Arayüz Etkileşimi. Gökhan Baykal

Transkript

1 Arayüz Etkileşimi Gökhan Baykal

2

3 Sorular Arayüz kayma parametreleri içsel sürtünme açısından tahmin edilebilir mi? Nasıl belirlenebilir? Arayüz kayma mukavameti parametreleri iyileştirilebilir mi?

4 Arayüzey Tipleri Zemin / Beton Zemin / Çelik Zemin / Ahşap Zemin / Polimer Zemin / Kaya Zemin / Cam Kaya / Kaya Kaya / Beton Zemin / Çöp Çöp / Polimer Beton / Polimer Polimer / Polimer

5 Zemin-Beton Arayüzeyi Çakma Kazıklar Fore Kazıklar İstinat Duvarları Kesonlar Zemin Ankrajları Bina Temelleri Zemin Çivisi

6

7 Granüler Zemin Beton Arayüzeyi

8 Concrete Block 0.1mm/min 0.1mm/min f n tan f n tan

9 R n R max ( L D50 ) D 50 Normalize edilmiş pürüzlülük (Kishida and Uesugi 1987)

10 Normalized Roughness (Kishida and Uesugi 1987) C1, C2, C3 and C4 Algorithm R n3d m n 1 m R n Roland Modela MDX-20 3D scanning and milling device Scanning progress (Dr. Picza Software) Importing 3D data Three dimensional data (x,y,z point cloud format ) Developed Software

11 C4 C3 C2 C1 45 In te rfa ce Stre ss (kpa ) C1 C2 R n3d mm R n3d mm C3 C4 0 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 Horizontal displacement (mm) R n3d mm R n3d mm * The roughness parameter of C4 block was approximately 27% higher than C1 block and the test results showed that the maximum stress obtained in C4 to aggregates interface test is 24% higher than the one obtained in C1 to aggregates interface test.

12 Concrete Block R n3d (mm) Maximum Interface Stress (kpa) C C C C * As the surface rougness increases, the influence of roughness on the maximum interface stress decreases.

13 Kil-Beton Arayüzeyi

14 Denizlerdeki tuzluluk oranları Deniz Tuzluluk oranı g/1000 ml Karadeniz 18 Marmara 23 Ege Akdeniz Kızıldeniz 40

15

16

17 OCR 1 0% SALT OCR 1 1% SALT OCR 1 2% SALT OCR 1 4%SALT 5000X

18 OCR 2 0%SALT OCR 2 1%SALT OCR 2 2%SALT OCR2 4%SALT 5000X

19 OCR 4 0%SALT OCR4 1%SALT OCR4 2%SALT OCR4 4%SALT

20

21 Kaolin 0% TUZ Kaolin 1%TUZ Kaolin 2%TUZ Kaolin 4%TUZ LİKİT LİMİT PLASTIK LİMİT PLASTISİTE ENDEKSİ

22 Interface Stress (kpa) GRP 1-Concrete Interface 100 kpa 50 kpa 25 kpa ,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 Horizontal displacement (mm) Interface Stress (kpa) GRP 2 -Concrete Interface 100 kpa 50 kpa 25 kpa ,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 Horizontal displacement (mm) Vertical Displacement (mm) GRP 1-Concrete Interface 25 kpa 50 kpa 100 kpa 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0,0-0,1 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0-0,2-0,3-0,4-0,5 Horizontal displacement (mm) Vertical Displacement (mm) GRP 2-Concrete Interface 25 kpa 50 kpa 100 kpa 0,4 0,3 0,2 0,1 0-0,10,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0-0,2-0,3-0,4-0,5 Horizontal displacement (mm)

23 Interface Stress (kpa) GRP 5-Concrete Interface 100 kpa 50 kpa 25 kpa ,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 Horizontal displacement (mm) Interface Stress (kpa) GRP 6 -Concrete Interface 100 kpa 50 kpa 25 kpa ,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 Horizontal displacement (mm) GRP 5 -Concrete Interface GRP 6 -Concrete Interface 25 kpa 50 kpa 100 kpa Vertical Displacement (mm) 25 kpa 50 kpa 100 kpa 0,4 0,3 0,2 0,1 0-0,10,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0-0,2-0,3-0,4-0,5 Horizontal displacement (mm) Vertical Displacement (mm) 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0,0-0,1 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0-0,2-0,3-0,4-0,5 Horizontal displacement (mm)

24 arayüz sürtünme açısı artış oranı 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, tuzluluk oranı. (%) OCR1 OCR2 OCR4

25 Arayüzeyde Zemin Davranışı Kesme Dayanımı Dane Oryantasyonu Örselenme Tiksotropi Kesme Bölgesi Kalınlığı Kabarma - sıkışma

26 Arayüzey Kayma Mukavementi Parametreleri Nasıl Belirlenebilir

27 Arayüzey Deneyleri Direk Kesme Deneyi Çekme Deneyi Halka Kesme Deneyi Çift Arayüzey Kesme Deneyi Silindir Arayüzey Deneyi Üç Eksenli Deneyi Arazi Kesme ve Çekme Deneyleri(Pullout)

