ÇUKUROVAÜNĐVERSĐTESĐ ...Tez çalışmamı maddi olarakdestekleyenÇukurova Üniversitesi Araştırma ProjeleriBirimi’neteşekkürederim. Bana sonsuz destekolanve sıkıntılarımı

ÇUKUROVA ÜNĐVERSĐTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ

DOKTORA TEZĐ M. Salih KESKĐN

GÜÇLENDĐRĐLMĐŞ KUMLU ŞEVLERE OTURAN YÜZEYSEL TEMELLERĐN DENEYSEL VE TEORĐK ANALĐZĐ

ĐNŞAAT MÜHENDĐSLĐĞĐ ANABĐLĐM DALI ADANA, 2009



M. Salih KESKĐN

DOKTORA TEZĐ

ĐNŞAAT MÜHENDĐSLĐĞĐ ANABĐLĐM DALI

Bu tez / / 2009 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu Đle Kabul Edilmiştir. Đmza:..................................... Đmza:.................................... Đmza:..............................

Prof. Dr. Mustafa LAMAN Prof. Dr. M. Arslan TEKĐNSOY Prof. Dr. Hasan ÇETĐN

DANIŞMAN ÜYE ÜYE

Đmza:.................................... Đmza:....................................

Doç. Dr. Cafer KAYADELEN Yrd. Doç. Dr. A. Azim YILDIZ

ÜYE ÜYE

Bu tez Enstitümüz Đnşaat Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır.

Kod No:

Prof. Dr. Aziz ERTUNÇ Enstitü Müdürü Đmza ve Mühür

Bu Çalışma Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No:MMF2006D1

Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

Sevgili eşim Esin, biricik kızım Sude Dicle ve aileme

I

ÖZ

DOKTORA TEZĐ


M. Salih KESKĐN


ĐNŞAAT MÜHENDĐSLĐĞĐ ANABĐLĐM DALI

Danışman : Prof. Dr. Mustafa LAMAN Yıl : 2009 Sayfa: 377 Jüri : Prof. Dr. Mustafa LAMAN

Prof. Dr. M. Arslan TEKĐNSOY Prof. Dr. Hasan ÇETĐN Doç. Dr. Cafer KAYADELEN Yrd. Doç. Dr. A. Azim YILDIZ

Bu çalışmada, donatısız, geogrid donatılı ve lastik parçacıklarıyla karıştırılmış (donatısız-donatılı) kumlu şevlere oturan şerit temellerin taşıma kapasitesi ve oturma davranışı, laboratuar model deneyleri yapılarak araştırılmıştır. Model deneylerde, donatısız durumda temelin şev tepesine olan uzaklığı, şev açısı, sıkılık derecesi ve temel boyutu parametrelerinin taşıma kapasitesi davranışına etkisi incelenmiştir. Donatılı durumda ise, geogrid donatı tabakalarının yerleşim düzeni, miktarı ve boyutuyla ilgili parametrelerin taşıma kapasitesi ile oturma davranışına etkisi ve davranışın, şev açısı, sıkılık derecesi, temel boyutu ve farklı donatı tiplerinden nasıl etkilendiği araştırılmıştır. Deneysel çalışmanın son kısmında, atık lastik parçacıkları-kum karışımlı şevlere oturan şerit temellerin taşıma kapasitesi donatısız ve donatılı durumlar için model deneyler yapılarak incelenmiş ve en büyük taşıma kapasitesi değerini veren optimum karışım oranı belirlenmiştir. Çalışmada, donatısız ve donatılı kum şevlere oturan temellerin, PLAXIS bilgisayar yazılımı kullanılarak, 2 boyutlu ve düzlem-şekil değiştirme koşullarında sonlu elemanlar yöntemi ile sayısal çözümü yapılmıştır. Elde edilen deneysel ve teorik sonuçlar karşılaştırılarak temel mühendisliği uygulamalarında kullanılmak üzere tasarım parametreleri önerilmiştir

Anahtar kelimeler: donatılı şev, yüzeysel temel, taşıma kapasitesi, lastik-kum karışımı, PLAXIS.

II

ABSTRACT

Ph.D. THESIS

EXPERIMENTAL AND THEORETICAL ANALYSES OF SHALLOW FOUNDATIONS ON REINFORCED SAND SLOPES

M. Salih KESKĐN

DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES

UNIVERSITY OF CUKUROVA

Supervisor : Prof. Dr. Mustafa LAMAN Year : 2009 Pages: 377 Jury : Prof. Dr. Mustafa LAMAN

Prof. Dr. M. Arslan TEKĐNSOY Prof. Dr. Hasan ÇETĐN Assoc. Prof. Dr. Cafer KAYADELEN Assist. Prof. Dr. A. Azim YILDIZ

In this study, the ultimate bearing capacity and settlement behaviour of shallow foundations on unreinforced, reinforced and shredded tires mixture (unreinforced-reinforced) sand slopes were investigated using laboratory model tests. In the tests, for unreinforced case, the effects of the parameters of distance of the footing to the slope crest, the slope angle, the relative density of sand and the size of the footing to the bearing capacity behaviour were investigated. For reinforced case, the effects of the parameters including, lay-out, number and length of the geogrid layers to the bearing capacity and settlement behaviour and change of the behaviour with the slope angle, the relative density of sand, the size of the footing and the type of the reinforcement were investigated. At the last part of the experimental study, the bearing capacity of shallow foundations on shredded tire-sand mixtures both unreinforced and reinforced cases was investigated and the optimum mixture ratio that gives the maximum bearing capacity was determined. FE analysis of the test models were carried out by using the FEM program PLAXIS. The analysis were conducted 2D and under plane-strain conditions. The computational results obtained from the numerical method are compared with the experimental values. After comparing the results of experiments and the numerical studies some practical design parameters were suggested for the relevant foundation engineering applications.

Keywords: reinforced slope, shallow foundation, bearing capacity, tire-sand mixture, PLAXIS.

III

TEŞEKKÜR

Doktora çalışması süresince çalışmalarıma yön veren, değerli katkılarını ve

zamanını benden esirgemeyen Sayın Hocam, Prof. Dr. Mustafa LAMAN’a teşekkür

ederim.

Değerli katkılarından dolayı Sayın Prof. Dr. M. Arslan TEKĐNSOY, Sayın

Yrd. Doç. Dr. A. Azim YILDIZ, Sayın Doç. Dr. Cafer KAYADELEN, Sayın Prof.

Dr. Hasan ÇETĐN ve bölüm hocalarıma teşekkür ederim.

Desteklerinden dolayı başta Erdal UNCUOĞLU olmak üzere Dr. Tarık

BARAN, Murat ÖRNEK, Ahmet DEMĐR, Burhan ÜNAL, Dr. Murat ÇOBANER,

Selçuk BĐLDĐK, Baki BAĞRIAÇIK, G. Müge ĐNALKAÇ ve Gizem MISIR’a

teşekkür ederim.

Laboratuar çalışmalarıma destekte bulunan, Çukurova Üniversitesi

Mühendislik Mimarlık Fakültesi Atölyesi teknisyenlerine, laboratuar teknisyeni

Ömer KÜTÜK’e, bitirme öğrencileri Tolga YARDIMCI, Gökhan YALÇIN, M.

Ferhat YĐĞĐT, Haluk LAMAN’a ve bölüm personelleri Süleyman EVLEKSĐZ ve

Muzaffer KURT’a teşekkür ederim.

Deneysel çalışmada kullanılan Çevregrid UR45 tipi geogrid malzemesinin

temininden dolayı Çevre Plastik Ürünleri A.Ş.’ne, kum numunelerin temininden

dolayı DSĐ Adana Bölge Müdürlüğü’ne teşekkür ederim.

Tez çalışmamı maddi olarak destekleyen Çukurova Üniversitesi Araştırma

Projeleri Birimi’ne teşekkür ederim.

Bana sonsuz destek olan ve sıkıntılarımı paylaşan eşim Esin’e ve kızım Sude

Dicle’ye teşekkür ederim.

Hayatımın her aşamasında, desteklerini esirgemeyen babam Garip KESKĐN’e

ve tüm aileme teşekkür ederim.

