Sevlerin Stabilitesi

Ders: 9.1 EV TASARIMI

Do. Dr. Havvanur KILI naat Mhendislii Blm

Geoteknik Anabilim Dal

ev nedir ?

Bir zemin kitlesinin bir yatay dzleme gre a yapan herhangi bir yzeyine ev ad verilir. ev, insann katks olmakszn doal olarak olumusa

doal ev, nsan eliyle kaz ya da dolgu sonucu olumusa yapay ev

adn almaktadr.

ev topuu

ev yz

ev tepesi

Geometrik yap olarak evler

evler geometrik yap asndan sonsuz ev ve sonlu ev diye ikiye ayrlabilir.

ev

ev tepesi

Olas kayma yzeyi (dairesel)

ev topuu

ev kaymas nedir? evlerin eitli etmenlerle durayllnn bozularak gmesine (kaymasna)

heyelan = ev gmesi =ev kaymas denir.

Merkez

La Conchita, CA Heyelan

evlerin eitli etmenlerle durayllnn bozularak gmesine (kaymasna) heyelan = ev gmesi = ev kaymas denir.

ev kaymas (heyelan)

ev Gmeleri - Kopma Tipi Gme Daha ok kaya evlerinde ve ar konsolide killerde gzlemlenir.

Dnme Tr Gmeler

Dairesel gme yzeyi

Dairesel olmayan gme yzeyi

c >0, =0 gme veya kayma yzeyi dairesel

ev Gmeleri - Dnme Tipi Gmeler Zeminlerde sk rastlanan bir gme trdr. evi oluturan ktle yerekimi etkisi altnda aaya doru kayar.

ev Gmeleri - Dnme Tipi Gmeler

Dzlemsel Gme Yzeyi

Homojen bir zeminde Dzlemsel gme yzeyi

ok Dzlemli gme yzeyi

c=0, >0 gme yzeyi genellikle dzlemsel

ev Gmeleri - Krip snme tr gmeler Zamana bal olarak yava yava ilerleyen zemin hareketi. Sabit gerilme altnda yava yava bir deformasyon meydana gelmesi halidir. Zemin ktlesinin kaymas ok yava olur.

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://users.aber.ac.uk/klh4/creep.jpg&imgrefurl=http://users.aber.ac.uk/klh4/creep.htm&h=635&w=923&sz=101&hl=en&start=8&tbnid=ykG6gmxtsnCt3M:&tbnh=101&tbnw=147&prev=/images?q=slope+creep&svnum=10&hl=en&lr=&sa=G

ev Gmeleri - Akma Tipi Gmeler evi oluturan ktlenin ani bir mukavemet kayb nedeniyle bir sv gibi davranmas olaydr. Bu olay depremler srasnda svlama sonucunda olabilir, veya baz ar konsolide hassas killerde rselenme ve sarsnt sonucu akma gzlenebilir.

ev Stabilitesi Problemleri

Tabii zemin evi Tabii kaya evi

Palyeli ev Ak kaz evi

Toprak dolgu evi Yumuak zemin zerinde dolgu

Su tutma yaplar Yama zerinde dolgu

evlerin Duraylln Bozan Nedenler

evlerin duraylln bozan nedenler iki grupta toplanabilir:

1. Kayma mukavemetinde azalma 2. Kayma gerilmesinde artma

Kayma Mukavemetinde Azalma 1. Boluk suyu basncnn artmas(efektif gerilme azalmas) 2. atlaklarn oluumu 3. Kabarma (Boluk orannn artmas) 4. Krklarn oluumu 5. Killi kaya dolgularn ayrmas 6. Krip 7. Kimyasal bozulma 8. Yumuama 9. Ufalanma 10. evrimsel ykleme

Kayma Gerilmesinde Art

1. ev stnn yklenmesi 2. evin stndeki atlaklarda su basnc 3. Su muhtevasnda art nedeni ile zemin

arlnn artmas 4. ev topuunda kaz yaplmas 5. ev nndeki su seviyesinin indirilmesi 6. Deprem ykleri

evlerin Duraylln Bozan Nedenler

evlerin Stabilitesini Artrmak iin Alnabilecek nlemler

1. Yerekimi kuvvetlerinin azaltlmas evlerin yatklatrlmas ev yksekliinin azaltlmas (Topukta dolgu veya stten kaz) Kademe (palye) yaplmas

2. Drenaj nlemleri

3. Zemin zelliklerinin iyiletirilmesi (enjeksiyon, kompaksiyon

vs.)

