Donatılı zemin duvarların deprem davranışına etkiyen faktörler

Donatılı zemin (toprak istinat) duvarları, esnek istinat sistemleri olup yıldan yıla popüler hale gelmiş ve uygulamaları artmıştır. Güvenilir ve kararlı tasarımların yapılması, bu duvarların deprem yükü altındaki davranışlarının anlaşılmasıyla mümkündür. Sonlu Elemanlar Yöntemi gibi sayısal yöntemler kullanan yazılımlardaki son gelişmeler, bu tip karmaşık yapıların sismik davranışlarını analiz etme imkanı sunmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı, donatılı zemin duvarlarının deprem yükleri altındaki davranışını daha iyi anlamaktır. Bilgisayar programı PLAXIS v8.6' da zeminler için "Hardening-Soil" isimli malzeme modeli kullanılarak parametrik bir çalışma yapılmıştır. 0.2g'lik maksimum yer ivmesine sahip ve frekansa bağlı değişen genlikte harmonik yükleme, %10'luk sabit bir sönümleme oranıyla modellerde uygulanmıştır. Harmonik yüklemeler için donatılı zemin duvarının doğal frekansı göz önüne alınarak yedi (7) farklı frekans değeri seçilmiştir. 8 m yüksekliğinde 12 farklı konfigürasyon ile tasarlanmış modellerden her birine, 7 farklı yer hareketi etkidiğinde, 84 analiz içeren bir matris oluşturularak her durum için analizler tamamlanmıştır. Donatı boyunun duvar yüksekliğine oranının (L/H), donatı rijitliğinin (EA), donatıların düşey aralıklarının (Sv) ve uygulanan yer hareketinin duvarın genel davranışına, etkisi araştırılmıştır. Analiz sonuçlarına dayanarak, inşaat aşamasının sonunda orta yükseklikte kabarma gözlenirken dinamik analizlerde duvarın üst kısmının dışa doğru hareket ettiği görülmüştür. Her iki aşamanın sonunda da en üst donatıdaki yatay yer değiştirmenin, L/H oranı ve EA'daki artış ve Sv'deki düşüş ile azaldığı gözlenmiştir. Eksenel kuvvetlerin yer değiştirmelerdeki değişimlere benzer bir eğilim gösterdiği ve en çok Sv değişiminden etkilendiği görülmüştür. Dinamik analizlerde maksimum büyütme, sismik yükleme frekansının donatılı zemin duvarın tahmin edilen doğal frekansı değerinde gözlenmiştir, bu sonuç da sismik yüklemelerde yapının doğal frekansının önemini göstermiştir.