Numerical analysis of improving clayey soils by using stone columns
Killi zeminlerin taş kolonlarla iyileştirilmesinin sayısal analizi
- Tez No: 392422
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ERDAL EMRE ÇEÇEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Fatih Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Yapı ve Altyapı Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Geoteknik mühendislerinin karşılaştıkları en önemli zorluklardan biri de zayıf zeminlerin üzerinde farklı yapıların inşa edilmesidir. Bu zayıf tabakaların mühendislik özelliklerini iyileştirmek taşıma kapasitesi ve oturma ile ilgili sorunlara karşı etkili bir çözüm olmaktadır. Çeşitli zemin iyileştirme teknikleri arasında,“taş kolonlar”zayıf zeminlerin iyileştirilmesi için en faydalı yöntemlerden biri olarak kabul edilmektedir. Zayıf zeminin mühendislik özelliklerinin iyileştirilmesi için uygulanan yöntem özetle; sıkıştırma parametreleri kontrol edilen kum ve çakıl gibi daneli malzemelerin zemin içine yerleştirilmesini içerir. Bu araştırmanın amacı, yumuşak zeminlerde uygulanan taş kolonların iyileşme etkisi için değerlendirme parametrelerinin belirlenmesidir. Bu amaçla, iki boyutlu (2B) ticari sonlu elemanlar (FEM) yazılımı olan Plaxis programı kullanılarak kolon malzemesi, çapı, kolonlar arası mesafe, kolon boyu parametrelerinin aşırı boşluk suyu basıncı, konsolidasyon süresi, şişme, burkulma ve kolonda oluşan gerilme yığılmasıüzerindeki davranış etkilerini incelemek amacıyla sayısal modellemeler gerçekleştirilmiştir. Tüm malzemeler için Mohr-Coulomb davranış modeli seçilmiş ve tüm modeller için düzlem gerilme analizi kullanılmıştır. Bu çalışmanın sonuçları“çakıl kolonu”kullanılmasının konsolidasyon süresini hızlandırma ve oturmaları azaltma üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Büyük kolon çapı seçilmesi, taşıma kapasitesini arttırmakta ve oturmayı düşürmektedir. Ayrıca, yüzeydeki zemin seviyesinde gerçekleşenen büyük oturmanın, kolonun uzunluğu ve çapı artınca azaldığı fark edilmektedir. Kolonlardaki en büyük şişme çakıl kolon üstünden (0.83D) ila (0.62D) derinlikte oluşmuştur ve kolon çapının arttırılması ile azalmıştır. Kolon ara mesafesi ve çakıl kolonun uzunluğu da oturmalar üzerinde dikkate değer bir etkiye sahiptir. Kolonlar ara mesafesini azaltmak ve kolonların uzunluğu arttırmak oturmalar azalmıştır. Gerilme analizi sonuçları, çakıl kolon malzemesindeki gerilme yoğunlaşmasının çevreleyen zemin tabakasından daha yüksek olduğunu göstermektedir. Buna ek olarak, kolonlarla güçlendirilmiş bir durumda zemin içindeki gerilme yoğunlaşmasının iyileşme öncesi durumdan biraz daha küçük olduğu kaydedilmiştir. Ayrıca, bir taş kolon yüklendiğinde zımbalamadan dolayı göçmeye uğraması da mümkündür. Bu çalışmada zımbalama göçmesine karşı kısa (yüzen) kolonun uzun kolondan daha az performanslı olduğu görülmüştür. Dolayısıyla kolon uzunluğu artmasıyla, zımbalama tehlikesinin azaldığı sonucuna varılabilir.
Özet (Çeviri)
One of the major challenges geotechnical engineers face is to construct different types of structures on weak soils. Improving the engineering properties of these weak strata is an effective remedy against bearing capacity and settlement related problems. Among various soil improvement techniques,“stone columns”are regarded as one of the most beneficial methods for modification of weak soils. In brief the method to improve the engineering properties of the soil comprises the insertion of granular materials such as sands or gravels whereby the compaction parameters are controlled. The aim of this research is to determine the evaluation parameters for the influence of stone columns in soft soils. For this purpose, numerical simulation by using a 2D commercial FEM code Plaxis program was carried out to study the effects of column material, diameter, spacing and length on the behavior of settlement, excess pore water pressure, consolidation time, bulging and stress concentration in the column. Mohr-Coulomb model was selected for all materials and plain-strain analysis was used for all models. The results of this study indicate that“gravel column”has a significant effect on decreasing settlement and accelerate the consolidation time. Selecting larger column diameter, increases the bearing capacity and lowers the settlement. Moreover, it can be noticed that the maximum settlement that occurs at the surface ground level reduces with increasing the length and diameter of the column. The maximum bulging occurred at (0.62D) to (0.83D) from the top of the gravel column and it decreased by increasing the diameter of the gravel column. Spacing and length of gravel column also has a remarkable influence on the settlement. By decreasing spacing between columns and increasing the length of columns, settlement decreased. The results of the stress analysis, show that stress concentration in the gravel column is higher than the surrounding soil and, in the reinforced situation, stress concentration within the soil is slightly smaller than unreinforced condition. Additionally, punching is a possible failure that a gravel column will undergo when loaded. This study showed that short floating column can experience punching failure more than long columns. It can be concluded that by increasing column length, punching decreases.
Benzer Tezler
- A numerical study on the deformation behaviour of geotextile encased stone column
Geotekstil sargılı taş kolonun deformasyon davranışı üzerine bir nümerik çalışma
TUNCAY DOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
İnşaat MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET RİFAT KAHYAOĞLU
- Effect of geosynthetic reinforced fill on the frequencycontent of earthquake zones
Frekans içeriğinin deprem bölgelerinde geosentetiklerle güçlendirilmiş dolguya etkisi
ZEYNEP ESMERER
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAZLI EROL GÜLER
- Kırıkkale ilinde yer alan yüksek plastisiteli kil zeminlerin şişme potansiyellerinin uçucu kül kolonu yöntemi ile iyileştirilmesi ve bu iyileştirmenin yapıların deprem davranışına etkileri
Reducing the swelling potential of high plastics clay soil in the city of Kirikkale with the fly ash column method and the effects of this improvement on earthquake behavior of structures
BARAN TOPRAK
Doktora
Türkçe
2019
Deprem MühendisliğiKırıkkale Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKER KALKAN
- Numerical analysis of the geosynthetic reinforced embankment constructed on a soft foundation
Başlık çevirisi yok
SHAMS AMER AL-RAWE
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
İnşaat MühendisliğiAltınbaş Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEPANTA NAİMİ
- Numerical analysis of thermal performance for parabolic trough solar collector using AL2O3 nano-fluid
AL2O3 nano- akışkan kullanılarak parabolik traf güneş kolektör için termal performansın sayısal analizi
RAHELL NASRULDEEN MOHAMMED RASHID M.R.
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiTürk Hava Kurumu ÜniversitesiMakine ve Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MOHAMED ELMNEFI