• Buradasın

    Deprem Sürecinde Zeminlerde Mukavemet ve Rejitlik Kaybı Hesaplamaları

    youtube.com/watch?v=MhNL8fZ738s

    Yapay zekadan makale özeti

    • Bu video, Yıldız Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü'nde öğretim üyesi olan Pelin Özener'in, Zemin Mekaniği ve Yönteknik Mühendisliği Derneği'nin düzenlediği SMGM seminerleri kapsamında yaptığı akademik bir sunumdur.
    • Sunum, depremler sırasında zeminlerde meydana gelen mukavemet ve rejitlik kaybı ile temel altı zemin yer değiştirmelerinin hesaplanması konusunu ele almaktadır. İçerikte savaşabilen zeminlerde dayanım ve rijitlik kaybı, sıvılaşan zeminlerde mukavemet kaybı ve yumuşak kili zeminlerde çevresel yumuşamaya bağlı rijitlik kaybı konuları detaylı olarak incelenmektedir.
    • Sunumda Tomatsu, İşe Yara, GSM, Çetin, İyot, Zend, Robertson, Brahman, Paris, Blancha, İdris, Busetik, Dobry ve Tolga Bilge gibi araştırmacıların geliştirdiği hesaplama yöntemleri açıklanmaktadır. Ayrıca, teorik bilgilerin yanı sıra, bir proje sahasında yapılan standart penetrasyon ve laboratuvar deneyleri sonucunda elde edilen veriler üzerinden örnek hesaplamalar ve Excel tablosu ile hesaplama örnekleri sunulmaktadır.
    00:06Sunumun Amacı ve İçeriği
    • Pelin Özener, Yıldız Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü'nde öğretim üyesi olarak, Zemin Mekaniği ve Yönteknik Mühendisliği Derneği'nin düzenlediği SMGM seminerleri kapsamında sunum yapacak.
    • Sunumda depremler sırasında zeminlerde mukavemet ve rijitlik kaybı, temel altı zemin yer değiştirmelerinin hesaplanması ve çeşitli yaklaşımlar ele alınacak.
    • Deprem sonrası yapısal hasar incelemelerinde meydana gelen hasarların büyük bir kısmının temel zeminin mukavemet ve rijitlik kaybı ile yer değiştirmelere bağlı olduğu gözlemlenmiştir.
    01:27Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği
    • Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği'nin deprem etkisi altında temel zemini ve temellerin tasarımı için özel kurallar bölümünde, geoteknik tasarımlarla ilgili genel ilkeler ve tasarımda dikkate alınması gereken hususlar belirtilmiştir.
    • Yeni yönetmeliğe göre, deprem etkisinde yumuşak killer ve suya doygun gevşek, orta-sıkı, kohezyonsuz zeminlerden oluşan temel zeminin olası dayanım ve rijitlik kaybı dikkate alınarak temel altı yer değiştirmelerinin hesaplanması gerektiği vurgulanmıştır.
    • Deprem yükleri gibi çevrimsel yüklemeler altında yapılması gereken çalışmalar: yumuşak kili zeminlerde olası dayanım ve kaybının belirlenmesi, sıvılaşma potansiyeli taşıyan zeminlerin olası dayanım ve rijitlik kaybının belirlenmesi, temel zeminde sıvılaşmaya bağlı yer değiştirmelerin hesaplanmasıdır.
    03:04Depremler ve Zemin Hasarı
    • Depremler sırasında zeminlerde mukavemet ve rijitlik kaybı temel zeminde ciddi hasarlar meydana getiriyor.
    • 1999 Kocaeli depreminde meydana gelen hasarların, temel zeminin sıvılaşmaya bağlı rijitlik ve mukavemet kaybı ile ilgili olduğu kadar, sıvılaşma potansiyeli taşıyan düşük plastisteli sikili zeminlerde meydana gelen taşıma gücü kaybı ile de ilişkili olduğu gözlemlenmiş.
    • Christ Church depreminde temel zemininde yanal akmaya bağlı olarak gelişen sıvılaşma sonucunda meydana gelen hasarlar, güncel kullanılan yaklaşımların kalibre edilmesine ve arazide gözlenen deplasmanları karşılaştırma imkanı sağlamıştır.