IV

ĐÇĐNDEKĐLER SAYFA NO

ÖZ…………………………………………………………………………………….. I

ABSTRACT…………………………………………………………………………. II

TEŞEKKÜR………………………………………………………………………… III

ĐÇĐNDEKĐLER……………………………………………………………………... IV

ÇĐZELGELER DĐZĐNĐ………………………………………………………………. X

ŞEKĐLLER DĐZĐNĐ……………………………………………………………….. XIV

SĐMGELER VE KISALTMALAR…………………………………………..…...XXV

1. GĐRĐŞ…………………………………………………………………………….…1

2. ÖNCEKĐ ÇALIŞMALAR…………………………………………………………. 4

2.1. Giriş…………………………………………………………………………… 4

2.2. Donatısız Şevlere Oturan Yüzeysel Temeller………………………………… 4

2.2.1. Yüzeysel Temellerin Taşıma Kapasitesi…….…………………………. 4

2.2.2. Şevlerin Stabilitesi…………….……………………………………….. 8

2.2.3. Deneysel Çalışmalar…………………………………………………...13

2.2.4. Teorik Çalışmalar…………………………………...……………. …...14

2.3. Donatılı Şevlere Oturan Yüzeysel Temellerin Taşıma Kapasitesi……..……. 23

2.3.1. Donatılı Zeminler……………………………………………..…….… 23

2.3.2. Geosentetikler………………………………………………………… 24

2.3.2.1. Geogridler……………………………………………………. 25

2.3.2.2. Geogrid-Zemin Etkileşimi…………………………………… 26

2.3.2.3. Geogridlerin Kullanım Alanları……………………………… 27

2.3.3. Donatılı Şevler………………………………………………………... 28

2.3.3.1. Analiz Metodları……………………………………………... 29

2.3.4. Deneysel Çalışmalar…………………………………………………...36

2.3.5. Teorik Çalışmalar……………………………………………………... 49

2. 4. Atık Lastik Parçacıkları-Kum Karışımları………………………………….. 61

2.4.1. Giriş……………………………………………………………….…. 61

2.4.2. Atık Lastikler………………………………………………………… 62

V

2.4.3. Atık Lastiklerin Kullanım Alanları…………………………………....63

2.4.4. Atık Lastik-Kum Karışımlarının Mühendislik Özellikleri…………... 66

2.4.4.1. Birim Hacim ve Özgül Ağırlık………………………………. 66

2.4.4.2. Hidrolik Đletkenlik…………………………………………… 67

2.4.4.3. Sıkışabilirlik…………………………………………………. 67

2.4.4.4. Kayma Mukavemeti…………………………………………. 67

2.4.4.5. Taşıma Kapasitesi…………………………………………… 72

3. DENEYSEL ÇALIŞMA………………………………………………………….74

3.1. Giriş………………………………………………………………………….. 74

3.2. Deney Düzeneği……………………………………………………………... 74

3.2.1. Deney Kasası………………………………………………………….. 74

3.2.2. Model Temel Plakası…………………………………………………..77

3.2.3. Yükleme Düzeneği……………………………………………………. 77

3.2.4. Yük Hücresi…………………………………………………………... 77

3.2.5. Düşey Deplasman Transduseri………………………………………... 79

3.2.6. Veri Kaydetme Ünitesi (ADU)………………………………………...79

3.2.7. Titreşim Cihazı………………………………………………………...79

3.2.8. Şevli Yüzeyin Oluşturulması…………………………………………..83

3.3. Kum Zemin…………………………………………………………………...87

3.3.1. Kum Zeminin Endeks Özelliklerinin Belirlenmesi…………………… 88

3.3.1.1. Elek Analizi………………………………………………….. 88

3.3.1.2. Piknometre Deneyi…………………………………………... 88

3.3.1.3. Rölatif Sıkılık Deneyi………………………………………... 89

3.3.2. Kayma Mukavemeti Deneyleri………………………………………...92

3.3.2.1. Kesme Kutusu Deneyi……………………………………….. 92

3.3.2.2. Üç Eksenli Basınç Deneyi……………………………………. 92

3.4. Donatı Özellikleri……………………………………………………………. 92

3.5. Atık Lastik Parçacıkları……………………………………………………....99

3.5.1. Atık Lastik-Kum Karışımlarının Kayma Mukavemeti……………… 101

3.6. Deney Yöntemi…………………………………………………………….. 115

VI

3.6.1. Ölçüm Aletlerinin Kalibrasyonu…………………………………….. 115

3.6.2. Deneylerin Yapılışı………………………………………………….. 119

3.6.2.1. Donatısız Deneyler…………………………………………. 119

3.6.2.2. Donatılı Deneyler……………………………………………121

3.6.2.3. Atık Lastik Parçacıkları-Kum Karışımlı Deneyler………….. 122

3.7. Deney programı…………………………………………………………….. 122

3.7.1. Donatısız Deneyler…………………………………………………... 122

3.7.2. Donatılı Deneyler……………………………………………………. 126

3.7.3. Atık Lastik Parçacıkları-Kum Karışımlı Deneyler…………………... 132

4. DENEY SONUÇLARI…………………………………………………………. 133

4.1. Giriş………………………………………………………………………… 133

4.2. Donatısız Deneyler…………………………………………………………. 133

4.2.1. Temelin Şev Tepesine Olan Uzaklığının (b) Etkisi…………………. 133

4.2.2. Şev Açısının (β) Etkisi………………………………………………. 136

4.2.3. Sıkılık Derecesinin (Dr) Taşıma Kapasitesine Etkisi........................... 144

4.2.4. Temel Boyutu (B) Etkisi…………………………………………….. 154

4.3. Donatılı Deneyler…………………………………………………………... 161

4.3.1. Đlk Donatı Tabakası Derinliğinin (u) Etkisi…………………………..161

4.3.1.1. Şev Açısının (β) Etkisi……………………………………… 166

4.3.1.2. Sıkılık Derecesinin (Dr) Etkisi……………………………… 170

4.3.1.3. Temel Boyutunun (B) Etkisi.……….................................... 175

4.3.1.4. Farklı Donatı Tiplerinin Etkisi……………………………… 178

4.3.2. Donatı Tabakaları Arasındaki Düşey Derinlik (h) Etkisi……………. 183

4.3.3. Donatı Tabaka Sayısı (N) Etkisi…………………………………….. 187

4.3.3.1. Farklı Donatı Tiplerinin Donatı Tabaka Sayısı (N) Etkisi…...191

4.3.4. Donatı Tabaka Boyu (LR) Etkisi…………………………………….. 195

4.4. Atık lastik Parçacıklarının Taşıma Kapasitesine Etkisi……………………. 201

5. SONLU ELEMANLAR ANALĐZĐ……………………………………………... 208

5.1. Giriş………………………………………………………………………… 208

5.2. Sonlu Elemanlar Yöntemi………………………………………………….. 208

VII

5.2.1. Sonlu Elemanlar Yönteminin Geoteknik Mühendisliği’nde

Kullanımı……………………………………………………………. 212

5.2.2. Donatılı Zemin Davranışının Modellenmesi…………………………213

5.2.3. Zemin Davranışının Modellenmesi………………………………….. 214

5.3. PLAXIS Programı………………………………………………………….. 216

5.3.1. Geometrik Modelin Oluşturulması…………………………………...217

5.3.2. Elemanlar……………………………………………………………. 218

5.3.2.1. Zemin Elemanları…………………………………………… 218

5.3.2.2. Kiriş Elemanlar……………………………………………... 219

5.3.2.3. Geogrid Elemanı……………………………………………. 219

5.3.2.4. Ara Yüzey Elemanı…………………………………………. 220

5.3.3. Zemin Modelleri……………………………………………………...221

5.3.3.1. Lineer Elastik Model (LE)………………………………….. 221

5.3.3.2. Mohr-Coulomb Model (MC)……………………………….. 221

5.3.3.3. Jointed-Rock Model (JR)…………………………………... 221

5.3.3.4. Soft Soil Model (SS)……………………………………….. 222

5.3.3.5. Soft Soil Creep Model (SSC)………………………………. 222

5.3.3.6. Hardening Soil Model (HS)………………………………… 222

5.4. Sonlu Elemanlar Analizi…………………………………………………… 225

5.4.1. Geometrik Model……………………………………………………. 225

5.4.2. Sınır Koşulları……………………………………………………….. 225

5.4.3. Malzeme Özellikleri…………………………………………………. 227

5.4.3.1. Model Zemin………………………………………………..227

5.4.3.2. Model Temel………………………………………………..228

5.4.3.3. Geogrid Donatı Tabakaları………………………………… 229

5.4.3.4. Ara Yüzey Elemanlar……………………………………….229

5.4.4. Sonlu Elemanlar Ağı………………………………………………… 229

5.4.5. Başlangıç Gerilmelerinin Oluşturulması…………………………….. 232

5.4.6. Hesaplamalar………………………………………………………… 234

6. SONLU ELEMANLAR ANALĐZĐ SONUÇLARI……………………………... 235

VIII

6.1. Giriş………………………………………………………………………… 235

6.2. Donatısız Analizler………………………………………………………….235

6.2.1. Temelin Şev Tepesine Olan Uzaklığının (b) Etkisi…………………. 235


6.2.3. Sıkılık Derecesinin (Dr) Taşıma Kapasitesine Etkisi………………....245


6.3. Donatılı Analizler………………………………………………………… 261

6.3.1. Đlk Donatı Tabakası Derinliğinin (u) Etkisi…………………………..261



6.3.1.3. Temel Boyutu (B) Etkisi…………………………..……….. 273

6.3.1.4. Farklı Donatı Tiplerinin Etkisi……………………………… 277



6.3.3.1. Farklı Donatı Tiplerinin Donatı Tabaka Sayısına Etkisi……. 289

6.3 4. Donatı Tabaka Boyu (LR) Etkisi…………………………………….. 293

7. SONUÇLARIN KARŞILAŞTIRILMASI……………………………………… 300

7.1. Giriş………………………………………………………………………… 300

7.2. Donatısız Kum Şevler……………………………………………………… 300

7.2.1. Temelin Şev Tepesine Olan Uzaklığının (b) Etkisi…………………..300


7.2.3. Sıkılık Derecesinin (Dr) Etkisi………………………………………. 309


7.3. Donatılı Kum Şevler………………………………………………………...318

7.3.1. Đlk Donatı Derinliğinin (u) Etkisi……………………………………. 318



7.3.1.3. Temel Boyutu (B) Etkisi……………………………………. 327

7.3.1.4. Farklı Donatı Tiplerinin Etkisi……….……………………... 329


IX


7.3.3.1. Farklı Donatı Tiplerinin Donatı Tabaka Sayısına Etkisi……. 338

7.3.4. Donatı Tabaka Uzunluğu (LR) Etkisi………………………………... 341

7.4. Atık Lastik Karışımlı Kum Şevler…………………………………………. 345

8. SONUÇLAR ve ÖNERĐLER…………………………………………………… 350

8.1. Giriş………………………………………………………………………… 350

8.2. Deneysel Çalışmalar………………………………………………………...351

8.2.1. Donatısız Deneyler…………………………………………………... 351

8.2.2. Donatılı Deneyler…………………………………………………..... 352

8.2.3. Lastik-Kum Karışımlı Deneyler…………………………………....... 354

8.3. Teorik Çalışmalar………………………………………………………....... 355

8.4. Gelecekteki Çalışmalar Đçin Öneriler…………………………………......... 357

KAYNAKLAR……………………………………………………………………..358

ÖZGEÇMĐŞ……………………………………………………………………….. 368

EKLER…………………………………………………………………………….. 369

X

ÇĐZELGELER DĐZĐNĐ SAYFA NO

Çizelge 2.1. Değişik Şev Stabilite Analiz Yöntemleri (Budhu, 2000)………………11

Çizelge 2.2. Saran ve ark. (1989) Analizine Göre Taşıma Gücü Katsayıları………..21

Çizelge 2.3. Geosentetiklerin Đşlev ve Çeşitleri…………………………………….. 25

Çizelge 2.4 Geotekstil ve Geogridler Đçin Çekme Dayanımı Azaltma Faktörleri…... 35

