FARKLI ZEMİNLERDEKİ KAZIKLARIN DEPREM DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Yıl 2009, Cilt: 25 Sayı: 1, 223 - 236, 01.02.2009

Ömür Çimen K. Armağan Korkmaz S. Nilay Keskin A. İşıl Çarhoğlu Zeki Ay

Öz

Bu çalışmada, farklı zeminlerdeki kazıkların deprem etkisi altındaki davranışını incelemek için sonlu elemanlar yöntemiyle dinamik analizler gerçekleştirilmiştir. 10 m x 10 m zemin içerisinde; 1 m sabit çaplı, 10 m sabit uzunluğundaki bir kazık modeli sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmiştir. Zemin ve kazık, üç boyutlu katı (solid) modelleme ile modellenmiştir. Kum ve kil tabakalarının farklı kalınlıklarda yerleştirilmesi ile on bir adet farklı zemin profili tanımlanmıştır. Oluşturulan bu zemin-kazık modellerinde zaman tanım alanında dinamik analiz yöntemi kullanılarak dinamik analiz yapılmış, zemin- kazık modellerindeki yatay ve düşey maksimum yer değiştirmeler ve taban kesme kuvvetleri belirlenmiştir. Analizler sonucunda deprem etkisindeki zemin-kazık etkileşiminde, zemin yapısındaki değişikliğin oldukça önemli olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Zemin, Kazık, Sonlu elemanlar, Dinamik analiz

INVESTİGATİON OF EARTHQUAKE BEHAVİOR OF PİLES IN DİFFERENT SOİLS

Öz

In this study, the earthquake behaviors of piles in different soil conditions have been investigated by using finite element method. A pile model with 1 m diameter and 10m fixed length in 10m x 10m soil was modeled with finite element methodology. The soil and pile have been modeled in three-dimension. Eleven different soil profiles have been defined with different thickness of the sand and clay layers. Dynamic analysis has been realized by using time history analysis. As a result, maximum horizontal and lateral displacements and base shears have been obtained. It has been observed that the change at the soil structure is significantly important for interacted soil-pile system.

Anahtar Kelimeler

Soil, Pile, Finite element, Dynamic analysis

Kaynakça

• Birand A.A., Kazıklı Temeller, Teknik yayınevi, Ankara, 2001.
• Coduto D.P., Temel Tasarımı İlkeler ve Uygulamalar, Gazi Kitabevi, 816, 2005.
• Small J.C., Liu, H.L.S., Time-settlement behaviour of piled raft foundations using infinite elements, Computers and Geotechnics, 35, 187-195, 2008.
• Bea R., Pile Capacity for axial cyclic loading, Journal of Geotechnical Engineering, 118, 1, 34-50, 1992.
• Önalp A., Sert S., Arel E., Kazıklı yayılı temellerin deprem yükü alan aluviyal ortamda kullanımı.Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Onbirinci Ulusal Kongresi,7-8 Eylül, Trabzon, 2006.
• Ordu E., Özkan T., Kazıklı Temellerin Deprem Performanslarının Üç Boyutlu Sonlu Elemanlar Yöntemi ile İncelenmesi, İTÜ Dergisi, Cilt: 5, Sayı: 2, 27-34, 2006.
• Ng C.W.W., Zhang L., Nip D.C.N., Responce of laterally loaded large-diameter bored pile groups, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 127,8, 658-669, 2006.
• Özen M., Özkan M.T., Yatay yüklü kazıkların davranışlarının sonlu elemanlar yöntemi ile belirlenmesi hakkında bir inceleme, Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Onuncu Ulusal Kongresi, 16-17 Eylül, İstanbul, 2004.
• Keleşoğlu M.K., Özkan M.T., Boran E., Yatay yüklü kazıkların yük deformasyon davranışının sonlu elemanlar yöntemi ile belirlenmesi, Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Dokuzuncu Ulusal Kongresi, 21-22 Ekim, Eskişehir, 2002.
• Reul O., Randolph M.F., Design Strategies for piled rafts subjected to nonuniform vertical loading, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 130,1, 1-13, 2003.
• Bartolomei A.A., Omel’chak I.M., Effect of loading character on analysis of pile and pile-foundation settlements, Soil Mechanics and Foundation Engineering, 40, 5, 153-160, 2003.
• Karthigeyan S., Ramakrishna V.V.G.S.T., Rajagopal K., Influence of vertical load on the lateral response of piles in sand, Computers and Geotechnics, 33, 121-131, 2006.
• Cow Y.K., Teh C.I., Pile-Cap- Pile-Group interaction in nonhomogeneous soil, Journal of Geotechnical Engineering, 117,11,1655-1668, 1992.
• Alsalerh H., Shahrour I.,’Influence of plasticity on the seismic soil-micropiles-structure interaction, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2008.
• Uzuoka R., Sento N., Kazama M., Zhang F., Yashima A., Oka F., Three-dimensional numerical simulation of earthquake damage to group-piles in a liquefied ground, 27, 395-413, 2007.
• Sadek M., Shahrour I., Influence of the head and tip connection on the seismic performance of micropiles, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 26, 461-468, 2005.
• Sadek M., Shahrour I., Three-dimensional finite element analysis of the seismic behavior of inclined micropiles, 24, 473-485, 2004.
• Nikolaou S., Mylonakis G., Gazetas G., Tazoh T., Kinematic pile bending during earthquakes: analysis and field measurements, Geotechnique, 51, 5, 425-440, 2001.
• Basu D., Prezzi M., Chakraborty T., Settlement analysis of piles with rectangular cross sectionsin multi- layered soils , Computers and Geotechnics, 35, 563-575, 2008.
• Laman M., King G.J.W., Dickin E.,A., Three-dimensional finite element studies of the moment-carrying capacity of short pier foundations in cohesionless soil, 25,141-155, 1999.
• Zhang L., Nonlinear analysis of laterally loaded rigid piles in cohesionless soil, Computers and Geotechnics, (in pres)., 2009.
• Bathe K. The finite element method Publisher, Journal of the University of Cape Town Engineering Society, 57-61, 1967.
• Cook, R., Malkus D., Plesha M., Concepts and applications of finite element analysis Publisher, John Wiley& Sons ,Canada,., 1989.
• Zienkiewicz C., Taylor L., The finite element method, Publisher, Mcgraw-Hill, England,V.22, 1988.
• Wilson E., Habibullah A., Sap 2000 Integrated Finite Element Analysis and Design of Structures Basic Analysis Refence Manual, Computers and Structures, Berkeley, 1998.
• Spundwand Handbuch Teil-1, Trade Arbed, p.75, Luxembourg, 1986.
• Poulos H.G., Davis E.H., Pile foundation analysis and design, John Wiley&Sons Inc. New York, 1980.
• Kimura M., Natsukawa K. and Tanaka A., Seismic evaluation of pile foundations, Proc.6 th Intern Sympos. On Numerical Models in Geomechanics, Canada, 2-4, 545-548, 1997.
• Hart G.C., Wong K., Structural Dynamics for Structural Engineers; John Wiley & Sons, Canada, 591, 1999.