DÜŞÜK MALİYETLİ BİR BENDER ELEMAN DÜZENEĞİ TASARIMI VE GELİŞTİRİLMESİ

Transkript

1 DÜŞÜK MALİYETLİ BİR BENDER ELEMAN DÜZENEĞİ TASARIMI VE GELİŞTİRİLMESİ DESIGN AND DEVELOPMENT OF A LOW COST BENDER ELEMENT SETUP Nihat DİPOVA* 1 ABSTRACT Bender elements are polarized, piezoceramic elements used as binary consoles. While one element conducts a mechanical shear wave to the soil, the other perceives this wave and converts it into an electrical signal. It is thus possible to calculate the shear wave velocity which can be used to calculate the small deformation shear modulus. Function generator is used for input wave function and oscilloscope is used for determining time difference between input and output signals. Bender element systems are quite expensive, a limited number of research institutions can have this system. The oscilloscope and the signal generator are usually overly costly as they have features over the need. In this study; The design and development process of a low cost and innovative bender element system will be described. The frequency range used in the Bender element is audible audio frequency and low cost systems can be installed using this level of equipment. The oscilloscope is a hardware that senses voltage-time variation as analog signal. The low frequency voltage change can be transferred directly to the computer by converting to digital. Software-generated functions can be used instead of the function generator by converting them into analog voltage-time variations. In the scope of the study, an electronic hardware was created to record the input and the output signals. Generally used piezoceramics are high cost because they have frequency values above the frequency range used in geotechnics. Apart from being very low cost, piezoceramics produced for the frequency range of 0-20 khz, which have a long lifetime since they are equipped copper reinforcement, have been used in the setup. Ceramics are covered in three layers in order to prevent crosstalk in wet soils. Performing laboratory tests on clayey soils, traditional setups and newly developed setup was compared. Key words: Bender element, Design and development, Piezoceramic, Shear wave velocity ÖZET Bender elemanlar, ikili konsol piezoseramik elemanlardır. Bir eleman zemine mekanik bir kayma dalgası iletirken, diğeri ise bu dalgayı elektrik sinyaline dönüştürür. Böylece küçük deformasyon kayma modülünü hesaplamak için kullanılabilecek kayma dalgası hızı belirlenir. Giriş dalgası fonksiyonu için fonksiyon jeneratörü, giriş-çıkış sinyalleri arasındaki zaman farkını belirlemek için ise osiloskop kullanılmaktadır. Bender eleman sistemleri oldukça pahalı olduğundan sınırlı sayıda araştırma kurumunda bulunmaktadır. Osiloskop ve sinyal jeneratörü genelde ihtiyaç duyulanın üzerinde özelliklere sahip olduklarından aşırı * 1 Doç.Dr., Akdeniz Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, ndipova@akdeniz.edu.tr 149

