Zeminlerin darbe enerjisi sönümleme kapasitesinin laboratuvar ortamında belirlenmesine yönelik deneysel bir yöntem: kumlu zeminlerin darbe enerjisi sönüm davranışına etki eden faktörler
An experimental method for determining the impact energy damping capacity of soils in a laboratory environment: Factors affecting the impact energy damping behavior of sandy soils
- Tez No: 954837
- Danışmanlar: PROF. DR. İNAN KESKİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Geoteknik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 137
Özet
Enerji sönümleme kapasitesi (ESK), malzemelerin harici bir yük veya darbe altında ne kadar enerji depolayabileceğini veya dağıtabileceğini ifade eden bir parametredir. ESK, darbe yükleri (örneğin, düşen kütleler, mermi penetrasyonu, patlama etkileri veya araç çarpışmaları) altında zemin deformasyonlarını ve dinamik stabiliteyi anlamada kritik bir rol oynar. Darbe yükleri, zeminlerin hızla deforme olmasına ve enerjiyi farklı şekilde sönümlemesine neden olan ani ve yüksek ivmeli kuvvetlerdir. Darbeli yükler altındaki zeminlerin ESK'nın anlaşılması, özellikle patlama yükleri altındaki zemin davranışının değerlendirilmesi açısından ve çeşitli geoteknik uygulamalar için kritik öneme sahiptir. Bu durum hem askeri hem de sivil yapılar ile ani darbelere maruz kalabilecek koruyucu yapıların tasarımı ve zeminlerin güçlendirilmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, kontrollülaboratuvar koşulları altında kumlu zeminlerin ESK'sını değerlendirmek için yeni bir deneysel yöntem ve deney cihazı geliştirmesi amaçlanmıştır. Çalışmada farklı nem koşulları (kuru, optimum ve ıslak) altında farklı tane boyutlarına (iri, orta ve ince) ve bağıl yoğunluklara (%40, %70 ve %90) sahip zemin numuneleri üzerine sabit bir yükseklikten bırakılan metal bir kürenin uyguladığı darbe kuvvetlerini ölçmek için özel olarak bir test cihazı kullanılmıştır. Sonuçlar, ince taneli kumların 23,15 Joule'e ulaşan sönümlenen enerji değerleriyle en yüksek ESK'yı sergilediğini, yoğun ve doymuş koşullar altında kaba taneli kumların ise en düşük kapasiteyi (22,05 J) sergilediğini göstermiştir. Nem içeriğinin kuru su içeriğinden optimum su içeriğine yükselmesi, enerji sönümleme kapatesinde orta düzeyde bir artışa ve ardından doymuş koşullar altında hafif bir düşüşe neden olmuştur. Benzer şekilde, yüksek bağıl sıkılık, deformasyonu azaltarak enerji sönümleme kapasitesini sınırlı ölçüde düşürmüştür. Bu çalışma, zemin stabilizasyonu, üstyapı tasarımı ve darbeye dayanıklı altyapı dahil olmak üzere geoteknik mühendisliği uygulamaları için değerli bilgiler sağlayan, zemin darbe etkisini değerlendirmek için potansiyel olarak standartlaştırılabilir bir test mekanizması sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The energy absorption capacity (EAC) is a parameter that describes the ability of materials to absorb or store energy under external loads or impacts. EAC plays a critical role in understanding soil deformations and dynamic stability under impact loads such as falling masses, projectile penetration, blast effects, or vehicle collisions. Impact loads are sudden and high-acceleration forces that cause rapid deformation in soils and result in varying energy absorption behaviors. Understanding the EAC of soils under such loading conditions is of great importance for various geotechnical applications, particularly in evaluating soil behavior under blast loads. This is especially crucial for the design of protective structures and ground improvement strategies in both military and civilian contexts where sudden impacts are likely to occur. This study aims to develop a novel experimental method and testing apparatus to evaluate the EAC of sandy soils under controlled laboratory conditions. A specially designed test device was used to measure the impact forces generated by a metal sphere dropped from a fixed height onto soil specimens with different grain sizes (coarse, medium, and fine), relative densities (40%, 70%, and 90%), and moisture conditions (dry, optimum, and wet). The results revealed that fine-grained sands exhibited the highest EAC, reaching up to 23.15 J, while coarse-grained sands under dense and saturated conditions showed the lowest capacity at 22.05 J. Increasing the moisture content from dry to optimum levels led to a moderate rise in energy absorption capacity, followed by a slight decrease under saturated conditions. Similarly, higher relative densities slightly reduced energy absorption, reflecting the reduced deformation in denser soils. This study proposes a potentially standardizable testing procedure for evaluating soil impact response and offers valuable insights for geotechnical engineering applications such as ground stabilization, pavement design, and impact-resistant infrastructure.
Benzer Tezler
- Yüksek plastisiteli kil zeminlerde atık tekstil fiber ve çimento katkısının zeminlerin mühendislik özelliklerine etkisi
Effect of waste textile fiber and cement additives on the engineering properties of the soil in high plasticity clay soils
DERYA NUR BOZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERAY YILDIRIM
- Investigating the swelling behavior of compacted high plasticity clays
Sıkıştırılmış yüksek plastisiteli killerin şişme davranışının araştırılması
GÜL BORAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET KURUOĞLU
- Çelik tel takviyeli betonların mekanik davranışı
Mechanical behavior of steel fiber reinforced concrete
TOLGA AYDÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. ALİ TAŞDEMİR
- Şok emici şekil hafızalı poliüretan zemin kaplamaları geliştirilmesi
Development of shock absorbing shape memory polyurethane floor coating
KORAY ULUDÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER
- Zeminlerin indeks özellikleri ve SPT-CPT deneylerinin karşılaştırılması
A Correlation study between standard penetration test and static cone penetration test results
ŞAFAK HATUNOĞLU