[S016]
Geoteknik Tasarımlarda İçsel Sürtünme Açısının Belirlenmesi
Emirhan Sancak, Özer ÇinicioğluGeoteknik tasarımlarda mukavemet parametrelerinin belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Kohezyonsuz zeminler göz önünde bulundurulduğunda içsel sürtünme açısı zemin mukavemetinin en belirleyici parametresi olmaktadır. İçsel sürtünme açısının belirlenmesi noktasında, uygulamacı geoteknik mühendislerin karşısına iki seçenek çıkmaktadır. Birincisi tasarım içsel sürtünme açısı olarak en büyük içsel sürtünme açısının (p) seçilmesi, bir diğeri ise kritik durum içsel sürtünme açısının (c) seçilmesidir. Uygulamada geoteknik mühendislerin bu seçimi yaparken referans alabileceği bir yöntemin olmaması sebebiyle, tasarımlarda genelde kritik durum içsel sürtünme açısı (c) tasarım içsel sürtünme açısı olarak belirlenmektedir. Bu seçim, kimi zaman fazlaca temkinli kalınması sebebiyle, ekonomik ve dolaylı olarak çevresel bakımdan kayıplara sebep olmaktadır. Literatürde konuyla ilgili olarak ortaya konan çalışmalara bakıldığında ilk olarak Taylor’un (1948) deneysel çalışması sonucunda, p açısının en büyük genleşim açısı (p) ile c açısının bir fonksyonu olduğu sonucuna vardığı görülmektedir. Bu çalışmanın akabinde birçok araştırmacı bu parametreler ve aralarındaki ilişki üzerine çalışmalar yapmıştır (Rowe 1962, 1969; Vesic ve Clough 1968; Billiam 1972; Bishop 1972; De Josselin De Jong 1976; Sladen v.d. 1985; Been ve Jefferies 1985; Bolton 1986; Wan ve Guo 1999; Li ve Dafalias 2000; Alshibli ve Sture 2000; Li 2002; Collins ve Mohunthan 2003; Yang ve Li 2004; Desrues ve Viggiani 2004; Been ve Jefferies 2004; Guo ve Su 2007; Chakraborty ve Salgado 2010; Cox ve Budhu 2010). Ancak bu çalışmalarda tasarımda kullanılacak içsel sürtünme açısının belirlenmesinde kullanılabilecek bir yöntem öne sürülmemiştir.
Sancak’ın (2014) yaptığı tez çalışmasında, her ikisi de göçme anı ile ilişkili p ile göçme kayma gerinimi (qf) arasında bir ilişki kurulmuş olup, p değeri bilinen zeminler için qf değeri elde edilmiştir. Farklı sıkılık ve gerilme durumuna sahip zeminlere ait genleşim açıları (p) deneysel olarak ve geliştirilen çeşitli bağıntılarla (Bolton 1986; Çinicioğlu v.d. 2013) elde edilmiş ve buna bağlı göçme anı gerinim değerleri hesaplanmıştır. Bu çalışma doğrultusunda zemin parametleri belirli olan farklı zeminler için sonlu elemanlar yöntemiyle önceden tanımlanan deplasmanların sonucunda ortaya çıkacak olan gerinim değerlerinin göçme anı gerinim seviyelerine ulaşıp ulaşmadığı görülecektir. Böylece yapılması söz konusu olan yapıların limit deplasman değerlerine göre ortaya çıkması öngörülen gerinim değerlerinin zeminde göçme durumuna ulaşılıp ulaşılmayacağı tahkik edilecektir. Bu tahkik sonucu ise tasarımda kullanılacak olan içsel sürtünme açısınının en büyük içsel sürtünme açısı (p) ve ya kritik durum içsel sürtünme açısı (c) olacağı karar verilebilecektir. Ayrıca 2 farklı fiziksel model düzeneğinde (Şekil 1, 2) farklı sıkılık ve yükler altındaki ilgili kohezyonsuz zeminlerde deneyler yapılarak qf değeri bağıntılarla elde edilen değerlerle karşılaştırılacaktır.
Fiziksel model düzeneği 1
)
Fiziksel model düzeneği 2
)