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

Benzer belgeler
16.6 DEPREM ETKİSİ ALTINDAKİ ZEMİNLERDE SIVILAŞMA RİSKİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

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

SIVILAŞMANIN TANIMI. Sıvılaşma için Fiziksel süreç. sıvılaşma olması için için SIVILAŞMA TÜRLERİ ZEMİNLERDE SIVILAŞMA ANALİZ VE İYİLEŞTİRME YÖNTEMLERİ

Zeminlerin Sıkışması ve Konsolidasyon

İNM Ders 4.1 Dinamik Etkiler Altında Zemin Davranışı

INM 305 Zemin Mekaniği

Yatak Katsayısı Yaklaşımı

TEMEL İNŞAATI ZEMİN İNCELEMESİ

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

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

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

AKADEMİK BİLİŞİM Şubat 2010 Muğla Üniversitesi GEOTEKNİK RAPORDA BULUNAN HESAPLARIN SPREADSHEET (MS EXCEL) İLE YAPILMASI

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

Ders Notları 2. Kompaksiyon Zeminlerin Sıkıştırılması

Ek-3-2: Örnek Tez 1. GİRİŞ

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

Yapı veya dolgu yüklerinin neden olduğu gerilme artışı, zemin tabakalarını sıkıştırır.

DETAYLI İNCELEMELER. (Zeminde-Numune Alma) Ertan BOL-Sedat SERT-Aşkın ÖZOCAK 1 İNCE CİDARLI SHELBY TÜPÜ KUYU AĞZI HELEZON SPT KAŞIĞI

ZEMİNLERDE SU ZEMİN SUYU

T.C. İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ

Konsol Duvar Tasarımı

Zemin Suyu. Yrd.Doç.Dr. Saadet BERİLGEN

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

Üst yapı yüklerinin bir bölümü ya da tümünü zemin yüzünden daha derinlerdeki tabakalara aktaran

GEOTEKNİK VE SAYISAL MODELLEME

1. Temel zemini olarak. 2. İnşaat malzemesi olarak. Zeminlerin İnşaat Mühendisliğinde Kullanımı

EK-2 BERGAMA OVACIK ALTIN İŞLETMESİ TÜBİTAK RAPORU ELEŞTİRİSİ NE İLİŞKİN GÖRÜŞLER

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

Yeni Deprem Yönetmeliği ve İstinat Yapıları Hesaplarındaki Değişiklikler

INM 405 Temeller. Yrd.Doç.Dr. İnan KESKİN. Yüzeysel Temellerde Taşıma Gücü; Arazi Deneyleri ile Taşıma Gücü Hesaplamaları. Hafta_5

Hamza GÜLLÜ Gaziantep Üniversitesi

Proje Adı: İstinat Duvarı Sayfa 1. Analiz Yapı Tel:

INM 305 Zemin Mekaniği

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

Zemin Gerilmeleri. Zemindeki gerilmelerin: 1- Zeminin kendi ağırlığından (geostatik gerilme),

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

BAÜ Müh-Mim Fak. Geoteknik Deprem Mühendisliği Dersi, B. Yağcı Bölüm-5

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

SIVILAŞMA POTANSİYELİNİN BELİRLENMESİNDE BASİTLEŞTİRİLMİŞ YAKLAŞIMLA YAPI ETKİSİ ANALİZİ

Ders Notları 3 Geçirimlilik Permeabilite

ZEMİNLERİN KAYMA DİRENCİ

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

Dolgu ve Yarmalarda Sondaj Çalışması ve Değerlendirmesi. HAZIRLAYAN Özgür SATICI Mad. Yük. Jeo. Müh. (MBA)

Su seviyesi = ha Qin Kum dolu sütun Su seviyesi = h Qout

DEPREMLER - 2 İNM 102: İNŞAAT MÜHENDİSLERİ İÇİN JEOLOJİ. Deprem Nedir?

