Taş kolonlar ile iyileştirilmiş şevlerin sonlu elemanlar yöntemi ile sismik analizi

Abstract

Geoteknik mühendisliğinin en önemli konularının başında şev stabilitesi gelmektedir. Son dönemde deprem nedeniyle oluşan büyük şev kaymaları (heyelanlar) can ve mal kayıplarına neden olmuştur. Bunun sonucu deprem etkisindeki şevlerin davranışı daha da önemli hale gelmiştir. Buradan hareketle şev kayması nedeniyle meydana gelen can ve mal kayıplarını önlemek için şevin hem statik hem de deprem gibi dinamik bir yük etkisinde şevdeki hareketleri tetikleyen etkenlerin azaltılması ve/veya zeminin kayma direncinin arttırılması için birçok yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden biri de taşıma gücünün arttırılması, sıvılaşmanın önlenmesi ve şev stabilitesinin sağlanması gibi birçok problemin çözümünde kullanılan taş kolon tekniğidir. Bu çalışmada, Plaxis 2D sonlu eleman programı ile farklı c/(.H) oranı ve farklı şev açılarında (15° 20° 25°) taş kolonsuz ve farklı s/D (Taş kolonlar arası mesafe /Taş kolonun çapı) aralıklarında (2, 2.5, 3), taş kolon malzemesi için farklı içsel sürtünme açılarında (: 35, 40, 45) taş kolonlu olarak modellenen şevler analiz edilerek güvenlik sayıları bulunmuştur. Daha sonra aynı şev modellerinnin deprem kuvveti etkisinde güvenlik sayıları ve yatay deplasman değerleri bulunmuştur. Çalışma sonucunda depremsiz durumda taş kolonlu şevlerin güvenlik sayıları taş kolonsuz şeve göre 1.001 – 1.416 kat aralığında artırırken, depremli durumda taş kolonlu şevlerin güvenlik sayıları taş kolonsuz şeve göre 1.001 – 1.293 kat aralığında artmıştır. Ayrıca deprem kuvveti etkisinde yatay deplasman değerleri ise, taş kolonlu şevlerde taş kolonsuz şevlere göre 1.111 – 1.737 kat azalmıştır.

Slope stability is the leading one among the most important issues of geotechnical engineering. Recently, great slope failures (landslides), which result from earthquakes, have caused many losses of life and property. As a result, the behavior of slopes under the effect of earthquakes has been a significant issue. Taking stand from this fact, many methods have been developed in order to improve sliding resistance of ground and/or reduce the factors triggering the movements in slope under the effect of both static and dynamic load such as an earthquake with the purpose of preventing any loss of life and property caused by slope failure. One of these methods is the stone column technique which is used for the resolution of many problems such as improving bearing capacity, preventing liquefaction and ensuring slope stability. In this study, Plaxis 2D finite element program was used to analyze the stone column-free slopes modeled at different c/(.H) rate and in different slope angles (15° 20° 25°) and stone column slopes modeled at different s/D ranges (Distance between stone columns/diameter of the stone column) (2, 2.5, 3), different friction angle (: 35, 40, 45) of the material stone column safety factors were detected. Afterwards, safety factor and horizontal displacement values of the same slope models under the effect of earthquake force were detected. At the end of the research, safety factor values of slopes strengthened with stone column increased 1.001-1.416 times compared to stone column-free slopes without the effect of earthquake; while these values increased 1.001-1.293 times under the effect of earthquake force. In addition, horizontal displacement values decreased 1.111-1.737 times in slopes strengthened with stone columns compared to stone column-free slopes under the effect of earthquake force.