2 maliyetlidir. Bu çalışmada; düşük maliyetli ve inovatif bir bender eleman sisteminin tasarım ve geliştirme süreci anlatılacaktır. Bender elemanda kullanılan frekans aralığı işitilebilir ses frekansı aralığında olup bu düzeydeki donanımlar kullanılarak düşük maliyetli sistemler kurulabilir. Osiloskop gerilim-zaman değişimini analog olarak algılayan donanımdır. Alıcıdaki gerilim değişimi bir sayısal veriye dönüştürülerek, osiloskop kullanımına gerek kalmadan, bilgisayara doğrudan aktarılabilir. Yazılımsal olarak üretilmiş fonksiyonlar analog gerilim-zaman değişimi haline dönüştürülerek fonksiyon jeneratörü yerine kullanılabilir. Çalışma kapsamında bir elektronik donanım oluşturularak giriş sinyalinin üretilmesi ve çıkış sinyalinin kaydedilmesi sağlanmıştır. Genellikle kullanılan piezoseramikler geoteknikte kullanılan frekans aralığının üzerinde frekans değerlerine sahip olduğundan yüksek maliyetlidir. Düzenekte, çok düşük maliyetli olmaları dışında bakır donatılı olduğundan ömürleri de uzun olan 0-20kHz frekans aralığı için üretilen piezoseramikler kullanılmıştır. Nemli zeminlerde çapraz girişimin önlenmesi amacıyla seramikler üç katman halinde kaplanmıştır. Killi zeminler üzerinde testler yapılarak, geleneksel düzenek ve geliştirilen düzenek karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Bender eleman, kayma dalgası hızı, piezoseramik, tasarım ve geliştirme 1. GİRİŞ Zeminlerde küçük birim deformasyon, dinamik yük altındaki zemin davranışının belirlenmesi ve tünel kazılarında yüzey oturmalarının hesaplanması sırasında gerekmektedir. Küçük birim deformasyonların ölçümü, numunenin gerilme-deformasyon ilişkisinin belirlendiği konvansiyonel tek eksenli ve üç eksenli deneylerde, komparatörler veya doğrusal değişken diferansiyel dönüştürücüler (LVDT) gibi araçlarla belirlenmesi mümkün değildir (Holtz ve diğ., 2011). Dış deformasyon ölçümünden kaynaklanan hataların görmezden gelinmesi, modül ve zemin rijitliğinin önemli oranda düşük tahmin edilmesine yol açabileceğinden, küçük birim deformasyonlar lokal olarak numune üzerinden ölçülmelidir. Lokal deformasyon ölçümlerinde, minyatür LVDT ler, temassız mesafe sensörleri, Hall etkisi sensörleri, esnek kirişli deformasyon sensörleri ve görüntü analizi teknikleri kullanılmaktadır (Scholey ve diğ., 2011). Dolaylı yoldan küçük deformasyon modülü ölçümü amaçlı olarak piezoelektrik bender elemanların kullanımı özellikle bilimsel araştırmalarda yaygınlaşmıştır. Shirley (1978) tarafından literatüre kazandırılan yöntem, sonraki yıllarda birçok araştırmacı (Dyvik ve Madshus, 1985; Brignoli ve diğ., 1996; Kumar ve Madhusudhan, 2010; Lee ve Santamarina, 2005; Leong ve diğ., 2005; Lings ve Greening, 2001; Marjanovic ve Germaine, 2013; Viggiani ve Atkinson, 1995) tarafından çalışılmıştır. Bender elemanlar ikili konsollar halinde kullanılan, kutuplanmış, piezoseramik elemanlardır. Bir eleman elektrik yükü tahriki ile zemine mekanik bir kayma dalgası iletirken, diğeri ise bu dalgayı algılar ve çıkış elektrik sinyaline dönüştürür. Bu işlem, küçük deformasyon kayma modülünü (G) hesaplamak için kullanılabilecek kayma dalgası hızının (V s ) hesaplanmasına olanak tanır. Piezoseramik bender eleman üretiminde yaygın olarak PZT (Lead zirconate titanate) kullanılmaktadır. Uzunluğu 6 32 mm, genişliği 6 15 mm, kalınlığı mm arasında, zemin içine giren uzunluğu ise 3 10 mm arasında değişim göstermektedir (Şekil 1-A). Kayma dalgası hızının belirlenmesi için deney düzeneğinde bender elemanların dışında, giriş sinyalini üreten sinyal jeneratörü ve giriş-çıkış sinyalleri arasındaki zaman farkını belirlemek için osiloskop gerekmektedir (Şekil 1-B). 150

