3,246
Archived Theses
21
DOIs Assigned
1%
DOI Rate
Discipline
Bor madeni katkısının betondaki mekanik ve fiziksel özellikler açısından incelenmesi
Dünya rezervlerine bakıldığında bor madeni bakımından ülkemizin oldukça zengin bir ülke olduğu görülmektedir. Yapılan literatür taramasında betonda Boraks Pentahidrat (Na2B4O7.5H2O) kullanımı ile ilgili az sayıda araştırmanın olduğu görülmüştür. Bu tez çalışmasında, bünyesinde % 48-49 oranında bor ihtiva eden boraks pentahidrat beton içerisinde çimento ile %5, %10, %15, %20 ve %25 oranında ağırlıkça ikame edilerek beton numuneler dökülmüş avantaj ve dezavantajları deneysel olarak incelenmiştir. Bu amaçla betonda su emme, özgül ağırlık, yüzey sertliği, ses geçiş hızı (PGH), yüksek sıcaklık etkisi, eğilmeden çekme, basınç dayanımı ve radyasyon soğurma özelliğinin tespiti için mekaniksel ve fiziksel deneyler yapılmıştır. Yapılan bu deneylerin sonucunda betonda boraks pentahidrat kullanımı ile birlikte betonda su emme yüzdesinin arttığı, yoğunluğun azaldığı, basınç dayanımının düştüğü ve radyasyon soğurma özelliğinin iyileştiği gözlenmiştir.
Farklı geometrik şekilli petek kolonların optimizasyonu
Çelik yapılar bina, stadyum, fabrika gibi birçok alanda yaygın kullanıma sahiptir. Bu yapıların tasarımında hem ekonomik hem de güvenli olarak tasarlanmaları çok önemli parametrelerdir. Yapının kullanım amacına göre en ekonomik şekil de tasarım, tasarımcı tarafından hedeflenmektedir. Ekonomik tasarım için, petek kolonlar çelik yapılarda kullanılmaktadır. Ayrıca yapıların ekonomik tasarımı için optimizasyon teknikleri mevcuttur. Bu çalışmanın amacı, evrimsel topoloji optimizasyon tekniği kullanarak, burkulma etkisi dikkate alınarak, petek kolonun yük taşıma kapasitesini artıracak ve malzeme miktarını azaltacak optimum göz boşluğu şeklini belirlemektir. Analizler sonlu elemanlar metodu kullanılarak ANSYS programı ile yapılmıştır. Farklı mod durumları ve farklı iterasyonlar için analizler yapılmıştır. Analiz sonuçlarında çıkan optimal göz boşluklu kolon ile malzemeden tasarruf sağlandığı gösterilmiştir.
Çok katlı yapıların farklı paket programlar ile deprem performanslarının incelenmesi
Mevcut veya yeni tasarlanacak yapıların depreme dayanıklı olması, can ve mal kaybı açısından büyük önem arz etmektedir. Bu da ancak güncel deprem yönetmelikleri konusunda birikimli mühendislerin yapacağı tasarım ve değerlendirmelerle mümkündür. TDY 2007'de mevcut yapıların değerlendirilmesinde kullanılacak yöntemler doğrusal ve doğrusal olmayan yöntemler olarak tanımlanmaktadır. Doğrusal olmayan yöntemler; artımsal itme analizi ve zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi olarak ifade edilmiştir. İtme analiz yöntemleri, Artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi (tek modlu) ve artımsal mod birleştirme yöntemi (çok modlu) olarak tanımlanmıştır. Bu tezde, doğrusal olmayan analiz yöntemleri olan artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi ve doğrusal olmayan zaman tanım alanı yöntemi kullanılmıştır. Bu çalışmada ilk olarak, betonarme 8 katlı tasarlanan bir yapının tek modlu artımsal itme analizi ile performans değerlendirmesi SAP2000 ve ProtaStructure programları kullanılarak yapılmıştır. Her iki programdan elde edilen sonuçlar birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Daha sonra aynı yapının, SAP2000 programı ile doğrusal olmayan zaman tanım alanı hesap yöntemiyle analizi yapılmıştır. Bu yöntemle elde edilen sonuçlar, artımlı itme analizi yönteminin sonuçları ile karşılaştırılmış ve iki yöntemin sonuçları arasındaki tutarlılık değerlendirilmiştir. Doğrusal olmayan zaman tanım alanı hesap yöntemiyle yapılan analizde, tasarım ivme spektrumuna uyumlu olacak şekilde ölçeklendirilen gerçek depremlere ait üç adet kayıt kullanılmıştır.
Kil çekirdekli kaya dolgu alternatifinin gövde tip seçimi çalışmalarında değerlendirilmesi
Göletler, bir akarsu vadisini kapatıp arkasında su biriktiren; enerji üretimi, içme, sulama, sanayi suyu temini ve akarsuların düzenlenmesi gibi birçok amaca hizmet eden ekonomik faydası büyük olan küçük barajlardır. Bir gölet yapımında birden fazla gövde tipinin seçimi mümkündür. Bu nedenle gövde tipi seçilirken yapılış amacına, emniyetli ve ekonomik olmasına dikkat edilerek gerekli parametreler incelenip en uygununa karar verilmesi gerekmektedir. Gövde tipinin seçilmesi için, gölet yerinin seçilmesi, jeolojik, hidrolojik, topoğrafik araştırmaların yapılması, malzeme ocaklarının tayini, malzeme yeterliliğinin ölçülmesi, çevresel etkilerinin değerlendirilmesi ve ekonomik olarak uygunluk gerekmektedir. Bu çalışmada, Türkiye'nin Karadeniz Bölgesinde yer alan Gümüşhane ilinin Kelkit İlçesinin Deredolu Beldesinde sulama amacıyla yapılan Deredolu Göleti gövde tip seçim faktörlerinin incelenmesi amacıyla ele alınmıştır. Kil Çekirdekli Kaya Dolgu gövde tipinde yapımına devam edilen Deredolu Göleti'nin farklı gövde tipinde alternatifleri oluşturulmuş ve mevcut tip ekonomik ve GeoStudio programı yardımıyla şev stabilitesi açısından diğerleriyle kıyas edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Göletler, Gövde Tip Seçimi, GeoStudio, Ekonomik Analiz
Murat Nehri ile Batman Çayı'nın taşkın frekans analizlerinin incelenmesi
Taşkınlar can ve mal kaybına neden olan doğal afetler arasında önemli bir yer tutmaktadır. Taşkın nedeniyle su, akarsuyun ana yatağından taşarak çevreye ciddi zararlar vermektedir. Meskûn bölgeler, köprüler, yollar, ziraat alanları taşkınlardan önemli derecede zarar görebilmektedirler. Bu zararları en düşük seviyeye indirebilmek için taşkınların niceliklerinin ve meydana gelme frekanslarının güvenilir bir şekilde tahmin edilmesi önem taşımaktadır. Ayrıca, akarsu üzerine inşa edilecek hidrolik yapıların planlanması ve tasarlanması açısından da taşkınlar büyük önem taşımaktadırlar. Taşkını meydana getiren faktörler rastgele değişkenlerdir. Bu nedenle, taşkınların incelenmesinde istatistikî metotlar kullanılmaktadır. Bu çalışmada Türkiye'nin en büyük debiye sahip akarsularından olan Fırat Nehri'nin kolu olan Murat Nehri üzerinde bulunan dört akım gözlem istasyonu (Palu, Akkonak, Tutak ve Diyadin) ile Dicle Nehri'nin kolu olan Batman Çayı üzerinde bulunan iki akım gözlem istasyonuna (Malabadi ve Sinan) ait akım verileri istatistiksel olarak analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçların dağılımlara uygunluğu incelenerek bağımsızlık sınamaları de uygulandıktan sonra farklı dönüş aralıklarındaki taşkın debileri hesaplanmıştır.
Baraj planlama çalışmalarında coğrafi bilgisistemlerinin kullanılması: Elazığ MadenDurmuştepe Göleti örneği
ÖZET Barajlarda planlama aşaması belli safhalardan oluşmaktadır. Bu safhaları kısaca; harita işlemleri, hidroloji çalışmaları, toprak drenaj etütleri, tarımsal ekonomi hesapları, jeolojik etütler, hidrolik hesaplar ve ekonomik analizler olarak saymak mümkündür. Baraj veya gölet planlama ve tasarımında, Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS), çalışmanın karakteristik verilerini depolayan, hızlı bir şekilde verilerin güncellenip ulaşılmasına imkân sağlayan ve zaman kazanımı temin eden bir sistemdir. CBS'nin sunduğu görselliklerle de su kaynakları planlama ve tasarımına ayrı bir katkı koymaktadır. Bu tez çalışması beş bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, baraj ve gölet planlamasının yapımı ve CBS uygulaması hakkında genel bir bilgi verilmiştir. İkinci bölümde CBS'nin hangi amaçla kullanıldığı ve mesleki kullanım alanlarına göre faydaları ile ilgili temel bilgiler sunulmuştur. Üçüncü bölümde ise baraj ve göletlerde planlama ve tasarımın nasıl yapıldığı ve nelere dikkat edilmesi gerektiği konularında bilgiler verilmiştir. Dördüncü bölümde Durmuştepe Göleti planlama ve tasarımı bir örnek olarak ele alınmış ve gerekli hesaplamalar sunulmuştur. Beşinci bölümde Durmuştepe Göleti planlama ve projesinin CBS ortamında planlama ve tasarımı detaylı bir şekilde yapılmaya çalışılmıştır. Sonuç olarak göletlerin planlama ve tasarımında CBS kullanımının önemli katkılar sağladığı ortaya konmuştur. Anahtar Kelimeler: Baraj, gölet, planlama ve tasarım, CBS, ArcGIS.
Development of a self-healing asphalt mixture through the use of encapsulated healing agents
The service lives of asphalt pavements can be extended by using encapsulated rejuvenators in asphalt mixtures, improving the natural self-healing ability of asphalt mixtures. When crack damage occurs, the capsules are broken, releasing the rejuvenator substance into the cracks. In this thesis, a novel type of capsule was manufactured. These capsules included sunflower oil as rejuvenators. The size, morphology, mechanical strength and thermal stability of these capsules were investigated. In addition, the effect of the capsules on the chemical composition of bitumen with time of exposure to broken capsules was evaluated by the FTIR test. In order to determine the properties of the capsules and their effect on the chemical components of the asphalt mixture, the capsules were included in the asphalt mixtures, providing an opportunity to observe the mechanical performance of the asphalt mixtures and their self-healing abilities. Physical, thermal and mechanical properties of the capsules were evaluated. The capsules can resist the mixing and compaction conditions and break inside the mixture releasing the encapsulated oil in small volumes. In addition, it was observed that the addition of capsules did not improve the stiffness modulus of asphalt mixtures compared to mixtures without capsules, and that the mixing order and the aging time did not have a significant influence on the flexural strength of the mixtures. Moreover, the healing levels obtained by the mixtures varied depending on the order of addition of capsules, and mixtures with capsules showed higher healing levels than mixtures without capsules. The levels of healing for the mixtures without aging were greater than those of mixtures after the aging process. The mechanical and self-healing performance of Stone Mastic Asphalt (SMA) mixtures with encapsulated rejuvenators were evaluated. With this purpose, calcium-alginate capsules with encapsulated sunflower oil have been manufactured and added into the SMA mixtures. Physical and mechanical properties of SMA specimens with, and without, calcium-alginate capsules have been evaluated by measuring the stiffness modulus, indirect tensile strength and fatigue tests, and water sensitivity and skid resistance. In addition, self-healing properties of SMA beams with, and without, capsules have been assessed at different healing times, from 5 to 216h. The main results showed that the capsules can resist the mixing and compaction processes without significantly reducing their properties. Additionally, mechanical properties of SMA mixtures with, and without, capsules presented similar results. Moreover, capsules showed a good spatial distribution inside the SMA samples. It was found that capsules with encapsulated oil increase the crack-healing properties of SMA when compared to mixtures without capsules. The capsules with asphalt self-healing purposes can be safely used in the road construction, without affecting its quality. The self-healing capability of asphalt mixtures containing a new type of capsules with encapsulated sunflower oil as rejuvenating agent. With this purpose, the diffusion capacity of the rejuvenating agent inside of virgin bitumen samples and the healing level of the cracked asphalt mixtures containing of capsules have been evaluated. The main results showed that the rejuvenator concentration inside the bitumen increased with the time and the temperature until the moment where the concentration reached a maximum value that is independent of temperature. In addition, fatigue healing results of asphalt mixture beams with capsules proved that: i) the number of cycles necessary to reach a given percentage of broken capsules reduced when the applied load increased, ii) the results of healing index presented an optimum number of cycles to apply the resting period, at which the obtained life extension was maximum, and iii) the optimum number of cycles to apply the healing treatment decreased when the load increased. CT-Scan results proved that the microstructure of the capsules corresponded to that of a microbead, where the rejuvenating agent can be encapsulated inside of calcium-alginate micropores. The aim of this study was to develop and characterize a self-healing asphalt pavement that can heal itself and rejuvenate at environmental temperatures. This thesis conducted on self-healing provided answers to a lot of questions regarding the subject. However, unsolved problems, such as capsules homogeneous dispersion or capsules service lives, still remain. Further studies could be conducted on these points.
Kat adetleri farklı bina türü yapıların deprem performanslarının doğrusal olmayan analiz yöntemleri ile irdelenmesi
Ülkemizin deprem kuşağında yer alıyor olması binaların depreme dayanıklı olarak inşa edilmesini azami düzeyde önemli hale getirmektedir. Son yıllarda ülkemizde meydan gelen büyük depremlerden alınan dersler neticesinde, yeni inşa edilecek yapıların depreme dayanıklı tasarımı, mevcut yapıların ise deprem etkisinde oluşması beklenen hasar durumlarının belirlenmesi ile ilgili konular yeniden gözden geçirilmiştir. Bu çalışmaların sonucu olarak da performansa dayalı tasarım ve değerlendirmeyi esas alan bir çalışma alanı doğmuştur. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik 2007'de (DBYBHY'07) doğrusal ve doğrusal olmayan hesap yöntemleriyle yapıların deprem performanslarının belirlenmesi konusunda detaylı bilgiler verilmiştir. Bu çalışmada Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları (TS500) ve DBYBHY'07 kurallarına uygun olarak tasarlanmış, kat planları aynı kat sayıları farklı 3 binanın Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi (AEDYY) ve Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz yöntemleri (ZTADOA) ile deprem performans analizleri yapılmıştır. Yapı sistemlerinin analiz sonuçları kat adetlerinin etkisi açısından her bir yönteme göre ayrı ayrı irdelenmiştir. Ayrıca aynı kat adedine sahip binalar için iki yöntemden elde edilen çözümler birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Çözümlerde SAP2000 programı kullanılmıştır.
