Sıvılaşan zeminler üzerindeki sığ temelli yapıların sismik oturmalarının tahmini
Estimation of seismic settlements of buildings with shallow foundations on liquefable soils
Yazar: BERKE ÖZTÜRK
Danışman: PROF. DR. SADIK ÖZTOPRAK ; DR. SİNAN SARĞIN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Sakarya-Adapazarı = Sakarya-Adapazarı ; Sıvılaşma = Liquefaction ; Yapı-zemin etkileşimi = Soil-structure interaction ; Zemin sıvılaşması = Soil liquefaction

Özet:
Sığ temelli yapıların deprem performansını etkileyen en önemli faktörlerden biri üzerinde bulundukları zeminlerin sıvılaşma potansiyelidir. Ülkemizde 17 Ağustos 1999'da meydana gelen Kocaeli depreminde, düşük plastisiteli siltlerin sıvılaşması sonucu birçok can ve mal kaybı olmuştur. Adapazarı siltlerinde kumlara nazaran kayma gerilmesi kaynaklı oturmalar daha baskın bir rol oynamakta ve yüzeyde görülen kabarma miktarı daha fazla olmaktadır.
 Bu tez çalışmasının amacı yüzeysel temelli binaların sıvılaşma performansını etkileyen mekanizmaları inceleyerek; yapı – yapı ve yapı – zemin etkileşimlerinin sıvılaşma kaynaklı oturmalara etkisini incelemektir. Bu doğrultuda Adapazarı'nda bulunan, Kocaeli depreminde sıvılaşma sonucu hasara uğrayan ve literatürde çokça yer almış sığ temelli bir yapı analitik ve numerik olarak analiz edilmiştir. Numerik model Plaxis 2D programında, sıvılaşan tabakalar için UBC3D-PLM bünye modeli, sıvılaşmayan tabakalar içinse Hardening Soil bünye modelinin modüler bir versiyonu olan Generalized Hardening Soil bünye modeli kullanılarak oluşturulmuştur. Modelin kalibrasyonu sahada yapılan kabarma ve oturma gözlemleri ile yapılmıştır. Kalibre edilen modelin üzerinde farklı yapı ve çevre kaplaması (bahçe, dolgu, yol gibi) konfigürasyonları denenerek uygulamada genellikle tercih edilen sıvılaşma değerlendirme yöntemlerinin performansı tartışılmıştır.
 Elde edilen bulgular sığ temelli bir binanın sıvılaşma performansında; çevre binaların ve çevre kaplamasının göz ardı edilemez bir yol oynadığını göstermektedir. Ancak mevcut analitik yöntemler ile bu etkiler dikkate alınamamakta ve özellikle dönme ile oluşabilecek yapısal hasarlar tahmin edilememektedir

Abstract:
One of the most important factors affecting the earthquake performance of structures with shallow foundation is the liquefaction potential of the soils on which they are founded on. During the Kocaeli Earthquake that occurred on 17 August 1999, many lives and property were lost as a result of the liquefaction of low plasticity silts. Shear stress-induced settlements play a more dominant role in Adapazarı silts compared to sands and the amount of swelling seen on the surface is higher compared to sands.
 The aim of this thesis study is to investigate the mechanisms affecting the liquefaction performance of structures with shallow foundations and effects of structure-structure and structure-soil interactions on liquefaction-induced settlements. In order to achieve this purpose, a structure with shallow foundation in Adapazarı, which was damaged as a result of liquefaction in the Kocaeli earthquake, and which has been widely researched in the literature, was analysed analytically and numerically. The numerical model was created in the Plaxis 2D software using the UBC3D-PLM model for liquefied layers and the Generalized Hardening Soil model, which is a modular version of the Hardening Soil body model, for non-liquefiable layers. Calibration of the model was done according to heaving and settlement observed in the field. Performance of the liquefaction assessment methods, which are generally preferred in practice, is discussed by testing different combinations of structures and crust layers (such as uncontrolled fill, fill, asphalt or pavement, etc.) on the calibrated reference model.
 The findings indicate that, the surrounding buildings and the surrounding crust play an important role in the liquefaction performance of a building with a shallow foundation and these elements should not be ignored in analysis. However, with current analytical methods, these effects cannot be taken into account and structural damage that may occur, especially rotation of the foundation, cannot be predicted accurately.