3 A Şekil 1. A) Piezoelektrik Bender Eleman, B B) Geleneksel Bender Eleman Düzeneği Bender eleman sistemleri oldukça pahalı olduğundan, sınırlı sayıda araştırma kurumu sahip olabilmektedir. Osiloskop ve sinyal jeneratörü genelde ihtiyaç duyulanın üzerinde özelliğe sahip olduklarından aşırı maliyetlidir. Bender eleman uygulamalarında kullanılan frekans aralığı işitilebilir ses frekansı aralığında (audio level) olup ses amaçlı kullanılan donanımlar kullanılarak düşük maliyetli sistemler kurulabilir. Osiloskop gerilim-zaman değişimini analog olarak algılayan donanımdır. Yüksek maliyetli osiloskopların bir kısmında bilgisayar bağlantısı olmadığından sadece görüntü kaydına izin verir. Oysa düşük frekanslı gerilim değişimi bir ses işlemcisi ile sayısal veriye dönüştürülerek (ADC) bilgisayara doğrudan aktarılabilir. Fonksiyon jeneratörü yerine ise, yazılımsal olarak üretilmiş fonksiyonlar analog voltaj-zaman değişimi haline dönüştürülerek bender elemana uygulanabilir. Pahalı bender eleman sistemlerinde kullanılan piezoseramikler çoğunlukla geoteknikte kullanılan frekans aralığının üzerinde frekans değerlerine sahip olduğundan yüksek maliyetlidir. Düşük frekanslı piezoseramikler çok düşük maliyetli olmaları dışında bakır donatılı olduğundan ömürleri de uzundur. Bu çalışmada düşük maliyetli ve inovatif bir bender eleman sisteminin tasarım ve geliştirme süreci anlatılacaktır. 2. TASARIM VE GELİŞTİRME SÜRECİ Tasarım ve geliştirme süreci 3 aşamadan oluşmaktadır; i) Elektronik donanımın oluşturulması, ii) Piezoseramiklerin hazırlanması, iii) Uygun yazılım seçimi. Bender elemanda kullanılan frekans aralığı işitilebilir ses frekansı aralığında (0-20 khz, genellikle 0-7 khz) olup ses amaçlı kullanılan donanımlar kullanılarak düşük maliyetli sistemler tasarlanması mümkündür. Gerilim-zaman değişimini analog olarak algılayan ve bu değişimi ekranda gösteren aygıtlara osiloskop denilir. Elektronik mühendisliği uygulamaları için üretildiğinden frekans aralığı çok yüksektir. Günümüzde yaygın olarak Mhz frekans aralığında yüksek maliyetli osiloskoplar üretilmekte olup, bunların bir kısmında bilgisayar bağlantısı bulunmaz ve sadece görüntü kaydına izin verirler. Düşük frekanslı gerilim değişimi analiz edileceğinde, bu değişim bir ses işlemcisi ile sayısallaştırılarak bilgisayara doğrudan aktarılabilir. Kişisel bilgisayarların tümünde bulunan ses kartları da esasında bir analog dijital çeviriciden ibarettir. Günümüzde yaygın olarak kullanılan standart ses kartları bit çözünürlükte olup, Hz örnekleme aralığına sahiptir. 151

4 Fonksiyon jeneratörünün görevi ise giriş sinyalini sinüs, basamak veya keyfi tanımlı (arbitrary) bir fonksiyonla üreten zamana bağlı gerilim değişkeni üretecidir. Standard fonksiyon jeneratörleri analog aygıtlardır. Benzer fonksiyonda sinyallerin yazılımsal olarak üretilip sonradan analoga çevrilmesi de mümkündür. Geliştirilen düzenekte yazılımsal olarak üretilmiş fonksiyonlar bir mikroişlemci üzerinden analog voltaj-zaman değişimi haline dönüştürülmüştür. Bu amaçla ATmega328 tabanlı bir mikrodenetleyici olan bir geliştirme platformu (development board) kullanılmıştır. Mikroişlemci içine bir kod yazılarak programlanmış, tanımlanan fonksiyon üretilmiş ve analog voltaj - zaman değişimi haline dönüştürülmüştür. Bu aşamada sinyal koşullandırmasına ihtiyaç duyulmuştur. Mikro işlemcinin çıkışı 5 Volt ile sınırlı