Sıvılaşan zeminlerde kazıklı temellerin davranışını



Benzer belgeler
YÜKSEK LİSANS TEZİ İnş. Müh. Sadi Cem YILDIZ ( ) Yrd.Doç.Dr. Berrak TEYMUR. Yrd.Doç.Dr. İlknur BOZBEY (İ.Ü.)

DEPREM HAREKETİNİN KAZIKLI TEMELLERE KİNEMATİK ETKİLERİ

KAZIK GRUPLARININ SİSMİK ETKİ ALTINDAKİ PERFORMANSI PERFORMANCE OF PILE GROUPS UNDER SEISMIC EXCITATIONS

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

KODU DERSİN ADI SORUMLUSU YER P.TESİ SALI ÇARŞ PERŞ CUMA Yüksek Lisans Tezi Doç. Dr. Tayfun DEDE

Fotoğraf Albümü. Zeliha Kuyumcu. Mesnetlerinden Farklı Yer Hareketlerine Maruz Kablolu Köprülerin Stokastik Analizi

Karayolu Köprülerinin Modal Davranışına Kutu Kesitli Kiriş Şeklinin Etkisi Doç. Dr. Mehmet AKKÖSE

ÖN SÖZ... ix BÖLÜM 1: GİRİŞ Kaynaklar...6 BÖLÜM 2: TEMEL KAVRAMLAR... 7

BÖLÜM 6 - TEMEL ZEMİNİ VE TEMELLER İÇİN DEPREME DAYANIKLI TASARIM KURALLARI 6.1. KAPSAM

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

SIVILAŞAN ZEMİNLERDE KAZIK DAVRANIŞININ P-Y YÖNTEMİ İLE İNCELENMESİ ANALYZING BEHAVIOUR OF PILES IN LIQUEFIABLE SOILS WITH P-Y CURVE METHODS

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

Yeni Deprem Yönetmeliği ve İstinat Yapıları Hesaplarındaki Değişiklikler

Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

UÇ KAZIKLARIN DEPREM KUVVETLERİ ALTINDA DAVRANIŞI ÜZERİNE BİR MODEL ÇALIŞMASI A MODEL STUDY ON BAHAVIOUR OF POINT BEARING PILES UNDER EARTQUAKE FORCES

Ek-3-2: Örnek Tez 1. GİRİŞ

Sıvılaşma hangi ortamlarda gerçekleşir? Sıvılaşmaya etki eden faktörler nelerdir? Arazide tahkik; SPT, CPT, Vs çalışmaları

POLİPROPİLEN FİBERLERLE GÜÇLENDİRİLMİŞ KUM ZEMİNLERİN DİNAMİK ETKİ ALTINDA BOŞLUK SUYU BASINCI DAVRANIŞI

Dersin Adı Dersin İngilizce Adi Seçmeli / Zorunlu. Tez Çalışması Thesis Zorunlu Computer Applications in Civil Engineering

ZEMİNLERİN KAYMA DİRENCİ

MODELLEME TEKNİKLERİNİN MEVCUT BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI ÜZERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

MESLEKTE UZMANLIK KURSLARI 2017 EKİM OCAK BETONARME TASARIM BETONARME İLERİ TASARIM ÇELİK TASARIM ÇELİK İLERİ TASARIM GEOTEKNİK TASARIM

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ (Y.L.) PROGRAMI EĞİTİM ÖĞRETİM YILI DERS KATALOĞU

Posta Adresi: Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Esentepe Kampüsü/Sakarya

TAŞIYICI SİSTEM TASARIMI 1 Prof. Dr. Görün Arun

2004 Üniversitesi Y. Lisans İnşaat Mühendisliği İzmir Yüksek 2008 Teknoloji Enstitüsü Doktora İnşaat Mühendisliği Ege Üniversitesi 2015

TDY 2007 de Kullanılan Farklı Zemin Sınıfları İçin Performans Değerlendirme Yöntemleri Üzerine Bir Araştırma

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

ÇOK KATLI BİNALARIN DEPREM ANALİZİ

2.3. Dinamik Benzeri Yöntemler ile Ölçekli Beton Barajda Deprem Simulasyonu

Yarıyıl Kodu Dersin Adı Sorumlusu Sınav Yeri

(z) = Zemin kütlesinden oluşan dinamik aktif basıncın derinliğe göre değişim fonksiyonu p pd

ORTA KATLI MEVCUT BETONARME YAPILARDA ÇEKİÇLEME DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Farklı Yöntemler Kullanılarak Güçlendirilmiş Betonarme Binaların Performansa Dayalı Tasarıma göre Deprem Performanslarının Belirlenmesi

