Geri Dön

Arazi verileri kullanılarak zeminlerin üç boyutlu litolojik modellenmesi ve geliştirilen metodun optimum karışım oranları ile imal edilen derin karıştırma kolonlarının nümerik analizinde kullanımı

Three-dimensional lithological modelling of soils using field data and utilisation of the developed method in numerical analysis of deep mixing columns constructed with optimum mixing ratios

PDF İndir

  1. Tez No: 649307
  2. Yazar: ARDA BURAK EKMEN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HALİL MURAD ALĞIN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Harran Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 140

Özet

Arazi testlerinden elde edilen zemin özelliklerinin derinliğe bağlı değişiminden yararlanarak görüntü işleme tekniği ile zemin ortamının üç boyutlu hassas litolojik modellenmesine olanak sağlayan bazı yazılımlar, bu doktora tezi kapsamında kodlanmış ve örnek bir derin karıştırma kolon (DKK) arazi uygulaması üzerinde test edilmiştir. Gerçekleştirilen DKK uygulamaları için karışım oranları ve gerekli katkı malzemelerini belirlemek amacıyla, laboratuvar ortamında çok sayıda numune üzerinde çeşitli deneyler yapılmıştır. Elde edilen bu laboratuvar verileri kullanılarak performansa dayalı karışım oranları belirlenmiştir. Hedef Odaklı Metot (Goal Attainment Method, GAM) bu doktora çalışması sürecinde geliştirilmiş olup Tepki Yüzey Metodu (Response Surface Method, RSM) optimizasyon uygulamalarında kullanılan Çok-Amaçlı Arzu Edilebilirlik (Multi-Objective Desirability) metodolojisi, mevcut GAM optimizasyon algoritmasına eklenmiştir. Bu sayede, RSM optimizasyonunda mümkün olmayan, istenen regresyon modellerinin sürece dahil edilebilmesi olanağı sağlanarak daha yüksek düzeyli korelasyonların optimizasyonda kullanılabilmesi mümkün olmuştur. Uluslararası rehberlerin önerdiği hedeflenen serbest basınç değerlerine göre, optimum bağımsız değişkenler (çimento, uçucu kül, karbon elyaf) ve elastite modülü değerleri DKK karışımlarının optimizasyonu ile belirlenmiştir. Optimize edilen karışım oranları kullanılarak arazide bir DKK uygulaması yapılmış ve dört adet kolon imal edilmiştir. Bu DKK'lar üzerinde yapılan yükleme testlerinden yük-deformasyon değişimleri elde edilmiş ve bu veriler gerçekleştirilen üç boyutlu nümerik analizlerin doğrulanmasında kullanılmıştır. Uygulama alanındaki zeminin hem üç boyutlu litolojik hem de topolojik gerçek değişimleri, yapılan arazi testlerinden elde edilen tüm arazi verilerine dayanarak nümerik modele yansıtılmıştır. Geliştirilen bu metodoloji sayesinde, mevcut geoteknik literatüründe ilk defa, görüntü işleme metodu temelli bir kodlama yapılarak, sonlu elemanlar modellerinin, tüm farklı noktalarda ve derinliklerde elde edilen arazi test sonuçlarına bağlı olarak üç boyutlu oluşturulabilmesi sağlanmıştır. Bu metodolojik katkılara ek olarak, DKK karışımlarında 1 MPa ve 2.1 MPa'lık hedeflenen serbest basınç değerleri için optimum elastisite modüllerinin yaklaşık olarak sırasıyla 425-435 MPa ve 846-863 MPa aralığında değiştiği, karbon elyaf takviyesinin DKK'ların mekanik özelliklerini anlamlı düzeyde iyileştirdiği, arazi şartlarında kıyaslamalı daha yüksek dayanıma uçucu kül ve karbon elyaf içeren DKK'nın sahip olduğu gibi birçok pratik sonuca ulaşılmıştır.

Özet (Çeviri)

A number of algorithms allowing the three-dimensional detailed lithological modelling of soils using the image processing technique have been developed and coded in this Ph.D. thesis by employing data obtained from the field tests, and these developed algorithms have been applied to a deep mixing column (DMC) application in practice. Various laboratory experiments were conducted to determine the optimum mixing ratios of DMCs with the additives that can be included in the mixture. Using these laboratory data, the required optimum mixing ratios based on the performance of DMC material were determined. Goal Attainment Method (GAM) was modified further in this Ph.D. study and the methodology of Multi-Objective Desirability currently used in Response Surface Method (RSM) optimization was included in the GAM optimisation algorithm. This modification is allowed to use the higher-level correlations in the optimisation process by providing the opportunity to include the desired regression models unlike the RSM optimisation. Complying with the targeted unconfined compressive strength (UCS) values suggested by international guidelines, the optimum independent variables (i.e., cement, fly ash and carbon fibre) and the values of elasticity modulus were specified using the optimisation analysis on the DMC mixtures. Utilizing the optimised mixing ratios, a DMC application was conducted in the field and four columns were constructed. The obtained load-deformation variations from the loading tests were accordingly considered to verify the performed three-dimensional numerical analyses. Both the three-dimensional lithological and topological variations of the soil in the application area were considered in the numerical model using all of the field data obtained from the field tests. By means of this developed methodology, the first time in the current geotechnical literature, the proceeding algorithm based on the image processing method was developed and the finite element models were simulated in three dimensions depending on the field test results obtained from all varying surface locations and depths. In addition to these methodological contributions, the many conclusions having the practical implications were obtained such as the optimum elasticity modules varying in the range of approximately 425-435 MPa and 846-863 MPa in turn were specified for the targeted UCS values of 1 MPa and 2.1 MPa in DMCs; the carbon fibre reinforcement significantly improves the mechanical properties of DMCs and the incorporation of fly ash and carbon fibre combination in DMC field application provides relatively higher loading capacity.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    223946

    Bursa ili Güzelyalı beldesi için mikrotremor ölçümlerine dayanan bir mikrobölgeleme uygulaması

    A microzonation study for Bursa-Güzelyalı region using microtremor measurements

    ÖZLEM KEPÇEOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. RECEP İYİSAN

  2. Tez No

    238968

    Bakırköy ilçesinin mikrobölgelemesi

    The microzonation of Bakirkoy district

    MUHAMMED EMİN KARASU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KUTAY ÖZAYDIN

  3. Tez No

    498434

    Aşırı konsolide oranının (OCR) konsolidasyon oturma ve zaman ilişkisine etkisi

    Effects of overconsolidation ratio on consolidation time -settlement relationship

    DİLEK CANSU TURHAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    İnşaat MühendisliğiBülent Ecevit Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ÖMER FARUK ÇAPAR

  4. Tez No

    576133

    The sample size effect on the determination of the liquefactionenergy of sandy soils defined by a laboratory method

    Kumlu zeminlerin sıvılaşma enerjisinin laboratuvarda belirlenmesinde numune boyutunun etkisinin araştırılması

    ŞEYDA ÖZÇELİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Jeoloji MühendisliğiPamukkale Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. TURGAY BEYAZ

  5. Tez No

    350452

    Design and control of an autonomous blimp

    Otonom hava aracı (Zeplin) tasarımı ve kontrolü

    ERTUĞRUL BAYRAKTAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. PINAR BOYRAZ

Geri Dön