Stabilize granüler dolgu ile iyileştirilen yumuşak kil zeminlere oturan yüzeysel temellerin analizi



Benzer belgeler
Yüzeysel Temellerin Sayısal Analizinde Zemin Özelliklerindeki Değişimin Etkisi

Tabakalı Zeminlere Oturan Dairesel Temellerin Deney ve Analitik Yöntemle İrdelenmesi

Zemin fiziksel parametreleri ile zemin yatak katsayıları arasındaki bağlantı ve zemin yapı etkileşiminde uygulama

BÜKME. Malzemenin mukavemeti sınırlı olduğu için bu şekil değişimlerini belirli sınırlar içerisinde tutmak zorunludur.

GEOGRİD DONATILI STABİLİZE DOLGU TABAKASI İLE KİL ZEMİNLERİN İYİLEŞTİRİLMESİ* Improvement of Clay Soil with Geogrid Reinforced Stabilized Fill Layers

Donatılı kil zemin üzerine oturan yüzeysel şerit temellerin taşıma kapasitesi

ZEMİN TAŞIMA GÜCÜNÜN BELİRLENMESİ İÇİN BİR YAKLAŞIM

SERT KİLLERDE TEKRARLI DEPREM YÜKLERİ ALTINDA KAZIK-ZEMİN ETKİLEŞİMİNİN MODELLENMESİ : P-Y EĞRİLERİ

8. TOPRAK ZEMİNLERİN TAŞIMA GÜCÜ (BEARING CAPACITY OF SOILS)

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

ZEMİNLERİN KAYMA DİRENCİ

Kuma Oturan Yüzeysel Temellerde Temel Boyutunun Taşıma Kapasitesine Etkisi

VII. BÖLÜM TEMELLER YÜZEYSEL TEMELLER. Prof.Dr. Mehmet Berilgen YTÜ İnş.Fak.

7. TOPRAĞIN DAYANIMI DAYANIM

SERTLİK ÖLÇME DENEYLERİ

Kumlu şevlere oturan şerit temellerin analizi

Şerit ankraj plakalarının çekme kapasitesi davranışının farklı koşullar altında sayısal analizi

ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

EKSENEL YÜKLÜ TEKİL KAZIĞIN FARKLI YÖNTEMLERLE SAYISAL ANALİZİ

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

+ 1. ) transfer edilir. Seri. Isı T h T c sıcaklık farkı nedeniyle üç direnç boyunca ( dirençler için Q ısı transfer miktarı aşağıdaki gibidir.

MODERN MÜHENDİSLİK HESAPLAMALARI İLE ASANSÖR BİLEŞENLERİNİN GÜVENİRLİKLERİNİN ARTTIRILMASI

DENEY NO: 9 ÜÇ EKSENLİ BASMA DAYANIMI DENEYİ (TRIAXIAL COMPRESSIVE STRENGTH TEST)

Kohezyonsuz zeminlerdeki sığ temellerin taşıma gücünün deformasyon odaklı değerlendirmesi

Kısa Süreli Rüzgar Enerjisi Tahmin Sistemi Geliştirilmesi Projesi

MAK 305 MAKİNE ELEMANLARI-1

ZEMİN SINIFLARI VE DEPREM BÖLGELERİNİN BİNA YATAY YÜKLERİNE ETKİSİ. Özgür MURATOĞLU 1 Ömer ÖZKAN 2, muratogluozgur@hotmail.com, ozkan@karaelmas.edu.

Zemin ve Asfalt Güçlendirme

NUMERICAL ANALYSIS USING FINITE ELEMENT METHOD; example OF

DERİN KAZI ÇUKURU İKSA PROJELENDİRİLMESİNE BİR ÖRNEK

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

BURULMA DÜZENSİZLİĞİ OLAN YAPILARDA ZEMİN SINIFININ KOLONLARIN DAVRANIŞLARINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Bükme sonrasında elde edilmeye çalışılan parça şekli için geri yaylanma durumu dikkate alınmalıdır.

