Geosentetik ile güçlendirilmiş dolguların sonlu eleman yöntemleri kullanılarak oturma analiz
Settlement analysis using finite element methods of geosynthetic reinforced embankments
Yazar: MOHAMMAD SALEM NOORI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ KAVEH DEHGHANIAN
İstanbul Aydın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Yol üstyapılarında en önemli problemlerden biri oturmalardır. Bu nedeni genellikle aşırı yüke bağlı sebeplerden, düşük kaliteli temel ve alt temel, düşük kaliteli zemin tabakalardan kaynaklanır. Bu tür durumlarda toprağın fiziksel ve mekanik özelliklerini iyileştirmek için uygun yöntemlerin kullanılması gerekir. Etkili yöntemlerden biri, geosentetik kullanarak yolun temel ve alt temelinin güçlendirmedir. Geosentetiklerden geogridler ve geotekstiller kullanılmıştır. Bu malzemeler ihtiyaçların büyük bir bölümünü karşılayabilme özelliğine sahip olduğunu göstermiştir. Bu çalışmada, geosentetik malzemeleri yolun farklı tabakalarda kullanılmıştır. Aynı zamanda, geoteknik mühendisliğinde 2D oturma ve stabilite analizleri için tasarlanmış PLAXIS sonlu elemanlar programı analizler için kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, geosentetikle güçlendirilmiş zeminler daha yük taşabildiği ve en az oturduğu etkilenmetedir.
Bu çalışmada oturmaları en aza indirmek için yolun farklı katmanları geosentetik kullanan teknik çözümler belirlenmiştir.
Yerleştirilen Geosentetikler kaplamaların ve değir katmaınları yapısal performansı üzerindeki güçlendirme faydalarını değerlendirmiştir. Farklı katmanlı zeminlerde yol inşaatı sayısal modellemesini ve analizini gerçekleştirmek için İki boyutlu sonlu eleman PLAXIS programı kullanılırmış. İki farklı yolun zeminlerde farklı tabaka arası: asfalt, temel, alt temel ve zemin alt tabanı Bu analizde uygulanan sonlu eleman plain-strain ve 15 düğümlü üçgen kullanılmıştır.  Modelleme sonuçlarının incelenmesinde PLAXIS sonlu elemanlar yazılımının yolların alt yapısını uygun şekilde modelleme yeteneğine sahip olduğu ortaya çıkmıştır.
Geosentetik malzemeleri farklı uygulandığında tüm modeller ve aynı zamanda yayılı yük kullandığında farklı sonuçları verilmiştir. Bu modellerde geosentetikler (geogrid ve geotekstil) yerleştirmeye göre farklı derinliği, katmanlarda, geosentetik sayısı ve farklı yük uygulanmıştır.
Killi ve kumlu zeminlerde alt temel ve temeli güçlendirmek için Geosentetik malzemeler uygun bir çözüm verrmiştir. Geosentetikleri yolun farklı katmanlarda yerleştirdiği zaman, toplam deplasman azaldığı ve taşıma kapasitesinin de önemli ölçüde arttığı görünmektedir. Geosentetikleri yolun farklı katmanlarda yerleştirildiği zaman, güvenlik saysı ∑-Msf önemli ölçüde artmıştır. Modellerde bir ve iki katmanlı geotekstil malzemenin kullanımının herhangi bir etkisi görünmemektedir.

Abstract:
One of the most critical problems in road pavements is the settlement. This is usually caused by overload-related reasons, poor quality foundation and sub-base, poor quality soil layers. In such cases, it is necessary to use appropriate methods to improve the physical and mechanical properties of the soil. One of the effective methods is strengthening the foundation and sub-base of the road using geosynthetics. Geogrids and geotextiles from geosynthetics were used. These materials have shown that they have the ability to meet a large part of the needs. In this study, geosynthetic materials were used in different layers of the road. At the same time, PLAXIS finite element program designed for 2D settlement and stability analyzes in geotechnical engineering was used for analysis. The results obtained show that geosynthetic reinforced soils can carry more load and settle the least.
In this study, technical solutions using geosynthetics for different road layers were determined to minimize settlements. Embedded Geosynthetics evaluated the reinforcement benefits on the structural performance of pavements and value layers. Two-dimensional finite element PLAXIS program was used to perform numerical modeling and analysis of road construction on different layered soils. The settlements of two different roads between different soil layers: asphalt, foundation, sub-base, and sub-base, using different geosynthetic materials were investigated.
Finite element plain-strain and 15-node triangle are used in this analysis. Examining the modeling results, it was revealed that PLAXIS finite element software has the ability to properly model the infrastructure of roads. Different results are given for all models when geosynthetic materials are applied differently and when using a distributed load. In these models, geosynthetics (geogrid and geotextile) were applied at different depths, layers, number of geosynthetics, and different loads according to the placement. Geosynthetic materials have provided a suitable solution to reinforce the sub-base and foundation on clayey and sandy soils. When geosynthetics are placed in different road layers, the overall displacement decreases, and the bearing capacity also increases significantly. The safety number ∑-Msf increased significantly when geosynthetics were placed in different layers of the road. The use of one- and two-layer geotextiles does not appear to have any effect on the models.