Yağmur etkisi altında farklı geometrideki şevlerin laboratuvar ortamında modellenmesi ve analizi
Modeling and analysis of slopes of different geometry under the effect of rain in a laboratory condition
Yazar: MERT TAKCI
Danışman: PROF. DR. HASAN FIRAT PULAT
İzmir Katip Çelebi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Deformasyon = Deformation ; Gerilme = Stress ; Laboratuvarlar = Laboratories ; Yağış miktarı = Precipitation amount ; Şev kararlılığı = Slope stability

Özet:
Şev duraylılık davranışı, geri duraylılık analizi, laboratuvar deneyleri ve saha testleri ile değerlendirilebilir. Bu yöntemlerin birbirlerine göre avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır. Laboratuvar modellemesi, özdeş numunelerin hazırlanabilmesi, dış koşulları kontrol altında tutabilmesi ve deformasyonları hassas bir şekilde ölçebilmesi özellikleriyle öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, laboratuvar koşullarında yağış ve dış yükleme etkisi ile şev modelleri oluşturulmuştur. 1/1, 2/3 ve 1/3 açılarda, öncelikle kohezyonsuz iri taneli zeminler kullanılarak modeller oluşturulmuştur. Daha sonra ince daneli zeminlerin duraylılık üzerindeki etkisini araştırmak için farklı oranlarda yüksek plastisiteli kil içeren karışımlar hazırlanmıştır. Zeminlerin temel mühendislik özellikleri, direk kesme, standart proctor, kıvam limitleri ve dane boyutu analizi gibi laboratuvar deneyleri ile belirlenmiştir. Şev modellerine artımlı sürşarj yükleri yerleştirilmiş ve yağış etkisi altında yüzey deformasyonları, bölgesel ve genel göçmeler gözlemlenmiştir. Laboratuvar modeli sonuçları, ince dane içeriğin duraylılık üzerinde ihmal edilemez bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Tüm zemin türlerinde eğim 1/3 olarak modelleme yapıldığında lokal çatlaklarının daha belirgin olduğu %20 bentonit %80 kum karışımına sahip zemin modellemesinde ise genel göçmeler gözlemlenmiştir. Aynı koşullar altında modellenen şevlerde ince dane oranındaki artış duraylılığı olumsuz etkilemektedir. Laboratuvar deneylerinin sonrasında Plaxis 2D programında bütün deneyler modellenmiş ve analizleri yapılmıştır. Analizler sonucunda Fs değerleri 0.98 ile 11.4 arasında çıkmıştır ve bu değerler laboratuvar modelleri ile uyuşmaktadır.

Abstract:
The slope stability behavior can be evaluated by back stability analysis, laboratory experiments, and field tests. These methods have some advantages and disadvantages over each other. Laboratory modeling stands out with its ability to prepare identical samples, to keep external conditions under control, and to measure deformations precisely. In this study, slope models were created with the effect of precipitation and external loading under laboratory conditions. Models were created using noncohesive coarse-grained soils at 1/1 , 2/3 ve 1/3 angles. Then, different mixtures with various high plastic clay content were prepared to investigate the effect of fine-grained soils on stability. Models with the same geometries were created with these soils. The basic engineering properties of the soil mixtures were determined with laboratory experiments such as direct shear, standard compaction, consistency limits, and particle size analysis. Incremental surcharge loads were placed on the crest of the slope models and surface deformations were recorded under the influence of precipitation. Laboratory model results showed that the fine content has a non-negligible effect on stability. When modeling as 1/3 of slope in all soil types, general collapses were observed in soil modeling with 20% bentonite and 80% sand mixture, where local cracks are more evident.  The increase in fine grain ratio destabilizes the slopes modeled under the same conditions. In slopes modeled under the same conditions, the increase in fine grain ratio adversely affects the stability. After the laboratory experiments, all experiments were modeled and analyzed in Plaxis 2D program. As a result of the analyzes, the Fs values were between 0.98 and 11.4, and these values were consistent with the laboratory models.