Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ŞEV STABİLİTESİ PROBLEMİNİN İKİ BOYUTLU SONLU ELEMANLAR
YÖNTEMİYLE ANALİZİ1Ayşe Bengü SÜNBÜL ve 2Hüseyin MUNGAN
1İnşaat Mühendisliği Bölümü, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi([email protected])
2 ZMYO İnşaat Bölümü, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi([email protected])
2. Ulusal Heyelan Sempozyumu 11-12 Ekim 2018
Ankara
Başlangıç
Çalışma Amacı İnceleme Alanı Sonlu Elemanlar YöntemiGerilme Deformasyon Analizleri Dinamik Analizler İyileştirme Sonuç ve Öneriler
Çalışma Amacı
Bu araştırma kapsamında Zonguldak’ın Kozlu ilçesisınırları içerisinde yer alan ve heyelan riskli bölge olarakbelirlenen alan, geoteknik olarak incelenmiştir.
Bu amaç doğrultusunda, araziden alınmış topoğrafikölçümlerden faydalanılmış, bölgeye ait detaylı sondajraporları incelenerek geoteknik ve yapısal parametrelerbelirlenmiş, çalışma alanı sonlu elemanlara dayalıprogram ile modellenerek statik durumda ve gerçekdeprem verileri kullanılarak dinamik yükler altındakidavranışı analiz edilmiştir.
İnceleme Alanı Zonguldak Kozlu ilçesi içerisinde yer alan çalışma bölgesi daha önceki
yıllarda heyelan meydana gelmiş bir bölgedir. İller Bankası, Jeolojik EtüdŞube Müdürlüğü (1992) raporuna göre inceleme alanı aktif heyelan bölgesiiçerisinde yer almakta olup zorunlu olmadıkça yapılaşmaya izin verilmemesigerekliliği raporda mevcuttur.
Sayısal Modelleme İnceleme alanında Yeraltı su seviyesi (YASS) ölçümleri yapmak ve
laboratuvar deneylerinde kullanılacak numuneler almak amacıyla, çapı 66mm, toplam derinliği 180 m olan, 6 adet temel sondaj kuyusu (SK) açılmış veyapılan sondajlar gösterilmiştir. YASS seviyesi 18-10-2.5 m arasındadeğişmektedir.
SK6
SK5
SK4
SK3
SK2SK1
Sonlu Elemanlar YöntemiA
B c D
Arazi
Boy Kesit
Taç
Topuk
Gerilme Deformasyon Analizleri Bu analizde yapı yükleri yayılı yük olarak yüzeye yansıtılmış ilk aşamada
lojman, ambar ve şube binası inşaatı tanımlanarak yükler altında yapılananalizde, mevcut kesitte en yoğun hareketlerin A zonunda en fazlagözlendiği ancak yüzeyden itibaren daha derinlere doğru artarak devamettiği görülmektedir. Analiz sırasında lojmanı içine alan bölgede ölçülen enyüksek yer değiştirme değeri 19.38 cm dir
LojmanAmbar
Şube Binası
Gerilme Deformasyon Analizleri
Mevcut yapılar ve yeni misafirhane inşaatı tanımlandığında, en yoğunhareketlerin yine A zonunda gözlendiği ve yüzeyden itibaren derineinildikçe arttığı, lojman bölgesinde ise en yüksek yerdeğiştirme 28.46 cmelde edilmiştir.
AmbarŞube Binası
Lojman
Yeni Misafirhane
Dinamik Analizler Bu çalışmada Mw 7.1 büyüklüğünde seçilmiş bir deprem kaydı kullanılmıştır.
Şekilde tabakalar üzerinde hiçbir yapı yükü yok iken deprem ivme kaydı 20saniye süresince etki ettirilmiş ve zeminde oluşan hareketler incelenmiştir. Budurumda elde edilen en yüksek yerdeğiştirme değeri şev tepe noktasıbölgesinde ve yüzeydeki A zonu bölgesinde 51.83 cm olarak ölçülmüştür.
Dinamik Analizler Mevcut yapılar yapıldıktan sonra yeni yapı ağırlıkları yayılı yük ile temsil
edilerek modele yansıtılarak dinamik analiz gerçekleştirilmiştir. Bu durumdaelde edilen deplasman değeri 78.54 cm olup, şev komple hareketegeçmiştir.
