Ayrık eleman modeli ile farklı dane şekilleri için zeminlerin mekanik davranışlarının nümerik simülasyonları

Granüler kumlu zeminlerde mikro ölçekteki dane şekli, dane yönelimi gibi özellikler makro ölçekte zemin davranışına etki etmektedir. Mikro özelliklerin makro ölçekli zemin özellikleri üzerindeki etkilerini inceleyen literatürde çok değerli deneysel çalışmalar bulunmaktadır. Ancak, bu deneysel çalışmalar sınırlı olup belirli koşullar altında gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada yapraksı ve küresel şekilli danelerin bir arada bulunduğu bir üç eksenli deney numunesi ayrık elemanlar metodu kullanılarak sayısal olarak modellenmiştir. Oluşturulan üç eksenli sayısal model ile yapraksı danelerin yöneliminin makro düzeydeki zemin özelliklerine etkileri incelenmiştir. Modelde yer alan yapraksı daneler ile küre şekilli danelerin çap oranları 4 tür. İlk olarak ayrık elemanlarda oluşturulan sayısal model parametreleri gerçek deneysel sonuçlar ile uyumlu olacak şekilde Efektif modül (E), rijitlik oranı (kr) ve sürtünme katsayısı (µ) değerleri kalibre edilmiştir. Efektif modül (E), rijitlik oranı (kr) ve sürtünme katsayısı (µ) değerleri sırası ile 2x107, 1.08 ve 0.30 olarak belirlenmiştir. Belirlenen kalibrasyon parametreleri kullanılarak yapraksı danelerin 45°, 60°, 220° ve 340° yönelim açıları (elevation ve tilt açıları) ile makro davranışa etkileri incelenmiştir. Ayrık elemanlarda oluşturulan sayısal modeller ile yapılan analizler sonucunda yapraksı dane yönelimlerinin makro düzeydeki içsel sürtünme açısında 9-10 derecelik bir değişime neden olabileceği görülmüştür.