Momente Maruz Kazıkların Nümerik Olarak İncelenmesi

SIĞ RİJİT TABAKA MEVCUDİYETİNİN KOHEZYONSUZ ZEMİNLER ÜZERİNDEKİ YÜZEYSEL TEMELLERİN TAŞIMA KAPASİTESİNE ETKİSİ

KUMLU ZEMİNLERE OTURAN KARE TEMELLER ALTINDA DÜŞEY GERİLME ANALİZİ

Donatılı Kum Şeve Oturan Şerit Temelin Deneysel Olarak İncelenmesi *

MAK 305 MAKİNE ELEMANLARI-1

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Osterberg Deneyi ile Kazık Taşıma Gücünün Belirlenmesi

Yanal Yüklü Kısa Kazıkların Davranışının Deneysel Olarak İncelenmesi *

Ek-3-2: Örnek Tez 1. GİRİŞ

STATİK-MUKAVEMET. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ ARA SINAVI ( )

9. TOPRAKTA GERİLME DAĞILIMI VE YANAL TOPRAK BASINCI

TÜRKİYE BİNA DEPREM YÖNETMELİĞİ 2018 IŞIĞINDA YÜZEYSEL VE DERİN TEMELLERİN TASARIMINA KRİTİK BAKIŞ Prof. Dr. K. Önder ÇETİN

9. TOPRAKTA GERİLME DAĞILIMI VE YANAL TOPRAK BASINCI

Deniz Demir Alkım Bal Hasan Tecer

Dişli çarklarda ana ölçülerin seçimi

Laboratuvar 1: Gerilme, Mohr dairesi ÇÖZÜM ANAHTARI. Güz 2005

Konsolidasyon. s nasıl artar? s gerilmedeki artış zeminin boşluk oranında e azalma ve. 1. Yeraltısuyu seviyesi düşer. 2. Zemine yük uygulanır

Yatak Katsayısı Yaklaşımı

ATIK BARAJLARINDA UYGULANAN JEOTEKNİK ÇALIŞMALAR; GÜMÜŞTAŞ (GÜMÜŞHANE) ÖRNEĞİ SELÇUK ALEMDAĞ ERDAL GÜLDOĞAN UĞUR ÖLGEN

Anıl ERCAN 1 Özgür KURUOĞLU 2 M.Kemal AKMAN 3

BOSSA DIŞ GİYİM İŞLETMESİNDE FASON İPLİK İMALATI TERMİN SÜRELERİNE ALTI SIGMA ARAÇLARI İLE İSTATİSTİKSEL YAKLAŞIM

Derin Çekme İşlemi Üzerine Kalıp Geometrisinin Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizi

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ/İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ (DR)

ANALİTİK VE SAYISAL YÖNTEMLER İLE KUMLU ZEMİNLERİN TAŞIMA GÜCÜNÜN BELİRLENMESİ

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

UYGULAMA EL KİTABI LINEFLEX EPDM MEMBRAN

INM 308 Zemin Mekaniği

ZEMİN SINIFLAMASINDA BULANIK MANTIK UYGULAMASI SOIL CLASSIFICATION AN APPLICATION WITH FUZZY LOGIC SYSTEMS

Şev Stabilitesi I. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

Tabakalaşmış Zeminler Üzerinde Yer Alan Genişletilmiş Yol Dolgularının Nümerik Analizi

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

Su Mühendisliği Problemlerinde Belirsizliklerin İrdelenmesi. Prof. Dr. Melih Yanmaz ODTÜ, İnşaat Müh. Bölümü

BOBİNLEME İŞLEMİNİN İPLİK TÜYLÜLÜĞÜNE ETKİLERİ ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA

PLASTİK ŞEKİL VERME YÖNTEMİ

Türkiye Cumhuriyeti-Ekonomi Bakanlığı,

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

Kare Temeller Altında Gerilme ve Taşıma Gücü Analizi

SCROLL VE PİSTONLU TİP SOĞUTMA KOMPRESÖRLERİNİN KAPASİTE VE VERİMLERİNİN ÇALIŞMA ŞARTLARI İLE DEĞİŞİMİ

da. Elektronlar düşük E seviyesinden daha yüksek E seviyesine inerken enerji soğurur.

ÜÇÜNCÜ ULUSAL GEOSENTETİKLER KONFERANSI

HELİSEL ANKRAJ PLAKALARININ TABAKALI ZEMİNLERDEKİ ÇEKME KAPASİTELERİNİN İNCELENMESİ. Ahmet DEMİR, 2 Bahadır OK

ZEMİN MEKANİĞİ -1. Ders Notları. Öğr.Grv. Erdinç ABİ

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

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

ÇOK KATLI DİAGRİD BETONARME YAPILARIN ZAMAN-TANIM ALANI YÖNTEMİ İLE DEPREM ANALİZİ SEISMIC ANALYSIS OF MULTI STORY DIAGRAM REINFORCES CONCRETE

KÖPRÜ-ZEMİN ETKİLEŞİMİNİN, HAREKETLİ YÜKLERDEN DOLAYI İNTEGRAL KÖPRÜ ELEMANLARINDA OLUŞAN MOMENT VE KESME KUVVETLERİNE ETKİLERİ

