Temel Oturmalarının Rastgele Alan Zemin Parametreleri İle Analizi

Abstract

Geoteknik Mühendisliği açısından temel tasarımındaki en önemli adım zemin parametrelerinin doğru seçimidir. Zemindeki doğal değişkenliğin bu seçimde göz önüne alınması gerçeğe yakın çözüme ulaşmada önemli rol oynamaktadır. Tez çalışmasındaki temel amaç, zemin parametrelerinde meydana gelen değişkenliği rastgele alan teorisi (random field theory) ile tanımlayarak yüzeysel temel hareketlerini olasılık tabanlı incelemektir. Böylece, zemin parametrelerindeki değişim göz önüne alınarak, yüzeysel temel boyutlandırmada yol gösteren tehlike eğrileri (hazard curve) oluşturulması hedeflenmiştir. Mohr-Coulomb yenilme kriteri ile elasto-plastik zemin davranışı rastgele sonlu elemanlar yöntemine (RFEM-Random finite element method) uyarlanmış, zemin deformasyon modülü (Ed), kohezyon (c) ve kayma direnci açısı () parametreleri iki boyutlu rastgele alan olarak tanımlanmıştır. İnce ve iri daneli zeminlere oturan yüzeysel temellerdeki oturma ve açısal dönmeler, parametrelerin uzamsal değişimi (spatial variation) ile ele alınarak yük-deformasyon davranışındaki etki araştırılmıştır. Zeminin yatay ve düşeydeki uzamsal değişkenliği, rastgele alanda korelasyon uzunluklarının (correlation length, v, h) değişimi ile temsil edilmiştir. Başlıca parametrelerle (Ed, v ve h) birlikte zemin kayma direnci parametreleri (c ve ) rastgele alan olarak tanımlanmış, böylece tüm parametrelerin yüzeysel temel hareketlerine etkisi incelenmiştir. MATLAB ile rastgele alanlar üretilmiş ve sonlu elemanlar analizinde tekrarlı çözülerek toplam oturma için lognormal, temel açısal dönme değerleri için gama olasılık yoğunluk fonksiyonlarına (PDF-Probability Density Function) uyan sonuçlar elde edilmiştir. Oluşturulan PDF' lerle, belirlenen hasar sınırları için yenilme olasılıkları (Pf) hesaplanmıştır. Tüm parametrelerdeki değişiminin etkileriyle, temel hareketleri için tehlike eğrileri (hazard curve) önerilmiştir. Bu tehlike eğrileri, Uluslararası Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği Birliğinin TC304 numaralı risk değerlendirme teknik komitesi koni penetrasyon deneyi veri tabanları ile test edilmiştir. Bu sayede zemin değişkenliğinin etkisiyle, temel oturmaları ve temelin açısal dönmesine yönelik güvenilirliğe dayalı tasarımda pratik kullanılabilecek geçerli bir yöntem geliştirilmiştir.