Mevcut yapı zemininde sıvılaşma analizi ve sonlu elemanlar yöntemiyle modelleme
Liquefaction analysis in existing building soil and modeling with finite element method
Yazar: ULVİ KAYAKESER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE BENGÜ SÜNBÜL GÜNER
Düzce Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Jet grouting = Jet grouting ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Zemin sıvılaşması = Soil liquefaction ; Üç boyutlu modelleme = Three dimensional modelling

Özet:
Bu tez çalışmasında, mevcut durumdaki bir yapının zemini jeolojik ve geoteknik açıdan
incelenmiştir. Zeminin fiziksel ve mekanik özellikleri belirlemek için zemin çalışmaları 
yapılmıştır. Yapılan zemin çalışmalarından elde edilen parametreler kullanılmıştır. Bu 
parametreler kullanılarak Türkiye Bina ve Deprem Yönetmeliği 2018 dikkate alınarak 
yerel zemin sınıfı ZD olarak belirlenmiştir. Ayrıca zeminin taşıma gücü, oturma ve 
sıvılaşma hesapları yapılmıştır. TBDY 2018'e zeminin emniyetli taşıma gücü 337 kPa 
olarak hesaplanmıştır, toplam oturma 4,576 cm olarak hesaplanmıştır, yapılan sıvılaşma 
hesapları sonucunda yapı zemini sıvılaşmaya karşı güvensiz durumdadır. Sıvılaşma 
riskinden dolayı zemin iyileştirme gerekli duyulup jet grout uygulaması yapılmıştır.
Temel çevresinde 13 metre uzunluğunda eğimli ve düz kolonlar imal edilmiştir ve bina
zemini çevresinde geçirimsiz perde oluşturacak 18 metrelik kolonlar imal edilmiştir. İmal 
edilen kolonların tasarım hesapları yapılmıştır. 13 metrelik kolonların taşıma kapasitesi 
61,3 ton hesaplanmıştır. 18 metrelik kolonların taşıma kapasitesi 88,9 ton olarak 
hesaplanmıştır. Jet grout uygulamasından sonra sıvılaşma hesabı yapılarak riskin 
giderildiği görülmüştür. İdealize edilen zemin profili sonlu elemanlar programı 
kullanarak üç boyutlu ve iki boyutlu olarak modellenmiştir. Üç boyutlu modelde,
zeminde oluşan deplasman ve jet grout kolonlarının davranışı incelenmiştir. İki boyutlu 
modelde, proje binası zeminin deprem durumundaki davranışı incelenmiştir. Sıvılaşma 
durumu için sonlu elemanlar programında yapılan dinamik analiz sonucu ile sayısal 
hesaplamalar zemindeki sıvılaşma riskini varlığını ortaya koymaktadır. İyileştirme 
sonrası sayısal hesaplamalardaki riskin yok olması ve sonlu elemanlar yazılımının boşluk 
suyu basıncındaki azalış zeminin sıvılaşma durumunun iyileştiğini göstermektedir.

Abstract:
In this thesis work, soil of an existing structure was examined in terms of geological and 
geotechnical aspects. Soil studies were carried out to determine the physical and 
mechanical properties of the soil. Obtained parameters from the soil studies were used. 
Using these parameters, the local soil class was determined as ZD, considering Türkiye 
Building and Earthquake Regulation 2018. In addition to, bearing capacity, settlement 
and liquefaction calculations of soil were made. According to TBDY 2018, safe bearing 
capacity of the soil is calculated as 337 kPa, total settlement is was calculated as 4,576 
cm, as a result of the liquefaction calculations made, the building soil is insecure against 
liquefaction. Due to risk of liquefaction, soil improvement was required and jet grout was 
applied. 13 meters long inclined and vertical columns were produced around the 
foundation and 18 meters columns were produced to from an impermeable curtain around 
the building soil. Design calculations pf the produced columns were made. The bearing 
capacity of the 13 meters columns is calculated as 61,3 tons. The bearing capacity of the 
18 meters columns is calculated as 88,9 tons. After the jet grout application liquefaction 
calculation was made and it was seen that the risk was eliminated. Idealized soil profile 
is modeled as three-dimensional and two-dimensional using the finite element program. 
In the three-dimensional model, displacement in the soil and behavior of jet grout 
columns were examined. In two-dimensional model, behavior of the project building soil 
of in case of earthquake was examined. For the liquefaction situation, the result of the 
dynamic analysis made in the finite element program and numerical calculations reveal 
the existence of the liquefaction risk in the soil. Disappearance of the risk in numerical 
calculations after improvement and the decrease in the pore water pressure of the finite 
element software indicate that the liquefaction state of the soil has improved.