Depremde tabakalı kum zeminde oluşan sıvılaşma ve sıvılaşma sonrası davranışın model deneylerle araştırılması
Investigation of liquefaction and post liquefaction behavior of layered sands during earthquakes by means of model tests
- Tez No: 201262
- Danışmanlar: PROF. DR. KUTAY ÖZAYDIN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Sıvılasma, nümerik modelleme, su filmi, model deneyler, silt ara tabakası, Liquefaction, numerical modelling, water film, model tests, silt interlayer
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 483
Özet
Depremlerin yol açtıgı yapısal hasarların önemli nedenleri arasında yer alan sıvılasma olusumu ve yanal akmalar geoteknik mühendisligi'nin baslıca arastırma konular arasında yer almaktadır. Bu çalısmada, uniform ve tabakalı kumlarda sıvılasma mekanizmasını arastırmak için laboratuarda gelistirilmis bir deney düzeneginde bes seri sarsma tablası model deneyi yapılmıstır. Deneyler farklı sarsıntı siddetleri kullanılarak, farklı sıkılıklarda uniform kum kolonları, silt ara tabakalı kum kolonları ve iki tabakalı kum kolonları üzerinde gerçeklestirilmistir. Deneylerde dinamik yükleme sırasında olusan artık bosluk suyu basınçları, üç farklı derinlige yerlestirilmis bosluk suyu basıncı sensörleri ile, meydana gelen yüzeysel oturma ve su filmi kalınlıgı ise dijital bir kamera tarafından alınan görüntülerden ölçülmüstür. Gerçeklestirilen model deneyleri gözlemleri, uygulanan sarsıntı siddeti ve kumun rölatif sıkılıgının olusan artık bosluk suyu basınçları ve hacimsal sekil degistirmeler üzerinde oldukça büyük etkisi oldugunu göstermistir. Silt ara tabakalı kum kolonu deneylerinde titresimli yüklemeler etkisinde sonucunda ise kum kolonu içerisinde yer alan geçirimliligi daha az ince silt ara tabakası altında bir su filmi olustugu gözlenmis ve silt tabakası altında yer alan kum tabakasının sıkılık derecesinin, sarsıntı siddetinin ve artık bosluk suyu basıncı oranının su filmi olusumunda etkili oldugu görülmüstür. Deneysel gözlemlerden arazide geçirimliligi düsük tabakalar altında gevsek kum tabakaları yer alması durumunda, su filmi olusumunun zararlı etkilerinin olusan artık bosluk suyu basınçları üzerindeki artırıcı etkisinden daha fazla olacagı ve silt tabakası altında olusan su filminin uzun süre sönümlenmeden kalmasının özellikle sevlerde çok ciddi problemlerin çıkmasına sebep olabilecegi sonucuna varılmıstır. Uniform ve tabakalı kum kolonlarının dinamik davranısını modellemek için DIANA sonlu elemanlar programı'nda Towhata-Iai sıvılasma bünye modeli kullanılarak nümerik analizler gerçeklestirilmistir. Nümerik analizler sonucunda, artık bosluk suyu basınçları hesaplanarak, deneysel sonuçlarla karsılastırılmıs ve model deneylerde ölçülen artık bosluk suyu basınçları ile nümerik analizden hesaplanan sonuçların genel olarak uyumlu oldugu görülmüstür. Gerçeklestirilen analizlerde artık bosluk suyu basınçlarının sarsıntı siddeti ve sıkılık derecesinden önemli oranda etkilendigi görülmüstür. Nümerik analizler sonucunda ayrıca, kum tabakası içerisinde daha az geçirgen silt tabakası bulunması durumunda, silt tabakası altında bir miktar ani bosluk suyu basıncı artısı oldugu ve silt tabakasının üst tabakada olusan artık bosluk suyu basınçlarının azalmasına yol açtıgı görülmüstür.
Özet (Çeviri)
Liquefaction and consequent lateral spreading is one of the major topics of investigation in geotechnical engineering following their sometimes drastic effects on structural damages caused by earthquakes. In this study, in order to be able to investigate the liquefaction phenomenon in uniform and layered sands, five series of shaking table model tests were conducted by means of an experimental set-up developed in the laboratory. The experiments were carried out on uniform sand columns, silt inter layered sand cloumns and two layered sand columns deposited at various relative densities and subjected to different input accelerations. During the experiments, excess pore water pressures generated during dynamic loading were measured by pore pressure transducers installed at three different depths and, the surface settlements and water film thicknesses were measured from the images recorded by a digital camera. The results of the model tests have shown that the excess pore water pressures and volumetric strains are largely influenced by the shaking intensity and relative density. The results from the silt interlayered sands demonstrated that a water film is developed underneath the less permeable silt layer. The formation of the water film is seen to be influenced by the relative density of the sand layer underneath the silt seam, shaking intensity and the developed excess pore water pressure ratios. The observations regarding water film formation point out that the adverse effects of water film is expected to be more significant in loose sands rather than the presence of water film increasing the level of excess pore water pressures. In the field, the water film may not dissipate for days after an earthquake shaking and may lead to significant engineering problems such as flow failures in slopes. The model tests are also numerically modelled to analyse the dynamic response of uniform and layered sand columns with finite element analysis using the program called DIANA, using the Towhata-Iai liquefaction model. As a result of the numerical analysis, excess pore water pressures were computed and compared with the experimental results. Generally a good agreement between the results of computed and measured excess pore water pressures is observed. The results of the numerical analyses have demonstrated that the build-up of excess pore water pressures is highly influenced by the shaking intensity and relative density of the sand deposit. The numerical analysis results also revealed that the presence of less permeable silt interlayer within the sand deposit can cause an abrupt increase in pore water pressures underneath the silt layer and reduce the excess pore water pressures developed in the upper sand layer.
Benzer Tezler
- 17 Ağustos 1999 Kocaeli depreminde Adapazarı'nda gözlenen yapısal hasar üzerinde zemin koşullarının etkisi
Effects of the soil characteristics on the observed structural damage during the August 17, 1999 Kocaeli earthquake in Adapazarı
RECEP OKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYFER ERKEN
- Açık deniz yapılarının sıvılaşabilen tabakalar üzerindeki davranışı
Behaviour of offshore structures seated on liquefiable soils
MURAT ERGENOKON SELÇUK
Doktora
Türkçe
2011
Deprem MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BERİLGEN
PROF. DR. KUTAY ÖZAYDIN
- Tabakalı pomza zeminlerde deprem yükleri etkisindeki kazıkların üç boyutlu sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
Analysis of piles under the effect of earthquake loads in layered pumice soil by using 3D fem
YAKUP GÜRDAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiIsparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM YİĞİT
- İstanbul Büyükçekmece Küçükçekmece gölleri arasındaki kütle hareketlerinin türü ve mekanizmasının incelenmesi
Investigation of mass movements type and mechanism between i̇stanbul Büyükçekmece and Küçükçekmece lakes
GÖKHAN ŞANS
Doktora
Türkçe
2023
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REMZİ KARAGÜZEL
- Equivalent linear and nonlinear site response analysis, study case for banda aceh, indonesia
Yerel zemin koşullarının sismik etkiler altında eşdeğer doğrusal ve doğrusal olmayan analizi, banda aceh, endonezya için bir çalısma
AMELIA FITRI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSAFFA AYŞEN LAV