28 Arayüzey Deneyleri Deney Aleti Avantajları Dezavantajları Konvansiyonel Direk Kesme Farklı zeminlerle çok miktarda veri Sürtünme Deneyi Birçok laboratuvarda mevcut eksantirisite Düşük maliyet Sınırlı deplasman Sınır şartları Geogrid deneyleri için uygunsuz Büyük boyutlu direk kesme deneyi Çekme Deneyi Büyük numune Büyük deplasman Minimum sınır şartları sorunları Büyük deplasman uygulanabilir Sürtünme Eksantrisite Sınırlı sürekli deplasman Sınırlı normal gerilme Yüksek maliyet Yüksek maliyet DenreyiBunalı Kesme Sınırsız rürekli deplasman Sabit kesit Sürtünme Anizotropik kesme uygulaması Küçük boyut Yüksek maliyet

29 evaluation of interface tests Eğim Tablası Minimum alet sürtünmesi ve sınır şartları etkisi Ucuz Sınırlı sürekli deplasman Sınırlı normal gerilme Kırılma sonrası davranışın gözlenememesi Çift taraflı kesme aleti Basit Minimum alet sürtünmesi ve sınır şartları etkisi Büyülk deplasman kapasitesi Ucuz Sınırlı sürekli deplasman Zemin geosentetkik etkileşim deneyleri için uygun değil

30 Boğaziçi Üniversitesinde geliştirilen arayüzey deney aletleri Silindirik Arayüzey Deney Aleti Büyük Direk Kesme Deney Aleti

31

32 Arayüz Kayma Mukavemeti Parametrelerinin Kireç Uygulaması İle İyileştirilmesi

33 BÜ Tezler Teoman Metehan Lab Sıkıştırılmış Kil Burak Batukan FEM Model ANSYS 5.2 Murat Sahtiyancı Lab+Arazi Kazık Deneyleri Özer Çinicioğlu FEM Model ( Lab Deneyleri) Özgür Gürgah FEM Model ( Kazık Deneyleri) Aslıhan Açumuz (Mikroyapı Analizi Lab+Kazık deneyleri

34 BÜ Tezler Cihan Cengiz Çelik-Kil Arayüzeyi (Lab)

35 Zemin-kazık arayüzey modeli zemin zemin kazık beton

36 Amaç Sıkıştırılarak hazırlanmış kil numunelerde arayüzeye Ca iyonu etkisi Örselenmemiş aşırı konsolide CL ve CH killerde Ca iyonu etkisi (laboratuvar ve arazi kazık yükleme deneyleri) Farklı tuz oranlarında konsolide edilerek hazırlanmış kil numunelerde arayüzeyde Na iyonu etkisi

37 Önbilgi Çimento hidratasyonu sırasında ağırlıkça %1-2 serbest kireç oluşmaktadır Yüzde 0.5 kireç uygulaması bile kil özelliklerini değiştirmeye yetebilmektedir Daha yüksek oranlarda kireç uygulaması CSH, CASH minerallerinin oluşumuna sebep olarak çimentolaşma sağlar

38 Sıkıştırılmış kil beton arayüzeyi Ca etkisi

39 Yöntem; Laboratuvar Çalışması Beaumant kili (University of Houston National Geotechnical Testing Site) Bogazici Universitesi Karl Terzaghi Geoteknik Laboratuvarına getirilmiştir Kireç Bulamaçı ( ağırlıkça %3 ve %7 ) 1 saat ve 72 saat uygulanmıştır Beton dökülerek numuneler izole edilmiş ve 28 gün kür odasında küre bırakılmıştır

40 Numune hazırlama Kireç bulamacı beton Numune tüpü zemin

41 Örselenmemiş kil beton arayüzeyi Ca etkisi

42 Mikrofabrik İncelemesi Zemin-Beton 7 % kireç, 72 s 1000X 1000X

43 Yöntem; Arazi kazık deneyleri 5.49 m derinliğinde, m çapında çukurlar açıldı Kireç bulamaçı uygulandı Donatı yerleştirildi Tremi tekniği ile beton döküldü

44 Deney Kazıklarının Özellikleri S1 7 % Kireç Bulamaçı dakika S2 3.5 % Kireç Bulamaçı - 80 dakika S5 Kontrol Kazığı

45 Kazık Yapımı

46 Kireç Bulamacı Uygulaması

47 Deney Kazıkları

48 Kazık Deney Düzeneği

49 Kazık Deneyi Sonuçları Q(kN) ref 3.5% lime 7% lime

50 Sonuçlar Kireç Uygulaması ile adezyon azalırken arayüzey sürtünme açısı artmaktadır %7 Kireç uygulaması arazide en iyi sonucu vermiştir. Kazık Şaft Kapasitesinde %10 - %20 civarında bir artış sağlanmıştır

51

52

53

54

55

56 Çelik Kil Arayüzeyi İyileştirmesi

57

58

59

60

61

62 Sonuçlar Arayüzey kayma mukavemeti parametreleri zeminin içsel sürtünme açısı kullanılarak tahmin edilmemelidir. Muhakkak bir arayüzey deneyi yapılmalıdır Direk kesme deney aletinde iki parçalı numune hazırlanarak arayüz kayma mukavemeti parametreleri belirlenebilir Kireç bulamacı ile arayüz stabilizasyonunda kazık cidarından 3-4 cm uzaklıktaki bölgede etkili olmakta bu da kazık kapasitesinin artması için yeterli olmaktadır.

63 Sonuçlar Çelik kazıklarda da kireç stabilizasyonu etkili olmuştur.

64 Teşekkür Ederim