DOKUZ KATLI TÜNEL KALIP BİNA SONLU ELEMAN MODELİNİN ZORLAMALI TİTREŞİM TEST VERİLERİ İLE GÜNCELLENMESİ

Hibrit ve Çelik Kablolu Köprülerin Dinamik Davranışlarının Karşılaştırılması

Konsol Duvar Tasarımı

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

Yalova Çevre ve Şehircilik İl Müdürlüğü. ZEMIN VE TEMEL ETÜT RAPORLARı, KARŞıLAŞıLAN PROBLEMLER

İtme Sürme Yöntemi İle İnşa Edilmiş Sürekli Ardgermeli Köprülerin Deprem Tasarımı. Özgür Özkul, Erdem Erdoğan, Hatice Karayiğit

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

10 - BETONARME TEMELLER ( TS 500)

Hamza GÜLLÜ Gaziantep Üniversitesi

MEVCUT BETONARME BİNALARDA ZEMİN YAPI ETKİLEŞİMİNİN SİSMİK DAVRANIŞ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

ESKİŞEHİR-KÖSEKÖY HIZLI TREN HATTINDAKİ KÖPRÜ VE VİYADÜKLERİN ÜSTYAPILARININ TASARIMI

KÖPRÜ SARSMA DENEYLERİYLE ARAÇLARIN KÖPRÜ DEPREM DAVRANIŞI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Data Merkezi. Tunç Tibet AKBAŞ Arup-İstanbul Hüseyin DARAMA Arup- Los Angeles. Tunç Tibet AKBAŞ

INM 308 Zemin Mekaniği

FARKLI ZEMİNLERDEKİ KAZIKLARIN DEPREM DAVRANIŞININ İNCELENMESİ INVESTİGATİON OF EARTHQUAKE BEHAVİOR OF PİLES IN DİFFERENT SOİLS

Momente Maruz Kazıkların Nümerik Olarak İncelenmesi

Farklı Zemin Sınıflarının Bina Deprem Performansına Etkisi

Yatak Katsayısı Yaklaşımı

Bir pasif kazık laboratuvar model çalışmasının üç boyutlu sonlu eleman simülasyonu. 3-D finite element simulation of a passive pile laboratory model

Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile Belirlenmesi

YARI RİJİT BİRLEŞİMLİ ÇELİK ÇERÇEVELERİN ANALİZİ

YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ FARKLI YER HAREKETLERİ ETKİSİNDEKİ SİSMİK DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Erdal İRTEM-Kaan TÜRKER- Umut HASGÜL BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ MÜH. MİM. FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜH. BL.

Zemin ve Asfalt Güçlendirme

DEPREM ETKİSİ ALTINDA TEK KATLI ÇELİK YAPILARIN TEMEL SİSTEMİ İÇİN MODEL ÇALIŞMASI

GEOTEKNİK DEPREM MÜHENDİSLİĞİ KAYNAKLAR 1. Steven L. Kramer, Geotechnical Earthquake Engineering (Çeviri; Doç. Dr. Kamil Kayabalı) 2. Yılmaz, I.

NUMERICAL ANALYSIS USING FINITE ELEMENT METHOD; example OF

Yapısal Analiz Programı SAP2000 Bilgi Aktarımı ve Kullanımı. Doç.Dr. Bilge Doran

DOYGUN, KISMİ DOYGUN VE KURU KUM NUMUNELERİN DİNAMİK DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

Kirişli Döşemeli Betonarme Yapılarda Döşeme Boşluklarının Kat Deplasmanlarına Etkisi. Giriş

16.6 DEPREM ETKİSİ ALTINDAKİ ZEMİNLERDE SIVILAŞMA RİSKİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 5- Risk Tespit Uygulaması: Betonarme Bina

Geoteknik Mühendisliği

Kazıkların Yanal Yüklenmesi ve Deprem Etkisi

Tanım: Boyuna doğrultuda eksenel basınç kuvveti taşıyan elemanlara Basınç Çubuğu denir.

SARILMIŞ VE GELENEKSEL TİP YIĞMA YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Ali URAL 1

Farklı Zemin Koşullarındaki Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile İncelenmesi: 8 Katlı Çerçeve Örneği

YTÜ İnşaat Fakültesi Geoteknik Anabilim Dalı. Ders 5: İÇTEN DESTEKLİ KAZILAR. Prof.Dr. Mehmet BERİLGEN

BETONARME YAPILARDA BETON SINIFININ TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞINA ETKİSİ

10. KONSOLİDASYON. Konsolidasyon. σ gerilmedeki artış zeminin boşluk oranında e azalma ve deformasyon yaratır (gözeneklerden su dışarı çıkar).

