Şevlerde yanal yüklü kazıkların laboratuar koşullarında modellenmesi
Modeling of lateral loaded piles in slopes under laboratory conditions
Yazar: ÇİĞDEM ÖZÇELİK
Danışman: PROF. DR. SÖNMEZ YILDIRIM
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Bölümü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Toprak kaymaları sık sık geniş çaplı hasarlara ve bazende can kaybına neden olmaktadır. Doğal ve insan yapımı şevlerin stabilitesini kontrol altına almak, günümüzde hala geoteknik mühendisliğinde temel problem olarak devam etmektedir. Yeni bir saha seçilirken, öncelikle potansiyel kayma bölgesinden kaçınmak gerekir. Aksi halde, drenaj, şevin geometrisini düzeltmek gibi tedbirlerin alınmasının yanısıra dayanma yapıların da kullanımı şevleri göçmeye karşı korumada gerekli olabilir. Dayanma yapılarından olan kazıkların şevin dengesini bozmadan yerleştirilmesinin kolay olmasından dolayı, başarıyla şevlerin stabilitesini sağlamak amacıyla uygulanmaktadırlar ve etkili bir çözüm olduğu da kanıtlanmıştır. Bununla birlikte, şev göçmelerinin düzeltilmesinde, şev duraysızlığının nedenlerinin de göz önüne alındığı duraylılık seçenekleri gereklidir. Doğru tasarım yapıldığı takdirde, şevlerin desteklenmesi ve kazıklı duraylılık sistemleri zayıf zeminlerdeki şev hareketlerini engellemekte etkilidir. Şev göçmelerindeki yatay zemin hareketlerinden dolayı oluşan zemin yüklerinin kazık elemanlarına aktarımı karmaşık bir zemin-yapı etkileşimi sorunudur ve mevcut kazıklı duraylılık tasarım yöntemlerindeki önemli farklılıklar da stabilizasyon mekanizmasının tam olarak anlaşılmadığına işaret etmektedir. Şev göçmelerindeki şevden aşağıya doğru meydana gelen zemin hareketi, duraylılık kazıkları boyunca özgün ve bilinemeyen yatay yükleme dağılımı ortaya çıkarmaktadır. Bu yükleme dağılımlarının güvenilir şekilde tahmini, kazıkların genel şev duraylılığına etkisinin doğrudan kazıkların yükleme durumuna bağlı olması nedeniyle önemlidir.Bu çalışmada, şevlerin duraylılığını sağlamak amacıyla, şev ortamına yerleştirilen düşey kazıkların yanal toprak hareketi boyunca davranışını gözlemlemek için, Yıldız Teknik Üniversitesi Geoteknik Laboratuarında büyük ölçekli bir kesme kutusu imal edilerek, laboratuar koşullarında model deneyler yapılmıştır. Gözönüne alınan zemin ortamı kum olup, kazıklı şev duraylılığı problemi laboratuar koşullarında modellenmeye çalışılmıştır. Deneylerde B= 35 mm çapında içi boş kesitli alüminyum boru kullanılmış olup et kalınlığı t= 5.0 mm'dir. Model kazık boyları 830 mm'dir. Yanal yüke maruz kalacak tutulu başlı kazık grubu tek sıra halinde 4 kazıktan oluşmaktadır. Uygulanan yanal toprak hareketi altında kazık kesitinde oluşan eğilme momenti dağılımı ve kazık başında oluşan yerdeğiştirmeler belirlenmiş ve elde edilen sonuçlar ampirik bağıntılar ve LPILE programı ile karşılaştırılmıştır.Anahtar Kelimeler: şev stabilitesi, yanal toprak hareketi, kazık, büyük ölçekli kesme kutusu.

Abstract:
Landslides frequently causes major damages and sometimes even loss of human life. Controlling the stability of natural and man-made slopes is still the main problem of the geotechnical engineering. Avoidance of a potential slide area can be a primary consideration when selecting a new area. Otherwise corrective measures like drainage or improving the slopes geometry must be taken. Retaining walls might be the necessary solution for preventing the failure of the slope. The use of piles as a retaining structure has been applied successfully and proved to be an efficient solution, since piles can often be easily installed without disturbing the equilibrium of the slope. In addition, remediation of slope failures requires stabilization alternatives that address causes of slope instability. Slope reinforcement and pile stabilization systems, if properly designed, are effective in preventing slope movements in weak soils. Soil load transfer to pile elements from the lateral soil movement as occurs in slope failures is a complex soil-structure interaction problem, and the significant differences in existing design procedures of pile stabilization suggest that the stabilizing mechanisms are not fully understood. The downslope soil movement of slope failures induces unique, unknown lateral load distributions along stabilizing piles. The reliable estimation of these load distributions is important, because the influence of piles on the global stability of the slope depends directly on the pile loading condition.In this study, for the purpose of providing the slope stability and to observe the behaviour of the vertical pile along the lateral soil movement, a large scaled shear box manufactured and model experiments for the laboratory conditions studied at the Yıldız Technical University Geotechnics Laboratory. Considered soil is sand and case of the stability of slope with pile is studied for modelling. In the experiments empty aluminum pile with B=35 mm diameter is used and the thickness wall of the pile is t= 5.0 mm. Model pile length is 830 mm. Fixed head piles subjected to the lateral loading is in one row and include total 4 piles. Evaluation of the pile behaviour under the subjected lateral movement can be observed and evaluate from strain levels and displacements. Datas derived from the laboratory tests compared with the empirical correlations and LPILE program.Key Words: slope stability, lateral soil movement, pile, large scaled shear box.