Çimento-kumlu killi karışımının dinamik ve statik analizi
Dynamic and static analysis of cement-sand clay mixture
Yazar: SUADAD FAISAL IBRAHIM AL-ASADI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ KAVEH DEHGHANIAN
İstanbul Aydın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Mühendisler, yapıların hasar görmesine ve çökmesine yol açan killi zeminin aşırı oturması ve düşük taşıma kapasitesi nedeniyle altyapı inşaatlarında sorunlarla karşılaşmaktadır. Bu sorunu çözmek için çeşitli zemin iyileştirme kullanılmaktadır. Bu tezin temel amacı, zeminin taşıma kapasitesini artırmak ve toplam deformasyonunu azaltmaktır. Farklı yükler (50, 100, 150, 200 kPa) altında farklı oranlarda (%5, %10, %15) çimento ile iyileştirilmiş bir kumlu-killi zemin modeli çalışılmıştır. İyileştirilmiş kil-çimento zeminin fiziksel ve mekanik özellikleri, literatürde mevcut ve İstanbul Aydın Üniversitesi laboratuvarlarında bulunan sonuçlara dayanarak elde edilmiştir. Statik ve dinamik analizi gerçekleştirmek için sonlu eleman yöntemi kullanılmıştır. Modellemede, zemin profili belirtmek için 10 m derinliğinde tek tabakalı Kumlu-killi zemin kullanılmıştır. Tüm hesaplamalar (statik ve dinamik), Mohr–Coulomb modeli kullanılarak PLAXIS 2D'te yapılmıştır. Bu Araştırmada, ilk adım, plastik ve konsolidasyon hesaplama türünü içeren statik bir analiz yapmaktadır. İkinci adımda, dinamik analizi gerçekleştirmek için yerel ve uluslararası bir sismik kayıt kullanılmıştır. Yerel sismik kaydı, maksimum ivmesi 0,628 g ile 7,6 Mw büyüklüğündeki İzmit depremidir, uluslararası sismik kaydı, maksimum ivmesi 0,244 g ile 5,7 Mw büyüklüğündeki Upland depremidir. Bu çalışma sırasında, zemin profilinin modellenmesine sönümleme faktörü eklendiğinde, zeminin toplam deformasyonundaki değişikliklerin etkileri ortaya çıkarılmıştır. Bir sonraki adım, deprem sırasında zemin davranışını değerlendirmek için İzmit ve Upland deprem giriş hareketini kullanarak zemin profili için bir zemin tepki analizini yapılmıştır. Bu tezin ana sonucu, statik ve dinamik analizlerde, %15 çimento ile iyileştirilmiş zeminin taşıma kapasitesini artırdığını ve toplam deformasyonu azalttığını göstermektedir.
Anahtar Kelimeler:   Kumlu killi zemin, Konsolidasyon oturması,  PLAXIS 2D, Mohr-Coulomb modeli, Deformasyon

Abstract:
Engineers face problems in infrastructure construction due to excessive settlement of clayey soil and low bearing capacity, which causes damage and collapse of structures. Various ground improvement are used to solve this problem. The main purpose of this thesis is to increase the bearing capacity of the soil and to reduce its total deformation. An improved sandy-clay soil model with different ratios of cement (5%, 10%, 15%) under different loads (50, 100, 150, 200 kPa) was studied. The physical and mechanical properties of the modified clay-cement soil were achieved according to the laboratory result of Istanbul Aydın University and the research papers. The Finite Element Method (FEM) have been applied to run the static and dynamic analysis. In the modeling, a single layer of sandy-clay soil with a depth of 10 m was used to specify the soil profile. All calculations (static and dynamic) were done in PLAXIS 2D using the Mohr–Coulomb model. In this study, first a static analysis that includes the plastic and consolidation calculation type has been performed. Then, a local and international seismic record was used to perform the dynamic analysis. The local seismic record is the Izmit earthquake with a maximum Peak Ground Acceleration (PGA) of 0.628 g and a magnitude of 7.6 Mw, the international seismic record is the Upland earthquake with a maximum acceleration of 0.244 g with a magnitude of 5.7 Mw. During this study, the effects of changes in the total deformation of the soil were revealed when the damping factor was added to the modeling of the soil profile. The next step is to perform a soil response analysis for the soil profile using the Izmit and Upland earthquake input motion to evaluate the soil behavior during the earthquake. The main result of this thesis shows that in static and dynamic analysis, 15% cement-improved soil increases the bearing capacity and reduces the total deformation.
Keywords: Sandy-clay soil, Consolidation settlement, PLAXIS 2D, Mohr-Coulomb model, Deformation