Nonplastik siltin enerji tabanlı boşluk suyu basıncı davranışı
Energy based pore water pressure behaviour of nonplastic silt
Yazar: ÇAĞLAR KUMAŞDERE
Danışman: PROF. DR. ALPER SEZER ; DR. ÖĞR. ÜYESİ EYYÜB KARAKAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Boşluk suyu basıncı = Pore water pressure ; Silt = Silt ; Zemin sıvılaşması = Soil liquefaction ; Üç eksenli deneyler = Triaxial test system

Özet:
Granüler zeminler ile kil zeminler arasında dane boyutuna sahip ve bir "geçiş malzemesi" olarak bilinen silt zeminlerin, gerek statik, gerekse dinamik yükler altındaki davranışı uzun süredir araştırılan, halen de geoteknik mühendisliğinin ilgi çeken konularından biri olmuştur. Bu çalışmada, daha önceki bir çalışmada oluşturulan bir deneysel veritabanı kullanılarak enerji tabanlı bir yaklaşım ile nonplastik siltlerin boşluk suyu basıncı gelişimi davranışı incelenmiştir. Enerji tabanlı modelde boşluk suyu basıncı ve kayma deformasyonunun anahtar parametreleri; rölatif sıkılık, tekrarlı gerilme genliği ve çevrim sayısı olarak belirlenmiştir. Yapılan çalışmalarda, 6 farklı rölatif sıkılığa sahip 61 deneye ait deviator gerilme – eksenel şekil değiştirme histerezis döngülerinin alan hesapları yapılmıştır. Yapılan alan hesapları sonucunda enerji tabanlı boşluk suyu basıncı oranı (ru) hesabı yapılabilmesi için PEC (yalancı enerji kapasitesi) değerleri bulunmuştur. Ardından, sıvılaşma gerçekleşen 28 adet deneye ait boşluk suyu basıncı oranı – çevrim sayısı grafikleri oluşturularak, her bir rölatif sıkılığa sahip sıvılaşmış deneylerin karşılaştırmalı boşluk suyu basıncı – çevrim sayısı grafikleri, bulgular ve değerlendirme başlığı altında sunulmuştur. İlk çevrimde sıvılaşan deneyler incelendiğinde, deneysel verilerin ve enerji tabanlı analizlerin ru = 1 değerine ulaştıkları çevrim sayıları, yaklaşık olarak birbirlerine yakındır. CSR değerleri küçüldükçe, enerji tabanlı dinamik bünye modelinin çok daha verimli sonuçlar verdiği ortaya çıkmıştır. Yapılan çalışma, daha önce temiz kum zeminler için önerilmiş olan enerji tabanlı boşluk suyu basıncı gelişim modelinin, plastik olmayan siltlerde de güvenilir şekilde uygulanabilir olduğunu göstermiştir.

Abstract:
Silt soils, having grain sizes between those of clays and granular soils, are known as "transition materials", and their behavior under static and cyclic loading is a long lasting challange, which is still attracting attention in geotechnical engineering. In this study, pore water pressure development behavior of nonplastic silts was investigated with an energy-based approach using an experimental database obtained in another study. In the current energy-based model, the key parameters of pore water pressure and shear deformation were determined as relative stiffness, cyclic stress ratio and number of cycles. In these studies, areas covered by deviator stress – axial strain hysteresis loops of 61 tests with 6 different relative densities were calculated. As a result of the area calculations, PEC (Pseudo Energy Capacity) values were obtained in order to calculate the energy-based pore water pressure ratio (ru). Afterwards, pore water pressure ratio – number of cycle graphs of 28 liquefied experiments were generated, and comparative pore water pressure – number of cycle graphs of liquefied experiments with each relative densities were presented under the title of findings and evaluation. When the experiments that liquefy in the first cycle are examined, the number of cycles in which the experimental data and energy-based analyzes reach the value of ru = 1 are approximately close to each other. As the CSR values get smaller, it has been revealed that the energy-based dynamic structure model gives much more efficient results. The study showed that the energy-based pore pressure development model, which was previously proposed for clean sand soils, can also be reliably applied to non-plastic silts.