4. stinat yaplar Topuk duvarlar Kazklar Palplanlar

ev kaymalarna kar nlemler

evlerin Stabilitesi evin stabilitesini etkileyen kuvvetler zemin ktlesinde kayma

gerilmeleri oluturur. Herhangi bir noktadan geen herhangi bir dzlemde kayma gerilmesi

(d) ayn dzlemde oluan kayma mukavemetinden (f) kkse evin o dzlem zerinde stabilitesi vardr denir.

ev kaymasna kar gvenlik says FS (factor of safety)

Eer ise evin o dzlemde stabilitesi yoktur.

Kayma yzeyi zerinde gelien kayma gerilmesi belirlenir ( d ) (mobilize olan)

Kayma yzeyi zerinde kayma mukavemeti belirlenir ( f ).

d

fFS

=

df

Gvenlik Says Tanm

Bir evin gmeye kar gvenlii 2 tr kuvvetin birbiriyle karlatrlmas sonucu tahkik edilir.

Gmeye kar koyan kuvvetler (kayma yzeyi boyunca oluan kayma mukavemeti)

Gmeye zorlayan kuvvetler (yerekimi kuvveti, sznt kuvveti, evin zerindeki d ykler)

Yerekimi kuvvetinde art nasl meydana gelebilir ?

ev asnn artmas ev yksekliinin artmas ev topuunda kaz yapmak D yklerin artmas

Su etkisi

Su muhtevas arttka, zeminin kohezyonu azalyor ve kayma mukavemeti de azalyor.

Boluk suyu basnc artnca efektif gerilmeler azalr ve buna bal olarak kayma mukavemeti azalr.

atlakl fissrl killerde ince klcal atlaklara giren sular, zeminin yumuamasna ve mukavemet kaybna neden olur.

Zemin iinde su akm olduu zaman sznt kuvvetleri oluur ve kaymay kolaylatrr.

Deprem Ykleri

Dinamik etkiler nedeniyle zeminin drenajsz kayma mukavemeti azalr ve stabilite olumsuz etkilenir,

svlama etkisi ile zeminde mukavemet kayb meydana gelir.

ev Durayllk Analizinde Kabuller 1. Gmenin olas bir yzey boyunca meydana geldii ve bu

yzey boyunca limit dengeye ulald kabul edilir. 2. Analizlerde ev 2 boyutlu olarak modellenir 3. Bir olas kayma yzeyi boyunca her noktada kayma dayanm

bykl ayn kabul edilir. 4. Kayan zemin ktlesinin rijit cisim hareketi yapt kabul edilir.

Olas gme yzeyi

Limit Denge Analizleri Bu tr zmlerde glkler unlardan kaynaklanmaktadr: 1. Bir olas kayma yzeyi boyunca her noktada kayma dayanm

bykl ayn dzeyde varsaylmakta, dier bir deyile zemin rijit-plastik bir malzeme gibi dnlmektedir.

Oysa bu varsaym bir evin topuundan veya yaknndan balayp geriye doru gelien mekanizmalarn olumas gerei ile elikilidir.

Olas gme yzeyi Rijit-mkemmel plastik malzemeler iin gerilme birim deformasyon erisi

ANALZ YNTEMLER Limit (plastik) denge yntemlerinde gznne alnan

gme yzeyi geometrisi: dz bir izgi (dzlem), bir daire yay, bir logaritmik spiral veya bunlarn birleimi olabilir.

Buna bal olarak kullanlan yntemler:

dairesi yntemi, logaritmik spiral yntemi, dilim yntemleri kama yntemi

ev Stabilitesi Analizleri

a) Dairesel gme b) Sonsuz ev c) Birleik (dzlemsel+dairesel) gme

1.Sonsuz evlerin stabilite analizi 2.Sonlu evlerin stabilite analizi

Homojen bir ktlenin kaymas Dilim yntemi

Sonlu evlerde kayma trleri

a) Topuk gmesi

Analiz Ynteminin Seimi

Jeolojik formasyonlar Ykleme Koulunun drenajl veya drenajsz

oluu Gme yzeyi tahmini YASSnin varl

Gme yzeyinin biimi

c=0, >0 gme yzeyi genellikle dzlemsel c >0, =0 gme yzeyi dairesel c >0, >0 eer c kkse gme yzeyi

dzlemsele yakn c >0, >0 eer zeminin deeri bykse

gme yzeyi dairesel

Sonsuz evlerin stabilite analizi

Sonsuz ev Stabilite Analizi Kuvvet dengesi dilim

W

L = kayan yzeyin uzunluu

WN = WCos W= dilim arl = (b x h x ) WN= dilim tabanna etkiyen normal gerilme = ev as

