Yumuşak zeminlere oturan dolgu barajların analizi
Analysis of earth fill dams founded on soft grounds
- Tez No: 67769
- Danışmanlar: PROF. DR. KUTAY ÖZAYDIN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1997
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Geoteknik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 260
Özet
ÖZET Yumuşak zemin tabakaları üzerine inşa olunan toprak dolgular altında meydana gelecek oturmaların tahmin edilmesi ve kontrol altında tutulabilmesi geoteknik mühendisliğinde karşılaşılan önemli sorunlardan birini oluşturmaktadır. Toprak dolgu inşaasının temel zemininde drenajsız göçmeye karşı yeterli güvenliğe sahip olacak şekilde projelendirilmesi durumunda meydana gelecek oturmaların konsolidasyon teorisine göre hesaplanması mümkün olmaktadır. Temel zemininin taşıma gücünün yeterli olmaması durumunda sıkça başvurulan zemin önyükleme veya kademeli dolgu inşaası uygulamalarında, toplam ve farklı oturmaların zamana bağlı gelişimlerinin doğru tahmin edilmesi büyük önem taşımaktadır. İstanbul Alibey Barajı, 35 m'ye varan kalınlıkta yumuşak alüvyal kil tabakaları üzerinde yaklaşık 15 yıla yayılan kademeli dolgu yerleştirilmesi ile inşa edilmiş ve arazi ölçüm aletleri ile temel zemininde oluşan boşluk suyu basıncı değişimleri ve zemin hareketleri gözlem altında tutulmuştur. Alışılmışın dışında bir en kesite sahip olan bu toprak dolgu barajın menba ve mansap batardoları doğrudan temel zemini üzerine kademeli olarak yerleştirilmiş, baraj gövdesinin değişik kesitlerinde ise konsolidasyonu hızlandırmak için farklı aralıklarda düşey kum drenler kullanılmıştır. Bu çalışmada, baraj altında farklı kesitlerde temel zemininde meydana gelen oturmaların zamana bağlı gelişimi Terzaghi konsolidasyon teorisi kullanılarak hesaplanmıştır. Kademeli inşaat programına uygun olarak, öncelikle menba batardosu altında meydana gelen oturmalar hesaplanmış ve arazi ölçümleri ile karşılaştırılarak zemin özelliklerinin arazi davranışı ile uyumu sağlanmıştır. Daha sonra barajın diğer kesitlerinde meydana gelen oturmalar hesaplanarak yaklaşık 25 yıl süre ile tutulan arazi ölçümleri ile karşılaştırılmıştır. Alibey Barajı örneğinde olduğu gibi taşıma gücü yeterli olmayan yumuşak kohezyonlu zemin tabakaları üzerine inşa olunacak toprak dolgularda, önyükleme ve kademeli inşaat programlarının yapılmasında, arazi oturma ölçümlerine dayanan gerçekçi konsolidasyon analizlerinin gerekli olduğu doğrulanmıştır. Bu araştırmada, Alibey Barajı temel zemininde, kademeli dolgu inşaatından kaynaklanan gerilme artışları ve yer değiştirmeler zemin davranışının elastik ve elasto-plastik bünye denklemleri ile tanımlanması ile hesaplanmıştır. Sonlu elemanlar yönteminin kullanıldığı analizlerde, temel zemininin kademeli yükleme altında konsolidasyonu sonucu zemin özelliklerinde meydana gelen iyileşme de dikkate alınmıştır, öncelikle, inşaat programına uygun olarak, menba batardosu altında oluşan gerilme ve yer değiştirme dağılımları için elastik ve elasto-plastik analiz sonuçlan karşılaştırılmış ve arazi davranışı ile uyumu sağlanmıştır. Bu şekilde doğrulanan zemin özellikler kullanılarak ve kademeli dolgu inşaatına uygun olarak bütün baraj kesiti için temel zemininde oluşan gerilme ve yer değiştirmeler hesaplanmıştır. Analiz sonuçlan, dolgu yükü altındaki yüksek sıkışabilirliğe sahip yumuşak zeminlerde, düşük yük kademelerinde bile plastik bölgelerin oluştuğunu, bu yüzden bu tip zeminlerde elasto-plastik analiz yapılmasının daha uygun olacağını göstermiştir. Ayrıca kademeli dolgu inşaatı sırasında yumuşak zeminde meydana gelen konsolidasyon sonucu malzeme parametrelerindeki iyileşmenin hesaplara yansıtılmasının gerekli olduğu ve bunun barajın güvenli bir şekilde inşaası için uygulanan inşaat programının belirlenmesinde dikkate alınması gerektiği görülmüştür. Xffl
Özet (Çeviri)
