Terzaghi konsolidasyon kuramının non-lineer nümerik analizi
Non-linear numerical analysis of Terzaghi consolidation theory
Yazar: NİLGÜN KARAMAN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET BERİLGEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Fazla miktarda deformasyon yapan ve kendi ağırlığı altında konsolide olan zeminlerde klasik konsolidasyon analizlerinin uygulanması doğru sonuçlar vermediğinden dolayı, bu tür zeminlerin konsolidasyon davranışını modelleyebilmek için, uygun malzeme bünye bağıntılarını kullanarak meydana gelecek deformasyonları hesaplayabilecek non-lineer analiz yöntemleri geliştirilmiştir. (Abu-Hejleh ve Znidarcic (1994,1995), Fox ve Berles (1997), Abbasi, Rahimi vd. (2006)). Yüksek su muhtevasına sahip zeminlerin kendi ağırlığı altında ve/veya sürşarj yükleri altında non-lineer olan deformasyon davranışının doğru tahmin edilmesi, fiziksel olayı modelleyen bir matematiksel model ile denklemin çözümünü elde edebilmek zeminin özelliklerinin belirlenmesi ile gerçekleşebilir.Bu çalışmada, homojen zemin tabakalarının non-lineer konsolidasyon analizi için nümerik bir model geliştirilmiştir. Bu model, Visual Basic programında yazılan bilgisayar koduyla sunulmuştur. Öncelikle, klasik analiz yöntemleri ile lineer konsolidasyon analizleri yapılmış, bu analizler KP1 programında yapılan çözümlerle karşılaştırılmıştır. Daha sonra, konsolidasyon süresince konsolidasyon katsayısının değişimi dikkate alınarak bir boyutlu non-lineer kısmi diferansiyel konsolidasyon denklemi elde edilmiş ve KP1 programında bu non-lineer denklemin çözümünde sonlu fark yaklaşımı kullanılmıştır. KP1 programı ile non-lineer analizler yapılmış elde edilen sonuçlar Bölüm 2' de ayrıntıları verilen CS2 model sonuçları ile karşılaştırılmış ve grafiklerle sunulmuştur. KP1 programı ile küçük ve büyük deformasyon yapan zeminler için çözüm yapılabilmektedir.KP1 programı ile yapılan lineer analiz sonuçları klasik çözüm yöntemleriyle, non-lineer analiz sonuçları ise CS2 model sonuçları ile karşılaştırılmış elde edilen sonuçların birbirleriyle uyumlu olduğu gözlenmiştir.Anahtar kelimeler: konsolidasyon, yumuşak zemin, non-lineer, nümerik analiz.

Abstract:
Classical consolidation analyses applications may give erroneous results for the soil types which make large strain and for soils consolidating under self weight. In order to overcome this dilemma, nonlinear analyses are developed to model the behaviour of these types of soils. Nonlinear analyses calculate the deformations by adopting the constitutive relationships (Abu-Hejleh and Znidarcic 1994, 1995; Fox and Berles, 1997; Abbasi, Rahimi et.al., 2006). To facilitate the non linear deformation behaviour of high water content soils under its own weight and/or under surcharge loading, it is imperative that we obtain both a mathematical model that will accurately predict the physical event, as well as the physical properties of the soil to solve this mathematical model.In this thesis, a numerical model for non-linear consolidation is developed. The numerical model was coded in Visual Basic Programming Language named KP1. To start with, classical analyses methods and linear consolidation analyses are performed and the obtained results are compared with the results gathered from the KP1. Subsequently, by taking into consideration the variation of coefficient of consolidation throughout the consolidation process, one dimension non-linear partial differential consolidation equation is obtained. Finite difference approach is exploited for the solution of the equation. Lastly, non-linear analysis is achieved by KP1 code and outcomes are compared with CS2 code developed by Fox and Berles (1997). Results are illustrated in figures. KP1 code can be used to analyse soil problems with small strains and large strains.Overall, the comparisons between the results obtained from the linear classical analysis with KP1, and the non-linear analysis with CS2 demonstrates a compatible relationship.Key words: Consolidation, soft soils, non-linear, numeric analysis