Menfezlerin patlayıcı maddeler karşısındaki dayanımının ölçülmesi ve dayanımını arttırmak için yeni metotlar geliştirilmesi
Dünyada soğuk savaştan sonra terörizm faaliyetleri gittikçe artmıştır. Bu etki ülkemizde çok can ve mal kaybına yol açmıştır. Teröristlerin en büyük zarar verdiği yöntemlerden biriside güvenlik bölgelerindeki yol inşasında su geçişini sağlamak için yapılan menfezlerin içine patlayıcı madde yerleştirmektir. Bu tezdeki amacımız, menfezlere etki ettirilen patlama yükünü azalmaktır. Tez çalışmasında standart bir yol dolgusu altındaki menfeze patlayıcı yükü etki ettirilmiştir. Uygulanan sistemlerle aynı yükleme altında yolda oluşacak hasarlar incelenmiştir. Bu uygulamalar yol dolgusuna 20 cm aralıklarla geotekstil keçe serilmesi, büz altına büz konulması ve büz üstüne büz konulması olarak belirlenmiştir. Terör faaliyetlere maruz kalan bölgelerde yol yapımında bu uygulamaların kullanımının yapım maliyetine minimum düzeyde etki etmektedir. Uygulamalar neticesinde yolda kullanılan mevcut sistemlere göre patlayıcı etkisinin %80 oranında azalttığı görülmüştür. Çalışmada ekonomik olarak maliyeti düşük, dayanıklılık olarak yüksek sistemler geliştirmek esas alınmıştır.
Su jetlerinde ağızlık türünün oyulma geometrisine etkisinin araştırılması
Bu çalışmada, farklı ağızlık türlerinin kullanılması durumunda kohezyonsuz zemin malzemesi tabakasında su jetinin oluşturduğu oyulma çukurunun karakteristik özellikleri deneysel olarak araştırılmıştır. Türbülanslı su jetlerinin eğimli olarak mansap havuzuna çarpmasından dolayı oluşan oyulmanın geometrisini ve maksimum oyulmayı belirlemek amacıyla bir dizi deneyler yürütülmüştür. Dairesel ve venturi olmak üzere iki farklı ağızlık türü kullanılmıştır. Literatürde venturi ağızlık olması durumunda mansap havuzunda oluşan oyulma çukurunun geometrisi üzerine yapılmış bir çalışma bilgimiz dahilinde mevcut değildir. Bundan başka literatürde büyük erozyon parametresi değerleri için maksimum oyulma derinliğinin incelenmesi ile ilgili eksiklik mevcuttur. Bu çalışma kapsamında yüksek erozyon parametresi değerleri için hem dairesel ve hem de venturi ağızlık için deneyler yapılarak, literatürdeki bu boşluk doldurulmaya çalışılmıştır. Ayrıca venturi ağızlık için oyulma geometrisini belirlemek amacıyla deneyler yapılmıştır. Su jetinin oluşturduğu oyulmayı etkileyen boyutsuz büyüklükler densimetrik Froude sayısı, boyutsuz çarpma mesafesi, jet çarpma açısı ve densimetrik Froude sayısının boyutsuz çarpma mesafesine oranı şeklinde olduğu boyut analizi neticesinde belirlenmiştir. Söz konusu problem bu boyutsuz parametrelere göre irdelenmiştir. Deneyler; üç adet jet çarpma açısı, üç adet ağızlık çapı, iki ağızlık türü, üç adet farklı hız ve iki farklı çarpma mesafesi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Netice olarak jet şeklinin, ağızlık türünün, jet genişliğinin, çarpma mesafesinin ve jet çarpma açısının mansap havuzunda oluşan oyulma çukuru üzerinde etkili olan önemli parametreler olduğu belirlenmiştir. Literatürde küçük erozyon parametresi değerleri için elde edilen eşitliklerin, büyük erozyon parametresi değerlerinde uygun sonuçlar vermediği tespit edilmiştir. Ayrıca venturi ağızlık kullanılması durumunda, dairesel ağızlığa göre aynı debi değerlerinde su jeti çıkış hızının çok daha fazla olduğu ve daha büyük maksimum oyulma derinliklerinin elde edildiği belirlenmiştir.
Öğütülmüş araç lastiği modifiyeli ılık karışım asfaltların çevresel etkiler altında uzun dönem performansının araştırılması
Bitümlü karışımların daha uzun süre hizmet verebilmesi için katkı kullanımı kaçınılmaz bir durum haline gelmiştir. Katkı olarak çoğunlukla polimer tipi katkılar kullanılmaktadır. Bu katkıların ek maliyetler getirmesi, enerji verimliliğinin olmaması ve yüksek emisyon değerlerine sahip olması, her yıl daha da fazla artarak açığa çıkan atık araç lastiklerinin de katkı olarak kullanımını pek çok ülkede gündeme getirmiştir. Ancak bu katkılar performansı artırırken ve polimer modifikasyonuna göre ekonomi sağlarken karışımın işlenebilirliğini olumsuz yönde etkilemekte ve bağlayıcıların viskozitesini arttırmaktadır. Karışımların işlenebilirlik özelliklerini iyileştirmek ve bağlayıcı viskozitesini azaltmak amacıyla ılık karışım katkıları da son zamanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu katkıların kullanıldığı bağlayıcı ve karışımların uzun dönemde yaşlanmaya karşı performansı konusunda çok detaylı çalışmalar bulunmamaktadır. Yaşlanma kaplama ömrünü belirleyen önemli bir parametredir. Laboratuvarda bitüm yaşlanmasını temsil etmek için dönel ince film halinde ısıtma (RTFOT) ve basınçlı yaşlandırma kabı (PAV) başta olmak üzere çeşitli test yöntemleri kullanılmaktadır. Karışımların laboratuvarda yaşlandırma yöntemi olarak kabul gören standart AASHTO R30 yöntemi ise birçok araştırmacı tarafından sorgulanmaktadır. Bu yüzden birçok araştırmacı karışımların arazi yaşlanmasını tespit etmek amacıyla farklı yaşlandırma metotları uygulamışlardır. Ancak uygulanan yaşlandırma yöntemleri, kullanılan katkılar, çevresel şartlar ve karışım tasarımı bakımından değişiklikler göstermektedir. Bu çalışmada 4 bağlayıcı 3 karışım deneyi olarak toplam 7 farklı deney yöntemi ele alınmıştır. 3 farklı modifikasyonun (%10 Öğütülmüş araç lastiği (CR), %10 CR+%3 Sasobit ve %10 CR+%0.7 Evotherm) bağlayıcı ve bitümlü karışım içindeki etkileri laboratuvarda (60 °C'de 1, 2, 3 ve 4 hafta) ve çevresel koşullar altında (arazide) (2'şer aylık periyotlarla 12 ay boyunca) farklı yaşlandırma süreleri dikkate alınarak araştırılmıştır. Bağlayıcı deneylerinde, yaşlanma periyotlarına maruz bırakılan bitümlü karışımlardan ekstrasyon ve distilasyon yöntemi ile elde edilen bağlayıcılar kullanılmıştır. Bağlayıcı deneyi olarak Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), dinamik kayma reometresi (DSR), dönel viskozimetre (RV) ve yumuşama noktası deneyleri uygulanmıştır. İndirekt çekme yorulma, indirek çekme rijitlik modülü (ITSM) ve indirek çekme mukavemeti (ITS) karışım deneyleri saf ve modifiye bağlayıcılarla hazırlanmış laboratuvarda ve arazide yaşlandırılmış Marshall numuneleri üzerine uygulanmıştır. Gerek bağlayıcı gerekse karışım deneylerinin yaşlanmayı belirlemedeki hassasiyetini, ayrıca CR modifikasyonunun ve CR modifikasyonu ile ılık asfalt katkılarının birlikte kullanımının etkinliğini değerlendirmek amacıyla her deneyden elde edilen yaşlanma indekslerinin değişimi incelenmiştir. Bitümlü karışımların yaşlanma derecelerinde meydana gelecek küçük bir değişikliğin yorulma deneyindeki makisimum yük tekrar sayılarının önemli derecede farklılaşmasına neden olduğu ve yorulma deneyinin saf ve katkılı karışımlarda, yaşlanmaya karşı en hassas deney yöntemi olduğu tespit edilmiştir. Yorulma deneyinden sonra yaşlanmanın değerlendirilmesine karşı hassasiyet bakımından sırasıyla DSR, ITSM, RV, ITS, FTIR ve yumuşama noktası deneyleri gelmektedir. Laboratuvar ve arazi yaşlandırması sonrası elde edilen bağlayıcılara yapılan deneyler sonucunda %10 CR + %3 Sasobit modifiyeli bağlayıcı bütün bağlayıcı deneylerinde en az, %10 CR modifiyeli bağlayıcı ise en fazla yaşlanan bağlayıcılar olmuştur. %10 CR + % 0.7 Evotherm bağlayıcısı yine bu yaşlandırma yöntemlerine göre saf bağlayıcıdan daha az yaşlanmıştır. Bu yaşlandırma yöntemlerine göre CR'nin tek başına kullanılması yaşlanma bakımından olumsuz etkiye sahipken ılık asfalt katkıları ile birlikte kullanılması yaşlanma direncini önemli derecede arttırmaktadır. Standart kısa dönem yaşlandırma yönteminin CR modifiyeli karışımların yaşlandırılmasında uygun bir yöntem olmadığı tespit edilmiştir. Bağlayıcı ve karışım deneyleri bakımından gerek CR modifikasyonu gerekse CR+ılık karışım asfalt katkısı modifikasyonu saf bağlayıcı ve karışımlardan önemli derecede üstün performans göstermiştir.
Improvement of strength properties of clayey soils for construction purposes
Soil improvement methods is one of the cheapest methods for soil improvements. This method has used for preventing the settlement, and increase the shear strength and bearing capacity of the soil. So, in this thesis, tried to use the tire crumbs with clay type of soil and sand in different percentages. The amount of, 60%, 70%, 80% and 100% of kaolin clay mixed with 40%, 20%,30% and 0% of river sand. Then the optimum percent of lime powder (5%) added to the soil. After compacting the soil at standard proctor density with optimum moisture content (wopt), the sample had put in to desiccator for 28 days. After 28 days by unconfined compressive tests, the bearing capacity of the soil has determined. In the second part of this thesis, mixture of 60%, 70%, 80% and 100% of kaolin clay mixed with 0%, 20%,30% and 40% of river sand after finding the (wopt) for each sample, the amount of 0%,1%, 2%, %4 of tire crumbs by total weight added to the soils. All samples compacted at the proctor density. After preparing the samples, unconfined compressive strength test (UCS) of all samples were determined. According to test results, it has founded that the optimum ratio of tire crumbs is 2%. After that, the strength decreases dramatically. Adding tire crumbs increases the unconfined compressive strength up to 56%. In second part of the studies it has founded, that adding 5% of lime powder to the kaolin clay-sand mixture can increases the unconfined compressive strength parameter up to 146%. However, the strength ratio is directly depends in sand percentage. While decreasing the sand percentage the strength ratio also decreases.
Homojen zeminlerde optimum iyileştirme derinliğinin deneysel olarak belirlenmesi
Bu çalışmada, taşıma gücü yetersiz zemin üzerine inşa edilecek bir temelin altında yapılacak iyileştirilmenin derinliği deneysel olarak araştırılmıştır. Bir yapının inşa edileceği zeminin özellikleri, o yapıdan gelecek yükleri karşılamaya yeterli değilse bu durumda zemin iyileştirmesi yapılmaktadır. Bu yöntemlerden biri olan jet grout yöntemi ülkemizde de sıklıkla uygulanmaktadır. Jet grout, zemine yüksek basınçla çimento enjekte edilmesine dayalı bir yöntemdir. Zemin iyileştirilmesi yapılırken genellikle alttaki sağlam zemin tabakasına kadar iyileştirme yapılmalıdır. Ancak sağlam zemin tabakasının derinde olduğu durumlarda iyileştirmenin hangi derinliğe kadar yapılacağı sadece elastisite teorisinden hesaplanmış katı maddeler için yapılmış kabullere dayanmaktadır. Zemini elastik ve sıkışmaz olarak kabul eden bu teorilere göre temel altı zeminlerde gerilmeler, temelin genişliğinin (B) 1.5-2.0 katı kadar derinliklere kadar etkili olmaktadır. Zemin iyileştirmesi çok maliyetli bir işlem olduğundan mühendisler bu derinliğe kadar iyileştirme yapmamaktadırlar. İyileştirmeler genellikle daha yüzeysel yapılmaktadır. Yapılan çalışmada, farklı derinliklerde iyileştirilmiş zemine oturan temellerin taşıma gücü deneylerle belirlenmiştir. Bu sayede aşırı ve yetersiz iyileştirmelerden kaçınılması sağlanmaya çalışılmıştır. Taşıma gücü açısından yetersiz zeminleri ve temeli modellemek amacıyla gevşek ve orta sıkılıktaki kumlu zemine oturan çelikten imal edilmiş bir sürekli model temel kullanılmıştır. Sürekli temelin altındaki iyileştirilmiş zemin ise beton bloklar kullanılarak modellenmiş ve deneysel sonuçlar elde edilmiştir. Yapılan deneyler bilgisayarda sonlu elemanlar metodu ile modellenerek elde edilen sonuçların kıyaslanması yapılmıştır.
Maden Viyadüğü'nün öngerilmeli prekast ve kompozit t kesitli köprü kirişlerinin optimizasyonu
Bu çalışmada Elazığ ilinin Maden ilçesindeki Maden Viyadüğünün T kesitli prekast ve kompozit kirişlerinin yerine AASHTO'dan alınan Tip-1, Tip-2, Tip-3, Tip-4, Tip-5 ve Tip-6 kirişlerinin kullanılması amaçlanmış ve hesaplanan yük kombinasyonları içerisinde hangi tipin kullanımının uygun olacağı belirlenmiştir. Tip kirişlerin geometrik özelliklerine bağlı olarak mekanik özelliklerinin belirlenmesi, kesit tesir özelliklerinin hesaplanması ve öngerilmeli kablo sayısının tespiti yapılmıştır. Aynı zamanda kullanılması uygun olarak belirlenen Tip-5 kirişinin optimizasyonu yapılmıştır. Çalışma dört bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde köprü ve viyadük tanımlarına değinip, öngerilme kavramları ve öngerilme mantığı anlatılmıştır. Ayrıca öngerilmeli yapıların literatür çalışmalarına yer verilmiştir. Öngerilmeli yapı elemanları tanıtılmıştır. İkinci bölümde ise Maden Viyadüğünün genel tasarım parametrelerine yer verilmiştir. Malzeme özellikleri tanımlanmıştır. AASHTO'dan alınan tip prekast ve kompozit kirişlerin geometrik özellikleri tanıtılmış, kesit tesir değerlerinin hesap raporları verilmiştir. Üçüncü bölümde ise AASHTO'nun izin verdiği gerilme değerlerine göre belirli aralıklarda kirişin alt ve üst bölgelerinde meydana gelen gerilme değerleri Visual Basic programlama dili ile hesaplanmış ve tip seçimi yapılmıştır. Son bölümde ise seçilmesi uygun görülen Tip-5 kirişinin optimizasyonu yapılmıştır.
