Farklı lif türleriyle rastgele donatılandırılmış kum zemine oturan şerit temellerin analizi
The analysis of strip foundations on sandy soil randomly reinforced with different types of fiber
Yazar: BİLGE AKSU ALCAN
Danışman: DOÇ. DR. SEMET ÇELİK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Donatılı zemin = Reinforced soil ; Kumlu zeminler = Sand soil ; Polipropilen lif = Polypropylene fiber ; Zemin gerilmesi = Soil stress ; Şerit temeller = Strip footings

Özet:
Amaç: Bu çalışmanın amacı cam lif, bazalt lif, macromesh lif ve bu liflerin birlikte kullanıldığı dört ayrı hibrit lif katkılarıyla rastgele donatılandırılmış kum zemine oturan şerit temelin taşıma kapasitesi-oturma davranışını araştırmaktır. 
Yöntem: Donatısız ve farklı liflerle donatılandırılmış kum zemin üzerine oturan şerit temel üzerinde laboratuvarda model deneyleri yapılmıştır. Donatı olarak cam, bazalt, macromesh ve hibrit liflerle birlikte 7 farklı lif kullanılmıştır. Model deneylerde, %1 ve %2 olmak üzere iki farklı lif içeriği ve 24 mm ve 48 mm olmak üzere iki farklı lif uzunluğu kullanılmıştır. Deneyler Dr=%30 ve %50 rölatif sıkılıkta gerçekleştirilmiş ve donatı derinliği 1B, 2B ve 3B seçilmiştir. Deneyler sırasında, zeminde oluşan gerilme artışlarını belirlemek için basınç ölçerler yerleştirilmiştir. Ayrıca, deney sırasında çekilen fotoğraflar parçacık görüntülü hız ölçüm yöntemi (PIV) ile analiz edilerek zeminde oluşan yerdeğiştirmeler gözlenmiştir.
Bulgular: Donatılı ve donatısız deneyler sonucunda en yüksek nihi taşıma kapasitesi, Dr=%50 rölatif sıkılıkta, 48 mm uzunluğunda, %2 oranında ve 3B derinliğine macromesh lif donatılı deneylerden 680 kPa olarak belirlenmiştir. Hibrit liflerde ise, en yüksek nihai taşıma kapasitesi Dr=%50 rölatif sıkılıkta, 48 mm uzunluğunda, %2 oranında ve 2B derinliğine macromesh+bazalt lif donatılı deneylerden 495 kPa olarak belirlenmiştir. Dr=%30 rölatif sıkılıkta temel merkezinin altında 1B derinliğinde gerilme artış oranı (qu/Δσ') 0,7, Dr=%50 rölatif sıkılıkta gerilme artış oranı ise yaklaşık 0,5 olarak belirlenmiştir. Lif uzunluğu, yüzdesi ve donatı derinliğinin gerilme artışı üzerinde çok fazla bir etkisi olmadığı görülmüştür. 
Sonuç: Donatılı deneyler sonucunda taşıma kapasitesi üzerinde en etkili lifin macromesh lif olduğu görülmüştür. Lif katkısı arttıkça aynı basınç altında temelin yaptığı oturmalar azalmıştır. Gerilme artış oranı üzerinde en etkili parametrenin rölatif sıkılık olduğu görülmüştür. PIV analizi sonucunda, zemine donatı eklenmesinin zeminde meydana gelen gerilmeleri daha geniş bir alana aktardığı görülmüştür.

Abstract:
Purpose: The aim of this study is to investigate the bearing capacity-settlement behavior of strip footing on sand soil randomly disturbed with glass fiber, basalt fiber, macromesh fiber and four different hybrid fiber additives in which these fibers are used together.
Method: Laboratory model experiments were carried out on the strip footing which on sand soil with and without reinforcement. A total of 7 different fibers were used together with hybrid fibers as reinforcement. In the model experiment, two different fiber contents %1 and %2 also two different fiber lengths 24 mm and 48 mm were used. The experiments were conducted at Dr=%30 and %50 relative density also the reinforcement depth 1B, 2B and 3B were selected. Pressure sensor have been placed in certain places to measure the vertical stress increases that will occur on the soil In addition, the photographs taken during the experiment were analyzed by the particle image velocity measurement method (PIV) and the displacements formed on the soil were observed.
Findings: As a result of the reinforced and non-reinforced experiments, the highest ultimate load-bearing capacity was determined as 680 kPa from the experiments with macromesh fiber reinforcement with Dr=%50 relative density, 48 mm length, %2 ratio and 3B depth. On the other hand, the highest ultimate load-bearing capacity in hybrid fibers was determined as 495 kPa from experiments with macromesh + basalt fiber reinforcement with Dr=%50 relative density, 48 mm length, %2 ratio and 2B depth. The rate of stress increase at depth 1B below the footing center at Dr=%30 relative density (qu/Δσ') was determined as 0,7 and the rate of stress increase at Dr=%50 relative density was determined as approximately 0,5. It was found that the fiber length, percentage and reinforcement depth did not have much effect on the stress increase.
Results: As a result of reinforced experiments, it was found that the most effective fiber on the bearing capacity is macromesh fiber. As the fiber contents increased, the settlements of the footing decreased under the same pressure. It was found that the most effective parameter on the rate of stress increase is relative density. As a result of the PIV analysis, it was seen that the addition of reinforcement spreads the stresses occurring on the soil over a wider area.