olup, bu seviye bender elemanın tahriki için yeterli olmadığından yükseltici devre (amfilikatör) kullanılarak yeterli seviyelere yükseltilmesi mümkün olmuştur (Şekil 2). Bilgisayar giriş çıkışları ise 1 volt ile sınırlı olduğundan bilgisayara giriş sinyalinin genliğinin düşürülmesi gerekmiştir. Şekil 2. Geliştirilen Deney Setinin Şematik Gösterimi Bilgisayar ses kartları, insan kulağının duyabileceği ses frekans aralığına uygun tasarlanmıştır. Ortalama bir ses kartı Hz frekansa kadar, gelişmiş olanları ise Hz e kadar sinyal işleyebilmektedir. Deney setinin giriş sinyalleri 2 kanallı konektör ile bilgisayara aktarılmaktadır. Bu girişlerinden alınan sinyallerin, donanıma zarar vermemesi için voltaj düşürücü bir devre tasarlanmıştır. Koruyucu devre, Ohm kanununa dayalı basit bir voltaj bölücüdür (Şekil 3). Devrenin X1 girişinden verilen 5V sinyal bölünerek X2 çıkışından azaltılmış voltaj halinde bilgisayara girişi sağlanmıştır. Şekil 3. Ohm Kanununa Dayalı Voltaj Bölücü Devre ile Sinyal Genliği Düşürme Alıcı bender eleman, zemin numunesini kat eden kayma dalgasını titreşim olarak algılar, bu titreşimin sebep olduğu deformasyon nedeniyle (piezoelektrik etki) analog gerilim üretir. Bu gerilim milivolt düzeyinde olduğu için, sinyal işleme yazılımı tarafından algılanabilmesi için yükseltilmesi gerekir. Düzenekteki ikinci yükselticisi bu amaçla gerekli olmuştur. Düzenekte birden fazla devre kablolarla bağlanmış olduğundan ortamda önemli miktarda elektromanyetik alan bulunmaktadır. Sinyallerin karışmaması ve gürültünün engellenmesi 152

5 için, bender elemanları devreye ve bilgisayara bağlayan hatlarda, koaksiyel kablo kullanılmış, bağlantılar ise BNC konektörle sağlanmıştır. Bu yolla çevresel gürültülerin toplanarak topraklama hattına aktarılması ve gürültünün azaltılması sağlanmıştır. Buna rağmen az miktarda bir gürültü kalmış olmasına rağmen bu gürültü de yazılımsal olarak giderilmiştir. Geliştirilen donanımın amacı, işlemciye ulaşan giriş ve çıkış sinyalleri arasındaki zaman farkının bulunması olduğundan, donanım içindeki modüllerin ilave bir gecikmeye (delay) yol açıp yol açmadığının belirlenmesi gerekmektedir. Bu amaçla, modüllerin giriş ve çıkışları osiloskopa iki ayrı kanal olarak bağlanarak, giriş-çıkış sinyalleri incelenmiş ve bir gecikme oluşmadığı görülmüştür. Ayrıca, analog dijital çeviricide oluşan ve sinyal kalitesini etkileyen gürültüden dolayı analog sinyal analizinde kısıtlamalar oluşmaktadır. Buna ilave olarak topraklanmamış kısa mesafe kablolar üzerinde elektromanyetik alandan oluşacak gürültü ve harmonik bozulmalar, analog sinyal örneklenmesi sırasında oluşan diğer problemlerdir. Donanıma has bu bozulmaların da yazılımsal olarak giderilmesi gerekmiştir. Pahalı bender eleman sistemlerinde kullanılan piezoseramikler çoğunlukla geoteknikte kullanılan frekans aralığının üzerinde frekans değerlerine sahip olduğundan yüksek maliyetlidir. Bu piezoseramiklerin bir kısmı donatısız ve sadece seramikten imal edilmiş olup kırılma riski yüksek, ömrü kısa malzemelerdir. Başlangıç yatırımı dışında zamanla yenilenmeleri gerekebilir khz aralığında ses sistemleri için üretilen piezoseramikler ise çok düşük maliyetli olmaları dışında bakır donatılı olduğundan ömürleri uzundur. Ancak istenilen boyutta piezoseramik temin etmek mümkün olamadığından, hassas bir kesim