    05:10Yerel Zemin Sınıfları ve Sıvılaşma Potansiyeli
    • Yeni yönetmelikte yerel zemin sınıfları ve tanımlamaları güncellenmiş, depremler sırasında mukavemet ve rijitlik kaybı ve aşırı yer değiştirmelere maruz kalacak zeminlerin öngörülmesi gerektiği vurgulanmıştır.
    • Zemin koşullarının ZD, Z ve ZF yerel silip zemin sınıf olması durumunda temel zeminin olası dayanım, rijitlik kaybının ve temel altı yer değiştirmelerinin hesaplanması gerekiyor.
    • Deprem yönetmeliğinde deprem zemin sınıfı 1, 1A, 2 ve deprem tasarım sınıfı 2A olan binalar için ZD, ZZ veya ZF zemin grubuna giren sürekli bir tabaka veya kalın mercekler halinde bulunan kumlu zeminlerde sıvılaşma potansiyelinin bulunup bulunmadığının arazi ve laboratuvar deneylerine dayalı incelenmesi gerektiği belirtilmiştir.
    07:07Zemin Sıvılaşması ve Potansiyel Sıvılaşabilir Zeminler
    • Zemin sıvılaşması, yeraltı seviyesinin altında yer alan ve yüzeyden yirmi metre derinliğe kadar olan kohezyonsuz ya da düşük kohezyonlu zeminlerin deprem sarsıntısı altında boşluk suyu basıncındaki artışa paralel kayma mukavemeti ve rijitliğindeki önemli oranda azalış olarak tanımlanmıştır.
    • Potansiyel olarak sıvılaşabilir zeminler: yeraltı seviyesinin altında yer alan kum, çakıllı kum, siliklik kum, plastik olmayan sil ve silk kum karışımları olarak tanımlanmıştır.
    • Temel altı zeminlerinin potansiyel olarak sıvılaşabilir zeminlerden oluştuğu ve bu zemin tabakalarında düzeltilmiş standart penetrasyon darbe sayısının 30 değerinden küçük olduğu durumlarda zemin sıvılaşması tetiklenme analizinin yapılması gerektiği belirtilmiştir.
    08:33Sıvılaşma Potansiyeli Analizi
    • Zemin sıvılaşması tetiklenme analizi için eğimsiz sahalar için geliştirilmiş arazi penetrasyon direnci, kayma dalgasına göre geliştirilmiş ampirik ya da yarı ampirik zemin sıvılaşma direnci eğrileri kullanılarak belirlenmesi gerekiyor.
    • Sıvılaşma potansiyeli analizinde, zeminin çevrimsel rijitlik oranı ve zemindeki zeminde meydana gelecek olan deprem sırasında meydana gelecek çevrimsel kayma gerilmesi oranının karşılaştırılması gerekiyor.
    • Sıvılaşma potansiyeli öngörülen tabakalarda, güvenlik sayısı 1,10 olan tabakalarda sıvılaşma sonrası rezidüel kayma mukavemetinin belirlenmesi gerekiyor.
    10:37Rezidüel Kayma Mukavemeti Hesaplama Yöntemleri
    • Rezidüel kayma mukavemeti değeri, sıvılaşma sonrası gerekli olan stabilite hesaplarında veya şef stabilitesi hesaplarında belirlenmektedir.
    • Literatürde standart penetrasyon değerine bağlı olarak rezidüel kayma mukavemeti oranını veren Stark, İdris ve Blanche tarafından önerilen eğriler mevcuttur.
    • Cremer tarafından önerilen standart penetrasyon darbe sayısına bağlı olarak, koni penetrasyon değerine, uç direncine bağlı olarak ve kayma dalgası hızı kullanılarak da sıvılaşma sonrası kayma direncinin belirlenmesi mümkündür.
    12:00Sıvılaşma Sonrası Zemin Deformasyonları
    • Sıvılaşma potansiyeli bulunan suya doygun gevşek kum zeminler deprem sarsıntısı sırasında ve sonrasında daha sıkı bir konuma gelmekte, düşey yönde deformasyonlar ve oturmalar meydana geliyor.
