Donatılı duvarların (zeminlerin) sayısal analizi

Abstract

Kot farklarının olduğu alanlarda istinat yapılarının kullanılması gereksinimleri ortaya çıkmaktadır. İstinat yapılarının kalıcı yapılar olması nedeniyle uzun süreli davranışlarının bilinmesi ve buna göre tasarlanması gerekmektedir. İstinat yapıları rijit ve esnek sistemler olarak iki farklı şekilde inşa edilmektedirler. Rijit istinat duvarlarının yükseklik sınırlamalarının olması, donatılı duvar olarak bilinen esnek yapıların kullanılmasını ön plana çıkarmıştır. Donatılı duvarlar bir zemin yapısı olduğu için analiz ve hesaplamalarda zeminin davranışının modellenmesi önem kazanmaktadır. Bu bakımdan analizlerde zeminin anizotrop, heterojen yapısını modelleyebilecek nonlineer analiz yöntemlerinin kullanılması gerekmektedir. Bu davranış modelini yansıtan sonlu elemanlar programlarında doğru parametre seçimi önemlidir. Bu çalışmada donatılı duvarları etkileyen parametreler sonlu elemanlar programı kullanılarak analiz edilmiştir. İncelenen parametreler dolgu ve mevcut zeminin kayma mukavemeti açısı, donatı elemanının eksenel rijitliği ve yüzey elemanının eğilme rijitliğidir. Hassaslık analizi olarak bilinen yöntem kullanılarak parametrelerin davranışa etkisi incelenmiştir. Analizler sonucunda incelenen parametrelerden dolgu ve mevcut zeminin kayma mukavemeti açısının, donatı elemanının eksenel rijitliğinin ve yüzey elemanının eğilme rijitliğinin davranışı etkileyen önemli parametreler olduğu görülmüştür. Dolgu ve mevcut zeminin elastisite modülünün diğer parametrelere göre davranışı daha az etkilemektedir.

The need of using retaining structures arises where there are differences in elevation in the field. Due to the fact that retaining structures are permanent structures, long-term behavior needs to be known and designed accordingly. Retaining structures are constructed in two different ways as rigid and flexible systems. The presence of elevation limitations of rigid retaining walls puts forward the use of flexible structures known as reinforced walls. Since the reinforced walls are constructed with backfill material, the modeling of the behavior of the soil medium becomes important in analysis and calculations. For this reason, nonlinear analysis methods which can model the anisotropic, heterogeneous structure of the soil medium should be used. It is important to select the correct parameters in finite element programs that reflect this behavior pattern. In this study, parameters affecting reinforced walls were analyzed by using the finite element program. The parameters investigated are the angle of shear strength of the existing soil and backfill material, the axial stiffness of the reinforcement element and the bending stiffness of the surface element. The effect of parameters on behavior was investigated using the sensitivity analysis. As a result of the analysis, it is concluded that the shear strength of the existing soil and the backfill material is an important parameter affecting the behavior of the reinforced soil comparing to the other parameters (axial rigidity of the reinforcement element and bending rigidity of the surface element). The modulus of elasticity of the backfill and the existing soil has less influence on reinforced soil behavior than the other parameters.