A case study on the effects of earthquake characteristics on landslide stabilization piles

Abstract

Bu çalışmada; deprem özelliklerinin heyelan önleme kazıklarına etki eden eksenel yük, kesme kuvveti ve eğilme momentlerine etkisi sonlu elemanlar yöntemi ile analiz edilerek incelenmiştir. Analizler için, Türkiye'nin Batı Karadeniz bölgesinde Kuzey Anadolu fay hattına yakın gerçek bir heyelan sahası seçilmiştir. Sahada, sondaj ve inklinometre okumaları ile saha ve laboratuvar deneylerini içeren kapsamlı bir çalışma yürütülmüş ve bu çalışmanın sonuçları analizlerde kullanılmıştır. Analizlerde, aynı maksimum ivmeye ölçeklenmiş fakat farklı hakim frekanslara sahip üç farklı deprem kaydı zaman uzayında modellere uygulanmış ve sonuçlar birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Sonuçta, heyelan önleme kazıkları üzerine etki eden eksenel kuvvetlerin analiz edilen deprem kayıtları için önemli bir farklılık göstermediği, fakat kesme kuvvetleri ve eğimle momentlerinin kazık tasarımını ciddi şekilde etkileyecek mertebelerde değiştiği görülmüştür. Analizler sonucunda en kritik sonuçlar, en düşük hakim frekansa hakim deprem kaydı için elde edilmiş olup bu sonuç bahsi geçen deprem kaydının diğer kayıtlara oranla düşük frekans içeriğinin fazla olması ve dolayısıyla daha yüksek dinamik deplasmanlara sahip olmasıyla ilişkilendirilmiştir.

In this study, effect of earthquake characteristics on landslide stabilization piles in the meaning of the pile axial loads, shear forces and bending moments are investigated through finite element analyses. A real landslide area located very close to the North Anatolian fault in the western part of the Black Sea region of Turkey was selected to be analyzed. A detailed site investigation program was executed including boreholes, inclinometer readings, site and laboratory tests the results of which were utilized throughout the study. Three different earthquake records, all scaled to the same maximum acceleration but having different predominant frequencies were applied to the models in time domain and the results were compared with each other. The results have revealed that the pile axial loads were not affected significantly for utilized earthquake records, but the change in the shear forces and bending moments were tremendous which may change the pile design significantly. The most critical results were obtained for the earthquake record with lowest predominant frequency which is attributed to the higher magnitudes of dynamic displacements as compared to others due to its low frequency content.