Sismik Yöntem İle Zemin Taşıma Kapasitesi ve Oturmasının Saptanması

Öz

Zemin taşıma kapasitesi hesaplamalarında, temelin taban seviyesi üzerindeki hafriyatı yapılan ağırlığın yerine ilave eşdeğer bir yük konduğunda, yerine koyma işlevi hesaplamaları basitleştirir ve hata küçük ve emniyetli tarafta olur. Bu görüş noktasından hareket ederek, zeminlerin sismik kayma dalga empedansı (direnci) ile yer basıncı ifade edilerek zeminlerin sınır taşıma kapasitesi tanımlanmıştır. Emniyetli taşıma kapasitesini elde edebilmek için zeminlerin özelliklerine bağlı güvenlik faktörü değerleri ile hız oranı Vp/Vs değerlerinin benzerliğinden yararlanarak Vp/Vs hız oranının güvenlik faktörü olarak kullanılabileceği gösterilmiştir. Bu bağlamda, sismik kayma dalgası hızına bağlı yoğunluk tanımı yapılmış ve bu çalışmadaki sayısal değerlendirmelerde kullanılmıştır. Müsaade edilebilir taşıma kapasitesinin, standart penetrasyon test (SPT (N))‟tekine benzer olarak temel şekil faktörüne bağlı tanımlanabileceği ve ayrıca, zeminlerin yatak katsayıları ve elastik oturma miktarlarının Boussinesq denklemine göre basınç dağılımının aktif derinliğine bağlı olarak saptanabileceği gösterilmiştir. Zemin mekaniğinden elde edilen yük-oturma eğrisi ile sismik hızlardan elde edilen yük-oturma eğrisinin benzer değişim gösterdiği görülmüştür. Zemin etütlerinde, sismik yöntem, yapısal jeolojiyi ve diğer özelliklerini aydınlatmak için kullanılırken, bu yöntem ile güvenilir zemin emniyetli taşıma kapasitesi, yatak katsayısı ve oturma değerleri hakkında daha çabuk ve ucuz olarak güvenilir ön bilgi elde etmek mümkün olmaktadır

Anahtar Kelimeler

• Taşıma kapasitesi, yoğunluk, yatak katsayısı, yük-oturma, sismik

Determination of Soil Bearing Capacity and Consolidation Using Seismic Method

Abstract

In computation of bearing capacity, if the weight of the soil above level of the foundation is replaced by an equivalent load, this substitution simplifies the computations and the error involved is small and the safe side. Starting from this point of view, an ultimate bearing capacity has been defined by expressing the earth pressure with the seismic shear wave impedance. In order to obtain a safe bearing capacity, it has been shown that velocity ratio Vp/Vs can be used as a safety factor due to the similarity of their values depending on the earth properties. Thus, a density relation depending on the seismic shear wave has been defined and it was used for the numerical evaluations in this study. It was shown that the allowable bearing capacity could be expressed depending on the foundation shape factor as used in the Standart Penetration Test (SPT(N)). It has also been shown that amounts of the subgrade reaction and the elastic settlement can be determined by means of Boussinesq‟s equation. It was observed that the load-settlement curve obtained by the seismic method indicates similar variation to that obtained by the soil mechanics. In soil and rocks studies, while the seismic method is used to elucidate the structral geology and its other properties, it is also possible to obtain a reliable reconnaissance knowledge about the safety bearing capacity, subgrade reaction and settlement values quickly and low cost by this method

