Kil zeminlerde dinamik davranışın belirlenmesi

Abstract

Yapılacak yapının güvenliği için üzerine oturduğu zeminin özelliklerinin iyibilinmesi gerekmektedir. Zeminlerin dinamik yükler altında gösterdikleri davranışındoğru modellenebilmesi için zemine ait gerilme-deformasyon özelliklerinin bilinmesigerekmektedir. Bulunan bu parametreler, depreme dayanıklı yapı tasarımlarınınmodellenmesi açısından çok önemlidir.Bu çalışmada, dinamik yükler altında kil zeminlerde meydana gelen davranışdeğişimleri incelenmiştir. Bu amaçla farklı silt yüzdelerine sahip kil zemin numuneleriüzerinde rezonant kolon (RK) ve burulmalı kesme (BK) deneyi yapılmıştır. Aşırıkonsolidasyon oranı (AKO) 1 ve 2 olan karışımlar üzerinde %1 kayma deformasyonunakadar rezonant kolon deneyine ve sonrasında %2.5 kayma deformasyonuna kadarburulmalı kesme deneyine tabi tutulmuştur.Sonuçta, çevre basıncının artmasıyla kil zeminin kayma modülünün arttığı vesönüm oranının azaldığı görülmüştür. Kil zemin içerisindeki silt oranının azalmasıylakayma modülünde ve sönüm oranında azalış meydana gelmiştir. Normalize kaymamodülü eğrisinde ise artış meydana geldiği görülmüştür. Ayrıca, kil zemin içerisinde siltoranın azalmasıyla boşluk suyu basınçlarında azalış meydana geldiği görülmüştür. AKO1 ve 2 olan numunelerde AKO'nun artmasıyla kayma modülünde artış, sönüm oranındaazalma gözlemlenirken, boşluk suyu basınçlarının AKO'nun artmasıyla azaldığıgörülmüştür. 3 tekrarlı RK deneyi yapılan numunelerde tekrar sayısının artmasıyla kaymamodülünde azalma, sönüm oranında artış görülmüştür. Kayma modülünde en fazlaazalma, silt yüzdesi yüksek olan karışımlarda gözlenmiştir. 3 tekrarlı RK deneylerinemaruz kalan numunelerde 1 tekrarlı RK deneylerine maruz numunelere kıyasla dahayüksek boşluk suyu basınçları gözlemlenmiştir. BK deneyinde 0.5 ve 1Hz frekanslarkullanılarak yapılan incelemelerde frekansın artmasıyla kayma modülü ve normalizekayma modülü eğrilerinde çok fazla değişiklik görülmemiş, sönüm oranlarında isefrekansın artmasıyla bir miktar artış olduğu görülmüştür. BK deneyinde frekansınartmasıyla boşluk suyu basınçlarında azalma meydana geldiği gözlemlenmiştir.

For the safety of the structure to be built on the soil, soil's properties should bewell known. It is necessary to know the stress-deformation properties of the ground inorder to model the soil of the soils under dynamic loads. These parameters are veryimportant in terms of modeling of earthquake resistant structure designs.In this study, behavioral changes in clay soils under dynamic loads wereinvestigated. For this purpose, resonant column (RC) and torsional shear (TS) tests wereperformed on clay soil samples with different silt percentages. Samples which's overconsolidationratio (OCR) 1 and 2, were subjected to resonant column test up to 1% sheardeformation and then torsional shear test up to 2.5% shear deformation.As a result, it was observed that with the increase of the confining pressure, theshear modulus of the clay soil increased and the damping rate decreased. The decrease ofsilt ratio in the clay soil resulted a decrease on the shear modulus and damping ratio. Alsoan increase was observed in the normalized shear modulus curve. In addition, with thedecrease of the silt ratio in the clay soil, a decrease was observed at the water porepressure. In OCR 1 and 2 samples, with the increase of OCR, shear modulus increasedand damping ratio decreased and pore water pressures decreased with increase of OCR.In the samples which subjected to 3 cyclic RC test, shear modulus decreased and dampingratio increased with the increase of cyclic number. The highest reduction of shearmodulus was observed in the most silty samples. Higher pore water pressures wereobserved in the samples subjected to 3 RC test compared to the 1 RC test. In experimentsconducted using 0.5Hz and 1Hz frequencies in TS, no significant changes were observedin the shear modulus and normalized shear modulus curves with the increase offrequency. However, the damping ratio increased slightly with the increase of frequency.In the TS test, it was observed that there was a decrease in the pore water pressures withthe increase of the frequency.