under earthquake excitation

(Graduate School, 2023-02-16) Alver, Ozan ; Bayat, Esra Ece ; 501152305 ; Soil Mechanics and Geotechnical Engineering

Pile foundations must be designed safely to withstand the lateral loads such as wave loads and seismic loads in offshore/onshore structures, seismic loads in bridges, buildings, port structures etc. The most common analysis method for the design is the Winkler spring approach. Researchers have suggested nonlinear formulations for the lateral load resistance-deflection (p-y) curves, but the contribution of the degree of soil nonlinearity was not studied thoroughly. The main drawback of the current approach is the use of a single stiffness in considering the soil nonlinearity. This study investigates the laterally loaded pile problem using the pressure-dependent hardening soil model with small-strain stiffness (HS-Small Model), where the degree of soil nonlinearity is better integrated. The numerical model was created, and parametric analyses were carried out on the verified model for various pile and soil properties. A modified hyperbolic model was proposed for static p-y relation, including the initial stiffness, ultimate soil resistance, and degree of nonlinearity parameters based on the numerical analysis results. The validity of the model was shown by simulating the field and centrifuge tests from the literature. The proposed model agrees with the test results in the variation of bending moment along the pile. Besides, a significant enhancement was provided in the estimation of pile deflections. Therefore, the proposed model with four parameters can more precisely consider the soil nonlinearity from very small to large displacements. The proposed p-y curves can be utilized in the design of piles subject to static lateral loading. The analysis of dynamic soil-pile interaction problems requires the relation of soil resistance to lateral loading that is represented by nonlinear p-y curves in the beam on the nonlinear Winkler foundation (BNWF) approach. Current methods for p-y curves are either based on static load tests or cannot accurately consider the dynamic soil nonlinearity. This study investigates the dynamic soil-pile interaction in cohesionless soils by numerical analyses to better characterize the p-y curves considering the nonlinear soil behavior under dynamic loading. A numerical pile-soil-structure model was created in FLAC3D and verified by two centrifuge tests published in the literature. The parametric analyses were performed to obtain the p-y curves for various pile diameters, soil relative densities, and degrees of nonlinearities. Based on the parametric analyses, a mathematical model was proposed for the dynamic p-y curves for cohesionless soils. The proposed model characterizes the backbone of dynamic p-y curves based on the three leading parameters (initial stiffness Kpy, ultimate resistance pu, and degree of nonlinearity n). The numerical analyses showed that the p-y curve nonlinearity mainly depends on the employed modulus reduction curves of soils. In the model, the degree of nonlinearity parameter (n) was directly related to the soil parameter "reference strain" (r), which solely represents the modulus reduction curve of soils. In this regard, the dependence on various dynamic soil parameters was diminished by correlating the dynamic p-y curves to the reference strain. The validation analyses performed in structural analysis software demonstrated that the proposed dynamic p-y model could accurately estimate the pile and structure response under earthquake loading by incorporating the hysteretic nonlinear soil behavior. Superstructure accelerations and bending moments along the single pile obtained using the proposed model under different earthquake records were closer to the 3-dimensional numerical analysis results when compared with the results calculated by API. Finally, the proposed static and dynamic p-y models will contribute to the design of piles by improving the initial stiffness, ultimate resistance and nonlinearity of the static load-displacement behavior and by integrating the dynamic soil nonlinearity and hysteretic behavior under directly applied seismic loads.
Eksenel statik çekme yüküne maruz betonarme tekil kazık davranışı ve orijinal bir kazık deney ve imalat yaklaşımı

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-06-14) İnanır, Orhan Esat ; Şenol, Aykut ; Berilgen, Mehmet M. ; 501972026 ; Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Bütün dünyada ve Türkiye'de son yarım yüzyılda gökdelenler, köprüler, tüneller, barajlar, enerji santralleri, rüzgar türbinleri, açık deniz yapıları gibi projelere olan yüksek talep kazıklı temellere olan ihtiyacı hızla arttırmıştır. Enstrümante edilmiş kazık yükleme deneyleri ile kazık boyunca oluşan yük dağılımının belirlenebilmesi, Performansa Dayalı Kazık Tasarımına (PDK-T) imkan vermekte ve temel kazıklarının tasarımındaki belirsizlikleri asgari düzeye indirmektedir. Kazıklı temel tasarımı kapsamında kazık "kapasitesi" tesbiti ekseriyetle, yükün kazık boyunca nasıl dağıldığını inceleyerek başlar ancak, çoğu zaman sadece uç ve şaft ayrımı belirtilerek hesaplanır. Mevcut şartnamelerde "statik kazık hesabı" yaklaşımı çoğu kez temelin oturmasını göz ardı etmektedir. Ancak, kazığa tatbik edilen yük, kazığın deplasmanı ve zemin oturması kazığın yük dağılımı davranışını kontrol eden ayrılmaz bileşenlerdir. Enstrümante edilmiş eksenel yüke maruz kazık yükleme deneyleri kazık davranışının değerlendirilmesini ve t-z/q-z ilişkilerine bağlı zemin direnci ve deplasman davranışının simülasyonunun yapılmasına ve "Tekil Kazık-Zemin Etkileşim Modelinin" oluşturulmasına imkan vermektedir. Bu sayede elde edilen etkileşim modeli "Geoteknik Modele" dönüştürülerek farklı kazı, su seviyesi değişimi vs durumları için kazık davranışının hesaplanmasına imkan vermektedir. Çekme yüküne maruz betonarme kazıklarda (fore kazık, prekast çakma kazık, yerinde dökme çakma kazık Vibreks, vs.) mobilize olan çekme gerilmeleri sebebiyle oluşan çatlak gelişimi kazıklarda bütünlük ve uzun vadede durabilite problemlerini gündeme getirmektedir. Betonarme kazıklara kazık başından yukarı istikamette yük tatbik edilmesi ve bu yükün beton çekme mukavemetine ulaştığı en zayıf kesitten itibaren çatlak gelişimi söz konusu olmaktadır. Bu çatlak gelişimi, kazığın çekme yükü altında deplasman davranışını etkilemektedir. Bu durum kazık çekme deneylerinde kazık davranışının değerlendirilmesini, t-z ilişkilerine bağlı kazık-zemin etkileşimini dikkate alan hesap modeli kurulmasını ve analizlerin gerçekliliğini etkimektedir. Bu doktora tezinde, çekme yükü etkisindeki tekil kazık yük tansfer ilişkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç için enstrümante edilmiş kazıklar üzerinde yükleme deneyleri yapılmıştır. Bu kapsamda ilk olarak görece daha uzun bir kazık ile ara mesafesi yaklaşık 6m olan komşu iki kazıkta eksenel statik çekme kazık yükleme deneyi gerçekleştirilmiştir. Bu deney kazıklarına konvansiyonel olarak kazık başından çekme uygulanmış ve üçüncü kazıkta ise özel bir tertibat ile kazığa tabanından çekme yükü uygulanmıştır. Bu deneylerde yapılan aletsel gözlemlerden elde edilen veriler ile çatlak gelişimi, yayılımı ve yük-deplasman performansı değerlendirilmiştir. Kazık başından çekilmesi durumu için deneyde uygulanan eksenel çekme yükü altında betonun çekme deformasyon xxxiv kapasitesine ulaşıldığında çatlak gelişimi birim deformasyon ölçümlerinde tespit edilmiș ve tahribatsız deney uygulamalarıyla da teyit edilmeye çalışılmıştır. Bu araştırmalar yanında deney kazıklarının malzeme özellikleri dikkate alınarak yapılan eksenel kazık rijitliklikleri deneysel gözlemlerle paralellik arzetmiștir. Eldeki gözlemler ve hesaplar değerlendirildiğinde "Çatlamamış safha" da yükün kazık kompozit kesiti ile taşındığı ve ilk çatlak gelişme noktası sonrasındaki bölge olan "nihai çatlak oluşmuş safha" da ise donatı ile taşındığı anlașılmaktadır. Kazık malzeme özelliğindeki değişim, kazık kapasite hesaplamalarını şaft sürtünmesinden kaynaklı olmamasına rağmen sun'î bir şekilde etkilemektedir Konvansiyonel çekme yüküne maruz deney kazığında yaklaşık 70-120 mikroStrain birim deformasyon mertebelerinde çatlak gözlenmiș olup bu sonuç literatürdeki eksenel yük ve momente maruz beton kesitindeki çatlak gelişimini inceleyen çalıșmalar ile uyumludur. Betonarme kazıkta çekme yükü altında çatlak oluşumunu önlemek için kazık tabanından çekme yükü uygulanması durumu için gerçekleştirilen kazık yükleme deneyinde kazık gövdesindeki betonda çekme gerilmesi oluşmasına müsaade etmeyecek ve kazık donatı kafesi ile bütünleşik tarzda orijinal bir tertibat tasarlanmıştır. Bu tertibat vasıtası ile konvansiyonel yüklü kazık ile aynı şartlardaki komşu kazık tabanından yukarı doğru çekilerek betonda basınç gerilmesinin mobilize olması sağlanmıştır. Geliştirilen bu orijinal kazık tipi ve deney tertibatı konvansiyonel olarak kazık başından çekilerek tatbik edilen çekme yükleme durumundaki problemleri bertaraf ettiği kazığın yük deplasman performansında ve yük transfer ilişkisinde hatırı sayılır bir şekilde performans artışı sağladığı gözlenmiştir. Kazıkların yük tatbik noktasının farklı olması sebebiyle doğrudan karşılaştırma yapmak mümkün olmamakla beraber genel bir kıyaslama için Davisson Yöntemi ile yapılan hesapta konvansiyonel çekme yüküne maruz kazıkta 6.1MN tahmin edilirken tabanından çekme yükü uygulanan kazıkta 8.9MN olarak tahmin edilmiştir. Kazık tabanı yük – kazık tabanı deplasman için yapılan analizde ise tabanından yüklü kazığın nihai taşıma kapasitesi 7.3MN olarak belirlenmiştir. Bu sonuç benzer şartlarda iki komşu eş fore kazığın farklı tarzda yüklenmesiyle elde edilen kapasitenin kazık başı yük – kazık başı deplasman ilişkisine göre "Davisson Kazık Kapasitesi Tahmin Yöntemi" ile ~%146 mertebelerinde kazık tabanı yük – kazık tabanı deplasman ilişkisi kıyaslamasına göre ise ~%120 mertebelerinde daha yüksek çekme kapasitesine ulaştığı anlamına gelmektedir.
Equivalent linear and nonlinear site response analysis, study case for banda aceh, indonesia

