Yüzen taş kolonlar ile iyileştirilmiş zeminlerin sismik yükler altındaki davranışının sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation the behavior under seismic loads improved ground with floating stone columns
Yazar: FERHAT ŞAHİNKAYA
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA VEKLİ
Bozok Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Sismik yükler = Seismic loads

Özet:
Genel olarak taş kolonlar ile problemli yumuşak ve gevşek zeminlerin taşıma gücünün arttırılması, konsolidasyon ve oturma problemlerinde, dolgu ve yarma şevi stabilitesinin sağlanması ve deprem gibi dinamik bir yük etkisinde meydana gelen sıvılaşma v.b. gibi problemler de birçok uygulama alanı bulunmuştur. Bu çalışmada iyileştirme yöntemi olarak taş kolonlar metodu kullanılıp özel olarak yüzen taş kolonların taşıma gücüne etkisi üzerinde durulmuştur. Çalışmada 32 m genişliğinde ve 8 m derinliğindeki zemin modeli Plaxis 2D sonlu elemanlar programı kullanılarak oluşturulmuştur. Modellerde farklı kohezyon (c:10, c:15, c:20) sahip içsel sürtünme açısı 5 olan kil malzemesi kullanılmıştır. Ayrıca zemin iyileştirilmesinde kullanılan taş kolonlar farklı s/D aralıklarında (s/D:2, s/D:3), farklı taş kolon derinliklerinde (0.5B, B, 1.5B, 2B, 3B, 4B), farklı çaplarda (D:600 mm, D:800 mm, D:1000 mm) ve farklı içsel sürtünme açılarında (𝜙:35, 𝜙:40, 𝜙:45) modellenmiştir. Oluşturulan bütün bu zemin modellerinde 23 Ekim 2011'de Van'da meydana gelen bir depremin etkin ivme değeri uygulanmıştır. Çalışma sonucunda taş kolon uygulanmamış model ile taş kolon uygulanmış modeller karşılaştırılmış ve sonuç olarak taş kolon uygulanan zeminlerde taşıma gücünün arttığı görülmüştür. Ayrıca hem statik hem de deprem yükü etkisinde taş kolonlarla iyileştirilmiş yumuşak kil zeminlerin taşıma gücünün, taş kolon çapı ve derinliğinin artması sonucunda arttığı, taş kolon aralıklarının artması sonucunda ise azaldığı görülmüştür.

Anahtar kelimeler : Yüzen taş kolon, Sismik yük, Taşıma gücü, Plaxis programı

Abstract:
In general terms, to improve bearing capacity of problematic soft and loose soil is implemented for the resolution of many problems such as consolidation and grounding problems, to ensure filling and splitting slope stability and liquefaction that results from a dynamic load such as earthquake. In this study, stone columns method is preferred as an improvement method and especially load transfer mechanism and bearing capacity of floating stone column are focused. The soil model, 32 m in width and 8 m in depth, used in this study is made through Plaxis 2D finite element program. The clay having 5 internal friction angle with different cohesion coefficients (c:10, c:15, c:20) are used in models. In addition, stone columns used for soil improvement are modelled at different internal friction angles (𝜙:35, 𝜙:40, 𝜙:45) and in different s/D ranges (s/D:2, s/D:3), stone column depths  (0.5B, B, 1.5B, 2B, 3B, 4B) and diameters (D:600 mm, D:800 mm, D:1000 mm). In these soil models, effective ground acceleration value of an earthquake that occurred in Van on 23 October 2011 is applied. At the end of the study, stone column-applied soil model under static and earthquake load effect are compared with other soil models for which stone column is not applied; accordingly it is observed that bearing capacity improves in stone column-applied soil models. In addition, it is observed that bearing capacity of soft clay soil which has been improved through stone column with both static and earthquake load effect increases as a result of increase in diameter and depth of stone column and decreases as a result of increase in ranges of stone column.

Key Words: Floating stone columns, Seismic load, Bearing capacity, Finite element program