Zeminlerin sıvılaşmasının tahmini için istatistik ve yapay zeka'ya dayalı modeller oluşturma
Modeling based on statistics and artificial intelligence for the estimation of soil liquefaction
Yazar: TÜLAY HAKAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET CEMAL ACAR
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Kohezyonsuz ve suya doygun kumlu, siltli zeminlerde deprem gibi dinamik yükler altında meydana gelen zemin sıvılaşması sonucu yapısal hasarlardan oluşur. Bu çalışmada Erzincan ili çevresi ve Kayseri ili Mobilyacılar Sitesi Bölgesinin sıvılaşma potansiyeli değerlendirilmiştir. Sıvılaşma potansiyelinin araştırılmasında arazide yapılan standart penetrasyon deneyi (SPT) verileri kullanılmıştır.  İlk aşamada Erzincan ili ve çevresinde açılan 63 adet sondaj, Kayseri ili Mobilyacılar Sitesinde açılan 69 adet sondaj kuyusundan elde edilen örselenmiş ve örselenmemiş numuneler üzerinde zemin özelliklerinin belirlenmesi amacıyla deneyler yapılmış ve toplamda 837 veri elde edilmiştir. Bu verilerin  %70'i eğitme (586) %30'u test verileri olarak rastgele seçilmiştir. Bu verileri kullanılarak Basitleştirilmiş Sıvılaşma Analizi [1] yapılmıştır. Elde edilen zemin parametreleri üzerinde VIF (Varyans etki analizi) yapılmıştır. Bu analizler sonucunda N60 (Düzeltilmiş zemin penetrasyon direnci), İDO (İnce dane oranı), BHA (Birim hacim ağırlık), d (Derinlik), D50 (Ortalama dane çapı) bağımsız parametreler, CRR (Devirsel direnç oranı) değerinin de bağımlı parametre olarak kullanılmasına karar verilerek modeller oluşturulmuştur. İstatistiksel yöntem olarak SPSS programında Kuadratik fonksiyonuyla denklem elde edilmiştir. Daha sonra MATLAB programındaki ANFIS ve YSA yöntemleriyle modeller oluşturulmuştur. Bu yöntemlerde bağımsız parametreler girdi parametreleri, bağımlı parametre de çıktı değeri olarak kullanılmıştır. Eğitim verileri ile yapılan bu modeller test verileriyle karşılaştırılarak determinasyon katsayıları hesaplanmıştır. Çeşitli hata hesaplama değerlerine bakılarak da en uygun modelin YSA modeli olduğuna karar verilmiştir.

Abstract:
Under the dynamic loads such as earthquakes with non-cohesive and saturated sandy silt, ground liquefaction occurs as one of the structural damages.  In this study, the liquefaction potential of the surrounding of Erzincan province and the Mobilyacılar Site in Kayseri province were investigated. Standard penetration test (SPT) data were used to investigate the liquefaction potential. First of all, in order to determine the soil characteristics on disturbed and undisturbed samples obtained from 69 drilling wells opened in Mobilyacılar Site in Kayseri province and 63 drilling wells opened in surrounding of Erzincan province , 837 data in total were obtained. Of these data, 70% were randomly selected as training (586) and 30% as test data. Simplified Liquefaction Analysis (Seed and Idriss (1971)) was performed using this data. VIF analysis was performed on the obtained soil parameters. As a result of this analysis, models were determined by using N60 (Adjusted soil penetration resistance), İDO (Fines Content), BHA (unit Weigth), d (Depth) and D50 (Main grain diameter ratio) as independent parameters and CRR (Cyclic Resistance Ratio) values as dependent parameters. As statistical method, equation is obtained with Kuadratik function in SPSS program. Then, models were created with ANFIS and YSA methods in MATLAB program. In these methods, independent parameters were used as input parameters and the dependent parameter was used as output value. Coefficients of determination were calculated by comparing the models obtained from the training data with the test data. Based on various error calculation values, it was decided that the most suitable model is the YSA model.