UBCSAND model ile sıvılaşma davranışının incelenmesi

Depremlerin oluşturduğu yapısal hasarların nedenlerinin önemli bir kısmını oluşturan ve suya doygun, gevşek kumlu zeminlerde meydana gelen sıvılaşma ve yanal akma davranışları, son yıllarda önemli araştırma konuları arasındadır. Bu tip, sıvılaşmadan kaynaklanan hasarların tahmini için geliştirilen çeşitli bünye modelleri kullanılarak modellemelerde büyük aşama kaydedilmiştir. Bu tarz bünye modellerinin doğrulanması nümerik analiz sonuçlarının laboratuvar sonuçları ve arazi verileri ile karşılaştırılarak yapılmaktadır. Bu tez çalışmasında sıvılaşma davranışı gözlemlenebilecek suya doygun gevşek kumlu zeminler için geliştirilen UBCSAND bünye modelinin PLAXIS sonlu elamanlar programına kullanıcı tanımlı eklenmesiyle UBC3D-PLM adını alan sıvılaşma modeli kullanılarak nümerik modellemeler yapmak amaçlanmıştır. Bu kapsamda UBC3D-PLM modeli kumun sıvılaşma davranışının tahmini için özellikle geliştirilmiş bir basit efektif gerilme modelidir. VELACS 1 nolu sentrifüj model sonuçları ile nümerik modellemede elde edilen boşluksuyu basınçı artışları ve ivme değerleri karşılaştırılarak girdi parametrelerinin etkisi değerlendirilmiştir. Ayrıca eğimli arazide yapılan sentrifüj deney sonuçları ile Plaxis UBC3D-PLM modeli kullanılarak yapılan nümerik analizlerden elde edilen boşluksuyu basınçları karşılaştırılmıştır. Oluşan boşluksuyu basınçları ve ivmelerin sentrifüj ile uyumlu olduğu gözlemlenmiştir ancak eğimli arazide nümerik analizle hesaplanan deplasmanlar sentrifüj deney ölçüm sonuçlarına göre daha fazla hesaplanmıştır. Daha sonra ise üzerinde deprem sırasında alınmış arazi ölçüm sonuçları (boşluksuyu basıncı değerleri) bulunan Wildlife arazisi nümerik olarak modellenerek analiz sonuçları ile arazi verileri karşılaştırılmıştır. Yapılan araştırmalarda da rastlanan sonuçlarla uyumlu olduğu ancak boşluksuyu basıncı artışları nümerik analize göre daha geç artmaya başladığı gözlemlenmiştir. Buna ek olarak aynı arazide girdi parametrelerini etkileyen SPT değeri arttırılarak sıkı kumların davranışını değerlendirmek için çeşitli analizler yapılmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Ayrıca, deprem verileri %20, %40, %60 oranında azaltılarak analizler yapılmıştır. Yapılan bu çalışmalarla, boşluksuyu basıncı artışındaki gecikmenin nedeni sorgulanmıştır. 1999 Kocaeli depreminde sıvılaşma davranışı gözlemlenen Carrefoursa arazisinde belli bir bölgede jet grout kolonları ile iyileştirilme yapılmıştır. İyileştirilmiş kısımda sıvılaşma davranışı gözlemlenmemiştir. Bu arazi örneği, zemin iyileştirmenin arazi davranışına etkisini açıkça sergilemektedir. Bu kısımda, siltli kil tabakası arasında bulunan sıvılaşabilir kum tabakasını içine alacak şekilde iyileştirme yapılmıştır. Bu arazi için nümerik modelleme yapılarak farklı iyileştirme alan oranları denenerek ve farklı kayma modülü oranı kullanılarak analizler yapılmıştır. Jet grout kolonları kullanılarak yapılan zemin iyileştirmenin sıvılaşma davranışına etkisi araştırılmıştır. Yapılan bu tez çalışmasında UBCSAND sıvılaşma bünye modelinin kullanılabilirliği ve sıvılaşabilir zeminlerde sıklıkla kullanılan jet grout kolonları ile zemin iyileştirme yönteminin etkisi belirlenmeye çalışılmıştır.