Jeogrid donatılı zeminlerde taşıma gücü yöntemlerinin uygulamalı karşılaştırılması
Comparison of bearing capacity calculation methods in geogrid reinforced soils
Yazar: NİLÜFER SUNGUR
Danışman: DOÇ. DR. NİHAT SİNAN IŞIK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yapı Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Son yıllarda bir jeosentetik malzeme olan jeogridlerin, istinat duvarları, karayolları - demiryolları dolgularında ve benzeri güçlendirme amaçlı kullanımlarında hızlı bir artış olmuştur. Jeogrid ile güçlendirilmiş donatılı zeminlerin taşıma güçleri jeogridlerin rijit taban etkisi, gerilmiş membran etkisi ve yanal sınırlama mekanizmaları nedeniyle güçlendirilmemiş zeminlere oranla daha yüksek olmaktadır. Literatürde jeogrid donatılı zeminlerin taşıma güçlerinin hesaplanması için geliştirilmiş çeşitli analitik yöntemler bulunmaktadır. Bu çalışmada öncelikle literatürde bulunan, jeogrid donatılı zeminler üzerinde yapılmış model yükleme deneyleri ve sayısal modelleme çalışmaları sonuçları incelenerek optimum jeogrid donatı sayısı ve yerleştirme biçimleri yorumlanmış, daha sonra orta sıkı – sıkı ince bir kum içerisine jeogrid tabaka sayısı 1 – 4 arasında uygulanarak güçlendirilmiş bir zemin üzerinde yapılan laboratuvar ölçeğinde şerit temel yükleme deneylerinden elde edilen deneysel taşıma güçleri, çeşitli analitik yöntem sonuçlarıyla ve sonlu elemanlar analizleri ile elde edilen taşıma güçleriyle kıyaslanmıştır. Kıyaslama sonucunda kum zeminin direk kesme kutusu deneylerinden elde edilen içsel sürtünme açısı kullanılarak analitik ve numerik yöntemler ile hesaplanan taşıma güçlerinin deneysel sonuçlara oranla daha düşük çıktığı bununla birlikte içsel sürtünme açısı 3⁰ yüksek alındığında sonuçların birbirleri ile uyumlu olduğu görülmüştür. Son olarak, suya doygun yumuşak bir kil zemin üzerine inşaa edilecek yarım metre yükseklikte hayali bir demiryolu dolgusunun jeogrid ile güçlendirilmiş ve güçlendirilmemiş durumlarının taşıma güçleri çeşitli analitik yöntemler ve sonlu elemanlar yöntemi ile hesaplanmış; sonuç olarak iki sıra jeogrid kullanıldığında taşıma gücünde yaklaşık % 30 oranında bir artış olabileceği belirlenmiştir.

Abstract:
There has been a significant increase in the use of geogrids which are type of geosynthetic material at retaining walls, road – rail road fills and similar applications in recent years. Bearing capacity of geogrid reinforced soils are much higher than that of unreinforced soils due to rigid base effect, lateral confinement effect and tensioned membrane effect of geogrids. There are several analytical methods for the calculation of bearing capacity of geogrid reinforced soils. In this study, first, optimum placement and number of geogrid layers are examined by investigating the model loading tests and numerical simulations performed on geogrid reinforced soils. Second observed bearing capacity values of model strip foundation loading tests performed on medium – dense fine sand reinforced with 1 to 4 layers of geogrids compared with the results of analytical bearing capacity calculation methods and finite element simulation results. According to this comparison, it was determined that calculated bearing capacity values by using analytical and numerical methods are lower than that determined from model loading tests when the angle of internal friction of fine sand determined from direct shear tests are used in calculations. However observed and calculated bearing capacity values are in good agreement when an internal friction angle that is 3⁰ higher than that was determined from direct shear tests is used. Finally, bearing capacity values of a hypothetical geogrid reinforced and unreinforced half meter thick rail road fill resting on a saturated soft clay deposit were calculated using analytical bearing capacity calculation methods and finite element simulations. It was determined that bearing capacity values increase about 30 % when double geogrid layers used in fill material.