ZEMİNLERDE SIVILAŞMA

2. Bölüm ZEMİNLERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ

DAYANMA YAPILARININ DBYBHY VE TBDY GÖRE TASARIM KURALLARIN KARŞILAŞTIRILMASI VE TESPİTLER. Levent ÖZBERK İnş. Yük. Müh. Analiz Yapı Yazılım Ltd. Şti.

LIQUEFACTION POTENTIAL OF YALOVA CITY SOILS

ANALİZ YÖNTEMLERİ. Şevlerin duraylılığı kaya mekaniği ve geoteknik bilim dallarının en karmaşık konusunu oluşturmaktadır.

T.C. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Zemin Sıvılaşması ve Mekanizması

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

Proje Adı: İstinat Duvarı Sayfa 1. Analiz Yapı Ltd. Şti. Tel:

İNM Ders 2.2 YER HAREKETİ PARAMETRELERİNİN HESAPLANMASI. Yrd. Doç. Dr. Pelin ÖZENER İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

INM 308 Zemin Mekaniği

1.2. Aktif Özellikli (Her An Deprem Üretebilir) Tektonik Bölge İçinde Yer Alıyor (Şekil 2).

MÜHENDİSLİK JEOFİZİĞİ UYGULAMALARI

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

İMAR PLANINA ESAS JEOLOJİK-JEOTEKNİK ETÜT RAPORU

ZEMİN MEKANİĞİ VE TEMEL İNŞAATI İnce Daneli Zeminlerin Kıvamı ve Kıvam Limitleri. Yrd.Doç.Dr. SAADET A. BERİLGEN

ZeminJeofizikAnaliz PROGRAMI. Kullanma Kılavuzu

KONU: Beton Baraj Tasarım İlkeleri, Örnek Çalışmalar SUNUM YAPAN: Altuğ Akman, ESPROJE Müh.Müş.Ltd.Şti

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

İNM Ders 9.2 TÜRKİYE DEPREM YÖNETMELİĞİ

1.1 Statik Aktif Durum için Coulomb Yönteminde Zemin Kamasına Etkiyen Kuvvetler

INM 305 Zemin Mekaniği

Akifer Özellikleri

MÜHENDİSLİK JEOFİZİĞİ UYGULAMALARI

Ders. 5 Yer Tepki Analizleri

TMMOB JEOFİZİK MÜHENDİSLERİ ODASI

İNM 305 ZEMİN MEKANİĞİ

BÖLÜM 5 ZEMİNLERİN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİ

Deprem-Yapı-Zemin Etkileşimine Yönelik. İzmir Yeni Kent Merkezinde Yapılan Jeofizik Çalışmalar

2015 YILI JEOLOJİK - JEOTEKNİK ETÜT VE HİZMET İŞLERİ, JEOFİZİK ETÜT İŞLERİ, ZEMİN VE KAYA MEKANİĞİ LABORATUVAR DENEYLERİ BİRİM FİYAT CETVELLERİ

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

7. TOPRAĞIN DAYANIMI

ÇEVRE GEOTEKNİĞİ DERSİ

Ders: 2 Zeminlerin Endeks Özellikleri-Kıvam Limitleri. Doç. Dr. Havvanur KILIÇ İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

GEOTEKNİK DEPREM MÜHENDİSLİĞİ

Kaya Zemin Sınıflamaları Parametre Seçimi Şev Stabilite Sorunları. Özgür SATICI Mad. Yük. Jeo. Müh. (MBA)

TEMEL İNŞAATI TAŞIMA GÜCÜ

7. Self-Potansiyel (SP) Yöntemi Giriş...126

ARİAS ŞİDDETİ İLE SIVILAŞMA ANALİZİ

KİLLİ ZEMİNLERE OTURAN MÜNFERİT KAZIKLARIN TAŞIMA GÜCÜNÜN MS EXCEL PROGRAMI KULLANILARAK HESAPLANMASI. Hanifi ÇANAKCI

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması.

ZM-I FİNAL SORU ve CEVAPLARI SORU-1 [10]: Sıvılık indisi (I L ) ne demektir? Sıvılık indisinin 2.1, 0 ve -0.6 olması ne ifade eder?

