Shear and volumetric straining response of Kızılırmak sand
Kızılırmak kumunun kayma ve hacimsel birim deformasyon davranışı
- Tez No: 648911
- Danışmanlar: PROF. DR. KEMAL ÖNDER ÇETİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 251
Özet
Kumlu zeminlerin statik yükleme altındaki davranışı dane boyutu, şekli, mineralojisi, dokusu, gerilme ve sıkılık durumları gibi bir çok etken tarafından kontrol edilmektedir. Araştırmacılar kendi yerel bölgelerinde bulunan kumları çalışarak kalibre etmiş ve standart kumlar olarak literatüre sunmuşlardır (örneğin; Toyoura kumu- Japonya, Ottawa kumu- Kanada, Sacramento kumu- ABD, Sydney kumu- Avusturalya, vb.). Ancak Türkiye'de yerel kumlar üzerinde standart bir kum geliştirmeye odaklı fazla sayıda çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışma yerel Kızılırmak kumunu literatüre standart bir kum olarak sunmayı amaçlamaktadır. Bu amaca yönelik olarak Kızılırmak kumunun kayma ve hacimsel birim deformasyon davranışı konsolidasyonlu-drenajsız statik üç eksenli ve odometre deneyleri ile incelenmiştir. Bağıl yoğunlukları % 35-45-60-75 ve 80 olan, nemli sıkıştırma yöntemi ile hazırlanmış, ve 50 kPa, 100 kPa, 200 kPa ve 400 kPa hücre basınçları altında konsolide edilen numuneler, drenajsız yükler altında test edilmiştir. Sonuçlar, deney süresince numunenin eksenel yükleme, birim deformasyon, boşluk suyu basınç birikiminin izlenmesine imkan veren ve gerilme izini yenilme zarfı ile ilişkilendirebilen 4 yönlü grafikler kullanılarak sunulmuştur. Bu veriler esas alınarak, doğrusal ve doğrusal olmayan elastik-mükemmel plastik bünye modeli parametreleri belirlenmiş, bu parametrelerden modül ve efektif kayma direnci açısı gerilme ve bağıl sıkılık ile değişecek şekilde modellenmiştir. Kızılırmak kumunun köşeli dane yapısı nedeni ile kayma direnci açısının 35.4˚-42.8° aralığında olduğu belirlenmiş, bu değerin literatürdeki değerlerin üst sınırına yaklaştığı görülmüştür. Üç eksenli modül değerileri ise 10 ve 170 MPa aralığında değişmekte olup, literatürde verilen değerlerle uyum göstermektedir. Benzer olarak, farklı bağıl sıkılıklarda, yağmurlama yöntemi ile hazırlanan numuneler odometre düzeneğinde 17 kPa'dan başlayıp 33.5 MPa'a kadar artan düşey yükler altında test edilmiştir. Deney sırasında yükleme ve boşaltma tekrarları uygulanmıştır. Kızılırmak kumunun, danelerin kırılmaya başladığı yenilme gerilmelerinin ve Cc, C indis değerlerinin sırası ile ~2.1 ve ~4.0 MPa, ~2×10-3 ve ~1×10-2, ~1×10-5 ve ~1×10-3, mertebelerinde olduğu belirlenmiştir. Kızılırmak kumunun hacimsel birim deformasyon davranışının, Mesri and Vardhanabhuti (2009) tarafından tanımlanan, Tip B davranış grubuna dahil olduğu sonucuna varılmıştır. Ek olarak, deney sonuçları kritik durum zemin mekaniği çerçevesinden de irdelenmiştir. Kritik durum zemin mekaniği parametrelerinden durağan-durum kayma direnci açısı, ve değerleri sırasıyla 39.4˚, 0.070, ve 0.975 olarak belirlenmiştir. Birim deformasyon pekleşmesi ve yumuşaması davranışlarını ayıran başlangıç sınır doğrusu Kızılırmak kumuna özel tariflenmiştir.
Özet (Çeviri)
The response of sandy soils under monotonic loading depends on size, shape and mineralogy of particles, fabric, stress, and density states of mixtures. Researchers around the world have studied their local sands and calibrated their responses (e.g., Toyoura sand-Japan, Ottawa sand-Canada, Sacramento sand-US, Sydney sand-Australia, etc.). However, there are not many studies that have focused on regional sands from Turkey. This research study aims to introduce a local sand, Kızılırmak sand, to literature as a“standard sand”from Turkey. For this purpose, shear and volumetric straining responses of Kızılırmak sand samples were investigated by a series of consolidated undrained monotonic triaxial and oedometer tests. Specimens with relative densities of 35-45-60-75 ve 80 %, were prepared by wet tamping method and consolidated under 50 kPa, 100 kPa, 200 kPa ve 400 kPa cell pressures, followed by undrained shearing. Test results were presented by four-way plots, which enable the individual variations of axial load, cell pressure, pore water pressure, and axial deformation along with the progress of the stress paths relative to failure envelopes. On the basis of test results, linear and nonlinear elastic-perfectly plastic constitutive modeling parameters, including but not limited to stress and relative-density dependent modulus and effective stress based angles of shearing resistance, were estimated. Due to its angular nature, Kızılırmak sands' angles of shearing resistance values of 35.4˚-42.8° were observed, which are closer to the upper limits of available literature. Triaxial modulus values fall in the range of ~10 and ~160 MPa and are concluded to be in conformance with available literature. Similarly, samples with varying relative densities, prepared by air pluviation method, were tested in a conventional oedometer device under stresses starting from ~17 kPa increasing up to ~33.5 MPa. During tests, unloading and reloading cycles were performed. Based on these test results, particle crushing-induced yield stresses of Kızılırmak sands along with their Cc, C values were estimated as ~2.1-4.0 MPa, ~2×10-3-1×10-2, and ~1×10-5–1×10-3, respectively. It was concluded that Kızılırmak sand exhibited Type B volumetric compression response as defined by Mesri and Vardhanabhuti (2009). Additionally, test results were also assessed within critical state framework. Critical state framework soil parameters of angle of steady state shearing resistances, and values were estimated as 39.4˚, 0.070, and 0.975. Initial dividing line, defining the boundary between strain hardening and softening responses, is determined specific for Kızılırmak sand.
Benzer Tezler
- Shear and volumetric straining response of Çine sand
Çine kumunun kayma ve hacimsel birim deformasyon davranışı
AHMET CAN KORKUSUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL ÖNDER ÇETİN
- Ankara andezitlerindeki kırık ve çatlakların jeomekanik çözümlemesi
Başlık çevirisi yok
ERGUN KARACAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1984
Jeoloji MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ERÇİN KASAPOĞLU
- Static and dynamic analysis of axisymmetric structures using harmonic solid ring finite element modeling
Harmonik halka sonlu eleman modellemesi kullanarak eksenel simetrik yapıların statik ve dinamik analizi
ALİ İHSAN KARAKAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
İnşaat MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE DALOĞLU
- Investigation of stress-dilatancy response at low stress levels with emphasis on simple shearing conditions
Düşük gerilim seviyelerindeki gerilim–genleşme davranışının basit kesme koşullarında incelenmesi
ABDULKADİR GENÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZER ÇİNİCİOĞLU
- Stability analyses of differently shaped salt caverns for underground natural gas storage
Başlık çevirisi yok
EROL ÖNAL