ŞEV STABİLİTESİ PROBLEMİNİN İKİ BOYUTLU SONLU ELEMANLAR

YÖNTEMİYLE ANALİZİ1Ayşe Bengü SÜNBÜL ve 2Hüseyin MUNGAN

1İnşaat Mühendisliği Bölümü, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi(absunbul@beun.edu.tr)

2 ZMYO İnşaat Bölümü, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi(hmungan@beun.edu.tr)

2. Ulusal Heyelan Sempozyumu 11-12 Ekim 2018

Ankara

Başlangıç

Çalışma Amacı İnceleme Alanı Sonlu Elemanlar YöntemiGerilme Deformasyon Analizleri Dinamik Analizler İyileştirme Sonuç ve Öneriler

Çalışma Amacı

Bu araştırma kapsamında Zonguldak’ın Kozlu ilçesisınırları içerisinde yer alan ve heyelan riskli bölge olarakbelirlenen alan, geoteknik olarak incelenmiştir.

Bu amaç doğrultusunda, araziden alınmış topoğrafikölçümlerden faydalanılmış, bölgeye ait detaylı sondajraporları incelenerek geoteknik ve yapısal parametrelerbelirlenmiş, çalışma alanı sonlu elemanlara dayalıprogram ile modellenerek statik durumda ve gerçekdeprem verileri kullanılarak dinamik yükler altındakidavranışı analiz edilmiştir.

İnceleme Alanı Zonguldak Kozlu ilçesi içerisinde yer alan çalışma bölgesi daha önceki

yıllarda heyelan meydana gelmiş bir bölgedir. İller Bankası, Jeolojik EtüdŞube Müdürlüğü (1992) raporuna göre inceleme alanı aktif heyelan bölgesiiçerisinde yer almakta olup zorunlu olmadıkça yapılaşmaya izin verilmemesigerekliliği raporda mevcuttur.

Sayısal Modelleme İnceleme alanında Yeraltı su seviyesi (YASS) ölçümleri yapmak ve

laboratuvar deneylerinde kullanılacak numuneler almak amacıyla, çapı 66mm, toplam derinliği 180 m olan, 6 adet temel sondaj kuyusu (SK) açılmış veyapılan sondajlar gösterilmiştir. YASS seviyesi 18-10-2.5 m arasındadeğişmektedir.

SK6

SK5

SK4

SK3

SK2SK1

Sonlu Elemanlar YöntemiA

B c D

Arazi

Boy Kesit

Taç

Topuk

Gerilme Deformasyon Analizleri Bu analizde yapı yükleri yayılı yük olarak yüzeye yansıtılmış ilk aşamada

lojman, ambar ve şube binası inşaatı tanımlanarak yükler altında yapılananalizde, mevcut kesitte en yoğun hareketlerin A zonunda en fazlagözlendiği ancak yüzeyden itibaren daha derinlere doğru artarak devamettiği görülmektedir. Analiz sırasında lojmanı içine alan bölgede ölçülen enyüksek yer değiştirme değeri 19.38 cm dir

LojmanAmbar

Şube Binası

Gerilme Deformasyon Analizleri

Mevcut yapılar ve yeni misafirhane inşaatı tanımlandığında, en yoğunhareketlerin yine A zonunda gözlendiği ve yüzeyden itibaren derineinildikçe arttığı, lojman bölgesinde ise en yüksek yerdeğiştirme 28.46 cmelde edilmiştir.

AmbarŞube Binası

Lojman

Yeni Misafirhane

Dinamik Analizler Bu çalışmada Mw 7.1 büyüklüğünde seçilmiş bir deprem kaydı kullanılmıştır.

Şekilde tabakalar üzerinde hiçbir yapı yükü yok iken deprem ivme kaydı 20saniye süresince etki ettirilmiş ve zeminde oluşan hareketler incelenmiştir. Budurumda elde edilen en yüksek yerdeğiştirme değeri şev tepe noktasıbölgesinde ve yüzeydeki A zonu bölgesinde 51.83 cm olarak ölçülmüştür.

Dinamik Analizler Mevcut yapılar yapıldıktan sonra yeni yapı ağırlıkları yayılı yük ile temsil

edilerek modele yansıtılarak dinamik analiz gerçekleştirilmiştir. Bu durumdaelde edilen deplasman değeri 78.54 cm olup, şev komple hareketegeçmiştir.

