Serbest arazi koşullarında ve düşey gerilme artışı etkisinde sıvılaşma analizi

Abstract

Sismik yük etkisiyle, permeabilitesi düşük ve plastik olmayan zeminlerde boşluk suyu basıncında meydana gelen artış sonucunda zemin dayanımında geçici süreliğine bir kayıp yaşanması sismik zemin sıvılaşması olarak tanımlanmıştır. 1964 yılında meydana gelen ve büyük hasarlara neden olan Alaska ve Niigata depremleri sonrasında sıvılaşma olayı büyük ilgi görmüş ve etkin bir biçimde çalışılmaya başlanmıştır. Tez kapsamında sıvılaşmanın tetiklenmesi tanımlamak amacıyla geliştirilen metotlardan en çok kullanılanı olan CSR yaklaşımı irdelenmiştir. Sakarya ili çevresinde 1999 Kocaeli depremi sonrasında zemin hasarları gözlenmiş olan 4 sahanın SPT ve CPT verileri ele alınmıştır. Öncelikle serbest arazi koşullarında SPT tabanlı sıvılaşma analizi adı altında, Seed vd. (1971), Toprak vd. (1999), Youd vd. (2000) ve Liao vd. (1988) tarafından önerilen eğriler ile elde edilen CRR sonuçları kıyaslanmıştır. Bu inceleme ile en emniyetli sonuçlara Youd vd.(2000) tarafından önerilen eğri ile ulaşılmıştır. Ardından aynı arazi koşulları için; Robertson (1998), Juang (2003), Toprak vd. (1999) ve Shibata vd.(1995) tarafından önerilen eğriler kullanılarak CPT değerleri ile elde edilen CRR değerleri karşılaştırılmıştır. Arazide yapı varlığı, sıvılaşma potansiyeli üzerinde olumlu ve olumsuz olarak etkilemektedir. 5 temel etkiden biri düşey gerilme artışı, referans derinlik için çevrimsel gerilme oranını etkilemektedir. Yapı kaynaklı düşey gerilme artışının CSR ve rd faktörü üzerindeki etkileri senaryo koşullar için ele alınmış ve birbirinden bağımsız olarak incelenmiştir. Zeminde ilave düşey gerilmelerin CSR ve rd katsayısını azaltarak sıvılaşma dayanımını olumlu olarak etkilediği gözlenmiştir.

Soil liquefaction is defined as a temporary decrement of soil strength as a result of pore water pressure which is increased by seismic load on low permeability and non-plastic soils. The scope of this study is to examine CSR approach which is commonly used from the methods developed to describe the triggering of liquefaction. The SPT and CPT reports of the 4 field where soil damages were observed after the 1999 Kocaeli earthquake around Sakarya province were discussed. SPT based analysis were made with the curves proposed by Seed et. al.(1971), Toprak et. al. (1999), Youd et. al. (2000) and Liao et. al. (1988). The curves suggested by Robertson (1998), Juang (2003), Toprak et al. (1999) and Shibata et al. (1995) were used to compare the CRR values obtained with the CPT results. Structure induced stresses can effect liquefaction potential as positively and negatively. Vertical effective stresses effect cyclic stress ratio for reference depth of soil. The effects of the structure-induced vertical stress on CSR and rd factor were considered for the scenario conditions and investigated independently of each other. It is found that structure induced stresses cause reduced value of rd and CSR for the reference depth with respect to the free field conditions.