Çizelge 2.5. Farklı Boyutlarda Đşlenmiş Atık Lastikler Đçin Standartlar……………. 63

Çizelge 2.6. Atık Lastik Parçacıklarının Temel Mühendislik Özellikleri

(Edeskar, 2006)……………………………………………………….... 64

Çizelge 2.7. Atık Lastik, Kum ve Atık Lastik-Kum Karışımları Đçin Kayma

Mukavemet Parametreleri……………………………………………… 70

Çizelge 2.8. Lastik-Kum Karışımının BCR Değerleri (Hataf ve Rahimi, 2006)…… 73

Çizelge 3.1. Yük Hücresi…………………………………………………………… 78

Çizelge 3.2. Elek Analizi Sonuçları………………………………………………… 88

Çizelge 3.3. Kohezyonsuz Zeminlerde Sıkılık Durumu……………………………. 90

Çizelge 3.4. Rölatif Sıkılık Deney Sonuçları……………………………………….. 90

Çizelge 3.5. Secugrid 60/60 Q1 Tipi Geogridin Özellikleri……………………… 95

Çizelge 3.6. Combigrid 60/60 Q1 Tipi Geogridin Özellikleri……………………. 96

Çizelge 3.7. Tenax LBO Samp 302 Tipi Geogridin Özellikleri……………………. 97

Çizelge 3.8. Çevregrid UR45 Tipi Geogridin Özellikleri…………………………... 98

Çizelge 3.9. Lastik Parçacıkları Rölatif Sıkılık Deney Sonuçları…………………... 99

Çizelge 3.10. Kesme Kutusu Deney Programı…………………………………….. 102

Çizelge 3.11. Kesme Kutusu Deney Sonuçları (Dr=%65)………………………… 113

Çizelge 3.12. Yük Hücresi Kalibrasyon Değerleri…………………………….…... 116

Çizelge 3.13. I No’lu Deplasman Transduseri Kalibrasyon Değerleri…………….. 117

Çizelge 3.14. II No’lu Deplasman Transduseri Kalibrasyon Değerleri………….. 118

Çizelge 3.15. Donatısız Deney Programı…………………………………….……. 125

Çizelge 3.16. Donatılı Deney Programı……………………………………..…….. 130

Çizelge 3.17. Lastik – Kum Karışımlı Deney Programı…………………..………. 132

Çizelge 4.1. β=30° Đçin Deney Sonuçları (Dr=%65, B=70mm)…………….……...135

XI

Çizelge 4.2. β=25° Đçin Deney Sonuçları (Dr=%65, B=70mm)…………………....138

Çizelge 4.3. β=20° Đçin Deney Sonuçları (Dr=%65, B=70mm)……………………139

Çizelge 4.4. Sıkılık Derecesi (Dr) – Kayma Mukavemet Açısı (φ) Đlişkisi………... 144

Çizelge 4.5. Dr=%45 Đçin Deney Sonuçları (β=30°, B=70mm)……………………147

Çizelge 4.6. Dr=%85 Đçin Deney Sonuçları (β=30°, B=70mm)……………………151

Çizelge 4.7. B=50mm Đçin Deney Sonuçları (β=30°, Dr=%65)……………………156

Çizelge 4.8. Donatısız Deney Sonuçları…………………………………………... 159

Çizelge 4.9. Đlk Donatı Tabakası Derinliği Đçin Deney Sonuçları (BCR)…………. 162

Çizelge 4.10. Đlk Donatı Tabakası Derinliği Đçin Deney Sonuçları (SRF)………… 165

Çizelge 4.11. Farklı Şev Açıları Đçin Deney Sonuçları (BCR) (u/B=0.50)………... 166

Çizelge 4.12. Farklı Şev Açıları Đçin Deney Sonuçları (SRF) (u/B=0.50)………… 169

Çizelge 4.13. Farklı Sıkılık Dereceleri Đçin Deney Sonuçları (BCR) (u/B=0.50)…. 172

Çizelge 4.14. Farklı Sıkılık Dereceleri Đçin Deney Sonuçları (SRF) (u/B=0.50)…..174

Çizelge 4.15. Farklı Temel Genişlikleri Đçin Deney Sonuçları (BCR) (u/B=0.50)... 175

Çizelge 4.16. Farklı Temel Genişlikleri Đçin Deney Sonuçları (SRF) (u/B=0.50).... 178

Çizelge 4.17. Farklı Donatı Tipleri Đçin Deney Sonuçları (BCR) (u/B=0.50)…….. 180

Çizelge 4.18. Farklı Donatı Tipleri Đçin Deney Sonuçları (SRF) (u/B=0.50)……... 182

Çizelge 4.19. Donatılar Arası Düşey Derinlik Đçin Deney Sonuçları (BCR)……… 185

Çizelge 4.20. Donatılar Arası Düşey Derinlik Đçin Deney Sonuçları (SRF)………. 186

Çizelge 4.21. Donatı Tabaka Sayısı Đçin Deney Sonuçları (BCR)……………….... 187

Çizelge 4.22. Donatı Tabaka Sayısı Đçin Deney Sonuçları (SRF)…………………. 190

Çizelge 4.23. Farklı Donatı Tipleri Đçin Deney Sonuçları (BCR) (N=3)………….. 191

Çizelge 4.24. Farklı Donatı Tipleri Đçin Deney Sonuçları (SRF) (N=3)…………... 194

Çizelge 4.25. Donatı Tabaka Uzunluğu Đçin Deney Sonuçları (BCR) (N=1)……... 197

Çizelge 4.26. Donatı Tabaka Sayısı Đçin Deney Sonuçları (SRF) (N=1)………….. 198

Çizelge 4.27. Donatılı Deney Sonuçları………………………………………….... 199

Çizelge 4.28. Farklı Lastik Đçeriklerinde Deney Sonuçları (BCR)………………....201

Çizelge 4.29. Farklı Lastik Đçeriklerinde Deney Sonuçları (SRF)………………….203

Çizelge 4.30. Geogrid Donatılı Lastik – Kum Karışımı Đçin

Deney Sonuçları (BCR)……………………………………………... 205

XII

Çizelge 4.31. Geogrid Donatılı Lastik – Kum Karışımı Đçin

Deney Sonuçları (SRF)……………………………………………… 206

Çizelge 5.1. Model Zemin Đçin HS Model Parametreleri………………………..... 228

Çizelge 5.2. Analizlerde Kullanılan Geogrid Rijitlikleri………………………….. 229

Çizelge 5.3. Farklı Mesh Durumları Đçin Analiz Sonuçları……………………..… 230

Çizelge 6.1. β=30° Đçin Analiz Sonuçları (Dr=%65, B=70mm)………………....... 237

Çizelge 6.2. β=25° Đçin Analiz Sonuçları (Dr=%65, B=70mm)………………....... 238

Çizelge 6.3. β=20° Đçin Deney Sonuçları (Dr=%65, B=70mm)……………………242

Çizelge 6.4. Analizlerde Kullanılan Model Parametreleri (Gevşek-Sıkı)……..….. 246

Çizelge 6.5. Dr=%45 Đçin Analiz Sonuçları (β=30°, B=70mm)…………...…….... 248

Çizelge 6.6. Dr=%85 Đçin Analiz Sonuçları (β=30°, B=70mm)……………...….... 249

Çizelge 6.7. B=50mm Đçin Analiz Sonuçları (β=30°, Dr=%65)……………..…… 254

Çizelge 6.8. Donatısız Analiz Sonuçları……………………………………...….... 259

Çizelge 6.9. Đlk Donatı Tabakası Derinliği Đçin Analiz Sonuçları (BCR)…...…….. 263

Çizelge 6.10. Đlk Donatı Tabakası Derinliği Đçin Analiz Sonuçları (SRF)..………. 264

Çizelge 6.11. Farklı Şev Açıları Đçin Analiz Sonuçları (BCR) (u/B=0.50)……...…265

Çizelge 6.12. Farklı Şev Açıları Đçin Deney Sonuçları (SRF) (u/B=0.50)……..…. 269

Çizelge 6.13. Farklı Sıkılık Dereceleri Đçin Analiz Sonuçları (BCR) (u/B=0.50).....271

Çizelge 6.14. Farklı Sıkılık Dereceleri Đçin Deney Sonuçları (SRF) (u/B=0.50)…..273

Çizelge 6.15. Farklı Temel Genişlikleri Đçin Analiz Sonuçları (BCR) (u/B=0.50).. 274

Çizelge 6.16. Farklı Temel Genişlikleri Đçin Analiz Sonuçları (SRF) (u/B=0.50)... 277

Çizelge 6.17. Farklı Donatı Tipleri Đçin Analiz Sonuçları (u/B=0.50)…………..... 279

Çizelge 6.18. Farklı Donatı Tipleri Đçin Deney Sonuçları (SRF) (u/B=0.50)…...... 280

Çizelge 6.19. Donatılar Arası Düşey Derinlik Đçin Analiz Sonuçları (BCR)…..…. 282

Çizelge 6.20. Donatılar Arası Düşey Derinlik Đçin Analiz Sonuçları (SRF)…..….. 284

Çizelge 6.21. Donatı Tabaka Sayısı Đçin Deney Sonuçları (BCR)…………..……. 287

Çizelge 6.22. Donatı Tabaka Sayısı Đçin Analiz Sonuçları (SRF)…………...…..... 288

Çizelge 6.23.Farklı Donatı Tipleri Đçin Analiz Sonuçları (BCR) (N=3)…...……… 289

Çizelge 6.24. Farklı Donatı Tipleri Đçin Analiz Sonuçları (SRF)………..………... 292

Çizelge 6.25. Donatı Tabaka Uzunluğu Đçin Analiz Sonuçları (BCR)...………….. 295

XIII

Çizelge 6.26. Donatı Tabaka Sayısı Đçin Deney Sonuçları (SRF)……..………….. 296

Çizelge 6.27. Donatılı Analiz Sonuçları……………………………...………….... 298

Çizelge 7.1. b/B – iβ Đlişkisi (β=30°)………………………………...……………. 304

Çizelge 7.2. b/B – iβ Đlişkisi (β=20°)………………………………...…………..... 308

Çizelge 7.3. (u/B)opt – BCR Đlişkisi………………………………...……………… 322

Çizelge 7.4. (h/B)opt – BCR Đlişkisi………………………………...……………… 334

Çizelge 7.5. LR/B – BCR Đlişkisi…………………………………...……………… 344

Çizelge 8.1. Donatı ile Đlgili Optimum Değerler…………………..……………… 353

XIV

ŞEKĐLLER DĐZĐNĐ SAYFA NO

Şekil 2.1. Yapı Temelleri ....…………………………………………………………..5

Şekil 2.2. Terzaghi Tarafından Kabul Edilen Zemin Kırılma Yüzeyleri .…………….6

Şekil 2.3. Dilim Metodu (a) Dilimlere ayrılmış şev (b) i dilimine etkiyen kuvvetler ..9

Şekil 2.4. Ağırlık Arttırma Yöntemi ……………………………………………...…12

Şekil 2.5. Mukavemet Azaltma Yöntemi ...…………………………………………12

Şekil 2.6. Şev Üzerine Oturan Temel (Das, 1999) ...………………………………..15

Şekil 2.7. Şev Üzerine Oturan Sürekli Temellerde Nγq Değerleri (Das, 1999) ......…16

