Sıvılaşabilir Zeminlerde Hacimsel Sıkışma ve Genişleme Eğilimlerinden Kaynaklanan Doğrusal Olmayan Davranışın Bir Boyutlu Dinamik Zemin Tepkisi Analizlerine Etkisi

Devrim Erdoğan

Sıvılaşabilir Zeminlerde Hacimsel Sıkışma ve Genişleme Eğilimlerinden Kaynaklanan Doğrusal Olmayan Davranışın Bir Boyutlu Dinamik Zemin Tepkisi Analizlerine Etkisi

Öz

Suya doygun granüler bir zeminin dinamik yükler altında sergileyeceği davranışı temsil edecek zemin modelinin hem sıvılaşma anına kadar gelişen süreci ve hem de sıvılaşma sonrası süreci modelleme kapasitesine sahip olması gerekmektedir. Sıvılaşma sonrası süreç özellikle yanal yayılma ve boşluksuyu basınçlarının sönümlenmesine bağlı oturmaların belirlenmesi anlamında önemlidir. Öte yandan, sıvılaşma, ana kayadan zemin yüzeyine iletilen kuvvetli yer hareketini genlik, frekans ve süre anlamında değiştirmektedir. Bu değişim, sıvılaşma öncesi ve sonrası süreçlerde, zeminin hacim değişimi eğilimlerine bağlı olarak rijitlik ve kayma dayanımı değişimlerinden kaynaklanmaktadır. Özellikle, sıvılaşmaya yakın çok düşük seviyelerdeki efektif gerilmelerde ve daha çok orta sıkı ve sıkı suya doygun granüler zeminlerde meydana gelen genişleme yönündeki hacim değişimi eğilimleri aşırı boşluksuyu basınçlarının düşmesini sağlayarak efektif gerilme düzeyinin ve dolayısı ile rijitlik ve kayma dayanımında artışa neden olmaktadır. Böylece sıvılaşmaya çok yakın gerilme durumu mevcut olsa bile anlık rijitlik artışları, zeminin deformasyon yapabilme kabiliyetini artırmaktadır. Çevrimsel hareketlilik (sınırlı sıvılaşma) olarak tanımlanan bu davranış, zemin yüzeyinde, taban kayasına göre genliği, frekans içeriği ve süresi artmış bir ivme-zaman ilişkisinin elde edilmesine neden olmaktadır. Öte yandan, başlangıç kayma gerilmelerinin mevcut olması durumu bu davranışın ortaya çıkmasını kolaylaştırmaktadır. Bu çalışma kapsamında, Cyclic1D bir boyutlu zemin tepkisi modülü içerisinde mevcut bulunan ve çevrimsel hareketlilik davranışını modelleme kapasitesine sahip olan Pressure-Dependent Multi-Yield Surface Plastisite modeli kullanılarak, 20 m. derinliğinde orta sıkı kum zemin profilinde yatay zemin yüzeyi (a=0°) ve eğimli zemin yüzeyi (a=3° ve a=8°) durumları için parametrik analizler gerçekleştirilmiştir. Analizler taban kayasından sinüzoidal olarak uygulanan 0.05g, 0.2g ve 0.4g genliğindeki, 1Hz. frekansındaki ve 10 sn. süren yanal ivmeler için gerçekleştirilmiştir. Parametrik analizler yardımı ile yatay ve eğimli zemin yüzeyi durumlarında, çevrimsel hareketlilik davranışını ortaya çıkaran etkenler araştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Sıvılaşma,çevrimsel hareketlilik

