Tünel Kazısından Dolayı Zemin Yüzeyindeki Oturmaların Mohr- Coulomb ve Pekleşen Zemin Modelleriyle Nümerik Tahminlerinin Karşılaştırılması
Comparison of Mohr-Coulomb and Hardening Soil Models’ Numerical Estimation of Ground Surface Settlement Caused by Tunneling
Yazar: Çelik, Semet
Dergi: Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Vol. 7 No. 4, 2017
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Finite element method,material models,plaxis,surface settlement,tunneling ; Sonlu elemanlar metodu,malzeme modelleri,plaxıs,yüzey oturması,tünel

Zemin içinde yapılan tünel kazısı nedeniyle, zemindeki gerilmeler boşalarak kazı alanında elastik ve plastikdeformasyonlara yol açmakta ve zemin yüzeyinde oturmalar meydana gelmektedir. Günümüzde, mühendislikprojelerinin tasarım ve analizinde sayısal yöntemlerin kullanımı ile birlikte, Geoteknik mühendisliği ve tünel ile ilgiliproblemlerin çözümünde bu yöntemin yaygın bir şekilde kullanıldığına tanıklık etmekteyiz. Uygun parametrelerinve zemin modelinin seçilmesi, nümerik analiz sonuçlarını üzerinde önemli etkiye sahiptir. Mohr-Coulomb (MC)elasto-plastik model malzemelerin sertliğinin yüzey gerilmelerden bağımsız olarak tanımlandığı durumlardakullanılan en yaygın zemin davranış modellerinden biridir. Tünel modellemelerinde Mohr-Coulomb kullanılmasıhalinde, kazı derinliği arttıkça zemin yüzeyindeki oturmaların gerçek değerlerden fazla çıktığı ve güvenilirliğinazaldığı görülmektedir. Bu problemin çözümü için, gerilme düzeyindeki değişikliklere bağlı olarak malzemelerinsertliğini modelleyebilen daha uygun bir davranış modeli kullanılmalıdır. Bu çalışmada, tünel kazısından dolayıMohr-Coulomb modelinden elde edilen maksimum zemin yüzey oturmaları Pekleşen Zemin modeli (HS) ilekarşılaştırılmıştır. Bu nedenle, varsayılan farklı derinliklerdeki bir tünelden dolayı zemin yüzeyinde oluşacakoturmalar PLAXIS kullanılarak Mohr-Coulomb ve Pekleşen Zemin malzeme modelleriyle analiz edilmiştir.Yapılan analizler sonucunda, Pekleşen Zemin modelinde tünelin derinliği arttıkça zemin yüzeyindeki oturmalarınMohr-Coulomb’a göre azaldığı ve gerçek değerlere daha yaklaştığı görülmektedir.

Due to in depth tunnel excavation, tensions in the soil are eased, causing elastic and plasticdeformations in the area of tunnel and leading to surface settlement at the ground level. Currently, along withthe use of numerical methods in analysis and design of engineering projects, it is known that this method hasused extensively in the analysis of problems related to geotechnical engineering and tunneling. Selection of theappropriate parameters and soil model can have a significant impact on the results of numerical analysis. TheMohr-Coulomb elastic-plastic model (MC) is one of the most widely used models, used in cases evaluating thehardness of materials, independent of the surface tension. If the Mohr-Coulomb used for numerical modelingof tunnel where in-depth tunneling excavation is involved and where an increase in maximum ground surfacesettlement and decrease in the reliability of stability of tunnels can be seen, which may not be appropriate in someconditions. The more appropriate model should be used to solve this problem, one that can model the hardness ofmaterials based on changes in the level of stress. In this study, the maximum ground surface settlement due to tunnelexcavation, obtained from Mohr- Coulomb model was compared with those of Hardening Soil (HS) Model results.Therefore, the ground surface settlement because of an assumption tunnel in different depths was analyzed withMohr-Coulomb and Hardening Soil models by using PLAXIS 2D. As a result of the analyzes, it is observed that asthe depth of the tunnel increases, the settlements on the ground surface decrease according to Mohr-Coulomb andapproach the real values.