Kazıkların eşdeğer dinamik yükler altındaki davranışının modellenmesi

Abstract

Kazıkların uygulama alanlarının yaygınlığı, mühendislik pratiğinde kazıklara olan ilgiyi arttırmıştır. Özellikle yanal yük etkisi altındaki davranışları önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, kohezyonlu ve kohezyonsuz zeminlerde inşaa edilen kazık ve kazık gruplarının yanal yükleme altındaki davranışları incelenmiştir. Bu doğrultuda değişik çap ve uzunluktaki kazık ve kazık gruplarının davranışları, doğrusal olmayan sonlu eleman yaklaşımını kullanan Plaxis 8.2 paket programı kullanılarak, iki farklı deprem yükü altında karşılaştırılmıştır. Ayrıca kazıkların ve kazıkları çevreleyen zeminlerin özelliklerinin, zemin tepkisi üzerindeki etkileri de araştırılmış, her bir kazık boyunca yer değiştirmeler, eğilme momentleri ve kesme kuvvetleri ile ilgili veriler elde edilmiş ve model sonuçları birbiri ile karşılaştırılmıştır. Böylece yetmiş iki farklı modelin analizi yapılarak ve sonuçları karĢılaĢtırılarak hangisinin daha tutarlı olduğu incelenmiştir. Elde edilen sonuçlarda en çok dikkat çekenleri sıralandığında: killi zeminlerde kumlu zeminlerden daha fazla yer değiştirme meydana geldiği, yer ivmesindeki artışın killi zeminlerde eğilme momentlerini yaklaşık iki kat artırırken bu rakamın kumlu zeminlerde dört kata kadar çıkabileceği, zemin tipinin değişmesinin kazıklarda oluşan kesme kuvvetlerini etkilemediği, en büyük eksenel kuvvetin tek kazıklarda oluştuğu ve bu kuvvetlerin kazık çapından pek etkilenmediği görülür.

The extensive use of piles made them attractive in engineering practice. The behavior of piles under lateral loads is important especially during earthquakes. In this study, the behavior of piles in different types of soils (cohesive and cohesionless) under lateral loads is analyzed. Within this scope, single or group of piles with different diameters are modeled using the nonlinear finite element software Plaxis 8.2. Two different horizontal earthquake loads are applied. In addition, the properties of the soil surrounding the piles are also changed to see the effects of soil properties on the piles. The results are compared in terms of displacements, bending moments and shear forces for different scenarios of pile/soil and loading conditions. Seventy-two different models are studied in detail and the results are summarized. The most important results can be listed as: displacements are higher in cohesive soils compared to cohesionless soils, the increase in peak ground acceleration increases the bending moments in cohesive soils twice, whereas this ratio is four times in cohesionless soils, the shear stresses in the piles are irrelevant from the soil type, the maximum axial forces develop in the single piles as compared to pile groups and these forces do not depend on the pile diameter.