LEE- Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği-Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 8
-
ÖgeDerin kazılarda duvar ve zemin deplasmanlarına etki eden faktörler(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-27)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.
-
ÖgeGeliştirilmiş geçirimsiz saydam laminer zemin konteyneri tasarımının mekanik özelliklerinin ve dinamik etki altında zemin deney numunesinin tasarımı(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-01-18)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.
-
ÖgeFarklı rijitliklere sahip zeminlerde yapı-tünel etkileşimi sonucu tünel tesirlerinin ve yüzey oturmalarının tahmini(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-11-07)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.
-
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.