Kil zeminlerde dinamik davranışın belirlenmesi
Determination dynamic behavior of clays
Yazar: BURAK GÖRGÜN
Danışman: DOÇ. DR. NAZİLE URAL
Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Deprem = Earthquake ; Dinamik kayma modülü = Dynamic shear modulus ; Killi zeminler = Clay soils ; Zemin = Soil

Özet:
Yapılacak yapının güvenliği için üzerine oturduğu zeminin özelliklerinin iyi
bilinmesi gerekmektedir. Zeminlerin dinamik yükler altında gösterdikleri davranışın
doğru modellenebilmesi için zemine ait gerilme-deformasyon özelliklerinin bilinmesi
gerekmektedir. Bulunan bu parametreler, depreme dayanıklı yapı tasarımlarının
modellenmesi açısından çok önemlidir.
Bu çalışmada, dinamik yükler altında kil zeminlerde meydana gelen davranış
değişimleri incelenmiştir. Bu amaçla farklı silt yüzdelerine sahip kil zemin numuneleri
üzerinde rezonant kolon (RK) ve burulmalı kesme (BK) deneyi yapılmıştır. Aşırı
konsolidasyon oranı (AKO) 1 ve 2 olan karışımlar üzerinde %1 kayma deformasyonuna
kadar rezonant kolon deneyine ve sonrasında %2.5 kayma deformasyonuna kadar
burulmalı kesme deneyine tabi tutulmuştur.
Sonuçta, çevre basıncının artmasıyla kil zeminin kayma modülünün arttığı ve
sönüm oranının azaldığı görülmüştür. Kil zemin içerisindeki silt oranının azalmasıyla
kayma modülünde ve sönüm oranında azalış meydana gelmiştir. Normalize kayma
modülü eğrisinde ise artış meydana geldiği görülmüştür. Ayrıca, kil zemin içerisinde silt
oranın azalmasıyla boşluk suyu basınçlarında azalış meydana geldiği görülmüştür. AKO
1 ve 2 olan numunelerde AKO'nun artmasıyla kayma modülünde artış, sönüm oranında
azalma gözlemlenirken, boşluk suyu basınçlarının AKO'nun artmasıyla azaldığı
görülmüştür. 3 tekrarlı RK deneyi yapılan numunelerde tekrar sayısının artmasıyla kayma
modülünde azalma, sönüm oranında artış görülmüştür. Kayma modülünde en fazla
azalma, silt yüzdesi yüksek olan karışımlarda gözlenmiştir. 3 tekrarlı RK deneylerine
maruz kalan numunelerde 1 tekrarlı RK deneylerine maruz numunelere kıyasla daha
yüksek boşluk suyu basınçları gözlemlenmiştir. BK deneyinde 0.5 ve 1Hz frekanslar
kullanılarak yapılan incelemelerde frekansın artmasıyla kayma modülü ve normalize
kayma modülü eğrilerinde çok fazla değişiklik görülmemiş, sönüm oranlarında ise
frekansın artmasıyla bir miktar artış olduğu görülmüştür. BK deneyinde frekansın
artmasıyla boşluk suyu basınçlarında azalma meydana geldiği gözlemlenmiştir.

Abstract:
For the safety of the structure to be built on the soil, soil's properties should be
well known. It is necessary to know the stress-deformation properties of the ground in
order to model the soil of the soils under dynamic loads. These parameters are very
important in terms of modeling of earthquake resistant structure designs.
In this study, behavioral changes in clay soils under dynamic loads were
investigated. For this purpose, resonant column (RC) and torsional shear (TS) tests were
performed on clay soil samples with different silt percentages. Samples which's overconsolidation
ratio (OCR) 1 and 2, were subjected to resonant column test up to 1% shear
deformation and then torsional shear test up to 2.5% shear deformation.
As a result, it was observed that with the increase of the confining pressure, the
shear modulus of the clay soil increased and the damping rate decreased. The decrease of
silt ratio in the clay soil resulted a decrease on the shear modulus and damping ratio. Also
an increase was observed in the normalized shear modulus curve. In addition, with the
decrease of the silt ratio in the clay soil, a decrease was observed at the water pore
pressure. In OCR 1 and 2 samples, with the increase of OCR, shear modulus increased
and damping ratio decreased and pore water pressures decreased with increase of OCR.
In the samples which subjected to 3 cyclic RC test, shear modulus decreased and damping
ratio increased with the increase of cyclic number. The highest reduction of shear
modulus was observed in the most silty samples. Higher pore water pressures were
observed in the samples subjected to 3 RC test compared to the 1 RC test. In experiments
conducted using 0.5Hz and 1Hz frequencies in TS, no significant changes were observed
in the shear modulus and normalized shear modulus curves with the increase of
frequency. However, the damping ratio increased slightly with the increase of frequency.
In the TS test, it was observed that there was a decrease in the pore water pressures with
the increase of the frequency.