Yer altı suyunun kum zeminlerdeki kazı çukurlarının stabilitesine etkisi
Effect of underground water to the stability of excavations in sand soils
Yazar: BERKAY ADIGÜZEL
Danışman: PROF.DR. METE İNCECİK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Geoteknik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Suyun, zemin içerisinde yer çekimi etkisiyle yaptığı harekete genel olarak ?Yeraltı SuyuAkımı? denilmektedir. Zeminlerde su akımını tanımlamakta kullanılan Laplacedenkleminin çözümünü elde etmek için değişik yöntemlerden yararlanmak mümkündür.İnşaat mühendisliğinde Laplace denkleminin çözümünde yaygın olarak sayısal ve grafikyaklaşık yöntemler kullanılmaktadır. Yeraltı suyu, zemin içinde hareket ederken zemindanelerine sürtünerek onlara bir kuvvet uygulamaktadır. Bu kuvvete ?sızma kuvveti?denilmektedir. Kazı derinliği artıkça, kazı çukuru tabanına doğru oluşan sızmalardandolayı tabandaki efektif gerilmeler sıfıra yaklaşır, bu duruma ?kaynama? veya?borulanma? denilmektedir. Bunun sonucunda, iksa sisteminin kazı çukuru içindekidesteğinin azalması nedeniyle stabilitesi bozulmaktadır. Bu çalışmada, bir TerfiMerkezinin kazı çukuru ele alınmıştır. Kazı çukuru, nihai kazı derinliğine yaklaştığıaralıkta deplasmanların meydana gelmeye başlaması nedeniyle kazı durdurulmuş veönlemler alınmıştır. Oluşan bu deplasmanlara zeminde ?kaynama? olmasının sebepolduğundan şüphelenilmiştir. Bu çalışmada da amaç, Plaxis sonlu elemanlarprogramıyla bu kazıyı modellemek ve kazı çukuru tabanında kaynama olup olmadığınıanaliz etmek ve eğer kaynama varsa iksa sistemine yaptığı etkileri incelemektir. Bumodelleme sonucunda kazının nihai seviye geldiği sırada göçeceği görülmüştür.Kaynamanın olma durumunun tahkiki için Terzaghi ve Harza'nın geliştirdiği kaynamatahkikleri, Plaxis programıyla yapılan modelleme sonucunda elde edilen verilerkullanılarak yapılmıştır. Bu tahkikler sonucunda, bu kazıda kaynamanın gerçekleştiğiortaya çıkmıştır. Bunların yanında, Plaxis programı vasıtasıyla kazının iksa sistemindeoluşan gerilmeler ve deplasmanlar yaklaşık olarak hesaplanmıştır.Anahtar Kelimeler: Yeraltı Suyu Akımı, Akım Ağı, Sızma, Kaynama, BorulanmaBilim Dalı Sayısal Kodu: 624.01.01

Abstract:
Movement of water in the ground with respect to the gravity is generally called?Underground Water Flow?. There are various methods to solve the Laplace equationdefining the water flow in the ground. Generally, approximate numerical and graphicalmethods are used for the solution of Laplace equation in civil engineering. Undergroundwater forces to the ground particles by rubbing them while moving in the ground. Thisforce is called ?seepage force?. As the excavation depth increases, effective stresses onthe ground approaches to zero subject to the leakage through the excavation cavityground, this condition is called ?heaving? or ?piping?. Consequently, as the support tothe retaining structure in the excavation cavity diminishes, stability of the retainingsystem is distracted. In this study the excavation cavity of an Advancement Center isdiscussed. The excavation was halted then precautions were taken due to the occurrenceof displacements when it was approached to the final stage of excavation in the cavityground. Thus, displacements are suspected to be derived from the heaving in the ground.The aim of this study is to model the excavation with the Plaxis finite elements program,to analyze if there exists heaving on the excavation cavity ground, and if so, examine theeffects to the retaining structure. With the results of the modelling, it was observed thatexcavation would be collapsed at its final stage. Heaving verifications developed byTerzagi and Harza for the verification of a possible heaving were done by using the dataexerted from the modeling with Plaxis program. As the result to these verifications, itwas seen that there actually existed a heaving in the excavation. Furthermore, stress anddisplacements in the retaining structure were approximately calculated with the Plaxisprogram.Keywords: Underground Water Flow, Flow Net, Seepage, Heaving, PipingScience Code: 624.01.01