Şekil 2.8. Şev Yakınına Oturan Sürekli Temel (Das, 1999) ....………………...……17

Şekil 2.9. Şev Yakınına Oturan Sürekli Temellerde Nγq Değerleri (Das, 1999) ........17

Şekil 2.10. Temel Derinliği ve Konumu Đçin Göçme Bölgesinin Şematik Gösterimi

(a) Df /B>0 (b) b/B>0 ……………………………………………………20

Şekil 2.11. Teorik Nγq değerleri (Df / B=0) (Graham ve ark., 1988) ………………...22

Şekil 2.12. Teorik Nγq değerleri (Df / B=0.5) (Graham ve ark., 1988) ………………22

Şekil 2.13. Teorik Nγq değerleri (Df / B=1) (Graham ve ark., 1988) ………………...23

Şekil 2.14. Geogridler (a) Tek Eksenli (b) Çift Eksenli ……………………………..26

Şekil 2.15. Donatılı Şevlerde Göçme Şekilleri .......…………………………………28

Şekil 2.16. Analiz Modeli .......………………………………………………………29

Şekil 2.17. Çok Tabaka Donatılı Şev Modeli ...…………………..…………………30

Şekil 2.18. Şev Geometrisi ve Tanımlar ...……………………...…………………..32

Şekil 2.19. Donatı Kuvvet Katsayısı, K .………………………...…………………..33

Şekil 2.20. Donatı Uzunluk Oranları (LT, LB) ……………………………………….33

Şekil 2.21. Deney Düzeneği (Selvedurai ve Gnanendran, 1989) ...…………………37

Şekil 2.22. Donatı Derinliği-Göçme Yüzeyi Değişimi

(Selvedurai ve Gnanendran, 1989) ………………………………………37

Şekil 2.23. Donatı Şeritlerinin Yerleşim Düzeni (Huang ve ark., 1994) …....…..…..38

Şekil 2.24. Model Deney Düzeneği (Lee ve Manjunath, 2000) ……………………..40

Şekil 2.25. Deney Düzeneği (Yoo, 2001) …………………………………………...41

Şekil 2.26. Model Şevde Gözlenen Göçme Yüzeyleri (Yoo, 2001) ………...………42

XV

Şekil 2.27. Deney Düzeneği (Bathurst ve ark., 2003) ……………………………….43

Şekil 2.28. Donatılı Şev ve Tahmin Edilen Göçme Mekanizmaları

(Bathurst ve ark., 2003) ………………………………………………….44

Şekil 2.29. Deney Şevleri Đçin Yük-Deplasman Eğrileri (Bathurst ve ark., 2003) .....45

Şekil 2.30. Yumuşak Kil Üzerine Oturan Donatılı Kum Şevin Geometrik

Parametreleri (Sawwaf, 2007) …………………………………………..47

Şekil 2.31. Deney Düzeneği (Laman ve ark., 2007) ......……………………………48

Şekil 2.32. Model Deneylerde Gözlenen Göçme Mekanizması

(Huang ve Tatsuoka, 1994) ……………………………………………...50

Şekil 2.33. Dönüştürülmüş Janbu Metoduna Göre Şeve Etkiyen Kuvvetler

(Huang ve Tatsuoka, 1994) ……………………………………………...53

Şekil 2.34. Đki Parçalı Kama Geometrisi ve Kuvvet Tanımları

(Blatz ve Bathurst, 2003) ………………………………………………..55

Şekil 2.35. Zemin Ağırlığı ve Temel Yükünden Dolayı Kasa Đç Yüzeyinde Oluşan

Sürtünme Kuvvetleri (Blatz ve Bathurst, 2003) …………………………59

Şekil 2.36. Donatısız Şev Modeli Đçin Analiz ve Deney Sonucunda Elde Edilen

Göçme Geometrisi (Blatz ve Bathurst, 2003) ……………………………60

Şekil 2.37. Donatılı Şev Modelleri Đçin Analiz ve Deney sonucu Elde Edilen

Göçme Mekanizması (Blatz ve Bathurst, 2003) …………………..….....61

Şekil 3.1. Deney Düzeneği (a) kesit (b) plan ……………………………..………...75

Şekil 3.2. Deney Kasası ..…..…………………………………………..…………...76

Şekil 3.3. Yük Hücresi …………………………………………………..…………78

Şekil 3.4. Düşey Deplasman Transduseri……………………………………………80

Şekil 3.5. ADU Cihazı ve DIALOG Programı………………………………………81

Şekil 3.6. Titreşim Cihazı …………………………………………………..………82

Şekil 3.7. Donatılı Şevlerde Model Zeminin Oluşturulması

(Lee ve Manjunath, 2001) .………………………………………………...83

Şekil 3.8. Şev Oluşturma Düzeneği (a) yan görünüş (b) plan .……………………...85

Şekil 3.9. Şevli Yüzeyin Oluşturulması ....………………………………..………...86

Şekil 3.10. Deney Kumunun Kurutulması ....……………………………..………...87

XVI

Şekil 3.11. Deneylerde Kullanılan Kumun Dane Çapı Dağılım Eğrisi .........….…….89

Şekil 3.12. Rölatif Sıkılık Deneyleri (a) gevşek durum (b) sıkı durum .……..……..91

Şekil 3.13. Deney Kumuna Ait Kesme Kutusu Deney Sonuçları

(a) Gerilme-Deformasyon Eğrileri (b) Kırılma Zarfı ...………….………93

Şekil 3.14. Deney Kumuna Ait CD-Üç Eksenli Basınç Deneyi Sonuçları

(a) Gerilme-Deformasyon Eğrileri (b) τ-σ Eğrisi………………………..94

Şekil 3.15. Secugrid 60/60 Q1 (Đki Eksenli Geogrid)…………………………….. 95

Şekil 3.16. Combigrid 60/60 Q1 (Đki Eksenli Kompozit Geogrid-Geotekstil) ……96

Şekil 3.17. Tenax LBO Samp 302 (Đki Eksenli Geogrid) ...…………………..…….97

Şekil 3.18. Çevregrid UR45 (Tek Eksenli Geogrid) ...………………..…………….98

Şekil 3.19. Öğütülmüş Atık Lastik Parçacıkları ……………………..…………….100

Şekil 3.20. Atık Lastik Parçacıklarının Boyutları ……………………...…..………100

Şekil 3.21. Atık Lastik Parçacıklarının Kuru Birim Hacim Ağırlığının

Belirlenmesi……………………………………………………………. 101

Şekil 3.22. Karışımın Kesme Kutusuna Yerleştirilmesi ....…………..…………….103

Şekil 3.23. Gerilme – Deplasman Eğrisi (%95 kum+%5 lastik) ....………..………104

Şekil 3.24. Kırılma Zarfı (%95 kum+%5 lastik) …………………………..………104

Şekil 3.25. Gerilme – Deplasman Eğrisi (%90 kum+%10 lastik)..……….………..106

Şekil 3.26. Kırılma Zarfı (%90 kum+%10 lastik) .………………………..……….106

Şekil 3.27. Gerilme – Deplasman Eğrisi (%85 kum+%15 lastik) .………..……….107

Şekil 3.28. Kırılma Zarfı (%85 kum+%15 lastik) .……………………..………….107

Şekil 3.29. Gerilme – Deplasman Eğrisi (%80 kum+%20 lastik)..……….………..108

Şekil 3.30. Kırılma Zarfı (%80 kum+%20 lastik) ..…………………….…………..108

Şekil 3.31. Gerilme – Deplasman Eğrisi (%70 kum+%30 lastik)..…….…………..109

Şekil 3.32. Kırılma Zarfı (%70 kum+%30 lastik) ..…………………..…..………..109

Şekil 3.33. Gerilme – Deplasman Eğrisi (%60 kum+%40 lastik)..…….…………..110

Şekil 3.34. Kırılma Zarfı (%60 kum+%40 lastik)..…………………..……………..110

Şekil 3.35. Gerilme – Deplasman Eğrisi (%50 kum+%50 lastik) ..…..……..……..111

Şekil 3.36. Kırılma Zarfı (%50 kum+%50 lastik) ..……………………..……..…..111

Şekil 3.37. Kırılma Zarfları ..…..………………………………………..…………113

XVII

Şekil 3.38. φ - χ Đlişkisi .………………………………………………..…….........114

Şekil 3.39. c - χ Đlişkisi .…………………………...………………..……………..115

Şekil 3.40. Yük Hücresi Kalibrasyon Eğrisi .………………………..…...………..116

Şekil 3.41. I No’lu Deplasman Transduseri Kalibrasyon Eğrisi ..…...……..………117

Şekil 3.42. II No’lu Deplasman Transduseri Kalibrasyon Eğrisi ........……..………118

Şekil 3.43. Donatısız Deney Düzeneğinin Hazırlanması ..……………....…………120

Şekil 3.44. Donatı Tabakalarının Yerleştirilmesi ..…………………..…..………...121

Şekil 3.45. Karışımın Deney Kasasına Yerleştirilmesi ..……………..…..………...123

Şekil 3.46. Donatısız Deney Düzeneği .………………………………..…………..124

Şekil 3.47. Donatılı Deney Düzeneği ..……………………………..…...…………127

Şekil 3.48. qu Değerinin Farklı Yöntemlerle Elde Edilmesi (Cerato, 2005) ...….....129

Şekil 3.49. Lastik – Kum Karışımlı Deney Düzeneği ..…………………….………132

Şekil 4.1. Temelin Şev Tepesine Farklı Mesafeleri Đçin Yük − Oturma Eğrileri

(β=30°) ……………………………………………………….…………..134

Şekil 4.2. β=30° Đçin b/B − iβ Đlişkisi ..…………………………………………….135


(β=25°) ……………………………………………………….…………..137

Şekil 4.4. β=25° Đçin b/B − iβ Đlişkisi ..………………………………..…..……….138


(β=20°) …………………………………………………….……………..140

Şekil 4.6. β=20° Đçin b/B − iβ Đlişkisi ..………………………………..……..…….141

Şekil 4.7. Şev Açısının Taşıma Kapasitesi Üzerindeki Etkisi ..……………………142

Şekil 4.8. Şev Açısının qu Değerlerine Etkisi ..………………………..…..……….143

Şekil 4.9. Şev Açısının iβ Değerlerine Etkisi ...………………………..…..……….143

Şekil 4.10. Kesme Kutusu Deney Sonuçları .……………………………..……….145

Şekil 4.11. Farklı Sıkılıktaki Kumların Mukavemet Zarfları ...……….…..………..146

Şekil 4.12. Sıkılık Derecesi – Kayma Mukavemet Açısı Đlişkisi ..…………………146


(Dr = %45) ……………………………………………………………...148

Şekil 4.14. Dr=%45 Đçin b/B − iβ Đlişkisi ..…………………………………………149

XVIII


(Dr = %85) ……………………………………………………………..150

Şekil 4.16. Dr=%85 Đçin b/B − iβ Đlişkisi ..…………………………..…..…………151

Şekil 4.17. Sıkılık Derecesinin Taşıma Kapasitesi Üzerindeki Etkisi ....……..……152