    • Sığlaşmış zeminin mukavemetinin azalarak rezüdü kayma mukavemetine doğru yaklaşması sırasında özellikle nehir ve göl kenarlarına yakın kesimlerdeki alanlarda yanal akmaya bağlı olarak aşırı yer değiştirmeler meydana geliyor.
    • Sıvılaşma sonrasında zemin deformasyonlarını değerlendirirken hem düşey deformasyonların hem de yanal akmaya bağlı yatay deformasyonların hesaplanması gerekiyor.
    12:56Düşey Deformasyon Hesaplama Yöntemleri
    • Sıvılaşma sonrası düşey deformasyonları hesaplanması için literatürde Tomatsu ve İşe Yara ve GSM ve arkadaşları tarafından yapılmış basitleştirilmiş yöntemler ve Çetin ve arkadaşları tarafından geliştirilmiş olasılıksal tabanlı çözüm yöntemleri bulunmaktadır.
    • Son yapılan çalışmalar sırasında, zemin yeniden konsolidasyonu sonucunda meydana gelen düşey şekil değiştirmeleri, yapılardan kaynaklanan kayma gerilmeleri ve kum kaynaması sonucu hacimsel zemin kaybının da oturmaların bir bileşeni olarak hesaplanması gerektiği belirtilmektedir.
    • İş, Yara ve Yosm tarafından sızlaşma tetiklenme analizlerinden belirlenen güvenlik sayısına bağlı olarak hacimsel birim deformasyonların belirlendiği yöntem yaygın olarak kullanılmaktadır.
    15:08Olasılıksal Tabanlı Çözüm Yöntemi
    • Çetin ve diğerleri tarafından önerilen olasılıksal tabanlı çözümde, hacimsel birim deformasyonlar tekrarlı gerilme oranı, zemin sıkılık derecesi ve zemin yüzeyindeki statik yüklerin varlığına göre düzeltme katsayısı yapılarak hesaplanmaktadır.
    • Bu yöntemde zeminin direncinin rijitliğini temsil etmek üzere standart penetrasyon darbe sayısı kullanılmaktadır.
    15:59Yatay Deformasyon Hesaplama Yöntemleri
    • Sıvılaşma sonrası yatay deformasyonların hesaplanması için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir ve bu yöntemler genellikle sıvılaşmanın meydana geldiği hafif eğimli sahalarda ve nehir, akarsu ve göl kenarlarına yakın kesimlerde gözlemlenen yatay deformasyonlar dikkate alınarak üretilmiştir.
    • Bu kesimlerde yer alan yapılar, rıhtım ve liman yapıları yanal akmaya bağlı olarak yatay deformasyonlar neticesinde ciddi hasarlar görüyor.
    • Yanal akma sonrasında meydana gelecek olan deformasyonlar, sıvılaşan zemin tabakalarının ve üzerinde yer alan zemin tabakalarının yatay olarak hareket etmesi olarak tarif edilebilir.
    17:17Yanal Deformasyon Hesaplama Eşitliklerinin Detayları
    • İyot ve diğerleri tarafından eğimli sahalar için ve eğimsiz düz sahalar için zemin özelliklerine bağlı olarak depremin özelliklerine veya kaynağı olan uzaklığına bağlı olarak yaygın olarak kullanılan bir eşitlik bulunmaktadır.
    • Bu eşitlikte yer alan ph değeri yanan yayılma miktarını, mw değeri deprem büyüklüğünü, zemin yüzey eğimini ve çalışma kendisine bakıldığında w serbest yüzey oranını temsil etmektedir.
    • T onbeş sptn değeri onbeş'ten küçük olan tabakaların kalınlığını ve tabakadaki ince dane içeriğini, d elli ise tabakadaki ortalama daire çapı değerini temsil etmektedir.
