7
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Kohezyonsuz zemine oturan kare temellerde taşıma gücünün ve zemin kütlesindeki yanal gerilmelerin deneysel ve nümerik analizi
Bu çalışmada, farklı rölatif sıkılıklarda hazırlanmış kum zemin üzerine oturan farklı boyuttaki kare kesitli radye temeller modellenmiştir. Model temellerin düşey statik yüklenmesi neticesinde, temellerin göçme anındaki oturma değerleri ve taşıyabileceği maksimum yükler belirlenmiştir. Bu amaçla, dört farklı rölatif sıkılıkta hazırlanmış kum zemine oturan üç farklı boyutta kare temellerin taşıma gücü ve zemin kütlesi içerisinde oluşan yanal gerilmeler, laboratuvar ortamında model deneyleri ile belirlenmiştir. Model temelin düşey yüklenmesi sonucu oluşan yanal gerilme artışları deney tankının cidarına yerleştirilen basınçölçerler (transdüser) yardımıyla ölçülmüştür. Düşey yükleme sonucunda model temellerin taşıma gücü, oturma değerleri ve kum zemin içerisinde meydana gelen yanal gerilme artışları hem mevcut teorik yöntemler ile hem de sonlu eleman yaklaşımı ile tahmin edilmiştir. Model deneyler, Fırat Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Laboratuvarı'nda bulunan 75x75x100 cm boyutlarındaki dikdörtgen kesitli bir kum tankı içerisinde gerçekleştirilmiştir. %10, %40, %65 ve %90 değerlerinde dört farklı rölatif sıkılıkta hazırlanan kum zemin üzerine yerleştirilen (B=8cm, B=12cm, B=16cm) boyutlarındaki üç farklı kare kesitli temeller üzerinde, yükleme hızı 1.00-1.50 mm/dk arasında olan hidrolik sistem ile statik yüklemeler yapılmıştır. Tank cidarına, temel tabanı yüzeyinden itibaren 10'ar cm ara ile yerleştirilen basınçölçerler yardımıyla 5 farklı derinlikte (h1 = 10cm, h2 = 2h1, h3 = 3h1, h4 =4h1, h5 = 5h1) yanal gerilmeler ölçülmüştür. Gerçekleştirilen deneylerde temellerin taşıdığı maksimum yükler, göçmenin meydana geldiği andaki oturmalar ve zemin içerisinde farklı derinliklerdeki yanal gerilme artışları belirlenmiştir. Deneysel çalışmalardan elde edilen veriler, mevcut teorik yöntemlere dayalı yapılan hesaplamalarla kıyaslanmıştır. Bununla birlikte, deneysel ve teorik sonuçlar PLAXIS 3D programı ile sonlu eleman yöntemi yaklaşımına dayalı yapılan analiz sonuçlarıyla kıyaslanmıştır. Model deneylerin gerçekleştiği ortam geometrisi ve zeminin farklı rölatif sıkılık değerleri dikkate alınarak gerilme değerlerinin belirlenmesi için STATISTICA 6.0 programı ile istatistiksel analiz yapılmıştır. Kare bir temel altındaki yanal gerilme değerleri belirli bir yaklaşımla tahmin edilmiş ve buna bağlı olarak bir eşitlik sunulmuştur. Yapılan deneyler sonucunda model radye temellerin tümünde rölatif sıkılık arttıkça taşıma gücünün arttığı, buna bağlı olarak oturma değerlerinin azaldığı görülmüştür. Tank cidarındaki basınç gerilmeleri B=8cm'lik temelde, başlangıçta temele yakın olan ilk 20cm'de artış göstermiş, sonraki derinliklerde giderek azalmış ve 50 cm derinlikte minimum değere ulaştığı