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi

g 1, q Tasarım hatası

NUMERICAL ANALYSES OF ANCHORED SHORING SYSTEMS

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

INM 308 Zemin Mekaniği

10. ÜNİTE DİRENÇ BAĞLANTILARI VE KİRCHOFF KANUNLARI

Konyaaltı (Antalya) Liman Mahallesi yumuşak killeri üzerindeki binaların yapı-zemin etkileşimi

Kılavuz Rayları ve Emniyet Freni Mekanizmaları Üzerindeki Gerilmelere Dair Araştırma

YAMAÇTA GÜVENLİĞİN SAĞLANMASI

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 4-DBYBHY (2007)ve RBTE(2013) Karşılaştırılması

LİMİT DENGE ANALİZİ (Deterministik Yaklaşım)

Yrd.Doç.Dr Muhammet Vefa AKPINAR, PhD, P.E.

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

Taş kolonla iyileştirilmiş şevlerin stabilite analizi

Özet. Giriş. 1. K.T.Ü. Orman Fakültesi, Trabzon., 2. K.Ü. Artvin Orman Fakültesi, Artvin.

Emisyon Ölçümlerinin Planlanması

mukavemeti τ MPa. Sistemde emniyet katsayısı 4 olarak verildiğine göre; , pimlerin kayma akma mukavemeti

ZEMİN MUKAVEMETİ: LABORATUVAR DENEY YÖNTEMLERİ

SU-JETİ POMPASI VE DİP TARAMA PROBLEMLERİNE UYGULANMASI

Transkript:

Stabilize granüler dolgu ile iyileştirilen yumuşak kil zeminlere oturan yüzeysel temellerin analizi Analysis of shallow foundations rested on soft clayey soil stabilized with granular fill Ahmet Demir, Murat Örnek, Gizem Mısır, Mustafa Laman, Abdülazim Yıldız Çukurova Üniversitesi, Adana, Türkiye ÖZET: Bu çalışmada yumuşak kil zeminler üzerine inşa edilen yüzeysel temeller altına yerleştirilen farklı kalınlıktaki stabilize granüler dolgu tabakasının taşıma kapasitesine etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, sonlu elemanlar yöntemine dayanan PLAXIS D (Finite Element Code for Soil and Rock Analysis) bilgisayar yazılımı ile sayısal analizler yapılmıştır. Stabilize granüler dolgu tabakası genişliği gibi farklı parametrelerin de taşıma gücüne etkisi araştırılmıştır. Parametrik çalışma hem şerit temeller, hem de daire kesitli temeller için gerçekleştirilmiş, geoteknik tasarımlar için kullanılabilecek optimum değerler elde edilmeye çalışılmıştır. Anahtar kelimeler: Stabilize dolgu, taşıma gücü, şerit temel, sonlu elemanlar yöntemi ABSTRACT: In this study, stabilized granular fill layers with different thicknesses are placed below the shallow foundations constructed on soft clay and the effect of stabilized fill layers on the bearing capacity of shallow foundations rested on soft soils was investigated. For this purpose, numerical analyses were performed by using computer software PLAXIS D (Finite Element Code for Soil and Rock Analysis). Further, the effect of some different parameters like stabilized fill width on the bearing capacities of strip and circular foundations were investigated. Optimum values of parameters to obtain the maximum bearing capacities were suggested for geotechnical design. Keywords: Stabilized granular fill, bearing capacity, strip foundation, finite element method GİRİŞ Yumuşak kil zeminler, gerek yüksek sıkışabilirlik özelliği gerekse de düşük yük taşıma kapasitesi açısından geoteknik mühendisliğinde problemli zeminler olarak ele alınmaktadır. Temel mühendisliğinde, bu tür zeminlerin taşıma kapasitelerinin ve oturma davranışlarının iyileştirilmesi için birçok yöntem uygulanmaktadır. Genellikle, pratik ve ekonomik olması nedeniyle yüzeysel temellerin altına belirli bir kalınlıkta stabilize dolgu malzemesi serilmesi temel mühendisliğinde yaygın bir uygulamadır. Bu yöntemde temel altındaki yumuşak zemin tabakasının tamamı ya da bir kısmı kaldırılarak yerine istenen özelliklere sahip stabilize dolgu malzemesi tabakalar halinde serilip sıkıştırılır. Böylece temel altında rijit ve sağlam bir alt temel tabakası oluşturulur. Bu yöntemle temel zemininde elde edilecek iyileşme, başlıca dolgu malzemesinin mekanik özelliklerine ve kalınlığına bağlıdır. Bu çalışmada yumuşak kil zeminler üzerine inşa edilen yüzeysel temeller altına yerleştirilen farklı kalınlıktaki stabilize dolgu tabakasının taşıma kapasitesine etkisi sonlu elemanlar yöntemi ile analiz edilmiştir. Sayısal analizlerde, geoteknik mühendisliğindeki deformasyon ve stabilite problemlerinin sonlu elemanlar yöntemi ile analiz edilebilmesi için tasarlanmış PLAXIS (Finite Element Code for Soil and Rock Analysis) bilgisayar yazılımı kullanılmıştır. Problem, düzlem deformasyon koşullarda boyutlu olarak ele alınmış ve analizlerde zemin davranışı Mohr Coulomb zemin modeli ile modellenmiştir. Hamed ve diğ. (986) tarafından gerçekleştirilen deneysel ve teorik çalışma sonuçları ile sayısal analiz sonuçları karşılaştırılmış ve sonuçların oldukça iyi bir uyum içerisinde olduğu görülmüştür. Sonlu elemanlar analizlerinin önemli bir üstünlüğü, sadece göçme 45

