Geotekstil donatılı şevlerin ve istinat yapılarının tasarımı

Abstract

İstinat yapılarının ve toprak dolguların geotekstil donatılı olarak tasarlanması özellikle son yıllarda geoteknik mühendisliği alanında giderek yaygınlaşan ve geniş uygulama alanı bulan bir tasarım yöntemidir. Geotekstil donatılı zemin istinat yapısı uygulamalarının yaygın hale gelmesinin nedeni, bu yöntemle alışılagelmiş büyük temel boyutlarına ve betonarme duvar kesitlerine ihtiyaç duyulmadan daha ekonomik ve daha estetik yapıların inşa edilebilmesidir. Geotekstil donatılı istinat duvarı ve toprak dolguların uygulamaları yeni bir teknoloji olmasına rağmen bu yöntemin kullanıldığı bir çok yapı mevcuttur. Geçmişte bu yapıların bazıları şiddetli deprem etkilerine maruz kalmalarına rağmen birçoğu bu depremlerde hasar görmemiş ve ya az hasar görmüştür. Bu başarının önemli nedeni bu yapıların esnek davranış göstermesi yanında muhtemelen tasarımda geotekstil donatılı zeminin davranışının doğru olarak modellenememesi nedeniyle yüksek emniyet katsayıları kullanılmasıdır. Günümüzde önemli birçok projede geotekstil donatılıların kullanılmaya başlamasının ardından daha gerçekçi tasarımlara ihtiyaç duyulmaya başlanmıştır. Bu çalışmada ilk olarak iki farklı dolgu malzemesinin kullanıldığı, farklı yüzey eğimine sahip geotekstil donatılı toprak dolguların davranışının analizi, geoteknik mühendisliği uygulamaları için geliştirilmiş PLAXIS programı kullanılarak sonlu elemanlar yöntemi ile analiz yapılmıştır. Analizlerden elde edilen sonuçlar ENKASLOPE adlı limit denge analizi programından elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalar bu iki farklı yöntemle belirlenen potansiyel göçme yüzeylerinin yerleri ve geotekstil donatılara etkiyen eksenel kuvvetler arasında yapılmıştır. Gerçekleştirilen analizler sonucunda sonlu elemanlar analizlerinde belirlenen göçme yüzeylerinin, limit denge analizlerinden elde edilen göçme yüzeyleri ile uyumlu olduğu ancak geotekstil donatılı yapının davranışının sonlu elemanlar analizleri ile gerçeğe daha yakın modellenebileceği görülmüştür. Çalışmada ikinci örnek olarak, yumuşak temel zemini üzerine inşa edilmiş bir test dolgusunun PLAXIS programı ile kısa ve uzun süreli stabilite analizleri yapılmıştır. Burada sonlu elemanlar analizlerinden elde edilen sonuçların arazide ölçülen değerlerle uyumlu olduğu ve geotekstil donatılı yapının performansının temel zemini davranışından büyük oranda etkilendiği görülmüştür. Çalışmada son olarak geogrid donatıların ve kaplama panellerinin kullanıldığı donatılı zemin duvarın davranışı sonlu elemanlar yöntemi ile ve limit denge analizi ile incelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda donatılı yapının performansının inşaat adımlarından ve buna bağlı olarak oluşan kaplama paneli deformasyonlarından önemli oranda etkilendiği görülmüştür.