düzeneği geliştirilmiş ve boyutlandırma sağlanmıştır (Şekil 4A). Doygun zeminlerde çapraz girişimin (crosstalk) önlenmesi amacıyla bender elemanlar üç katman halinde kaplanmıştır. Sıvı akrilik kaplamadan oluşan birinci katman gerilimin dışarı kaçağını önlemek amacıyla yapılmıştır. Bu katmanın üzerine gümüş iletken boya uygulanıp topraklanarak Faraday kafesi oluşturulmuş (Şekil 4B), zeminden aktarılabilecek gerilim kaçağının toprağa aktarılması ve seramiklere ulaşmaması sağlanmıştır. En üst katman ise hem elektriksel izolasyon hem de iç katmanların sürtünme ile zarar görmesini önlemek amacıyla uygulanan akrilik kalıptır. Çift komponentli olan akrilik malzeme, döküm sırasında likit olup zamanla katılaşmaktadır. Bender elemanların içine gömüleceği platenler ise yine akrilik döküm olarak üretilmiştir. Bu amaçla disk geometrili bir kalıp hazırlanmış, kalıbın ortasında bender eleman montajı için yarık bırakılmış (Şekil 4C), çevresine akrilik döküm yapılarak işlem tamamlanmıştır (Şekil 4D). Düzeneğin deneye hazır görüntüsü Şekil 5'te sunulmaktadır. A B C D Şekil 4. A) Hassas Kesim Düzeneği, B) Gümüş İletken Kaplama ile Oluşturulmuş Faraday Kafesi, C) Platen İçin Kalıp, D) Kalıba Döküm Yapılması 153

6 A B C Şekil 5. A) Elektronik Donanım, B) Bender Eleman, C) Tüm Set Bilgisayara girişi yapılan analog sinyaller üzerinde analize olanak sağlayan çok sayıda sinyal işleme yazılımı bulunmaktadır. Ses kayıtları üzerinde düzenlemeler yapmak için kullanılan yazılımlar da esasında birer sinyal işleme yazılımlarıdır. Bunlar içinde Cool Edit Pro (Syntrillium Software Corp., 2002) kullanılan programlar içinde en popüleridir (Son sürümü Adobe firması tarafından satın alınıp Adobe Audition adını almıştır). Geniş frekans aralığındaki sinyallerin karşılaştırılması, birleştirilmesi ve spektrum analizleri gibi güçlü sinyal işleme yeteneklerine sahiptir. Öğrenmesi ve kullanması, osiloskop yazılımlarına göre daha kolaydır. Sinyallerin genlik-zaman verileri grafik olarak görüntülenebildiği gibi kayıt edilmesi de mümkündür. Bu kayıtlar üzerinde gürültü temizleme ve istenmeyen frekans aralığındaki verilerin filtrelenmesi mümkündür (Şekil 6). Verilerin başka formatlarda (xls, dat, txt) da saklanabilmesi de, başka yazılımlarla ilave işlemler yapılabilmesine olanak sağlamaktadır. Şekil 6. Yazılımsal Filtreleme İşlemi; Sinyali Bozan Çevresel Gürültü (Üstte), Gürültüden Arındırılmış Sinyal (Altta) 154

7 Verici bender elemana gönderilecek fonksiyonun sinyal işleme programı tarafından da üretilmesi mümkündür. Cool Edit Pro yazılımının içinde keyfi (arbitrary) fonksiyon üretme modülü bulunmaktadır. Çalışmalar sırasında bu yol denenmesine rağmen, üretilen bu dijital fonksiyonun analog sinyale çevrilmesi sırasında standard olmayan bir zaman gecikmesine sebep olduğu anlaşılmış ve giriş-çıkış sinyali zaman farkının doğru olarak ölçülmesi mümkün olamamıştır. Bunun yerine, yazılımsal olarak üretilmiş bir fonksiyon bir mikroişlemci üzerine gömülmüş, verici bender elemana gönderildiği hattan paralel çıkışla analog dijital çeviriciye ulaştırılmıştır. Bu amaçla Arduino geliştirme platformuna yüklenmek üzere, C++ dilinde kısa bir kod yazılmıştır. Tahrik sinyali fonksiyonu olarak basamak (step) sinyal seçilmiştir. Basamak sinyal tüm frekansları içerdiğinden, sinus fonksiyonunda olduğu gibi önceden bir resonant frekans belirlenmesine gerek olmamaktadır. Tahrik keskin bir voltaj çıkışı ile sağlandığından, alıcı bender elemandaki tepki de daha net çıkmaktadır (Lee ve Santamarina, 2005). Basamak sinyali için gerekli yazılımın kolay ve kısa olması da bu tercihi güçlendirmiştir. 