5/8/2018. Windsor Probe Penetrasyon Deneyi:

Geoteknik Deprem Mühendisliği Notları

Ders 7. İstinat Yapılarında Sismik Yüklerin Hesabı

INM 305 Zemin Mekaniği

YOL İNŞAATINDA GEOSENTETİKLERİN KULLANIMI

İLLER BANKASI A.Ş. İHALE DAİRESİ BAŞKANLIĞI

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

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 6- Risk Tespit Uygulaması: Yığma Bina


Zemin ve Asfalt Güçlendirme

Transkript:

SIVILAŞMA

Sıvılaşma Nedir? Sıvılaşma hangi ortamlarda gerçekleşir? Sıvılaşmaya etki eden faktörler nelerdir? Sıvılaşmanın Etkileri Geçmiş Depremlerden Örnekler Arazide tahkik; SPT, CPT, Vs çalışmaları Sıvılaşma Analizi

Sıvılaşma nedir? Sıvılaşma, deprem gibi hızlı yüklemeler altında, daneli zeminlerde (Siltli,kumlu zeminler) görülen bir olaydır. Sıvılaşma, ani yükleme sonucunda suya doygun daneli zeminin yapısının bozulması ile oluşur. Ayrık taneler arasındaki temas kuvvetinin azalması boşluk suyu basıncının yükselmesi ve zeminin direncini kaybetmesiyle oluşur.

Sıvılaşma hangi ortamlarda gerçekleşir Daneli yapıların olması (Siltli,kumlu birim) Daneler arası boşlukta su olması, Daneler arası bağın kuvvetli olmaması, Deprem gibi ani bir kuvvetin bulunması

Sıvılaşma Gözeneklerin suyla dolgun olması danecikler üzerinde basınç oluşturur (boşluk suyu basıncı). Basınç, danecikler arası bağı denetler. Normal koşullarda denge söz konusudur ve iç basınç düşüktür. Depremin neden olduğu yük dengeyi bozar ve iç basıncı artırır.

Sıvılaşma Daneler arası dengenin bozulması, suyun dışarı atılmasına yol açar, Su hareketi daneler arası bağı ortadan kaldırır, Bağımsız kalan dane suyla birlikte dışarı atılır, Ortamdan ayrılan daneler ortamın taşıma gücünü azaltır, Mühendislik yapılarının ek yükleri karşısında yerin taşıma gücü ortadan kalktığından yapı döner, eğilir veya yere batar.

Sıvılaşmaya etki eden faktörler ÇEVRESEL FAKTÖRLER ZEMİN ÖZELLİKLERİ

ÇEVRESEL FAKTÖRLER Maksimum odak uzaklığı Deprem eşik şiddeti Sıvılaşabilir zemin derinliği Yeraltı su seviyesi

ZEMİN ÖZELLİKLERİ Relatif sıkılık İnce dane oranı ve plastisite Sismik geçmişin etkisi Yatay toprak basıncı ve aşırı konsalidasyon oranı Kumların fiziksel özelliklerinin etkisi

Sıvılaşmanın Etkileri Oturma Yanal Yayılma Yanal Akış Yanal desteklerin kaybı Taşıma gücü kaybı

Geçmiş Depremlerden Örnekler

Taşıma gücü kapasitesi kaybından dolayı meydana gelen yapı hasarları (Bin-Lin Chu vd., 2003)

Sıvılaşma meydana geldiğinde zeminin gücü azalır ve bina ya da köprü temellerini taşıyan zeminin taşıma gücü kaybolur ve binalar yan yatar (Niigata, 1964)

Kum kaynamaları ve yanal yayılma (Bin-Lin Chu vd., 2003)

Niigata Depreminde meydana gelen kum çukurları (Tezcan and Özdemir, 2004)

Zemin taşıma gücü kaybı Adapazarı,Türkiye

Arazi İncelemeri SPT-(Standart Penetrasyon Testi) CPT-(Konik Penetrasyon Testi) Vs- (Kayma Dalga Hızı Ölçümü)

Sıvılaşma dayanımı genellikle arazi performansının incelenmesi temeline dayanarak tanımlanır. Sıvılaşma potansiyeli hesaplanmasında; SPT ve CPT tabanlı sıvılaşma değerlendirme grafikleri en çok tercih edilenlerdir. SPT ve CPT en güvenilir deneylerdir, çünkü sıvılaşmayla ilgili çok geniş veritabanları bulunmaktadır.