(Graduate School, 2022-08-18) Fitri, Amelia ; Lav, Musaffa Ayşen ; 501161321 ; Soil Mechanics and Geotechnical Engineering

Earthquake is one of the most devastating natural hazards faced by various countries around the world. Indonesia has a reputation for being one of the world's most seismically active countries. Indonesia is the world's fourth most populous country, with a population of around 270 million people. Indonesia also has more earthquakes than the majority of other nations on earth. Indonesia is surrounded by over 18,000 km long of major tectonic plate boundaries. This is attributed to its geographical location, which is surrounded by three major active tectonic plates: Eurasian, Indo-Australian, and Philippine plates. Banda Aceh, a city located in the west part of Indonesia, that have experienced the most devastating earthquake in Indonesia. Banda Aceh geographically is located on 05º30′ – 05º35′ N and 95º30′ – 99º16′ E. At least there are 1,271 earthquakes occurred from 1907-2020 with a magnitude > 5 Mw happened around Banda Aceh area. The earthquakes of December 26, 2004 (Mw 9.1) and March 28, 2005 (Mw 8.7) are the two largest subduction earthquakes that have ever been recorded happened in the country. For such an area, better knowledge of seismic ground response is needed to design earthquake-resistant, sustainable, and cost-effective infrastructures. Both deterministic and probabilistic seismic hazard analyses can be used to objectively assess the seismicity of a particular location. These days, probabilistic seismic hazard analysis is commonly used since it carefully considers uncertainties such as the earthquake's location, time of occurrence, and magnitude. Probabilistic seismic hazard analysis has been used to assess the seismicity of Banda Aceh city. For this purpose, the earthquake catalog of the region was prepared by using the instrumental period data of Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG), Engdahl van der hilst and Bulland (EHB) Bulletin, and United States Geological Survey (USGS). All earthquake magnitudes in the earthquake catalog were converted to the same type of earthquake magnitudes using empirical formulas and the entire earthquake catalog was made homogeneous. Foreshock and aftershock are removed using a Z-Map with the criteria Gardner and Knopoff (1974), the software is also used to calculate b-value and rate recurrence mainshock. The subduction zone and shallow crustal are the seismic source models used. The seismotectonic conditions, local geology, and spatial data are used for basis of the characterization model. Seismic source and shallow earthquake data were modeled after ISC focal mechanism. Meanwhile, for the area that is not incorporated with the focal mechanism, the normal-slip mechanism is assumed to weight at 0.2, the reverse-slip mechanism at 0.4, and the strike-slip mechanism at 0.4. Because there are no specific attenuation functions for Indonesia region, attenuation function derived for other regions and worldwide was used. A computer software called EZ-Frisk used to perform the seismic hazard on Banda Aceh. PGA and SA in the period spectra 0.2 and 1 second was obtained. PSHA was carried out on the layer of bedrock with Vs30 at 750 m/s. Grid for a 50 km of the fault zone was set to be 0.1o x 0.1o and for 0.5o x 0.5o for the zone outside from the fault zone. The seismic acceleration from each grid was mapped using ArcGIS 9.3 software. The result obtained from the study was a seismic hazard map for Banda Aceh with the 2475 year return period. Based on the results in the form of hazard maps by the tremor in the bedrocks, the value of PGA in Banda Aceh and northern Sumatra ranged from 0.15 to 1.3g, SA 0.2 seconds value ranges from 0.35 to 2.8 g and SA 1 second ranging from 0.3 to 1.3g with the dominant source of the earthquake in the region is the megathrust fault and Sumatra-Andaman fault. This thesis focuses on understanding a phenomenon better known as site or ground response in which soil layers alter the amplitude, frequency content, and duration of earthquake-induced ground motion. Site Response Analysis is one of the most critical steps in geotechnical earthquake engineering. The amplification of seismic waves due to the geological structure of a particular site has been found to be an important topic for many researchers and civil engineers. The degree of the amplification caused by site conditions depends on the dynamic characteristics of the soil, the characteristics of the base rock motions, the impedance contrast between the soil profile and the base rock and the depth of semi-infinite half space. The objective of this research is to compare one-dimensional Equivalent Linear (EQL) and Nonlinear (NL) ground response analysis on some selected sites in the Banda Aceh region using Deepsoil software. Soil profile as several representatives from the region was selected and idealized. Due to the lack of shear wave velocity data, Vs profile was obtained from correlation. The earthquake time history used for this study was 2004 Sumatra-Andaman earthquake. Because the limited digitalized and recorded earthquake acceleration data, earthquake input motion used in this study was taken from simulated one produced by Sørensen et al in 2007. For equivalent linear analysis, the solution type selected is frequency domain. General Quadratic/Hyperbolic Model (GQ/H) model was used. Non-masing hysteretic loading was selected. For nonlinear analysis, the solution type selected is time domain. General Quadratic/Hyperbolic Model (GQ/H) model was used. Masing hysteretic loading was selected. Maximum strain values from Equivalent Linear (EL) and Nonlinear (NL) analyses showed only a few insignificant diffrences. However, the response spectra from the EL analyses are higher than those of the NL analyses, especially in soft soil. The site response analysis results reveal that the Banda Aceh soil profiles have a tendency to amplify the earthquake motions. In site response analysis studies, another issue that is as important as the effects of soils on the propagation of earthquake waves is the evaluation of the liquefaction potential of the soil under dynamic loadings. It is stated that the soil deposits with clay content may be evaluated as non-liquefiable. For this study, liquefaction analysis was conducted solely to saturated sand layers. For this study, the simplified method that compares CRR (Cyclic Resistance Ratio) which is the resistance of a soil layer against liquefaction to CSR (Cyclic Stress Ratio) was used to determine the factor of safety (FS) of the given soil. The formulas and table used were based on the method proposed by Idriss and Boulanger (2014). From the liquefaction analysis, the soil profile SPT-1 and SPT-2 are susceptible to liquefaction and SPT-3 sand layer was not liquefied.
Evaluating the efficacy of polyethylene glycol and magnesium chloride as anti-freeze agents on the mechanical properties of clays subjected to freeze-thaw cycles

(Graduate School, 2024-07-11) Rikhtehgar, Yeganeh, Amin ; Teymür, Berrak ; 501172301 ; Soil Mechanics and Geotechnical Engineering

The construction industry frequently encounters significant challenges due to adverse weather conditions, leading to project delays and increased costs. Approximately 45% of global construction projects are interrupted by weather-related incidents, resulting in billions of dollars in additional expenditures annually. One critical issue in colder climates is the impact of freeze-thaw (F-T) cycles, which disrupt soil stability and permeability, causing cracks, expanding pore spaces, and affecting water retention and drainage. These cycles reduce soil strength and cohesion, increasing the risk of erosion and runoff and compromising the structural integrity of construction projects. Traditional soil stabilization methods, such as mixing soils with cement or lime, have limitations, particularly in mitigating the effects of F-T cycles. These methods often fail to prevent the loss of soil strength and volume changes after successive F-T cycles, necessitating the development of more robust solutions. This study investigates the potential of Polyethylene Glycol (PEG 400) and magnesium chloride (MgCl2) solutions as antifreeze and stabilizing agents for fine-grained soils. The research evaluates the effects of these solutions on soil properties, including plasticity, strength, and durability, under both unfrozen conditions and after F-T cycles. By understanding these effects, the study seeks to identify effective methods to mitigate the detrimental impact of F-T cycles on soil embankments in cold climates. Initial experiments with PEG 400 included Atterberg limits tests, compaction tests, unconfined compressive strength (UCS) tests, and a single F-T test at -20°C. The results indicated that higher concentrations of PEG increased the soil's Atterberg limits, decreased the maximum dry density, and increased the optimum water content. Although PEG acted as an antifreeze by preventing strength loss after one F-T cycle at higher concentrations, it significantly reduced soil strength initially due to its hydrophilic properties, rendering it ineffective as a stabilizing additive. Further tests on a clay-cement mixture with PEG showed that PEG significantly reduced the strength of the mix. Strength tests after one F-T cycle at -5°C revealed that higher concentrations of PEG could not prevent strength loss and further decreased the mixture's strength. This indicated that PEG negatively affected the cement hydration process, making it unsuitable for soil stabilization in cold climates. In contrast, MgCl2 showed more promising results. A comprehensive range of tests, including Atterberg limits tests, UCS tests, compaction tests, volume change measurements, F-T cycle tests, and microstructural analyses using FTIR, SEM, and XRD, demonstrated that higher concentrations of MgCl2 (14% solution) significantly lowered the soil's Atterberg limits, improved compaction by increasing the maximum dry density and reducing the optimum water content, and enhanced soil strength even without curing. Curing showed minor effects, with higher MgCl2 concentrations further improving UCS. MgCl2 also demonstrated durability under F-T cycles, maintaining soil strength and volume stability. Durability index (DI) values quantified the stability of MgCl2-treated soils after F-T cycles. At -10°C, soils treated with 9% and 14% MgCl2 solutions maintained their strength through seven F-T cycles, whereas untreated and 4% MgCl2-treated soils showed significant strength reductions. At -20°C, untreated and 4% MgCl2-treated soils lost considerable strength, while 9% MgCl2-treated samples exhibited smaller strength reductions, and 14% MgCl2-treated samples maintained consistent strength across seven cycles. DI values confirmed that precise MgCl2 concentration adjustments are crucial for soil stability in cold climates. Volume stability tests showed that untreated and 4% MgCl2-treated samples expanded with F-T cycles, while 9% and 14% MgCl2-treated samples showed no significant volume changes, indicating effective stabilization. Microstructural analyses revealed that MgCl2 promoted clay flocculation and particle size enlargement, aligning with observed improvements in soil properties. Comparative analysis of MgCl2 and PEG under F-T conditions highlighted MgCl2's superior performance in enhancing soil strength, durability, and volume stability. MgCl2's ability to improve soil properties and maintain structural integrity under challenging environmental conditions makes it a more effective antifreeze and stabilizing agent than PEG. The findings suggest that adopting MgCl2 as a stabilizing and antifreeze agent can significantly improve the performance of soil embankments in cold climates. By preventing the adverse effects of F-T cycles, MgCl2 ensures that construction projects can continue during colder periods, reducing delays and associated costs. This research provides a foundation for future studies to explore the full potential of MgCl2 in various geotechnical applications and contribute to the development of more resilient infrastructure in regions prone to harsh weather conditions. In summary, this thesis provides compelling evidence that MgCl2 is an effective antifreeze and stabilizing agent for fine-grained soils in cold climates. Its ability to improve soil properties, maintain structural integrity, and enhance durability under F-T cycles makes it a valuable additive for the construction industry. Future research should build on these findings to optimize MgCl2 concentrations for different soil types and climatic conditions, ultimately contributing to the development of more resilient and sustainable infrastructure.
Experimental study on liquefaction resistance of partially saturated sands at s=70%-80% with emphasis on induced shear strain