BİNALARDA KISA KOLONA ETKİ EDEN PARAMETRELERİN İNCELENMESİ

ÇELİK UZAY ÇATI SİSTEMLİ HAL YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Armağan KORKMAZ *, Zeki AY **

DALGA YAYILMASI Sonsuz Uzun Bir Çubuktaki Boyuna Dalgalar SıkıĢma modülü M={(1- )/[(1+ )(1-2

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 1 s Ocak 2006

SÜREKLİLİK VE SÜREKSİZLİK DURUMLARINDA PERDE-ÇERÇEVE ETKİLEŞİMİ. İnşaat Y. Müh., Gebze Teknik Üniversitesi, Kocaeli 2

İNM Ders 9.2 TÜRKİYE DEPREM YÖNETMELİĞİ

KONSOLA MESNETLİ KOLONUN SÜREKSİZLİĞİNİN TAŞIYICI SİSTEMİN DEPREM DAVRANIŞINA OLAN ETKİSİ

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

KISA KOLON TEŞKİLİNİN YAPI HASARLARINA ETKİSİ. Burak YÖN*, Erkut SAYIN

MEVCUT BİNALARDA DEPREM PERFORMANSLARININ AYRINTILI İNCELEME YÖNTEMLERİ İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

Profesör, Yrd.Doç.Dr., Jeofizik Müh. Bölümü, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir 2. Uzman, Rektörlük, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir 3

MEVCUT KÖPRÜLERİN DEPREME KARŞI DEĞERLENDİRME VE GÜÇLENDİRME UYGULAMALARI. M. Cem Dönmez, Mehmet Erinçer Şefika Caculi, Necdet Çilingir

YAPILARDA BURULMA DÜZENSİZLİĞİ

GEOGRİD-DONATILI ZEMİN ÜZERİNE İNŞAA EDİLEN ORTA KATLI BİNALARIN SİSMİK PERFORMANSINA DEPREM KARAKTERİSTİKLERİNİN ETKİSİ

Tek Katlı Prefabrik Sanayi Yapıları İçin Hasar Görebilirlik Eğrileri *

BETONARME YAPI TASARIMI -KOLON ÖN BOYUTLANDIRILMASI-

Yapı Elemanlarının Davranışı

DEPREM ETKİSİNDEKİ YAPI DAVRANIŞINA ZEMİN TAŞIMA GÜCÜNÜN ETKİSİ. Özet

DEPREME DAYANIKLI YAPI İNŞAATI SORULAR

English for Academic Reading & Speaking I İngilizce Akademik Okuma ve Konuşma I. Introduction to Civil Engineering İnşaat Mühendisliğine Giriş

INS7.. Seçmeli Ders INS797* Yüksek Lisans Seminer INS7.. Seçmeli Ders INS798* Yüksek Lisans Uzmanlık Alanı

YAPILARIN ZORLANMIŞ TİTREŞİM DURUMLARININ ARAŞTIRILMASI

SIVILAŞMA ANALİZLERİNİN ARİAS ŞİDDET KAVRAMI İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ İÇİN KULLANILAN TİCARİ PROGRAMLARIN ÇERÇEVE SİSTEMLER İÇİN KARŞILAŞTIRILMASI

Transkript:

