Zeminlerin dinamik mukavemet özelliklerinin belirlenmesi
Determination of soil dynamic strenght properties
Yazar: ÇİĞDEM TİPİ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ZÜLKÜF KAYA
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Günümüz dünyasının enerji gereksinimlerinin hızlı artışı; açık denizlerde petrol ve doğal gaz işletilmesini, büyük boru hatları ve depolama tesisleri ile nükleer santrallerinin yapımını, büyük barajların inşaasını zorunlu ve ekonomik hale getirmiştir. Tüm bu gelişmelerin beraberinde getirdiği en önemli mühendislik problemlerinden biri de; yapıların temelini oluşturan zeminlerin tekrarlı kayma gerilmeleri altındaki gerilme-şekil değiştirme ve mukavemet davranışının belirlenmesi, kayma mukavemetinde meydana gelebilecek değişimlerin bulunması, elde edilen değerlerin mühendislik yapılarının projelendirilmesinde ve uzun süreli stabilite hesaplarında kullanılmasıdır. Ülkemizin aktif bir deprem kuşağında bulunması, bu konuların önemini daha da arttırmaktadır. Zemin tabakalarının taşıma kapasitelerindeki düşüş ve tekrarlı yükler altındaki olabilecek sıvılaşma parametreleri önceden belirlenmelidir. Bu amaçla zemin tabakalarının gerilme-şekil değiştirme ve mukavemet özelliklerini belirlemek için dinamik laboratuar ve arazi deneyleri geliştirilmiştir.Tekrarlı yüklemeler esnasında zemin tabakalarının göstereceği davranışı önceden bilmek ve doğru ölçülmesi zemin dinamiği problemlerinin çözümünde önemli bir yer tutmaktadır. Bu araştırmada yüksek su muhtevasında hazırlanarak konsolide edilen kaolin zeminlerin tekrarlı yüklemelere tabii tutulduğu dinamik basit kesme ve dinamik üç eksenli deney verileri kullanılmıştır. Deneysel çalışmalarda dinamik yükleme frekansı ve genliğinin, kohezyonlu zeminlerin dinamik özelliklere etkisi ön planda tutulmuş ve elde edilen deney verilerinde birim kayma ile eksenel birim boy değişiminin kayma modülü ve sönüm oranı ile değişimi incelenmiştir.Tekrarlı yüklemeler sonucu oluşan kayma deformasyonu tekrarlı gerilme oranına ve frekansa bağlı olduğu belirlenmiştir. Tekrarlı gerilme oranı ve frekans arttıkça kayma deformasyonu artmıştır. Tekrarlı yüklemeler sonucunda gerek örselenmiş gerekse örselenmemiş kil numunelerinde kayma mukavemetinde değişimler olmuştur. Artan deformasyonlarla beraber kayma modülü azalmış ve sönüm oranı artmıştır ve elde edilen sonuçlar daha önce yapılan çalışmalarla paralellik göstermiştir.Anahtar Kelimeler : Dinamik basit kesme, dinamik üç eksenli, tekrarlı gerilme oranı, birim deformasyon, eksenel birim boy değişimi, kayma modülü, sönüm oranı

Abstract:
Because of the continuously increasing energy demands in the world, it became necessary to construct big dams, nuclear power plants and off shore petroleum platforms in occeans. The soil layers under such buildings dams, power plants, off shore platformsa re subjected to cyclic and transient loadings due to earthquakes, wind, wave action. It ıs very crucial to know the effects of cyclic loadings on soil layers and to implement these effects in the design and construction of structures. The behaviour of soil layers under cyclic loading is important for the structures that are built on these layers. The decrease in the bearing capacity of these soil layers and probable settlements under cyclic loading must be predicted before. For this purpose dynamic laboratory, in-situ experimental methods have been developed and the stress-strain and dynamic strength properties of the soil layers have been predicted with these methods.Structural damage can be minimized by taking the necesssary precoutions if the response of soils can be estimated during dynamic loading. Being our country is on active earthquake zone increases the importance of research about this issue. The main purpose in this thesis is to study the behaviour of cohesive soils subjected to cyclic loads based on dynamic shear and dynamic triaxial tests. In experimental methods, the effect of dynamic cyclic loading frequency and amplitude on dynamic properties of cohesive soils were prioritized and with obtaining experimantal data was examined shear modulus, damping ratio, shear strain and axial length difference.Shear strain induced by cyclic loading was dependent on the cyclic stress ratio and frequency. Shear strain increased by increasing cyclic stress ratio and frequency. As a result loading the undrained shear strength of undisturbed and disturbed clay samples was changed. Shear modulus decreased and damping ratios increased with increased shear straining.Keywords : Dynamic simple shear, dynamic triaxial system, cyclic stress ratio, strain, axial strain, shear modulus, damping ratio.