yüklerini vermekle sınırlı kalmayıp, yüzeysel temel altındaki gerilme ve deformasyon dağılımlarını da tanımlayabilmesidir. Temel mühendisliğinde tasarım açısından oturma kriterinin daha belirleyici bir rol oynadığı düşünüldüğünde, temel altına serilen stabilize dolgu tabakasının oturma davranışına etkisi sonlu elemanlar yöntemi ile hesaplanmıştır. Ayrıca, stabilize dolgu tabakası genişliği gibi farklı parametrelerin de taşıma gücüne etkisi araştırılmıştır. Parametrik çalışmalar yapılarak sadece şerit temeller için değil, dairesel temeller için de bu yöntemin sağladığı iyileşmeler analiz edilmiş, elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Yumuşak kil zeminlerde dolgu tabakası serilerek yapılan iyileştirmeler konusunda literatürde yayınlanmış çeşitli araştırmalar bulunmaktadır (Madhav ve Vitkar (978); Hamed ve diğ. (986)). Madhav ve Vitkar (978) tarafından yumuşak kil zeminler üzerine oturan şerit temellerin altına granüler bir dolgu tabakası serilmesi durumunda temelin taşıma kapasitesindeki değişimler teorik olarak araştırılmıştır. Bu araştırmada, temel zemini için Şekil deki genel göçme mekanizması esas alınmıştır. Burada; W: dolgu tabakası genişliği, H: dolgu tabakası kalınlığı ve B: temel genişliği dir. Araştırmada dolgu tabakası genişliği W, temel genişliği B den farklı olabilmektedir. Yük taşıma kapasitesinin hesaplanmasında dolgu tabakası ve yumuşak kil zemine ait parametreler dikkate alınmaktadır. D f H E A B qu C Şekil. Madhav ve Vitkar (978) tarafından önerilen model ζ Granüler Dolgu W Buna göre dolgu tabakasına ait içsel sürtünme açısı, kohezyon ve birim hacim ağırlık değerleri sırasıyla, φ, c ve γ olarak kullanılmaktadır. Yumuşak kil zemine ait içsel sürtünme açısı, kohezyon ve birim hacim ağırlık değerleri sırasıyla, φ, c ve γ olarak dikkate alınmaktadır. Temel zemini içindeki göçme bölgesi kendi içerisinde aşağıdaki gibi alt bölgelere ayrılarak ele alınmıştır; θ G θ D η F η J Zayıf Zemin ) AGC Aktif Rankine Bölgesi (yatayla ζ açısı ile ayrılır) ) GCD ve ACE geçiş bölgeleri ( θ açısı yaparlar). CD ve CE aşağıdaki eşitlikle tanımlanan logaritmik spiral yaylardır. tan r = re θ φ Burada φ, dolgu malzemesi içsel sürtünme açısını temsil etmektedir. 3) GDF gibi geçiş bölgeleri ( θ açısı yaparlar). DF aşağıdaki eşitlikle tanımlanan logaritmik spiral bir yaydır. tan r = re θ φ 4) GFJ gibi Rankine pasif bölgesi θ ve θ ifadeleri ζ, η, φ ve W/B parametrelerine ait fonksiyonlardır. Madhav ve Vitkar (978), Şekil de verilen göçme mekanizmasını esas alarak sürekli temelin nihai taşıma kapasitesi için aşağıdaki bağıntıyı önermiştir. γ B q = c N + D γ N + N u c(t) f q(t) γ(t) () Burada N c(t), N q(t), N γ (T) dolgudan kaynaklanan taşıma kapasitesi faktörleridir. Stabilize dolgu malzemesi ( c = ) ve yumuşak suya doygun kil zemin ( φ = ve c = c u ) için Madhav ve Vitkar (978) tarafından belirlenen taşıma kapasitesi faktörleri ( N c(t), N q(t), N γ (T) ) için çeşitli abaklar geliştirilmiştir. Hamed ve diğ. (986) tarafından yapılan araştırmada ise, yumuşak kil zeminler üzerine oturan şerit temelin altındaki stabilize dolgu tabakasının temelin nihai taşıma kapasitesine etkisi deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Model deneylerde temel genişliği ( B ) ile dolgu genişliği ( W ) birbirine eşit alınarak H/B (=H/W) oranının taşıma kapasitesine etkisi araştırılmıştır. Deneysel sonuçlardan, temelin taşıma kapasitesinin H/B oranı ile doğru orantılı olarak arttığı ve H/B oranı belli bir değere ulaştığında ise, taşıma kapasitesinin sabit kaldığı görülmüştür. Ayrıca, Madhav ve Vitkar (978) tarafından önerilen bağıntı kullanılarak hesaplanan taşıma kapasiteleri ile deneysel sonuçlar karşılaştırılmış ve Madhav ve Vitkar (978) tarafından önerilen yöntem ile hesaplanan taşıma kapasitesi değerlerinin deneysel değerlerden daha büyük çıktığı görülmüştür. Hamed ve diğ. (986) tarafından nihai taşıma kapasitesini (q u ) hesaplamak için (c =, c =c u, φ = ve B=W durumları için) farklı bir yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemde, I ve II farklı iki zemin ortamı olarak dikkate alınmıştır (Şekil ). 46

