A Study of reinforced soil structures under seismic excitation

Abstract

ÖZET DONATILI ZEMİN YAPILARIN SİSMİK YÜKLEMELER ALTINDA İNCELENMESİNE YÖNELİK BİR ÇALIŞMA Donatılı zemin yapılar dünya çapında, kentsel ve kırsal bölgelerde geniş oranda kullanılmakta olup inşa edildikleri coğrafi bölgelerin pek çoğu orta ila yüksek sismik aktivitenin de bulunduğu bölgelerdir. Bu yapıların çoğunluğu ilgili bölgenin `hayat hatları` ağımn birer parçasıdır. Dolayısı ile bu yapıların beklenen bir sismik aktivite etkisi altındaki davranışlarını anlamak ve eğer mümkünse öngörebilmek önemlidir. Bu çalışmada oldukça eski bir Sonlu Elemanlar programı olan SSCOMP'un tekrar ele alınması ve bu programın donatılı zemin yapıların verilen yer hareketleri altında incelenmesine olanak sağlayacak şekilde geliştirilmesi amaçlamıştır. Gayretler, SSCOMP programının basılmış evraktan tekrar çalışır bir program olarak üretilmesi, üretilen programın, yine bu programla daha önce yapılmış çalışmaların raporları ışığı altında test ve verifîkasyonu, bir tamamlayıcı işlemci yazılım ile psedo-dinamik yaklaşımın geliştirilip uygulanması, nümerik bir analiz yapılarak bunun bir santrifüj testi deney sonuçlan ve ticari bir sonlu farklar programı olan FLAC'm sonuçları ile karşılaştırılması adımlarından oluşmuştur. Son bir adım olarak statik ve dinamik yükleme halleri için geniş kapsamlı bir parametrik sensitivite analizi yürütülmüştür. SSCOMP'un uygulanan psedo-dinamik yaklaşım ile beraber; sonlu elemanlar modelinin, ilgili parametrelerin ve ortaya çıkan sonuçların dikkatle seçilmesi, kullanılması ve değerlendirilmesi kaydıyla, donatılı zemin yapıların beklenebilecek davranışları hakkında bir anlayış sağlayabilecek, kabul edilebilir sonuçlar verdiği gösterilmiştir.

IV ABSTRACT A STUDY OF REINFORCED SOIL STRUCTURES UNDER SEISMIC EXCITATION Reinforced soil structures are widely used in many urban and rural areas around the world, of which many are located in geographical regions with medium to high seismic activity. Most of these structures are parts of the lifeline network of the respective area. Therefore it is important to understand and if possible predict the behavior of these structures under an expected seismic activity. In this study an attempt is made to recall the rather old Finite Element program SSCOMP and to enhance the ability to use this program for the analysis of reinforced soil structures under given base excitations. The efforts consisted of regeneration of SSCOMP from printed material as an operational program, testing and verification of the regenerated program with respect to reports of earlier studies with the program, development and implementation of the pseudo-dynamic approach and the required script as the supplement processor, performing a number of numerical analyses and comparing the results with a case history of a centrifuge test and with the results of a commercial finite difference program FLAG. As a final step, an extended parametric sensitivity analysis for static and dynamic loading conditions is conducted. It is shown that SSCOMP, together with the implemented pseudo-dynamic approach, yields acceptable results to provide an insight on the expected behavior of the reinforced soil structures, given that the FE model, the relevant parameters and the obtained results are carefully selected, used and evaluated, respectively.