(Graduate School, 2024-02-01) Ceylan, İsmail Alpaslan ; Bayat, Esra Ece ; 501201309 ; Soil Mechanics and Geotechnical Engineering

Liquefaction is one of the most important research topics in geotechnical engineering due to the severe damage it causes. In soil mechanics and geotechnical engineering, liquefaction is the behavior of fully saturated granular soils, mostly sands and silty sands, as a viscous liquid due to an increase in excess pore water pressure under a dynamic loading such as an earthquake. Consequently, the soil loses the interaction between the grains when the pore water pressure is equal to the vertical effective stress. Liquefaction causes loss of bearing capacity in structures, high settlements, and lateral spreading in the soil. A range of soil improvement methods have been developed so far to increase the liquefaction resistance of soils. However, most of the common methods are based on soil remediation before construction. After researchers realized that partially saturated soils have higher liquefaction resistance than fully saturated soils, soil improvement methods by reducing the degree of saturation of soils were started to investigate. In this context, the induced partial saturation (IPS) method, which can be applied to sites with existing structures, was developed. In this study, stress-controlled undrained cyclic simple shear tests were performed with the dynamic simple shear with confining pressure (DSS-C) device in the Istanbul Technical University Soil Mechanics and Geotechnical Engineering Soil Dynamics Laboratory. Experiments were conducted on fully saturated and partially saturated Sile (AFS 40-45) sand samples treated with IPS. Sodium percarbonate was used to apply the IPS method. Sodium percarbonate reacts with water to create air bubbles in the sample and causes the same volume of water to escape from the soil. After partially saturated and fully saturated samples were prepared using the wet pluviation method, the tests were processed in three stages: saturation, consolidation, and liquefaction. The final degree of saturation and relative density were determined from the values at the end of the consolidation stage. Fully and partially saturated samples were consolidated under vertical effective stress of 100 kPa, and experiments were conducted on different relative densities, degrees of saturation, and CSR values. The reason for choosing a vertical effective stress of 100 kPa is to develop a partial saturation resistance factor at 75% degree of saturation for the simplified procedure used to determine the liquefaction resistance. During the liquefaction stage, the sample was subjected to stress-controlled undrained cyclic loading in the sinusoidal waveform at 1 Hz. Within the scope of this study, cyclic loading was continued until the moment when the excess pore water pressure in the specimen was equal to the vertical effective stress, that is, when the excess pore water pressure ratio was equal to one (ru=1), and it is was accepted as the initial liquefaction. In total, 46 partially saturated and 10 fully saturated specimens were tested. Due to problems with the DSS-C testing device, reliable data could not be obtained from all experiments. Therefore, in this study, the results of the experiments on 25 partially saturated and four fully saturated samples were presented. Partially saturated specimens were obtained at an average relative density (Dr) of 40%, 50%, 60%, and an average degree of saturation (S) of 75%, and fully saturated specimens were obtained at an average relative density of 60%. One of the primary objectives of the thesis is to obtain the liquefaction resistance curves with certain cyclic stress ratios applied under S=75% degree of saturation and Dr=40%, 50%, and 60% relative density. With the tests performed, the effects of degree of saturation, relative density, and cyclic stress ratio on the liquefaction resistance of partially saturated sands were evaluated. Consequently, it is realized that the liquefaction resistance increases with the rise in the relative density or the drop in the degree of saturation. The cyclic stress ratio to reach liquefaction increased with increasing relative density or decreasing degree of saturation. It was noticed that if the cyclic stress ratio increased at constant relative density and degree of saturation, the excess pore water pressure generation accelerated; moreover, the number of cycles to liquefaction decreased. The effect of the relative density was also observed in the normalized liquefaction resistance curves. The partial saturation resistance factor (KPS) was developed for a 75% degree of saturation in order to evaluate the liquefaction potential of sand soil treated by the IPS to apply in the simplified procedure. In addition, in this study, the shear strain behavior of partially saturated sands under stress-controlled undrained cyclic loading by DSS-C device was investigated. It was observed that as the cyclic stress ratio increases, the shear strain corresponding to the number of cycles at the moment when ru=1 increases independently of the relative density. Since the liquefaction resistance of partially saturated specimens increased, high cyclic stress ratios were applied in order to reach liquefaction, unlike fully saturated specimens. Deviations in the initial reference points of some samples due to large shear strain were noticed. In this study, a partial saturation resistance factor (KPS) was developed for a 75% degree of saturation for use as a CRR curve in the simplified procedure; moreover, the shear strain behavior of partially saturated sand soils under high cyclic shear stresses was investigated.
Farklı rijitliklere sahip zeminlerde yapı-tünel etkileşimi sonucu tünel tesirlerinin ve yüzey oturmalarının tahmini

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-11-07) Culha, Çiğdem ; Bayat, Esra Ece ; 501181303 ; Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Gelişmiş ve gelişmekte olan kentlerde yüzeyde var olan mevcut yapılaşma, ulaşım sorunlarını da beraberinde getirmektedir. Taşıma sorununu hafifletebilen yeraltı yapıları, özellikle metrolar, kalabalık şehirlerde kent yaşamını olumsuz etkileyen trafik problemini azaltabildiği için oldukça önemlidir. Yapılan tüneller, yüzeyde var olan yapılarla çoğu zaman etkileşim içerisinde olabilmektedir. Bu durum yüzeye yakın yapılarda ve zayıf zeminlerde oldukça önem kazanmaktadır. Tünel ekseninin geçtiği güzergâh boyunca, tünel etki alanında kalan her yapı için tünel kapasite ve bina oturma analizleri yapılmaktadır. Taşıma kapasitesi yetersiz olan, tünelden kaynaklı oturmaları sönümleyemeyecek yapılar yapılan analizler sonucu tünel kazısı sırasında yapılardan alınan oturma değerlerine göre boşaltılabilmektedir. Bu oturmalar ve yapı-tünel etkileşimi; tünel çapı, tünel derinliği, tünel yapım yöntemi, zemin tipi, sütun mesafesi, mevcutsa ikinci tünel konumu, kazı derinliği gibi faktörlerden etkilenebilir. Daha kritik durum ise, tünel kazısından kaynaklanan yer değiştirme sebebiyle yapılar göçme durumuna geçebilir. Bu sebepler neticesinde, tünel kazısı öncesinde yapılan tünel-yapı etkileşim hesapları oldukça önem kazanmıştır. Zemin durumu, yüzeydeki yapı durumu, yeraltı su seviyesi, zemindeki boşluk oranı, karstik boşluk olasılığı gibi durumlar dikkate alınarak ön analizler analitik hesaplara dayanarak yapılır. Bu ön çalışmalarda, yerinde yapılan jeolojik ve jeofizik çalışmalardan faydalanılır. Zemin veya kaya kütlesinin kazıldıktan sonra desteksiz kalabilme süresine göre, tünel açma yöntemi kabaca belirlenir. Ülkemizde aç kapa yöntemlerle birlikte NATM ve TBM metotları kullanılarak tünel kazıları gerçekleştirilir. Bu tez kapsamında NATM tipi, parçalı kazı metodu kullanılarak kazılan peron tipi tünel incelenmiştir. Analizler Plaxis 2D program yardımı ile yürütülmüştür. Plaxis 2D programı tünel çözümlerinde hem Türkiye hem de dünyada sıklıkla kullanılmaktadır. Tez kapsamında Plaxis 2D programı ile elde edilen tünel kesit tesirleri, Möller ve Vermeer, 2005 ile COB-L500, 2000'de önerilen formüllerle elde edilen kesit tesirleri kıyaslanmıştır. Plaxis programının tünel kazı problemlerinde kullanılabilirliği üzerinde durulmuştur. Farklı rijitliklere sahip zeminlerde kazılan tünelde, zemin rijitliğinin yüzey oturması ve tünel kaplaması üzerindeki etkisini görebilmek için 50 MPa, 75 MPa, 100 MPa ve 200 MPa Elastisite modüllerine sahip birimlerde tünel kazıları yapılmıştır. Bu analizlerde, mevcut yapı altında peron tüneli kazısı yapılması durumu irdelenmiştir. Rijitlik artışına bağlı olarak, yüzey oturmalarında ve tünel tesirlerinde azalma görülmüştür. Örtü kalınlığı 10m, 20m ve 30m olacak şekilde, farklı derinliklerde analizler tamamlanmıştır. Tünel derinliğine bağlı, tünel kaplaması üzerindeki tesirler, yüzeydeki yapı ile mesafesine ve yapı temel tipine bağlıdır. Tünel derinliği arttıkça yüzeydeki oturmalar yapı yükü ve temel sisteminden daha az etkilenmektedir. Yüzeydeki yapının temel sisteminin tünel kazısı üzerindeki etkisini görebilmek için; yüzeyde yapı olma durumu, yapının 75kPa, 150 kPa ve 225 kPa yüzey gerilmesi altında; yapı temelinin ise yüzeysel ve kazıklı olması durumları için analizler yapılmıştır. Kazıklı temelli yapılarda, kazıklar, tünel kazısı etrafında oluşan plastik zona daha fazla dâhil olduğu için, tünel kazısından daha fazla etkilenmektedir. Temel ile kazıkların birbirine bağlı olduğu durumlarda, bu etki göz önüne alınmalıdır. Analiz sonuçlarına bağlı olarak, serbest yüzey durumunda, tünel geçici kaplaması üzerindeki moment ile zemim elastisite modülü arasında bir bağıntı elde edilmiştir. Yüzeyde yapı olduğu durumda tünel kazılması hem tünel kapasitesi hem de yapı stabilitesi açısından önemlidir. Yüzeyde yüzeysel veya derin temelli yapı olması dahi tünel deformasyonu dolasıyla tünel etrafında oluşan momente etki eder. Yüzeyde 75kPa bina olması durumunda yüzeysel temel ile derin temel olması durumunun tünel üzerindeki etkisi, sıkı kumda %7, çok sıkı çakıllı kumda %13, ayrışmış kayada %21'dir.Bu fark aynı zeminde derine gittikçe azalmaktadır. Yani tünel yüzeyden uzaklaştıkça temel sisteminin etkisi tünel üzerinde daha az hissedilmektedir. Aynı derinlikte, zemin elasitiste modülü arttıkça temel sistemlerini değiştirmenin, tünel etrafındaki moment değerleri arasındaki farkın azaldığı görülmüştür.
Farklı zemin türlerine soketlenen iksa yapılarının geoteknik ve maliyet analizleri

