Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Nihai Zemin Taşıma Kapasitesi Hesabı

Abstract

Geoteknik mühendisliğinde, zemin taşıma gücü hesabı temel tasarımındaki en önemli faktörlerden biridir. Bu çalışmada, zemin taşıma gücü hesapları sonlu elemanlar ve analitik yöntemlerle hesaplanarak karşılaştırılmıştır. Bozozuk (1972) makalesindeki vaka analizi dikkate alınarak tekrar değerlendirilmiştir. 30 Eylül 1970 tarihinde, 600-ton ağırlığındaki silo aniden göçmüştür. Göçmeden sonra arazide Vane kesme deneyi ve laboratuvar deneyleri yapılarak zemin mukavemet parametreleri geri analiz yapılabilmesi için belirlenmiştir. Sonlu elemanlar analizinde Plaxis 2D yazılımı kullanılmıştır. Maksimum göçme güvenlik sayısı Terzaghi (1943) bağıntısına göre FS= 1,09, minimum göçme güvenlik sayısı ise Meyerhof (1963) bağıntısına göre FS= 0,97 olarak hesaplanmıştır. Sonlu elemanlar yöntemi analiz sonucuna göre güvenlik sayısı FS= 0,64 olarak elde edilmiştir. Tüm bu sonuçlar, özellikle karmaşık ve hassas zemin profilleri için analitik yöntem yerine sonlu elemanlar analizi yönteminin kullanılabileceğini göstermiştir.

Keywords

• güvenlik sayısı
• plaxis 2d
• nihai taşıma kapasitesi
• drenajsız kayma mukavemeti
• Factor of Safety
• Plaxis 2D
• Ultimate Bearing Capacity
• Undrained Shear Strength

Ultimate Bearing Capacity Calculation of Soil With Finite Element Method

Abstract

Ultimate bearing capacity calculation is one of the most important factor to design foundations in geotechnical engineering. In this paper, ultimate bearing capacity values were calculated with finite element and analytical methods and compared. A case study of Bozozuk (1972) article is used for ultimate bearing capacity evaluations. On 30 September 1970, 600-ton weight concrete silo suddenly overturned and failure. After failure, in-situ Vane shear test and laboratory tests carried out to determine soil strength parameters for back analysis. In finite element analysis, Plaxis 2D was use. From analytical method maximum factor of safety FS= 1,09 from Terzaghi (1943) and minimum factor of safety FS= 0,97 from Meyerhof (1963). According to finite element analysis results, factor of safety was calculated as FS=0,64. All these results indicate that especially for complex and sensitive soil profiles, finite element analysis method may be used instead of analytical method.

Keywords

• Factor of Safety
• Plaxis 2D
• Ultimate Bearing Capacity
• Undrained Shear Strength

References

1. [1] Bozozuk, M. (1972). Foundation Failure of the Vankleek Hill Tower Site, Proceedings, Specialty Conference on Performance of Earth and Earth-Supported Structures, Vol. 1, Part 2, pp. 885–902.
2. [2] Terzaghi, K. (1943). Theoretical Soil Mechanics, John Wiley & Sons, New York.
3. [3] Meyerhof, G.G. (1963). Some recent research on the bearing capacity of foundations, Canadian Geotechnical Journal, 1(1): 16. https://doi.org/10.1139/t63-003
4. [4] Salgado, R., A. V. Lyamin, S. W. Sloan, H. S. Yu (2004). Two and three-dimensional bearing capacity of foundations in clay, Geotechnique, 54(5): 297. https://doi.org/10.1680/geot.2004.54.5.297
5. [5] Bjerrum, L. (1974). Problems of Soil Mechanics and Construction on Soft Clays, Norwegian Geotechnical Institute, No. 110, Oslo.
6. [6] Morris, P.M., Williams, D.J., (1994). Effective Stress Vane Shear Strength Correction Factor Correlations, Canadian Geotechnical Journal, Vol. 31, No. 3, pp. 335-342. https://doi.org/10.1139/t94-041
7. [7] Das, B.M., Sivakugan, N. (2019). Principles of Foundation Engineering, Cengage Learning, USA.
8. [8] Bentley (2020). Plaxis 2D-Reference Manual, October.

9. [9] Bowles, J.E., (1997). Foundation Analysis and Design, McGraw- Hill Book Company, New York.