Sıvılaşabilen zeminlerde kazıklı temellerin davranışı Behaviour of pile foundations in liquefiable soils Berrak Teymür, Sadi Cem Yıldız İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, Türkiye ÖZET: Depremlerde meydana gelen sıvılaşmanın ve sıvılaşma nedeniyle oluşan yanal yayılmanın kazıklarda meydana getirdiği hasarlar, bu konu üzerinde yapılan çalışmaları yoğunlaştırmıştır. Bu çalışmada sıvılaşan zeminlerde kazıklı temellerin davranışını incelemek amacıyla DIANA-SWANDYNE II sonlu eleman analiz programı kullanılmıştır. Bu amaçla beş farklı zemin profili oluşturulmuş ve farklı büyüklük ve frekanstaki deprem yükleri altında bu zemin profillerinde modellenen kazıkların davranışının hangi faktörlere bağlı olarak değiştiği irdelenmiştir. Yapılan analizlerde deprem büyüklüğünün sıvılaşan zeminlerde kazık tepkilerini etkilediği belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Kazıklı temeller, sıvılaşma, sonlu elemanlar yöntemi ABSTRACT: Research in the past decade has increased on the liquefaction and lateral spreading caused by soil liquefaction that led to pile damages. In this work, DIANA-SWNADYNE II finite element analysis program was used to study the behaviour of piles in liquefiable soils under dynamic loadings. For this purpose, five different soil profiles were created and factors which affect the behaviour of piles modelled in these soils were investigated under different earthquake loadings. From the analysis that was done, it was obtained that the earthquake intensity affects the behaviour of piles in liquefiable soils. Keywors: Pile foundations, liquefaction, finite element modeling GİRİŞ Depremlerde meydana gelen sıvılaşmanın ve sıvılaşma nedeniyle oluşan yanal yayılmanın kazıklarda meydana getirdiği hasarlar birçok araştırmacı tarafından gözlenmiş ve hasarların nedenleri üzerine incelemeler yapılmıştır. Niigata (Japonya) depreminde, sıvılaşmış zeminin yanal yayılması özellikle Japon Yayın Şirketi (NHK), Niigata Aile Adliye Dairesi (NFCH) (Hamada, ) ve Niigata Oteli (Hamada ve diğ.,, Hamada ve O Rourke, ) binalarını destekleyen betonarme kazıklara büyük hasarlar vermiştir. Ayrıca, Shinano Nehri üzerinde bulunan Showa ve Yachiyo köprülerinde, köprü payandalarını destekleyen kazıkların göçmesi sonucu meydana gelen hasarlar Niigata depreminde yanal yayılma hasarlarının en çarpıcı örneklerini oluşturmaktadır (Hamada, ). Sıvılaşmış zeminlerin kazıklarda meydana getirdiği hasarlar, son şiddetli depremlerin birçoğunda gözlenmiş olmasına rağmen, son depremlerde meydana gelen kazık hasarlarının hala gözlenmesi, deprem sırasında sıvılaşmış zemin davranışının ve kazığa uygulanan ilave dinamik yüklerin tasarım aşamasında tam olarak tanımlanamamasından kaynaklanmaktadır. Deney sistemlerinin ve gelişen bilgisayar teknolojisi ile programlama tekniklerinin gelişmesi bu konudaki eksikliklerin giderilmesine katkı sağlayarak ve küçük-ölçekte gerçekçi modellerin oluşturulmasının yolunu açarak kazık tasarımının en doğru şekilde yapılmasını sağlamaya çalışmaktadır. Günümüzde fiziksel modelleme, yapılardaki göçme mekanizmalarını anlamak için alternatif tekniklerden birini oluşturmaktadır. Fiziksel modelleme türleri olan dinamik santrifüj ve büyük ölçekli sarsma tablası deneyleri deprem yükü altında fiziksel verileri elde etmede, sismik kazık-zemin arasındaki karmaşık etkileşim problemlerini incelemede ve tasarım metotlarının geçerliliğinin doğrulanmasında hızlı bir gelişim gösteren güçlü deney teknikleri haline gelmiştir. Sıvılaşan zeminlerde kazıklı temellerin davranışını gözlemlemek amacıyla gerçekleştirilen santrifüj deneyleri birçok araştırmacı tarafından uygulanmıştır (Abdoun, ; Wilson ve diğ, ;