Şekil 4.18. Sıkılık Derecesinin qu Değerlerine Etkisi ..…………………………….153

Şekil 4.19. Sıkılık Derecesinin iβ Değerlerine Etkisi ...……………....…………….153


(B=50mm) ……………………………………………….……………...155

Şekil 4.21. B=50mm Đçin b/B − iβ Đlişkisi ..………………………....……………..156

Şekil 4.22. Temel Boyutunun Taşıma Kapasitesi Üzerindeki Etkisi …...………….157

Şekil 4.23. Temel Boyutunun qu Değerlerine Etkisi ..………………..…………..158

Şekil 4.24. Temel Boyutunun iβ Değerlerine Etkisi ..………………..…………...158

Şekil 4.25. Đlk Donatı Tabakasının Farklı Derinlikleri Đçin Yük-Oturma Eğrileri ...163

Şekil 4.26. u/B – BCR Đlişkisi .………………………………………………….....164

Şekil 4.27. u/B – SRF Đlişkisi ..……………………………………………….....…165

Şekil 4.28. Farklı Şev Açılarında Yük – Oturma Eğrileri (u/B=0.50) ....……......…167

Şekil 4.29. β – qu Đlişkisi .………………………………………………………......168

Şekil 4.30. β – BCR Đlişkisi .……………………………………………………....169

Şekil 4.31. β – SRF Đlişkisi .………………………………………………...…..…170

Şekil 4.32. Farklı Sıkılık Derecelerinde Yük – Oturma Eğrileri (u/B=0.50) .…….171

Şekil 4.33. Dr − qu Đlişkisi .………………………………………………...…...…..172

Şekil 4.34. Dr – BCR Đlişkisi .…………………………………………………..….173

Şekil 4.35. Dr – SRF Đlişkisi .………………………………………...……………..174

Şekil 4.36. B – qu Đlişkisi.………………………………………...………………..175

Şekil 4.37. Farklı Temel Genişliklerinde Yük – Oturma Eğrileri (u/B=0.50) ..……176

Şekil 4.38. B – BCR Đlişkisi .………………………………………………..……..177

Şekil 4.39. B – SRF Đlişkisi .………………………………………………..……...178

Şekil 4.40. Farklı Donatı Tiplerinde Yük – Oturma Eğrileri (u/B=0.50) .…..……..179

Şekil 4.41. Farklı Donatı – qu Đlişkisi (u/B=0.50) ..……………………….………..180

Şekil 4.42. Farklı Donatı – BCR Đlişkisi (u/B=0.50) ..………………...…..……….181

XIX

Şekil 4.43. Farklı Donatı – SRF Đlişkisi (u/B=0.50) .………………...…..………..182

Şekil 4.44. Donatılar Arası Farklı Düşey Derinliklerde Yük – Oturma Eğrileri…...184

Şekil 4.45. h/B – BCR Đlişkisi ..……………………………………………..……...185

Şekil 4.46. h/B – SRF Đlişkisi .……………………………………...………………186

Şekil 4.47. Farklı Donatı Sayılarında Yük – Oturma Eğrileri .………..……………188

Şekil 4.48. N – BCR Đlişkisi …..………………………………………..…………..189

Şekil 4.49. N – SRF Đlişkisi………………………………………………………...190

Şekil 4.50. Farklı Donatı Tiplerinde Yük-Oturma Eğrileri (N=3) ..……..………...192

Şekil 4.51. Farklı Donatı – qu Đlişkisi ..…………………………………..………...193

Şekil 4.52. Farklı Donatı – BCR Đlişkisi (N=3) ..………………………..………...194

Şekil 4.53. Farklı Donatı – SRF Đlişkisi (N=3) ..………………………..………….195

Şekil 4.54. Farklı Donatı Uzunluklarında Yük – Oturma Eğrileri (N=1) .…….......196

Şekil 4.55. LR/B – BCR Đlişkisi …………………………………………………….197

Şekil 4.56. LR/B – SRF Đlişkisi……………………………………………………..198

Şekil 4.57. Farklı Lastik Đçeriklerinde Yük – Oturma Eğrileri ..…………………...202

Şekil 4.58. χ – BCR Đlişkisi ………………………………………………………...203

Şekil 4.59. χ – SRF Đlişkisi …………………………………………………………204

Şekil 4.60. Geogrid Donatılı Lastik-Kum Karışımı Đçin Yük-Oturma Eğrisi ..….…205

Şekil 4.61. Geogrid Donatılı Lastik-Kum Karışımı Đçin BCR Değerleri ..………....206

Şekil 4.62. Geogrid Donatılı Lastik-Kum Karışımı Đçin SRF Değerleri ..…..…..…207

Şekil 5.1. Sürekli Bir Sistemin Sonlu Elemanlara Ayrılması ..……………..…..….209

Şekil 5.2. Tipik 2 Boyutlu Elemanlar .……………………………………...…..…210

Şekil 5.3. Hiperbolik Model (Potts ve Zdravković, 1999) …………………………215

Şekil 5.4. (a)Düzlem Şekil Değiştirme (b) Eksenel Simetrik Problem

(PLAXIS Manual, 2002) ………………………………………………...217

Şekil 5.5. Zemin Elemanlarındaki Düğüm ve Gerilme Noktalarının Pozisyonu….. 218

Şekil 5.6. Kiriş Elemanları .………………………………………………...……...219

Şekil 5.7. Geogrid Elemanları .……………………………………………………..220

Şekil 5.8. Ara Yüzey Elemanlarının Zemin Elemanlarına Bağlanması …..……......220

Şekil 5.9. Standart Bir Drenajlı Üç Eksenli Basınç Deneyinde Hiperbolik

XX

Gerilme-Şekil Değiştirme Đlişkisi ……………………..…………...….....223

Şekil 5.10. Geometrik Modelin Oluşturulması (a) Donatısız (b) Donatılı Model ...226

Şekil 5.11. Farklı Mesh Durumlarında Yük – Oturma Eğrileri ..…………….....….231

Şekil 5.12. qu – Sonlu Eleman Sayısı Đlişkisi ………..…………………...……..….231

Şekil 5.13. Donatılı Model ………….…………………………………………..…232

Şekil 5.14. Ağırlık Yüklemesinin Geçerli Olduğu Durumlar …………..………….232

Şekil 5. 15. Zemin Ağırlığından Dolayı Oluşan Başlangıç Gerilmeleri Đçin

Hesap Şeması ..…….………………………………………………….234


(β=30°) ………………………………………………………………......236

Şekil 6.2. β=30° Đçin b/B − iβ Đlişkisi …….…………………………………..…….237


(β=25°) …………………………………………………………………..239

Şekil 6.4. β=25° Đçin b/B − iβ Đlişkisi …….……………………………..………….240


(β=20°) …………………………………………………………………..241

Şekil 6.6. β=20° Đçin b/B − iβ Đlişkisi .…………………………………..………….242

Şekil 6.7. Şev Açısının qu Değerlerine Etkisi .…………………………..………...243

Şekil 6.8. Şev Açısının Taşıma Kapasitesi Üzerindeki Etkisi ..……………………244

Şekil 6.9. Şev Açısının iβ Değerlerine Etkisi ..………………………..…….…….245

Şekil 6.10. Temelin Şev Tepesine Farklı Mesafeleri ĐçinYük − Oturma Eğrileri

(Dr = %45) ……………………………………………………………...247

Şekil 6.11. Dr=%45 Đçin b/B − iβ Đlişkisi ..………………………..……………..…248


(Dr = %85) ……………………………………………………………...250

Şekil 6.13. Dr = %85 Đçin b/B − iβ Đlişkisi ..……………………..……………..…..251

Şekil 6.14. Sıkılık Derecesinin Taşıma Kapasitesi Üzerindeki Etkisi ...…..….……252

Şekil 6.15. Sıkılık Derecesinin qu Değerlerine Etkisi ...……………..………..……253

Şekil 6.16. Sıkılık Derecesinin iβ Değerlerine Etkisi ..……………...………..…….253

XXI


(B=50mm) ……………………………………………………………...255

Şekil 6.18. B=50mm Đçin b/B − iβ Đlişkisi ..…………………………..……..……..256

Şekil 6.19. Temel Boyutunun Taşıma Kapasitesi Üzerindeki Etkisi ...…..…..…….257

Şekil 6.20. Temel Boyutunun qu Değerlerine Etkisi ….……………………..…….258

Şekil 6.21. Temel Boyutunun iβ Değerlerine Etkisi ..……………..………..……...258

Şekil 6.22. Đlk Donatı Tabakasının Farklı Derinlikleri Đçin

Yük – Oturma Eğrileri……………………………………………….... 262

Şekil 6.23. u/B – BCR Đlişkisi .……………………………………………..……...263

Şekil 6.24. u/B – SRF Đlişkisi ………………………………………………………264

Şekil 6.25. Farklı Şev Açılarında Yük – Oturma Eğrileri (u/B=0.50) .………...…..266

Şekil 6.26. β – qu Đlişkisi …….………………………………………………..……267

Şekil 6.27. β - BCR Đlişkisi ….………………………………………………..…...268

Şekil 6.28. β - SRF Đlişkisi …………………………………………………………269

Şekil 6.29. Farklı Sıkılık Derecelerinde Yük – Oturma Eğrileri (u/B=0.50) …...….270

Şekil 6.30. Dr – qu Đlişkisi …….………………………………………………..….271

Şekil 6.31. Dr – BCR Đlişkisi …….…………………………………………..…….272

Şekil 6.32. Dr – SRF Đlişkisi ………………………………………………………..273

Şekil 6.33. B – qu Đlişkisi…………………………………………………………...274

Şekil 6.34. Farklı Temel Genişliklerinde Yük – Oturma Eğrileri (u/B=0.50) ..……275

