Kil zeminlerde dinamik davranışın belirlenmesi

Abstract

Yapılacak yapının güvenliği için üzerine oturduğu zeminin özelliklerinin iyi bilinmesi gerekmektedir. Zeminlerin dinamik yükler altında gösterdikleri davranışın doğru modellenebilmesi için zemine ait gerilme-deformasyon özelliklerinin bilinmesi gerekmektedir. Bulunan bu parametreler, depreme dayanıklı yapı tasarımlarının modellenmesi açısından çok önemlidir. Bu çalışmada, dinamik yükler altında kil zeminlerde meydana gelen davranış değişimleri incelenmiştir. Bu amaçla farklı silt yüzdelerine sahip kil zemin numuneleri üzerinde rezonant kolon (RK) ve burulmalı kesme (BK) deneyi yapılmıştır. Aşırı konsolidasyon oranı (AKO) 1 ve 2 olan karışımlar üzerinde %1 kayma deformasyonuna kadar rezonant kolon deneyine ve sonrasında %2.5 kayma deformasyonuna kadar burulmalı kesme deneyine tabi tutulmuştur. Sonuçta, çevre basıncının artmasıyla kil zeminin kayma modülünün arttığı ve sönüm oranının azaldığı görülmüştür. Kil zemin içerisindeki silt oranının azalmasıyla kayma modülünde ve sönüm oranında azalış meydana gelmiştir. Normalize kayma modülü eğrisinde ise artış meydana geldiği görülmüştür. Ayrıca, kil zemin içerisinde silt oranın azalmasıyla boşluk suyu basınçlarında azalış meydana geldiği görülmüştür. AKO1 ve 2 olan numunelerde AKO’nun artmasıyla kayma modülünde artış, sönüm oranında azalma gözlemlenirken, boşluk suyu basınçlarının AKO’nun artmasıyla azaldığı görülmüştür. 3 tekrarlı RK deneyi yapılan numunelerde tekrar sayısının artmasıyla kayma modülünde azalma, sönüm oranında artış görülmüştür. Kayma modülünde en fazla azalma, silt yüzdesi yüksek olan karışımlarda gözlenmiştir. 3 tekrarlı RK deneylerine maruz kalan numunelerde 1 tekrarlı RK deneylerine maruz numunelere kıyasla daha yüksek boşluk suyu basınçları gözlemlenmiştir. BK deneyinde 0.5 ve 1Hz frekanslar kullanılarak yapılan incelemelerde frekansın artmasıyla kayma modülü ve normalize kayma modülü eğrilerinde çok fazla değişiklik görülmemiş, sönüm oranlarında ise frekansın artmasıyla bir miktar artış olduğu görülmüştür. BK deneyinde frekansın artmasıyla boşluk suyu basınçlarında azalma meydana geldiği gözlemlenmiştir.For the safety of the structure to be built on the soil, properties of the soil should be well known. It is necessary to know the stress-deformation properties of the ground in order to model the soil of the soils under dynamic loads. These parameters are very important in terms of modeling of earthquake resistant structure designs. In this study, behavioral changes in clay soils under dynamic loads were investigated. For this purpose, resonant column (RC) and torsional shear (TS) tests were performed on clay soil samples with different silt percentages. Samples which's overconsolidation ratio (OCR) 1 and 2, were subjected to resonant column test up to 1% shear deformation 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, the shear modulus of the clay soil increased and the damping rate decreased. The decrease of silt ratio in the clay soil resulted a decrease on the shear modulus and damping ratio. Also an increase was observed in the normalized shear modulus curve. In addition, with the decrease of the silt ratio in the clay soil, a decrease was observed at the water pore pressure. In OCR 1 and 2 samples, with the increase of OCR, shear modulus increased and 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 damping ratio increased with the increase of cyclic number. The highest reduction of shear modulus was observed in the most silty samples. Higher pore water pressures wer observed in the samples subjected to 3 RC test compared to the 1 RC test. In experiments conducted using 0.5Hz and 1Hz frequencies in TS, no significant changes were observed in the shear modulus and normalized shear modulus curves with the increase of frequency. 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 with the increase of the frequency.