Tek yönlü konsolidasyon probleminin alternatif yöntemler ile araştırılması
Investigation of one-way consolidation problem with alternative methods
Yazar: RAND MAJID RASOOL ZWAYEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMAD RESHAD NOORI
İstanbul Gelişim Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmanın  temel amacı, zamanla değişen yüklere maruz kalan farklı tiplerdeki zeminlerde kum, lemli kum, kumlu lem, lem, silt lem, kumlu kil lem, kil lem, siltli kil lem, kumlu kil, siltli kil, kil zemin tek boyutlu konsolidasyon problemlerini ve aşırı boşluk suyu basıncına verilen tepkileri teorik olarak araştırmaktır.
Bu çalışmada önerilen yöntem ilk kez konsolidasyon problemlerine uygulanmıştır. Kısmi bir diferansiyel denklem olan tek boyutlu konsolidasyon denklemini çözmek ve onu adi diferansiyel denkleme dönüştürmek için Tamamlayıcı Fonksiyonlar Yöntemi (TFY) ile Laplace dönüşümü kullanılmıştır. Önerilen yöntemde olayı idare eden diferansiyel denklemler esas alınmış ve bu yöntem ile sınır değer problemleri başlangıç değer problemlere indirgenerek çözülmüştür. Bu çalışmada, önerilen yöntemin uygulanabilmesi için FORTRAN dilinde bir bilgisayar programı yazılmıştır. Program aracılığıyla Laplace uzayında boşluk suyu fazla basınç sonuçları elde edilmiş ve sonuçlar ters Laplace dönüşümü kullanılarak zaman uzayında aktarılmıştır. Bu çalışmada, zamana bağlı farklı yükler, farklı zemin tiplerine uygulanmış ve elde edilen fazla boşluk suyu basıncı sonuçları literatürdeki mevcut çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda büyük bir uyum görülmüştür. Böylece önerilen yöntemin olayları idare eden kanonik  denklemlerin çözümünde etkili ve başarılı olduğu kanıtlanmıştır. 
Yapılan tez çalışmasının sonuçlarına göre, kum zemine ait boşluk suyu basıncı değerlerinin diğer zemin tiplerine göre daha az periyodik tepkiye sahip olduğunu, killi zeminlerin ise büyük bir periyodik tepki gösterdiği gözlemlenmektedir. Ayrıca zemin özelliklerinin konsolidasyon üzerindeki etkisinin araştırıldığı çalışmamızda sabit yükleme altında farklı zemin tiplerinde fazla boşluk suyu basıncın değerinin giderek azaldığı tespit edilmiştir. Killi zeminlerin geçirgenliğinin düşük olmasından dolayı, fazla boşluk suyu basıncının dağılması diğer zeminlere göre daha uzun sürmekte, bu da bu olgunun nispeten daha uzun bir sürede meydana geldiği anlamına gelmektedir .

Abstract:
The objective of this study is to investigate one-dimensional consolidation problems and responses to excess pore water pressure in different types of soils subjected to time-varying loads. In the study, a proposed new analytical method for solving the one-dimensional consolidation equation is introduced for the first time. A unified approach of the Complementary Functions Method (CFM) and Laplace transform are used to solve the one-dimensional consolidation equation, which is a partial differential equation, and transform it into an ordinary differential equation. From the features of the proposed method, the differential equations governing the event are taken as a basis. In this way, the boundary value problem is solved by being reduced to the initial value problem.
In order to apply the method proposed in this study, a computer program was developed in Fortran programming language to obtain the excess pore water pressure. The obtained results are subsequently retransferred to the time domain through an efficient numerical inverse Laplace method. Using Fortran program, various loads are applied to different soil types in this study the obtained results of excess pore water pressure have been compared with the existing studies in the literature. The comparison demonstrated a great agreement, thus proving that the proposed method is effective, applicable, and successful in solving the canonical equations governing the events.
 The study's findings reveal that sandy soils exhibit a less pronounced cyclic response compared to other soil types, whereas clay soils exhibit significant periodicity in their response. The investigation into the effect of soil properties on consolidation revealed a gradual reduction in excess pore water pressure over time across various soil types subjected to a constant load. Due to the lower permeability of clay soils, the dissipation of excess pore water pressure takes a longer time compared to other soil types. Consequently, this phenomenon occurs over a relatively prolonged duration in clay soils.