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