görülmüştür. B=12cm ve B=16cm'lik temellerde 30 cm derinlikte maksimum değere ulaştıktan sonra azalmaya başladığı gözlenmiştir. Zemin kütlesi içerisinde oluşan yanal gerilmeler Giroud'un geliştirdiği yanal gerilme hesaplama yönteminden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Yüksek sıkılıklarda ve büyük temel boyutlarında yanal gerilmelerin Giroud'la uyumlu olduğu görülmüştür. Plaxis değerleri oldukça yüksek sonuçlar verdiği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Kare Temel, Model Deneyleri, Yanal Gerilme, Oturma, Rölatif Sıkılık, Sonlu Elemanlar Yöntemi, Taşıma Gücü, Regrasyon Analizi
Coğrafi bilgi sistemi kullanılarak Batman yerleşim alanındaki zeminlerin geoteknik özelliklerinin değerlendirilmesi
Türkiye, jeomorfik özelliklerinden dolayı, geçmişten bugüne kadar doğal afetlere maruz kalmıştır. Bu yüzden, yerleşim alanlarının seçiminde ve mevcut yerleşim alanlarının planlamasında, zemin özellikleri bakımından güvenli ve riskli olan bölgelerin tespit edilmesi, yapıların inşa edilmesi büyük bir öneme sahiptir. Zeminin mühendislik özelliklerin belirlenmesi ve yapı alanı boyunca zemin profilinin değişimini tespit etmek için günümüzde birçok yöntem ve teknik kullanılmaktadır. Bu tekniklerden, öne çıkanlardan bir tanesinin, Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) olmasının sebebi, kolaylık, maliyet, zaman, mikro ve makro bölgeleme gibi özelliklere sahip olmasıdır.Bu tez çalışmasında, Batman İli şehir merkezinde, farklı zemin mühendislik firmaları tarafından gerçekleştirilen jeofizik ve sondaj çalışmaları sonucunda elde edilen veriler kullanılarak, çalışma alanındaki zeminin mühendislik özellikleri Coğrafi Bilgi Sistemleri yöntemi ile çalışan Global Mapper (20.1) programı ile analiz edilmiştir. Programda, veri tabanı oluşturularak çalışma alanının geoteknik özelliklerini yansıtan çeşitli haritaları hazırlanmıştır. Bu kapsamda; zemin taşıma gücü (qt), Standart Penetrasyon Deneyi (SPT), kayma dalgası hızı (VS30), presiyometre deneyi (PMT), zemin hâkim titreşim periyodu (T0) ve zemin sınıfı ile ilgili birkaç farklı haritalar oluşturulmuştur.Oluşturulan haritalara göre, ele alınan zemin, genel olarak orta plastisiteli, düşük plastisiteli, yüksek plastisiteli, yarı-katı, katı ve aktif olmayan killer olarak belirlenmiştir. Yapılan arazi ve laboratuvar deneylerinden elde edilen sonuçlara göre çalışma alanında zemin taşma kapasitesi qt, 2,83-9,46 kg/cm2 değerleri arasında değişim göstermektedir. SPT-N darbe değerleri, 20-30 metre derinlik için 10,8-61 arasında değişmektedir. Kayma Dalgası Hızı (VS30) değerleri 167-703 m/s değerleri arasında olup, zeminin net limit basıncı 4,9-16,03 değerleri arasında değişiklik göstermektedir. Ayrıca çalışma alanının zemin hâkim titreşim periyodu T0 değeri 0,29-0,77 s. arasındadır. Çalışma sonunda, elde edilen değerler sunulmuş ve daha sağlıklı zemin incelemelerinin yapılabilmesi için gerekli öneriler yapılmıştır.
