Finite element analysis of a deep excavation: A case study
Derin kazı sonlu elemanlar analizi: Örnek olay incelemesi
- Tez No: 571039
- Danışmanlar: PROF. DR. ERDAL ÇOKÇA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 160
Özet
İnşaat mühendisliği tasarımının iki ana kuralı olan emniyet ve ekonominin derin kazı tasarımında optimum seviyede kullanılması; uygun sistem seçimi, seçilen sistemin ve özellikle zemin koşullarının gerçeğe yakın modellenmesiyle mümkün olmaktadır. Bu durumda derin kazı analizlerinde zemin parametrelerinin seçimi kritik önem taşımaktadır. Temeli sonlu elemanlar metoduna dayalı yazılımlarla deplasmanların gerçeğe yakın tahmini ancak analizlerde gerçekçi deformasyon modülü değerlerinin kullanılmasıyla mümkündür. Öte yandan örselenmemiş numune alımının oldukça zor olduğu sert killerde, laboratuvar deneyleriyle belirlenen deformasyon parametrelerinin kullanılması sonucunda elde edilen deplasmanlar yerinde gerçekleşen değerlerin üzerinde kalabilmektedir. Bu çalışmanın amacı, bir sonlu elemanlar programı Plaxis2D'nin 3 temel modeli olan Mohr-Coulomb (MC), pekleşen zemin modeli (HS) ve düşük birim deformasyonla pekleşen zemin modelini (HSsmall) kullanarak, Ankara kilinin SPT-N60 değeriyle deformasyon modülü arasındaki doğrusal bağıntı sabitini bulmaktır. Bu amaç doğrultusunda, Ankara kilinde 25.0m derinliğindeki bir kazının inklinometre okuma sonuçlarının geri analizi yapılmıştır. Analizlerde daha gerçekçi olmak adına genel bir yaklaşım olan idealize zemin profili kullanmak yerine, SPT-N ölçüm aralıklarına göre zemin, tabakalara ayrılmıştır. Ayrıca, inklinometre ile derinlik boyunca ölçülen her bir yanal deplasman değeri,analiz sonuçlarıyla karşılaştırılarak hatanın en aza indirgenmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın deneme-yanılma yöntemiyle yapılması durumundaki zaman kaybı ve doğru sonuca ulaşamama ihtimali göz önünde tutulmuş ve analizlerin Python kodu yazılarak otomasyonu sağlanmıştır. Yapılan analizler sonucunda, modeller birbirleri ile kıyaslanmış ve MC modelden elde edilen deplasman eğrileri gerçek dağılımı yakalayamamıştır. HSsmall modeli gerçek deplasman dağılımına en yakın sonuçları veren model olmuştur. HS ve HSsmall modelden elde edilen deplasman eğrileri birbirlerine çok yakın olmakla birlikte, Ankara kilinde yapılan bu örnek olay incelemesinde elde edilen doğrusal bağıntı E50ref=780 x N60 kPa olarak belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The optimum use of safety and economy in deep excavation design is possible with the selection of the appropriate system, and modelling of the selected system and soil properties properly. Therefore, soil parameters selection has a crucial effect in deep excavation analyses. The realistic estimation of the displacements with the finite element software is only possible by using the realistic deformation modulus values during analyses. However, in stiff clays for which undisturbed sampling is very difficult, displacements calculated with laboratory deformation modulus parameters may be higher than the measured values. Objective of this study is to determine the constant that shows linear relationship between SPT-N and deformation modulus parameter of Ankara clay by using three constitutive soil model of Plaxis-2D, namely Mohr-Coulomb (MC), hardening soil model (HS) and hardening soil model with small strain stiffness (HSsmall). For this purpose, back analysis of a 25 m deep excavation was performed by using inclinometer measurement results. To be more precise in numerical analysis, instead of using the idealized soil profile the soil is divided into layers according to SPT-N60 measurements. Additionally, each displacement measured by the inclinometer along the depth is compared with the analysis results to minimize the error. In case trial-error method is used in the study, time loss and the possibility of not reaching the correct result were taken into consideration; therefore,the analysis was done by writing a Python code. As a result of analyses, the soil models were compared with each other and it is concluded that displacements curves obtained from the MC model could not converge to the real displacements. HSsmall model results are closest to the real displacements. Moreover, displacement curves obtained from HS and HSsmall models are very close to each other, and the linear correlation formula is determined as E50ref=780xN60 kPa for this excavation of the case study in Ankara clay.
Benzer Tezler
- Güncel killi dolgu zeminde gerçekleştirilen derin kazı İksa Sisteminin davranışı: Bir vaka analizi
Behaviour of a deep excavation Shoring System in current clayey fill: A case study
BATUHAN AKGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BERRAK TEYMÜR
- Numerical analysis of prestressed anchored pile wall: Shoring system in front of historic building in Hilton Istanbul Bomonti hotel and conference center project
Öngermeli ankrajlı kazıklı duvar nümerik analizi:Hilton İstanbul Bomonti hotel ve konferans merkezi projesi kapsamında yer alan tarihi bina önü iksa sistemi
ECE AKTAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. MUSAFFA AYŞEN LAV
- İksa kaynaklı deplasmanların çevre yapılar üzerindeki etkisinin 2 ve 3 boyutlu analizlerle tahmini
Predicting the effect of excavation induced settlements on the nearby structures by 2d and 3d analyses
BURAK TÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşaİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA KUBİLAY KELEŞOĞLU
- Derin kazılarda yatay jet grout uygulamasının sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi
Investigation of horizontal jet grout application in deep excavations by finite element method
MEHMET TARAKÇI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BERRAK TEYMÜR
- Finite element analysis of deep excavation system in metro station: Case study
Metro istasyonu derin kazı sisteminin sonlu elemanlar analizi: Vaka çalışması
FATİH ÖZALP
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
İnşaat MühendisliğiHacettepe Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERNA UNUTMAZ