Keywords

• Bearing capacity, density, subgrade reaction, load-settlement, seismic method

Kaynakça

1. BOWLES, J.E., 1984. Physical and Geotechnical Properties of Soils. McGraw-Hill.
2. CARVALHO, J., DIAS, R., PINTO, C., LEOTE, J. and MENDES-VICTOR L., 2008. A Soil Classification for Seismic Hazard Assesment and Mitigation of the Algarve The 14 th World Conference on Earthquake Engineering, October 12-17, Beijing, China. http://egeo.ineti.pt/edicoes_online/artigos/44.pdf
3. CARVALHO, J., DIAS, R., PINTO, C., LEOTE, J. and MENDESV., L., 2009. SPT seismic hazard seismic refraction soil classification. and Geotechnical Data Applied to the Soil Microzoning of Western Algarve, European Journal of Environmental and Enginnering Geophysics 5, 3-14 . ÇĠNĠCĠOĞLU, S. F., 2005. Zeminlerde Statik ve Dinamik Yükler Altında TaĢıma Gücü AnlayıĢı ve Hesabı: ĠMO, Ġstanbul Seminer Notu. DAS, M.B, 1993. Principles of Soil Dynamics. 2nd edn. PWS-KENT Publishing Company. Fu D., Sullivan E.C. and Marfurt K.J., 2006, Rock-Property and Seismic-Attribute Analysis of a chert reservoir in Devenian Thirty-one Formation: Geophysics, Vol. 71, No.5.
4. GULIEV, E., Vp/Vs estimation from Multicomponent Seismic Data for Improved Characterization of a Tight sanstone Gas reservoir, Colorado School of Mines , A thesis for the degree of Master of Science (Geophysics).
5. HAMADA, G. M., 2004. Reservoir Fluids Identification Using Vp/Vs Ratio? Oil & Gas Science and Technology-Rev.IFP, Vol.59, No.6, pp.649-654.
6. HARDIN, B.O., DRNEVICH, V.P., 1972. Shear modulus and damping in soils: design equations and curves, Journal of Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE, 98(SM7), pp.667-692.
7. HICKS, G.J., 2006. Extended Elastic Ġmpedance and Its Relation to AVO Crossplotting and Vp/Vs EAGE 68th Conference, Vienna, Austria. ISHIHARA, K. and TSUKAMOTO, Y., 2004. Review: Cyclic Strength of Imperfectly Saturated Sands and Analysis of Liquefaction: Proc. Japan Acad. V.80, Ser. B(2004).
8. KEÇELĠ, A. D., 1990. The determination of the Bearing Capacity by means of the seismic method. ( in Turkish). Jeofizik 4, 83-92.

9. KEÇELĠ, A., 2000. “Sismik Yöntemle Kabul edilebilir veya Emniyetli TaĢıma Kapasitesi Saptanması”, “The Determination of the Presumptive or Safe Bearing Capacity by means of the Seismic Method”, Jeofizik Dergisi, Cilt:14, Sayı: 1-2, Ankara.
10. MORENO, C., HUFFMAN, A., and BERTAGNE, A., 2003. The Vp/Vs Inversion Procedure: A Methodology for Shallow Water Flow (SWF) Prediction from Seismic Analysis of Multicomponent Data. Offshore Technology Conference, Houston, Texas.
11. OTHMAN, A. A., 2005. Construed geotechnical characteristics of foundation beds by seismic measurements . J. Geophys. Eng. 2 126–138.
12. PĠġEN, S. VE PEKġEN, E., 2009. Sığ Zeminler için Farklı Yöntemlerden Elde Edilen Zemin Emniyet Gerilmesi Değerlerinin KarĢılaĢtırılması: Uygulamalı Yerbilimleri Sayı:2(Ekim-Kasım) 2009 36-46.
13. PHILLIPS, D. E., HAN, D. H. & ZOBACK, M. D., 1989. Emprical Relationships among Seismic Velocity, Effect Pressure, Porosity, and Clay Content in Sandstone. Geophysics,54:(1) 82-89.
14. PRAKLA , 1986. Seismos AG. Buchhholzer Str. 100 P.O.B. 510530 D-300 Hannover 51. Seed H.B., and Idriss I. M., 1971, Simplified Proce4dure For evaluating Soil Liquefaction Potential: Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division. ASCE. V.:97, No: SM9.PP:1249-1273.
15. TATHAM, R.H., 1982. Vp/Vs and Lithology. Geophysics, 47: 336-344.
16. TEZCAN, S. S., KECELĠ, A., ÖZDEMĠR, Z., 2006. Allowable Bearing Capacity of Shallow Foundations Based on Shear Wave Velocity, Geotechnical and Geological Engineering, p:203- 2188.
17. TEZCAN, S., ÖZDEMĠR, Z. and KECELĠ, A., 2009. Seismic Technique to Determine the Allowable Bearing Pressure for Shallow Foundations in Soils and Rocks: Acta Geophysica, vol. 57, no. 2, pp. 400-412.
18. TÜRKER, E., 1988. Sismik Yöntemlerle Zemin TaĢıma Gücünün Saptanması, Doktora Tezi, A.Ü.Isparta Mühendislik Fakültesi.
19. TÜRKER, E., 2004. Computatio of ground bearing capacity from shear wave velocity. In: D. Bergman et al. (eds.), Continuum Models and Discrete Systems Kluwer Academic Publishers, Neterhlands, 173-180.
20. UZUNER, B.A.,1992. Temel Zemin Mekaniği, ĠnĢaat Mühendisleri Odası Trabzon ġubesi VENKATRAMAIAH, C., 1993. Geotechnical Engineering, John Wiley & Sons.
21. WANG Z., 2001, Fundamentals of Seismic Rock Physics: Geophysics, Vol. 66, No. 2; P. 398–412.
22. WILLKENS, R., SIMMONS G. & CARUSO, L., 1984. The ratio Vp/Vs as a Discriminant of Composition for Siliceous Limestones. Geophysics, 49( 11) 1850-1860.