Farklı gradasyonlu kumların sıvılaşma potansiyelinin dinamik basit kesme testi ile araştırılması

Abstract

Geoteknik deprem mühendisliğinde deprem esnasında zemin sıvılaşması, yapılara verdiği kalıcı hasarlar sebebiyle önemli ve iyi irdelenmesi gereken bir konu olarak ön plana çıkmaktadır. Başta Alaska, Niigata, San Fernando, Loma Prieta, Kobe ve 17 Ağustos depremleri olmak üzere birçok depremde zemin sıvılaşmasının tipik örnekleri görülmüştür. Literatürde ince kumlara ait birçok sıvılaşma çalışmaları görülürken, bu tez kapsamında farklı tane çaplarındaki üniform kumların sıvılaşma enerjisi enerjiye dayalı yöntem kullanılarak araştırılmıştır. Bu amaçla kümülatif sıvılaşma enerjisini etkileyen rölatif sıkılık,efektif gerilme ve ortalama tane çapı parametreleri kullanılarak dinamik basit kesme test cihazı ile suya doygun numuneler üzerinde drenajsız koşullarda deformasyon kontrollü olarak 0.1 Hz frekans, %3 kayma birim deformasyonu altında 36 tane test gerçekleştirilmiştir. Testler 0.11 mm, 0.26 mm, 0.45 mm ve 0.85 mm ortalama tane çapına sahip numuneler üzerinde %30, %50, %70 rölatif sıkılıklarda 50 kpa, 100 kpa, 150 kpa efektif gerilmeler altında yapılmıştır. Sonuçlar göstermiştir ki ortalama tane çapı azaldıkça kumun sıvılaşma potansiyeli artmaktadır. Ayrıca artan efektif gerilme ve rölatif sıkılıkla birlikte kumun sıvılaşmaya karşı potansiyeli azalmaktadır. Test sonuçları üzerinde çoklu regresyon analizi yapılarak 0.11-0.26 mm ve 0.45-0.85 mm ortalama tane çapına sahip numuneler için ayrı ayrı bağıntılar önerilmiştir. 0.11-0.26 mm aralığındaki numuneler için elden edilen bağıntı literatürde 0.26 mm tane çapına sahip kum numuneleri üzerinde yapılan sıvılaşma testlerinden elde edilen bağıntılarla karşılaştırılmış ve uyumlu sonuçlar elde edilmiştir.

In geotechnical earthquake engineering soil liquefaction, during earthquakes emerges as an important and well-considered issue due to the permanent damages to buildings. Typical examples of soil liquefaction have been observed in many earthquakes including Alaska, Niigata, San Fernando, Loma Prieta, Kobe and August 17 earthquakes. While many liquefaction studies of fine sands are seen in the literature, liquefaction energy of uniform sands of different grain diameters was investigated by using energy-based method. For this purpose, by using parameters of relative density, effective stress and mean grain size which affect cumulative liquefaction energy, 36 tests were performed on samples saturated with water under undrained conditions by controlling deformation under 0.1 Hz frequency and 3% shear strain with cyclic simple shear tester. Tests were carried out on samples with mean grain size of 0.11 mm, 0.26 mm, 0.45 mm and 0.85 mm under effective stresses of 50 kpa, 100 kpa, 150 kpa at 30%, 50%, 70% relative density. The results showed that as the mean grain size decreases, the liquefaction potential of the sand increases. In addition, with increasing effective stress and relative density, the potential of sand against liquefaction decreases. Multiple regression analysis was performed on the test results and individual correlations were proposed for samples with mean grain size of 0.11-0.26 mm and 0.45-0.85 mm.The correlation obtained for the samples in the range of 0.11-0.26 mm was compared with those obtained from the liquefaction tests performed on sand samples having 0.26 mm grain size in the literature and consistent results were obtained.