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Özkan, Recep ; Şenol, Aykut ; Bilir Mahçicek, Senem ; 732965 ; Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği Bilim Dalı

Dünya üzerinde nüfusun geometrik olarak artışına karşın, inşaat faaliyetinin ana unsuru olan inşaat alanlarının ve hammaddelerin sınırlı kalması, inşaat sektöründe bir arz-talep dengesizliği yaratmaktadır. Piyasada yeni dengenin oluşumu henüz korunamadan yeni dengesizlikler oluşakta ve kaynaklar giderek değerlenen bir hal almaktadır. Bunun yanında hammaddelerin hızla tükenmesi ve inşa faaliyetlerinde kullanılabilir alanların giderek kısıtlı hale gelmesi; inşaat sektörünün tüm paydaşlarını yeni arayışlara yöneltmektedir. Derin kazı yöntemleri; sınırlı taban alanlarının verimli kullanılmasını sağayarak yeni alanlar yaratmakta; giderek artan kaynak ve yer sorununa, artan nüfusa ve yapı ihtiyacına cevap verebilecek nitelikte, yeni çözümler getirmektedir. Derin kazıların yaygınlaşması ile birlikte, derin kazıların stabilitesini sağlayan iksa yöntemleri de gelişmektedir. Bu tür kazıların desteklenmesinde pek çok yöntem ve iksa çeşidi kullanılmasına karşın, kazıklı iksa ve diyafram duvarlar, başlıca iksa sistemleri olarak öne çıkmaktadır. Düşey destek elemanları olarak nitelendirilen fore kazıklı ve diyafram duvarlı iksalar, en yaygın olarak kullanılan öngermeli ankrajlar olmak üzere bir çok yatay destek elemanı tarafından desteklebilmektedir. Bu yatay ve düşey destek elemanları; farklı zemin koşullarında ve farklı geometrilerde tasarlanabilmekte, bu durum da birden fazla güvenli tasarım elde edilmesine imkan vermektedir. Güvenli yapılar tasarlamanın yanında, bu yapıların ekonomik olarak tasarlanmasının da mühendislerin mesleki sorumluluğunda olduğu göz önünde bulundurulursa; geoteknik açıdan uygun olan yapıların maliyetlerinin de ayrıca irdelenmesi gerekmektedir. Her ne kadar bir projenin tasarım ve maliyet aşamalarının birlikte yürütülmesi gerekse de, bu durum kimi zaman göz ardı edilmekte ve tasarım ve maliyet aşamaları ayrı kollardan ilerlemektedir. Bu durum ise, sektörde paydaşlar arasında bir kopukluğa neden olmakta ve bunun kaçınılmaz sonucu olarak verimsizlikleri beraberinde getirmektedir. Bu çalışmada, sektörün bütün paydaşları için bütünsel bir çerçeve ortaya koyulması, çeşitli zemin tabakalarına soketlenen derin kazı iksa sistemlerinin geoteknik açıdan çeşitli alternatiflerin araştırılması ve bu alternatiflerin maliyetlerinin irdelenmesi sonucunda minimum maliyetli tasarımlara ulaşılması amaçlanmıştır. Bu amacın yanında iksa sistemleri üzerinde; soketlendiği zemin koşulları, yeraltı suyu seviyesi, ankraj sıra sayısı, iksa kalınlığı ve tipi gibi pek çok değişkenin etkisinin incelenmesi de çalışmanın hedefleri arasında yer almıştır. Bu doğrultuda; kum zemin tabakası tarafından yanal toprak basıncına maruz kalan ve kum, kil ve kaya olmak üzere üç farklı tabakasına soketlenen fore kazıklı ve diyafram duvarlı iki iksa tipi; yatay ankraj aralıkları farklı olmak üzere 2, 3 ve 4 sıra ankrajlı olarak üç farklı ankraj sırasıyla, 60/65 cm ve 100 cm olarak iki farklı kalınlıkta her bir kombinasyon için ayrı olarak tasarlanmıştır. Ayrıca bu tasarımlar yapılırken; yeraltı su seviyesinin iksa geometrileri ve maliyetleri üzerindeki etkisinin gözlemlenebilmesi amacıyla, -4.00 m ve -15.00 m seviyelerinde bulunan ve sırasıyla sığ ve derin yeraltı su seviyesi koşullarını temsil eden iki ayrı durum da göz önünde bulundurulmuştur. Böylece toplamda 56 iksa projesi tasarlanmıştır. Projeler; geoteknik açıdan irdelendikten sonra, maliyetleri ayrıca hesaplanmıştır. Bu hesaplama yapılırken; piyasa koşullarında oluşan fiyatlar ile bakanlık ve resmi kurumlar tarafından yayınlanan birim fiyatlar kullanılarak iki ayrı maliyet çıkarılmış ve karşılaştırması yapılmıştır. Bu projelerin; aynı zemin durumunda farklı geometrilerde meydana gelen değişikliklerin analizinin yapılmasının ardından, zemin durumları arasında ve YASS farklılaşması sonucunda ortaya çıkan durum için de bir kıyas sunulmuştur. Çalışmadan elde edilen ilk bulgulardan biri; ortaya koyulan tezi destekler biçimde, piyasa fiyatlarının resmi kurum ve bakanlık fiyatlarından daha düşük olduğudur. Derin yeraltı su seviyesi koşullarında piyasa maliyetleri ile bakanlık/kurum fiyatları arasındaki oran 0.84±0.01 olurken, bu oran sığ YASS koşullarında 0.80±0.02 mertebesinde oluşmuştur. Ulaşılan ikinci bulgu ise; YASS'nin iksa sistemi üzerine etkimediği derin (15.00 m) YASS'nin, 4.00 m'de olması ve dolayısıyla iksa sistemi üzerine etkimesi durumunda maliyetler; kil zemin tabakasına soketlendiği durumda 1.80-2.10 katına çıkmakta, kum zemin tabakasına soketlendiği takdirde benzer şekilde 1.70-2.10 katına, kaya zemine soketlendiğinde ise 1.50 katına ulaşmaktadır. Çalışma sonucunda ulaşılan bir diğer sonuç ise; bu çalışma kapsamında, diyafram duvarlı iksaların kazıklı iksa sistemlerinden daha maliyetli olduğudur. Diyafram duvarlar değişen zemin durumlarına göre YASS'nin derinde olduğu durumda, ϕ65 cm çapında fore kazıklardan %54-%71, ϕ100 cm çapında fore kazıklardan ise %83-%99 daha maliyetlidir. YASS sığ (4.00 m) durumda olduğunda ise, maliyet farkları azalmakta, ϕ65 cm kalınlığı için fore kazıklı iksa sistemleri ile diyafram duvarlı sistemler arasındaki maliyet farkı %16-%30 mertebelerine düşmektedir. Aynı YASS'de, iksa kalınlığının 100 cm olması durumunda, aynı kalınlıkta iksalar kıyaslandığında, diyafram duvarların, zemin durumuna göre %42-%56 daha maliyetli olduğu görülmüştür. YASS'nin sığ durumda olması halinde, 65 cm kalınlığında diyafram duvarlar, fore kazıklı iksa sistemlerine en yakın alternatif olmaktadır. Fakat teçhizat durumu ve yerel mühendislik hizmetleri göz ardı edildiğinde, bazı durumlarda değişken olmakla birlikte, çoğunlukla ϕ65 cm çapında fore kazıklar, her iki YASS için de minimum maliyetli tasarım olarak öne çıkmıştır. Son olarak zemin türleri kıyaslandığında, en az maliyetin ve deplasmanların kaya tabakaya soketlenen iksa sistemlerinde olduğu, kil ve kum zemin arasında ise kayda değer bir farklılığın olmadığı sonucuna ulaşılmıştır.
Geliştirilmiş geçirimsiz saydam laminer zemin konteyneri tasarımının mekanik özelliklerinin ve dinamik etki altında zemin deney numunesinin tasarımı