3. DENEYSEL ÇALIŞMALAR Geliştirilen düzeneğin performans testi için standart bir bender eleman sistemi kullanılarak paralel deneyler yapılmıştır. Yapılan paralel deneylerde Controls marka 28-WF4057/B modeli 50mm çapında platen içine monte edilmiş bender elemanlar, SIGLENT SDS1102CNL modeli 2 kanallı donanımsal filtreli 100Mhz osiloskop ve UNI-T UTG9005C 5MHz fonksiyon jeneratörü kullanılmıştır (Şekil 7). Şekil 7. Paralel Testlerde Kullanılan Orijinal Deney Seti Karşılaştırma deneyleri Antalya dan temin edilen doğal numunelerde (Antalya kırmızı killeri ve Boğaçay gri killeri) gerçekleştirilmiştir. Bu aşamada amaç sadece düzeneklerin karşılaştırılması olduğundan, numunelerin geoteknik özellikleri detayına girilmemiştir. İleriki dönemde, farklı zemin sınıflarından numuneler üzerinde daha kapsamlı deneysel çalışmalar gerçekleştirilecektir. 155

8 Orijinal düzenekte kullanılan osiloskopta filtreleme özelliği olduğundan iki sinyal arasındaki zaman farkının ölçüldüğü ekran görüntüsünün kaydı alınmıştır. Geliştirilen düzenek ve PC yazılımı ile yapılan deneylerde ise ham kayıtlar alındıktan sonra gürültü (noise) filtreleme işlemi yazılımsal olarak gerçekleştirilmiş. Tahrik sinyali olarak basamak sinyal kullanıldığında, geri dönüş zaman farkı için geri dönüş sinyali üzerinde hangi bölgenin kullanılacağı konusunda farklı yaklaşımlar vardır. İlk sapmanın geri dönüş ibaresi olmadığı ve bu sapmanın yakın alan etkisinden (near field effect) kaynaklandığı kabul edilmektedir. Kayma dalgası geri dönüş zamanı ise ilk çukur ile ilk sıfır kesişimi arasında olduğu ifade edilmektedir (Şekil 8'de B-C arası). Osiloskop ölçümlerinde 2 ayrı ölçme seçeneği olduğundan (imleç ve tetikleme) hem B hem de C noktası baz alınarak zaman farkı ölçümü yapılmıştır. Yeni düzenek ve yazılımsal ölçümde ise C noktası için zaman farkı ölçülmüştür. Şekil 8. S Dalgası Geri Dönüş Zamanı İçin Konumlar Aynı numune üzerinde hem geliştirilen düzenekle, hem de orijinal düzenekle yapılan deneylere ait sonuçlar Şekil 8 de sunulmaktadır. Şekilden de görüldüğü üzere sinyaller arasındaki zaman farkı ölçümleri birbirine çok yakın sonuçlar vermiştir. Kırmızı kil için iki orjinal düzenekte C noktası zaman farkı 450 s iken yeni düzenekte 447 s olarak bulunmuştur. Gri kil için ise değerler; 180 s ve 188 s dir. Bu farkların kayma dalgası hızlarına yansıması ise kırmızı kil için 1,2 m/s, gri kil için ise 16 m/s dir. Bu düşük zaman farkları aynı cihaz ve aynı numune üzerinde yapılacak tekrarlı deneylerde karşılaşılabilecek düzeyde olup, numune-sensör temas farklılıklarından kaynaklanmış olabileceği düşünülmektedir. Ayrıca kullanılan kablo ve bağlantı elemanlarının da elektromanyetik alan girişimi yaratabileceği göz önüne alındığında, bir miktar fark oluşabileceği kabul edilebilir. Çalışmanın devamında bu hususlar ayrıntılı bir şekilde çalışılacaktır. 156