Alkalilerle aktive edilmiş bitlis yöresi pomzası içeren hibrit bağlayıcıların üretilebilirliğinin incelenmesi
Portland çimentosu üretimi esnasında çıkan CO2 gazının çevresel etkileri alternatif bağlayıcılar aranmasına sebep olmuştur. Alüminosilikat yapıya sahip malzemelerin alkali çözeltilerle aktif edilmesiyle üretilen alkalilerle aktive edilmiş bağlayıcılar (geopolimerler) bu alternatiflerden biridir. Az miktarda Portland çimentosu ile üretilen alkalilerle aktive edilmiş pomza içeren hibrit bağlayıcılar ise, geleneksel çimento ve inorganik geopolimerlerin malzeme özelliklerinden yararlanırken hem çevresel açısından hem de gelişmiş mukavemet özelliklerinden ötürü araştırmacıların ilgisini çekmektedir. Bu tez çalışmasında, Bitlis yöresine ait pomzanın alkalilerle aktive edilmiş sistemlerde kullanılabilirliği ve düşük oranlarda (%20'ye kadar) Portland çimentosu ilavesinin üretilen bu malzemelerin üzerindeki etkisi incelenmiştir. Alkali aktivatör olarak sodyum silikat (Na2SiO3) ve potasyum hidroksit (KOH) çözeltileri kullanılmıştır. Portland çimentosu içeren ve içermeyen alkalilerle aktive edilmiş hamur numunelerin malzeme oranları ve kür koşulları tespit edilmiş sonrasında alkalilerle aktive edilmiş pomza içeren hibrit harçlar üretilmiştir. Hamur karışımların en uygun malzeme miktarları; Portland çimentosu içeriği (%0, %5, %10, %15 ve %20), alkali çözelti/bağlayıcı oranı (0.47, 0.50 ve 0.53) ve Na2SiO3/KOH oranı (1, 2 ve 3) üzerinden değerlendirilmiştir. UPV, basınç dayanımı, yoğunluk, toplam su emme ve porozite deneyleri gerçekleştirilirken üretilen malzemelerin mikro yapılarının incelenebilmesi için SEM/EDX ve FTIR analizleri yapılmıştır. Karışım oranları belirlendikten sonra farklı etüv sıcaklıklarında (20˚C, 40˚C, 60˚C, 80˚C, 100˚C ve 120˚C), farklı etüv sürelerinde (24, 48, 72 ve 96 saat) ve farklı bekleme sürelerinde (3, 28 ve 90 gün) kür koşulları incelenmiştir. Farklı bağlayıcı dozajlarında hazırlanan alkalilerle aktive edilmiş pomza içeren hibrit harçların UPV, eğilme dayanımı, basınç dayanımı, yoğunluk, toplam su emme ve porozite değerleri deneyler sonucunda elde edilmiştir. Yüksek sıcaklıklar karşısındaki davranışlarını inceleyebilmek için optimum bağlayıcı dozajına sahip harç numuneler 200˚C, 400˚C, 600˚C, 800˚C ve 1000˚C sıcaklıklara maruz bırakılmış ve UPV, basınç dayanımı ve ağırlık kayıpları tespit edilmiştir. Mikro yapı özelliklerinin incelenebilmesi için SEM/EDX ve FTIR analizleri gerçekleştirilmiştir. Deneyler, ortam koşullarında kür edilen numunelerden tatmin edici basınç dayanımı sonuçlarının alınabileceğini göstermiştir. 100˚C sıcaklıktaki etüvde 72 saat bekletilen 28 günlük alkalilerle aktive edilmiş pomza içeren hibrit hamur numunelerde 91.09 MPa, harç numunelerde ise 43.66 MPa basınç dayanımı elde edilmiştir. Yüksek sıcaklık dereceleri arttıkça harç numunelerin basınç dayanımları düşmektedir. 800˚C sıcaklıkta basınç dayanımındaki kayıp %49.32 olarak gerçekleşmiştir. Bu sonuçlar, Bitlis yöresi pomzasının alkalilerle aktive edilmiş hibrit sistemlerde kullanılabileceğini göstermiştir.
Boşluklu tek doğrultulu betonarme döşemelerin CFRP şeritlerle güçlendirilmesi
Tez çalışması kapsamında boşluklu tek doğrultulu betonarme döşemelerin eğilme davranışı ve CFRP şeritler ile güçlendirilmesi incelenmiştir. Çalışma kapsamında incelenen değişkenler boşluk büyüklüğü ve yeridir. 3 farklı büyüklükte boşluğu 2 farklı yerde olacak şekilde tasarlanan döşemeler öncelikle güçlendirilmeden test edilmiş, daha sonra CFRP şeritler ile güçlendirilerek önerilen güçlendirme tekniğinin performansı hakkında yorumlar yapılmıştır. Deney elemanlarının dayanım, süneklik, rijitlik ve enerji tüketim kapasiteleri hesaplanarak yorumlanmıştır. Ayrıca CFRP şeritlerden alınan birim deformasyon ölçümleri ve göçme modları incelenerek kolay, hızlı ve az işçilikle uygulanabilecek bir güçlendirme tekniğinin geliştirilmesi planlanmıştır. Onüç deney elemanı test edilmiştir. Bunlar, bir adet referans elemanı, altı adet güçlendirilmemiş eleman ve altı adet güçlendirilmiş eleman olarak sayılabilir. Döşemelerde 500 mm, 400 mm ve 300 mm kare boşluklar mevcuttur. Bu boşluklar eğilme ve kesme bölgesi olmak üzere iki ayrı yerde bulunmaktadır. Tek doğrultulu üretilen döşemenin boyutları 3000x1000x150 mm'dir. Döşemelerde yalnızca alt yüzde donatı kullanılmıştır, basınç donatısı yoktur. Güçlendirilmiş elemanlarda CFRP şerit genişliği 100 mm dir. Boşlukların etrafını saracak şekilde kısa ve uzun yön olmak üzere iki yönde de güçlendirme yapılmıştır. ACI 440 raporu kullanılarak tek doğrultulu döşemelerin kapasite değerleri hesaplanmış ve deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır.Anahtar kelimeler : Boşluklu döşeme, Güçlendirme, CFRP
Taşıyıcı sisteminde çekme düzensizliği olan betonarme binaların burulma davranışının incelenmesi
Çekme düzensizliği olan betonarme binalarla, gerek yapısal zorunluluklar gerekse mimari isteklerin ön plana çıkması ile özellikle son yıllarda uygulamada sıklıkla karşılaşmaktayız. Bu binalarda; plan boyutları, bina yüksekliğince aniden değişmekte ve bu durum geometrik düşey düzensizliğe neden olmaktadır. Deprem yönetmeliklerinde düşey geometrik düzensizlik başlığı altında açıklanan çekme, belirli bir kattan itibaren plan boyutlarının belirli bir oranda azaltılması şeklinde tanımlanabilir. Bu azalma nedeniyle sistem üzerinde kütle ve rijitlik parametrelerinin düşey doğrultudaki dağılımlarında düzensizlik oluşmakta ve çekmenin oluşturulduğu kat seviyesinde ani azalmalar meydana gelmektedir. Bu nedenle çekmenin oluşturulduğu kat seviyesinde sistem üzerinde düşey doğrultu boyunca yük aktarımı oldukça karmaşık bir hal almakta ve taşıyıcı sistem elemanlarının iç kuvvetlerinde ani artışlar gözlenmektedir. Ayrıca, bu tip binalarda kütle ve rijitlik bakımından sistemin düşey düzlem üzerinde düzensiz olması ve çekmenin bina üzerinde asimetrik oluşturulması nedeniyle düşey eksen etrafında kat dönmeleri oluşabilmekte, sistem üzerinde burulma ile karşılaşılmaktadır. Bu tez çalışmasında öncelikle çekme oranı ve çekmenin yapıldığı kat seviyesinin binaların deprem davranışı üzerindeki etkisi çekme düzensizliği bulunan 2D modeller üzerinde SAP2000 yapı analiz programında incelenmiş olup, daha sonra bu tip sistemlerde burulmanın etkisini ortaya koymak amacıyla 3D modeller üzerinden mod birleştirme yöntemine göre analizler yürütülmüştür. Bu çalışmanın sonucunda çekme düzensizliği bulunan binalarda, çekmenin oluşturulduğu kat seviyesinde göreli kat ötelenme değerlerinde, kolon iç kuvvetlerinde ( moment ve kesme kuvveti değişimi ) rijitlikteki ani azalmaya bağlı olarak ani artışlar gözlenmektedir. Çekme oranının artmasıyla ve çekmenin oluşturulduğu katın bina orta yüksekliğine yakın veya alt katlarda olması hallerinde bu artışlar daha belirgin hale gelmektedir. Ayrıca çekmenin bina üzerinde asimetrik oluşumuna bağlı olarak sistem üzerinde çekme düzensizliğine ek olarak burulma düzensizliği de oluşmaktadır. Çekmenin bina üzerinde özellikle alt katlarda yapılması halinde burulma düzensizliği katsayısında artışlar olmaktadır.
Karayolları 4. bölge yol ağı trafiğinin modellenmesi
T.C. Karayolları Genel Müdürlüğü (KGM), 4. sorumluluğunda bulunan otoyol, devlet ve il yolları Karayolu Kontrol Kesimi (KKK) noktalarında sabit, seyyar ve özel olmak üzere üç farklı yöntem ile trafik ölçümleri yapmaktadır.En yaygın olarak kullanılmakta olan Otomatik Taşıt Sayım (OTS) cihazlarıyla sadece taşıt adetleri, Ootomatik Taşıt Sınıflandırma Sayımları (OTSS) cihazlarıyla ise taşıt adetlerine ek olarak ağırlık, dingil türü, akslar arası mesafe gibi özelliklerine göre taşıt sınıfları belirlenmektedir.Bu tez çalışmasında; 2004-2008 yılları arasında Ankara ile çevre il ve ilçelerini kapsayan KGM 4. Bölge Müdürlüğü sınırları içerisindeki 40 adet KKK noktasında ölçülen trafik verileri kullanılmıştır. Bu veriler, sürekli ve kalıcı düzenekle kurulmuş noktalarda taşınabilir MetroCount (MC) taşıt sayım cihazları ile yapılan mevsimsel 7 gün ve 24 saatlik OTSS1 trafik ölçümleri ile elde edilmiştir. Mevsimsel etkiler belirlenerek, yıllık ve mevsimsel bazda ortalama günlük trafik değerleri ile ortalama araç hızları elde edilmiştir. Bölge ağı içindeki tüm kesimler tek bir küme halinde alınması yanında mevcut trafik verileri, kümeleme ve ayrıştırma analizleri yardımıyla kesimler düşük, orta ve yük trafik yoğunluğuna ilaveten düşük ve yüksek işletme hızına göre 3, 4, 5 ve 6 farklı sınıflandırılmış, iteratif gruplandırma ve tahmin işlemleri altında irdelenmiştir. Ayrıca geliştirilen yaklaşımlar ile yol ağı araç trafiği modellenerek, trafik ölçüm verileri bulunmayan yol kesimlerinin sınıfı ve trafik bilgileri elde edilmeye çalışılmıştır.Anahtar Kelimeler : Ulaşım Mühendisliği, Yol Ağı Trafiği Modeli, Taşıt Sayımı
Makine öğrenmesi yöntemleri kullanılarak farklı malzemelerle üretilmiş hafif betonlara ait karışım tasarımlarının belirlenmesi
Hafif betonların kullanımı günümüzde giderek artmaktadır. Birçok avantaja sahip olan bu beton türü dayanımlarına göre sınıflandırılır. Hafif betonlar genelde taşıyıcı hafif betonlar, yarı taşıyıcı hafif betonlar ve yalıtım betonları olarak üretilirler. Farklı türde hafif agregaların farklı hafif beton uygulamalarında kullanıldığı görülmüştür. Uçucu kül, genleştirilmiş kil gibi hafif agregaların daha çok taşıyıcı hafif beton üretiminde, pomza taşı ve volkanik cüruf agregalarının ise yarı taşıyıcı hafif beton üretiminde kullanıldığı görülmüştür. Perlit ve vermikülit yüksek ısı ve ses yalıtıma sahip agregalardır. Bu nedenle perlit ve vermikülit agregaları yalıtım hafif betonu üretiminde kullanılırlar. Bu çalışmada hafif betonların karışım tasarımı üzerine teorik bir araştırma yapılmıştır. Bu çalışmada literatürde farklı hafif agregalar kullanılarak üretilmiş hafif betonların mevcut karışım tasarım hesapları incelenmiştir. Uygun çalışmalardan karışım bileşenleri, basınç dayanımı ve kuru yoğunluk değerleri alındı. Daha sonra alınan bu veriler ile yapay sinir ağı ve tepki yüzeyi metodu kullanılarak karışım tasarımı geliştirildi. Toplamda 4 farklı türde yapay sinir ağları tasarlanmıştır. YSA 1,YSA 2,YSA 3 türünde hedefler sırasıyla kuru yoğunluk, slump ve basınç dayanımı olarak belirlenmiştir. YSA 4 türünde ise girişlerde hafif agrega yerine hedef mukavemet eklenerek hafif agrega miktarının tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Geliştirilen bu karışım tasarımları ile literatürdeki elde edilmiş sonuçlar karşılaştırıldı. Yapay sinir ağı ile elde edilen korelasyon değerinin tepki yüzeyi metoduna göre daha yüksek olduğu görülmüştür. YSA ve TYM ile elde edilen sonuçlar ile toplanan veriler arasındaki farklar uygun sınırlar içinde bulundu. Sonuç olarak geliştirilen bu karışım tasarımları farklı türde hafif agregalar kullanılarak üretilecek hafif betonlar için pratik bir karışım tasarımı sunacaktır. Bu nedenle, literatürde hafif betonun daha fazla çalışılmasına katkıda bulunacaktır.
