Yatay yükler altındaki destek sistemlerinde yumuşak zemin, dolgu ve kazık etkileşimi
Soft soil and embankment, pile interaction in laterally loaded supporting systems
Yazar: MELEK YARAMIŞ
Danışman: PROF. DR. SAFİYE FEYZA ÇİNİCİOĞLU
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Geoteknik mühendisliğinin uygulama alanlarından olan dolgu tasarımı; dolguyu oluşturan elemanların ve dolgunun altında kalan temelin zeminden oluşması nedeniyle zemin – yapı ilişkisi yönünden en karmaşık konulardan birisi olmaktadır. Projelendirme aşamasında, temel zeminin yumuşak zeminden oluşması, dolgu tasarım yönteminin seçilmesini de güçleştirmektedir.
Yumuşak zeminler üzerine dolgu inşası problemi yumuşak zeminin yüksek sıkışma kabiliyeti ve düşük taşıma gücü sebebiyle zor bir problemdir. Bu tür zeminler üzerine dolgu inşa edilirken yumuşak zeminde büyük yanal hareketler ile birlikte büyük boyutlarda oturmalar olur ve bu durum genellikle göçmeye sebep olabilir. 
Yaklaşım dolguları, rıhtım kazıkları vb. uygulamalarında ise dolgu yükleri altında yumuşak zeminlerin yayılma davranışı dolguya bitişik olarak inşa edilen yanal yüklü kazıklarla dengelenmeye çalışılır ve bu durum kazıkların üzerine büyük yatay yüklerin etki etmesine sebep olur. 
Söz konusu kenar ayak veya rıhtım kazıkları genellikle zemine gömülü oldukları için pasif kazık davranışı gösterirler ve dirençlerini kazık – zemin etkileşimi ile sağlarlar. 
Bu tez çalışmasında öncelikle dolgu altındaki zeminin yayılma mekanizmasına dayalı bir yöntemle kazığa aktarılan gerilmeler bulunmuş ve gerilme dağılımına bağlı olarak kazıkların davranışı kazık – zemin etkileşimi hesapları ile çözülmüştür. Bu kapsamda öncelikle dolgu altındaki zeminin yayılma mekanizmasına dayalı bir yöntemle kazığa aktarılan gerilmeler hesaplanmaya çalışılmıştır. Kazıkların davranışları ise kazık – zemin etkileşim hesapları ile modellenmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde dolgu yükleri altında yumuşak zeminlerin davranışları ayrıntılı olarak açıklanmış, tez çalışmasının teorik bölümünü oluşturan zeminlerin plastisite teorisine göre göçme mekanizmaları kapsamlı olarak incelenmiştir. Yük etkisi altında yumuşak temel zeminlerin gerilme ve deformasyon davranışları özetlenmiş, yumuşak zemin üzerinde inşa edilen dolguların, ardalanmalı zeminler üzerinde yer alan dolgular, bu dolguların teorik çözüm yöntemleri, drenajlı ve drenajsız yükleme koşulları ve limit denge analizlerine ait araştırma sonuçları verilmiştir.  
Üçüncü bölümde kritik durum zemin mekaniği prensiplerine göre yapılan analitik hesaplamalar verilmiş ve yöntem açıklanmıştır. Tezin ilerleyen bölümlerinde kazık elemanın modellenmesi için nümerik yöntemlerle gerçekleştirilmiş hesaplamalar verilmiştir. 
Yaklaşım dolguları ve kenar ayakları, rıhtım iksa sistemleri ve şev stabilitesinin sağlanması gibi önemli alt yapı probleminin davranış mekanizmasının en önemli bileşenini oluşturan dolgu – kazık – zemin etkileşimi problemlerine bu tez çalışması ile özgün bir katkı getirilmeye çalışılmıştır.

Abstract:
Design and construction of embankments on soft soils are one of the difficult soil-structure interaction problems in the field of Geotechnical Engineering. Soil-structure interaction considered in the embankment design differs from other typical soil-structure interaction problems, because both the structure and the foundation are made up of soils in this case. As a result the need to consider the combined behavior of the embankment and the foundation soils is more significant. Embankment construction on soft soils is a complex problem due to the squeezing potential and low bearing capacity of the soil material. The embankment construction on soft soil may cause large horizontal movements, which results as excessive settlements, leading to embankment failures. In order to limit the propagation behavior of soft soils laterally loaded piles can be used at the end of approach embankments. However, in such applications, the embankment adjoining piles might be affected by large horizontal forces. The mentioned bridge abutment or marine piles are commonly buried structures and show passive pile behavior. While the soil – pile interaction provides their resistance. Considering the mechanism of the behavior starting with the applied loads from the embankment which cause distress and displacements in the supporting soils and also considering that most of the resistance to the disturbing loads is provided by the passive resistance side, the stress-strain behavior that will be created at the location of the pile but without pile is tried to be found by applying the principles of critical state theory and lower bound plasticity theory together. This stage is followed by soil-pile interaction analysis. The aim of this study is to propose a novel design method for the laterally loaded piles of bridge abutments.