9 Orjinal düzenek Geliştirilen düzenek Gri kil Kırmızı kil Şekil 8. Kırmızı Kil ve Gri Kil Numune Üzerinde Yapılan Karşılaştırma Deneyleri 4. SONUÇLAR Bender eleman deneyleri işitilebilir frekans aralığında yürütülmektedir. Buna rağmen genellikle daha geniş bant aralığında donanımlar kullanılmakta ve yüksek maliyetler ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada, bender eleman sinyallerini algılayacak ve işleyecek düşük maliyetli bir deney düzeneği tasarlanmıştır. Veri toplama amacıyla bir donanım geliştirilmiş, sinyallerin işlenmesi amacıyla da Cool Edit Pro yazılımı kullanılmıştır. Geliştirilen düzeneğin performans testi ve doğrulaması için standart bir bender eleman sistemi kullanılmıştır. Killi numuneler üzerinde hem geliştirilen düzenekle hem de orijinal düzenekle yapılan deneyler sonucunda sinyaller arasındaki zaman farkı ölçümlerinin birbirine yakın olduğu görülmüştür. Düşük zaman farklarının, numune-sensör temas farklılıklarından veya kullanılan kablo ve bağlantı elemanlarının manyetik alan girişiminden kaynaklanmış olabileceği düşünülmektedir. Çalışmanın devamında bu hususlar farklı zemin sınıfından numuneler üzerinde detaylı bir şekilde araştırılacaktır. Geliştirilen düzeneğin pratik, küçük hacimli ve kullanımı kolay olmasının yanı sıra en büyük avantajı düşük maliyeti olmuştur. Kurulumu yazar tarafından yapılan düzeneğin maliyeti 50 $ ile sınırlı kalmıştır. Elektronik uzmanlığı gerektirmeden, her mühendisin sahip olduğu temel fizik bilgileri ve temel bilgisayar yeteneği ile oluşturulabilecek bir düzenek olması, özellikle sınırlı bütçeli projelerde geoteknik mühendislerine alternatif bir çözüm olanağı sağlayacaktır. 157

10 KAYNAKLAR [1] Holtz, R. D., Kovacs, W. D. and Sheahan, T. C. (2011), "An Introduction to Geotechnical Engineering", 2nd edition. Pearson, New Jersey [2] Scholey, G. K., Frost, J. D., Lo Presti, D. C. F. and Jamiolkowski, M. (1995), "A review of instrumentation for measuring small strains during triaxial testing of soil specimens, Geotechnical Testing Journal, Vol 18, [3] Shirley, D. J., (1978), An improved shear wave transducer, Journal of Acoustic Society of American, Vol 63(5), [4] Dyvik, R. and Madshus, C. (1985), "Laboratory measurement of Gmax using bender elements, The ASCE Annual Convention, pp , Detroit, [5] Brignoli, E. G. M., Gotti, M. and Stokoe, K. H. (1996), "Measurement of shear waves in laboratory specimens by means of piezoelectric transducers", Geotechnical Testing Journal, Vol 19, [6] Kumar, J., and Madhusudhan, B. N. (2010), "A note on the measurement of travel times using bender and extender elements", Soil dynamics and Earthquake Engineering, Vol 30, [7] Lee, J.-S. and Santamarina, J.C. (2005), "Bender element, performance and signal interpretation", J. Geotech. Geoenviron. Eng., Vol 131(9), [8] Leong, E.C., Yeo, S.H., and Rahardjo, H. (2005), Measuring shear wave velocity using bender elements, Geotechnical Testing Journal, ASTM, Vol 28(5), [9] Lings, M. L., and Greening, P. D. (2001), A novel bender/extender element for soil testing, Geotechnique, Vol 51(8), [10] Marjanovic, J., and Germaine, J. T. (2013), "Experimental study investigating the effects of setup conditions on bender element velocity results", Geotechnical Testing Journal, Vol 36(2), [11] Viggiani, G., and Atkinson, J.H. (1995), The interpretation of the bender element tests, Geotechnique, Vol 45(1), [12] Syntrillium Software Corp. (2002), "Cool Edit Pro V.2 User s Manual". Syntrillium Software Corp., San Jose, CA. 158