Yumuşak zeminlerde yük aktarım platformu ve rijit inklüzyon etkileşimi
Load transfer platform and rigid inclusion interaction on soft grounds
Yazar: YILMAZ ACAR
Danışman: PROF. DR. MURAT MOLLAMAHMUTOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Yumuşak zemin = Soft soil

Özet:
Jet-enjeksiyonu, derin zemin karıştırma, yerinde dökme donatısız kolon gibi rijit inklüzyonlar zeminlerde oturmayı azaltmak ve/veya taşıma gücünü artırmak amacıyla kullanılan zemin iyileştirme tekniğidir. Rijit kolonlarda genellikle donatı kullanılmamaktadır. Ayrıca temel ile kolon başları arasına yerleştirilen granüler tabaka ile derin temellerden ayırt edilmektedir. Granüler tabaka (yük aktarım platformu) bu sistemde üst yapıdan gelen yükleri kolon üst uç bölgesine aktarmaktadır. Bu çalışma kapsamında 80 cm çapında 20 metre uzunluğunda, arazide yükleme deneyi yapılan fore kazığa ait yük-deformasyon grafiği, sonlu elemanlar programı olan ve bu çalışmada kullanılan MİDAS GTS'de zemin parametrelerinin kalibre edilmesinde kullanılmıştır. Araziye ait zemin profili SPT-N değerlerine ve laboratuvar deneylerine bağlı olarak 3 tabaka halinde idealize edilmiştir. Üç boyutlu oluşturulan analiz modelinde, kolon tamamen katı yapısal bir eleman olarak modellenmiştir. Kolon ile zemin arasında rölatif harekete izin vermek amacıyla ara yüzey elemanı kullanılmıştır. 4'lü kolon grubu ve temel arasına farklı kalınlıklara ve elastisite modülüne sahip granüler tabaka tanımlanarak, lineer olmayan analizler yapılmıştır. Analizler sonucunda rijit inklüzyon sisteminin zeminde oturma ve taşıma gücü problemlerinde, kazıklı temel sistemleri kadar etkin olduğu görülmüştür. Ancak yük aktarım platformu kullanılan beton kolon başlarında hesaplanan oturma miktarı, temele bağlantısı olan kazıklara göre daha az gerçekleşmiştir. Yük aktarım platform kalınlığının arttırılması sonucu, kolonların oturma miktarının azaldığı, sistemin toplam oturmasının arttığı görülmüştür. Yük aktarım platform kalınlığının arttırılması, bu platform içinde oluşan kesme gerilmelerinin azalmasını sağlamıştır. Yük aktarım platformuna ait elastisite modülünün ve içsel sürtünme açısının (Φ') arttırılması, kolon başlarına aktarılan yük miktarını arttırırken, sistemin toplam oturmasını azaltmıştır.

Abstract:
Rigid inclusions such as jet-grouting, deep soil mixing, and concrete columns are the ground improvement techniques used to reduce the settlement and/or increase the bearing capacity. Reinforcement is generally not used in rigid columns. It is also distinguished from deep foundations by the granular layer placed between the foundation and the column heads. In this system, the granular layer (load transfer platform) transfers the loads from the superstructure to the upper-end region of the column. Within the scope of this study, the load-deformation graph of the pile, which is 80 cm in diameter and 20 meters in length, was used to calibrate the soil parameters in MIDAS GTS which is a finite element program and used in this study. The soil profile of the land is idealized as 3 layers depending on the SPT-N values and laboratory test results. In the three-dimensional analysis model, the column was modeled as a completely solid structural element. The interface element was used to allow relative movement between the column and the ground. The non-linear analyses were made by defining a granular layer having different thicknesses and modulus of elasticity between the 4-column group and the foundation. As a result, it was seen that rigid inclusion systems were as effective as pile foundation systems in overcoming settlement and bearing capacity problems of soft soil. However, the amount of settlement calculated at the top of the concrete column using the load transfer platform was less than the pile connected to the raft foundation. By increasing the load-transfer platform thickness, it was seen that the settlement of the columns decreased, and the total settlement of the system increased. Increasing the load-transfer platform thickness caused a reduction of the shear stresses in it. Moreover, increasing the elasticity modulus and internal friction angle (Φ') of the load-transfer platform increased the amount of load transferred to the column heads while reducing the total settlement of the system.