SPT-(Standart Penetrasyon Testi) SPT ile zemin numunesi alınabilmekte ve bu sayede zemin tipi belirlenmektedir. Bu şekilde SPT-N değerine bağlı birçok ampirik bağıntı geliştirilmiştir.

CPT-(Konik Penetrasyon Testi) CPT, zemin profilini çok iyi göstermektedir ve CPT ye de dayalı birçok bağıntı bulunmaktadır.

Vs- (Kayma Dalga Hızı Ölçümü) Özellikle Vs de, direkt kayma dalga hızı ölçülebilmektedir. Böylelikle dinamik ve statik analizler yapılabilmektedir.

Sıvılaşma Analiz Yöntemleri Eşik İvme Kriteri (Dobry vd., 1981) Periyodik kayma gerilmesi kriteri Japon şartnamesi kayıtları Çin Kriteri Kayma dalga hızı kullanılarak sıvılaşma riskinin belirlenmesi Amprik Yöntem(Iwasaki,1974)

Eşik İvme Kriteri (Dobry vd., 1981) Eşik ivme kriterinde emniyet katsayısı (F a ) için F a = 1.6 a t / a max tanımı yapılır. Burada, a t = sıvılaşmanın gerçekleşebilmesi için gerekli başlangıç (eşik) ivmesi, a max = depremin meydana getireceği en büyük yer ivmesidir. Eğer, F a < 1 sıvılaşma potansiyeli yüksek F a > 1 sıvılaşma potansiyeli düşüktür

Eşik İvme Kriteri (Dobry vd., 1981) Kayma dalgası hızı kullanılarak sıvılaşma potansiyelininin belirlenmesi Eşik ivmesi, Vs ye bağlı olarak, kabul edilen bir eşik kayma şekil değiştirmesi ( t ) ve çeşitli zemin derinlikleri için aşağıdaki formülle verilmektedir. (a t /g) = ( t (G/G max ) t (V s ) 2 ) / g z r d Burada r d = yerin derinlikle artan sıvılaşmaya karşı direncini temsil eden bir azaltma katsayısıdır. r d = 1-0.015 z bağıntısı ile hesaplanır, z = derinlik (metre) dir. denklemde t = 0.0001 alınmış olup, buna karşılık gelen G/G max = 0.8 dir. Buradan a t /g oranı hesaplanabilir.

Periyodik kayma gerilmesi kriteri Bu yöntemde, zemin tabakalarının sıvılaşma emniyet faktörü (Fs), Fs=τs/τ0 şeklinde ifade edilir. Burada, τs : Belli bir zeminde sıvılaşmanın başlayabilmesi için gerekli periyodik sınır kayma gerilmesi, τo : Aynı zeminde belli bir depremin meydana getireceği ortalama kayma gerilmesidir. : Fs < l ise sıvılaşma potansiyeli yüksek, Fs> l ise sıvılaşma potansiyeli yoktur.

Periyodik kayma gerilmesi τ0=0.65*(amax/g)*σv*rd bağıntısından hesaplanabilir.burada, amax : Yüzeydeki maksimum ivme σv Kum tabakasına etkiyen toplam düşey gerilme (t/m2) σ' : Kum tabakasına etkiyen efektif düşey gerilme (t/m2 ) rd : Gerilme indirgeme faktörüdür. rd=1.0 0.00765 z (z 9.15 m) rd=1.174 0.0267 z (9.15 m < z 23 m)

Japon Karayolları Köprü Şartnamesi FS=CRR/CSR Yöntemi (JSHE, 1990) CRR = R 1 +R 2+ R3 R1= 0,0882* Karekök(N/ v + 0,7) R2= 0.19 ; (0.02 mm < D50 < 0.05) R3= 0.004FC -0.16 ; (%40 < FC < %100)