Bhattacharya, ). Bhattacharya (), santrifüj deneylerinde sıvılaşmış zeminin direncini kaybederek kazığa yeterli desteği sağlayamadığını ve kazığın burkulmayla aniden göçtüğünü göstermiştir. Bu yüzden sıvılaşabilen zeminlerde inşa edilecek kazıklar için kazıkların taşıma gücü tahkiklerine ilaveten burkulma tahkiklerinin de yapılması gerektiğini savunmuştur. Abdoun () in gerçekleştirdiği iki ve üç tabakalı santrifüj deneylerinde ise, sıvılaşmış tabaka ile sıvılaşmayan tabaka arasındaki ara yüzlerin kazık tepkileri için kritik noktalar olduğunu, kazık çaplarının artırılması ve kazık başlıklarının ilavesinin kazık tepkilerinde önemli artışlara sebep olduğunu göstermiştir. Zemin mekaniği problemlerinde son yirmi yılda gelişen sayısal modelleme, geoteknik problemlerin çözümünde yaygın şekilde kullanılmaktadır. Sıvılaşan zeminlerde kazıklı temellerin davranışını incelemek amacıyla yapılan bu çalışmada DIANA- SWANDYNE II (Chan, ) sonlu eleman analiz programı kullanılmıştır. Dinamik yüklemeler altında sıvılaşan zeminlerde, kazıklı temellerin davranışı bu sonlu eleman analiz programıyla incelenmiş, bu amaçla beş farklı zemin profili oluşturulmuş ve farklı büyüklük ve frekanstaki deprem yükleri altında bu zemin profillerinde modellenen kazıkların davranışının hangi faktörlere bağlı olarak değiştiği irdelenmiştir. Zemin profilleri, yatay veya eğimli, tek veya iki tabakalı sıvılaşabilen kum tabakalarından oluşmaktadır. Zemin profillerindeki kazıklar ise baş ve uç kısımları yatay harekete serbest ya da sınırlı olmak üzere farklı iki sınır koşuluna göre modellenmiştir. Farklı eğimli zeminler ve farklı rijitlikteki kazıklarda yapılan modeller ile zemin eğiminin ve kazık rijitliğinin etkileri incelenmiştir. edilmesi içindir. Bu nedenle kazıklarda meydana gelecek göçmenin tanımlanması, lineer elastik malzemeden oluşan kazıklarda meydana gelen maksimum eğilme momentlerinin kazık enkesitine göre hesaplanacak plastik eğilme momenti kapasitesine göre değerlendirilmesini gerektirmektedir. Lineer Elastik modelle ilgili detaylı bilgiler Chan, de bulunabilir.. Zemin Tabakalarının Mühendislik Özellikleri Analizde kullanılan zemin tabakaları sıvılaşabilen ve kohezyonlu sıvılaşmayan Nevada kumundan oluşmaktadır. Sıvılaşabilen Nevada kumu % ve % sıkılıklarda ve hafifçe çimentolaşmış, sıvılaşmayan Nevada kumu % sıkılıkta ve.kpa lık kohezyona sahiptir. Sıvılaşan % ve % sıkılıklardaki Nevada kumunun mühendislik parametreleri, dinamik analiz için elasto-plastik DEPF modeli dikkate alınarak yeniden düzenlenmiştir. DEPF modelinin parametrik tanımlamaları ve parametre modifikasyonları Chan, de detaylı olarak incelenebilir. Tüm modellerde kullanılan zemin profillerinin yükseklikleri m ve uzunlukları ise.m dir. Arazi eğimine bağlı olarak yatay ve º eğimli zemin profilleri oluşturulmuştur. Ayrıca, zemin-kazık modellerinin dinamik analizlerinde deprem girdi hareketleri Şekil de gösterildiği gibi yatay, sinüzoidal, üniform,.g büyüklüğünde, Hz frekansında, üniform çevrimden oluşmaktadır. DIANA-SWANDYNE II İLE YAPILAN ZEMİN-KAZIK MODELLERİNİN ANALİZ SONUÇLARI Analizde kullanılan kazıkların ve zemin tabakalarının mühendislik özellikleri aşağıda anlatılmaktadır.. Kazık Özellikleri Analizde kullanılan model kazıklar beton malzemeden olup en kesit boyutları cm ve cm olan dikdörtgen kazıkların uzunlukları m dir. Kazıklar uç ve yüzen kazıklar olarak tasarlanmış ve ayrıca kazıkların baş ve uç kısımları x- yönünde yatay harekete sınırlandırılarak davranış farklılıkları gözlenmiştir. Programda tanımlanan modellerden Lineer Elastik model kazık malzeme modeli olarak atanmıştır. Böylece kullanılan bu kazık modeli lineer elastik bir tepki vermektedir ve kazıklarda herhangi bir göçme kriteri tanımlanmamıştır. Kazık malzemesi olarak Lineer Elastik modelin seçilme nedeni sıvılaşmış zeminlerin kazık üzerinde uyguladığı maksimum eğilme momentlerinin tam olarak tespit Şekil. Deprem girdi hareketleri. Zemin-Kazık Modelleri DIANA-SWANDYNE II ile analiz edilen zeminkazık modelleri Şekil de gösterildiği gibi beş farklı zemin profilinden oluşmaktadır. Bunlar; % relatif sıkılıktaki Nevada kumundan oluşan yatay tek tabakalı, % relatif sıkılıktaki Nevada kumundan oluşan º eğimli tek tabakalı, üstte % relatif sıkılıktaki ve altta.kpa hafif kohezyonlu % relatif sıkılıktaki Nevada kumundan oluşan yatay iki tabakalı, üstte % relatif sıkılıktaki ve altta.kpa hafif kohezyonlu % relatif sıkılıktaki Nevada kumundan oluşan º eğimli iki tabakalı, ortada % relatif sıkılıktaki, üstte ve altta.kpa hafif kohezyonlu % relatif sıkılıktaki Nevada kumundan oluşan º eğimli üç tabakalı zemin profilleridir. Analizlerde

kullanılan eğimler, deneysel çalışmalarda kullanılan değerler gözönüne alınarak seçilmiştir. Model Tablo. Zemin-kazık model özellikleri Model No Relatif Sıkılık (%) Eğim Derecesi Deprem Hareketi Kazık Rijitliği (knm )..g-hz..g-hz..g-hz..g-hz..g-hz..g-hz..g-hz..g-hz..g-hz Model Model. Farklı Relatif Sıkılıklardaki Nevada Kumunun Sıvılaşma Davranışlarına Etkisi Farklı relatif sıkılıklardaki Nevada kumunun sıvılaşma davranışına etkisi zemin-kazık modelleri içinde hesaplanan ivme değerlerinden görülebilir. Şekil de gösterildiği gibi Model. de hesaplanan ivme değerlerinde derinlik boyunca eğrilerde önemli değişimler görülmezken Şekil de gösterilen Model. de hesaplanan ivme değerlerinde zemin tabanından yüzeye çıkıldıkça sinüzoidal eğrilerde bir değişim gözlenmektedir. Model. deki ivme eğrilerindeki sabitlik zemindeki sıvılaşma durumunun kısmi olduğunu gösterirken, Model. deki ivme eğrilerindeki ani düşüşler kum zeminde tam bir sıvılaşmanın olduğunu göstermektedir. Model Model Şekil. Zemin-kazık profilleri Bu beş farklı zemin profillerindeki kazıkların davranışı, aynı deprem hareketi için farklı relatif sıkılıklarda, kazık başları serbest, uçları tutulu olarak incelenmiştir. Tablo de burada kullanılan modellerin özellikleri sunulmaktadır. Şekil. Model. a) m, b) m, c) m de hesaplanan ivme değerleri