Cibre ve şlempeden elde edilen aktif karbonun bitüm katkı maddesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Tez çalışmasının amacı, cibre ve şlempeden elde edilen aktif karbonun katkı maddesi olarak kullanımının bitümün reolojik özelliklerine ve bitümlü sıcak karışımların mekanik özellikleri etkisini araştırmaktır. Bu amaçla, melastan alkol üretiminin destilasyon basamağında ortaya çıkan potasyum içerikli şlempe ile şarap üretim artığı olan cibreden üretilen aktif karbon kullanılmıştır. Saf bitüm olarak PG 58-16 bitümü kullanılmış ve aktif karbon 3 farklı oranda (%5, %10 ve %15) eklenerek bitüm modifikasyonunda kullanılmıştır. Agrega olarak Elazığ Karayazı bölgesinden temin edilen kalker türü agrega kullanılmıştır. Saf ve modifiye bitümler üzerinde penetrasyon, yumuşama noktası, dönel viskozite, dinamik kayma reometresi (DSR) ve kiriş eğme reometresi (BBR) deneyleri uygulanmıştır. Saf ve modifiye bağlayıcılarla bitümlü sıcak karışım numuneleri hazırlanmıştır. Marshall stabilite ve akma, nem hasarına karşı dayanım, indirekt çekme rijitlik modülü, dinamik sünme ve indirekt çekme yorulma deneyleri bitümlü sıcak karışım asfalt numunelerine uygulanmıştır. Bağlayıcı deney sonuçlarından, bitüm modifikasyonunda aktif karbon kullanımı ile bitümlü bağlayıcıların kıvamlarının ve yüksek sıcaklık performanslarının arttığı, düşük sıcaklık performanslarının çok fazla etkilenmedikleri görülmüştür. Aktif karbon modifiyeli bitümlerle hazırlanan karışımların Marshall stabilitelerinin, rijitliklerinin, yorulma çatlaklarına ve kalıcı deformasyon oluşumuna karşı dayanımlarının olumlu etkilendiği belirlenmiştir. Bitüm modifikasyonunda aktif karbon kullanımının sadece nem hasarına karşı dayanımı olumsuz etkilediği tespit edilmiştir.
Experimental study on behavior of wood and steel single piles
The goal of this study is to investigate the friction between sandy soil and pile materials (wood and steel) in four different relative densities including 10%, 40%, 65% and 90%. It is also aimed to study the behavior and ultimate bearing capacity of the single model piles under axial loading for the same materials. Finite element method was also used in this research to study the behavior of the single model piles under axial loading. For this purpose thirty-six direct shear tests were performed to study the internal friction angle of the sand and skin friction angle between sand and pile materials in different relative densities mentioned above. Twelve direct shear tests were conducted to investigate the internal friction angle of the sand, and twenty-four interface shear tests were performed to study the skin friction angle between the sand and pile materials. In addition, the axial load tests for pile models were conducted in the laboratory to study the behavior and load-settlement curve of single mode piles under action of axial loading. The results from direct shear tests showed that the internal friction angle of the sand increases with increasing relative density. From the interface direct shear test, the skin friction angle between the sand and pile materials (wood and steel) increases with relative density up to 65% but in 90% relative density it started to decreases. Because in dense sand, the resisting shear stress increases with shear displacement until it reaches a failure stress, after failure stress is attained, the resisting shear stress gradually decreases as shear displacement increases until it finally reaches a constant value. Also the results from experimental pile model tests and Plaxis 3D finite element programs indicated that the ultimate bearing capacity of the model piles increases with increasing relative density, and there is a good agreement between experimental results with finite element programs results.
Kazıklı radye temellerin statik düşey yükler etkisi altında modellenmesi
Bu çalışmada, laboratuvar ortamında yapılan model deneyleri yardımıyla cam elyaf takviyeli plastik (fiber reinforced plastic, FRP) ve çelikten üretilmiş kazıklı radye temellerin taşıma gücü, oturmaları ve zemin kütlesi içerisinde farklı derinliklerde meydana gelen gerilme değişimleri elde edilmiştir. Elde edilen bu sonuçlar ile teorik ve PLAXIS sonlu elemanlar programı yardımıyla modelleme yapılarak bulunan sonuçlar karşılaştırılmıştır. Kazıklı temeller Romalılardan beri kullanılan bir temel sistemidir. Ahşap kazıkların kullanıldığı bu temeller yüzlerce yıl geçmesine rağmen hala hizmet etmektedirler. Ahşap temellerin tercih edilmesinin en önemli sebebi ahşabın su altında neredeyse sonsuz ömürlü olmasıdır. Ahşap kazıkların kullanımı son yıllarda çevresel ve ekonomik nedenlerle azalmıştır. Günümüzde çakma kazıklar genellikle çelik kullanılarak imal edilmektedir. Ancak çelik pahalı bir malzeme olup yer altı suyunun zararlı madde içermesi halinde ve deniz içerisinde çabuk tahrip olmaktadır. Bu tahribat, oksijenin varlığına bağlıdır. Bu nedenle bu tür kazıkların ömürleri kumlu zeminlerde genellikle kısa olmaktadır. Doğal kaynakların sonsuz olmadığı ve dikkatlice kullanılmadığı takdirde bir gün bu doğal kaynakların tükeneceği bilinmektedir. Katı atıkların depolanması ise her geçen gün çevresel ve ekonomik sorunlar doğurmaktadır. Bu nedenle, kaynak israfını önlemek ve ortaya çıkabilecek enerji krizleri ile baş edebilmek için atıkların geri dönüştürülmesi, tekrar kullanılması çevre ve ekonomi için çok önemlidir. Tüm bu hususlar göz önüne alındığında plastik malzemesinin, atık, geri dönüşümlü, ekonomik ve deniz suyu gibi olumsuz koşullar altında bile çok uzun ömürlü olması nedeniyle kazık imalatında gittikçe artan miktarlarda kullanılması kaçınılmazdır. Plastikler, kimyasal yapıları nedeni ile esnek (kırılmaz) yapıya sahiptir. Ancak plastiklerin mekanik dayanımları düşüktür. Bu nedenle plastikler, mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla son yıllarda cam elyaf ve benzeri malzemeler ile takviye edilmektedir. Cam takviyeli plastik (FRP), takviye malzemesi (cam elyafı) ve taşıyıcı matriks'in (reçine) birlikte kalıplanması ile elde edilmektedir. Bu işlem, çok farklı metotlarla yapılabilse de, prensip, cam elyafının, taşıyıcı reçine ile uygun bir şekilde ıslatılmasıdır. Polyester reçineler, kimyasal bir reaksiyon ile polimerize edilerek, sert, çözülmeyen, ergimeyen bir madde haline dönüştürülmekte ve kalıplandığı şekli almaktadır. Son yıllarda tüm dünyada plastik malzemesinin giderek artan bir hızda zemin problemlerinin çözümünde kullanılmaya başlandığı görülmektedir. Örneğin; geogrid, palplanş perde, ankraj ve kazık malzemesi olarak plastikler kullanılmaktadır. Plastik çeliğe göre oldukça ucuz bir malzemedir. Donatılı plastik olarak isimlendirilen FRP benzeri ürünlerden elde edilen profiller, yeterli dayanıma sahip oldukları için uç kazığı olarak kullanılabilirler. Bunun yanında çeliğe göre daha yüksek bir sürtünme katsayısına sahip oldukları için sürtünme kazığı olarak da kullanılabilmektedirler. Çelik kazık olarak genellikle boru kesitler kullanılmaktadır. Çelik ile zeminin arasındaki sürtünme genellikle çok düşüktür. Bu nedenle çelik kazıklar çoğu zaman bitüm gibi maddeler ile kaplanarak kullanılır. Plastik kazığın çakılması sırasında yüzeyinin pürüzleneceği bilinmektedir. Ayrıca FRP'nin işleme maliyetinin düşük olması ve kolay şekil verilebilmesi gibi sebeplerle istenilen yüzey dokusunda imal edilebileceği için zemin ile sürtünmesi çeliğe kıyasla yüksek olacaktır. Üst zemin tabakasının taşıma gücünün yetersiz olması durumunda genellikle yükler, kazıklı temeller vasıtasıyla alttaki sağlam zemin tabakalarına aktarılarak taşınmaktadır. Yapılan bu çalışmada, gevşek bir üst zemin tabakası ve sıkı bir alt zemin tabakası bir kum tankının içinde modellenmiştir. Gevşek zemin tabakası içerisine yerleştirilmiş çakma kazıkların alttaki sıkı zemin tabakasına soketlenmesi sağlanmıştır. Kazıklı radyenin taşıma gücünün ve oturmalarının üstteki gevşek tabakanın sıkılığının değişiminden nasıl etkileneceği belirlenmiştir. Kazık sayısındaki değişimin ve kazıklar arasındaki mesafenin etkisi de göz önüne alınmıştır. Zemin içerisinde farklı noktalara yerleştirilen mini basınç ölçerler (transduser) yardımıyla gerilme değişimleri belirlenmiştir. Kazık malzemesinin çelik ve FRP olması durumları için deneyler tekrarlanmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda, kazık sayısı arttıkça (9'dan 25'e) ve buna bağı olarak kazıklar arası mesafe azaldıkça (6D'den 3D'ye) çelik ve FRP kazıklar için grup kazık taşıma gücünde sırası ile %133 ve %148 artış meydana gelmiştir. Zeminin relatif sıkılığı (Dr=%10'dan Dr=%65'e) arttıkça grup taşıma gücünde çelik ve FRP kazıklar için sırası ile %56 ve %68 artış olmuştur. FRP'den imal edilmiş kazık gruplarının çelikten imal edilmiş kazık gruplarına oranla taşıma gücünün %10-30 daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Kazıklar arası mesafe azaldıkça ve zeminin relatif sıkılığı arttıkça oturmalarda azalmaların olduğu görülmüştür. Ayrıca zemin kütlesi içerisindeki farklı noktalardan ölçülen gerilmeler incelendiğinde kazık ucundan ve temel merkezinden uzaklaştıkça gerilmelerin azaldığı gözlemlenmiştir. Deney bulguları sonlu elemanlar programı yardımıyla yeniden çözümlenerek elde edilen nümerik sonuçlar ile deneysel ve teorik denklemlerden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.
Serbest düşülü savakların mansabında oluşan yerel oyulmanın sayısal analizi
Bir yapının ekonomik veya ergonomik olması bir yana, inşaat mühendislerinin üzerinde durduğu en önemli konu yapı güvenliğidir. Su mühendisliğinde kullanılan savaklar da suyun membadan mansaba akışını güvenle sağlayan önemli hidrolik yapılardandır. Serbest düşülü olarak tasarlanabilen bu yapılardan savaklanan serbest jetin mansap havuzuna çarpması sonucu oluşan yerel oyulmalar, yapı güvenliğini olumsuz yönde etkileyebilmektedir. Bu sebeple mansap havuzunda oluşabilecek yerel oyulmaların en aza indirilmesi, yapının güvenliği açısından olmazsa olmazlardandır. Bu çalışmada; serbest düşülü dikdörtgen, üçgen, trapez ve labirent savaklar kullanılarak mansap havuzunda oluşması muhtemel yerel oyulma derinlikleri Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi ile sayısal olarak incelenmiş, elde edilen sonuçlar Fırat Üniversitesi Hidrolik Laboratuvarı'nda yürütülen deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bu çalışmanın sayısal modellemesinde özellikle açık kanal akımı, sediment taşınımı, oyulma gibi problemlerin çözümünde başarılı bir yazılım olan Flow3D kullanılmıştır. Türbülans modeli olarak literatürde sıkça kullanılan k-ɛ türbülans modeli kullanılmıştır. Çalışma kapsamında kullanılan klasik dikdörtgen savaklar için üç farklı debi (15, 20, 30 L/s), üç farklı düşü yüksekliği (0.25, 0.50, 1.00 m) ve iki farklı kuyruksuyu derinliği (0.25 ve 0.50 m) kullanılarak toplamda 13 adet analiz yürütülmüştür. Bu çalışmaların 9 tanesi 0.25 m kuyruksuyu için yürütülürken, çeşitlilik olması sebebiyle, 4 tanesi de 0.50 m kuyruksuyu kullanılarak yürütülmüştür. Klasik üçgen savaklar, 90º tepe açısı ile tasarlanarak iki farklı debi (15, 30 L/s), iki farklı düşü yüksekliği (0.50 ve 1.00 m) ve iki farklı kuyruksuyu (0.25 ve 0.50 m) kullanılarak toplamda 8 adet analiz yürütülmüştür. Klasik trapez savaklar için iki farklı debi (15 ve 30 L/s), iki farklı düşü yüksekliği (0.50, 1.00 m) ve iki farklı kuyruksuyu (0.25 ve 0.50 m) kullanılarak toplamda 7 adet analiz yürütülmüştür. Labirent savaklar, iki farklı yan duvar açısı (=22 ve 30º) kullanılarak çift gözlü trapez olarak tasarlanmıştır. Labirent trapez savaklar için iki farklı debi (10, 30 L/s), iki faklı düşü yüksekliği (0.25 ve 0.50 m) ve iki farklı kuyruksuyu derinliği (0.25 ve 0.50 m) kullanılarak toplamda 7 adet analiz yürütülmüştür. Farklı savak çeşitleri kullanılarak yürütülen HAD analizlerinin sonuçları irdelenmiş, analiz sonuçları deneysel sonuçlar ile kıyaslanmış, yürütülen analiz sonuçlarına ait grafikler, tablolar, simülasyon çıktıları üzerinden yorumlamalar yapılmıştır. Bunlara ek olarak, farklı savak çeşitleri kullanılarak yürütülen analiz sonuçları birbiri ile kıyaslanarak literatüre katkı sağlanması amaçlanmıştır. Bu çalışma kapsamında yürütülen 35 analizden elde edilen sonuçların deneysel sonuçlar ile kıyaslanmasında; bağıl hata oranının %20'nin altında olduğu, birçok kabulün yapıldığı sediment problemlerinde bu değerin kabul edilebilir olduğu, labirent savakların mansabında oluşan maksimum oyulma değerinin klasik savaklardan daha düşük olduğu, ancak maksimum oyulmanın olduğu noktanın hidrolik yapıya olan yatay mesafesinin labirent savaklarda daha kısa olduğu sonucuna varılmıştır.
