Study of sandy slopes through small-scale physical modeling

Bu araştırmada, küçük ölçekli fiziksel model deneyleri ve sonlu elemanlar analizi kullanılarak, lokal yükler altındaki kumlu şevlerin ve kazıklarla stabilize edilmiş kumlu şevlerin davranışı incelenmiştir. Bu çalışmanın temel amacı, lokal yük altındaki kumlu şevlerin davranışını inceleyebilmek için küçük ölçekli bir deney düzeneği geliştirmektir. Öncelikle, model testlerinde kullanılan kumun indeks özelliklerini ve mukavemet parametrelerini değerlendirmek için bir dizi test gerçekleştirilmiştir. Araştırma kapsamında ilk olarak, model tankında kullanılacak kumun indeks ve dayanım parametrelerini belirlemek için deneyler yapılmıştır. Daha sonra, yağmurlama düzeneğinde yapılan kalibrasyon testleri ile vana açıklığının ve düşme yüksekliğinin kumun rölatif sıkılığı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Kum, model tankına istenilen sıkılıklarda yerleştirilmiş ve küçük ölçekli (1/40) fiziksel şev modeli modelleri üzerinde deneyler yapılmıştır. Deplasman kontrollü bir yükleme sistemi aracılığıyla kumlu şev modellerine lokal yüklemeler uygulanmıştır. Şevin göçme şekilleri, model tankının üstünden ve yanından sürekli görüntüler alınarak takip edilmiştir. Testler %40 (orta derecede sıkı) ve %70 rölatif sıklıkta kum şevlerde gerçekleştirilmiştir. Kazıklar, içi boş polivinil klorür (PVC) borular kullanılarak modellenmiştir. Kazık ile stabilize edilmiş kumlu şevlerin davranışı incelenmiş ve kazık stabilizasyonun kemerleme mekanizmasını geliştirme, yük dağılımını iyileştirme, şev stabilitesini artırma ve yer değiştirmeleri azaltmadaki rolü araştırılmıştır. Fiziksel model deneylerinden elde edilen sonuçlar, doğrulama amacıyla üç boyutlu sonlu elemanlar yöntemiyle yapılan sayısal analiz sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Çalışmanın bulguları, küçük ölçekli fiziksel şev modelinin genel olarak sayısal analizlerle uyumlu bir davranış sergilediğini göstermektedir. Sıkı kumlu şev modelinin, orta sıkılıkta kumlu şev modeline kıyasla, düşey deplasman - düşey gerilme grafiğinde başlangıçta daha dik (daha sert) bir eğriye sahip olduğu belirlenmiştir. Aynı düşey deplasman seviyesinde, kazık stabilizasyonun lokal yük altındaki orta sıkılıktaki kumlu şevin düşey gerilmesini önemli ölçüde iyileştirdiği gözlenmiştir. Sayısal analiz sonuçlarının, yükleme tepkisi açısından deney sonuçlarına benzediği görülmüştür. Deney ve sayısal sonuçlar arasındaki farklılıklar, testlerin küçük ölçekli olmasıyla ilişkilendirilmiştir.