Destekli kazıların optimum tasarımı
The optimal design of supported excavations
Yazar: DARA HAJEBİ
Danışman: PROF. DR. GEBRAİL BEKDAŞ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, içten destekli fore kazıklı dayanma yapılarının tasarım değişkenleri, maliyet optimizasyonu hedefiyle sürekli verilerle JAYA metasezgisel optimizasyon algoritması kullanılarak incelenmiştir. Plaxis 2D yazılımı, zemin heterojeniteleri, anizotropi ve doğrusal olmayan davranış gibi gerçekçi zemin/yapı etkileşimi koşullarını modelleme yeteneği sayesinde tercih edilmiştir. Plaxis yazılımının Python programlama diliyle entegre edilmesi, JAYA metasezgisel algoritmasıyla doğrudan çalışabilme özelliği sayesinde optimizasyon süreçlerinin otomatik olarak yürütülmesini ve elde edilen sonuçların daha etkin bir şekilde analiz edilmesini sağlamıştır. Çalışmanın ilk bölümünde, başlık kirişinde çelik boru destekli fore kazık iksa sisteminin parametrik bir optimizasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. Farklı zemin tipleri ve kazı derinlikleri için kazık çapı, çelik boru destek çapı/et kalınlığı ve kazık soket boyu gibi tasarım parametreleri, maliyet minimizasyonu amacıyla optimize edilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde ise, İstanbul'da hayata geçirilmiş bir metro hattındaki geçici kazı destek yapısı, gerçek bir uygulama üzerinden maliyet optimizasyonu açısından değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, JAYA algoritması ile Plaxis yazılımının birlikte kullanımı sayesinde, içten destekli fore kazıklı dayanma yapıları için etkin ve güvenilir optimizasyon çözümleri üretilebileceğini göstermiştir. Özellikle karmaşık zemin koşullarında bu yöntemin maliyet tasarrufu sağlama potansiyelinin yüksek olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this thesis, the design variables of braced supported bored pile retaining structures have been investigated using the JAYA metaheuristic optimization algorithm with continuous data for the purpose of cost optimization. Plaxis 2D software has been selected due to its ability to model realistic soil/structure interaction conditions such as soil heterogeneities, anisotropy, and nonlinear behavior. The integration of Plaxis software with the Python programming language enabled the automatic execution of optimization processes and a more effective analysis of the results, owing to its ability to work directly with the JAYA metaheuristic algorithm. In the first part of the study, a parametric optimization of the bored pile shoring system supported by steel pipes in the head beam was conducted. Design parameters such as pile diameter, steel pipe support diameter/wall thickness, and pile socket length were optimized for cost minimization across different soil types and excavation depths. In the second part of the study, the temporary excavation support structure of a metro line in Istanbul was evaluated in terms of cost optimization through a real-world application. The results demonstrate that effective and reliable optimization solutions can be achieved for internally supported bored pile retaining structures by using the JAYA algorithm in conjunction with Plaxis software. This method has shown a high potential for cost savings, particularly in complex ground conditions.