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-01-18) Gündüz, Mehmet Şamil ; Bayat, Esra Ece ; 501191317 ; Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Yapılan araştırmalar ve deprem konusunda mühendislerin tecrübeleri arttıkça deprem konsepti üzerine yapılan araştırmalar derinleşmiştir. 1989 Loma Prieta, 1994 Northridge, 1995 Kobe depremleri sonrasında yerel zemin koşullarının önemi ile ilgili çalışmalar yoğunlaşmış ve günümüzde önemli bir konu haline gelmiştir. "Kum zeminde gömülü kazıkların deprem yükü altında yanal yük- yer değiştirme bağıntılarının geliştirilmesi" adlı TÜBİTAK projesi kapsamında laminer zemin konteyneri geliştirilmeye başlanmıştır. Zemin-yapı etkileşimi için mevcut zemin konteyner sistemlerinin karşılayamadığı yeni bir deney düzeneğinin tasarlanması amaçlanmıştır. Yürütülen tez çalışmasında deney düzeneği ve deneysel zemin numunesinin ön tasarımı yapılmıştır. Model deneylerinden elde edilen verilerle arazi zemin numunesinin davranışını temsil eden bir tasarım yapılabilmesi için ölçek faktörleri belirlenmiştir. Oluşturulan zemin modellerinin DeepSoil programıyla bir boyutlu yer tepki analizleri yapılmıştır. Yeni bir tasarım olan Geliştirilmiş Geçirimsiz Saydam Laminer Zemin Konteynerinin mekanik özelliklerinin ve dinamik yük altındaki davranışının incelenmesi için SolidWorks programında üç boyutlu modeli oluşturulmuştur. Laminer zemin konteynerinin hareket mekanizması üzerine yürütülen çalışmalar için üç farklı yaklaşımın incelendiği model çıktıları karşılaştırılmıştır. Elde edilen çıktılarla hareket mekanizmasına karar verilmesiyle birlikte zemin konteynerinde kullanılan laminer çerçeveler için tercih edilen pleksi-glas malzemenin dayanım yeterliliği, SolidWorks ve SAP2000 programlarında oluşturulan nümerik modellerle incelenmiştir. Model deney düzeneğinde gerçekleştirilecek zemin-yapı etkileşimi analizleri için deney ekipmanları ve sensörleri modellenmiştir. Yapılan çalışma ve modellemelere göre deney düzeneğinin ön tasarım aşamasında laminer zemin konteynerinin 1.6m x 1.6m oturuma ve 1.6m yüksekliğe sahip olmasına karar verilmiştir. Orta sıkı rölatif sıkılığa sahip kum numunesinin parametreleri belirlenmiştir. Ölçek faktörleri kullanılarak oluşturulan zemin modellerinin dinamik yük altında bir boyutlu yer tepki analiz sonuçları karşılaştırılarak prototip ve deneysel zemin modellerinin yer değiştirme ve ivme sonuçları elde edilmiştir. Bir boyutlu yer tepki analiz sonuçlarına göre zemine ölçek faktörleri uygulansa bile dalga yayılımı nedeniyle zemin içerisinde ve yüzeyinde elde edilen verilerin formülize edilmek suretiyle tahmin edilemediği görülmüştür. Laminer zemin konteynerinde hareket mekanizması olarak rulmanların kullanılması durumunda hareketin rulmanlar tarafından sönümlendiği görülmüştür. Zeminin dinamik performansını kısıtlamayan ve gerçek saha koşullarına en yakın dinamik zemin performansını veren zemin konteyneri tasarımı için esnek birleştirici malzeme ve rulmanların beraber kullanıldığı yeni bir hareket mekanizması oluşturulmuştur. Pleksi-glas laminer çerçevelerinin kalınlığı için yapılan nümerik çalışma ve deneyler sonucunda 4 cm kalınlığa sahip pleksi-glas laminerlerin yeterli dayanıma sahip olduğu görülmüştür. Oluşturulan deney ekipmanlarının modelleri sayesinde kazık çapı ve üst yapı periyodunun zemin-yapı etkileşimindeki etkisi parametrik olarak çalışılabilir olmuştur. Elde edilen sonuçlar bir araya getirilerek yorumlandığında, özgün bir tasarım olan Geliştirilmiş Geçirimsiz Saydam Laminer Zemin Konteynerinin nihai tasarımı ortaya çıkarılmıştır. Bu çalışma ile birlikte deprem bölgesinde bulunan ülkemizde kum zemine gömülü kazıkların deprem yükü altında yanal yük- yer değiştirme bağıntılarının geliştirilmesi ve zemin-yapı etkileşimi üzerine çalışmalar yapılmasına imkan sağlanır.
Göksu nehri dip tarama çamurlarının geotekstil tüp ve santrifüj yöntemleri ile susuzlaştırma performansının araştırılması ve karşılaştırılması

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-07-22) Keskin, Nihan ; Karadoğan, Ümit ; 501201310 ; Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Yüksek su içerikli tarama çamurlarının etkili bir şekilde susuzlaştırılması süreci üç temel aşamadan oluşmaktadır. İlk aşama, bu çamurların taranarak çıkarılmasıdır. Bu aşama genellikle sistematik bir şekilde gerçekleştirilir ve genellikle diğer aşamalardan daha basittir. İkinci aşama, taranmış çamurların çökelme ve yoğunlaşma işlemidir. Bu aşamada, genellikle mekanik yöntemlere ek olarak kimyasal bir katkıya ihtiyaç duyulur. Bu katkılar çamurun yoğunlaşmasına ve daha hızlı çökelmesine yardımcı olur. Üçüncü ve son aşama ise yoğunlaşan çamurun susuzlaştırılması işlemidir ve sürecin en karmaşık aşamasıdır. Bu aşamada, geotekstil tüple susuzlaştırma metodu ve geleneksel santrifüj gibi metotlar kullanılmaktadır. Bu susuzlaştırma metotları üzerine birçok çalışma yapılmış olsa da, bu metotların susuzlaştırma performanslarının ve maliyetlerinin karşılaştırıldığı bir değerlendirme bulunmamaktadır. Bu çalışmada, geotekstil tüp susuzlaştırma metodu ve santrifüj metodunun susuzlaştırma performanslarının karışılaştırmalı değerlendirilmesini sunmak amacıyla Göksu Nehri'nin iki farklı bölgesinden alınan dip tarama çamurunun susuzlaştırılması üzerine çalışılmıştır. Öncelikle Göksu Nehri'nden alınan yüksek su içerikli dip tarama çamurlarının indeks özellikleri belirlenmiştir. Ardından çamur numuneleri ile uyumlu poliakrilamid çeşidini belirlemek amacıyla 5 farklı anyonik poliakrilamidin kullanımıyla Jar Test gerçekleştirilmiştir, çamur ile uyumlu poliakrilamidi belirledikten sonra da optimum dozajı belirlemek için bu poliakrilamid ile 5 farklı dozajda Jar Test çalışılmıştır. Daha sonra seçilen poliakrilamid ile geotekstil tüp susuzlaştırma ve santrifüj metodlarının Göksu Nehri çamurları üzerindeki susuzlaştırma etkinlikleri araştırılmıştır. Geotekstil tüp susuzlaştırma metodunun laboratuvar ölçekli çalışması için iki boyutlu hızlı susuzlaştırma testi (RDT), santrifüj metodu için ise 50 ml falkon ile çalışan basket santrifüj kullanılmıştır. Bu çalışma sırasında, poliakrilamid kullanımı floklaşmayı artırdığı için her iki metot için de susuzlaştırma verimini artırdığı gözlenmiştir. Ayrıca, poliakrilamid kullanımı susuzlaşma verimini artırırken filtre kekinin katı madde oranını da artırmaktadır. Poliakrilamid dozajının artışı santrifüj metodunda flokların dağılmasına, bu da kekin katı madde oranının düşmesine, filtratın bulanıklaşmasına yol açmıştır. Her iki numune için de elde edilen kekin, santrifüj susuzlaştırma yöntemiyle daha yüksek katı madde oranına ulaştığı gözlemlenmiştir. Bunun durumun santrifüj metodunda çamura etkiyen merkezkaç kuvvetinden kaynaklı olduğu düşünülmektedir. Susuzlaştırma performanslarının karşılaştırılmasından sonra sahada gerçekleştirilen çalışmalarda genellikle süzüntü suları çamurun tarandığı ortama geri deşarj edildiği için süzüntü suyu kalite analizleri yapılmıştır. Bu analizler sonucu elde edilen sonuçlar süzüntü suyunun rekreasyonel amaçla kullanıma ve içme suyu elde edilebilecek kalitede olduğunu göstermiştir. Göksu Nehri dip tarama çamurunun susuzlaştırılması sırasında ortaya çıkan süzüntü suyunun nehre geri deşarj edilmesinin ve susuzlaştırma sırasında süzüntü suyunun yer altı suyuna sızmasının bir sorun teşkil etmeyeceği sonucuna varılmıştır. İki metodun performans karlıştırmasından sonra her iki metodun da yaklaşık yatırım ve işletme maliyetleri belirlenmiş ve maliyet açısından da değerlendirme yapılmıştır. Maliyet açısından bakıldığında santrifüj metodu için yatırım ihtiyacı olmasına karşılık geotekstil tüp susuzlaştırmada yatırım ihtiyacı bulunmamaktadır. İşletme maliyetleri açısından karşılaştırıldığında ise iki metotun işletme maliyetlerinin birbirlerine yakın olduğu görülmüştür. Göksu Nehri tarama çamurunda yapılan testlerden elde edilen sonuçlar, her iki metod ile de etkin bir susuzlaştırmanın sağlanabildiğini göstermiştir. Ancak her metodun kendine göre avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır. İki metodun en berlirgin farkları, geotekstil tüp ile susuzlaştırma santrifüj susuzlaştırmaya göre daha yavaş ve alan ihtiyacı yüksek bir metot iken, santrifüj susuzlaştırmanın yüksek yatırım maliyeti, yüksek elektrik sarfiyatı ve tecrübeli operatöre ihtiyaç duymasıdır. Her iki metot ile de verimli susuzlaştırma sağlanabilmesinden kaynaklı projenin koşullarına göre metod tercihi yapılabilir.
Granüler zeminlerin yüksek eksenel basınç altındaki davranışı

