Beton kalitesinin jeofizik yöntemlerle belirlenmesi
Determination of concrete quality by geophysical methods
Yazar: NEVBAHAR SABBAĞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. OSMAN UYANIK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında jeofizik yöntemler ile beton dayanımının
belirlenebilmesi incelenmiştir. Belirli ebatlarda dökülen ve farklı mukavemet
özellikleri gösteren beton numunelerine daha önceden yerleştirilmiş değişik
çaplardaki donatı demirlerinin beton dayanımına, sismik ultrasonik hızlara ve
elektrik özdirenç değerlerine olan etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla farklı dayanımlara
sahip 13 beton tasarımı hazırlanmıştır. Bu kapsamda, donatısız küp ve silindir
numuneler ile içerisinde 10, 14 veya 20 mm çapında birer adet 200 mm uzunluğunda
nervürlü donatı demiri bulunduran küp şeklindeki donatılı beton numuneleri
hazırlanmış ve 90 gün boyunca su, hava ve etüv kürüne tabi tutulmuştur. Yine
donatılı ve donatısız olarak hazırlanan numunelerden bir kısmı ile etüv grubu
oluşturularak yoğunlukları, su içerikleri ve buna bağlı olarak değişen
gözenekliliklerinin hesaplanmasına; aynı zamanda dinamik elastik modüller gibi
beton özelliklerinin jeofizik yöntemlerle belirlenmesine çalışılmıştır. Yapılan
çalışmada numuneler üzerinde ultrasonik sismik, görünür özdirenç ve tek eksenli
basınç dayanımı deneyleri yapılmıştır. Elde edilen basınç dayanımı değerleri ile
jeofizik verilerden elde edilen parametrelerin (P ve S dalga hızları, özdirenç) ilişkisi
incelenmiştir. Kür durumlarına bağlı olarak P ve S dalga hızlarının ve özdirenç
ölçümlerinin yöne bağımlılık durumları ortaya konulmuştur. Ayrıca numunelerin P
ve S dalga kayıtlarına ait güç spektrumları elde edilerek hızlı fourier dönüşümü ve
zaman-frekans analizleri yapılmıştır. Böylece düşük ve yüksek dayanımlı
numunelerin sinyal içeriklerindeki farklılıkların, baskın frekansların sayıları ve
değerleri, numuneler içerisindeki boşluk, gözenek vs. gibi durumların
belirlenebilmesine çalışılmıştır. Beton mukavemetlerindeki farklılık, donatı çapı, kür
koşulları, zaman, özdirenç, P ve S dalga hızları gibi parametreler kullanılarak yapay
sinir ağları yöntemi ile beton dayanımı tahmin edilmeye çalışılmıştır. Çapraz
geçerlilik tekniği kullanılarak yapılan değerlendirmeler sonucunda elde edilen
tahmini beton dayanımı %77 doğrulukla hesaplanmıştır. Bu tezin akademik gelişme
imkânının olması yanında mühendislik çalışmalarında da uygulanabilir bir yöntem
olabilmesi tasarlanmıştır. Bu araştırma, betonarme yapıların beton dayanımının
tahribatsız jeofizik yöntemlerle belirlenebileceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler: Beton dayanımı, donatı, hasarsız jeofizik test, sismik, özdirenç,
kür koşulları, zaman-frekans, yapay sinir ağları

Abstract:
In the content of this thesis, the determination of concrete strength by geophysical
methods was investigated. The effect of different diameters reinforcement bars of
previously placed in the concrete samples that spilled specific sizes and showing
different strength properties on the concrete strength, the seismic ultrasonic velocities
and the electrical resistivity values were investigated. For this purpose, 13 concrete
designs having different strengths were prepared. In this context, unreinforced cubic
and cylindrical specimens and reinforced concrete samples cubes that containing one
piece of 10, 14 or 20 mm diameter and 200mm long ribbed reinforcement were
prepared and subjected to water, air and oven cured throughout 90 days. Also, the
concrete characteristics such as density, water content, porosity, dynamic elastic
modules were studied to determine with geophysical methods by forming oven group
with a portion of the prepared unreinforced and reinforced samples. In the studies,
seismic ultrasonic, apparent resistivity and uniaxial compressive strength tests were
performed on samples. Relationship between obtained strength values and
parameters (P and S wave velocities, resistivity) that obtained by geophysical data
was investigated. Direction dependence conditions of P and S wave velocities and
resistivity measurements were put forward to depending on curing conditions. In
addition to, fast fourier transform and time-frequency analysis were made by
obtaining the power spectra of P and S wave records of samples. Thus, the difference
between signal contents, the dominant frequency number and values of the low and
high strength samples, the case such space, pores etc. in the samples has been tried to
be determined. The concrete strength has been tried to be determined with artificial
neural networks method by using parameters such the differences in strengths,
diameter of reinforcement, curing conditions, time, resistivity, P and S wave
velocities. At the results of the assessments estimated concrete strength of obtaining
by using cross validation technique was determined 77% accuracy. This thesis was
also designed to be aviable method of applicating in the engineering studies, besides
having academic prospered. This research was shown to determinable concrete
strength of the concrete structures by non-destructive geophysical methods.

Keywords: Concrete strength, reinforcement, non-destructive geophysical test,
seismic, resistivity, curing conditions, time-frequency, artificial neural networks.