    18:39Diğer Yanal Deformasyon Hesaplama Yöntemleri
    • Zend ve Robertson ve Brahman tarafından zeminin çevrimsel dayanım oranı kullanarak hesaplanan sıvılaşma, zeminin kayma direncine oranı ile bulunan sıvılaşmaya karşı güvenlik sayısı ile zeminin rölair sıklığına bağlı olan eğriler yardımıyla zeminde meydana gelecek olan maksimum kayma deformasyonu hesaplanabilmektedir.
    • Elde edilen maksimum çevrimsel kayma deformasyonu sonrasında yanal deplasman indeksi hesaplanıyor ve bu yanal deplasman indeksi zeminde meydana gelecek olan yanal deplasmanın hesaplanmasında kullanılıyor.
    • Paris ve diğerleri tarafından sıvılaşma sonrası yanal akmaya bağlı deformasyonların hesabında kullanılacak yer değiştirme potansiyel indeksine bağlı bir yaklaşım bulunmakta ve bu yöntemde genel yer değiştirme potansiyel indeksi maksimum kayma deformasyonuna bağlı olarak hesaplanmaktadır.
    22:02Kili Zeminlerde Dayanım ve Rijitlik Kaybı
    • Kili zeminlerde dayanım ve rijitlik kaybının belirlenmesi ile ilgili olarak deprem sırasında sarsıntı şiddetine bağlı olarak meydana gelen dayanım ve rijitlik kaybı, Blanja ve İdris tarafından önerilen ve kumlu zeminlerin sıvılaşma potansiyeli için kullanılan basitleştirilmiş yönteme benzer bir metodla hesaplanabilmektedir.
    • Blanja ve İdris tarafından önerilen bu yönteme göre, kili zeminin çevrimsel direnç oranı veya çevrimsel mukavemeti, onbeş çevrimden sonra yüzde üç pik kayma deformasyonuna neden olan normalize çevrimsel yük olarak tanımlanmaktadır.
    • Yumuşak killi zeminler için eşdeğer üniform çevrim sayısı yaklaşık otuz olarak öneriliyor ve bu değerle bağlı olarak gerilme oranı a değeri hesaplanmaktadır.
    23:55Zeminlerde Rijitlik Kaybı ve Dayanım Hesaplamaları
    • Zeminin drenajsız kay mukavemeti, aşırı konsolidasyon oranı ve rijitlik kaybı arasındaki ilişki, MSF (manye ölçeklendirme faktörü) ve K alfa (statik kayma gerilmesi faktörü) ile hesaplanabilir.
    • Yumuşak kili zeminlerde deprem sırasında meydana gelecek rijitlik kaybı, maksimum kayma modülü cinsinden hesaplanabilir ve bu değer çevrim sayısı ve azalın parametresi ile ilişkilidir.
    • Tolga Bilge tarafından önerilen yaklaşımda, likit limit ve plastik indeksi kriterine göre ince taneli zeminlerde çevrimsel yüklemeler altında yumuşama olasılığı değerlendirilir.
    27:57Yumuşama Sonrası Rijitlik ve Deformasyon Hesaplamaları
    • Yumuşama potansiyeli varsa, yumuşama sonrası rijitlik değeri hesaplanabilir ve bu değer maksimum kayma şekil değiştirmesi ve likit indeksi ile belirlenir.
    • Yumuşak kirli zeminlerde rijitlik kaybı ve mukavemet kaybı meydana geldiğinde, Çetin ve arkadaşları tarafından önerilen maksimum kayma şekil değiştirmesi hesaplanabilir.
    • Maksimum kayma şekil değiştirmesi kullanılarak zeminde meydana gelecek hacimsel deformasyon değeri de hesaplanabilir.
    30:21Sıvılaşabilen Zeminlerde Deformasyon Örnekleri
    • Sıvılaşabilen zeminlerde, standart penetrasyon ve laboratuvar deneyleri sonucunda elde edilen inceden içeriği kullanarak sıvılaşma tetiklenme analizi yapılabilir.
    • Sıvılaşma hesabında, AFAD'ın web sitesinden alınan deprem yoya büyüklüğü ve pik yüzey ivmesi değerleri kullanılır.
    • Sıvılaşabilir zeminde meydana gelecek yanal deplasmanlar 24 cm ile 1,27 cm aralığında, düşey deplasmanlar ise 3 cm ile 13 cm arasında değişebilir.