Bearing capacity of vertically loaded FRP and PVC single piles
Heavy structures, high-rise buildings, and marine structures increase the tendency to use pile foundations. Since conventional pile foundations are mainly made of timber, steel, and concrete, and these piles have a limited life cycle and high maintenance costs, especially where they are used in marine applications, industrial environments and corrosive soils. In order to extend the service life of these piles and reduce the impact of deterioration on the pile bearing capacity a larger pile cross section is often recommended, as well as some chemical treatments are also applied, while both of these options have led to spending an extra budget to build a required pile foundation. Despite the fact that chemical treatments have a negative impact on environmental pollution and the health of those people who do it. Recently, because of their high corrosion resistance, Fiber Reinforced Polymer (FRP) and recycled plastic piles have been developed for use as an alternative to these piles in the aforementioned environments. Since piles carry and transfer axial loads through the pile point capacity and/or the skin friction resistance (i.e., pile shaft capacity or pile shaft friction resistance), and despite the uncertainties associated with the pile behavior, the mechanical, physical and structural behavior of conventional piles were well documented. But due to the novelty of composite piles, the database of these piles still does not contain sufficient data. One of the concerns in composite piles and although it is not yet quite clear in the conventional piles is the pile shaft behavior (i.e., the pile-soil interface resistance). The friction force at the soil-pile interface is estimated primarily using the interface shear box test. Some uncertainties regarding this test method, especially for sandy soils, leads to the measurement of high values of the interface parameters (i.e., c and δ) in relatively low-to-high relative density. Because of the uncertainties associated with the pile axial behavior and in particular the pile shaft behavior, the designers often use the approximation values to estimate the interface friction angle (δ) during their design. For example, Terzaghi and Peck (1948) reported that many designers take into account that the interface friction angle (δ) is equal to two of three (2/3) of the measured value of the internal friction angle (φ), Coyle and Castello (1981) considered 0.8φ, and according to various studies, the δ seems to be in the range between 0.5 to 0.8φ (Das, 2015). These approximations in the evaluation of shear interface parameters prevent making economical designs and sometimes lead to stability problems. However, the actual bearing capacity of the pile is measured by performing field load tests, but it is impossible to determine the independent contribution of the pile shaft capacity to the ultimate pile bearing capacity. Therefore, in this study, the ultimate bearing capacity and pile base resistance of two composite piles (i.e., concrete-filled FRP and PVC pipe piles), as well as the independent contribution of pile shaft capacity were determined by carrying out a number of load-displacement model experiments at different relative densities (i.e., Dr = 10%, 40%, 65% and 90%) of model sand. The experimental results demonstrated the fact that the interface friction angle increases with increasing relative density considerably whereas this behavior was not observed in the interface shear box test, and that the interface friction angle at low relative density (i.e., Dr = 10%) can be ignored while in the interface shear box test, this relative density has high interface friction angle and cannot be easily ignored in the calculation of piles bearing capacity. In addition to model experiments, piles were modeled in the finite element environment to calculate the ultimate pile bearing capacity, as well as compare them to theoretical and experimental results. Finite element analysis has provided roughly the same settlement values at failures as that model experiments have. However, in particular, for high relative densities (i.e., Dr = 40%, 65%, and 90%), finite element analysis has not yielded a good agreement in terms of load-displacement behavior (p-y behavior) under certain conditions of this study. In model experiments, p-y behavior is a nonlinear relationship in all relative densities, whereas in finite element analysis it has become a nonlinear relationship where Dr = 10 and has become a linear relation where Dr=40 %, 65%, and 90%. In fact, this behavior is far from being expected, because, at high relative densities, the pile shaft capacity must be increased; and therefore, the degree of curvature of the p-y behavior must also be increased (i.e., it should be a non-linear relationship).
Yakın ve uzak fay hareketlerine maruz tarihi yığma bir köprünün sismik performansının değerlendirilmesi
Bu tez çalışmasında, The Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER) ve Afet ve Acil Durum Başkanlığı (AFAD)' ndan alınan farklı karakteristikteki yakın ve uzak fay hareketlerinin, tarihi taş kemer köprülerin dinamik tepkisine ve deprem hasarlarına olan etkisinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Analizlerde kullanılmak üzere 4 farklı depreme ait yakın ve uzak-fay güçlü yer hareketi karakteristiklerini temsil eden deprem kayıtları seçilmiştir. Sayısal uygulama örneği olarak Diyarbakır ili Ergani ilçesindeki Tarihi Kalender Köprüsü seçilmiştir. Köprü üç boyutlu sonlu elemanlar metodu ile modellenmiştir. Köprüye ait deprem tepkileri zaman tanım alanında analiz yöntemiyle sonlu elemanlar paket programı kullanılarak belirlenmiştir. Analizlerde Rayleigh sönüm oranı %5 olarak alınmıştır. Analizler sonucunda köprü açıklığında meydana gelen yer değiştirmeler, zamana bağlı maksimum yer değiştirmeler, maksimum ve minimum asal gerilmeler ve gerilmelerin dağılımı karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, tarihi yığma köprülerin üç boyutlu dinamik analizlerinde yakın ve uzak-fay hareketlerinin seçilen deprem kayıtları için birbirine yakın sonuçlar verdiği ve uzak-fay hareketlerinin de yakın-fay hareketleri kadar önemli olduğu söylenebilir. Yapılacak analizlerde daha sağlıklı sonuçlar elde edebilmek için uzak-fay yer hareketlerinin de dikkate alınması gerektiği sonucuna varılmıştır.
Kaolin kullanımının kendiliğinden yerleşen harçların dayanım ve dayanıklılık özelliklerine etkisi
Bu çalışmanın amacı mineral katkı kullanımının kendiliğinden yerleşen harcın (KYH) dayanım ve dayanıklılık özelliklerine etkisinin araştırılmasıdır. Beton üretiminde yüksek dayanım, dayanıklılık ve optimum işlenebilirlik özelliklerini belirlemek için hem taze hem de sertleşmiş harç özellikleri incelenmiştir. Mineral katkı maddelerinin (Silis dumanı, uçucu kül, yüksek fırın cürufu, metakaolin vb.) çimento yerine ikame edilmesi harçların taze ve sertleşmiş özelliklerini önemli derecede etkilemektedir. Ayrıca yapılacak çalışmalarla çimento yerine ikame edilen mineral katkı malzemelerine yöresel anlamda yenilerini eklemek hem yöre hem de ülke ekonomisine katkı sağlayacaktır. Bu çalışmada, KYH üretiminde normal agrega olarak 0-2 mm ve 2-4 mm dere agregası kullanılmıştır. Mineral malzeme olarak CEM I 42.5 N sınıfı portland çimentosu yerine %5, %10, %15 ve %20 oranında kaolin (K) ve %5, %10, %15 ve %20 oranında 600 ºC'de 5 saat kalsine edilerek elde edilen kalsine kaolin (MK) kullanılmıştır. Serilerde, 630 kg/m3 toplam bağlayıcı malzeme ve 8 kg/m3 süper akışkanlaştırıcı (HTECH36) miktarı sabit tutulmuştur. Tüm harçlar 0.43 su/bağlayıcı oranında üretilmiştir. Biri kontrol numunesi olmak üzere toplamda 9 farklı harç numuneleri tasarlanmıştır. Tüm harçlarda kendiliğinden yerleşebilme özellikleri için taze haldeki KYH'lerin mini çökme yayılma, işlenebilirlik ve kıvam özellikleri için viskozimetre deneyleri gerçekleştirilmiştir. KYH'lerin sertleşmiş haldeki özelliklerinin belirlenebilmesi için de 5x5x5 cm küp numunelerine yoğunluk, porozite, toplam su emme ve kılcal su emme deneyleri yapılmıştır. 4x4x16 cm prizma numunelerine eğilmede çekme dayanımı, basınç dayanımı ve yüksek sıcaklık deneyleri yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre mineral katkı kullanılan harçların taze haldeki özellikleri kendiliğinden yerleşebilirlik kriterlerine uymaktadır. Mineral katkı oranının artmasıyla harçların mekanik özellikleri azalmış ancak yüksek sıcaklığa karşı direnç artmıştır. Anahtar Kelimeler: Kendiliğinden Yerleşen Harç, Kaolin, Kalsine Kaolin, Yüksek Sıcaklık
Türkiye demiryolu ağında yük türlerine göre yük taşıma karakterizasyonu
T.C. Devlet Demiryolları Genel Müdürlüğü (T.C.D.D.) Yük Dairesi Başkanlığı ve yedi adet Bölge Müdürlüğü marifetiyle istasyonlarda yük veya vagonların teslim alınmasından, yükleme ve boşaltma işlemleri dahil, tren teşekkülü, sefer düzenleme ve tarifelendirmeden yük veya eşyanın taşınması ve alıcıya teslim edilmesine kadar gerekli tüm organizasyonu sağlayarak şehirlerarası yük taşımalarını gerçekleştirmektedir. Bu taşımalara ait veriler, her bir yük için birebir kaydedilmekte ve yük veritabanına eklenmektedir.Ayrıca, T.C.D.D. taşınan yük cinsleri, tarımsal ürünler ve canlı hayvanlar, gıda maddeleri ve hayvan yemi, katı yakıtlar, petrol ürünleri, cevherler, metalürji ürünleri, inşaat malzemeleri, gübreler, kimyasal maddeler, araç-makine ve diğer taşımalar olmak üzere onbir ana gruba ayrılmaktadır.Bu çalışmada; 2002-2009 yılları arasında Türkiye demiryolu ağı üzerinde faal 1424 istasyonda gerçekleşen yük taşıma verileri kullanılmıştır. Veritabanında mevcut bilgiler, geliştirilen yazılımlar ile her bir yük ana grubu için taşınan yük miktarı, mesafe, navlun ücreti, sefer adedi ve ton-km birimleri bazında yıl, mevsim, ay, tüm hafta, hafta içi, hafta sonu ve gün gibi farklı zaman dilimleri için türetilerek tablolar halinde düzenlenmiş ve irdelenmiştir.İlaveten onbir farklı yük cinsine göre yıllık, mevsimsel, aylık, haftalık, günlük zaman dilimlerine göre demiryolu yük taşıma karakteri ile birim yük, kilometre, ton-km, ücret ve sefer başına taşınan yük miktarı, taşıma mesafesi, taşıma ücreti ve ton-km birim taşıma değerleri elde edilmiştir.
Deformasyon tahmininde gri model uygulaması: Keban barajı örneği
Yapıların ve yerkabuğu hareketlerinin belirlenmesine ilişkin deformasyon ölçmeleri mühendislik jeodezisinin temel konuları arasında yer almaktadır. Bugün birçok alet kendisine özgü ölçü yöntemleriyle deformasyonların izlenmesinde kullanılmaktadır. Yerkabuğunun davranışlarıyla, büyük mühendislik yapılarının şekil, boyut ve yer değişimleri, farklı deformasyon analiz metotlarıyla belirlenmekte ve yorumlanmaktadır. Yapıların ve yerkabuğu hareketlerin deformasyon analiz metotları kullanılarak belirlenmesi için çoğunlukla bilgisayar yazılımı kullanılmaktadır. Deformasyon analizinde, farklı sistemler ve teoriler kullanılmaktadır. Bunlardan biri de Gri Sistemdir. Gri Sistem, bulanık mantık yaklaşımına alternatif bir yöntem olarak sunulmuştur. Gri Sistem bugüne kadar birçok alanda kullanılmıştır. Örneğin, Türkiye için enflasyon tahmininde, elektrik dağıtım şirketlerinin talep tahmininde, sigorta şirketlerinin performanslarının belirlenmesinde, Türkiye'nin karbondioksit emisyon miktarının tahmininde, deri fizyolojisi analizinde, Borsa İstanbul'da tarım ve hayvancılık sektöründe işlem gören işletmelerin finansal performansının değerlendirilmesinde ve daha bir çok alanda çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmada, deformasyon ölçmelerinin belirlenmesinde ve analiz edilmesinde Gri Sistem metodunun kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla, Fırat Nehri üzerine inşa edilmiş olan Keban Barajı'nın, inşaat aşamasından günümüze kadar geçen sürede baraj göletindeki su seviyesi ve kil dolgu kısmında yer alan piyezometre aletlerinin kayıt ettiği boşluk suyu basınç değerlerinin değişimleri kullanılmıştır. Bu değerlerdeki değişim miktarları, Gri Sistem metoduyla tahmin edilmiştir.
Kanak Barajının Oturma ve Sızma Değerlerinin Nümerik Analiz Sonuçlarıyla Karşılaştırılması
Baraj; su toplama, sulama, içmesuyu ve elektrik üretmek amacı ile bir vadinin iki yakası arasına değişik tip ve malzemeden inşa edilen su yapısıdır. Bu çalışmada, Sivas ili Şarkışla ilçesinde yapımı tamamlanmış Kanak Barajının sonlu elemanlar modeli oluşturularak şev stabilitesi, oturmaları, sızma miktarı ve sızma hatlarının durumları ile iki farklı deprem altında lineer dinamik analizleri sonlu elemanlar yöntemini kullanan bilgisayar programı yardımıyla elde edilmiştir. Analizlerden elde edilen oturma ve sızma miktarı değerleri Devlet Su İşleri 19. Bölge Müdürlüğünden temin edilen ve Kanak Barajında kullanılan ölçüm aletlerinin sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Sızma analizi için baraj rezervuarının maksimum su seviyesinde olduğu kabul edilmiştir. Dinamik analizler için 1992 Erzincan ve 2003 Bingöl depreminin ivme kayıtları kullanılmıştır.
