Alüviyal ortamda bodrumlu bir yapının sayısal analizinde geoteknik malzeme modeline bağlı hassaslık ve parametre değişimi analizi
A analysis of sensitivity and parameter variation related to the geotechnical material model in numerical analysis of a structure with basement
Yazar: ABDULLAH FİLİZ
Danışman: DOÇ. DR. SEDAT SERT
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Sayısal analizlerde zeminlerin geoteknik modellenmesi için çok sayıda deformasyon ve kayma direnci parametresinin, deneysel çalışma veya korelasyonlarla elde edilmesi gerekmektedir. Bu parametrelerdeki değişimlerin sonuçları etkileyeceği açıktır. İrdelenecek parametre sayısının artması gerekli çözüm sayısını arttıracağından en az sayıda analizle sonuca gidebilmek hem zaman hem de işgücü açısından önem kazanmaktadır. 

Plaxis 2D yazılımının ''Hassaslık Analizi'' ve ''Parametre Değişimi'' seçenekleri zemin özelliklerindeki değişimin sonuçlara etkisini bulmak üzere kullanılmaktadır. Buna göre, her bir zemin özelliğinin olası alt ve üst değerleri esas alınarak modelde seçilmiş herhangi bir noktadaki deplasman, gerilme ve yapısal kuvvetlerin değerlerindeki değişim yazılım tarafından otomatik olarak hesaplanmaktadır. Bu yöntem kullanıcı tarafından çok sayıda model oluşturulmasına gerek duyulmadan bir model üzerinden otomatik oluşturulan modellerde hesap yapılarak tasarımın risklerini ortaya koyması açısından oldukça önemlidir. Sayısal analizlerde arazi ve laboratuvar deneylerinden elde edilen çok sayıda zemin parametresindeki değişimin, sonuçları nasıl etkilediğinin belirlenebilmesi yetersiz veri ile hesap yapma zorunluluğundaki mühendislere kılavuz olabilecektir.

Bu çalışmada öncelikle aluviyal kökenli Adapazarı zeminlerini temsil eden bir kesit üzerinde derin kazı içeren bodrumlu bir yapı Plaxis 2Dv2019 VIP yazılımı ile modellenmiştir. Kurulan modellerde zemin özellikleri için Mohr-Coulomb malzeme modeli kullanılmıştır. Hassaslık ve Parametre Değişimi analizleri ile zemin özelliklerindeki değişimin  yatay yer değiştirmeler, oturmalar ve kabarmalar üzerindeki etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Daha sonra inklinometre ölçümleri bulunan ve yapımı tamamlanmış mevcut bir proje üzerinde vaka analizi yapılarak geoteknik malzeme modeline bağlı olarak Hassaslık ve Parametre Değişimi Analizi yapılmıştır. Malzeme modeli olarak Mohr Coulomb, Pekleşen Zemin (Hardening Soil) ve Hardening Small Strain modelleri kullanılmıştır. Malzeme modelindeki değişimin sonuçlara etkisi irdelenmiştir. Çalışma ile zemin özelliklerindeki olan değişimlerin sonuçlara etkisinin kestirilebileceği ve bunun gereken durumlarda alınacak tedbirler için kılavuz olabileceği ortaya konmuştur.

Abstract:
In order to successfully create a geotechnical model of soils in numerical analysis, wide range of deformations and shear resistance parameters should be gathered through experimental studies and correlations. It is evident that changes in these parameters will also affect the results. Since increasing the number of parameters will also increase the number of solutions, it will save time and manpower to find the solution with the least number of analyses possible.

Sensitivity Analysis and Parameter Variation options of Plaxis 2D software are used to investigate the effects of soil properties' variances on the results. Accordingly, the changes in the values of displacement, stress and structural forces at any given point based on the possible lower and upper values of each soil property are calculated automatically by the software. This method is crucial in terms of revealing the risks of the design by analyzing the automatically created models without the need of creating many models by the user. Thus, it will be able to guide the engineers, whom have to make analysis with insufficient data, to determine the effect of the changes in the soil parameters obtained from the field and laboratory experiments in the numerical analyses.

In this study, a structure with a basement with deep excavation on a section which represents Adapazarı soil with alluvial origin is modeled with Plaxis 2Dv2019 VIP. For soil properties in the models, Mohr-Coulomb material model is used. For a selected alternative, Sensitivity and Parameter Variation Analyses are carried out for each solution and the effect of changes in soil properties on horizontal displacements, settlements and swellings are numerically examined. After that, a case study was carried out on an existing project with inclinometer measurements, and Sensitivity and Parameter Variation Analyses are performed depending on the model of geotechnical material. For material models, Mohr-Coulomb, Hardening Soil and Hardening Small Strain are used. Effects of changes in material models on the results are investigated.