Diyarbakır bazaltüstü kilinin özellikleri ve olası iklim senaryolarında geoteknik yapıların tasarım parametrelerine olan etkisi
Diyarbakır ilinin bulunduğu coğrafyadan dolayı hakim kayaç yapısı bazalttır. Bazalt anakayalar kimyasal ya da fiziksel ayrışma sonucu kil ya da silt salarlar. Bu killerin çoğu yerinde oluşmuş killerdir. Yani bazalt anakyanın ayrışması sonucu yerinde oluşurlar. Rüzğar ya da akarsu gibi dış etkiler sonucu taşınmamışlardır. Bu çalışmada ilk olarak Diyarbakır bazaltüstü kilinin mühendislik özellikleri literatürden araştırılmıştır. Daha sonra Kayapınar yöresinden bir adet numune alınarak laboratuvarda çeşitli deneylere tabi tutulmuştur. Literatürden elde edilen iki farklı lokasyona ait değerler ile Kayapınar yöresinden elde edilen değerler karşılaştırılmıştır. Farklı yerlerden elde edilen zemin numunelerinin indeks değerlerinin birbirine yakın çıktığı görülmüştür. Sonuçlar neticesinde kilin CH sınıfına ait olduğu ve şişme potansiyeli yüksek bir kil olduğu görülmüştür. Bu çalışmada şişen zeminlere oturan döşemelerin tasarımı için gerekli zemin parametreleri farklı iklim senaryolarındaki değerleriyle karşılaştırılmıştır. Şişen zeminlere oturan döşeme tasarımında en yaygın yöntem post tensioning institute (PTI)'dur. Bu metodun kullanılabilmesi için Thornthwaite yağış indeksi gereklidir. Bu iklimsel parametre bugün geoteknik mühendisliğinde en yaygın olarak kullanılan doymamış zeminlerdeki suyun akış sınır koşullarını ve aktif zon derinliğini belirleyen iklim parametresidir. Bu parametre, su bilançosu tablosu oluşturularak elde edilmiştir. Gelecekte Diyarbakır iklimini belirlemek ve su bilançosu tabloları oluşturmak için literatürden Türkiye için oluşturulan iklim projeksiyonlarından yararlanılmıştır. Bu sayede güncel ve gelecekte 2050 yılı için RCP4.5 VE RCP8.5 senaryolarıyla oluşturulan beş farklı yağış indeksi elde edilmiştir. PTI 2.versiyonundaki prosedürler uygulanarak zemin döşemeleri için gerekli em ve ym , döşemeye etkiyen moment ve kesme kuvveti parametreleri beş farklı yağış indeksi değeri için bulunmuştur. Sonuçlar yağış indeksinin azalmasıyla em ve ym değerlerinin arttığı görülmüştür. Ayrıca kuraklık arttıkça döşemeye etkiyen moment ve kesme kuvvetinin de arttığı görülmüştür. Ayrıca yağış indeksinin değerinin azalmasıyla döşeme kalınlığının arttığı tespit edilmiştir. Diyarbakır'ın, gelecekte iki farklı senaryo göz önüne alındığında ikliminin kurak olacağı sonucuna varılmıştır. Ayrıca geoteknik yapıların iklimsel değişiklikler de göz önüne alınarak tasarlanması gerektiği ortaya çıkmıştır.
Ankraj plakalarının çekme kapasitesinin dinamik analizi
Bu çalışmada, şerit ankraj plakalarının üç farklı genişlik (B), sekiz farklı gömülme oranı (Df/B), gevşek-sıkı kum ve yumuşak-sert kil durumları için statik ve dinamik koşullar altında çekme kapasiteleri analiz edilmiştir. Çalışmada sonlu elemanlar yöntemi ile çözüm yapan Plaxis bilgisayar programı kullanılmış ve analizler, kum zemin için "Hardening Soil" (pekleşen zemin), kil zemin için "Mohr Coulomb" zemin modeli kullanılarak 2 boyutlu olarak gerçekleştirilmiştir. Analizlerde deprem etkisini gözlemlemek amacıyla 0,1 G büyüklüğünde düşey yönde dinamik yük etki ettirilmiş, ankrajın çekme kapasitesinde meydana gelen değişim incelenmiştir. Aynı ankraj genişliği ve aynı zemin koşulları durumunda gömülme derinliğinin göçme mekanizması üzerindeki etkisi gözlenmiştir. Ayrıca belirli koşullar altında ankraj plakalarına yer altı suyu etki ettirilmiş, ankrajın düşey yönlü yaptığı deplasman yer altı suyunun bulunmadığı durum ile karşılaştırılmıştır. Çalışma sonucunda, çekme kapasitesinin gömülme derinliğinin artmasına bağlı olarak artış gösterdiği, sıkı kum ve sert kil zeminde çekme kapasitesinin gevşek kum ve yumuşak kil durumuna göre daha büyük değere sahip olduğu, ankraj genişliğinin artmasıyla çekme kapasitesinin doğru orantılı olarak arttığı görülmüştür. Ankrajın gömülme derinliğine bağlı olarak bazı koşullar altında yer altı suyunun varlığı, ankrajın düşey yönde daha fazla deplasman yapmasına neden olmuştur. Zemine etki ettirilen deprem yükü, ankrajın çekme kapasitesini statik duruma göre ortalama %8 azaltmıştır.