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-02-15) Sefi, Faruk ; Lav, Musaffa Ayşen ; 501162301 ; Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Bu tez çalışmasında, granüler zeminlerin yüksek basınçlı eksenel sıkışma davranışı ve bu davranışa eşlik eden zemin bünyesinde gelişen dane kırılması incelendi. Çalışmanın ilk aşamasında, zemin numunelerini oluşturmaya aday bireysel daneler üzerinde çift-plaka ezme deneyi uygulandı ve bireysel danelerin tek dane ezilme dayanımı belirlendi. Dane boyutları 2.00 - 37.50 mm aralığında değişen dolomit, kalker ve bazalt kökenli kırmataş danelerinin tek dane ezilme dayanımı, dane kökenine, dane şekline ve dane boyutuna göre farklılık gösterdi. Bireysel danelerin tek dane ezilme dayanımı: dolomit kökenli daneler için 4.20 - 17.80 MPa, kalker kökenli daneler için 2.38 - 26.14 MPa, bazalt kökenli daneler için 5.29 - 48.29 MPa aralığında belirlendi. Bireysel danenin şekli mükemmel küreye eriştikçe ve bireysel dane boyutu arttıkça, danelerin tek dane ezilme dayanımı düşüş gösterdi. Tıraşlanarak küp şekline getirilmiş çeşitli boyutlardaki bireysel daneler üzerinde uygulanan basınç deneyleri sonucunda, bireysel danelerin elastisite modülünün de dane boyutu artışı ile düştüğü belirlendi. 7.50 - 12.00 mm boyut aralığındaki kalker kökenli bireysel danelerin elastisite modülü, 850 - 1230 MPa aralığında belirlendi. Çalışmanın ikinci aşamasında, granüler zemin davranışını incelemek üzere ortalama dane boyutları 2.00 - 25.00 mm aralığında olan kırmataş balast daneleri kullanılarak sekiz zemin numunesi hazırlandı. İlk grup zemin numunelerinde, tek değişken parametre dane kökeni idi. Bu grupta yer alan; Numune-1 kalker kökenli danelerden, Numune-2 ise bazalt kökenli danelerden oluşan üniform derecelenmeli zemin numuneleri idi. İkinci grup zemin numunelerinde, tek değişken başlangıç zemin ortalama dane boyutu idi. Bu grupta yer alan üniform derecelenmeli Numune-3, Numune-4 ve Numune-5'in başlangıç zemin ortalama dane boyutları sırası ile 22.00, 14.40 ve 6.80 mm idi. Üçüncü grup zemin numunelerinde, tek değişken başlangıç zemin üniformluk katsayısı idi. Bu grupta yer alan ve aynı başlangıç zemin ortalama dane boyutuna sahip olan Numune-6, Numune-7 ve Numune-8'in başlangıç zemin üniformluk katsayıları sırası ile 1.16, 1.98 ve 4.10 idi. Zemin numunelerinden en az 4 - 5 benzer hazırlandı. Her bir benzer numune, eksenel sıkışma deneyinde belirli bir ödometrik gerilme kademesine kadar monotonik yüklendi ve sonrasında numuneye yük boşaltması uygulandı. Bu şekilde, çeşitli ödometrik gerilme kademeleri için zemin numunelerinde oluşan değişim incelenebildi. Zemin numunelerine ait şu özelliklerin eksenel sıkışma esnasındaki anlık değerleri belirlendi: hacimsel deformasyon, boşluk oranı, dane dağılım eğrisi, indeks boşluk oranları, relative sıkılık, absorbsiyon, spesifik yüzey alanı, permeabilite. Uygulanan maksimum ödometrik gerilme olan 56.0 MPa, bütün zemin numuneleri için killerin konsolidasyon eğrisine benzeyen 3 evreli eksenel sıkışma davranışı sergilemesine yeterli oldu. Eksenel yükleme sırasında numunelerin: efektif dane boyutu, ortalama dane boyutu, indeks boşluk oranları, ve permeabilite değerleri düşüş; üniformluk katsayısı, ince dane içeriği, relative sıkılık, absorbsiyon ve spesifik yüzey alanı değerleri artış gösterdi. Numunelerin, 56.0 MPa'lık ödometrik gerilme seviyesinde: hacimsel deformasyonu % 34.7 - 42.8 aralığına, son sıkışma modülü 789.5 - 823.0 MPa aralığına, efektif dane boyutu 0.20 - 050 mm aralığına, üniformluk katsayısı 19.00 - 27.86 aralığına, ince dane içeriği % 1.7 - 3.9 aralığına, boşluk oranı 0.05 - 0.14 aralığına, minimum boşluk oranı 0.24 - 0.29 aralığına, maksimum boşluk oranı 0.62 - 0.68 aralığına, absorbsiyonu % 3.26 - 3.79 aralığına, spesifik yüzey alanı 68.62 - 80.69 cm2/cm3 aralığına, permeabilitesi 0.042 - 0.045 cm/sn aralığına erişti. Eksenel sıkışma esnasında zemin numunelerinin bünye özelliklerinde oluşan değişim, numunelerin bakir sıkışma hattı (VCL) ilk ödometrik gerilmesine erişmesi ile birlikte hız kazandı. Bu ödometrik gerilmeden sonra bakir sıkışma hattının son ödometrik gerilmesine kadar, zemin bünyesinde en şiddetli dane kırılmaları gelişti. Numunelerin bakir sıkışma hattı ilk gerilmesi 3.40 - 6.00 MPa aralığında, bakir sıkışma hattı son gerilmesi 11.70 - 26.00 MPa aralığında belirlendi. Numunelerin başlangıç zemin ortalama dane boyutu düştükçe, başlangıç zemin üniformluk katsayısı arttıkça ve bireysel danelerin tek dane ezilme dayanımı arttıkça, uygulanan ödometrik gerilme sonunda numunede oluşan: hacimsel deformasyon, sıkışabilirlik ve dane kırılması miktarı azalmakta; akma gerilmesi, bakir sıkışma hattı gerilmeleri, pekleşme gerilmesi artmaktadır. Çalışmanın son aşamasında, Numune-1'in eksenel sıkışma deneyindeki davranışı ABAQUS yazılımında 1:1 ölçekli model ile yeniden oluşturuldu. Modellerde zemin numunesi, pekleşme özelliği yansıtabilen Draker-Prager/cap malzeme modeli ile tanımlandı. ABAQUS analiz sonuçları ile, laboratuvarda belirlenmesi zor ve pahalı olan numunenin anlık radyal gerilme değerleri hakkında bilgi edinildi. Model sonuçlarında, eksenel yükleme safhasındaki Numune-1'in anlık radyal gerilme değerleri, K0 gerilme izine uygun şekilde gelişti. 56.0 MPa'lık ödometrik yükleme ve takip eden yük boşaltması sonunda, Numune-1 üzerinde kalıcı düşey ve radyal gerilmeler gözlendi. Uygulanan maksimum ödometrik gerilmenin yaklaşık 1/10'u, zemin bünyesinde kalıcı radyal gerilme olarak depolandığı belirlendi.
Güncel killi dolgu zeminde gerçekleştirilen derin kazı İksa Sisteminin davranışı: Bir vaka analizi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-06-13) Akgün, Batuhan ; Teymür, Berrak ; 501211301 ; Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

