İLERİ ZEMİN MEKANİĞİ
MODELLEME
Doç. Dr. Havvanur KILIÇ
İnşaat Mühendisliği Bölümü
Geoteknik Anabilim Dalı
Modelleme mühendisler için çok önemli
bir kavramdır!
Bütün mühendisler farkında olmadan
veya olarak modellemeden faydalanır !
Problem çözümü-Modeller
• Amprik modeller
• Teorik modeller
• Nümerik modeller-bünye modeline göre
çözüm
• Fiziksel modeller
• Jeolojik modeller
• Sınıflandırma modelleri
Amprik modeller
Deneysel (tecrübeye dayanan) modeller
Kil zeminde yüzeysel temel taşıma gücü
Deneysel (tecrübeye dayanan) modeller
– Bjerrum veyn düzeltme faktörü
– hızın etkisi, anizotropi,
…
Deneysel (tecrübeye dayanan) modeller
Presyometre deneyi
Deneysel (tecrübeye dayanan) modeller
• Plastik limit deneyi
• Likit limit deneyi
Teorik modeller
Konsolidasyon davranışının matematiksel modeli
Teorik modeller
Zeminlerde su akımının matematiksel modeli
Malzeme özellikleri ve sınır koşullarının
idealleştirilmesi gerekir
– Eğer sınır koşulları benzerse teorik modellerden elde
edilen sonuçlar ile amprik veya nümerik yöntemlerle
belirlenen sonuçların karşılaştırması için kullanılır
Nümerik modeller
Nümerik modeller
Fs=1.345
Fs=1.345
Kayan bir şevin
stabilitesini kazıkla
iyileştirme
Fs=1.25
Depremin stabiliteye
etkisi
Nümerik modelleme
örneğin, sonlu elemanlar, sonlu farklar
denge
deformasyonların uygunluğu
şekil değiştirmeler
gerilmeler
gerilme:şekil değiştirme ilişkileri
bünye modeli
(constitutive model)
Jeolojik modeller
jeolojik model
Fiziksel modeller
1:1 ölçekli fiziksel modeller
Sınıflandırma modeli
Sınıflandırma modeli
gerçek zemin daneleri
– daneler küre olarak modellenir
– elekten geçirme – sedimentasyon (çökelme)
sınıflandırma modeli – dane boyutu
eşdeğer küresel daneler
Farklı malzemelerin
mukavemeti
Beton
Çelik
Çekme
mukavemeti
Zemin
Basınç
mukavemeti
Kayma
mukavemeti
Boşluk suyunun varlığı
Kompleks davranış
Tek eksenli çekme
deneyinde yumuşak
çeliğin davranışı
Yumuşak çeliğin davranışının idealize
edilmesi – çelik yapıların tasarımının
plastik olarak yapılmasını gerekli kılar
Yapı mühendisliği
Zemin davranışının özellikleri
• Zeminler üç fazlı malzeme
• Dane - sürekli ortam ikiliği
Dane - sürekli ortam ikiliği
• Geoteknik yapıların davranışının
incelenmesinde sürekli ortam özellikleri olan
gerilme ve birim deformasyon kavramları
kullanılır.
• Birim alan veya birim uzunluk zeminin tüm
özelliklerini kapsayacak kadar büyük olmalıdır.
• Çimentolaşmamış zeminler çekme gerilmelerini
karşılayamadıklarından, basınç gerilmeleri
pozitif olarak alınır.
Malzeme Modelleri
• Elastik
– Lineer
– Non-lineer
• Plastisite
– Non-lineer
• Cam-Clay Ailesi
– Elasto-plastik
Malzeme Modelleri
Non-lineeriteyi etkileyen faktörler
• Başlangıç gerilme durumu
• Gerilme izleri
• Malzemenin fiziksel durumu - yoğunluk, su
muhtevası, boşluk oranı……………..
• Yükleme tipi
• Ortam özellikleri - süreksizlikler, çataklar,
su…………..
Non-lineerite
• Non-lineeriteyi etkileyen faktörler malzeme
davranışını tanımlarken göz önüne alınır
–Basit Modeller
–İleri (Advanced) Modeller
Zeminlerde oturma ve taşıma gücünün hesaplanması için
zeminlerin gözlenen ve idealize kayma davranışı
Yapısal bünye modelleri (constitutive models) ile göçmeden
önceki zemin davranışı nonlineer olarak dikkate
alınabilmektedir
Zeminlerin kayma göçmesi
İstinat
duvarı
plastik davranış
Zeminlerin kayma göçmesi
İstinat
duvarı
Mobilize olan
kayma direnci
Göçme
yüzeyi
Şev stabilitesi analizi
Göçme yüzeyi
plastik davranış
Göçme
dolgu
Şerit temel
Göçme yüzeyi
Mobilize olan kayma
mukavemeti
Oturma Analizleri
Stabilite Analizleri
Elastik ve plastik davranış sınırları
Bir şerit temel oturmasının elastik-mükemmel
plastik Mohr-Coulomb modeli ile nümerik analizi
Elastik ve plastik davranış sınırları
Arazi koşullarının modellenmesi
Arazi koşullarının modellenmesi
Download

İLERİ ZEMİN MEKANİĞİ