Şekil. Model. a) m, b) m, c) m de hesaplanan ivme değerleri Şekil de dört farklı derinlikte hesaplanan (.-.-. ve. m) boşluk suyu basıncı grafikleri incelendiğinde, Model. deki kısmi sıvılaşmanın daha çok zemin tabakasının yüzey ve orta kesimlerinde meydana geldiği görülür. Zemin tabanına doğru sıvılaşma etkisi biraz daha düşük olmaktadır. Şekil da Model. de dört farklı derinlikte hesaplanan boşluk suyu basıncı grafiklerine bakıldığında ise boşluk suyu basıncının zemin tabakasının daha çok orta kısımlarında geliştiği, daha derinlerde ise sıvılaşma derecesinin biraz daha düştüğü söylenebilir. Şekil ve daki ilave boşluk suyu basınçları karşılaştırılırsa düşük relatif sıkılıktaki kum tabakasında daha fazla olduğu görülür. Şekil. Model. a).m, b).m, c).m, d).m deki boşluk suyu basınçları Şekil. Model., a).m, b).m, c).m, d).m deki boşluk suyu basınçları. Santrifüj Deneyi ve DIANA-SWANDYNE II Analiz Sonuçlarının Karşılaştırılması Abdoun () de santrifüj deneyinde kullandığı eğimli sıvılaşan ve sıvılaşmayan üç tabakadan oluşan Model, DIANA-SWANDYNE II ile analiz edilmiştir. Yanal zemin ve kazık deplasmanları ve maksimum kazık eğilme momenti tepkileri sırasıyla Şekil, Şekil ve Şekil da karşılaştırılmıştır. DIANA-SWANDYNE II den elde edilen yanal zemin deplasman büyüklüğü santrifüj deneyinden elde edilen sonuca göre zemin yüzeyinde yaklaşık cm fazla çıkmıştır (Şekil ). Fakat zemin profilinde oluşan yanal zemin deplasman eğrilerine bakıldığında analiz deplasman sonucu santrifüj deney sonucuyla uyum göstermektedir. Şekil de görüldüğü gibi deney ve analiz sonuçlarının karşılaştırılmasında analiz ile bulunan kazık yanal deplasmanları santrifüj deney sonuçlarına göre daha düşük çıkmıştır. Ayrıca santrifüj deneyi yanal kazık deplasman eğrisi çift eğriliğe sahipken analiz sonucuna göre yanal kazık deplasman eğrisinde tek bir eğrilik görülmektedir. Bu da kazığın üstteki sıvılaşmayan zemin tabakası tarafından kazığın kazık ucundan itibaren itildiğini göstermektedir. Şekil da analiz ile elde edilen maksimum kazık eğilme momentleri ile santrifüj deney sonucu karşılaştırılmaktadır. Genel olarak bir uyuşma göstermekle birlikte m derinlikte kazıkta oluşan maksimum eğilme momentini analiz daha düşük hesaplamıştır. Sonuçlardaki farklılıkların sebebi santrifüj deneylerindeki ve analizdeki sınır koşullarındaki farktan doğabilmektedir.

Derinlik (m) Yanal Deplasman (m) -. -. -. -. -... DIANA-SWANDYNE II Model (Abdoun, ) Şekil. Maksimum yanal zemin deplasman eğrileri Derinlik (m) Yanal Deplasman (m) -. -. -. -. -.. DIANA-SWANDYNE II Model (Abdoun, ) Şekil. Maksimum yanal kazık deplasman eğrileri. Derinlik (m) Moment (knm) -. -...... DIANA-SWANDYNE II Model (Abdoun, ) Şekil. Maksimum kazık eğilme momenti eğrileri. Zemin-Kazık Modellerinin Analiz Sonuçlarının Değerlendirilmesi Şekil da görüldüğü gibi, aynı deprem büyüklüğü (.g) ve frekans içeriğine (Hz) sahip deprem yüklemeleri altında eğimli tek tabakalı modellerde en yüksek yanal kazık deplasmanları meydana gelmektedir. Şekil deki eğilme momentlerinin karşılaştırılmasında ise en büyük eğilme momenti, knm eğimli tek tabakalı % relatif sıkılıktaki kumdan oluşan Model. de meydana gelmektedir. Dolayısıyla düz tek tabakalı sıvılaşan zemin tabakalarında minimum kazık yanal deplasman ve eğilme momenti oluşmaktadır. % relatif sıkılıktaki Nevada kumundan oluşan modellerdeki kazıklar içinde meydana gelen maksimum yanal kazık deplasman ve maksimum kazık e- ğilme momenti ise sırasıyla cm ve knm dir ve Model. de görülmektedir. Görülüyor ki, farklı relatif sıkılıktaki kumun sıvılaşma farklılıkları kazık davranışını önemli şekilde etkilemiştir. % relatif sıkılıktaki Nevada kumundan oluşan zemin profillerindeki kazıklarda meydana gelen kazık eğilme momentleri, % relatif sıkılıktaki Nevada kumundan oluşan zemin profillerindeki kazık tepkilerine göre daha düşük kalmıştır. Derinlik (m) Yanal Deplasman (m) -. -. -. -.. Model. (%) Model. (%) Model. (%) Model. (%) Model. (%) Şekil. Model.-.-.-.-. için maksimum yanal kazık deplasmanları. Derinlik (m) Moment (knm) Model. (%) Model. (%) Model. (%) Model. (%) Model. (%) Şekil. Model.-.-.-.-. için maksimum kazık eğilme momentleri TARTIŞMA Dinamik yükler altında sıvılaşan zeminlerde kazıklı temellerin davranışı çeşitli yönetmeliklerde ele alınmış ve bununla ilgili olarak tasarım kuralları önerilmiştir. Bayındırlık ve İskan Bakanlığınca, da son değişiklikleri ile yayınlanan "Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik"te (ABYYHY, ) kazıklı temeller, eksenel yüklere

