Darbeli kırmataş kolon destekli radye temel sistemlerinin üç boyutlu sonlu elemanlar analizi ve optimizasyonu
Three-dimensional finite element analysis and optimization of raft foundation systems supported with rammed aggregate piers
Yazar: YUSUF AVCİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ARDA BURAK EKMEN
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Kolonlar = Columns ; Kırmataş = Crushed ; Optimizasyon = Optimization ; Radye temelleri = Raft foundations ; Zemin iyileştirme = Soil improvement

Özet:
Bu tez çalışmasında, darbeli kırmataş kolonları (DKTK) ile desteklenen radye temel sistemlerinde güvenli tasarım ve maliyet dengesi çerçevesinde optimum tasarıma ulaşmak için çok sayıda üç boyutlu sonlu elemanlar analizleri gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada sahada yükleme testi yapılmış tekil DKTK üç boyutlu modellenerek sonlu elemanlar analizi gerçekleştirilip model doğrulanmıştır. Doğrulama sonrası, DKTK'lar arası mesafe, radye temel kalınlığı ve DKTK elastisite modüllerinin değiştirilmesiyle 81 farklı kombinasyonda radye temel-DKTK grubu sistemi oluşturulup analiz edilmiştir. Tüm sistemlerde yer alan tüm DKTK'ların ve radye temellerin deformasyonları detaylı grafikler oluşturularak incelenmiştir. Analiz sonuçlarından elde edilen veriler ile yapay zeka destekli yeni Hedefe Ulaşma Yöntemi ve Tepki Yüzey Metodu kullanılarak optimizasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon çalışmasında tüm girdiler serbest veri aralığında bırakılırken maliyet ve deformasyon bağımlı değişkenleri dengeli bir tasarıma ulaşabilmek için her iki yöntemde de minimize edilmiştir. Değişen parametrelerin oturma ve maliyet üzerine etkisi incelenmiştir. Çok amaçlı olarak gerçekleştirilen optimizasyonlarda belirtilen iki farklı yöntem birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Daha yüksek bir arzu edilebilirlik değerine sahip olan yapay zeka destekli yeni Hedefe Ulaşma Optimizasyon Yöntemi tarafından sunulan çözümler optimum tasarım parametreleri olarak belirlenmiştir. Optimizasyon çalışmasından elde edilen verilere dayalı üç boyutlu yeni bir sonlu elemanlar analizi gerçekleştirilerek optimizasyon analizi doğrulanmıştır. Böylece radye temel-DKTK sistemleri için proje uygulayıcılarına ve araştırmacılara yol gösterecek maliyet-güvenlik dengesi kurulmuş optimum tasarım parametreleri elde edilmiştir.

Abstract:
In this thesis, numerous three-dimensional finite element analyzes were conducted to reach the optimum design within the framework of safe design and cost balance in raft foundation systems supported by rammed aggregate piers (RAP). In the first stage, a finite element analysis was performed, and the model was verified by three-dimensional modeling of a single RAP, which was subjected to a loading test in the field. Behind verification, 81 different combinations of raft foundation-RAP group systems were created and analyzed by varying the distance between the RAPs, the raft foundation thickness, and the RAP elasticity modules. Deformations of all RAPs and raft foundations in all systems were examined by creating detailed graphics. An optimization study was conducted utilizing the novel Goal Attainment Method supported by artificial intelligence and the Response Surface Method with the data obtained from the analysis results. In the optimization study, all the inputs were in range, while the dependent variables of cost and deformation were minimized in both methods to reach a balanced design. The effects of varying parameters on settlement and cost were examined. Two different methods specified in the optimizations performed as multi-objectives were compared with each other. The solutions offered by the artificial intelligence-supported novel Goal Attainment Method, which has a higher desirability value, were determined as the optimum design parameters. The optimization analysis was verified by performing a new three-dimensional finite element analysis based on the data obtained from the optimization study. Accordingly, optimum design parameters for raft foundation-RAP systems have been received, with a cost-safety balance that will guide project practitioners and researchers.