    34:29Yumuşak Kil Zeminlerde Rijitlik Kaybı Hesaplaması
    • Yumuşak kil zeminlerde rijitlik kaybı ve çevrimsel yumuşamaya bağlı oturmalar hesaplanabilir.
    • SPT darbe sayıları dikkate alınarak zemindeki çevrimsel kayma gerilmesi oranı ve çevrimsel rijitlik oranı hesaplanır.
    • Güvenlik sayıları 0,39 ile 0,80 arasında değiştiğinde, deprem sırasında rijitlik kaybı ve mukavemet kaybı olduğu görülür.
    37:39Yumuşak Zeminde Depremde Göçme ve Deformasyon
    • Dokuz metre dokuzvirgülelli metrelik yüksek plastik sit tabakası için hesaplanan CRR (çevrimsel eşitlik oranı) değeri çevrimsel kayma gerilmesi oranından düşük olduğu için yumuşak kohezyonlu zeminde deprem sırasında mukavemet kaybına bağlı göçme olacaktır.
    • Mukavemet kaybına bağlı göçme olduğu için meydana gelecek deformasyonların hesaplanması gerekmektedir.
    • Deprem sırasındaki yumuşak zeminde meydana gelecek rejilik kaybının hesaplanmasında Doblo ve bu sekil tarafından sunulan yaklaşım kullanılabilir.
    38:28Rijitlik Azalması Hesaplama
    • Drenajsiz kayma mukavemeti kırk kilo pascal olan bir zemin için kayma dalgasızı yüzelli metre bölü saniye ve başlangıç kayma modülü kırkdört bin kilo pascal olarak hesaplanmıştır.
    • N otuz çevrim değeri için rijitlik azalımı yüzde sıfırvirgülkırkdört olarak alınarak, başlangıç kayma modülü bu değerle çarpılarak olası depremde yumuşak kil tabakasının reşitliğinde yüzde kırkdört oranında azalma ve kayma modülünde ondokuz bin üçyüzaltmış kg pascal değerine düşme hesaplanmıştır.
    39:37Temel Altında Oturma Hesaplaması
    • Robertson tarafından killerde çevrimsel yumuşamaya bağlı oturmaların hesaplanması için kil tabakasının sıkışma modülü M ve efektif gerilme değişimi delta sigma b üstü dikkate alınmaktadır.
    • Kili zeminlerde artık boşluk suyu basınçları kumlu zeminlerde meydana geldiği gibi yüksek değerler (0,70'den daha büyük) gözlemlenmemekte, ancak deneysel olarak 0,80 gibi değerlere ulaşılmıştır.
    • On metre kalınlığında drenajsız, kayma mukavemeti kırk kilo pask olan yumuşak bir zemin için güvenlik sayısının bir olması durumunda Arduino değeri 0,80 olarak alınarak, deprem sırasında meydana gelecek efektif germe değişimi yetmişaltı kilo pascal olarak hesaplanmıştır.
    42:07Sonuç ve Toplam Oturma Miktarı
    • C'su kırk kilo pascal olan zemin için sıkışma modülü yaklaşık beşbin kilo pascal olarak alınarak, zeminde meydana gelecek hacimsel şekil değiştirme miktarı sıfırvirgülbir olarak hesaplanmıştır.
    • On metre kalınlığında yumuşak kil zeminde yumuşamaya bağlı olarak oturma miktarı yaklaşık onbeş santimetre olarak hesaplanmıştır.
    • Çetin ve diğerleri tarafından önerilen yaklaşım kullanılarak, derinlikte SPT darbe sayıları ve zeminin kıvam limitleri özelliklerini girerek maksimum kayma şekil değiştirmesi değeri (A) ve hacimsel şekil değiştirme değeri (B) hesaplanarak, kümülatif olarak meydana gelecek kayma şekil değiştirmelerine bağlı hacimsel şekil değiştirme değerlerinin beşvirgülseksenyedi santimetre olduğu hesaplanmıştır.

    Yanıtı değerlendir

  • Yazeka sinir ağı makaleleri veya videoları özetliyor