Kumların dinamik davranışının basit kesme deneyleri ile incelenmesi
Investigation of dynamic behaviour of sand under cyclic simple shear tests
Yazar: ZEYNEP TUĞÇE YÜKSEL
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET 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:
Bu tez çalışmasında, kumların dinamik davranışının basit kesme deneyleri ile incelenmesi amaçlanmıştır. Bunun için farklı rölatif sıkılıkta kuru ve suya doygun kum örnekleri ile dinamik basit kesme deneyleri yapılmıştır.Kumların deprem gibi dinamik yükler altında davranışı sıvılaşma olayı nedeniyle inşaat mühendisliği açısından büyük öneme sahiptir. Sıvılaşma, dinamik yükler altında yeraltı suyunun yüksek olduğu gevşek kumlu zemin tabakalarında boşluklardaki suyun drene olmaması nedeniyle artan boşluk suyu basıncı sonucunda meydana gelen, zeminin üzerinde ve/veya içerisinde yer alan yapıların ciddi hasar görmesine yol açan bir doğa olayıdır. Sıvılaşmanın etkisine gösterilebilecek önemli örneklerden bir kaçı 17 Ağustos 1999'da ülkemizde meydana gelen Kocaeli Deprem'inde Adapazarı ve çevresinde yaşanmıştır. Bu durum ülkemizde sıvılaşma konusunun bilimsel araştırmalar ile incelenmesinin gerekliliğini ortaya koymaktadır.Bu çalışmada, farklı sıkılıklarda hazırlanmış bir kum zeminin dinamik yükleme durumu için, kuru ve su altında davranışının dinamik basit kesme deneyleri ile incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla ele alınan bir kum numunesinin malzeme özellikleri belirlenmiş ve farklı rölatif sıkılıklarda hazırlanmış örnekler üzerinde statik ve dinamik kesme kutusu deneyleri yapılmıştır. Statik deneyler direkt ve basit kesme deney aletlerinde yapılmış ve kayma mukavemeti parametreleri karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmada her iki deneyden elde edilen kayma mukavemeti parametrelerinin değerleri yuvalatıldığında eşit olduğunu göstermiştir. Yapılan deneyler neticesinde farklı zemin özelliklerine karşın dinamik zemin parametreleri (kayma modülü, sönüm oranı, dinamik kayma mukavemeti açısı, sıvılaşmaya neden olan çevrim sayısı vb.) belirlenmiştir. Ayrıca bu kapsamda suya doygun durumda frekansın dinamik parametrelere ve boşluk suyu basıncına etkisi araştırılmıştır. Yapılan deneylerden elde edilen sonuçlara göre frekansın etkisinin az olduğu görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Kumların dinamik davranışı, çevrimsel basit kesme deneyleri, sıvılaşma, frekans

Abstract:
In this study the dynamic behaviour of sandy soils is investigated through dynamic simple shear tests performed on dry and water-saturated samples prepared at different relative densities.The behaviour of sands under dynamic loading, like an earthquake, is very important in Civil Engineering because of the liquefaction phenomenon. Liquefaction is one of the harmful natural events that severely impacts the stability of structures because of increased pore water pressures within saturated or nearly saturated sandy loose layers which cannot be drained during dynamic loading. The damage in Adapazarı and its surrounding as a result of August 17th, 1999 Kocaeli Earthquake can be given as an example of the destructive effects of liquefaction. This situation is an indication of the necessity of scientific research on soil liquefaction in Turkey.In this study, the behaviour of sandy samples prepared at different densities was examined for dynamic loading under dry and saturated conditions using dynamic simple shear tests. The material properties of the sand used in testing was determined and static and dynamic shear tests were conducted on samples prepared at varying densities. Static tests were conducted on direct shear and simple shear testing devices and the shear strength parameters were compared. Based on the comparison, the shear strength parameters were found to be equal when values are rounded. As a result of these experiments, dynamic parameters of sandy soils such as shear modulus, damping ratio, dynamic internal friction angle and number of cycles of liquefaction were determined for differing soil properties. Furthermore, the effect of the frequency on the dynamic parameters and pore-water pressure is researched on saturated samples. Based on dynamic simple shear tests, the frequency is found to have a minor impact.Key Words : Dynamic behaviour of sand, cyclic simple shear tests, liquefaction, frequency