Geotechnical characterization of Natural Zeolite
This study covers the findings of laboratory test results on two different zeolites. During the laboratory tests, different grain sized zeolites were used. According to the present fine contents, zeolites were entitled with ?granular? (GZ-1 and GZ-2) and ?fine? (FZ-1 and FZ-2).Most of the previous studies on zeolites were focused on the cation exchange capacities (CECs) of the material. The alternative usage of zeolite with bentonite instead of sands has also been investigated. However, a study on the use of zeolites alone in geotechnical applications has not been investigated, so far.In this thesis, geotechnical characterization of natural zeolites was presented. To assess the suitability of zeolites in geotechnical applications, some engineering properties of zeolites (e.g., compaction properties, compressibility, shear strength and hydraulic conductivity) were investigated.The results show that zeolites had relatively low dry unit weights than those of sands and clays. Also, it is observed that the shear strength properties of zeolites were similar with dense sands. Hydraulic conductivity tests showed that the compacted granular and fine zeolites have high hydraulic conductivities than the desired limit values for impervious soil liners. Based on the obtained results, it is concluded that zeolites may be used as a light weight geomaterial and permeable reactive barrier material in many geotechnical applications.
Jet grout kolonları içinde teşkil edilenfore kazıkların çalışma prensibinin irdelenmesi
Yumuşak, gevşek ve yer altı su seviyesinin yüksek olduğu zemin koşullarında yapıların zemine güvenle taşıtılması ve uygulanan projenin ekonomik boyutunu da düşünerek imalatın yapılması İnşaat Mühendisliğinin başlıca görevidir. Bu tür zeminlerde ağır ve nitelikli yapıların yapılması ciddi geoteknik problemlerin çözülmesi gerekebilmektedir. Maliyet açısından ilk olarak zemin ıslah yöntemleri ile yumuşak/gevşek zemin katı/sıkı forma getirilmek istenir. Zemin ıslah yöntemi ile iyileştirilen zeminde iki hedef gözetilir. Bunlardan birincisi oturma kriterini, ikincisi ise taşıma gücü kriterini sağlamaktır. Ağır ve nitelikli yapıların zemininde kullanılan ıslahı yöntemleri taşıma gücü kriterin sağlamakta ancak çoğu durumda oturma kriterini tek başına sağlayamamaktadır. Çözüm olarak maliyet açısından daha yüksek olan derin temel sistemlerinin yapı altında kullanılması önerilebilmektedir. Tez çalışmasına konu olan iki site olarak inşa edilen bir silo inşaat sahasının zeminleri çok yumuşak alüvyonal zeminlerden oluşmaktadır. Üst yapı yükleri yüzeysel temel taşıma gücünü çok fazla aştığından yapı fore kazıklı derin temel üzerine üzerine inşa edilmiştir. Çok yumuşak zeminden dolayı Site-1' de fore kazık imalatı sırasında birtakım zorluklarla karşılaşılmıştır. Karşılaşılan zorluklar neticesinde Site-2' de her fore kazığın çevresine 80 cm çapında ve 16 metre boyunda 4' er adet jet grout kolonları imal edilmiş ve çimento hamurunun prizini alması sonrasında fore kazıkların imalatı gerçekleştirilmiştir. Her iki sitede imal edilen fore kazıklara yükleme deneyi yapılmış ve taşıma gücü performansları değerlendirilmiştir. Tez çalışmasında çok yumuşak zeminlerde zemin iyileştirilmesi yapılmadan önceki ve sonraki fore kazık imalatları, imalat aşamasındaki yaşanan zorluklar, zorluklara yönelik çözümler anlatılmakta ve kazıkların taşıma gücü performanslarını karşılaştırmalı olarak irdelenmektedir. Aynı zamanda jet grout kolonları ile iyileştirilmiş kısmi kompozit zemine imal edilen fore kazıkların daha hızlı ve daha ekonomik olduğu saha gözlemleriyle detaylıca anlatılmaktadır. Büyük ölçekli bütçeler ile inşa edilen bu tür sanayi yapılarının, akademik bakış açısıyla jeolojik, jeofizik ve geoteknik olarak değerlendirilmesi sonrasında literatüre büyük ölçüde katkı sağlanması hedeflenmektedir. Ayrıca, bu çalışmada iyileştirilmiş zemin-kazık etkileşimini daha derinlemesine değerlendirebilmek adına, jet grout uygulaması sonrası oluşan kompozit zemin davranışı da dikkate alınmıştır. Kompozit zemin yaklaşımı ile jet grout kolonları ve doğal zeminin birlikte çalıştığı sistemde, drenajsız kayma mukavemeti (cu) tahmini için ağırlıklı ortalama formülasyon kullanılmıştır. Buna ek olarak, jet grout sonrası kayma dalgası hızı (Vs) artışı üzerinden cu-Vs ilişkisine dayalı ampirik değerlendirmeler yapılmış, bu sayede zemin iyileştirmesinin etkinliği jeofizik parametrelerle de desteklenmiştir. Her iki yaklaşımın sonuçları, hem teorik hem de deneysel olarak karşılaştırılmış ve literatürde yer bulan modellerle sahadaki veriler uyumlu şekilde yorumlanmıştır. Bu mühendislik yaklaşımı, tez kapsamında ayrıntılı olarak ele alınmıştır.
