Farklı zemin tiplerinde şaft davranışının nümerik analizlerle incelenmesi
Numerical analysis of shafts in different soil types
Yazar: HÜSEYİN ÜNLÜ
Danışman: DOÇ. DR. SAADET ARZU BERİLGEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Derin kazı problemleri Geoteknik Mühendisliğinin önemli araştırma alanlarından biridir. Derin kazı destek sistemlerine gelen toprak basıncının hesabı ve çevre zemindeki oturmalar pek çok araştırmacının ilgisinin çekmiş ve bu konularda pek çok çalışmalar yapılmıştır. Derin kazıların davranışını incelemek adına literatürde; analitik çözümlere, ampirik yaklaşımlara ve nümerik analizlere dayanan çalışmalar mevcuttur. Ancak bu çalışmaların geneli düzlem şekil değiştirme kabulü esasına dayadığından eksenel simetrinin söz konusu olduğu düşey dairesel şaft kazılarının analizinde bu yöntemlerden yararlanmak tutucu sonuçlar bulmamıza neden olmaktadır. Dairesel kazılar, istinat yapısında oluşacak kemerlenme etkisinin sonucu olarak yapısal avantajlar sağlamaktadır. Kemerlenme etkisi yatay destek elemanlarına olan ihtiyacı azalttığı gibi istinat yapısının gömülü derinliğini de azaltabilmektedir. Düşey dairesel şaft kazıları ile ilgili çalışmaların sınırlı olması nedeniyle tasarımcılar sonlu elemanlar yöntemini kullanan ticari yazılımları sıklıkla kullanmaktadır. Bu çalışmada dairesel şaft kazıları ile ilgili literatür araştırması yapılmış ve zemin parametrelerindeki değişimin şaftın davranışına etkisi incelenmiştir. Kazı derinliği ve şaft çapındaki değişimin çevre zeminde ve şaft duvarında meydana getirdiği değişimler yapılan parametrik analizlerle incelenmiştir ve elde edilen sonuçlar yardımıyla zeminde ve şaft duvarında beklenebilecek deplasmanların tahminine yönelik formüller önerilmiştir. Destek sisteminin yapısal rijitliğindeki artışın çevre zeminde ve şaft duvarında meydana getireceği deplasmanlar incelenmiştir. Duvar arkasında meydana gelen deplasmanlar hesaplanıp literatürde bulunan analitik verilerle kıyaslanarak grafik üzerinde gösterilmiştir.

Abstract:
eep excavation problems are one of the major problems in Geotechnical Engineering. The calculation of earth pressures acting on excavation support system and ground movements around the excavation attracted the attention of many researchers. Hence there are numerous studies on the behavior of deep excavations. In order to examine the behavior of deep excavations; there are studies based on analytical solutions, empirical approaches and numerical analysis in the literature. However most of these studies are based on plane strain assumption and utilizing this studies in circular shaft construction where axial symmetry situation takes place may lead to conservative results. Circular excavations provides structural benefits as a result of arching effect in the lining. Arching effect may decrease the need to lateral bracing and reduce the embedment length of the retaining structure. As the studies on circular shafts are limited and complex, designers often utilize the commercial softwares which uses finite element method. In this study, a general literature investigation is done and the effect of changes in soil parameters on the behavior of shaft is examined. Ground displacements behind the wall are determined and compared with the analytical approaches in the literature. The effect of excavation depth and shaft diameter on the soil movement and the structural behaviour is investigated with parametric analysis and new formulas are developed to predict the displacement of the shaft wall and the soil at the excavation bottom. The effect of the increase in the rigidity of the excavation support system on the soil displacement is numerically investigated.