Şekil 6.35. B – BCR Đlişkisi ……….…………………………………………..…..276

Şekil 6.36. B – SRF Đlişkisi ………..………………………………………….……277

Şekil 6.37. Farklı Donatı Tiplerinde Yük – Oturma Eğrileri (u/B=0.50) …...……..278

Şekil 6.38. Farklı Donatı – qu Đlişkisi ….…………………………………….……279

Şekil 6.39. Farklı Donatı – BCR Đlişkisi ………….……………………....………281

Şekil 6.40. Farklı Donatı – SRF Đlişkisi ………….……………………...…...…….281

Şekil 6.41. Donatılar Arası Farklı Düşey Derinliklerde Yük – Oturma Eğrileri ......283

Şekil 6.42. h/B - BCR Đlişkisi …………………..………………………….………284

Şekil 6.43. h/B – SRF Đlişkisi ……………….…………………………...…..……285

Şekil 6.44. Farklı Donatı Sayılarında Yük – Oturma Eğrileri …….………..………286

XXII

Şekil 6.45. N – BCR Đlişkisi …………….………………………………...………..287

Şekil 6.46. N – SRF Đlişkisi………….…………………………………...………...288

Şekil 6.47. Farklı Donatı Tiplerinde Yük – Oturma Eğrileri ….……………..…….290

Şekil 6.48. Farklı Donatı – qu Đlişkisi (N=3) ….…………………...……..………..291

Şekil 6.49. Farklı Donatı - BCR Đlişkisi …….………………..…………..……….292

Şekil 6.50. Farklı Donatı – SRF Đlişkisi…..………………..……………………….293

Şekil 6.51. Farklı Donatı Uzunluklarında Yük-Oturma Eğrileri….………..………294

Şekil 6.52. LR/B – BCR Đlişkisi …………………….……………...……………….295

Şekil 6.53. LR/B – SRF Đlişkisi………………….…………………...……………..297

Şekil 7.1. Farklı Şev Tepesi Mesafelerinde Deneysel ve Sayısal Yük-Oturma

Eğrileri (β=30°)……...…………………………………………………. 302

Şekil 7.2. b/B – iβ Đlişkisi (β=30°)………………………………...………...…….. 302

Şekil 7.3. b/B – iβ Đlişkisi (β=30°)………………………………………......…….. 304

Şekil 7.4. Deneysel ve Sayısal Yük – Oturma Eğrileri (β=25°) ……….…..………305

Şekil 7.5. b/B – iβ Đlişkisi (β=25°)………………………………………..……….. 306

Şekil 7.6. Deneysel ve Sayısal Yük – Oturma Eğrileri (β=20°)…………..………. 306


Şekil 7.8. b/B – iβ Đlişkisinin Şev Açısıyla Değişimi……………………….……... 307


Şekil 7.10. Deneysel ve Sayısal Yük – Oturma Eğrileri (Dr=%45)……...…...….... 310

Şekil 7.11. b/B – iβ Đlişkisi (Dr=%45)……………………………………...…...…. 310

Şekil 7.12. Deneysel ve Sayısal Yük – Oturma Eğrileri (Dr=%65)………...……....311

Şekil 7.13. b/B – iβ Đlişkisi (Dr=%65)……………………………………...……….311

Şekil 7.14. Deneysel ve Sayısal Yük – Oturma Eğrileri (Dr=%85)……………...... 312

Şekil 7.15. b/B – iβ Đlişkisi (Dr=%85)……………………………………..........…. 312

Şekil 7.16. b/B – iβ Đlişkisinin Sıkılık Derecesiyle Değişimi ...……………...……..313

Şekil 7.17. Deneysel ve Sayısal Yük – Oturma Eğrileri (B=50mm) ..……….....….315

Şekil 7.18. b/B – iβ Đlişkisi (B=50mm)……………….……………………..……. 315

Şekil 7.19. Deneysel ve Sayısal Yük – Oturma Eğrileri (B=70mm) ..………….….316

XXIII

Şekil 7.20. b/B – iβ Đlişkisi (B=70mm)……………………………………….….... 316

Şekil 7.21. b/B – iβ Đlişkisinin Temel Genişliğiyle Değişimi …………….…….…..317

Şekil 7.22. Farklı u/B Değerlerinde Deneysel ve Sayısal Yük-Oturma

Eğrileri (N=1) ..…………………………………………………………319

Şekil 7.23. u/B ile BCR Arasındaki Đlişki …..……………..…………………..…..320

Şekil 7.24. u/B ile BCR Arasındaki Đlişki …..……………..…………………..…..321

Şekil 7.25. Deneysel ve Sayısal Yük-Oturma Eğrileri (β=25°) .….…..………..….323

Şekil 7.26. Deneysel ve Sayısal Yük-Oturma Eğrileri (β=20°) .…...………..…….323

Şekil 7.27. BCR ile β Arasındaki Đlişki ….……………………...…………..…….324

Şekil 7.28. Deneysel ve Sayısal Yük-Oturma Eğrileri (Dr=%45) ..………….……..325

Şekil 7.29. Deneysel ve Sayısal Yük-Oturma Eğrileri (Dr=%85)…..……..………..325

Şekil 7.30. BCR ile Dr Arasındaki Đlişki ……………..……………..………..……326

Şekil 7.31. Deneysel ve Sayısal Yük-Oturma Eğrileri (B=50mm) ….....…..………327

Şekil 7.32. BCR ile B Arasındaki Đlişki …..………………………..………..…….328

Şekil 7.33. Deneysel ve Sayısal Yük – Oturma Eğrileri (Combigrid, N=1) .......…..330

Şekil 7.34. Deneysel ve Sayısal Yük – Oturma Eğrileri (Tenax, N=1)..…...…...….330

Şekil 7.35. Deneysel ve Sayısal Yük – Oturma Oturma Eğrileri

(Çevregrid, N=1)……………………………………………………… ..331

Şekil 7.36. Farklı Donatılar Đçin BCR Değerleri …………………………………...331

Şekil 7.37. Farklı h/B Değerlerinde Deneysel ve Sayısal Yük-Oturma

Eğrileri (N=2) …………………………………………………………..333

Şekil 7.38. h/B ile BCR Arasındaki Đlişki …..….…………………………...……..334

Şekil 7.39. h/B ile BCR Arasındaki Đlişki …..…..…………………..……………..335

Şekil 7.40. Deneysel ve Sayısal Yük – Oturma Eğrileri (N=3) ….…....…………...336

Şekil 7.41. Deneysel ve Sayısal Yük – Oturma Eğrileri (N=4) .……......………….336

Şekil 7.42. N ile BCR Arasındaki Đlişki …….……………………………..……….337

Şekil 7.43. Deneysel ve Sayısal Yük-Oturma Eğrileri (Combigrid, N=3) ….......….339

