Yumuşak kilde zamana bağlı davranışın mikromekanik olarak modellenmesi
Microstructural modelling of the time dependent behaviour of soft clay
Yazar: İBRAHİM YİĞİT
Danışman: PROF. DR. SAFİYE FEYZA ÇİNİCİOĞLU
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Alt yapı projelerine olan ihtiyaç şehirleşme ve gelişmeye paralel olarak artmakta ve bu projeler için kamu kaynaklarının önemli bir bölümü ayrılmaktadır. Güvenli ve ekonomik tasarım yapabilmek için ise zemin davranışını iyi anlamak ve doğru takip etmek önemlidir. Killer bu bağlamda deformasyon aralığı en geniş zeminler olarak özellikle önemlidir. Son yıllarda yapılan araştırmalar kil zeminin davranışının sadece gerilme deformasyon ilişkisi ile ifade edilmesinin yetersiz olduğunu, davranışta deformasyon artış hızının gerilme-deformasyon ilişkisini doğrudan etkilediğini ve ancak deformasyon hızını da ilişkiye katmak suretiyle gerilme-deformasyon-deformasyon hızı ilişkisinin tekil bir ilişki olarak ifade edilebileceğini göstermektedir.
Makro boyutta zemin numuneleri üzerinde yapılan özel deneyler viskoplastik davranış adı da verilen zamana bağlı davranışın göstergelerini taşımaktadır ve bu davranışın mikro boyuttaki mekanizmaya bağlı olduğu düşünülmektedir. Son yıllarda mikro boyuttaki davranışı araştıran çalışmalar sıklık kazanmıştır ve geoteknik araştırmaların öncelikli konularından birisi haline gelmiştir. Ancak mevcut durumda ulaşılan noktada zeminin konsolidasyonu veya yüklenmesi sürecinde gelişen viskoz davranışı yeterli seviyede açıklayan, genel kabul gören ve makro davranışla bağdaştıran bir teori henüz kurulamamıştır. 
Bu tez çalışması ile sunulan araştırma çalışmasının amacı killerin konsolidasyon ve anizotropik yüklenme sürecindeki viskoplastik davranışını makro ve mikro boyutta açıklığa kavuşturmak ve yapısal modellemeye katarak bilimsel çalışmalara özgün ve önemli katkıda bulunmaktır. Yapılan araştırma çalışması üç aşamadan oluşmaktadır. Her birisi kendi içinde kapsamlı ve yoğun araştırma gerektiren bu çalışma aşamaları; i) özel deneysel teknikler ve görüntüleme yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilen ve hem makro hem de mikro düzeyde zemin davranışının takip edilmesini sağlayan tamamen özgün bir deney programının uygulanması, ii) Elde edilen deney sonuçları ve ESEM analiz sonuçlarının irdelendiği ve değerlendirildiği sayısal analiz çalışmaları, iii) Malzeme modelinin kurulmasıdır.

Abstract:
Increasing needs of modern societies combined with developments in science and technology entail a greater resource allocation for infrastructure projects. Therefore, the considerations of safety and economy need to be more optimally combined in today's construction projects. In terms of design and construction of soil structures, this concern requires to understand and follow the fundamental soil behaviour more thoroughly. Clays as having the widest deformation range deserves special consideration on research projects aimed to understand fundamental soil behaviour. Recent research indicated that deformation rate has a vital role in defining stress-strain behaviour of clay soils. Only if the strain rate is included, the behaviour of clays can be defined by a unique relationship in terms of "stress-strain-strain rate".
This mechanism can also be termed as the time dependency or viscoplastic behaviour of clays. Viscoplastic mechanism is attributed to the mechanisms involved at the micro scale and there is a surge of interest to this research area among the researchers. It is, however, known that there is no generally accepted theory or methodology that explains the viscoplastic mechanism at the micro-scale and gives clues which can be used to combine micro-behaviour with macro-behaviour.
The research work defined in this thesis aims to evaluate "stress-strain-strain rate" behaviour of clays by disclosing the mechanism involved at macro and micro scale. The ultimate aim is to induce the implications of micro-mechanic behaviour into constitute modelling. This research work constitutes of three stages each of which involves intensive theoretical experimental and numerical modelling work. These stages are; i) Application of a novel experimental program which involves a series of original techniques, ii) numerical analyses of experimental findings together with image analyses results, iii) Development of a constitutive model under the light of the findings of experimental and numerical work.