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
- Tez No: 691591
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZER ÇİNİCİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 256
Özet
Bu çalışmada, kohezyonsuz zeminlerin genleşme açısının düşük gerilme koşullarında elde edilmesi ve bu değerin maksimum içsel sürtünme açısına olan katkısı incelenmiştir. Bu amaçla, maksimum genleşme açısı, maksimum içsel sürtünme açısı ve kritik durum sürtünme açısını elde etmek amacıyla Kilyos kumu üzerinde 3 farklı test yapılmıştır. Üç eksenli testin uzun süren bir prosedür olması ve cihazın nispeten pahalı olması nedeniyle alternatif yöntemler kullanılmıştır. Ayrıca üç eksenli deneyin çok düşük gerilme seviyelerinde uygulanmasının pratik olmaması alternatif yöntemlerin kullanılmasının bir diğer sebebidir. Çok kısa sürede maksimum genleşmenin hesaplanmasını sağlayacak bir ekipman, elektronik bileşenleri ve gerekli Arduino kodu ile birlikte tasarlanmıştır. Ekipmanın temel ilkesi, numuneye eşit bir şekilde kayma birim deformasyonu uygulanması ve ilgili hacim değişiminin ölçülmesidir. Ardından, genleşme oranını hesaplamak için kayma ve hacimsel birim yer değiştirmeler arasındaki bağıntı değerlendirilmiştir. Tasarlanan mekanizma aracılığıyla, %14 ile %79 arasında değişen rölatif sıkılıklardaki kum numunelerinin maksimum genleşme değerleri, yalnızca kendi ağırlıklarından kaynaklanan gerilme altında belirlenmiştir. Ekipman, fotoğraf çekilmesine olanak sağlayacak şekilde saydam olan yan duvarlara sahiptir. Parçacık görüntülü hız ölçümü analizleri için testler sırasında çekilen fotoğraflar kullanılmıştır. PGHÖ analizlerinden elde edilen sonuçlar aracılığıyla, kayma yüzeyleri, aktif kamalar ve birim deformasyon alanları gözlenmiştir. Kayma yüzeylerinin sayısı ve yoğunluğu gözlenip, sayılarının artan rölatif sıkılık ile arttığı görülmüştür. Bunun yanında, rölatif sıkılık arttıkça aktif kamanın yatay eksen ile yaptığı açının da arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, numune üzerindeki farklı noktalar için hacimsel birim deformasyon – kayma birim deformasyon grafikleri çizilerek numunenin kayma esnasındaki üniformluğu incelenmiştir. Bunun yapılması kayma lokalizasyon davranışının araştırılmasına yardımcı olur. Testlerden ve bunlarla ilişkili PGHÖ analizlerinden elde edilen sonuçlar incelenerek hacimsel birim deformasyon ile kayma birim deformasyon arasındaki ilişkinin üçüncü derece polinom ile çok uyumlu olduğu görülmüştür. Ayrıca, aynı gerilme değeri ve rölatif sıkılık kombinasyonu için, literatürde yer alan basit bir metot kullanılarak zeminin en yüksek sürtünme açıları belirlenmiştir. Son olarak, kritik durum sürtünme açısı basitleştirilmiş bir yöntem kullanılarak elde edilmiştir. En yüksek genleşme açısı, en yüksek içsel sürtünme açısı ve kritik durum sürtünme açısı büyüklüklerinin deneysel olarak elde edilmesinden sonra, gerilim – genleşme parametreleri r, Q ve R belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In the present work, the assessment of dilatancy angle of cohesionless soils under low confining pressures and its contribution to peak friction angle are investigated. For this purpose, 3 different types of tests are conducted to obtain peak angle of dilation, peak friction angle and critical state friction angle on Kilyos sand. Alternative methods are used because of triaxial test being a time-consuming procedure and the apparatus being relatively expensive. Besides, triaxial tests being not practical to conduct ay very low stress levels is another reason to use alternative methods. An equipment which would allow the computation of peak dilatancy in a very short period of time is designed together with its electronic components and the required Arduino code. The main philosophy behind the equipment is to impose uniform shearing strain and to measure the associated change in the volume of a sample. Later the correlation between shear and volumetric strains is considered to calculate rate of dilation. With the devised mechanism, peak dilation angles of sand specimens with relative densities ranging from 14% to 79% are determined under the pressure resulted solely from their own weights. The equipment has transparent sidewalls that allow capturing images. Images captured during the tests are used for particle image velocimetry analyses. With the results of PIV analyses, shear planes, slip surfaces and the associated strain fields are determined. The number and intensity of shear planes are inspected and it is noted that their numbers increase with increasing relative density. Besides, the angle that active shear band makes with the horizontal axis is observed to be increasing as the relative density increases. Furthermore, sample uniformity during shearing is studied by plotting volumetric strain – shear strain relationship for different positions within samples. This aided the investigation of shear localization response. Examining the graphs obtained from both the tests and the associated PIV analyses, it is realized that volumetric strain versus shear strain relationship can be represented very well with a 3rd order polynomial. Moreover, for the same level of stress and density combinations, peak friction angles of the soil are determined using a simple test that is available in literature. Lastly, critical state friction angle is obtained using a simple method. Having experimentally determining the magnitudes of ψ_p, φ_p^' and φ_cs^', stress – dilatancy parameters r, Q and R are determined.
Benzer Tezler
- A prediction method on the post-failure properties of rock and its application to tunnels
Kayanın yenilme sonrası özellikleri üzerine bir kestirme yöntemi ve tünellerde uygulaması
İBRAHİM FERİD ÖGE
Doktora
İngilizce
2013
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. CELAL KARPUZ
- Dilatancy based identification of liquefaction susceptibility
Zeminlerin sıvılaşma yatkınlığının genleşime bağlı olarak belirlenmesi
ŞEBNEM BODUROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZER ÇİNİCİOĞLU
- Geleneksel sirkelerde balın etkilerinin UV-VIS spektroskopisi ve reoloji teknikleri ile araştırılması
Investigation of the effects of honey in traditional vinegar with UV-VIS spectroscopy and rheology techniques
MAHMUT AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN YALÇIN
- Mandibular posterior bölgede farklı kemik seviyelerindeki tek implantlar üzerinde farklı abutment materyallerinin oluşturacağı stresin sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi
Investigation of stress caused by different abutment materials on single implants at different bone levels in mandibular posterior region by finite element analysis
BARAN TURSUN
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2022
Diş HekimliğiAtatürk ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN YANIKOĞLU
- Investigation of stress distributions between a frictional rigid cylinder and laminated glass fiber composites
Sürtünmeli rijit silindir ile lamine cam elyaf kompozitler arasındaki gerilim dağılımlarının incelenmesi
KORHAN BABACAN YILMAZ
Doktora
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BORA YILDIRIM
DOÇ. DR. BARIŞ SABUNCUOĞLU