Geoteknik risk analizinde sonlu elemanlar teorisinin kullanımı: Destekli derin kazılar için bir uygulama
Application of finite element method in geotechnical risk analysis: An application for supported deep excavations
Yazar: SİNEM BOZKURT
Danışman: PROF. SAMİ OĞUZHAN AKBAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Deterministik sonlu elemanlar yöntemi ile mühendislik hesapları gerçekleştirilen derin kazı destek sistemlerinin güvenilirliğinin irdelenmesi, zemin değişkenliğinin etkisinin olasılıksal analizlerle birlikte tasarım aşamasına dahil edilmesini gerekli kılmaktadır. Bu kapsamda Ankara, Söğütözü semtinde bir otel inşaatı için geleneksel deterministik yöntemlerle tasarlanan yaklaşık 20 m derinliğe haiz, ankraj destekli bir derin kazı ile İstanbul'da İstinye Park kompleksi geçici kazı imalatları için gerçekleştirilen zemin çivisi destekli derin kazı vaka örnekleri incelenmiştir. Çalışmalarda sahada gerçekleştirilen inklinometre okumaları vasıtası ile geri analizler yapılarak tespit edilen zemin dayanım parametreleri, zemin değişkenliği etkisi de analizlere dahil edilerek değerlendirilmiştir. Ankraj destekli derin kazı vakasında tanımlanan formasyon olan aşırı konsolide Ankara Kiline ait geoteknik parametrelerin olasılıksal dağılımları, literatürde oldukça detaylı biçimde incelenmiştir. Geoteknik parametre istatistikleri çerçevesinde Monte Carlo Simülasyon yöntemi vasıtasıyla üretilen zemin parametreleri sonlu eleman yöntemi ile gerçekleştirilen analizlerde kullanılmıştır. Ankara Kilinde sıklıkla rastlanan kum-çakıl bantlarının ankraj kapasitesinde önemli ölçüde azalmaya sebebiyet vereceği, yapılan deneyler neticesinde görülmektedir. Bu husus da dikkate alınarak zemin parametrelerinde görülen değişkenliğin, kazık yapısal kapasitesi ve kazık-duvar yanal deplasmanı üzerindeki etkisi başta olmak üzere sistem güvenilirliği çalışmalar dahilinde irdelenmiştir. Bu amaç doğrultusunda, sonlu eleman analizlerinin Python komut yazılımı ile otomasyonu gerçekleştirilmiş, Monte Carlo Simülasyon yöntemi vasıtasıyla geleneksel yöntemlerle tasarlanmış olan derin kazının güvenilirlik seviyesi ortaya çıkartılmıştır.

Abstract:
Evaluation of the reliability of deep excavation support systems designed by the deterministic finite element method requires the inclusion of the effect of soil variability in conjunction with probabilistic analysis in the design phase. In this context, a 20 m deep excavation case history with anchor support in Söğütözü, Ankara designed with conventional deterministic methods and a deep excavation case history of a soil nailed wall designed for the temporary excavation of Istinye Park complex in Istanbul were investigated. In this study, in addition to effect of soil variability the soil strength parameters determined by back analysis via inclinometer readings were included in the analyzes. The probabilistic distributions of geotechnical parameters of the formation of over-consolidated Ankara Clay had been defined in the literature in detail. The soil parameters determined by Monte Carlo simulation method were used in the analyses performed by the finite element method. Experimental results indicate that sand-gravel bands which are common in Ankara Clay, cause a significant decrease in the anchorage capacity. Considering this effect, variability of soil parameters on wall structural capacity and wall lateral displacement is evaluated in this study. For this purpose, the finite element analysis is performed with Python scripting software and the reliability of the deep excavation designed with the conventional methods is examined by the Monte Carlo Simulation method.