Derin karıştırma kolonları ile oluşturulan kafes sistemin zemin sıvılaşmasının önlenmesindeki etkinliğinin analitik ve nümerik yöntemler ile araştırılması
Investigation of the effectiveness of the grid system formed with deep mixing columns in preventing soil liquefaction by analytical and numerical methods
Yazar: ZEYNEP YARDIMCI
Danışman: PROF. DR. NAİL ÜNSAL ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ERHAN TEKİN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Suya doygun, ince tane oranı az olan zeminler tekrarlı gerilmelere maruz kaldığında zemindeki aşırı boşluk suyu basıncı artarak sıvı gibi davranmaya başlar. Bu olaya zemin sıvılaşması denilmektedir. Zemin sıvılaşması, zemin üzerindeki mühendislik yapılarında ciddi hasarlara yol açabilen bir durumdur. Sıvılaşma riskiyle karşı karşıya kalındığında, potansiyel sorunların etkisini azaltmak için uygun zemin iyileştirme yöntemleri dikkatlice seçilmelidir. Yapılan geçmiş çalışmalarda; sıvılaşmayı önlemek amacıyla derin zemin karıştırma, jet enjeksiyon gibi kolonların zemin içerisinde düzgün karelajlı olarak imal edildiğinde, bu kolonların kayma modül oranının yüksek olması nedeniyle zemine kıyasla daha küçük kayma birim deformasyonların oluşacağı nümerik analiz yöntemleri kullanılarak belirlenmiştir. Kayma birim deformasyonlarındaki bu uyumsuzluğun giderilmesi amacıyla kesişimli kolonlardan oluşan kafes sistemin tercih edilmesi önerilmektedir. Bu çalışmada; sıvılaşmaya karşı kafes sistemin kullanıldığı bir yapının zaman-tanım alanında PLAXIS-3D bilgisayar programı ile dinamik analizleri gerçekleştirilmiştir. Seçilen 11 adet deprem kayıtlarının ivme zaman grafikleri basit ölçeklendirme yöntemi ile ölçeklendirilerek analizlerde kullanılmıştır. Analiz sonuçlarına göre iyileştirme sonrası ivme değerleri, aşırı boşluk suyu basıncı oranları ve yüzeydeki tepki spektrumları değerlendirilmiştir. Kafes sistemin içinde seçilen noktalardan elde edilen tepki spektrum grafiğine göre iyileştirilmiş zeminin yerel zemin sınıfının değişimi incelenmiştir.

Abstract:
When saturated soils with low fine grain ratio are subjected to cyclic stresses, the excess pore water pressure in the soil increases and starts to behave like a liquid. This phenomenon is called soil liquefaction. Soil liquefaction is a condition that can cause significant damage to engineering structures on the soil. When faced with liquefaction risk, appropriate soil improvement methods should be carefully selected to reduce the effect of potential problems. In the past studies, it has been determined by using numerical analysis methods that when the rigid columns such as deep soil mixing and jet grouting are constructed in a uniform pattern within the soil in order to prevent liquefaction, smaller shear strain will occur compared to the soil due to the high shear modulus ratio of these rigid columns. In order to overcome this discrepancy in shear strains, it is recommended to prefer a grid system consisting of intersecting columns. In this study, dynamic analyses of a structure using a grid system against liquefaction were performed in time-history with PLAXIS-3D computer program. Acceleration-time graph of 11 selected earthquake records were scaled by simple scaling method and used in the analyses. According to the results of the analyses, acceleration values, excess pore water pressure ratios and response spectra on the surface after the improvement were evaluated. According to the response spectrum graph obtained from the selected points in the grid system, the change of the site class of the improved soil is analysed.