Kaynakça

Beliceli, A. (2006). Eskişehir Yerleşim Yeri Zeminin Büyütme Etkisinin Makaslama Dalga Hızına Bağlı Olarak Belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi. Balıkesir Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü. Balıkesir, Türkiye. Bonilla, L., Archuleta, R., Lavallee D (2005). Hyste-retic and Dilatant Behaviour of Cohesionless Soils and their Effects on Nonlinear Site Response: Field Data Observations and Modelling. Bulletin of Seis-mological Society of America, 95(6), 2373-2395.
Boulanger, R.W., Zioyopoulou, K. (2015). PM4SAND: A Sand Plasticity Model For Earthqua-ke Engineering Applications. UCD/CGM-15/01 Re-port, University OF California. California, USA.
Bray, J., Boulanger, Cubrinovski. M., Tokimatsu, K., Kramer., S., O’Rourke, T., Rathje, E., Green, R., Ro-bertson, P., Beyzaei, C. (2017). U.S.-NewZealand-Japan International Workshop On Liquefaction Induced Ground Movement Effects, University of California, 2016. PEER Report2017. California, USA.
Elgamal, A., Dobry, R., Parra, E., Yang, Z. (1998). Soil Dilation and Shear Deformations During Liquefaction. Proceedings of the 4th. International Conference On Case Histories in Geotechnical Enginee-ring. Missauri University of Science and Techno-logy.1238-1259.
Elgamal A., Yang, Z., Parra, E., Ragheb, A. (2003). Modelling of Cyclic Mobility in Saturated Cohesion-less Soils. International Journal of Plasticity. 19, 883-905.
Elgamal, A. (2014). Site Liquefaction. Stress-Strain Response. Stress-Strain Models. Site Response. Late-ral Deformation. Course Notes. Universidad Naciao-nal de SanJuan, Argentina.
Gingery, R. (2014). Effects of Liquefaction On Earthquake Ground Motions. PhD.Thesis. University of California, SanDiego.
Iai, S., Matsunaga, Y. and Kameoka, T. (1992a). Strain space plasticity model for cyclic mobility. Soils and Foundations, 32(2), 1-15.

Iai, S., Matsunaga, Y. and Kameoka, T. (1992b). Analysis of undrained cyclic behavior of sand un-der anisotropic consolidation. Soils and Foundations. 32(2), 16-20.
Iai S, Ozutsumi O. (2005). Yield and cyclic behavi-our of a strain space multiple mechanism model for granular materials. International Journal for Numeri-cal and Analytical Methods in Geomechanics. 29(4), 417-442.
Iai S. (2005). International standard (ISO) on seis-mic actions for designing geotechnical works – An overview. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 25, 605-615.
Iai S, Tobita T. (2006) Soil non–linearity and effects on seismic site response. In Proc 3rd International Symposium on the Effects of Surface Geology on Seis-mic Motion. Grenoble, France, 21-46.
Iai S, Tobita T, Ozutsumi O, Ueda K. (2011). Dila-tancy of granular materials in a strain space mul-tiple mechanism model. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. 35(3), 360-392.
Iai S, Tobita T, Ozutsumi O. (2013). Induced fabric under cyclic and rotational loads in a strain space multiple mechanism model for granular materials. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. 37(2), 150-180.
Iai S, Tobita T, Ozutsumi O. (2013). Evolution of fabric in a strain space multiple mechanism model for granular materials. International Journal for Nu-merical and Analytical Methods in Geomechanics. 37(10), 1326-1336.
Ishihara, K. (1996). Soil Behaviour In Earthquake Geotechnics. Oxford University Press. P.350.
Kramer, S., Elgamal, A. (2001). Modelling Soil Liquefaction Hazards for Performance Based Earthquake Engineering. PEER Report 13.
Kramer, S., Hartvigsen, A., Sideras, S., Özener, P. (2011). Site Response Modelling in Liquefiable Soil Deposits. 4th. IASPEI / IAEE International Symposium On Effects of Surface Geology On Seismic Motion. Uni-versity of California, Santa Barbara. 1-12.
Oral, S. (2014). Effective Stress Based Constitutive Modelling And Assesment of Seismic Pile-Soil Inte-ration In Liquefiable Soils, PhD Thesis. Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara.
Parra, E. (1996). Numerical modeling of liquefac-tion and lateral ground deformation including cyc-lic mobility and dilation response in soil systems. Ph.D. thesis. Troy, N.Y.: Dept. of Civil Engineering, Rensselaer Polytechnic Institute.
Yang, Z. (2000). Numerical Modeling of Earthquake Site Response Including Dilation and Liquefaction. Doktora Tezi, Columbia Universitesi.
Yang,Z., Elgamal, A., Parra, E. (2003). A Computa-tional Model for Liquefaction and Associated Shear Deformation. Journal of Geotechnical and Geoenvi-ronmental Engineering, ASCE, 129(12).