Endüstriyel atık olarak açığa çıkan fosfojipslerin inşaat mühendisliğinde yapı malzemesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Fosforik asit gübre atığı fosfojipsin, diğer endüstriyel atıklar veya geleneksel inşaat malzemeleri ile birlikte kullanılma olanakları bulunmaktadır. Fosfojipsin içerdiği safsızlıklar nedeniyle kullanımı sınırlı olmakla birlikte, yıkama ve kalsine etme yolu ile bu safsızlıkların giderilmesi mümkündür. Bu araştırmada, Türkiye'deki atık fosfojipslerin, yol açtığı büyük çevre kirliliğinin önlenmesi ve inşaat mühendisliğinde yapı malzemesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla, doğal baz alçı, fosfojips ve belirli oranlarda karıştırılmış doğal baz alçı, fosfojips karışımı üzerinde bir dizi fiziksel analiz yapılmıştır. Bu fiziksel analiz içerisinde; kristal suyu tayini, elek analizi, priz (donma) süresi ve yayılma çapı tayini, Ph belirleme, rutubet tayini miktarı, eğilme ve basınç mukavemeti tayini ve yüzey sertlik tayinidir. Fosfojips ve doğal baz alçının kullanım oranları Ph derecesine göre belirlenmiştir. Doğal baz alçının Ph derecesi 7, fosfojipsin Ph derecesi ise 3'tür. Fosfojipsin asidik özelliğinin malzeme olarak kullanımını sınırlandırması nedeniyle uygun oranlarda karışım hazırlanarak kırılma ve basınç mukavemeti değerleri belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler : Fosfojips, doğal baz alçı, fosforik asit, çevre kirliliği, fiziksel analiz
Sabit bağlama tasarımı için bilgisayar programı geliştirilmesi
Bağlamalar su mühendisliğinde yaygın olarak kullanılan önemli hidrolik yapılardandır. Bağlamalar özellikle akarsu santrali tesislerinde ve sulama tesislerinde sık kullanılmaktadır. Bu çalışmada sabit bağlamaların tasarımı için bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Geliştirilen program web tabanlı bir uygulama olup herhangi bir browser (chrome, safari, firefox) üzerinden erişim sağlanarak kullanılabilme kolaylığına sahiptir. Program geliştirilirken Visual Studio Code metin editörü kullanılmıştır. Diğer metin editörleri arasından bu kodun tercih edilmesinin sebebi akıllı kod tamamlama, kodu yeniden yapılandırma ve çok fazla eklenti desteği gibi birçok özelliğinin bulunmasıdır. Visual Studio Code kullanılarak oluşturulan sabit bağlama tasarımında uygulamayı geliştirmek için Javascript, Html, css, bootstrap, chart js, python, numpy, matplotlib, flank, canvas, npm, node.js, axios ve pycharm gibi birçok teknoloji de kullanılmıştır. Hazırlanan yazılım eğitim amaçlı olarak planlanmıştır. Farklı seçenekler için sabit bağlama tasarımı, geliştirilen program sayesinde yapılabilmektedir. Programda bütün aşamalar görülebilmekte ve tasarım aşamaları açıklamalardan takip edebilmektedir. Bu çalışmada, programda bulunan butonlar ve bunların kullanım amaçları, uygulamanın nasıl çalıştırılacağı sunulmaya çalışılmıştır. Bu tasarım için grafikler kod yazılarak oluşturulmuştur. Bu kodların grafiğe dökülmesinde chart js, python, matplotlib teknolojilerinden faydalanılmıştır. Gerektiğinde kullanıcıya grafikler hakkında açıklamalar da verilmiştir. Program iki farklı katmandan oluşmaktadır. Birinci katman iş tabakası (business layer) olup, bütün mantıksal işlemler ve matematiksel döngüler burada gerçekleştirilmiştir. Uygulamanın bu katmanındaki kodlarda basit matematiksel işlemler (dört işlem) programlama dilinin kendi işlevi içerisinde yapılırken kök ve bir sayının üssünü alma gibi daha ileri matematiksel işlemler için Javascript' in math. kütüphanesinden yararlanılmıştır. Üst düzey matematiksel işlemler (2° veya 3°'den denklem çözme, denklemin grafiğini çizdirme) python, nunpy ve matplotlib teknolojileri ile gerçekleştirilmiştir. İkinci katman ise sunum tabakasıdır (presentation layer). Uygulamanın kullanıcı ile etkileşimi olan arayüzün yapılandırıldığı sunum katmanıdır. Sunum katmanı ile iş katmanında hazır hale getirilen verilerin kullanıcıya gidecek olan görünümü belirlenerek uygulama tamamlanmış olmaktadır. Anahtar Kelimeler: Bağlama, Bağlama Tasarımı, Visual Studio Code, Hidrolik Yapı
Çarpma yükü altında betonarme sandviç plakların davranışının incelenmesi
Mühendislik yapılarda en çok kullanılan malzemelerden biri olan betonarme (BA) elemanlar ekonomik ömürleri boyunca farklı yük durumlarına ve çevresel etkilere maruz kalmaktadırlar. BA elemanların gelişmesi ve kullanıldığı alanların artmasıyla etki eden farklı yüklere karşı gösterdikleri davranışların bilinmesi önemli hale gelmiştir. Bu yüklemelerden statik yükleme, deprem yüklemesi ve hareketli yüklemeler karşısında çeşitli standartlar geliştirilmiştir. Ancak çarpma yükü gibi darbeye maruz kalan elemanların davranışını belirlemek için deneysel çalışma yapılması ve yapının davranışının belirlenmesi gerekmektedir. Hızlı imalat ve hızlı montaj avantajı nedeniyle günümüzde çoğu iş grubunda prefabrik yapılar kullanılmaktadır Yapıyı oluşturacak olan prefabrik elemanların BA olması ağırlığını arttırmakta bu durum ise taşıma ve montaj esnasında dezavantajlar oluşturmaktadır. Bu nedenle bu tip yapıları hafifletmek için sandviç plak tipleri geliştirilmiştir. Yapılan tez çalışmasında betonarme plakların hafifletilmesi, darbe yüküne karşı sönümleyici özelliğinin artırılması amacıyla farklı çekirdek yapılarına sahip sandviç plaklar üretilmiş ve bu sandviç plakların çarpma etkisindeki davranışı aynı ebat ve aynı hacimdeki betonarme plaklarla karşılaştırılmıştır. Üretilen 16 adet plağın boyutları 2000x2000x15 mm ve 3 adet plağın boyutuda 2000x2000x11 mm'dir. Deneyin yapılabilmesi için deney düzeneği tasarlanmış ve 19 adet deney numunesi üzerine serbest düşme yapan ağırlığın oluşturduğu çarpma etkisi incelenmiştir. Tüm deneylerde düşürülen cismin ağırlığı 320 kg ve düşme yüksekliği 2,5 m alınmıştır. Çalışmada deney elemanlarında çarpma sonucunda meydana gelen hasar durumları belirlenmiş; deplasman değerleri ve mesnet noktalarına gelen yük miktarları tespit edilmiştir. Dolu plak numunelerle farklı çekirdek şekline sahip betonarme sandviç plak numunelerin sonuçları karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Çarpma yükü, betonarme sandviç plak, çekirdek yapısı
Karayolları 13. bölge yol ağı trafiği karakteristiği ve modellenmesi
T.C. Karayolları Genel Müdürlüğü (KGM), 13. sorumluluğunda bulunan otoyol, devlet ve il yolları Karayolu Kontrol Kesimi (KKK) noktalarında sabit, seyyar ve özel olmak üzere üç farklı yöntem ile trafik ölçümleri yapmaktadır. En yaygın olarak kullanılmakta olan Otomatik Taşıt Sayım (OTS) cihazlarıyla sadece taşıt adetleri, Ootomatik Taşıt Sınıflandırma Sayımları (OTSS) cihazlarıyla ise taşıt adetlerine ek olarak ağırlık, dingil türü, akslar arası mesafe gibi özelliklerine göre taşıt sınıfları belirlenmektedir.Bu tez çalışmasında; 2004-2008 yılları arasında Antalya ile çevre il ve ilçelerini kapsayan KGM 13. Bölge Müdürlüğü sınırları içerisindeki 52 adet KKK noktasında ölçülen trafik verileri kullanılmıştır. Bu veriler, sürekli ve kalıcı düzenekle kurulmuş noktalarda taşınabilir MetroCount (MC) taşıt sayım cihazları ile yapılan mevsimsel 7 gün ve 24 saatlik OTSS1 trafik ölçümleri ile elde edilmiştir. Mevsimsel etkiler belirlenerek, yıllık ve mevsimsel bazda ortalama günlük trafik değerleri ile ortalama araç hızları elde edilmiştir. Bölge ağı içindeki tüm kesimler tek bir küme halinde alınması yanında mevcut trafik verileri, kümeleme ve ayrıştırma analizleri yardımıyla kesimler düşük, orta ve yük trafik yoğunluğuna ilaveten düşük ve yüksek işletme hızına göre 3, 4, 5, 6 ve 7 farklı sınıflandırılmış, iteratif gruplandırma ve tahmin işlemleri altında irdelenmiştir. Ayrıca geliştirilen yaklaşımlar ile yol ağı araç trafiği modellenerek, trafik ölçüm verileri bulunmayan yol kesimlerinin sınıfı ve trafik bilgileri elde edilmeye çalışılmıştır.Anahtar Kelimeler : Ula?ım Mühendisliği, Yol Ağı Trafiği Modeli, Ta?ıt Sayımı
Bitlis Ahlat pomzası ile üretilen hafif betonların mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, pomza ile üretilen hafif betonların bazı mekanik özellikleri deneysel olarak incelenmiştir. Pomza malzemesi Bitlis Ahlat yöresinden temin edilmiştir. Çalışma kapsamında 11 farklı karışımlı betonlar üretilmiştir. Bunlar birinci grupta kontrol betonu (%100 kırma taşla), ikinci grup kontrol betonu pomzalı beton (%100 pomza), üçüncü grup kırma taş + pomzalı beton (%50P%50A, %60P%40A, %70P%30A), dördüncü grup kırma taş + pomza + EPS'li beton (%50P%40A%10E, %60P%30A%10E, %70P%20A%10E) ve beşinci grupta kırma taş + pomza +EPS + lifli betonlardır. EPS'li betonların hazırlanmasında hacim sabit, ağırlık değişken esas alınmıştır. Lif miktarı ise çimento ağırlığının %0.125 oranında kullanılmıştır. Elde edilen deney sonuçlarına göre, EPS ve lif katkılı betonlarda basınç dayanımında düşüş olurken, eğilme dayanımında artış, su emme miktarında azalış, yüksek sıcaklık altında da ağırlık azalması olmaktadır. Sonuç olarak, basınç dayanımı, iki noktadan yüklemeli eğilme davranışı ve yüksek sıcaklık karşısındaki mekanik ve fiziksel davranışlarda en kararlı sonuçlar %50 pomza katkılı betonlardan elde edilmiştir.
Kompozit çelik I-kiriş köprülerin sezgisel algoritma teknikleriyle optimum tasarımı
Bu çalışmada, kompozit çelik I-Kiriş köprülerin tasarımını gerçekleştirmek için iki aşamadan oluşan etkin bir optimum tasarım yaklaşımı sunulmaktadır. İlk adımda, köprü tasarımcıları tarafından benimsenen analiz yöntemleri irdelenmiştir. ÇizgiselKiriş analiz yöntemi ile çözümlerde, tesir çizgileri ve en elverişsiz yükleme durumları altında çözümler yapılarak karşılaştırılmıştır. Hareketli yük dağıtma katsayılarının Çizgisel-Kiriş analiz sonuçlarına uygulanması ile CSiBridge ve SAP2000 yazılım sonuçlarına yeterli bir hassasiyetle yaklaşılmıştır. Çelik köprü sistemlerinde analize katılan sabit ve hareketli yük hesaplamaları ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Tasarıma esas olan Dayanım1 durumu için Çizgisel-Kiriş ve SAP2000-Bridge 3D kesin analiz sonuçları arasındaki hata oranının kabul edilebilir olduğu görülmüştür. Çelik I-Kiriş köprü üst yapısının kompozit olması durumu AASHTO LRFD Şartnamesine göre üç aşamalı olarak incelenmiş ve gerçekçi bir analiz ve tasarım sağlanmıştır. Tez çalışmasının ikinci adımında optimum tasarım algoritması için VB.Net ortamında, SAP2000 API fonksiyonlarıyla genel amaçlı bir yazılım geliştirilmiştir. Optimum tasarımı gerçekleştirmek amacıyla, sezgisel algoritmalar arasında en etkin olan armoni arama yöntemi yazılıma uyarlanmıştır. Çalışmada belirlenen en uygun armoni parametreleriyle en iyi tasarımlar elde edilmiştir. Gerilme ve sehim gibi etkin sınırlayıcılarla birlikte, AASHTO LRFD Şartnamesinin sınırlayıcıları da göz önüne alınarak armoni arama tekniği ile optimum tasarım problemi kurulmuştur. Geliştirilen Armoni Arama algoritmasının uygunluğunu göstermek üzere, MS-EXCEL ÇÖZÜCÜ'de mevcut olan Doğrusal Olmayan GRG ve Açılım yöntemi ile de problemler çözülmüş ve elde edilen sonuçlar armoni arama yöntemi sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Çelik I-Kiriş köprülerin optimum tasarım işleminde sehim sınırlayıcısının etkin belirleyici olduğu görülmüştür.
Netcad içmesuyu modülü ile içmesuyu şebekelerinde hardy-cross ve ölü nokta metotlarının karşılaştırılması
Bu yüksek lisans tez çalışmasında içme suları ve şebekeleriyle ilgili genel bilgiler yer almaktadır. Bunun yanında, Netcad içme suyu modülü ile içme suyu şebekelerinde hardy-cross ve ölü nokta metotlarının karşılaştırılması yapılmıştır. Bu iki metod kullanılarak içme suyu şebekelerindeki yük kayıpları Netcad paket programı yardımıyla hesaplanmıştır. Çalışma sırasında yapılan elle hesaplamaların ve bilgisayar programında yapılan hesaplamaların birbiriyle uyum içinde olduğu görülmüştür. Ölü nokta metodu ve Hardy-Cross metodu ile çözülen şebeke sisteminde, çıkan sonuçların birbirinden farklılık gösterdiği görülmüştür. Bu farklılıklar değerlendirilmiş ve boru, debi, çap ve yük kayıpları değerlendirilmiştir. Ölü nokta metodunun Hardy-Cross metoduna göre daha patrik ve basit olduğu görülmüştür. Örnek proje olarak seçilen şebekenin verileri çalışmanın doğruluğunu göstermiştir. Ölü nokta metodunun tercihinin daha pratik sonuçlar çıkaracağı görülmektedir.
Investigation of a reverse engineering method for determination of material properties of damaged or collapsed reinforced concrete building
In this thesis, a reverse engineering technique is investigated to predict the real properties of materials of collapsed or damaged reinforced concrete structures caused by severe earthquakes. For this purpose, two full scale laboratory tested structures were used for verifying of the technique. First structure is a two dimension three bay and four story reinforced concrete bare frame that tested in European Laboratory for Structural Assessment. Other structure is also reinforced concrete tall bridge pier that tested in Pacific Earthquake Engineering Research Center. The numerical solutions are obtained by using Fiber Element Approaches based on displacement and force. The material properties for the reinforced concrete elements are defined according to American Concrete Institute code (ACI-318) and Turkish Standard 500 (TS500). The comparisons are evaluated in terms of story displacement and damaged regions obtained from experimental and numerical results. The material classes of the structures are determined by numerical solution the best compatible with experimental response.
