Depremde tabakalı kum zeminde oluşan sıvılaşma ve sıvılaşma sonrası davranışın model deneylerle araştırılması

Abstract

Depremlerin yol açtıgı yapısal hasarların önemli nedenleri arasında yer alan sıvılaşma olusumu ve yanal akmalar geoteknik mühendisligi'nin baslıca arastırma konular arasında yer almaktadır. Bu çalısmada, uniform ve tabakalı kumlarda sıvılasma mekanizmasını arastırmak için laboratuarda gelistirilmis bir deney düzeneginde bes seri sarsma tablası model deney yapılmıştır. Deneyler farklı sarsıntı siddetleri kullanılarak, farklı sıkılıklarda uniform kum kolonları, silt ara tabakalı kum kolonları ve iki tabakalı kum kolonları üzerinde gerçekleştirilmiştir. Deneylerde dinamik yükleme sırasında olusan artık bosluk suyu basınçları, üç farklı derinlige yerlestirilmis bosluk suyu basıncı sensörleri ile, meydana gelen yüzeysel oturma ve su filmi kalınlıgı ise dijital bir kamera tarafından alınan görüntülerden ölçülmüştür Gerçekleştirilenn model deneyleri gözlemleri, uygulanan sarsıntı siddeti ve kumun rölatif sıkılığın olusan artık bosluk suyu basınçları ve hacimsal sekil degistirmeler üzerinde oldukça büyük etkisi oldugunu göstermistir. Silt ara tabakalı kum kolonu deneylerinde titresimli yüklemeler etkisinde sonucunda ise kum kolonu içerisinde yer alan geçirimliliği daha az ince silt ara tabakası altında bir su filmi olustugu gözlenmis ve silt tabakası altında yer alan kum tabakasının sıkılık derecesinin, sarsıntı siddetinin ve artık bosluk suyu basıncı oranının su filmi olusumunda etkili oldugu görülmüstür. Deneysel gözlemlerden arazi geçirimliliği düsük tabakalar altında gevsek kum tabakaları yer alması durumunda, su film oluşumunun zararlı etkilerinin olusan artık bosluk suyu basınçları üzerindeki artırıcı etkisinden daha fazla olacagı ve silt tabakası altında olusan su filminin uzun süre sönümlenmeden kalmasının özellikle sevlerde çok ciddi problemlerin çıkmasına sebep olabileceği sonucuna varılmıstır.Uniform ve tabakalı kum kolonlarının dinamik davranısını modellemek için DIANA sonluelemanlar programı'nda Towhata-Iai sıvılasma bünye modeli kullanılarak nümerik analizlergerçeklestirilmistir. Nümerik analizler sonucunda, artık bosluk suyu basınçları hesaplanarak,deneysel sonuçlarla karsılastırılmıs ve model deneylerde ölçülen artık bosluk suyu basınçlarıile nümerik analizden hesaplanan sonuçların genel olarak uyumlu oldugu görülmüstür.Gerçeklestirilen analizlerde artık bosluk suyu basınçlarının sarsıntı siddeti ve sıkılık derecesinden önemli oranda etkilendigi görülmüstür. Nümerik analizler sonucunda ayrıca,kum tabakası içerisinde daha az geçirgen silt tabakası bulunması durumunda, silt tabakası altında bir miktar ani bosluk suyu basıncı artısı oldugu ve silt tabakasının üst tabakada olusan artık bosluk suyu basınçlarının azalmasına yol açtıgı görülmüstür.