Şişen zeminleri iyileştirmek için kireç kolonları kullanılması üzerine laboratuvar çalışması
Expansive soils are well-known for their cyclic shrink-swell behavior due to seasonal moisture changes. These cyclic movements of expansive soils are due to physico-chemical changes at the particle level that are dependent on mineralogical composition of these soils. The soil depths susceptible to moisture changes are known as active depths and based on previous studies vary from shallow to deep depths. Movements from these depths reflect to the surface leading to considerable deformation to overlying infrastructures. Therefore, it is necessary to improve the expansive soils prior to any construction activity on these soils. Since several available methods are unsuitable for deep soil stabilization, soil improvement with lime column technique is studied in this research. Lime column technique has been applied for stabilizations of expansive soil. However, lime column which contains lignosulfonate has not been studied in the literature. The main objective of this study is that investigation of influence of lignosulfonate on lime column technique. Laboratory testing program is conducted with a high plasticity clay specimen consisting of kaolinite and bentonite mixed in laboratory. The change of unconfined compressive strength, swelling potential, coefficient of permeability, CEC and SSA of the treated specimen during the stabilization process is studied. The effect of scale of specimens on the test results were studied using different size boxes. Lime diffusion into the soil is a considerable factor in this technique. Lignosulfonate as an additive material is added to the lime column to accelerate lime diffusion into the soil. The effectiveness of the lime column technique in both minimizing swell behaviour and changing the strength of expansive soils up to considerable depths are investigated in the present research by conducting comprehensive laboratory studies. The effectiveness of lignosulfonate lime column (LLC) treatment method is evaluated in terms of reducing heave movements of underlying expansive soils. A new method is proposed in this study: the combined improvement method (CIM) which includes three techniques that are prewetting, lignosulfonate lime columns, and geotextile+anchor. While the treated specimens with LLC included 37 pieces column, the number of the columns installed in treated specimen with CIM is only 19. The change of soil parameters are analyzed by testing both treated samples and untreated samples. The results of the free swell test, CBR test showed that both improvement methods strengthen the soil properties with the curing period. Besides, the change of properties of specimens taken from a region placed between the columns was observed by using the free swell test, unconfined compressive strength test, SEM-EDX analysis. The outputs of these tests and analyses indicated that the soil properties improved with these methods as follows: The height of the lime column should be the depth of the active zone during the lime column stabilization. The swelling potential of the treated specimen with the lime column method decreases as the water content of the lime columns increase. The addition of the lignosulfonate to lime columns increases the diffusion rate of the lime particles into the expansive soil specimen prepared in this study. The calcium lignosulfonate type is more effective than the sodium lignosulfonate for stabilization. The unconfined compressive strengths of the treated specimens with lignosulfonate lime columns are greater than the untreated specimens. The treated specimen with CIM is more stable and resistant to volumetric change than both the other treated specimens and untreated specimens prepared in this study. Also, the improvement process of the CIM method is faster than the other methods applied in this study. In this study, a design method (CIM) was developed and it has been shown that the high swelling potential of subgrade clay layers, in the active depth, can be reduced to low swelling potential values by this method.