Yüksek dayanımlı betonda su/bağlayıcı oranı ve kimyasal katkı oranı ilişkisinin dayanım ve işlenebilirlik üzerine etkisi
Günümüzde, betonun dayanımını ve dayanıklılığını arttırmak için çeşitli yöntem ve malzemelerin araştırılması önem kazanmıştır. Puzolanik özelliğe sahip mineral katkılar bu malzemeler içinde en etkili olanıdır. Mineral katkılı betonlar, basınç dayanımı arttırmak ve kalıcılık sağlamak için betonda katkı maddesi olarak uzun zamandan beri kullanılmaktadır. Mineral katkılara ek olarak, kimyasal katkı kullanılması ve su/bağlayıcı oranının düşürülmesi ile Yüksek Dayanımlı Betonlar (YDB) elde edilmektedir. Yüksek dayanımlı betonların, dayanım ve dayanıklılığının iyi olması sebebiyle kullanım ve uygulama alanları zamanla genişlemektedir. Bu tez çalışmasında; yüksek dayanımlı betonda; su/bağlayıcı oranı ve kimyasal katkı oranı ilişkisinin dayanım ve işlenebilirlik üzerine etkisi araştırılmıştır. Mineral katkı olarak puzolanik aktivitesi yüksek olan silis dumanı, agrega olarak da dayanımı yüksek andezit agrega kullanılarak yüksek dayanımlı beton serileri üretilmiştir. Yüksek dayanımı sağlamak için, normal betondan farklı olarak, su/bağlayıcı (S/B) oranı %20'lere kadar düşürülmektedir. Düşük S/B oranına sahip betonlarda, kimyasal katkılar ile işlenebilirlik sağlanmaktadır. Bu çalışmada; su/bağlayıcı oranını %20-%30, silis dumanı miktarını %5-%20 ve işlenebilmeyi sağlamak için süper akışkanlaştırıcı kimyasal katkı oranı ise %2-%3 alınmıştır. Böylece farklı YDB seriler elde edilmiştir. Tüm bu serilerin taze ve sertleşmiş durumdaki özellikleri araştırılmıştır. Çalışma sonucunda; süperakışkanlaştırıcı kimyasal katkı kullanımı ile düşük işlenebilirliğe sahip betonun akıcı hale getirilebildiği görülmüştür. Silis dumanı miktarının iyi ayarlanması halinde beton basınç dayanımını olumlu yönde etkilediği görülmüştür. Basınç dayanımları; 400 dozlu numunelerde 91 MPa, 600 dozlu numunelerde ise 96 MPa'ya kadar yükselmiştir. Anahtar Kelimeler: Beton, Kimyasal Katkı, Silis Dumanı, Su/Çimento Oranı
Yığma duvarların mikro model ile analizinde üç boyutlu sabit doğrultulu yayılı çatlak modelinin incelenmesi
Bu çalışmada, yığma duvarların mikro model ile analizinde 3 boyutlu sabit doğrultulu yayılı çatlak modelinin etkinliği incelenmiştir. Duvarın harç ve tuğla kısımlarının lineer olmayan davranışını hesaplamak için William ve Warnke modelinin özel hali olan üç değişkenli beton modeli kullanılmıştır. Nümerik analizler için ANSYS sonlu eleman programı içerisinde bulunan SOLID65 beton elemanı seçilmiştir. Nümerik sonuçların karşılaştırılması amacıyla, JD4, JD6 ve JD7 Eindhoven duvarlarının deney sonuçlarından elde edilen taban kesme kuvveti-tepe yer değiştirme eğrisi ile oluşan çatlak bölgeleri kullanılmıştır. Nümerik çözümlerin ilk aşamasında, tuğlanın basınç dayanımının, harcın çekme dayanımının ve kayma gerilmesi iletim katsayısının çözümler üzerine olan etkisi incelenmiştir. Nümerik çözümlerin ikinci aşamasında, harç kısmı, yatak ve başlık bölgesi olmak üzere iki farklı malzemeye ayrılmıştır. Bu iki farklı harç bölgesinin nümerik çözümler üzerindeki etkileri ayrıca incelenmiştir.
Su alma yapılarındaki vorteks oluşumunun sayısal olarak incelenmesi ve anti vorteks yapıların değerlendirilmesi
Su alma yapılarında vorteks oluşumu yapıda ciddi sorunlara neden olabilir. Vorteksler, su alma yapısının servis ömrünün azalmasına, membadan su alınmasını engellemesi gibi birçok hidrolik probleme neden olmaktadır. Bu nedenle, vorteks oluşumunu engelleyen yapıların tasarımı ve kullanımı gerekmektedir. Bu çalışmada bir barajın karşıdan alışlı su alma yapısının sayısal modellemesi yapılarak vorteks oluşumu incelenmiştir. Oluşturulan sayısal modellerin analizi, hidrolik yapılar alanında veya akışkanlar mekaniği problemlerinde kullanılan HAD (Hesaplanmış Akışkanlar Mekaniği) metodu ile incelenmiştir. Su alma yapısında 3 ünite bulunmakta olup giriş kısımları dikdörtgen şekildedir ve 3 ünitenin giriş ağızlarının geometrik alanları eşittir. Yan perde duvarlar arası mesafe sabit tutulmuş olup, sayısal modelin analizi süresi boyunca su debisi de sabittir. Vorteks oluşumunun incelendiği sayısal modelde su seviyesi zamana bağlı olarak değiştirilmiştir. Su alma yapısının girişindeki basınç, su seviyesinin yüksekliğine bağlı olarak değiştirilmiştir. Sayısal modelleme yapılırken en uygun ağ örgüsü modelleri üzerinde çalışılmıştır. Model ölçeği olarak Froude model benzeşimi kullanılmıştır. Oluşturulan sayısal modellerin analizleri incelendiğinde, yapıya ciddi zarar verecek ölçüde hava girişleri meydana gelmiş ve güçlü vortekslerin oluştuğu görülmüştür. Bu hidrolik problemin çözümü için yeni su alma yapısı modelleri oluşturulmuştur ve bu vorteks oluşumunu engelleyen modellerde hava girişi ve vorteks oluşumları tolere edilecek seviyede meydana gelmiştir. Anahtar Kelimeler: Su alma yapısı, Vorteks oluşumu, Hava girişi, Vorteks engelleyen yapı, . Flow-3D
Değişik şekillerdeki temellerin gerilme dağılımı ile oturma profillerinin deneysel ve sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
Kohezyonsuz zeminler üzerindeki temellerin taşıma gücü, oturma profili değişimi ve bu değişimin yapı-zemin etkileşimine etkisi birçok araştırmaya konu olmuştur. Bu çalışmada ise, kohezyonsuz zeminler üzerine oturan farklı şekillere sahip (kare, ortası boşluklu, L ve U) yüzeysel temellerin taşıma gücü kapasiteleri, oturma davranışları ve temellerin altlarında oluşan gerilme dağılımları incelenmiştir. Temel şeklinin, taşıma gücü kapasitesi ve farklı oturma davranışı üzerindeki etkileri deneysel çalışma yapılarak ve sonlu eleman analizleri ile araştırılmıştır. Söz konusu etkilerin araştırılması amacıyla, temelleri temsil eden, boyutları farklı çelik levhalar ile, iyi derecelenmiş kum zemin üzerinde deneyler yapılmıştır. Deneysel çalışmada kontrol elemanı olarak seçilen kare temel, B=400 mm ve L=400 mm boyutlarındadır. Deney elemanlarının iki adedi ortası boşluklu kare, iki adedi L şeklinde ve bir adedi ise U şeklinde seçilmiştir. Çalışma içeriğinde, deneysel çalışma sonuçları ile karşılaştırılmak üzere sonlu eleman analizi yapılarak her bir temelin eksenel yük-oturma grafikleri, gerilme dağılımları ve oturma profilleri araştırılmıştır. Model deneylerinden elde edilen sonuçlar, sonlu elemanlar analizleri ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Ayrıca farklı geometrilerdeki temeller üzerine üst yapıdan gelen yükler sebebiyle oluşan farklı oturmaların, üst yapının kesit tesirleri üzerindeki etkileri irdelenmiştir.Anahtar Kelimeler : Yüzeyse (Sığ) Temeller, Taşıma Gücü, Oturma Profili, Gerilme Dağılımı, Sonlu Elemanlar Yöntemi
Onarıcı kapsül içeren bitümlü sıcak karışımların mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bitümlü sıcak karışımlarda çevresel ve yapısal etkilerden dolayı başta çatlak oluşumu olmak üzere çeşitli bozulmalar meydana gelmektedir. Çatlak oluşumlarından ötürü meydana gelecek hasar, müdahale edilmediği takdirde sürüş konforu ve güvenliğini tehdit edebilecek boyutlara ulaşabilmektedir. Bu sebeple bilim insanları asfaltın kendi doğasında bulunan fakat yeterli sıcaklık ve zaman sağlamak mümkün olmadığı için istenilen düzeylere ulaşılamayan kendini iyileştirme özelliğine odaklanmışlardır. Kendini iyileştirme olayını hızlandırmak ve etkisini güçlendirmek için çeşitli metotlar tasarlanmıştır. Bu metotlardan yaygın olarak kullanılanları İndüksiyon Metodu, Mikrodalga Metodu ve Mikrokapsül metodudur. İndüksiyon ve mikrodalga metodunun amacı bitümlü sıcak karışımın yüzey ve içsel sıcaklığını artırarak iyileşme olayını sağlamaktır. Mikrokapsül metodunda ise, gençleştirici içeren kapsüller hazırlanmakta, bu kapsüller yapım aşamasında bitümlü sıcak karışıma ilave edilmekte, karışıma ilave edilen kapsüllerin çatlak ile teması sonucu içerisindeki gençleştirici serbest kalarak çatlağı iyileştirmesi esasına dayanmaktadır. Tez çalışması kapsamında atık bitkisel ve atık madeni yağ olmak üzere iki farklı tipte gençleştirici kullanılarak farklı oranlarda (agrega ağırlığınca %0.25, %0.50, %0.75, %1.00) bitümlü sıcak karışıma ilave edilmiştir. Çalışmada atık bitkisel yağ olarak kullanılmış yemeklik ayçiçek yağı atığı, atık madeni yağ olarak ise otomobillerin periyodik bakımları sonrası açığa çıkan atık motor yağı temin edilmiş ve kullanılmıştır. Kapsül ilavesinin bitümlü sıcak karışımların mekanik özellikleri üzerindeki etkisini değerlendirmek amacıyla karışım numunelerinin hacimsel özellikleri belirlenmiş, ardından Marshall stabilite ve akma, çekme dayanımı oranı, indirekt çekme rijitlik modülü, indirekt çekme yorulma ve dinamik sünme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca çapta yarım daire şeklinde numuneler elde edilerek, bu numunelere de kapsül ilavesi yapılmıştır. Ardından çatlak ilerlemesine karşı dayanımları farklı yaklaşımlar ile değerlendirilmeye çalışılmıştır. Karışım deneyleri sonucunda gençleştirici olarak atık yağların kullanılmasının ekonomik ve çevresel anlamda fayda sağlayacağı belirlenmiş, karışımdaki optimum kapsül içeriğinin agrega ağırlığınca %0.5 olduğu tespit edilmiştir.
Experimental and numerical analysis of deep excavations
The goal of this study is to investigate how the distance between foundation and sheet pile (L) and excavation depth (He) will affect deflection of the sheet pile and ultimate bearing capacity of the foundation model under axial loading for the same materials using relative density 10% only. Finite element method and statistical method was also used in this research to study the behaviour of the sheet pile, foundation model and lateral pressure under axial loading. A sandbox which dimensions are 0.75x0.75x1m is filled with Dr=10% dry sand. A steel plate (12x12cm) is used as foundation model; steel sheet pile model with dimensions of 75x40x0.3 cm is used. For this purpose 10 tests were performed to study the deflection of the sheet pile, bearing capacity of the soil and lateral pressure of the soil on the sheet pile, one of the test was performed without the sheet pile and other nine tests were performed with three different (L) and three different (He). From the experimental results, time-deflection and load-deflection behavior of sheet pile and timesettlement and load-settlement behavior of the foundation are obtained. In order to determine the effects of L and He, these results are compared. It is observed that, when the distance between foundation and sheet pile (L) was increased the deflection of the sheet pile decreased and load capacity on the foundation is increased for the same excavation depth. It is also seen that when the excavation depth (He) was increased the deflection of the sheet pile increased and load capacity decreased for the same distance between foundation and sheet pile. Also the results from Plaxis 3D finite element programs indicated that the deflection of the sheet pile model increases with increasing (He) and decreasing (L), and there is a good agreement between experimental results with finite element programs results. Lateral pressures measured by using pressure transducers. These pressures analyzed statistically to derive a relation between test systems geometrical conditions and measured lateral pressures. An appropriate correlation (R2=0.95) has been determined.
Killi zeminlerde kazıklı radye temellerin düşey yükler etkisi altında davranışının model deneyleri ile incelenmesi
Tek kazık, kazık grupları ve kazıklı radye temellerin taşıma gücü ve oturma davranışının araştırılması üzerine birçok arazi ölçümü, model deneyi ve numerik çalışma mevcuttur. Arazi ölçümlerinden elde edilen veriler genelde sonlu elemanlar yöntemine dayalı paket programlar kullanılarak analiz edilmiştir. Laboratuvar model deneylerinde ise genelde saf kum veya saf kilden oluşturulmuş zeminler üzerinde araştırmalar yapılmış ve bu deney sistemleri sonlu elemanlar yöntemi tabanlı paket programları ile modellenmiştir. Ancak saf kil ya da saf kum zeminler doğada az bulunmaktadır ve bu zeminler üzerinde yapı inşa edilme ihtimali daha düşüktür. Bu çalışma kapsamında ise yaygın arazi koşullarını sağlayacak doğadaki zeminlere benzer olacak şekilde standart bir zemin oluşturulmuş ve üzerinde deneyler yapılmıştır. Bu amaçla ağırlıkça %50 kil ve %50 kum malzeme karıştırılarak, doğadaki zeminlere yakın olacak türde yeni bir zemin elde edilmiştir. Elde edilen zemine likit limitinin 1.5 katı oranında su karıştırılarak, deney tanklarına yerleştirilmiş ve 100, 200, 300 kPa basınçlarında konsolide edilmiştir. Böylece farklı parametrelere sahip 3 türde homojen killi zemin oluşturulmuştur. Elde edilen zeminlerde kazık gruplarının davranışı, kazıklar arası mesafenin taşıma gücüne etkisi, blok davranışının varlığı ve taşıma gücü üzerindeki etkisi, radye temelin zemine temas etmesi durumunda kazıklar ile radye temelin üst yapıdan gelen yükleri hangi oranda paylaştıkları araştırılmıştır. Zemin parametrelerindeki değişimin kazıklı radye temel davranışına etkisi incelenmiştir. Ayrıca kazıklı radye temellerde, kazıklar arası yük dağılım mekanizmasının belirlenmesi için her bir kazığa gelen yük ölçülmüştür. Laboratuvar deneyleri ile benzer sınır koşullarında 3 boyutlu geometrik modelleri oluşturulmuş ve sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak analizler yapılmıştır. Böylece killi zeminlerde teşkil edilmiş kazıklı radye temellerin davranışının deneysel ve sayısal yöntemler kullanılarak araştırılmıştır. Bu araştırma neticesinde literatürde görülen eksikliklere katkı yapılacağı düşünülmektedir. Deneyler sonucunda kazık grubunun ve kazık grubu + radyenin üst yapı yüklerini birlikte taşıdığı her iki durum için kazık sayısındaki artışın belirli bir sayıya kadar taşıma gücünü arttırdığı tespit edilmiştir. Belirli bir sayıdan sonra kazık sayısında meydana gelen artışın taşıma gücünün artışı üzerinde etkisinin azaldığı, kazık aralığın daha önemli olduğu belirlenmiştir. Literatürdeki çalışmalara benzer olarak radyenin orta bölgesinde olan kazıklar daha çok yük taşırken, radyenin kenar bölgelerinde olan kazıklar daha az yük taşımaktadır. Radye temelin zemine temas etmesi durumunda temelin taşıma gücünde büyük oranlarda artış meydana geldiği gözlemlenmiştir.
