LEE- Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği-Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 5
-
ÖgeÇöp dolgusu üzerine inşa edilen çok katlı yapıda oturma kontrolü için çözüm önerileri ve kazıklı temel analizleri(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-07-14)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.
-
ÖgeTarihi yapıların yer aldığı Bursa ili hanlar bölgesi için bir sismik tehlike analizi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-10)Bursa ili tarihi yapıların yer aldığı Hanlar Bölgesi'nin sismik tehlikesi değerlendirilmiş, bölgeye ait elastik ivme spektrumları ile deprem yüklerinin hesaplanılarak depremden kaynaklanan yapı hasarlarının azaltılması amaçlanmıştır. Yapılan bu çalışma Bursa ili Hanlar Bölgesi için olasılıksal sismik tehlike analizi ve sahaya özel zemin davranış analizlerini kapsamaktadır. Yapılan analizlerde 50 yılda aşılma olasılığının %10 (tekrarlanma periyotu 475 yıl) olan DD-2 deprem yer hareketi ve %5 sönüm oranına göre analiz yapılmıştır. Bursa ilinde yer alan Ulu Camii merkez kabul edilerek 100 km yarıçaplı dairesel bir alanda meydana gelmiş deprem kayıtları (4.0≤M) dikkate alınmıştır. İnceleme bölgesi için yapılan olasılıksal sismik tehlike analizleri R-CRISIS v18.4.2 yazılımı kullanılmıştır. Bölgeye uygun olan Campbell-Bozorgnia 2008 NGA (CB2008) ve Chiou and Youngs 2008 NGA (CY2008) yer hareketi azalım ilişkileri kullanılmıştır. TBDY 2018'e göre inceleme alanıyla benzer özelliklerde ve tasarım spektrumuna yakın değerlerde 11 adet deprem kaydı PEER NGA Veri Bankası web sayfası aracılığıyla yapılmıştır. Zaman tanım alanında basit ölçeklendirme yöntemi ile ölçeklendirilmiştir. Sahaya özel zemin davranış analizi 11 adet deprem kaydı kullanılarak DeepSoil v7 yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Bu analiz ile yerel zemin koşullarının zemin büyütmesine etkisi incelenmiş olup her bir spektral periyot değeri için zemin büyütmesi oranları belirlenmiştir.
-
ÖgeKayaya soketli kazıkların farklı yöntemlerle taşıma kapasitelerinin belirlenmesi: Bir vaka analizi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-12-16)Hızla artan nüfus, barınma ihtiyacının artmasına yol açmaktadır. Özellikle büyük şehirlerde belli bir yer ölçümü ile maksimum insanın temel ihtiyaçlarını karşılayabilmek adına çok katlı yüksek yapılar inşa edilmektedir. Üst yapının güvenliği açısından bu çok katlı ağır yapıların dayanımının yanında üzerine oturduğu zeminin de dayanımının yeterli olması gerekmektedir. Zemin de doğada bulunan her malzeme gibi yük altında şekil değiştirmekte ve göçmektedir. Zeminin taşıma kapasitesinin belirlenmesi adına geoteknik mühendisliğinde birçok çalışma yapılmış ve hesaplama yöntemleri geliştirilmiştir. Bu taşıma gücü hesapları sonunda zeminin üst yapı yüklerini taşıyamayacağı ön görüldüğü takdirde zeminin taşıma kapasitesini arttırmaya yönelik ya da üstyapı yüklerini daha derinde bulunan sağlam tabakalara aktarmaya yönelik ek önlemler alınmaktadır. Bu ek yöntemlere örnek, zemin iyileştirilmesi ya da derin temel inşa edilmesidir. Kazıklar, derin temellerin uygulamada en yaygın kullanılan tipleridir. Kazıklı temellerin tasarımı için günümüze kadar birçok farklı hesap yöntemi geliştirilmiştir. Bu hesap yöntemlerinde yapılan kabuller ve kullanılan malzeme özellikleri, derin temel sisteminin güvenliği, uygunluğu ve maliyeti açısından önem arz etmektedir. Saha koşullarının doğru modellenmesi ile kazık kapasitelerinin gerçeğe yakın bir şekilde hesaplanması, geoteknik