Zemin ortamı K için en büyük asal gerilme σ ve en küçük asal gerilme σ 3 olmaktadır. Bu durumda nihai taşıma kapasitesi için aşağıdaki eşitlik yazılabilir: σ = q = K σ () D f u P() 3 γ φ = c =c u H Şekil. Hamed ve diğ. (986) tarafından önerilen model φ Burada KP() = tan 45+ olup, Rankine pasif yanal toprak basıncı katsayısıdır. Zemin ortamı L için en büyük asal gerilme σ ve en küçük asal gerilme σ 3 olmaktadır. Bu durumda σ 3 =γdf ve σ =σ 3KP() + cu KP() eşitlikleri yazılabilir. φ Burada KP() = tan 45+ olup, Rankine pasif yanal toprak basıncı katsayısıdır. φ = olduğundan KP() = değerini almaktadır. Bu durumda eşitlik daha sade bir şekilde yazılabilir. σ =σ 3+ cu =γ Df + cu (3) Şekil dikkate alındığında göçme anında, σ =σ 3 olduğu görülmektedir. Bu ifade Eşitlik () ve Eşitlik (3) ile birleştirildiğinde aşağıdaki ifade elde edilmektedir. qu = K P() ( γ Df + c u) φ = ( γ Df + c u) tan 45 + σ 3 σ =q u K θ σ B (4) Eşitlik (4) te uygun parametreler kullanılarak hesaplanan nihai taşıma kapasitesi değerlerinin deneysel olarak elde edilen maksimum q u değerine eşit veya bu değerden çok az bir miktarda düşük olduğu görülmüştür. ζ γ φ c = σ L σ 3 3 SONLU ELEMANLAR ANALİZİ Çalışmada, yumuşak zeminlere oturan şerit ve dairesel temellerin sayısal analizi, sonlu elemanlar yöntemi ile çözüm yapan Plaxis V8. bilgisayar yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Şerit temeller düzlem deformasyon, dairesel temeller ise eksenel simetrik koşullarda çözümlenmiştir. Analizlerde bir bütünlük sağlamak amacıyla,b büyüklüğündeki oturma değerlerine karşılık gelen taşıma gücü değerleri kullanılmıştır. Programda yumuşak zemin ve dolgu zemin modellenirken Mohr Coulomb modeli ve sıkı (fine) ağ kurgusu kullanılmıştır. Yumuşak zemin ve stabilize dolgu zemin için model parametreleri, Tablo ve Tablo de sunulmuştur. Tablo. Yumuşak zemin için model parametreleri Parametre Adı Simge Birim Değeri Birim hacim ağırlığı γ kn/m 3 5 Üç eksenli yükleme rijitliği E ref kn/m 6 Poisson oranı v -,3 Kohezyon c kn/m Kayma mukavemet açısı φ ( ) Dilatasyon açısı ψ ( ) Toprak basıncı katsayısı K -,5 Drenaj Durumu - Yok Tablo. Stabilize dolgu zemini için model parametreleri Parametre Adı Simge Birim Değeri Birim hacim ağırlığı γ kn/m 3 8 Üç eksenli yükleme rijitliği E ref kn/m 3 Poisson oranı v -,3 Kohezyon c kn/m Kayma mukavemet açısı φ ( ) 43 Dilatasyon açısı ψ ( ) 3 Toprak basıncı katsayısı K -,5 Drenaj Durumu - Var 4 BULGULAR VE TARTIŞMA 4.. Şerit Temellerde Yapılan Teorik Esaslı Analizler Madhav ve Vitkar (978) tarafından önerilen Eşitlik () e göre (Df= ve H=B alınarak) q u değeri hesaplandığında aşağıdaki sonuç elde edilmiştir. γ B q = c N + D γ N + N u c(t) f q(t) γ(t) (5) 47

