Farklı zemin koşulları altında kazıkların dinamik yükler altındaki davranışlarının sayısal olarak incelenmesi /
Yazar: HALUK TANRIÖVER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SELÇUK BİLDİK
İSTANBUL NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Geoteknik mühendisliğinin en önemli problemlerinden biri taşıma gücü ve oturma açısından sorunlu zeminlerde yapıların inşa edilmesidir. Bu taşıma gücü ve oturma açısından sorunlu zeminlerde yapı yüklerinin kazıklı temellerle sağlam birimlere aktarılması en yaygın kullanılan çözümlerin başında gelmektedir. Kazıklı temellerin tasarımında dikkat edilmesi gereken en önemli husus deprem gibi dinamik yükler altında yapı-kazık-zemin etkileşiminin birlikte ele alınmasıdır. Ülkemizde 2018 yılında yürürlüğe giren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği ile yapı-kazık-zemin etkileşimi zorunlu hale gelmiştir. Etkileşim analizleri iki farklı yöntemle ele alınmaktadır. Bunlardan birincisi yapı-kazık ve zeminin birlikte modellendiği ve çözüldüğü doğrudan yöntemdir. İkincisi ise üst yapı ile temel ve kazıkların ayrı çözümlendiği alt sistem yaklaşımıdır. Her iki yöntemde de kinematik etkiler ve eylemsizlik etkileri olmak üzere iki önemli etki ortaya çıkmaktadır. Literatürde yer alan çalışmalar değerlendirildiğinde bazı durumlarda kinematik etkilerin baskın olduğu görülmüştür. Literatür çalışmaları dikkate alındığında etkileşim analizlerinde etkili olacak parametrelerin birlikte değerlendirildiği çalışmalar oldukça sınırlıdır.
Bu çalışmada literatürde yer alan ve kinematik etkilerin araştırıldığı santrifüj deneyi sayısal olarak Plaxis 2D programıyla modellenerek verifiye edilmiştir. Daha sonra zemin özellikleri, yeraltı su seviyesi, kazık rijitliği ve deprem büyüklüğü gibi parametrelerin etkileri sayısal olarak araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre deprem büyüklüğünün etkileşim analizlerinde en önemli parametre olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca tabakalı zemin koşullarında kazık boyunun %75'inin zayıf birim içinde yer alması en elverişsiz durumu ortaya çıkarmaktadır. Kazık rijitliği ve yeraltı su seviyesinin de kinematik etkileşimde belirli düzeyde etkileri olduğu görülmüştür.

Abstract:
One of the most important problems of geotechnical engineering is the construction of structures on soils with problems in terms of bearing capacity and settlement. In these problematic soil areas in terms of bearing capacity and settlement, transferring the building loads to solid units with pile foundations is one of the most commonly used solutions. The most important thing to consider in the design of pile foundations is to consider the structure-pile-soil interaction together under dynamic loads such as earthquakes. With the Turkish Building Earthquake Regulation, which came into force in our country in 2018, structure-pile-soil interaction has become mandatory. Interaction analyses are handled with two different methods. The first of these is the direct method, in which the structure pile and soil are modeled and solved together. The second is the subsystem approach, in which the superstructure, foundation, and piles are analyzed separately. In both methods, two important effects arise kinematic effects and inertia effects. When the studies in the literature were evaluated, it was seen that kinematic effects were dominant in some cases. Considering the literature studies, studies in which the parameters that will be effective in interaction analyses are evaluated together are quite limited.
This study's centrifuge experiment in the literature, in which kinematic effects were investigated, was numerically modeled and verified with the Plaxis 2D program. Then, the effects of parameters such as ground properties, groundwater level, pile stiffness, and earthquake magnitude were investigated numerically. According to the results obtained, it was understood that the earthquake magnitude is the most important parameter in interaction analyses. In addition, in stratified soil conditions, the fact that 75% of the pile length is located in the weak unit creates the most unfavorable situation. It has been observed that pile stiffness and groundwater level also have certain effects on the kinematic interaction.