Dolgu-Konsol İstinat Duvarı-Temel Zemin Etkileşim Sisteminin Dinamik Davranışının İncelenmesi

Abstract

Betonarme konsol istinat duvarları çok farklı amaçlarla birçok inşaat mühendisliği uygulamasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yapıların zorunlu olarak aktif deprem bölgelerinde de inşa edilmelerinden dolayı deprem davranışlarının belirlenmesi son derece önemlidir. Deprem yükleri etkisi altında gerçekleştirilen yapısal çözümlemelerde yapıların genellikle zemine ankastre mesnetlendiği kabulü yapılmasına rağmen, istinat yapılarının dolgu ve temel zemini ile olan etkileşimlerinin bu yapıların deprem davranışlarını oldukça karmaşık bir probleme dönüştürdüğü bilinmektedir. Bu çalışmanın temel amacı, dolgu ve temel zemini etkileşimlerine maruz konsol bir istinat duvarının deprem davranışını incelemektir. Bu amaç doğrultusunda, öncelikle dolgu-konsol istinat duvarı-temel/zemin sistemi sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmiştir. Modellemelerde dolgu etkileşimini dikkate alabilmek için özel ara yüzey elemanları kulllanılmıştır. Yayılmaya bağlı sönüm etkilerinin dikkate alınabilmesi ve yansıma etkilerinin önüne geçilebilmesi için viskoz sanal sınırlar kullanılmıştır. Daha sonra, duvar davranışı üzerinde zemin etkileşim etkilerini ortaya koyabilmek amacıyla, beş farklı temel zemini koşulu dikkate alınarak deprem çözümlemeleri gerçekleştirilmiştir. Çözümlemelerde direkt integrasyon yöntemlerinden Newmark yaklaşımı kullanılmıştır. Çözümlemelerden elde edilen sonuçlar, konsol istinat duvarlarının dinamik davranışının zemin etkileşimleri nedeniyle önemli mertebelerde değişebileceğini göstermektedir. Anahtar kelimeler: Konsol istinat duvarı, Zemin-yapı etkileşimi, Sismik davranış

Reinforced concrete cantilever retaining walls are widely used for various purposes in civil engineering applications. Determination of seismic behavior of them is extremely important since these structures, necessarily, are constructed in active earthquake zones. In structural analyses carried out under earthquake loads, although it is generally assumed that the structures have fixed supports, it is known that the interactions of retaining walls with backfill and foundation soils convert the earthquake behavior of these structures into a fairly complicated problem. The main aim of this study is to investigate the seismic response of a cantilever retaining wall subjected to backfill and subsoil interactions. In line with this purpose, first, the backfill-cantilever retaining wall-foundation/soil system was modeled with finite element method. Special interface elements were regulated to consider backfill interaction in modeling. Artificial viscous boundaries were utilized to consider radiational effect of seismic waves and to avoid reflection. Then, in order to reveal soil interaction effects on wall response, a series of transient analysis were performed considering five different soil conditions. Newmark’s direct integration method was used in the analyses. The obtained results indicate that the dynamic response of cantilever retaining walls may change remarkably due to the soil interactions. Keywords: Cantilever retaining wall, Soil-structure interaction, Seismic behaviour