5x qu = x7 + + x = 45 kn / m (6) Nc(T) ve N γ (T) değerleri Madhav ve Vitkar (978) tarafından geliştirilen abaklardan alınmıştır. Hamed ve diğ. (986) tarafından önerilen Eşitlik (4) e göre q u değeri hesaplandığında ise, aşağıdaki sonuç elde edilmiştir. qu = K P() ( γ Df + c u) φ = ( γ Df + c u) tan 45 + 43 q u = ( + x) tan 45 + = 5kN / m (7) Şerit temeller için elde edilen bu teorik yaklaşımlarla sayısal analiz sonuçlarının karşılaştırılması optimum dolgu yüksekliği (H) hesabında yapılmıştır. 4. Şerit Temellerde Yapılan Sayısal Analizler 4... Optimum dolgu yüksekliğinin (H) belirlenmesi Şerit temellerin oturduğu yumuşak zeminlerde inşa edilen stabilize dolgunun optimum yüksekliğinin bulunması için yapılan analizlerde elde edilen sonuçlar Şekil 3 te gösterilmiştir. Buradan sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen sonuçların deney sonuçları ve teorik yaklaşım sonuçları ile uyum içerisinde olduğu görülmüştür. Temel genişliği (B) ile orantılı olarak tasarlanan dolgu derinliğinin optimum değeri H=3B olarak elde edilmiştir. Ayrıca, değerler H/B oranına bağlı olarak Hamed ve diğ. (986) tarafından deneysel olarak elde edilen taşıma gücü kapasiteleri ile karşılaştırılmış, sonuçta iyi bir uyum elde edilmiştir. Sonuçlardan, H=3B değerine kadar taşıma kapasitelerinde doğrusal bir artış gözlenmiş, H=3B değerinden sonra, taşıma kapasitesindeki artış azalmıştır. qu (kn/m ) 3 5 5 5 Analiz Deney Hamed ve ark. (986) Matkav ve Vitkar (978) W=B Df= Φ = 43.5.5.5 3 3.5 4 H / B Elde edilen sayısal çözümler Bölüm 4.l de elde edilen teorik analiz sonuçları ve sayısal analiz sonuçları ile karşılaştırılmış ve Hamed ve diğ. (986) tarafından önerilen yaklaşımın (q u =5 kn/m ), Madhav ve Vitkar (978) tarafından önerilen yaklaşıma göre (q u =45 kn/m ) sayısal analiz sonuçlarına (q u =85,5 kn/m ) ve deneysel sonuçlara (q u =79,3 kn/m ) daha yakın sonuçlar verdiği görülmüştür. 4... Optimum dolgu genişliğinin (W) belirlenmesi Şerit temellerin oturduğu yumuşak zeminlerde optimum dolgu genişliğinin belirlenmesi amacıyla yapılan analizlerde dolgu yüksekliği optimum değer olan 3B büyüklüğünde seçilmiştir. Analizde temel, dolgu yüzeyinde tasarlanmıştır. Şekil 4 te görüldüğü üzere sonuçta, W=4B değerine kadar taşıma kapasitesinde bir artış gözlenmiş, W=4B den sonra taşıma kapasitesinde artım önemli ölçüde azalmıştır. qu (kn/m ) 3 5 5 5 3 4 5 6 W / B Şekil 4. Optimum dolgu genişliğinin belirlenmesi H=3B Df= Φ= 43 4..3. Optimum temel derinliğinin (Df) belirlenmesi Şerit temellerin oturduğu yumuşak zeminlerde stabilize dolgunun başlatılacağı optimum temel derinliğinin (Df) belirlenebilmesi için yapılan analizlerde dolgu derinliği ve dolgu genişliği için optimum değerler kullanılmıştır (H=3B; W=4B). Şekil 5 teki grafikten Df=B ye kadar taşıma kapasitesindeki artış oranının giderek azaldığı görülmektedir. Analizlerde Df / B > den sonra temel derinliği elde etmek için yapılan kazı göçmüştür. Bunun anlamı, üst yapıdan gelen yük ve yapı türüne bağlı olarak Df / B > olmasının zorunlu olduğu haller için temel kazısının göçmemesi amacıyla gerekli iksa uygulamaları yapılmalıdır. Şekil 3. Optimum dolgu yüksekliğinin belirlenmesi 48