Kayma dalga hızı kullanılarak sıvılaşma riskinin belirlenmesi Bu parametre bir arazi indisi olarak, (siltler ve kumlar gibi) numune alınması veya (çakıllar gibi) penetrasyonu zor olan zeminlerde, sıvılaşma olasılığının belirlenmesi çalışmalarında kullanılabilmektedir

Kayma dalga hızı kullanılarak sıvılaşma riskinin belirlenmesi Robertson v. d. (1992), Kaliforniya arazi verilerinden yararlanarak gerilme esaslı bir sıvılaşma tahmin usulü teklif etmişler ve kayma dalga hızını aşağıdaki gibi normalize etmişlerdir.

Kayma dalga hızı kullanılarak sıvılaşma riskinin belirlenmesi Vs1=Vs(Pa/σ vo)0.25 Burada, Pa = Referans gerilmesi olarak atmosferik basınç (yaklaşık 100 kpa), σ vo=efektif düşey jeolojik basınçtır (kn/m2). Vs1=Kayma dalgası hızı

Kayma dalga hızı kullanılarak sıvılaşma riskinin belirlenmesi Andrus and Stokoe CRR (tekrarlı yük dirençi oranı) değerinin, CRR=τav/σv0=a(VS1c/100)2+b/(VS1c-VS1)-b/Vs1c formulüyle hesaplanmasını önermişlerdir. İnce dane oranı %5 den az olan kum ve çakıllar için : VS1c =220 m/san İnce dane oranı %20 civarında olan kum ve çakıllar için : VS1c =210 m/san İnce dane oranı %35 den fazla olan kum ve çakıllar için : VS1c =200 m/san

Sıvılaşma Dizini (Iwasaki,1978) Bir tabakanın sıvılaşma potansiyelini belirleyebilmek ve özellikle derinliğin bu potansiyel üzerindeki etkilerini göz önüne alınarak, tabakalı ortamlar için aşağıda verilen I L = sıvılaşma potansiyeli dizini hesaplanır. I L = F.W.h n = tabaka sayısı F = 1 - F L F L < 1 W = 10 0,5.z z < 20 metre F = 0 F L > 1 W = 0 z > 20 metre z = tabaka orta noktasının derinliği (metre) h = z = tabaka kalınlığı (metre) Her tabaka için I L değeri ayrı ayrı hesaplanır ve yukarıdan aşağı toplamlar alınarak her tabakanın global I L değeri bulunur.

Sıvılaşma Dizini Sıvılaşma Potansiyel İndeksi Sıvılaşma Hasar Riski IL = 0 Çok düşük (sıvılaşma yok) 0< IL 5 Düşük 5< IL 15 Yüksek IL 15 Çok yüksek

Sıvılaşma Risk İndeksi Sıvılaşma potansiyeli indeksi (IL),sıvılaşmaya karşı emniyet faktöründen yararlanılarak bulunur. Ama sıvılaşma potansiyeli indeksi sadece sıvılaşmaya karşı emniyet faktörünün 1 den küçük (FSL<1) olduğu durumlar için hesaplanabilmektedir.

Sıvılaşma Risk İndeksi sıvılaşma potansiyeli İndeksi emniyet faktörü ile lineer orantılı olmamakla birlikte, sıvılaşma olasılığı ile lineer orantılıdır. Ir =Pl*W(z)*dz Pl= 1/1+(FS/0,96) 4,5 Sıvılaşma Risk İndeksi Zeminin Sıvılaşma Olasılığı < 20 IR 20 < 30 IR > 30 IR Düşük Orta Yüksek

Analizleri yapılmış zeminler Microsoft exel programında sıvılaşma formulleri kullanılarak yapılmış analizlere göz atalım

KAYNAKLAR Dündar, Engin. 2011. Sıvılaşan Zeminlerin Farklı Yöntemlerle Değerlendirilmesi