SUMMARY Prediction and mitigation of excessive settlements from construction of earth structures founded on soft ground is a fundamental problem faced by geotechnical engineers. When the embankment is designed with a sufficiently high degree of safety against undrained bearing capacity failure, one-dimensional settlement analysis is applicable. In cases where bearing capacity of foundation layers are insufficient, staged construction and preloading are among the most frequently used techniques. Alibey Dam in Istanbul which is seated on medium stiff cohesive alluvial deposits of up to 35 m thickness is constructed in stages within a period of 15 years. In order to program this staged construction, the foundation layers were heavily instrumented to monitor the pore pressures generated and displacements developed during construction. The upstream and downstream embankments of this dam with an unusual cross-section were seated on natural layers, whereas underneath of other sections sand drains were implemented to speed up the consolidation. In this investigation, the settlement of foundation layers underneath different sections of the dam are analyzed using Terzaghi 's consolidation theory. In accordance with the construction stages, firstly the settlements underneath the upstream embankment are computed and compared with the measured values to check the validity of soil compression characteristics. Then, the settlements underneath different sections of the dam are analyzed. The computed and measured settlement values are shown to be in good agreement with each other. In this investigation, stress increases and immediate settlement of the founding strata of Alibey Dam, built in staged loading due to the unfavorable soil conditions, is aimed to be calculated. The finite element method is used in the calculations and the elasto-plastic behaviour of the founding strata as well as the improvements arising due to consolidation are taken into consideration. As a first step, which also complies with the construction method, the result of the elastic and elasto-plastic analysis are carried out of for the computation of stresses and deformations of the strata beneath the upstream cofferdam are compared and their compatibility with the behaviour monitored by field measurements are maintained. By that means, using these verified ground properties, the stresses and the displacements of founding strata for the various sections of whole dam under staged loading are calculated. The results of the analysis have indicated that in the highly compressible soft soils under embankment loading, plastic regions develop even under low loading stages and thus it would be more appropriate to carry out elasto- plastic analysis under such soil conditions. In addition it is also found out that the improvement of the material properties due to the consolidation of the soft layer during the construction stages is necessary to be included in the calculations and that this would also be required to be considered in assessing the time schedule for the safe construction of the dam. # !$
Benzer Tezler
- Yumuşak zeminler üzerine oturan dolgu barajlarda deformasyonların deneysel ve nümerik yöntemlerle belirlenmesi
Determination of deformations in earth dams constructed on soft soils by means of experimental and numerical analysis
HAVVANUR KILIÇ
Doktora
Türkçe
2000
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÖNMEZ YILDIRIM
- Granüler stabilize dolgu ile iyileştirilen yumuşak kil zeminlere oturan temellerin analizi
Analysis of footing on soft clay stabilized with a granular soil
GİZEM MISIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
İnşaat MühendisliğiÇukurova Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LAMAN
- Yumuşak kil zeminlerin geogrid donatı ile güçlendirilmesi
Geogrid reinforcement of soft clay deposits
MURAT ÖRNEK
Doktora
Türkçe
2009
İnşaat MühendisliğiÇukurova Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ABDULAZİM YILDIZ
- Yumuşak kil zemine oturan kum dolgunun taşıma gücü güvenliğinin geotekstiller ve taş kolonlorla arttırılması
The behavior of geotextile-stone column-reinforced embankment constructed on soft clay
HAKAN ANIL AFATOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. METE İNCECİK
- Tabakalı zemin ortamında inşa edilen dairesel temellerin sayısal analizi
Numerical analysis of circular foundations built on a layered soil
ÇAĞRI MURAT MERCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDAT SERT