Derin kazılardan kaynaklanan zemin oturmalarının sayısal analizlerle incelenmesi
Research of ground settlement caused by deep excavation with numerical analysis
Yazar: MEHTAP TUNCA
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET M. BERİLGEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Derin kazılarda iksa sistemleri, kazı çukurunun desteklenmesi için inşa edilir. Derin kazılar gerektiren yapıların inşası boyunca kazının duraylılığının sağlanması kadar kazı çevresinde oluşabilecek yer değiştirmeler de önemlidir. Bu yer değiştirmeler tasarım sırasında göz önüne alınmaz ise kazı duvar arkasındaki zeminde belli derecede oturmaya neden olur ve bu da kazıya komşu yapılarda hasar oluşmasına yol açabilmektedir. Kazının komşu binalara etkisini değerlendirmek için kazı arkasındaki zemin yüzey oturmasının dağılımı kazıdan önce tahmin edilmelidir.Bu çalışmada, altı farklı türde homojen zemin ortamında Plaxis V8.2 sonlu elemanlar paket programı ile sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Analizlerde yumuşak ve sert drenajlı, yumuşak-orta katı ve katı drenajsız zemin modeller incelenmiş olup 3 m, 4 m, 5 m ve 6 m kazı derinlikleri için Plaxis V8.2 kullanılarak sonlu elemanlar yöntemi ile analiz edilmiştir. Ayrıca sıfıra yakın kohezyon değerine sahip yumuşak bir zeminde drenajlı ve drenajsız analizler gerçekleştirilerek derin kazılarda drenaj etkisi araştırılmıştır. Efektif malzeme parametrelerinin kullanıldığı zeminlerde kazıda destek sistemi olarak diyafram duvar seçilmiştir.Plaxis V8.2 sonlu elemanlar yöntemi ile modellenen desteksiz kazılar arkasında oluşan zemin yüzey oturması profilleri, Peck Yöntemi (1969), Bowles Yöntemi (1988), Clough ve O'Rourke Yöntemi (1990), Ou, Hsieh ve Ou (1998) gibi ampirik tahmin yöntemleri ile karşılaştırılmıştır. Yapılan analizler sonucunda duvar arkasında meydana gelen maksimum zemin yüzey oturması ile duvarda meydana gelen maksimum sehim arasındaki ilişki ortaya konulmuştur. Ayrıca duvar elemanının eğilme rijitliği ve esneklik oranı ile duvar arkasında yer alan yapıların rijitliğinin ve duvardan uzaklığının, duvar sehimi ve duvar arkasındaki zeminin oturması üzerindeki etkisi araştırılmıştır.

Abstract:
Displacements which may occur around the excavation are as important as providing excavation stability during construction of structures which need deep excavations. If these displacements are not considered during design, ground surface settlement induced by excavation occur and this causes damage on adjacent buildings. Ground surface settlement profile behind the excavation should be predicted to assess the impact of excavation to adjacent buildings.In this study, numeric analysis are performed by using Plaxis V8.2 finite element software in six different type homogeneous ground structures. Soil models which are examined in the analyses are soft and hard drained, soft-medium and undrained stiff models. They are analysed by using Plaxis V8.2 finite element software for 3 m, 4 m, 5 m ve 6 m excavation depths. Also drained and undrained analyses are performed and results are compared at soft ground which has cohesion value near zero. Cantilever wall is selected as excavation support system at grounds where efective material parameters are used.The ground surface settlement profiles occured behind unsupported excavations which are constituted according to Plaxis V8.2 finite element analysis, are compared with ampiric prediction methods such as Peck Method (1969), Bowles Method (1988), Clough and O?Rourke Method (1990), Hsieh ve Ou (1998). In consequence of analyses, the correlation between maximum surface settlement occured behind the wall and maximum deflection occured at wall are proved. Additionally the impact of inflection stiffness and elasticity ratio of wall element, impacts of flexural rigidity of wall and flexibility ratio, rigidity of building behind the wall and distance of the building from the wall at wall deflection and groud surface settlement are examined.