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

-

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Devrim Erdoğan ^*
EGE ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

29 Aralık 2017

Gönderilme Tarihi

2 Aralık 2017

Kabul Tarihi

4 Aralık 2017

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2017 Cilt: 2 Sayı: 2

IZ

https://izlik.org/JA43NN79TC

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Erdoğan, D. (2017). Sıvılaşabilir Zeminlerde Hacimsel Sıkışma ve Genişleme Eğilimlerinden Kaynaklanan Doğrusal Olmayan Davranışın Bir Boyutlu Dinamik Zemin Tepkisi Analizlerine Etkisi. Mühendislik ve Yer Bilimleri Dergisi, 2(2), 12-27. https://izlik.org/JA43NN79TC

AMA

1.Erdoğan D. Sıvılaşabilir Zeminlerde Hacimsel Sıkışma ve Genişleme Eğilimlerinden Kaynaklanan Doğrusal Olmayan Davranışın Bir Boyutlu Dinamik Zemin Tepkisi Analizlerine Etkisi. MYBD - JEES. 2017;2(2):12-27. https://izlik.org/JA43NN79TC

Chicago

Erdoğan, Devrim. 2017. “Sıvılaşabilir Zeminlerde Hacimsel Sıkışma ve Genişleme Eğilimlerinden Kaynaklanan Doğrusal Olmayan Davranışın Bir Boyutlu Dinamik Zemin Tepkisi Analizlerine Etkisi”. Mühendislik ve Yer Bilimleri Dergisi 2 (2): 12-27. https://izlik.org/JA43NN79TC.

EndNote

Erdoğan D (01 Aralık 2017) Sıvılaşabilir Zeminlerde Hacimsel Sıkışma ve Genişleme Eğilimlerinden Kaynaklanan Doğrusal Olmayan Davranışın Bir Boyutlu Dinamik Zemin Tepkisi Analizlerine Etkisi. Mühendislik ve Yer Bilimleri Dergisi 2 2 12–27.

IEEE

[1]D. Erdoğan, “Sıvılaşabilir Zeminlerde Hacimsel Sıkışma ve Genişleme Eğilimlerinden Kaynaklanan Doğrusal Olmayan Davranışın Bir Boyutlu Dinamik Zemin Tepkisi Analizlerine Etkisi”, MYBD - JEES, c. 2, sy 2, ss. 12–27, Ara. 2017, [çevrimiçi]. Erişim adresi: https://izlik.org/JA43NN79TC

ISNAD

Erdoğan, Devrim. “Sıvılaşabilir Zeminlerde Hacimsel Sıkışma ve Genişleme Eğilimlerinden Kaynaklanan Doğrusal Olmayan Davranışın Bir Boyutlu Dinamik Zemin Tepkisi Analizlerine Etkisi”. Mühendislik ve Yer Bilimleri Dergisi 2/2 (01 Aralık 2017): 12-27. https://izlik.org/JA43NN79TC.

JAMA

1.Erdoğan D. Sıvılaşabilir Zeminlerde Hacimsel Sıkışma ve Genişleme Eğilimlerinden Kaynaklanan Doğrusal Olmayan Davranışın Bir Boyutlu Dinamik Zemin Tepkisi Analizlerine Etkisi. MYBD - JEES. 2017;2:12–27.

MLA

Erdoğan, Devrim. “Sıvılaşabilir Zeminlerde Hacimsel Sıkışma ve Genişleme Eğilimlerinden Kaynaklanan Doğrusal Olmayan Davranışın Bir Boyutlu Dinamik Zemin Tepkisi Analizlerine Etkisi”. Mühendislik ve Yer Bilimleri Dergisi, c. 2, sy 2, Aralık 2017, ss. 12-27, https://izlik.org/JA43NN79TC.

Vancouver

1.Devrim Erdoğan. Sıvılaşabilir Zeminlerde Hacimsel Sıkışma ve Genişleme Eğilimlerinden Kaynaklanan Doğrusal Olmayan Davranışın Bir Boyutlu Dinamik Zemin Tepkisi Analizlerine Etkisi. MYBD - JEES [Internet]. 01 Aralık 2017;2(2):12-27. Erişim adresi: https://izlik.org/JA43NN79TC