Şekil 7.44. Deneysel ve Sayısal Yük-Oturma Eğrileri (Tenax, N=3) …..……….…340

Şekil 7.45. Deneysel ve Sayısal Yük-Oturma Eğrileri (Çevregrid, N=3) .…….…...340

Şekil 7.46. Farklı Donatılar Đçin BCR Değerleri (N=3) ….…………………...……341

XXIV

Şekil 7.47. Farklı LR/B Değerlerinde Deneysel ve Sayısal Yük-Oturma

Eğrileri ………………………………………………………………….342

Şekil 7.48. BCR ile Donatı Tabaka Uzunluğu Arasındaki Đlişki …..………………343

Şekil 7.49. LR/B ile BCR Arasındaki Đlişki…………………………..……...…..… 344

Şekil 7.50. Farklı Lastik Đçeriklerinde Yük – Oturma Eğrileri ……..………….…..345

Şekil 7.51. Lastik Karışımlı ve Geogrid Donatılı Deneylerden Elde Edilen

Yük – Oturma Eğrileri ……………………………………….…………346

Şekil 7.52. Lastik Karışımlı ve Geogrid Donatılı Deneylerden Elde Edilen

BCR Değerleri ………………………………………………………….347

Şekil 7.53. Yük – Oturma Eğrilerinin Karşılaştırılması ……………..…………….348

Şekil 7.54. BCR Değerlerinin Karşılaştırılması ………………...………………….348

XXV

SĐMGELER VE KISALTMALAR

b : temelin şev tepesine olan mesafesi

bi : dilim genişliği

B : temel genişliği

BCR : taşıma kapasitesi oranı

[B] : eleman şekil değiştirme matrisi

c : kohezyon

Cc : derecelenme katsayısı

Cds : düz kayma katsayısı

Ci : çekilme etkileşim katsayısı

Cu : üniformluk katsayısı

CR : kaplama oranı

d : donatı derinliği

dA : birim alan

dts : karışım derinliği

{d} : sistem deplasman vektörü

{d}e : elemanın düğüm noktasındaki deplasmanları

D10 : efektif dane çapı

D30 : granülometri eğrisinde %30’a karşılık gelen dane çapı

D60 : granülometri eğrisinde %60’a karşılık gelen dane çapı

Df : temel derinliği

Dr : sıkılık derecesi

[D] : elastisite matrisi

e : boşluk oranı

emaks : maksimum boşluk oranı

emin : minimum boşluk oranı

E : elastisite modülü

EA : eksenel rijitlik

EI . eğilme rijitliği

XXVI

Ei : başlangıç teğet elastisite modülü

Ei : dilim birincil efektif kuvveti

Ei, Ti : dilim ara yüzeyinin sol tarafındaki normal ve kayma gerilmeleri

E50 : üç eksenli yükleme rijitliği

E50ref : referans basınç değerindeki üç eksenli yükleme rijitliği

Eoed : ödometre yükleme rijitliği

Eoedref : referans basınç değerindeki ödometre yükleme rijitliği

Eur : üç eksenli boşaltma-yükleme rijitliği

Eurref : referans basınç değerindeki üç eksenli boşaltma-yükleme rijitliği

F : güvenlik sayısı

{f} : eleman yük vektörü

{F} : sistem yük vektörü

g : yerçekimi ivmesi

gtrue : gerçek gravite

GS : güvenlik sayısı

h : donatı tabakaları arasındaki düşey mesafe

H : şev yüksekliği

H´ : modifiye şev yüksekliği

HS . hardening soil model

iβ : taşıma kapasitesi azaltma katsayısı

Ji : dilim sızma kuvveti

JR : jointed-rock model

k : yatay sismik katsayısı

K0 : zemin basıncı katsayısı

K1, K2 : temel şekil katsayıları

Ksw : yan yüzey toprak basınç katsayısı

[k] : eleman rijitlik matrisi

[K] : sistem rijitlik matrisi

L : temel uzunluğu

LB : şev tabanında donatı uzunluğu

XXVII

Le : donatı tabakasının gerekli gömülme derinliği

LE : lineer elastik model

LR : donatı uzunluğu

LT : şev tepesinde donatı uzunluğu

m : üs sabiti

MAF : mukavemet azaltma faktörü

MC : mohr-coulomb model

MD : döndüren moment

MG : donatıdan dolayı oluşan direnen moment

MR : direnen moment

N : donatı tabaka sayısı

Nc, Nq, Nγ : taşıma gücü katsayıları

Ncq, Nγq : Meyerhof taşıma gücü faktörleri

Ni : dilim tabanındaki kayma kuvveti

Nj : kayma yüzeyi üzerindeki normal efektif kuvvet

NγqR : yatay zemin yüzeyine oturan referans sürekli temel için Nγq değeri

[N] şekil fonksiyonu

Pi, Qi : dilim üzerindeki yatay ve düşey dış yükler

q : üniform sürşarj yükü

qa : akma anındaki taban basıncı

qemin : emin taşıma gücü

qu : nihai taşıma kapasitesi

qu (β=0) : şevsiz durum için nihai taşıma kapasitesi

quR : donatılı durumda nihai taşıma kapasitesi

qzemn : zemin emniyet gerilmesi

r : dilim taban merkezinin o noktasına olan uzaklığı

R . donatılı model deney

Rf : göçme oranı

RFCR : donatının yük altındaki sünmesi için mukavemet azaltma faktörü

RFD : donatının uzun süreli kullanımı için mukavemet azaltma faktörü

XXVIII

R-FEA : donatılı sonlu eleman analizi

RFID : donatının yerleştirme hasarı için mukavemet azaltma faktörü

Rinter : ara yüzey elemanı için mukavemet azaltma faktörü

Rpo : çekilme (pull-out) direnci

su : göçme anındaki oturma miktarı

SEY : sonlu elemanlar yöntemi

SRF : oturma azaltma faktörü

SS : soft soil model

SSC : soft soil creep model

TBi : dilim alt kısmındaki donatı kuvveti

Ti : donatı kuvveti

Tj : kayma yüzeyindeki hareketli kayma mukavemeti

Tmax : donatının maximum çekme kuvveti

Tmax : toplam donatı kuvveti

Tsi : dilim ara yüzeyinin sol tarafındaki donatı kuvveti

TSM : lastik parçacıkları model deney

TSMG : lastik parçacıkları-geogrid model deney

Tult : donatının nihai çekme mukavemeti

Tyatay : donatı kuvveti

u : ilk donatı tabakası derinliği

ux, uy : x ve y yönündeki serbestlik dereceleri

Ui : boşluk suyu basıncından dolayı oluşan up-lift kuvveti

UR : donatısız model deney

UR-FEA : donatısız sonlu eleman analizi

Vs : kum hacmi

Vts : lastik parçacıklarının hacmi

Wi : dilime etkiyen toplam ağırlık

x : donatının şev yüzeyinden şev tepesine kadar olan yatay uzunluğu

Xj : dilimler arası kayma kuvveti

Xsw1, Xsw2 : sürtünme kuvvetleri

XXIX

Ybase : MAF yönteminde gerçek mukavemet parametreleri

Yi : donatı kuvvetlerinin kayma dairesinin merkezine olan uzaklığı

α : kırılma açısı

αi : dilim taban merkezinin yatayla yaptığı açı

β : şev açısı

χ : hacim cinsinden lastik yüzdesi

{δ} : elemanın herhangi bir noktasındaki deplasman bileşenleri

∆li : dilim kayma yüzeyi uzunluğu

∆σv : temel yükünden dolayı oluşan ilave düşey gerilme

ε : birim deformasyon

ε1 : eksenel deformasyon

φ : kayma mukavemeti açısı

φ´ : efektif kayma mukavemeti açısı

φ´f : faktörlenmiş kayma mukavemeti açısı

φd, cd : drenajlı durumda kayma mukavemeti parametreleri

φsw : yüzey sürtünme açısı

γ : birim hacim ağırlığı

γk : zeminin kuru birim hacim ağırlığı

γkmaks : maksimum kuru birim hacim ağırlığı

γkmin : minimum kuru birim hacim ağırlığı

γs : dane birim hacim ağırlığı

η : logaritmik spiralin eğriliği

κ∗ : modifiye şişme indeksi

λ : kayma mobilizasyon oranı

λcβ, λqβ, λγβ : şev katsayıları

λ∗ : modifiye sıkışma indeksi

µ∗ : modifiye sünme indeksi

ν : poisson oranı

θB : temel topuğundan başlayan düz göçme yüzeyinin yönlenmesi

XXX

σ : normal gerilme

σ3 : hücre basıncı

(σ1-σ3) : deviatör gerilme

τ : kayma gerilmesi

ψ : dilatasyon açısı

1.GĐRĐŞ M. Salih KESKĐN

1

1. GĐRĐŞ

Günümüzde hızlı nüfus artışı ve kentleşme nedeniyle, yapı alanları

daralmakta ve uygun yerleşim bölgeleri azalmaktadır. Bu nedenle, taşıma gücü ve

oturma kriterleri bakımından yapı için istenmeyen zeminlerin de inşaat alanı olarak

kullanılması zorunlu hale gelmektedir. Mühendislik yapılarının temel sistemlerinin

tasarımında, zeminde taşıma gücü ve oturma koşullarının sağlanması durumunda

genellikle yüzeysel temeller kullanılarak çözüme gidilmektedir. Temel zeminlerinin

problemli olması halinde ise, en genel çözüm derin temel (kazıklı temel) seçilerek

yapı temellerinin tasarlanmasıdır. Fakat bu çözümün pahalı olması ve inşaat

teknolojisindeki hızlı ilerleme, problemli zeminlerde yeni çözümler elde edilmesini

zorunlu hale getirmiştir. 1970’li yıllardan beri geliştirilen birçok yöntem kullanılarak

problemli zeminlerin oturma ve taşıma gücü özellikleri iyileştirilmekte ve bu

yöntemlerle bazı durumlarda derin temel sistemlerine göre oldukça ekonomik

çözümler yapılabilmektedir. Uygulamada sıklıkla kullanılan geoteknik çözümlerden

birisi donatılı zemin uygulamasıdır. Donatılı zemin uygulaması, çekmeye dayanıklı

çeşitli donatı elemanlarının zemin içerisine yerleştirilmesi ve bu şekilde zemin ile

donatıdan oluşan kompozit bir malzeme elde edilmesi esasına dayanmaktadır.

Donatılı zemin kavramı ilk olarak Fransız mühendis Vidal tarafından 1968 yılında

ortaya atılmış ve daha sonra geoteknik mühendisliğinde birçok teorik ve deneysel

araştırmalara konu olmuştur. Vidal (1968) tarafından gerçekleştirilen uygulamada

donatı malzemesi olarak metal şeritler kullanılmış, 1980’li yıllardan sonra ise,

teknolojideki gelişmelere paralel olarak, kullanılan metal şeritlerin yerini sentetik

polimer hammaddesinden üretilen geotekstil ve geogrid gibi malzemeler almıştır.

Son yıllarda, geoteknik mühendisliğinde, kolay uygulanabilir ve ekonomik bir yapı

malzemesi olması nedeniyle, geosentetiklerin kullanımı, baraj, yol, dolgu, şev,

dayanma yapıları gibi birçok uygulamada gittikçe yaygınlaşmaktadır.

Geotekstiller ve geogridler, geoteknik uygulamalarda en çok kullanılan

geosentetik malzemelerdir. Geotekstiller daha çok ayırma, filtrasyon ve drenaj

amacıyla kullanılırken, geogridler zeminin taşıma gücünü arttırmada ve beklenen

oturmaları azaltmakta kullanılmaktadır. Geogridler, metallerden daha düşük rijitliğe


2

sahip olmalarına karşın ızgara şeklindeki açıklıkları sayesinde kenetlenme etkisiyle

zemin ile daha efektif çalışarak daha iyi performans göstermektedir.

Düz yüzeyli zeminlere oturan temellerin taşıma kapasitesi ve oturma

davranışlarının geogrid donatı kullanılarak iyileştirilmesiyle ilgili birçok çalışma

gerçekleştirilmiştir [Binquet ve Lee (1975a), Akinmusuru ve Akinbolade (1981),

Fragaszy ve Lawton (1984), Guido ve ark. (1985), Huang ve Tatsuoka (1990),

Mandal ve Sah (1992), Dixit ve Mandal (1993), Khing ve ark. (1993), Yetimoğlu ve

ark. (1994), Adams ve Collin (1997), Laman ve Yıldız (2003), Kumar ve Saran

(2003), Michalowski (2004), Kumar ve Walia (2006)]. Ancak, temellerin şev üzerine

veya yakınına inşa edilmeleri gereken bazı durumlar mevcuttur (köprü ayakları,

elektrik direkleri ve bazı bina yapıları gibi). Bu gibi durumlarda taşıma kapasitesi

eğimli olmayan zemine göre önemli miktarlarda azalabilmektedir. Temelin şev

üzerine inşa edildiği durumlarda, taşıma gücünün arttırılması için uygulanabilecek

çözümlerden bir tanesi, temelin şev tepesine yeterince uzak bir mesafeye

yerleştirilerek, şevin taşıma kapasitesi üzerindeki etkisinin azaltılmasıdır. Ekonomik

olmayan bu çözüm yerine kullanılabilecek yöntemlerden birisi, taşıma kapasitesinin

geogrid donatı kullanılarak arttırılmasıdır. Literatür incelendiğinde konu ile ilgili

çalışmaların sınırlı sayıda olduğu görülmektedir [Selvedurai ve Gnanendran (1989),

Lee ve Manjunath (2000), Yoo (2001), Bathurst ve ark. (2003), Sawwaf (2007),

Laman ve ark. (2007)]. Selvedurai ve Gnanendran (1989) ve Lee ve Manjunath

(2000) tek bir donatı tabakasının şerit temelin taşıma kapasitesi üzerindeki etkisini

incelemiş, Yoo (2001) ve Laman ve ark. (2007) çok tabakalı durum için deneysel

çalışmalar gerçekleştirmişlerdir. Bathurst ve ark. (2003) tarafından gerçekleştirilen

büyük ölçekli deneysel çalışmada göçme mekanizması üzerinde durulmuş, Sawwaf

(2007) ise, kile oturan şevli bir kum dolgu için donatı parametrelerini araştırmıştır.

