Dolgu altındaki kum tabakalarının deformasyon ve mukavemet davranışları

Abstract

DOLGU ALTINDAKİ KUM TABAKALARININ DEFORMASYON VE MUKAVEMET DAVRANIŞLARI ÖZET Kum zeminlerin gerilme ve deformasyon davranışı zemin mekaniğinin en önemli araştırma konularındandır. Özellikle otoyol, liman, baraj gibi altyapı projelerinin bir gereği olarak yapılan dolguların kum zeminler üzerine inşaa edilmesi durumunda büyük gerilme artışı ile karşılaşarak doygun kumların davranışının tayin edilmesi önemlidir. Bu tez çalışmasında, kumların gerilme-deformasyon davranışı öncelikle laboratuvarda model numuneler üzerinde yapılan deneylerle araştırılmış ve değişik sıkılık durumları ve silt içeriğine bağlı olarak mukavemet ve konsolidasyon parametreleri elde edilmiştir. Konsolidasyon deneyleri için 0.8 boşluk oranında, üç eksenli basınç deneyleri için de hem 0.8 hemde 0.47 boşluk oranında numuneler hazırlanmıştır. Hazırlanan numuneler ağırlık bakımından %0 silt+kil - %100 kum, %15 silt+kil - %85 kum ve %30 silt+kil - %30 kum karışımından oluşmaktadır. Çalışmanın ikinci aşamasında laboratuvar deneyleri ile elde edilen davranış yorumlanarak ve parametreler kullanılarak dolgu altındaki doygun kum temellerin davranışı sonlu elemanlar yöntemleri ile modellenmiştir. Bu çalışmada kullanılan programlardan Cambridge araştırmacıları tarafından geliştirilen SAGE-CRISP sonlu elemanlar programı Kritik Durum Zemin Mekaniği teorisine dayandırılmıştır. Ayrıca SLOPE/W programı ile limit denge analizleri yapılmıştır. Kum zemin üzerine tanımlanan dolgu 30.0 m şev uzunluğuna, 30.0 m taç genişliğine ve 15.0 m yüksekliğe sahiptir. Dolgu, 3. 0'er metrelik 5 tabaka talinde inşaa edilmiştir. Crisp analizleri sırasında gerilme izleri her yükleme kademesinde ayrı ayrı incelenmiş, sonuçta dolgunun güvenle inşaa edilebileceği yükseklik araştırılmıştır. Slope analizleri için de dolgu yüksekliği arttırılarak şev güvenlik sayısının 1.0 olduğu değer tespit edilmiştir. Sonuçlar kum temel zeminin davranışı konusunda mevcut literatür bulguları ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. XXI

STRENGTH AND DEFORMATION PROPERTIES OF SAND SOILS BENEATH EMBANKMENTS SUMMARY Stress strain behaviour of saturated sands are among the most important research subjects of soil mechanics. For infrastructure projects like roads, dams and embankments contruction of saturated sands may be required. Embankments impose heavy loads and stress-strain behaviour of saturated sands should be evaluated in connection with the mechanism that might occur in the field. In this study, stress-strain behaviour of saturated sands was investigated by laboratory triaxial and consolidation tests conducted on model sands. Model sands were prepared in loose and dense states and with varying silt ratios. In the second stage of the study, the behaviour observed and soil parameters determined in the laboratory were interpreted and used in the finite elements models. Two types of numerical modelling were used for the problem of embankments constructed on saturated sands. SAGE-CRISP finite elements programme was used to determine the behaviour of sand foundation beneath embankment. SLOPE/W limit equilibrium programme was used to check for slope stability. The results were interpreted by comparing with the relevant findings for sand foundation in the literature. xxii