mühendisliğinin en önemli konuları arasında gelmektedir. Bu nedenle sahada yapılan kazık yükleme deneylerinden elde edilen sonuçlar hem kazık kapasitesinin belirlenmesini hem de hesaplarda yapılan kabullerin kontrolünü sağlamaktadır. Kazıklı temeller; çok katlı yapılar, köprüler gibi ağır yapıların altında yaygın olarak kullanılsalar da yüksek olmayan yapılarda da zemin koşullarının elverişsiz olması nedeniyle uygulanmaktadır. Çok gevşek siltli, kumlu zeminlere inşa edilen alçak yapılar altında da derin temeller görünmektedir. Çöl, bataklık alanları, deniz dibinden taranarak elde edilmiş ve sıkıştırılmadan yığın haline getirilerek elde edilen dolgular bu tür zeminlere örnek olarak gösterilebilmektedir. Katar'da bulunan Doha Limanı da bu yöntemle elde edilmiş yapay bir dolgu üzerine kurulmaktadır. Limanın bir parçası olan Büyük Terminal projesinin temel kazıkları 16 metre kum tabakasından sonra zayıf ve parçalı kaya tabakasına soketlenmiştir. Projedeki kazıkların çapları sabit olduğundan, kazık yükleme deneylerinin kullanılabilir sayıda olmasından ve zemin profilinin neredeyse uniform dağılış göstermesinden, bir başka deyişle; değişken faktörünün azlığından dolayı Büyük Terminal Binası – Doha Limanı – Katar Projesi vaka analizi çalışması için uygun görülmüştür. Kazıkların kapasitelerinin belirlenmesinde, kaya tabakalarının tek eksenli basınç deneyinden elde edilen mukavemet değeri kullanılarak, ampirik yöntemlerden yararlanılmıştır. Buna ek olarak kazık yükleme deneyleri, bilgisayar ortamında Plaxis 2D ve Plaxis 3D ile modellenmiş ve sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yük altındaki şekil değiştirmeleri incelenmiştir. Elde edilen yük – şekil değiştirme grafiğinden teğet yöntemi kullanılarak taşıma kapasiteleri belirlenmiştir. Son olarak sahada uygulanan kazık yükleme deneylerinden elde edilen yük – şekil değiştirme grafiği üzerinde yorumlama yöntemlerinden Chin ve Decourt metodu uygulanarak elde edilen kazık kapasiteleri hem ampirik yöntemlerle hem de sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen kapasiteler ile kıyaslanmıştır. Ampirik yöntemler ve sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen kazık kapasiteleri de kendi içlerinde kıyaslanmıştır. Buna ek olarak göçme davranışı göstermeyen çevrimli yükleme deneylerinin yorumlanmasında yeni bir yöntem üzerine çalışılmış, bu yöntem diğer yorumlama yöntemleri ile karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, yükleme arttıkça ampirik yöntemlerin ve sonlu elemanlar yönteminin yükleme deneyi sonuçlarına daha yakın sonuçlar verdiği, yükleme azaldıkça kazık lineer elastik bölgede şekil değiştirme davranışı gösterdiğinden, yorumlama yöntemlerinin daha az kapasite hesaplamaya neden olduğu sonucuna varılmaktadır. Ampirik yöntemlerden elde edilen tüm nihai taşıma kapasiteleri incelendiğinde, mertebe farkının çok fazla olduğu gözlendiğinden, ön tasarım aşamasında saha koşullarını yansıtan yöntemin seçilmesinin önemi bu çalışma ile bir kez daha vurgulanmıştır. Ayrıca kazıkların optimum tasarımının yapılması için öneriler sunulmuştur.
-
ÖgeDerin zemin karıştırma kolonlarının yol dolgusu altındaki kohezyonlu ve kohezyonsuz zeminlerin düşey deplasmanı üzerindeki etkisinin incelenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-27)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.
-
ÖgeDerin vibro kompaksiyon yönteminin enerji tabanlı olarak değerlendirilmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-01-18)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.