Sıvılaşmanın nümerik yöntemlerle modellenmesi

Depremler sırasında yapıların zarar görmesine neden olan önemli etkenlerden birisi temelzemininde taşıma gücü kaybının ortaya çıkmasıdır. Temel zemininin kumlu zeminlerdenoluşması durumunda sıvılaşma, taşıma gücü kaybının başlıca nedeni olmaktadır.Bu çalışmada, zeminlerde sıvılaşmaya yol açan etkenlere ve mekanizmalara açıklık getirmekamacı ile bir seri sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Sayısal analizlerde LASS III (Dikmen,1979) bilgisayar yazılımı kullanılmış, nümerik modelde zemin davranışını modelleyenmalzeme parametrelerinin değerleri parametrik çalışmalar ile belirlendikten sonra, sıvılaşmayıetkilediği bilinen faktörlerden en önemlilerinin değişken değerleri ile arazi davranış analizlerigerçekleştirilmiştir. Nümerik analizlerde 20m kalınlığında uniform bir kum tabakasınındavranışı, 1999 Kocaeli depremi Arçelik kaydı taban kayasında etkiyen bir yer hareketi olarakkullanılarak incelenmiştir.Yeraltı su seviyesi zemin yüzüne yakın kabul edilmiş, derinliğinin zemin davranışını vesıvılaşma oluşumunu büyük oranda etkilediği gösterilmiştir. Kumun sıkılık derecesi ve sugeçirgenliği ile sarsıntı şiddetinin sıvılaşma üzerinde etkisi ayrıntılı olarak incelenmiştir.Gerçekleştirilen analizler sonucunda, yüksek geçirgenliğe sahip (k=10-2 m/sn) kumçökellerinde, sarsıntı şiddeti ve sıkılık derecesinden bağımsız olarak, sıvılaşma oluşmadığıgözlemlenmiştir. Sıvılaşmaya yol açan boşluk suyu basınçlarının sarsıntı şiddeti yanındakumun permeabilitesi ve sıkılık derecesinden doğrudan etkilendiği gösterilmiştir. Depremhareketinin iki yatay bileşeninin birlikte etkimesinin analizlerde gözönüne alınması, sıvılaşmaoluşumu ve derinliği üzerinde iki yönlü yer hareketlerinin oldukça büyük olumsuz etkileriolacağını göstermiştir. Tek yönlü yer hareketi etkisinde sıvılaşma derinliğinin 10m'yiaşmadığı, gevşek olmayan kumlarda 6-7m ile sınırlı olduğu, ancak iki yönlü yer hareketlerietkisinde sıvılaşma derinliğinin 15 m'yi geçebileceği gözlenmiştir.Analiz sonuçları zemin yüzünde uygulanan sürşarj yüklerinin sıvılaşma direncini önemlioranda arttırdığını ve sıvılaşma derinliğinin azalması sonucunu doğurduğunu göstermektedir.Uniform kum tabakası içinde daha az geçirgen bir tabakanın mevcut olması durumunda,depremler sırasında boşluk suyu basıncı oluşumu önemli ölçüde etkilenmekte, daha azgeçirgen tabakanın hemen altında büyük basınç artışları meydana gelmekte ve sıvılaşantabaka derinliği artmaktadır. Gerçekleştirilen az sayıda analiz deprem hareketininözelliklerinin de zemin davranışı üzerinde önemli etkileri olabileceğini göstermiştir.Anahtar Kelimeler: Sıvılaşma, sayısal modelleme, efektif gerilme analizi