qu kn/m Şekil 5. Optimum temel gömülme derinliğinin belirlenmesi 4..4. Taşıma kapasitesi analizi Pratikte yumuşak zeminler üzerine yapı inşa edilmesinin zorunlu olduğu durumlarda taşıma gücünü artırmak için yapı türüne de bağlı olarak stabilize dolgu inşa etmek ilk akla gelen iyileştirme yöntemi olmaktadır. Yumuşak zeminlere oturan şerit temellerin taşıma kapasiteleri ile stabilize dolgulu yumuşak zeminler üzerine oturan şerit temellerin taşıma kapasiteleri optimum değerlerde (H=3B ve W=4B) dikkate alınmıştır. PLAXIS sonuçlarında,8b lik bir oturmaya karşılık gelen temel taşıma kapasitesinin, dolgusuz olarak sadece yumuşak kilde,8b lik bir oturmaya karşılık gelen temel taşıma kapasitesinin yaklaşık.5 katı olduğu belirlenmiştir (Şekil 6). q u (kn/m^) 6 4 8 6 4 4 8 6 4 H=3B H = 3B W=3B W = 4B Φ= 43 φ = 43.5.5.5 Df / B...4.6.8. Oturm a (m ) Şekil 6. Taşıma kapasitelerinin karşılaştırılması Dolgulu Zemin Yumuşak Zemin H = 3B ; W = 4B Df = ; φ = 43 4.3. Dairesel Temellerde Yapılan Sayısal Analizler Şerit temeller için yapılan analizler, dairesel temellere de uygulanmıştır. 4.3.. Optimum dolgu yüksekliğinin (H) belirlenmesi Dairesel temellerin oturduğu yumuşak zeminlerde inşa edilecek stabilize dolgunun optimum yüksekliğinin bulunması amacıyla, dolgu genişliği W=4D sabit alınarak analizler yapılmıştır. Analiz sonunda, dolgu tabakası yüksekliği H=3D ye kadar dairesel temelin taşıma kapasitesi hızlı bir artış göstermiş, bu değerden sonra dolgu tabakası yüksekliğinin artırılması taşıma kapasitesini daha fazla artırmamıştır (Şekil 7). qu (kn/m ) 8 6 4 W=4D Df= Φ=43 3 4 5 H / D Şekil 7. Optimum dolgu yüksekliğinin belirlenmesi 4.3.. Optimum dolgu genişliğinin (W) belirlenmesi Dairesel temellerin oturduğu yumuşak zeminlerde optimum dolgu genişliğinin belirlenmesi amacıyla, dolgu yüksekliği 3D alınarak analizler yapılmıştır. Analiz sonunda, W=4D değerine kadar taşıma kapasitesinde artış gözlenmiş, W=4D den sonra dolgu genişliğinin artması, dairesel temelin taşıma kapasitesini önemli ölçüde etkilememiştir (Şekil 8). qu (kn/m ) 6 5 4 3 H=3D Df= φ=43 3 4 5 6 W / D Şekil 8. Optimum dolgu genişliğinin belirlenmesi 4.3.3. Optimum temel derinliğinin (Df) belirlenmesi Dairesel temellerin oturduğu yumuşak zeminlerde stabilize dolgunun başlatılacağı optimum temel derinliği (Df) daha önceden elde edilen optimum değerler kullanılarak (H=3D,W=4B) hesaplanmıştır. Şekil 9 daki grafikten Df=3D ye kadar taşıma kapasitesinde sabit bir artış oranı olduğu görülmektedir. Analizde Df/D>3 ten sonra temel derinliği elde etmek için yapılan kazı göçmüştür. Bunun anlamı, üst yapıdan gelen yük ve yapı türüne 49