İnşaat mühendisliği ve geoteknik mühendisliği problemlerinde yapı – zemin etkileşimine dair en kapsamlı çalışmaların yürütüldüğü alanlardan birisi derin kazı projeleridir. Derin kazı projeleri kapsamında çevre yollara, altyapı hatlarına ve mevcut yapılara herhangi bir yapısal zarar vermemek için iksa sistemleri inşa edilir. Bu tez çalışmasında, İstanbul'un kuzey bölgesinde yer alan proje sahasında inşa edilecek yapılara ait kazı çukuru derinliği 14.0m'ye varan derin kazı projesi incelenmiştir. Zemin mekaniği ve geoteknik mühendisliği kapsamında toprak basınçları en eski ve en kapsamlı araştırma alanlarından biridir. Derin kazı projelerinin başarılı bir şekilde tamamlanmasında temel hususlardan biri ise söz konusu kuvvetlerin analizi ve yapılara etkilerinin belirlenmesidir. Bu kapsamda, sükunetteki toprak basıncı, aktif toprak basınçları, pasif toprak basınçları ve çok sıralı destekli iksa sistemlerinde toprak basıncı teorileri ile ilgili bilgilere yer verilmiştir. Derin kazıların teşkil edilebilmesi için kullanılan kazı metotlarının belirlenmesinde dikkate alınan faktörler ve açık kazı metodu, destekli kazı metodu, top – down kazı metodu, öngermeli ankrajlı kazı metodu, zemin çivili kazı metodu, ada kazı ve anolu kazı metotlarının uygulama yöntemleri, avantajları ve dezavantajları irdelenmiştir. Tez çalışması kapsamında sunulan vaka analizi özelinde proje koşulları ve ilgili yönetmelikler doğrultusunda imal edilebilecek iksa sistemi elemanları hakkında değerlendirmelerde bulunulmuştur. Derin kazı destek sistemi elemanlarının seçiminde kritik önem arz eden hususlar sunulmuştur. İksa sistemi düşey destek elemanlarından olan diyafram duvarlar ve kesişen kazıklar ve bu elemanları yatayda destekleyen öngermeli zemin ankrajlarıyla ilgili teorik bilgiler, yapım yöntemleri ve avantajları/dezavantajları ile ilgili bilgiler sunulmuştur. Vaka analizi kapsamında ilk olarak çalışmaya konu olan proje ile ilgili genel bilgiler verilmiştir. İnceleme alanı eskiden madencilik faaliyetlerinin yürütüldüğü ve bu faaliyetlerin tamamlanmasını takiben çevrede depolanan yine madencilik faaliyetlerden çıkan zeminlerle (pasa) kontrolsüz bir şekilde doldurulmuştur. İnceleme alanında yer alan zemin/kaya tabakalarının mühendislik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla yapılan arazi ve laboratuvar deneylerinden bahsedilmiştir. Zemin araştırma çalışmalarından elde edilen veriler uyarınca, yapılara ilişkin temel kazısının saha yüzeyinden itibaren pasa birim ve sonrasında karşılaşılan yeşilimsi mavi renkli çok katı – sert kil birim içerisinde gerçekleştirilmesi öngörülmüştür. Madencilik faaliyetleri sırasında açılan çukurların uzun süre su ile dolu olduğu ve daha sonra pasa birim ile kontrolsüz bir şekilde doldurulduğu göz önüne alındığında özellikle pasa birimin suya doygun durumda olacağı ve temel kazısı sırasında ortaya çıkacak kazı aynalarının bu birim içerisinde açılan kesimlerine su basıncı etkiyeceği değerlendirilmiştir. Bu doğrultuda, genel olarak yakın dönem dolguları içerisinde teşkil edilecek temel kazısının pratik anlamda geçirimsiz olarak çevre yapılara ve yollara zarar vermeden güvenli bir şekilde yapılabilmesi için zemin koşulları ve yer altı su seviyesi göz önünde bulundurularak yatayda öngermeli ankrajlarla desteklenen kesişen kazıklardan oluşan bir iksa sistemi inşa edilmiştir. Pasa birimin kil birimlerin yoğrulmuş kayma mukavemetine sahip ve oldukça heterojen yapılı olduğu göz önüne alındığında söz konusu birimin mühendislik parametrelerinin arazi ve laboratuvar deneylerinden belirlenmesinin güç olduğu bilinmektedir. Bu sebepten dolayı, iksa sisteminin güvenliği için arazideki zeminin gerilme – şekil değiştirme ve mukavemet özelliklerinin doğru belirlenebilmesi amacıyla temel kazısı süresince periyodik olarak aletsel gözlemlerden alınan deplasman okumalarıyla sonlu elemanlar metodu ile analiz yapan Plaxis 2D'de hesap edilen deplasmanlar sürekli olarak karşılaştırılmıştır. Alınan okumalardaki deplasmanlara göre duyarlılık analizleri uyarınca her bir kazı kademesinde sistem kesitleri, kayma mukavemeti parametreleri ve deformasyon modülleri duyarlılık analizlerine bağlı değiştirilerek analiz modeli kalibrasyonu ve geri analizler gerçekleştirilmiş ve tasarım – uygulama kontrol edilip nihai kazı taban kotuna sorunsuz bir şekilde ulaşılmıştır. Tasarım ve uygulama aşamasında yapılan çalışmalar sınır koşulların projeye özgü olmasıyla birlikte derin kazı projelerinde geoteknik mühendislerinin kullanabilmesi için akış diyagramı (karar mekanizması) oluşturulmuştur. Tez çalışmasının son bölümünde yapılan çalışmaya ilişkin genel bir değerlendirmede bulunulmuştur. Başlangıçta iksa sisteminde meydana gelmesi öngörülen yatay deplasmanın kazı derinliğine oranı ‰3 (4.2cm) olacak şekilde tasarım yapılmıştır. Ancak, aletsel gözlemlerden alınan okumalarda bu oranın ‰4'e (5.6cm) çıktığı görülmüştür. Yapılan model kalibrasyonu ile uyumlu deplasmanların belirlendiği ve iksa sistemi yapısal elemanlarının iç kuvvetleri güvenli bir şekilde taşıması, model ortamındaki maksimum deplasmanların göçme sınır durumuna ulaşmaması ve çevre yapılarda herhangi bir olumsuz tesir gözlenmemesinden dolayı ilave önlem alınmadan derin kazı tamamlanmıştır. Derin kazı sistemlerinde temel kazısı sırasında aletsel gözlemlerden alınan okumaların dikkate alınarak yapılan hesapların güncel tutulmasının önemi belirtilmiştir. Bu değerlendirmeler kapsamında bundan sonra yapılacak çalışmalara ışık tutulması amacıyla bazı önerilerde bulunulmuştur.
Haliç dip tarama çamuru ve maden atığının geotekstil tüp ile susuzlaştırılması ve geoteknik mühendisliği açısından değerlendirilmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Karadoğan, Ümit ; Teymür, Berrak ; 501132302 ; Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği ; Soil Mechanics and Geotechnical Engineering