Çalışmalar incelendiğinde, deneysel çalışmaların, genellikle tek bir şev açısı, sıkılık,

temel genişliği ve tek tip geogrid donatı kullanılarak gerçekleştirildiği görülmektedir.

Son yıllarda, atık malzemelerin değerlendirilip yeni ürünlerin elde edilmesi

veya mevcut ürünlerde katkı malzemesi olarak kullanılabilmesi amacıyla çeşitli

çalışmalar yürütülmektedir. Atık malzemelerin değerlendirilmesi, kısıtlı olan doğal

malzemelerin kullanımını azaltmakta, atık malzemelere ekonomik bir değer


3

kazandırmakta ve bu malzemelerin depolanması durumunda çevrede oluşacak

problemleri aza indirmektedir. Bu nedenle endüstriyel atıkların çeşitli kullanım

alanlarında değerlendirilerek ülke ekonomisine kazandırılması gerekmektedir.

Yapılan çalışmalar, işlenmiş atık lastiklerin önemli mühendislik özelliklerine sahip

olduğunu göstermiştir. Literatürde atık lastik-kum karışımlarının mühendislik

özelliklerinin belirlenmesi ile ilgili birçok deneysel çalışma mevcuttur [Ahmed

(1993), Foose ve ark. (1996), Tatlisoz ve ark. (1998), Edincliler ve ark. (2004),

Zornberg ve ark. (2004), Attom (2006), Çetin ve ark. (2006)]. Bu çalışmalar,

genellikle karışımın kayma mukavemet özellikleri üzerine yoğunlaşmaktadır. Atık

lastik-zemin karışımları ile oluşturulan dolgular üzerinde temel olması durumuyla

ilgili literatürde çok az sayıda laboratuar çalışması bulunmaktadır [Abdrabbo ve ark.

(2005), Hataf ve Rahimi (2006)]. Bu çalışmalarda temelin oturduğu zemin yüzeyinin

düz olması halinde taşıma kapasitesi davranışı araştırılmıştır. Zemin yüzeyinin şevli

olması durumuyla ilgili bir çalışmaya ise şu ana kadar rastlanmamıştır.

Bu çalışmada, donatısız, geogrid donatılı ve lastik–kum karışımlı (donatısız–

donatılı) kumlu şevlere oturan şerit temellerin taşıma kapasitesi ve oturma davranışı,

laboratuar model deneyleri yapılarak araştırılmıştır. Model deneylerde, ilk olarak

donatısız durumda, temelin şev tepesine olan uzaklığı, şev açısı, sıkılık derecesi ve

temel boyutu parametrelerinin taşıma kapasitesi davranışına etkisi incelenmiştir.

Donatılı durumda ise, geogrid donatı tabakalarının yerleşim düzeni, miktarı ve

boyutuyla ilgili parametrelerin taşıma kapasitesi ile oturma davranışına etkisi ve

davranışın, şev açısı, sıkılık derecesi, temel boyutu ve farklı donatı tiplerinden nasıl

etkilendiği araştırılarak, optimum donatı parametreleri elde edilmiştir. Çalışmada

ayrıca, kum numuneler lastik parçacıklarıyla karıştırılarak, karışımın kayma

mukavemeti parametreleri belirlenmiş ve lastik parçacıklarının şevli dolgularda

kullanılabilirliği model deneylerle donatısız ve geogrid donatılı durumlar için

araştırılarak en büyük taşıma kapasitesi değerini veren optimum karışım oranı

belirlenmiştir. Çalışmada, donatısız ve donatılı kum şevlere oturan temellerin,

PLAXIS bilgisayar yazılımı kullanılarak, 2 boyutlu ve düzlem şekil değiştirme

koşullarında sonlu elemanlar yöntemi ile sayısal çözümü yapılmıştır. Elde edilen

sonuçlar deneysel bulgularla karşılaştırılmıştır.

2. ÖNCEKĐ ÇALIŞMALAR M. Salih KESKĐN

4

2. ÖNCEKĐ ÇALIŞMALAR

2.1. Giriş

Bu bölümde, donatısız ve donatılı şevlere oturan yüzeysel temellerin taşıma

kapasitesi ve atık lastik parçacıkları-kum karışımları ile ilgili önceki çalışmalar

özetlenmiştir. Önceki çalışmalar, deneysel ve teorik olmak üzere iki grupta

toplanmıştır.

2.2. Donatısız Şevlere Oturan Yüzeysel Temeller

Bu bölümde donatısız şevlere oturan yüzeysel temellerle ilgili önceki

çalışmalar özetlenmiştir. Konunun daha iyi anlaşılabilmesi için öncelikle yüzeysel

temellerin taşıma gücü ve şev stabilitesi hakkında bilgi verilmiş daha sonra donatısız

kumlu şevlere oturan yüzeysel temellerin taşıma kapasitesi ve oturma davranışını

konu alan araştırmalar sunulmuştur.

2.2.1. Yüzeysel Temellerin Taşıma Kapasitesi

Temeller, yapı yüklerini zemine aktaran yapı elemanlarıdır (Şekil 2.1).

Temeller yardımıyla aktarılan yapı yüklerinden etkilenen ve yapı yüklerini taşıyan

zemin ortamına ise, temel zemini denir. Yapı temelleri, Df temel derinliği, B temel

genişliği olmak üzere, Df /B oranına göre temel mühendisliğinde genel olarak iki ana

gruba ayrılır. Bunlar, yüzeysel temeller (Df /B≤1) ve derin temellerdir (Df /B>1).

Yüzeysel temellerde zemin cinsine bağlı olarak üç farklı türde göçme

oluşmaktadır. Bunlar; genel kayma göçmesi, bölgesel kayma göçmesi ve zımbalama

kayma göçmesidir. Genel kayma göçmesi, genellikle sıkı kum veya sert killerde

görülür, kırılma yüzeyleri belirgindir ve zemin yüzeyine kadar uzanırlar. Yük oturma

eğrisinden kırılma noktası net olarak belirlenebilir. Yanlarda kabarma görülür.

Bölgesel kayma göçmesi, genellikle orta sıkı kum veya orta sertlikteki kil zeminlerde

görülmektedir. Bu tip göçme durumunda, kırılma yüzeyleri belirgin değildir. Yük-


5

oturma eğrisinden kırılma noktası net olarak elde edilememektedir. Yanlarda

kabarma görülür. Zımbalama kayma göçmesi ise, gevşek kumlarda ve yumuşak kil

zeminlerde görülür. Temel, yanlarda kabarma veya kırılma yüzeyleri oluşmadan,

büyük oturma değerlerine ulaşır. Yük-oturma eğrisinde, bölgesel kayma göçmesine

benzer olarak, kırılma noktası belirgin değildir.

Şekil 2.1. Yapı Temelleri

Zeminin taşıma gücünü belirlemek için birçok taşıma gücü teorisi vardır

[(Prandtl (1921), Terzaghi (1943), Meyerhof (1951) vb]. Bunlardan en yaygın olarak

kullanılanı Terzaghi (1943) tarafından önerilendir. Terzaghi, üniform yüklü şerit

temel için geliştirdiği taşıma gücü teorisinde, göçme anında temel zemininde oluşan

kırılma yüzeylerini Şekil 2.2’de görüldüğü gibi kabul etmiştir (Das, 1999). Bu

teoriye göre, temel altındaki göçme bölgesi üç bölgeye ayrılmaktadır. Bunlar;

• abc bölgesi: Temelin hemen altında yer alan kama şeklindeki elastik

bölgedir. abc üçgeninin ac ve bc kenarları eşit olup, kırılma açısı, α, kayma

mukavemeti açısı, φ, değerine eşittir.

• bcf bölgesi: Prandtl radyal kayma bölgesidir. cf kırılma yüzeyi logaritmik

spiraldir.

• bfg bölgesi: Rankine pasif bölgesidir. Bu bölgenin kayma yüzeylerinin

yatayla yaptığı açı (45-φ/2)’dir.

B

Df

Temel zemini

yük


6

Şekil 2.2. Terzaghi Tarafından Kabul Edilen Zemin Kırılma Yüzeyleri

Temel zemini; homojen, izotrop ve yarı sonsuz kabul edilerek şerit temelin nihai

taşıma kapasitesi, qu, için aşağıdaki bağıntı çıkarılmıştır:

γγ+γ+= BN5.0NDcNq qfcu (2.1)

Nc, Nq, Nγ : Kayma mukavemet açısına bağlı taşıma gücü katsayıları

c : Kohezyon

γ : Zemin birim hacim ağırlığı

Terzaghi formülünün genel biçimi ise aşağıda verilmektedir:

γγ+γ+= BNKNDcNKq 2qfc1u (2.2)

K1, K2 : Temel şekil katsayıları

Bir temel veya temel sisteminin iki ana şartı sağlaması gerekir. Bunlar;

a) Taşıma gücü koşulu: Temel, zeminde kırılma oluşturmamalı ve göçmeye karşı

belli bir güvenlik olmalıdır. Bu koşul, temel taban basıncının, zemin emin taşıma

B

Q qu

q=γDf Df

a b

c

f

g

d

e α α 45-φ/2 45-φ/2


7

gücünü aşmaması ile sağlanır. Emin taşıma gücü, qemin, nihai taşıma kapasitesi, qu,

değerinin belli bir güvenlik sayısına (GS) bölünmesiyle elde edilir.

GS

qq umine = (2.3)

b) Oturma koşulu: Bir temelin zeminde kırılma meydana getirmemesi ve kırılmaya

karşı güvenli olması yetmez. Ayrıca, meydana gelebilecek oturmaların, yapıya zarar

vermemesi gerekir. Başka bir deyişle, toplam oturma veya oturma farkları, izin

verilebilir oturma değerlerini aşmamalıdır.

Taşıma gücü ve oturma şartları sağlanarak hesaplanan taban basıncı değerine

zemin emniyet gerilmesi (qzemn) denilmektedir.

Terzaghi ve diğer taşıma gücü formülleri zemin yüzeyi düz, yatay tabanlı bir

temel üzerine etkiyen düşey yükleri dikkate alır. Ancak, temellerin bir şev üzerine

veya yakınına inşa edilmesi gerektiği durumlar vardır. Yaklaşım dolguları üzerine

oturan köprü ayakları, elektrik direkleri ve bazı bina yapıları örnek olarak verilebilir.

Documents

ÇUKUROVAÜNĐVERSĐTESĐ ...Tez çalışmamı maddi olarakdestekleyenÇukurova Üniversitesi Araştırma ProjeleriBirimi’neteşekkürederim. Bana sonsuz destekolanve sıkıntılarımı