ek olarak depremden oluşan yatay yüklere göre de hesaplanmalıdır denmektedir. Ayrıca birinci ve ikinci derece deprem bölgelerinde, (C) ve (D) gruplarına giren zeminlerde, deprem yükleri altında kazıkların yatay yataklanma parametreleri ile yatay ve eksenel yük taşıma güçlerinin belirlenmesi, saha ve laboratuar deneylerini içeren zemin araştırmalarına göre yapılmalıdır. Japon Karayolları Birliği (JRA, ) yönetmeliğinde sıvılaşmanın bir sonucu olan yanal yayılmayı kazık hasarlarında esas neden olarak kabul etmiştir. Buna göre, yönetmelikte, sıvılaşmayan sığ zemin tabakasının kazığa pasif toprak basıncı uygulayacağını ve sıvılaşmış zeminin de kazığa uygulayacağı yanal basıncın toplam toprak basıncının % una eşit olacak şekilde uygulanacağını ifade etmekte ve tasarımcılara da kazık tasarımının bu şekilde yapılmasını önermektedir. Buna göre Japon yönetmeliğinde bahsedilen hesaba ek olarak zemin-kazık model analiz sonuçları da dikkate alınarak sıvılaşan zeminlerde kazık tepkilerinin belirlenmesinde bir hesap metodu ortaya çıkarılabilir. Eğimli sıvılaşan zemin profillerinde uç kısmı yatay harekete karşı sınırlı kazıklarda meydana gelen maksimum eğilme momentleri analizden elde edilen sonuçlar göz önünde bulundurularak tasarlanabilirler. Model., Model. ve Model. zemin profillerindeki kazıklarda meydana gelen maksimum eğilme momentlerine bakıldığında her üç modeldeki kazıklarda birbirine yakın değerler aldığı söylenebilir. Tablo de görüldüğü gibi, JRA, () daki hesap metodu ile elde edilen sonuçlar DIANA- SWANDYNE II analiz sonuçlarıyla karşılaştırıldığında; Japon yönetmeliği ile elde edilen maksimum kazık eğilme momentleri analiz sonuçlarına göre düşük çıkmıştır. Özellikle Model. de alttaki sıvılaşmayan zemin tabakası, sıvılaşan zemin tabakasının kazık üzerinde meydana getirdiği maksimum eğilme momenti tepkisini Model. ile karşılaştırıldığında sadece knm azaltırken, JRA () da önerilen metotla yapılan hesaplamada bu azalma yaklaşık iki kat (.knmm/.knm) olmuştur. Bununla birlikte DIANA-SWANDYNE II ile çeşitli faktörler göz önüne alınarak yapılan diğer modellerdeki kazıkların analiz sonuçları da JRA () da önerilen hesap metoduna göre farklılık göstermektedir. Yapılan analizlerde, aynı özellikteki kazık-zemin modelleri üzerinde farklı deprem hareketlerinin uygulanması kazık yanal deplasman ve e- ğilme momentlerini önemli şekilde değiştirmiştir. Örneğin Model. de.g büyüklüğünde Hz frekans içerikli deprem hareketi altında meydana gelen eğilme momenti knm olurken,.g büyüklüğünde Hz frekans içerikli deprem hareketi altında meydana gelen eğilme momenti.knm olarak hesaplanmıştır. Fakat, Japon Karayolları Birliği yönetmeliğinde sıvılaşan zeminde kazıkların eğilme momenti tepkilerinin hesabını deprem büyüklüklerini dikkate almadan değerlendirmektedir. Tablo. DIANA- SWANDYNE II ve JRA () dan bulunan sonuçların karşılaştırılması Model Maksimum Eğilme No Momenti, (knm) (DS-II)......... Maksimum Eğilme Momenti, (knm) (JRA, ) İki ve üç tabakalı modellerde sıvılaşmayan tabakalar ihmal edilerek tek tabakalı modelde olduğu gibi (Model ) kazık derinliği boyunca sıvılaşabilen kum tabakasının basıncı uygulanıp bir idealleştirme yapılırsa aşağıdaki eşitlik, kazığın uç kısmında meydana gelen toplam zemin basıncını vermektedir; F =.. γ d.h () Burada γ d ; zeminin suya doygun birim hacim ağırlığı ve h; kazığın zemin içindeki toplam uzunluğudur. Kazıkta meydana gelen maksimum eğilme momenti ise, M maks =.. γ d.h.(.).w.(h/) () Burada ; w, kazığın yanal zemin basıncına maruz kaldığı genişliktir. Burada dikkat edilecek önemli bir husus, Eşitlik () deki bağıntı tek, iki ve üç tabakalı zemin profillerindeki kazıkların uç-kısmının yatay harekete sınırlandırıldığı koşullarda geçerli olmasıdır. SONUÇLAR Beş farklı model üzerinde yapılan analiz sonuçları, sıvılaşan zeminlerde kazıklı temellerin davranışının sıvılaşan zeminin relatif sıkılığı, arazi profilinin eğimi, kazık rijitliği, kazık tipi, kazık baş/uç sınır şartları, deprem büyüklüğü ve frekans içeriğine bağlı olarak değişiklik gösterdiğini ortaya koymuştur. Bu sonuçla, sıvılaşan zemin bölgelerinde kazıklı temellerin davranışının doğru şekilde tespit edilmesi yukarıdaki faktörlerin göz önüne alınmasıyla bu bölgede yapılacak detaylı ve güvenilir bir araştırmaya bağlı olduğu kanısına varılmaktadır. Düşük rijitlikte kazıkların kullanılması özellikle eğimli zeminlerde kazık yanal deplasmanlarını yüksek rijitlikteki kazıklara göre oldukça arttırmıştır. Bu kazıklarda meydana gelen eğilme momentlerinin yüksek rijitlikteki kazıklara göre daha düşük çıkması ve yanal kazık deplasmanlarının neredeyse yanal zemin deplasmanlarıyla birlikte gelişmesi, kazıkların maruz kaldıkları yanal zemin basıncının azalmasına bağlanmıştır. Yapılan analiz sonuçlarına göre kazıkların davranışı zemin profilinin eğim derecesiyle farklılık göstermektedir. Özellikle uç kısmı yatay

harekete serbest kazıklar üzerinde yapılan analizlerde, zemin profilinin eğim derecesinin artması bu profildeki kazığın yaptığı yanal deplasmanı ve meydana gelen eğilme momentini oldukça arttırmıştır. Yatay zemin profilindeki kazıkta meydana gelen tepkiler eğimli modele göre oldukça düşük kalmıştır. Deprem büyüklüğünün arttırılması kazıklarda meydana gelen yanal deplasman ve eğilme momenti tepkilerini de aynı oranda arttırmıştır. Kazıklarda meydana gelen maksimum eğilme momentlerinin yerleri ise zemin profiline, kazık baş ve uç sınır şartlarına ve kazık rijitliğine bağlı olarak değişiklik göstermiştir. REFERANSLAR Abdoun, T.,. Modelling of seismically induced lateral spreading of multi-layered soil and its effect on pile foundations, PhD Thesis, UMI, Rensselaer Polytechnic Institute, New York. ABYYHY () ABYYHY,. Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, İnşaat mühendisleri Odası İzmir Şubesi Yayını No., Resmi Gazete:.. Bhattacharya, S.,. Pile instability during earthquake liquefaction, PhD Thesis, University of Cambridge, UK. Chan, A.H.C.,. DIANA-SWANDYNE II Manual, (Part -), Department of Civil Engineering, Birmingham University, England. Chan, A.H.C.,. A unified finite element solution to static and dynamic problems in geomechanics, PhD thesis, University of Wales, Swansea, UK. Hamada, M. et al.,. Study on liquefaction-induced permanent ground displacements, Association for the Development of Earthquake Prediction, Tokyo, Japan. Hamada, M.,. Large ground deformations and their effects on lifelines: Niigata earthquake, Case studies of liquefaction and lifelines performance during past earthquake, Technical Report NCEER--, Volume, Japanese Case Studies, National Centre for Earthquake Engineering Research, Buffalo, NY. Hamada, M. & O Rourke, T.D.,. Case histories of liquefaction and lifeline performance during past earthquakes, Technical Report, NCEER--, National Center for Earthquake Engineering Research, State University of New York, Buffalo, NY. Japan Road Association (JRA),. Specifications for highway bridges, Part : Seismic Design, Japan. Wilson, D.W. et al.,. Observed seismic lateral resistance of liquefying sand, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineerimg, ASCE, : -.