Sanayi ve kentleşmenin artmasıyla beraber birçok sektörde yüksek su muhtevasına sahip tarama çamurları ve endüstriyel atıklar oluşmaktadır. Bu atık malzemelerin su içeriğinin azaltılarak bertaraf edilmesi ve/veya yeniden kullanılması hem ekonomik hem de çevre sağlığı açısından büyük kazanımlar sağlamaktadır. Ülkemizde ve dünyada giderek artan miktarlarda oluşan bu yüksek su içeriğindeki atık malzemelerin susuzlaştırılması birçok araştırmacının dikkatini çekmiştir. Araştırmalar özellikle geotekstil ve poliakrilamid kullanılarak yapılan susuzlaştırma yöntemi üzerine yoğunlaşmaktadır. Bu yöntemde, geotekstil katı ve sıvının ayrılması için filtre görevi görürken poliakrilamid küçük daneleri bir araya getirerek oluşan floklarının daha hızlı çökelmesini sağlamaktadır. Literatürde bu yöntem çoğunlukla uçucu küller olmak üzere aynı zamanda tarama çamurları, mandıra lagünleri ve endüstriyel atıklar için kullanılmıştır. Ülkemizde son yıllarda deniz ve nehirlerin kirliliğinin azaltılması için tarama yapılarak çamur çıkarılmaktadır. Tarama sonucu ortaya çıkan atık malzemeler bertaraf için önceden belirlenen alanlara depolanmaktadır. Aynı zamanda çoğu kez denizlerden çıkarılan tarama malzemeleri tarama alanından uzağa fakat yine denize boşaltılmaktadır. Bu şekilde yapılan bertaraf sonucunda deniz ekosistemi telafisi zor bir zarar görmektedir. Dolayısıyla bu malzemelerin su içeriklerinin azaltılması ve yeniden kullanım alanlarının belirlenmesi ülke ekonomisi ve çevre riskleri açısından büyük önem arz etmektedir. Literatüre bakıldığında poliakrilamid katkılı yapılan geotekstil tüp ile susuzlaştırma çalışmalarında tüp içerisine doldurulan çamurun çok kısa bir süre içerisinde hacminde %80'lere varan azalmalar olmuştur. Dahası geotekstilden sızan suyun tekrar kullanımının veya herhangi bir arıtma yapılmadan doğal ortama doğrudan deşarjının mümkün olduğu görünmektedir. Bu çalışmada, İstanbul ilinde bulunan ve doğal liman olan Haliç'ten alınan dip tarama çamuru ve İstanbul Kemerburgaz'da bulunan agrega madeninden alınan maden atığının geotekstil ve poliakrilamid kullanılarak susuzlaştırılması ve yeniden kullanılması incelenmiştir. Bu kapsamda 11 anyonik ve 2 katyonik olmak üzere toplam 13 farklı moleküler ağırlığa sahip poliakrilamid ve susuzlaştırma uygulamalarında kullanılan bir geotekstil kullanılmıştır. Her atık malzemenin flokülasyonu için malzemeye özgü bir poliakrilamid bulunmaktadır. Bu yüzden Haliç tarama çamuru ve maden atığı için uygun poliakrilamid ve optimum dozajın belirlenmesi için Jar deneyi yapılmıştır. İlk olarak iki atık malzemenin de İTÜ Geoteknik Laboratuvarlarında endeks özellikleri bulunmuştur. Burada elek, hidrometre analizi, Atterberg kıvam limitleri deneyi ve piknometre deneyi yapılmıştır. Daha sonra, zeta potansiyel ölçümleri İTÜ MEM-TEK laboratuvarında yapılmıştır. Malzemenin zeta potansiyeli topaklaşma (flokülasyon) işleminin verimini belirleyen bir parametredir. Değer sıfıra ne kadar yakın olursa flokülant yani poliakrilamid verimi o kadar yüksek olmaktadır. Zeta potansiyeli karışımların pH değerine göre değişkenlik gösterebilmektedir. Bu yüzden takip edilmesi ve malzemenin farklı pH değerlerindeki yük dağılımı davranışının ölçülmesi gerekmektedir. Çalışmada kullanılan malzemelerde yapılan ölçüm sonucunda malzemelerin doğal pH değerleri ile flokülasyona uygun oldukları tespit edilmiştir. 13 farklı poliakrilamid aynı dozajda kullanılarak Jar deneyi yapılmıştır. Jar deneyi sonunda numunelerin çökelme hızı ve bulanıklık değerleri kaydedilmiştir. Bu noktada en yüksek çökelme hızı ile en düşük bulanıklık sonucunu veren poliakrilamid seçilmiştir. Seçilen poliakrilamidin optimum dozajının belirlenmesi için ise farklı dozajlarda Jar deneyi tekrarlanmıştır. Yapılan deney sonunda en iyi sonuçları veren poliakrilamid dozajı optimum dozaj olmaktadır. Deney sonunda görünmüştür ki, optimum dozajın üstünde poliakrilamid eklenerek yapılan Jar deneyi sonunda oluşan sıvı kısmın bulanıklık değerinde artış meydana gelmiştir. Poliakrilamid eklendiğinde küçük daneler bir araya gelerek daha büyük fiziksel yapı olan flokları oluşturmaktadır. Flok oluşumunun değişimini görmek için partikül boyut dağılımı analizleri yapılmıştır. Her iki atık malzeme için yapılan ölçümlerle görünmüştür ki, poliakrilamid eklendiğinde başlangıçtan optimum dozaja kadar partikül boyutları büyümekte ve topak yapı oluşmaktayken optimum dozajın üstüne çıkıldığında flokülasyon verimi azalmaktadır. Yüksek konsantrasyonlarda yapılan dozlamadan sonra sıvı kısmın bulanıklık değerinin artması da bu sonucu destekler niteliktedir. Seçilen poliakrilamid ve geotekstil malzemenin birlikte çalışma uygunluğunun araştırılması için laboratuvar ölçekte Hızlı Susuzlaştırma Testi (Rapid Dewatering Test, RDT) yapılmıştır. Hali hazırda kullanılan deney seti tez çalışması için mahsus modifiye edilmiştir. Modifiye deney seti bilgisayar yardımıyla düzenli veri alabilecek hale getirilmiş ve böylelikle anlık geotekstilden sızan su miktarı kaydedilmiştir. Aynı zamanda geotekstil malzeme üzerinde oluşan filtre kekinin su muhtevası da ölçülmüştür. Bu veriler ışığında poliakrilamid katkısı yapılarak geotekstil ile susuzlaştırma işleminin performansı incelenmiş ve optimum dozaj belirlenmiştir. Daha sonra üç boyutlu susuzlaştırma deneyi olan yastık tipi geotekstil bohça kullanılarak %10 katı oranında hazırlanan karışımlarda poliakrilamid katkılı ve katkısız olarak hazırlanan karışımlarla Geotekstil Tüp Susuzlaştırma Testi (Geotextile tube Dewatering Test, GDT) yapılmıştır. Geotekstil tüp susuzlaştırma deneyi (GDT) olarak adlandırılan bu deney, saha uygulamalarında kullanılan sistemin düşük hacimli bir modelidir. Poliakrilamid katkılı ve katkısız GDT sonrası oluşan sıvı faz ve filtre kekin bünyesindeki poliakrilamid kalıntısı olup olmadığını analiz etmek amacıyla Fourier-Dönüşüm İnfrared Spektrumu (FTIR) taranmıştır. Daha sonra susuzlaştırma işlemi sonunda geotekstil tüpten sızan sızıntı suyunun çevresel etkisinin incelenmesi için sızıntı suyunun su kalitesi parametreleri analiz edilmiştir. Bunun için, iyon analizlerinde ise Dionex ICS-3000 İyon Kromatografi cihazı, ağır metal ve diğer elementel analizde Perkin Elmer ICP-OES cihazı kullanılmıştır. Analizler doğrultusunda, çıkan suyun kalitesi hem ulusal hem de uluslararası içme suyu standartlarıyla karşılaştırılmıştır. Böylece doğal ortama deşarj edilecek suyun yeraltı suyuna sızma riski taşıması halinde ortaya çıkacak sonuç değerlendirilmiştir. Katkılı ve katkısız yapılan GDT sonunda tüp içerisinde oluşan filtre kekin Taramalı Elektron Mikroskobunda (SEM) farklı büyüklüklerde görüntüsü alınmış ve detaylı elementel analizleri yapılmıştır. GDT sonrası geotekstil tüp içerisinde oluşan filtre kekin mühendislik parametrelerini tespit edebilmek için Haliç dip tarama çamurunda üç eksenli basınç deneyi (UU) yapılmışken, maden atığının granüler olmasından dolayı kesme kutusu deneyi yapılmıştır. Haliç dip tarama çamuru için farklı basınç yüklemeleri altında konsolidasyonu ve permeabilite katsayısının araştırılması için permeabilite ölçümünün de yapılabileceği konsolidasyon aleti kullanılmıştır. Maden atığında yapılan GDT deneyinde iki tüplü farklı bir seçenek çalışılmış ve bu kısımda poliakrilamid kullanılmadan ilk dolumun yapılması ve daha sonra ikinci dolumda poliakrilamid eklenmesinin daha etkili ve ekonomik olduğu anlaşılmıştır. Bu sayede ilk dolumda tüp içerisinde poliakrilamidin olmadığı ham malzeme elde edilmiştir. Bu malzemenin karayolunda dolgu malzemesi uygunluğunun araştırılması için Standart Proktor deneyi ve yaş CBR deneyi yapılmıştır. Yapılan çalışmada, Haliç dip tarama çamuru ve maden atığı için geotekstil tüp ve poliakrilamid kullanılarak susuzlaştırma işleminin ekonomik ve etkili bir yöntem olduğu ortaya konmuştur. Her iki malzeme içinde yapılan filtre deneylerinde elde edilen sonuçların hem Jar deneyi hem de geotekstil tüp susuzlaştırma deneyi sonuçlarıyla ile benzerlik gösterdiği anlaşılmıştır. Haliç dip tarama çamurunun poliakrilamid kullanılmadan yapılan susuzlaştırma işleminde katı oranı %12 iken uygun poliakrilamid kullanılmasıyla katı oranı %54'e yükselmiştir. Filtrasyon verimliliğinin ise %49'dan %90.5'e kadar yükseldiği görülmüştür. Yapılan mühendislik deneyleri ile susuzlaştırma işlemi sonrası oluşan filtre kekinin mühendislik parametreleri belirlenmiştir. Tüp dışına sızan suyun kimyasal analizi yapılmış ve sızıntı suyu içerisindeki ağır metallerin miktarlarında azalma olduğu bulunmuştur. Böylelikle sızıntı suyunun deniz suyu kriterlerini sağladığı belirlenmiştir. Haliç dip tarama çamurunun geoteknik mühendisliği uygulamalarında kullanılabileceği anlaşılmıştır. Aynı şekilde maden atığı için yapılan deneylerde 1.tip susuzlaştırma işlemi yerine 2. tip susuzlaştırma işleminin yapılmasının daha ekonomik ve verimli olduğu anlaşılmıştır. 1.tip geotekstil tüp dolumuna göre geotekstil tüp miktarında yaklaşık %40 oranında tasarruf sağlanırken poliakrilamid kullanımında ise %93 oranında tasarruf sağlanmıştır. 2. tip susuzlaştırma deneyinde poliakrilamid kullanılmadan yapılan susuzlaştırma deneyinde oluşan ham malzeme üzerinde mühendislik parametrelerini belirlemek için deneyler yapılmıştır. Deney sonuçları Karayolları Teknik şartnamesi ile karşılaştırıldığında malzemenin karayollarında dolgu malzemesi olarak kullanılabileceği anlaşılmıştır. Poliakrilamid katkısız ve katkılı yapılan geotekstil susuzlaştırma deneyleri sonucunda oluşan filtre keklerinin kayma mukavemet açılarının değerleri sırasıyla 34 ve 36 olarak bulunmuştur.
İnce daneli zeminlerde deplasmana bağlı mukavemet kaybının aşırı konsolidasyon oranı ve gerilme seviyesine göre değişimi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Saltalı, Oğuzhan ; Hatipoğlu, Mustafa ; 731787 ; Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği Bilim Dalı

Dış yükler ve doğal süreçlerin etkisiyle zeminlerin maruz kaldıkları gerilmeler zemin kitlesinde şekil değiştirmelere neden olmaktadır. Zemin ortamında oluşan kayma gerilmeleri ise zeminin kendi direncine ulaştığı ya da aştığı zaman kırılma (göçme) meydana gelmektedir. Kayma mukavemeti ise zeminin dayanabileceği en büyük kayma gerilmesi olarak adlandırılmaktadır. Bu kavram ise stabilite (denge) ve deformasyon problemlerinin çözümü için önem arz etmektedir. Kayma mukavemeti kavramı deformasyon seviyesiyle ilişkilidir. İleri deformasyon seviyelerinde erişilen ve danelerin kesme yüzeyine paralel olarak yönlendiği durumda kalıcı kayma mukavemeti olarak adlandırılan sabit bir mukavemet değeri gözlenmektedir. Erişilen yüksek deformasyonla birlikte daneler arasındaki bağlar kopmakta ya da sıfıra yaklaşmakta dolayısıyla mukavemet danelerin sürtünmesiyle elde edilmektedir. Özellikle kil içeriği yüksek aşırı konsolide zeminlerin hâkim birim olarak yer aldığı şevlerin stabilite analizlerinde kalıcı mukavemet kavramı önemlidir. Laboratuvarda, kullanım olarak yaygın olan ve yüksek deformasyon seviyelerine erişilebilen bir yöntem olan Tekrarlı Kesme Kutusu Deneyi ile kalıcı kayma mukavemeti belirlenebilmektedir. Genel manada, kalıcı kayma mukavemeti mineroloji, kesme hızı ve gerilme seviyesinden etkilenmektedir. Literatürde etkisi çeşitli araştırmalara konu olmuş aşırı konsolidasyon oranı ise kalıcı mukavemeti belirgin bir etkilememekle birlikte pik mukavemeti büyük bir ölçüde etkilemektedir. Bu durumda pik ve kalıcı mukavemet arasında ciddi bir fark söz konusu olmaktadır. Bu çalışma kapsamında farklı kıvam özelliklerine sahip ince daneli zeminler standart bir numune hazırlama metodu kullanılarak belirli aşırı konsolidasyon oranlarında (1, 2, 3, 5, 7 ve 10) hazırlanmıştır. Konsolidasyon aşamasının ardından hedef aşırı konsolidasyon oranlarında hazırlanan numuneler üzerinde 50 kPa, 100 kPa ve 200 kPa gerilme altında Tekrarlı Kesme Kutusu deneyleri yapılmıştır. Numunelerin pik ve kalıcı mukavemetleri arasındaki fark/oran ile sekant açılarının aşırı konsolidasyon oranı ve gerilme seviyesine göre değişimi incelenmiştir. Zeminin kıvam limitleri ile sekant açıları ve mukavemet oranları ilişkilendirilerek pratik olarak kullanılabilecek çeşitli korelasyonlar elde edilmiştir. Sayısal analizlerle regresyon bağıntıları elde edilmiş ve farklı değişkenler arasındaki ilişkiler belirlenmiştir.

Gözat

Başlık ile LEE- Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği Lisansüstü Programı'a göz atma

Sayfa başına sonuç

Sıralama Seçenekleri