Sıkıştırılmış dolguların deformasyon davranışının sayısal analizlerle incelenmesi
Numerical analyses of deformation behavior of compacted fills
Yazar: MÜCAHİD TUĞBERK ÖZSOY
Danışman: DOÇ. DR. PELİN ÖZENER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Sıkıştırılmış zemin = Compact soil ; Zemin suyu = Soil water ; Zemin yapısı = Soil structure

Özet:
Zeminin inşa malzemesi olarak kullanıldığı sıkıştırılmış kil dolgularda, dolgu zemini suya doygun olmayan zemin özellikleri taşımaktadır. Bu nedenle, dolguların deformasyon analizleri doygun olmayan zemin mekaniği prensipleri göz önüne alınarak gerçekleştirilmelidir. Suya doygun olmayan zeminlerin mühendislik davranışını etkileyen en önemli faktör ise zeminin zemin-su karakteristik eğrisidir (SWCC). Zemin-su karakteristik eğrisi, zeminin hidrolik açıdan davranışını matrik emme-su içeriği ilişkisi üzerinden analiz etmede anahtar bir role sahiptir. Bu çalışmada, doygun olmayan koşullarda inşa edilen kil dolguların su etkisine maruz kalmaları durumunda deformasyon davranışı ve bu davranışa sıkıştırma su muhtevasının etkisi incelenmiştir. Analizlerde kullanılan malzeme parametreleri, kil zeminler için literatürdeki ampirik zemin-su karakteristik eğrisi tahminleriyle (van Genuchten model) iyi uyum gösteren deneysel çalışma sonuçlarından alınmıştır. Çalışmalar, son dönemde kullanılmaya başlanan ve doygun olmayan zeminlerin mekanik açıdan davranışını en iyi yansıtan model olan Barcelona Basic Model kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda; optimum su muhtevasının kuru tarafında sıkıştırılmış kil dolgunun su etkisine maruz kalması halinde dolguda yüksek yer değiştirmelerin meydana geldiği belirlenmiştir. Optimum su muhtevasının kuru tarafında sıkıştırılmış kil dolguların su etkisi altındaki bu davranışını minimize etmek amacı ile kil dolguların tabanına granüler bir dolgu tabakası yerleştirilmesinin dolgunun deformasyon davranışına olan etkisi incelenmiş ve böyle bir granüler dolgu tabakasının yer değiştirmeleri önemli miktarda azalttığı görülmüştür.

Abstract:
Compacted fill material which is used as a construction material posess unsaturated soil properties. For this reason, deformation analysis of compacted fills should be performed by considering the principles of unsaturated soil mechanics. The most important factor that affects the engineering behavior of unsaturated soils is the soil-water characteristic curve (SWCC) of the soil. The soil-water characteristic curve plays a key role in analyzing the hydraulic behavior of the unsaturated soil through the matric suction-water content relationship. In this study, deformation behavior of compacted fills which are exposed to water investigated by numerical analyses. The material parameters used in the analyses were taken from the results of experimental studies which are good compatible with the empirical soil-water characteristic curve estimates (van Genuchten model) for the clay soils in the literature. The studies were carried out on the basis of the Barcelona Basic Model, which has been used recently and reflects the unsaturated soil behavior mechanically best. As a result of the study; it is seen that the clay fill that compacted at the dry side of optimum moisture content gives high displacement values when exposed to water. In order to minimize this behavior of clay fills that compacted with dry side of optimum moisture content, the effect of placement a granular fill layer on the bottom of the clay fills on the deformation behavior of the fill was examined and it was observed that such a granular fill layer reduced the displacements significantly.