bağlı olarak Df/D>3 olmasının zorunlu olduğu haller için temel kazısının göçmemesi amacıyla gerekli iksa uygulamaları yapılmalıdır. q u (kn/m ) 9 6 3 7 4.5.5.5 3 3.5 Df / D Şekil 9. Optimum temel derinliğinin belirlenmesi 4.3.4. Taşıma kapasitesi analizi H=3D W=4D Φ=43 Yumuşak zeminlere oturan dairesel temellerin taşıma kapasiteleri ile stabilize dolgulu yumuşak zeminler üzerine oturan dairesel temellerin taşıma kapasiteleri arasındaki ilişki Şekil da görülmektedir. Optimum değerlerde (H=3D ve W=4D),D lik bir oturmaya karşılık gelen temel taşıma kapasiteleri karşılaştırılmıştır. 5 Şerit temeller için yapılan sayısal analiz sonuçları, Hamed ve diğ. (986) tarafından yapılan deney sonuçları ve önerdikleri teorik yaklaşımlarla oldukça iyi bir uyum içerisindedir. Buna karşın, Matkav ve Vitkar (978) tarafından önerilen teorik yaklaşımların sayısal analiz sonuçlarından oldukça farklı değerler verdiği görülmüştür. Şerit temellerde B temel genişliği olmak üzere, stabilize dolgunun optimum yüksekliği H opt = 3B, optimum genişliği W opt = 4B olarak elde edilmiştir. Şerit temellerde gömülme derinliğinin bulunmasına yönelik yapılan sayısal analizlerde temel kazısı B den sonra göçmüştür. Optimum değerler (H=3B ve W=4B) kullanılarak tasarlanan dolguya oturan şerit temelin taşıma kapasitesi, dolgusuz duruma göre önemli miktarda artmıştır. Dairesel temellerde D temel çapı olmak üzere, stabilize dolgunun optimum yüksekliği H opt = 3D, optimum genişliği W opt = 4D olarak elde edilmiştir. Dairesel temellerde gömülme derinliğinin bulunmasına yönelik yapılan sayısal analizlerde temel kazısı 3D den sonra göçmüştür. Optimum değerler (H=3D ve W=4D) kullanılarak tasarlanan dolguya oturan dairesel temelin taşıma kapasitesi, dolgusuz duruma göre önemli miktarda artmıştır. qu (kn/m ) 9 75 6 45 3 5 Yumuşak Zemin Dolgulu Zemin H = 3D ; W = 4D Df = ; φ = 43 TEŞEKKÜR: Bu çalışma; TÜBİTAK tarafından desteklenen Yumuşak Kil Zeminlerin Geogrid Donatı ile Güçlendirilmesi başlıklı ve 6M496 no lu Araştırma Projesi kapsamında yürütülmüştür. REFERANSLAR,,3,6,9, Oturma (m) Şekil. Taşıma kapasitelerinin karşılaştırılması Sonuç olarak, yumuşak zeminlere inşa edilen optimum yükseklikte bir dolgu üzerine oturan dairesel temellerde taşıma kapasitesinin dolgusuz duruma göre oldukça büyük değerler verdiği görülmüştür. 5 SONUÇLAR Bu çalışmada yumuşak kil zeminler üzerine inşa edilen yüzeysel temeller altına yerleştirilen farklı kalınlıktaki stabilize dolgu tabakasının taşıma kapasitesine etkisi araştırılmış, şerit ve daire kesitli temeller için parametrik çalışmalar yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar aşağıda sunulmuştur. Akinmusuru, J.O. & Akinbolade, J.A. 98. Stability of loading footings on reinforced soil, Journal of Geotechnical Engineering: (7), 89-87. Aydoğmuş T., Yıldız A., Arslan A. & Örnek M., 6. Yüzeysel temeller altında geosentetik donatı etkisinin nümerik analizi, İkinci Ulusal Geosentetikler Konferansı: 3-5, İstanbul. Brinkgreve R. B. J.,. Plaxis Finite Element Code for Soil and Rock Analysis d Version 8.. Das, B. M.,999. Shallow Foundations, Bearing Capacity and Settlement, CRC Press LLC. Hamed, J. T., Das, B. M., & Echelberger,W. F.,986. Bearing capacity of a strip foundation on a granuler trench in soft clay, Civil Engineering for Practicing and Design Engineers: Pergamon Press: 5(5), 359. Madhav, M. R.& Vitkar, P. P.,978. Strip footing on weak clay stabilizated with a granular trench or pile, Canadian Geotechnical Journal: 5(4), 65-69. Meyerhof, G. G.,974. Ultimate bearing capacity of footings on sand layer overlying clay, Canadian Geotechnical Journal: (), 4-9. Reddy, A. S. & Srinivasan, R. J.,967. Bearing capacity of a footings on layered clays, J. Soil Mech. Found. Div: ASCE, 93(SM), 83-99. 5