Geoteknik risk analizinde rastsal saha sonlu elemanlar yönteminin kullanımı: Sığ temeller için bir uygulama
Application of random field finite element method in geotechnical risk analysis: an application for shallow foundations
Yazar: EMRE TÜRK
Danışman: DOÇ. DR. SAMİ OĞUZHAN AKBAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Risk analizi = Risk analysis

Özet:
Rastsal saha teorisini, deterministik sonlu elemanlar ile yük ve direnç parametrelerinin ortalama, standart sapma ve korelasyon uzunluğu değerlerini gözeterek bağdaştıran Rastsal Sonlu Eleman Metodu'nun birçok geoteknik mühendisliği problemini çözmekte etkili bir araç olduğu görülmektedir. Buna dayanarak; bu çalışmada, güvenilirliğe dayalı tasarım ve geoteknik parametre istatistikleri çerçevesinde rastsal sonlu elemanlar yöntemi ile geleneksel Monte Carlo Simülasyonu yöntemi, şerit temellerin drenajlı ve drenajsız taşıma gücü kapsamında karşılaştırılmıştır. Son bölümde şerit temellerin drenajsız taşıma gücü tahmininde rastsal sonlu eleman metodunun spesifik bir uygulamasına odaklanılmıştır. Bu amaçla, istatistiksel olarak oldukça detaylı biçimde tanımlanmış bir zemin formasyonu olan, aşırı konsolide Ankara Kili temel zemin olarak düşünülmüştür. İlk olarak, drenajsız kayma dayanımının toplam değişkenliğini belirlemek için, birinci derece ikinci moment olasılıksal yaklaşım doğal değişkenliği, ölçüm hatasını ve gerektiğinde dönüşüm hatasını tutarlı bir şekilde birleştirmek için kullanılmıştır. Ardından, rastsal sonlu eleman metodu, yenilme olasılığının ya da tasarımların güvenilirlik indekslerinin tahmini için uygulanmıştır. Bu çerçevede, yatay ve dikey yönlerde mekânsal korelasyonu betimleyen dalgalanma ölçeğinin sonuçlar üzerindeki etkisi dikkatli biçimde irdelenmiştir.

Abstract:
The Random Finite Element Method, which associates random field theory with deterministic finite elements by considering the mean, standard deviation and correlation length values of the load and resistance parameters, has proven to be an effective tool for solving many geotechnical engineering problems. Accordingly, this study aims to compare the random finite element method and the traditional Monte Carlo Simulation Method regarding the case drained and undrained bearing capacities of strip footings in the context of reliability-based design and geotechnical uncertainties. The last chapter focuses on the implementation of random finite element method within a spesific case. For this purpose, the over consolidated Ankara Clay, statistical characteristics of which have been identified in a detailed way, is considered as the foundation soil. First, to determine the total variation of undrained shear strength, the first order second moment probabilistic approach is employed for combining the inherent variability, measurement errors and transformation errors when necessary. Than, random finite element method is used for the estimation of probability of failure or the reliability index of the design under various conditions. Finally, the effect of the scale of fluctuation that defines the spatial correlation in horizontal and vertical directions, is examined in detail within this context.