Taş kolonun mekanik davranış analizi

Abstract

Taş kolonlar yapıların temel taşıma gücünün iyileştirilmesi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Birçok taş kolon tasarımı birim hücre kavramına dayanmaktadır. Bu araştırmada, birim hücre kavramındaki yenilme mekanizmasının (deformasyon), yer değiştirmelerinin ve taşların deformasyon davranışlarının önemli özellikleri sunulmaktadır. Bu çalışmada, 100 kPa ve 1000 kPa yük altında yumuşak zemindeki ve taş kolonların davranışlarını incelemesi için sayısal hesaplamalar yapılıp, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak en uygun model araştırılmıştır. Ayrıca, ilgili parametre seçimi için ek bir geri analizi yapılmıştır. Taş kolonun ve yumuşak zeminin oturma simülasyonu için doğrusal olmayan bir hesaplama gereklidir.Bu çalışmada birim hücresinde deformasyon modu ve oturma tahmini önemli parametrelerdir. Analizler için sonlu elemanlar yazılımı PLAXIS kullanılmıştır. Birim hücre, sayısal analizde iki boyutlu (2D) bir simetrik model olarak simüle edilmiştir. Zeminin yavaş aşırı boşluk basınç artışı ile inşa edildiği varsayılan bu çalışmada drene yükleme koşulu analiz edilmiştir. PLAXIS 2D'deki Pekleşen zemin ve Mohr-Coulomb modeli, hem granüler kolon malzemesinin hem de örselenmiş yumuşak zeminin davranışını modellemek için kullanılmıştır. Genel olarak, birim hücrede bulunan taş kolon, kolon derinliği boyunca çevredeki zeminlerden yaklaşık 4-5 kat daha fazla yük taşımıştır. Anahtar Kelimeler: Taş kolon, deformasyon davranışı, oturma tahmini, sayısal analiz

Stone columns have been used extensively to improve the foundation bearing capacity of many structures. Basically countless design of stone columns are based on the concept of unit cell. This research presents the important properties of deformational behavior of stone columns, soft soil and settlement in the concept of unit cell. A numerical analysis have been performed to evaluate the behavior of stone columns in soft clay under 100 kPa and 1000 kPa load. In this study an additional back analysis has been taken using the Finite Element method in research for the most suitable model, and also the associated choice of parameters. In conclusion to the simulation of the settlement of the stone column and soft soil a plastic analysis will be required. The deformation and the settlement prediction of stone column together in the unit cell are the main focus of this research. Finite element software PLAXIS was used to examine these properties. Moreover, unit cell was simulated as a two-dimensional (2D) axisymmetrical model in the numerical analysis. Drained-loading condition was analyzed in this process as the soil is assumed to be loaded slowly with no excessive pore pressure build-up. The Hardening Soil and Mohr-Columb models in PLAXIS 2-D have been used to model the behavior of both the granular-column material and the treated-soft soil. Generally, the load capacity of stone columns in the unit cell was 4–5 times of the the surrounding soils, throughout the column's depth. Key Words: Stone column, Settlement prediction, Deformational behavior, Numerical analysis