LEE- Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği-Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 6
-
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.
-
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.