Kohezyonsuz zeminlerde helisel kazıkların eksenel yük etkisindeki davranışlarının sayısal analiz yöntemleri ile araştırılması
Investigation of axial loading effect on the behavior of helical piles with numerical analysis methods in cohesionless soils
- Tez No: 977918
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT ÖRNEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Helisel kazıklar, Kohezyonsuz zemin, Kumlu zeminler, Sayısal analiz, Helical piles, Cohesionless soil, Sand soil, Numerical analysis
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İskenderun Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Helisel kazıklar tek, çift veya birkaç helis yaprağından oluşan, merkezinde şaft, ucunda konik ağız, uzatma bölümleri ve manşonlardan meydana gelen, zeminlere kuvvet momenti yoluyla döndürülerek kurulan, çelik malzemeden oluşmuş fabrika üretimi kazıklardır. Bu tez çalışmasında, kohezyonsuz zeminlerde, helisel kazıkların eksenel basınç yükü etkisi altındaki davranışları; sayısal analiz yöntemleri ile araştırılmıştır. Bu kapsamda, sıkı ve gevşek kum zeminlere gömülü, farklı yapısal tasarım niteliklerine sahip model helisel kazıklar; sayısal ortamda eksenel basınç yüküne maruz bırakılarak yük-deplasman davranışları, göçme mekanizmaları ve nihai eksenel taşıma kapasiteleri irdelenmiştir. Bu tezin özgün değeri ve mevcut araştırmalardan farkı ise farklı sıkılıktaki kum zeminlerde eksenel basınç etkisindeki helisel kazıkların, OPTUM G2 geoteknik tasarım programında, çarpan elastoplastik analiz (MEPA) ile probleme özgü ağ uyarlaması göz önüne alınarak çözümlenmesidir. İki boyutlu eksenel simetri yaklaşımıyla kurgulanan sayısal modeller, otomatik ağ uyarlaması tekniğiyle sonlu elemanlara ayrılarak, çarpan elastoplastik analiz modunda eksenel basınçla yüklenmiştir. Helisel kazıkların sayısal olarak elde edilen yük-deplasman eğrileri üzerinden %5D sınır deplasman kriterine göre nihai basınç taşıma kapasiteleri belirlenerek deneysel ve analitik sonuçlarla kıyaslanmıştır. Ayrıca, deneysel verilerle doğrulama yapıldıktan sonra orta sıkı zemin ve model ölçek etkisi olmak üzere iki farklı şekilde parametrik çalışmalar da yapılmıştır. Sonuç olarak, OPTUM G2 yazılımının eksenel yükleme koşulunda, helisel kazık-kohezyonsuz zemin etkileşimi modellemede ve çözümlemede başarılı ve güvenilir çıktılar sunduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Helical piles are factory-manufactured steel foundation elements, typically consisting of a central shaft, a conical tip, single, double or multiple helical plates, extension sections, and couplings, which can be installed into the soils by rotation through the application of a torque. In this thesis study, the behavior of helical piles embedded in cohesionless soils and subjected to axial compressive loading was investigated using numerical analysis methods. Within this scope, the load-displacement behavior, failure mechanisms, and ultimate axial bearing capacities of model helical piles with various structural configurations embedded in both dense and loose sand have been investigated by subjecting numerically to axial compression loads. The novelty and original contribution of this thesis lie in the analysis of axially loaded helical piles in sands of varying densities using multiplier elastoplastic analysis (MEPA), incorporating problem-specific mesh adaptation within OPTUM G2 geotechnical software. Two-dimensional axisymmetric numerical models were designed, discretized into finite elements with an automatic adaptive mesh refinement, and subjected to axial loading in the multiplier elastoplastic analysis mode. The ultimate compressive bearing capacities of the piles were determined from the numerically derived load-displacement curves based on a %5D limit displacement criterion, and the results were compared against experimental and analytical outputs. Following validation with test data, parametric studies were conducted to examine the effects of medium-dense sand and model scaling. In conclusion, it has been demonstrated that OPTUM G2 software yields successful and reliable results for modeling and analyzing helical pile-cohesionless soil interaction under axial loading conditions.
Benzer Tezler
- Yüzer açık deniz rüzgâr türbinleri için ankraj sistemlerinin kum ve kil zeminlerde çekme yükleri altında analitik, sayısal ve deneysel incelenmesi
Analytical, numerical and experimental investigation of anchoring systems for floating offshore wind turbines in sand and clay under tensile loading
BARBAROS KİRİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
İnşaat Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN EMRE DEMİRCİ
- Kohezyonsuz zeminlerde inşa edilen tünellerde zemin yüzeyindeki oturmalara etki eden faktörlerin model deneyleri ile incelenmesi
Model tests to determine the factors affecting the settlements above tunnels in cohesionless soils
ALEV A. BALİ
- Kohezyonsuz zeminlerde yanal yüklü kazıkların ve kazık gruplarının incelenmesi
Analysis of lateraly loaded single pile and pile groups in cohesionless soils
DOĞU SARI
- Kohezyonsuz zeminlerde kesme kutusu deneyleri ile kayma mukavemeti parametrelerinin belirlenmesi
Determination of shear strength parameters of cohesionless soils by direct shear tests
EMRAH TÜRER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAVVANUR KILIÇ
- Kohezyonsuz zeminlerde düşey yüklü kazıklı radye temellerin analizi
The analysis of vertical loaded piled raft foundation in cohesionless soils
BAKİ BAĞRIAÇIK
Doktora
Türkçe
2015
İnşaat MühendisliğiÇukurova Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LAMAN