Determination and modeling of shear strength behavior of soil – geosynthetic interface
Zemin – geosentetik arayüzey kayma dayanımı davranışının belirlenmesi ve modellenmesi
- Tez No: 809422
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HASAN FIRAT PULAT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Geoteknik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 281
Özet
Bu çalışmada, farklı zeminler ve geomembranlar (GM) arasındaki arayüzleri etkileyen mühendislik parametreleri, kür sıvısı, kür süresi ve normal gerilme sınıfı gibi çeşitli koşullar altında incelenmiştir. Ayrıca depolama sahaları gibi birden çok geosentetiğin (GS) bir arada kullanıldığı tasarımlarda, GS'ler arasında oluşan arayüzeylerde de potansiyel kayma yüzeyleri oluşabilir. Bu nedenle, bu çalışmada aynı zamanda GM ve geotekstiller arasındaki arayüzeyler de araştırılmıştır. İlk aşamada, GS'lerin ve zeminlerin mühendislik parametreleri laboratuvar deneyleri ile belirlenmiştir. İkinci aşamada, zeminlerin kayma dayanımı parametrelerini belirlemek amacıyla orta ölçekli direkt kesme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Üçüncü aşamada, değişen koşullar altında, zeminlerin GM'ler ile oluşturdukları arayüzeylerin kayma davranışı incelenmiştir. Buradaki değişkenlerin çoğu, zeminlerin geoteknik özellikleri ve GM'lerin fiziko-kimyasal özellikleri ile ilgilidir ve literatürde çalışılmayan parametreleri içerir. Bu parametreler morfolojik özellikler, dane boyu ve normal gerilme sınıfıdır. Farklı kimyasal özellikteki HDPE, LDPE, PVC ve TPO ülkemizde en çok kullanılan GM türleridir ve bu çalışmada aynı zaman kalınlıkları da incelenmiştir. Gerçek saha koşullarını yansıtabilmek amacıyla, direkt kesme deneylerinde boşluk suyu olarak çeşme suyu, 0.5 molaritede tuzlu ve laboratuvarda sentetik olarak hazırlanmış atık sızıntı sıvıları (asidik maden drenajı sızıntısı, kömür yanma ürünü sızıntısı, kentsel katı atık sızıntısı) kullanılmıştır. GM'ler bu boşluk sıvıları içerisinde 4, 8 ve 16 ay bekletilmiş, böylece yaşlandırma etkisi incelenmiştir. Dördüncü aşamada GM – geotekstil arayüzeyleri oluşturulmuş ve kayma davranışları incelenmiştir. Geosentetiklerin yüzeyinde oluşan deformasyonlar ve pürüzlülükleri Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM) ve Optik Profilometre (OPM) analizleri ile incelenmiştir. Böylece, GS arayüzeyleri üzerinde zemin özelliklerinin, boşluk sıvısının, yıllandırmanın ve normal gerilmenin etkileri belirlenmiştir. Son aşamada, deneyler, bir bilgisayar yazılımı olan Plaxis 2D ile modellenmiş ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Deneylerin sonucunda, tüm arayüz sürtünme açılarının içsel sürtünme açılarında daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Köşeli ve iri daneli zeminlerin arayüzey sürtünme açıları daha yüksek elde edilmiştir. Tüm kür sıvıları için kür süresi arttıkça arayüzey sürtünme açıları azalmıştır. GM'lerin arayüzey sürtünme açılarına en çok zarar veren sızıntı sıvısı asidik maden drenajı iken minimum hasar yaratan ise kömür yanma ürünüdür. Plaxis 2D, OPM ve SEM analizlerinin sonuçları arayüzey direkt kesme deneyleri sonuçları ile uyumludur ve deneylerden elde edilen sonuçlar bu analizlerle desteklenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, engineering parameters affecting the interfaces between different soils and geomembrane (GM) were examined under various conditions such as curing liquid, curing time, and normal stress level. Besides, in designs where multiple geosynthetics (GSs) are used together, such as landfill sites, potential shearing surfaces may occur in interfaces formed between GSs. For this reason, the study aimed to investigate the interface behaviors between GMs and geotextiles (GTXs). In the first stage, the engineering parameters of the GSs and soils to be used were determined by laboratory experiments. In the second stage, medium-scale direct shear experiments were carried out to determine the shear strength parameters of soils. In the third stage, the shearing behavior of soil samples with GM interfaces was examined under changing conditions. Most of the variables in here were related to the geotechnical properties of the soils and the physico-chemical properties of the GMs such as tensile strength, elongation at break, static puncture resistance, yield strength etc., and these variables included the effect of parameters not studied in the literature. These parameters were morphological properties, grain size, and normal stress levels. HDPE, LDPE, PVC, and TPO with different chemical properties are GMs that are commonly used in our country and their thicknesses were examined in experiments. To reflect the actual field conditions, tap water, salt water at 0.5 molarities, and synthetic waste leachate (acidic mine drainage leachate, coal combustion product leachate, municipal solid waste leachate) were used as pore liquid. GMs were kept in different pore liquids in the curing pool for 4, 8, and 16 months, and their aging effects were examined. In the fourth stage, interfaces between different GMs and geotextiles were created and the shear behavior of the surface was examined. The surface deformations and roughness of the geosynthetics used in the experiments were examined by Scanning Electron Microscope (SEM) and Optical Profilometer (OPM) analyses. So, the effect of soil properties, pore liquids, aging, and normal stress on the geosynthetic surface could be investigated. The experiments carried out in the last stage were modeled with a finite element software (Plaxis 2D) and the results were compared. As a result of the experiments, all interface friction angles were lower in terms of internal friction angle. The interface friction angle of more angular and coarser grain soils was higher. The interface friction angles decreased as the curing time increased for all curing liquids. The most damaging leachate of GMs to the interface friction angle was acidic mine drainage, while the minimal damage was the coal combustion product. The results of Plaxis 2D, OPM, and SEM analysis were compatible with the interface direct shear test results and the results from the experiments were supported by these analyzes.
Benzer Tezler
- Dinamik özellikleri belirlenen sıkıştırılmış killi kalın bir zemin tabakasının tek boyutlu sismik yer tepki analizleri
1D ground response analyses of compacted soil with dynamic properties measured in laboratory
CEREN AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP İYİSAN
- Sıvılaşma analizi ve sıvılaşma sonucu oluşan yanal yayılma hesap yöntemlerinin karşılaştırılması
Liquefaction analysis and comparison of lateral spread calculation methods resulting from liquefaction
MERT ALTINDİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYFER ERKEN
- Yapay sinir ağlarının geoteknik mühendisliğinde kullanımı
The use of neural networks in geotechnical engineering
YEŞİM TUSKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
İnşaat MühendisliğiCelal Bayar Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YUSUF ERZİN
- Determination of the behavior of pile walls under seismic loading by finite element method
Sismik yükler altında kazık duvarlarının davranışının sonlu elemanlar yöntemiyle belirlenmesi
ABADA DANDACHLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
İnşaat MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KAMİL BEKİR AFACAN
- Mevcut 44 katlı betonarme yüksek bir binanın TBDY 2018'e göre deprem performansının zaman tanım alanında doğrusal olmayan yöntemle belirlenmesi
Determination of the seismic performance of an existing 44-storey reinforced concrete high-rise building according to TSC 2018 by nonlinear time history analysis
ERKAN YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH NECMETTİN GÜNDÜZ