Lojman
Ambar Şube Binası
Yeni Misafirhane
Dinamik Analizler
Bu durumda elde edilen sonuçlara göre dinamik analizlerde her iki durum(mevcut yapılar yok iken ve mevcut yapılı durum) için deprem zamanınabağlı olarak 20 saniye süresince elde edilen Ux (yatay yer değiştirme) ve Uy(düşey yerdeğiştirme) değerlendirilmiştir.
Dinamik Analizler
A, B, C ve D noktalarındaki üzerinde her ikidurumda düşey Uy oturma değerlerikarşılaştırıldığında, oturma değerleri yapılarıninşası sonrasında artış göstermektedir. Dinamikanalizlerde, 4. saniyeden sonra model dengedurumuna gelmektedir
Dinamik Analizler
Şekil de A, B, C ve D noktalarında yatay yerdeğiştirmedeğerleri gösterilmiştir.Arazi koşullarına bağlı olarak B ve Cnoktalarında benzer davranış elde edilmiştir. A noktası için,üzerinde yük yokken 46 cm olarak ölçülen yatayyerdeğiştirme üzerinde yük var iken %50 oranında azalmıştır.Modelde en riskli bölge olan D noktasında bina yokken eldeedilen yatay yerdeğiştirme değeri üzerinde yük olmasıdurumuna göre, yaklaşık %50 oranında azalmıştır. Bu sonuçdeğerlendirildiğinde D noktası şevde en riskli bölge olaraktespit edilmiştir.
İyileştirme
Yamaçta riskli görülen bölgeye 31m derinliğinde diyafram duvar yapılarak oturma değeri 0.33 cm e kadar düşürülmüştür.
LojmanAmbar Şube Binası
Yeni Misafirhane
Malzeme modeli (Diyafram Duvar) Lineer Elastik
EA (kN/m) 12 106
EI (kNm2/m) 12000
Ağırlık (kN/m/m) 8.3
Poisson Oranı (ν) 0.15
Sonuç ve Öneriler Statik durumda bölgede mevcut yapılar ile elde edilen maksimum
yerdeğiştirme değeri 28.46 cm iken, dinamik durumda maksimumyerdeğiştirme değeri 51.83 cm olarak elde edilmiştir.
Modele Mw 7.1 büyüklüğünde deprem uygulandığında, heyelanoluşabilecek alanın taç bölgesinden topuk bölgesine uzanan gözlemnoktalarında elde edilen yerdeğiştirme değerleri min 21 cm ile maks 43 cmolarak tespit edilmiştir. En büyük yerdeğiştirme heyelan bölgesinin topukkısmında elde edilmiştir. Oluşturulan modele göre heyelan bölgesinin ortabölümü taç ve topuk kısımlarına göre daha güvenli kısımda yer almaktadır.Bunun sebebi olarak arazi eğimi gösterilebilir. Ayrıca bu kısımda binayükünün diğer kısımlardaki bina yüküne oranla daha az olması da biretkendir. Yatay ve düşey yerdeğiştirmeler analiz edildiğinde; yapı yüklerideprem durumunda A noktası için Ux değerini azaltırken D noktasındaarttırmıştır, Uy yerdeğiştirme değerlerini söz konusu olduğunda yapı yüklerinintüm noktalarda yerdeğiştirmeleri arttırdığı saptanmıştır.
Sonuç ve Öneriler
Sonuç olarak, inceleme alanında mevcut bir yapılaşma olduğu ve yeniyapılaşmalarında arttığı göz önüne alındığında, arazi zemin profilindeyüzeye en yakın zon olan, A zonundaki gevşek ve zayıf malzemeninüzerinde inşa edilecek yapılar için uygun bir yöntem ile zeminiyileştirmesi yapılması, özellikle topuk bölgesi kısmında yatay desteklemesitemleriyle kazı güvenliği sağlanarak yapılaşmaya gidilmesiönerilmektedir. Deprem bölgelerinde heyelanlı alanlarda şev stabiliteanalizi incelenmesi önemli bir husustur. Statik durumda dengede olanbir şevin, dinamik yükler altında duraylılığını koruyamaması sonucuoluşacak büyük yerdeğiştirmeler neticesinde daha çok can ve malkaybına neden olacağı öngörülmektedir. Bu nedenle, heyelan riskitaşıyan alanlarda inşaat yapılması durumunda statik hesaplamalarınyanında, mutlaka dinamik analizlerinde yapılması önerilmektedir.
Taç
Devrek-Ereğli Otoyolu
Kayma Yüzeyi
Topuk
Soru ve Cevaplar
DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİZ.DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİZ.