Doygun kumların statik ve dinamik davranışlarının bünyesel modellenmesine yönelik geliştirilen sayısal formülasyonların karşılaştırmalı çalışması: Yeni bir pekleşme kuralı önerisi
Öz
Günümüze kadar pek çok çalışma kumların bünye davranışlarını modellemek üzere teoriler önermiş, klasik deneylerle bu teoriler belli ölçüde doğrulanmıştır. Kumların gözlenen tipik gerilme-şekil değiştirme davranışını yakalayabilen teoriler, sonrasında geliştirilen sayısal yazılımlara aktarılarak birçok geoteknik mühendisliği probleminin çözümünde kullanılmıştır. Bu hedeften uzaklaşmadan, halen yeni modeller geliştirilmekte, kaydedilen ilerlemeler daha çok ilgili sayısal formülasyonların en efektif nasıl integre edileceği ya da en geniş yelpazede zemin davranışının daha az model parametresiyle nasıl modelleneceğine odaklanmaktadır. Bu çalışmada suya doygun kumların statik ve dinamik davranışları teorik olarak modellenmiştir. Genelleştirilmiş Plastisite Teorisi kapsamında, modelde kullanılan bir akma ve potansiyel yüzeyiyle yapılan analizler, hiçbir yüzey tanımı yapmadan alınan analiz sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Kumlarda elastik ve plastik davranışları ayıran ve plastik deformasyonların hesabında kullanılan yüzey fonksiyonlarına olan ihtiyaç burada sorgulanmıştır. Çalışmada önce kum zeminin plastik davranışı birim vektörlerle hesaplanmıştır. Ardından birim vektörlerin integrasyonu ile akma yüzeyi ve potansiyel fonksiyonu çıkartılmış, zemine ait bünye ilişkileri, üç eksenli deney simülasyonlarıyla, iki farklı formülasyon için karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Çalışmanın ikinci bölümünde, yüzey tanımlı formülasyonda kullanmak üzere yeni bir pekleşme kuralı geliştirilmiştir. Beraberinde önerilen yeni bir interpolasyon kuralı ile de plastik yükleme modülü güncellenmiş ve gevşek kumların sıvılaşma davranışı yeniden modellenmiştir. Model sonuçları mevcut statik ve dinamik üç eksenli deneylerle doğrulanmıştır.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- [1] Tresca, H., Memoir on the flow of solid bodies under strong pressure, Comptes-rendus de l’académie des Sciences, 59: 754, 1864.
- [2] von Mises, R, Göttingen Nachrichten, Math. Phys. Klasse, 582, 1913.
- [3] Drucker, D.C., Some Implications of Work Hardening and Ideal Plasticity. Quarterly of Applied Mathematics, 7(4): 411-418, 1950.
- [4] Drucker, D. C., Coulomb friction, plasticity and plastic analysis of limit loads. J. Appl. Mech., 21(7): 1, 1954.
- [5] Houlsby, G.T., Study of plasticity theories and their applicability to soils, Doctoral Dissertation, University of Cambridge, 1981.
- [6] Drucker, D.C., Gibson, R.E. and Henkel, D.J., Soil mechanics and work-hardening theories of plasticity, Trans. ASCE, 122: 338-346, 1957.
- [7] Roscoe, K.H., Schofield, A., and Wroth, C.P., On the yielding of soils, Geotechnique, 8(1): 22-53, 1958.
- [8] Casagrande, A., Characteristics of cohesionless soils affecting the stability of slopes and earth fills, J. Boston Society of Civil Engineers, 23(1): 13-32, 1936.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yazarlar
Mehmet Ulker
0000-0001-7632-2303
Türkiye
Yayımlanma Tarihi
7 Nisan 2020
Gönderilme Tarihi
13 Mart 2019
Kabul Tarihi
31 Ocak 2020
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2020 Cilt: 35 Sayı: 3