Atık mermer tozu ve lastik agrega kullanılarak üretilmiş çevre dostu betonların dayanım ve dayanıklılık özelliklerinin belirlenmesi
Bu çalışmada maden sektörünün çevre kirliliği açısından önemli bir problemi olan atık mermer tozu ve otomotiv sektörünün çevre kirliliği açısından önemli bir problemi olan atık lastiklerin etkili bir şekilde tüketilmesi hedeflenmiştir. Bu hedefin ekonomik şekilde gerçekleştirilmesinin en uygun yollarından biri atık mermer tozu ve atık lastiklerin kullanılarak çevre dostu beton üretilmesidir. Bu atık malzemelerin kullanılarak üretilen betonların taze ve sertleşmiş özelliklerinin belirli koşullara uygun olması gerekmektedir. Bu çalışmanın amacı, atık mermer tozu ve atık lastik agregaları birlikte kullanarak çevre dostu betonlar üretmek ve üretilen betonlarda bu atık malzemelerin taze betonun işlenebilirliği ve sertleşmiş betonun dayanımı üzerine olan etkilerini belirlemektir. Bu çalışma iki temel adımda yürütülmüştür. Birinci adım deneylerde atık mermer tozu kullanılarak farklı karışım oranlarına sahip çevre dostu betonlar üretilmiştir. Çevre dostu betonlar üretilirken %0, %10, %20, %30, %40 ve %50 oranında mermer tozları, kum ile hacimce yer değiştirilerek kullanılmıştır. Üretilen betonlarda hem çimento dozajı hem de agrega granülometrileri farklı değerlerde kullanılmıştır. Böylece işlenebilirlik ve dayanım üzerine en etkili parametrelerin belirlenmesi hedeflenmiştir. Üretilen çevre dostu betonların, taze ve sertleşmiş beton özellikleri tespit edilmiştir. İkinci adım deneylerde ise atık mermer tozu ve atık lastik agrega birlikte kullanılarak farklı karışım oranlarına sahip çevre dostu betonlar üretilmiştir. Bu kısmın amacı, atık mermer tozu ve atık lastik agrega kullanarak çevre dostu betonlar üretmek ve üretilen betonlarda bu atık malzemelerin taze beton özelliklerini, sertleşmiş betonun dayanımı ve dayanıklılığı üzerine olan etkisini belirlemektir. Burada ayrıca puzolanik bir atık malzemesi olan uçucu kül de kullanılmıştır. Üretilen çevre dostu betonların, taze ve sertleşmiş beton özellikleri tespit edilmiştir. Elde edilen deney sonuçları, tepki yüzeyi metodu ile analiz edilmiş ve iki adet matematiksel model geliştirilmiştir. Model-1 ile mermer tozu ile üretilmiş çevre dostu betonların karışım hesabı, Model-2 ile mermer tozu, atık lastik agrega ve uçucu kül ile üretilmiş çevre dostu betonların karışım hesabı yapılabilmektedir. Sonuç olarak, sadece mermer tozu kullanılarak veya mermer tozu, atık lastik agrega ve uçucu kül kullanılarak çevre dostu beton üretmenin mümkün olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca bu beton türlerinin kullanımının yaygınlaşması için iki farklı karışım hesap metodu geliştirilmiştir.
Farklı biyokütlelerin pirolizinden elde edilen biyoçarların bitüm ve bitümlü sıcak karışımlarda kullanılabilirliğinin araştırılması
Yenilenemeyen ve fosil kaynaklı malzemelerin kullanımının neden olduğu ekonomik ve çevresel sorunlar sürdürülebilirlik açısından çeşitli alternatif malzemelerin ve katkı maddelerinin karayolu sektöründe değerlendirilmesi ihtiyacını ortaya çıkarmıştır. Dünyanın en büyük ve yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan biyokütle, çeşitli termokimyasal yöntemlerin uygulanmasından sonra karbonca zengin bir yapıya sahip olmalarından dolayı bitüm katkı malzemesi olarak kullanılabilme potansiyeline sahiptir. Piroliz işlemi sonucunda elde edilen katı ürüne biyoçar denilmektedir. Bu tez çalışmasında, ülkemizde bol miktarda bulunan ve ekonomik değeri düşük olan kayısı çekirdeği kabuğu, ceviz kabuğu ve talaşın pirolizinden elde edilen biyoçarların karayolu üstyapılarının performansını arttırmak amacıyla bitüm katkı malzemesi olarak kullanılabilirlikleri araştırılmış, bu artık malzemelerden farklı bir alanda ekonomik fayda sağlanması hedeflenmiştir. Çalışmada öncelikle biyokütleler farklı koşullarda piroliz işlemine tutulmuş, elde edilen biyoçarlar bitüm katkı maddesi olarak kullanılmıştır. Hazırlanan bağlayıcılar üzerinde dinamik kayma reometresi deneyi uygulanarak optimum piroliz sıcaklığı ve en uygun katkı oranı tespit edilmiştir. Belirlenen koşullarda hazırlanan biyoçarlar kullanılarak modifiye bitümler hazırlanmış, saf ve modifiye bağlayıcılar üzerine geleneksel ve Superpave bağlayıcı deneyleri uygulanmıştır. Bu bağlayıcılar kullanılarak hazırlanan bitümlü sıcak karışım (BSK) numuneleri üzerinde ise Marshall stabilite ve akma, çekme dayanımı oranı, indirekt çekme rijitlik modülü, indirekt çekme yorulma, çatlak ilerleyişine karşı dayanım ve dinamik sünme deneyleri uygulanarak biyoçarların BSK'ların mekanik özellikleri üzerindeki etkileri geniş bir aralıkta değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlardan bitüm modifikasyonunda biyoçar kullanılması ile bitümlü bağlayıcıların yüksek sıcaklık performansının iyileştiği, düşük sıcaklık davranışının önemli oranda etkilenmediği belirlenmiştir. Karışım deneyleri sonucunda biyoçar modifiyeli bitüm kullanılması ile bitümlü sıcak karışımların stabilite, rijitlik, yorulma ömrü, çatlak ilerleyişi ve kalıcı deformasyona karşı dayanımının arttığı, nem hasarına karşı dayanımının ise azaldığı belirlenmiştir.
Atık alüminyum talaş takviyesinin betonun karbonatlaşması üzerine etkisi
Artan nüfus, gelişen sanayi ve teknoloji atık maddelerin hızla artmasına neden olmuştur. Atıkların çevreye zararını en aza indirebilmek için bu maddelerin geri dönüşüme kazandırılması gerekir. Yapılan bu çalışmanın amacı atık alüminyum talaşının beton içerisinde kullanılarak hem betonun içerisinde kullanılabilirliğini araştırmak hem de çevre kirliliğinin önlenmesine katkı sağlamaktır. Çalışmada 0.40 - 0.50 ve 0.60 olmak üzere üç farklı su/çimento oranına sahip beton serilerine % 0.50 ve % 1.00 oranlarında 0-2 mm agrega ile hacimce yer değiştirerek atık alüminyum talaşı eklenip 9 farklı beton serisi üretilmiştir. Üretilen beton serileri 28 gün kür havuzunda kür edildikten sonra karbonatlaşma tankına yerleştirilerek 1 gün, 3 gün ve 7 gün olmak üzere üç farklı zaman diliminde hızlandırılmış karbonatlaşma deneyine maruz bırakılmıştır. Tanktan çıkarılan beton örneklerine karbonatlaşma öncesi ve sonrası olmak üzere basınç dayanımı, yarmada çekme dayanımı, ultrases geçiş hızı ve karbonatlaşma derinliği ölçümü deneyleri yapılmıştır. Karbonatlaşma uygulanmayan numunelerle karbonatlaşmaya maruz bırakılan numuneler kıyaslanmıştır. Sonuç olarak farklı oranlarda alüminyum talaşı içeren beton serileri incelendiğinde talaş miktarındaki artışın betonun basınç, yarmada çekme ve ultrases değerlerinin düşürürken ve karbonatlaşma derinliği değerlerini arttırdığı belirlenmiştir. Bütün beton serilerinde karbonatlaşma; betonun basınç dayanımını, yarmada çekme dayanımını ve ultrases geçiş hızını bir miktar arttırmıştır.
Öğütülmüş vermikülit kullanılarak üretilen kendiliğinden yerleşen harçların yüksek sıcaklık direnci
Bu tez çalışmasında amaç kendiliğinden yerleşen harç (KYH) üretiminde mineral katkı maddesi kullanımının dayanım ve durabilite özellikleri üzerindeki etkisinin araştırılmasıdır. KYH'lerin işlenebilirlik özelliklerini belirlemek için taze harç deneyleri, dayanım ve durabilite özelliklerini belirlemek için sertleşmiş harç deneyleri uygulanmıştır. Yapılan deneysel çalışmalarda, KYH üretiminde agrega olarak 0-2 mm ve 2-4 mm dere agragası kullanılmıştır. Mineral katkı olarak öğütülmüş haldeki genleştirilmiş vermikülit (GV) %5, %10, %15, %20 oranlarında CEM I 42,5 N çimento yerine ikame edilmiştir. Ham vermikülit (HV) ise %5, %10, %15, %20 oranlarında CEM I 42,5 N çimento yerine, %10, %20, %30 ve %40 oranlarında agrega yerine ikame edilmiştir. KYH karışımlarında bağlayıcı miktarı 630 kg/m3, süper akışkanlaştırıcı 6 ile 8 kg/m3 miktarında sabit tutulurken su/bağlayıcı oranı değişmiştir. Kontrol numunesiyle birlikte 13 farklı karışım hazırlanmıştır. Tüm KYH karışımlarının taze haldeki özelliklerini belirlemek için mini çökme-yayılma ve viskozimetre deneyleri gerçekleştirilmiştir. KYH'lerin sertleşmiş haldeki özelliklerini belirlemek için 40x40x160 mm prizmatik numunelere eğilmede çekme dayanımı, basınç dayanımı ve yüksek sıcaklık deneyleri uygulanmıştır. 50x50x50 mm küp numunelere yoğunluk, porozite, toplam su emme ve kılcal su emme deneyleri uygulanmıştır. Deney sonuçlarına göre mineral katkı kullanılan KYH'lerin taze haldeki özellikleri kendiliğinden yerleşebilirlik kriterlerine uymaktadır. GV katkı kullanımı su emme değerlerini arttırırken mekanik özellikleri zayıflatmıştır. Kullanılan mineral katkı maddesi çeşit ve miktarı yüksek sıcaklık direncini etkilemiştir.
Experimental investigation of local scour occurring on downstream bed by free overfall weirs
The scour problem is of great importance for the safety of hydraulic structures. Local scouring in the downstream of free overfall weirs can cause severe damage to the hydraulic structure. The flow characteristics of each weir type and shape are different from each other. Flow characteristics such as jet expansion, jet thickness, jet impact velocity and angle, penetration depth, the amount of air bubbles entrained into the plunge pool, the aeration performance of the weir, and the jet trajectory have a significant effect on the scour geometry. In this study; the local scour in the downstream pool of rectangular, triangular, trapezoidal and labyrinth weirs were investigated experimentally. In this context, two experimental setups were made in the hydraulic laboratory. The first experimental setup was designed as the prototype of the second experimental setup, and the model scale was taken as 1/2.4. The experiments were carried out simultaneously in both experimental setups. Variation in time of local scour, maximum scour depth and scour geometry; different weir types (four items), different head heights (four items), different tailwater depths (two items), different median grain diameters (three items), different unit discharge values (four items) were taken into consideration. Water jet expansion, jet trajectory and jet impact velocity were also determined in the current study. The non-linear equations giving the maximum scour depth for each wier type were obtained. The relationship between the model and the prototype was determined in order to use the obtained equations safely in the prototype. Experimental results were compared with the literature and numerical results. It is concluded that weir type is a very important parameter on scouring geometry. The maximum scour depth occured by the jet from the triangular and labyrinth weirs was much less than the other weir types tested. It was shown that the free overfall jet from the labyrinth weirs impacts the downstream pool at a closer distance to the hydraulic structure than the tested weirs. Moreover, the scouring geometry in the downstream pool for the labyrinth weirs covers wider area than that of the other weirs tested.
Geotekstil donatılı kum zeminlerin taşıma gücünün deneysel olarak incelenmesi
Düşük taşıma gücüne sahip gevşek zeminleri daha emniyetli hale getirmek amacıyla, zemin içerisine çeşitli malzemeler ilave ederek zemin taşıma gücünü arttırmaya yönelik çeşitli uygulamalar tüm dünyada kullanılmaktadır. Bu yüksek lisans tezi çalışmasında 12x12 cm kare kesitli temel altındaki kum zeminin taşıma gücü, laboratuvar ortamında yapılan model deneyler ile belirlenmiştir. Farklı boyutlarda, derinliklerde ve tabaka sayılarında geotekstil kullanımının zemin taşıma gücüne etkisi araştırılmıştır. Yapılan deneyler, Fırat Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Laboratuvarı'nda bulunan 75x75x100 cm boyutlarındaki kare kesitli kum tankı içerisinde gerçekleştirilmiştir. Tüm deneylerde aynı %10 rölatif sıkılıkta hazırlanan kum zemin üzerine yerleştirilen 12x12 cm boyutlarındaki kare temele yüklemeler yapılmış olup 28 adet deneyde kum zemin numunesi içindeki geotekstil sayısı, derinliği ve boyutları arttırılıp/azaltılarak deneyler sonucunda kum zeminin taşıdığı yükler, temel oturma miktarları ölçülmüştür. Elde edilen deneysel veriler ışığında söz konusu deneylere ait oturma-taşıma gücü, oturma-zaman ve taşıma gücü-zaman parametrelerine ait grafikler oluşturulmuştur. Laboratuvarda yapılan 28 adet deney sonucundaki taşıma gücü miktarları Plaxis 3D programında modellenerek, deneysel olarak elde edilen oturma miktarları ile modelleme sonucu ortaya çıkan oturma miktarları karşılaştırılmıştır. Laboratuvar deneylerinden elde edilen taşıma gücü miktarları çok değişkenli istatiksel analizler yardımıyla formülize edilmiştir. Yapılan laboratuvar model deneylerinde geotekstil donatıya ait boyut, adet ve temele yakınlık parametrelerin artmasıyla zemin taşıma gücünde artış sağlanmıştır.