Lojman

Ambar Şube Binası

Yeni Misafirhane

Dinamik Analizler

Bu durumda elde edilen sonuçlara göre dinamik analizlerde her iki durum(mevcut yapılar yok iken ve mevcut yapılı durum) için deprem zamanınabağlı olarak 20 saniye süresince elde edilen Ux (yatay yer değiştirme) ve Uy(düşey yerdeğiştirme) değerlendirilmiştir.

Dinamik Analizler

A, B, C ve D noktalarındaki üzerinde her ikidurumda düşey Uy oturma değerlerikarşılaştırıldığında, oturma değerleri yapılarıninşası sonrasında artış göstermektedir. Dinamikanalizlerde, 4. saniyeden sonra model dengedurumuna gelmektedir

Dinamik Analizler

Şekil de A, B, C ve D noktalarında yatay yerdeğiştirmedeğerleri gösterilmiştir.Arazi koşullarına bağlı olarak B ve Cnoktalarında benzer davranış elde edilmiştir. A noktası için,üzerinde yük yokken 46 cm olarak ölçülen yatayyerdeğiştirme üzerinde yük var iken %50 oranında azalmıştır.Modelde en riskli bölge olan D noktasında bina yokken eldeedilen yatay yerdeğiştirme değeri üzerinde yük olmasıdurumuna göre, yaklaşık %50 oranında azalmıştır. Bu sonuçdeğerlendirildiğinde D noktası şevde en riskli bölge olaraktespit edilmiştir.

İyileştirme

Yamaçta riskli görülen bölgeye 31m derinliğinde diyafram duvar yapılarak oturma değeri 0.33 cm e kadar düşürülmüştür.

LojmanAmbar Şube Binası

Yeni Misafirhane

Malzeme modeli (Diyafram Duvar) Lineer Elastik

EA (kN/m) 12 106

EI (kNm2/m) 12000

Ağırlık (kN/m/m) 8.3

Poisson Oranı (ν) 0.15

Sonuç ve Öneriler Statik durumda bölgede mevcut yapılar ile elde edilen maksimum

yerdeğiştirme değeri 28.46 cm iken, dinamik durumda maksimumyerdeğiştirme değeri 51.83 cm olarak elde edilmiştir.

Modele Mw 7.1 büyüklüğünde deprem uygulandığında, heyelanoluşabilecek alanın taç bölgesinden topuk bölgesine uzanan gözlemnoktalarında elde edilen yerdeğiştirme değerleri min 21 cm ile maks 43 cmolarak tespit edilmiştir. En büyük yerdeğiştirme heyelan bölgesinin topukkısmında elde edilmiştir. Oluşturulan modele göre heyelan bölgesinin ortabölümü taç ve topuk kısımlarına göre daha güvenli kısımda yer almaktadır.Bunun sebebi olarak arazi eğimi gösterilebilir. Ayrıca bu kısımda binayükünün diğer kısımlardaki bina yüküne oranla daha az olması da biretkendir. Yatay ve düşey yerdeğiştirmeler analiz edildiğinde; yapı yüklerideprem durumunda A noktası için Ux değerini azaltırken D noktasındaarttırmıştır, Uy yerdeğiştirme değerlerini söz konusu olduğunda yapı yüklerinintüm noktalarda yerdeğiştirmeleri arttırdığı saptanmıştır.

Sonuç ve Öneriler

Sonuç olarak, inceleme alanında mevcut bir yapılaşma olduğu ve yeniyapılaşmalarında arttığı göz önüne alındığında, arazi zemin profilindeyüzeye en yakın zon olan, A zonundaki gevşek ve zayıf malzemeninüzerinde inşa edilecek yapılar için uygun bir yöntem ile zeminiyileştirmesi yapılması, özellikle topuk bölgesi kısmında yatay desteklemesitemleriyle kazı güvenliği sağlanarak yapılaşmaya gidilmesiönerilmektedir. Deprem bölgelerinde heyelanlı alanlarda şev stabiliteanalizi incelenmesi önemli bir husustur. Statik durumda dengede olanbir şevin, dinamik yükler altında duraylılığını koruyamaması sonucuoluşacak büyük yerdeğiştirmeler neticesinde daha çok can ve malkaybına neden olacağı öngörülmektedir. Bu nedenle, heyelan riskitaşıyan alanlarda inşaat yapılması durumunda statik hesaplamalarınyanında, mutlaka dinamik analizlerinde yapılması önerilmektedir.

Taç

Devrek-Ereğli Otoyolu

Kayma Yüzeyi

Topuk

Soru ve Cevaplar

DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİZ.DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİZ.