Geoteknik mühendisliği açısından taşıma kapasitesi ve kayma potansiyelinin yeni nesil uygulamalarla değerlendirilmesi
Evaluation of bearing capacity and sliding potential with new generation applications in scope of geotechnical engineering
Yazar: BURAK EVİRGEN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA TUNCAN
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Zemin ankrajları = Soil anchors ; Şev kaymaları = Slope failures

Özet:
Tezin birinci bölümünde, henüz Türkiye'de uygulaması bulunmayan "Yapay Zemin Dondurma Yöntemi" tüm detayları ile değerlendirilmiştir. Su muhtevası, sıcaklık ve donma süresi parametrelerinin donmuş kil, silt ve kum tipi zeminlerde ani çözülme etkisi altında meydana gelen dayanım ve şekil değiştirme özellikleri incelenmiştir. Bu parametrelere bağlı taşıma kapasitesi denklemleri önerilmiştir. Yapay olarak dondurulmuş kötü derecelendirilmiş çakıllı zeminden alınan karot numuneleri, pratikte en uygun donmanın sağlandığı numuneler ile karşılaştırılmıştır. Laboratuvar ölçeğinde özgün yapay zemin dondurma cihazı tasarımı yapılmıştır. İnce daneli zeminlerde dondurucu boru çapı (veya akışkan hızı), dondurucu boru malzemesi ve dondurucu akışkan gibi değişkenlerin ısı iletimine etkileri incelenip ısıl eğriler çizilmiştir.

Tezin ikinci bölümünde ise tamamen özgün "Şemsiye Ankraj Yöntemi" için mekanik ve teorik alt yapı önerilmiştir.  Ürün tasarımından arazide uygulanmasına kadar tüm aşamaları başarı ile gerçekleştirilmiştir. Buna ek olarak, yöntem laboratuvarda gerçekleştirilen çekme testleri ile değerlendirilmiştir. Olası göçme modları sunulmuştur. Önerilen yöntem alt bileşenleri ile çeşitli kullanım alanları sunmakla birlikte hem taşıma kapasitesinin arttırılması hem de kayma potansiyelinin daha düşük güvenlik sayıları ile giderilmesinde güvenle kullanıma olanak sağlamaktadır.

Sonuç olarak, bu tez tamamen yeni bir tasarım olan ölçekli zemin dondurma cihazını ve iki adet patent başvurusunu içermektedir. Tez sonuçlarının geoteknik mühendisliğindeki inşa süreçlerinde zaman, işçilik ve kaymaya karşı güvenlik gibi ciddi kazançlar sağlaması beklenmektedir.

Abstract:
In the first part of this thesis, the 'Artificial Ground Freezing Method' that has not applied yet in Turkey, evaluated with all details. Strength and displacement properties of frozen clayey, silty and sandy soil specimens were investigated with respect to effects of change in water content, temperature and freezing time parameters under sudden thawing process. Bearing capacity equations were proposed depending on these parameters. Core specimens taken from artificially be frozen poorly graded gravel type of soil, were compared with optimum frozen specimens in practice. The original artificial ground freezing device was designed on the laboratory scale. The effects of variables such as freezing pipe diameter (or fluid velocity), freezing pipe material and fluid used for freezing on the fine grained soils to the heat transfer were investigated and the isotherms were plotted.

In the second part of thesis, mechanical and theoretical background was proposed for completely original 'Umbrella Anchorage Method'. Whole steps were successfully realized from design of product to field application. In addition, method was evaluated with pull out tests in laboratory. The proposed method and subcomponents, besides present miscellaneous usage areas, allow safely use in terms of not only enhancement of bearing capacity but also eliminating of sliding potential with lesser safety factors.

As a result, this thesis includes new designs with scaled original soil-freezing device and two patent appeals. It is expected that the result of thesis will be able to achieve serious acquisitions during construction processes in the geotechnical engineering such as time, workmanship and safety against sliding.