Olas kayma (gme) yzeyi dzlemsel h

Limit denge yaklamna gre- kayan blok analizi

Limit denge durumunda WSin = T olmaldr = ev as

FS = 1 durumunda ve c=0 durumunda

WN=W Cos T (cL + WNtan')

tan tanFS

=

WSintan WCostanFS

===WSin

WWSin

T N

cL = kohezyon nedeniyle diren (kN)

c = 0, Temiz Kum

ev iinde su akm varsa

Su seviyesi ev yznde ise

Boluk suyu kuvveti U,

cos

bh hL U ww ==

tan'tan' '

2dd HCos

c+=FS

FS

tan'tan

d

=c = 0, kum zemin ve su akm varsa

E potansiyel izgi

Akm izgisi

Sonlu evlerin stabilite analizi

1) Homojen bir ktlenin kaymas 2) Dilim yntemi

Homojen zemin (>0,c>0) Dzlem kayma yzeyi

Kk cler iin (Cullmann Yntemi):

=

=

sinsin)sin(

21

))(1)()((21

2H

CBHW

cos

sinsin)sin(

21 2

= HN

sin

sinsin)sin(

21sin 2

== HWTa

2sin

sinsin)sin(

21

= H

ddddd Hcc tansincos

sinsin)sin(

21tan 2

+=+=

cossin

sinsin)sin(

21

= H

Dzlemsel kayma-Kama Yntemi

ev topuundan geen bir dzlemsel kayma yzeyi ve bu yzeyin yatayla yapt a olarak gsterilmitir. Burada, W= kayan ktlenin arl N=kayma yzeyi zerine etkiyen normal kuvvet (kN) T= kayma yzeyi boyunca etkiyen kayma kuvveti (kN). L = l = kayma yzeyi uzunluu

Toplam gerilme analizinde

tanT cl N = +

=0 analizlerde,

uT C l=Efektif gerilme analizlerinde,

' ' tan 'T c l N = +

Burada, L = l = dzlemsel kayma yzeyinin uzunluu c, toplam gerilme analizine gre kayma

mukavemeti parametreleri Cu= drenajsz kayma mukaveti N=kayma yzeyi zerine etkiyen toplam normal

kuvvet c, efektif gerilme analizine gre kayma

mukavemeti parametreleri N=kayma yzeyi zerine etkiyen efektif normal

kuvvet

Bu ev stabilitesi analizindeki varsaym, dzlemsel kayma yzeyine paralel bir ynde kayma hareketi olmasdr.

Bylece evin gvenlik says, kayma yzeyine paralel kuvvetleri toplayarak elde edilebilir,

ev

ev tepesi

Olas kayma yzeyi

Daire merkezi

CIRCULAR SLIPS

Dairesel Kayma Yzeyi

ev topuu

Olas kayma yzeyi

topuk

tepe Daire merkezi

W

x

CIRCULAR SLIPS

CIRCULAR SLIPS Durum 1. Limit Denge yaklam Drenajsz Kayma Mukavemeti

Daire merkezi

u = 0, c = cu

W

x WxLcFS arcu R=

Homojen zemin (=0, c>0)

1

2

21

Wlrc

FS

rcrLcMWlM

d

ddR

D

=

==

=DM

MFS R

=

Kohezyonlu zeminlerde katmanl zemin durumu (=0)

Daire merkezi

W

x

CIRCULAR SLIPS Durum 2- 0 (kat killer, kumlu killer.....)

Kayma mukavemeti nasl temsil edilecek

Force on Slip Plane:

c', zemin

Topua yakn

pozisyona gre deiken

= c + ntan

Tepeye

yakn W

Daire merkezi

CIRCULAR SLIPS Dilim Metodu

Olas gme yzeyi 1 3

5

7

2

4

6

Dilim Yntemi

Dairesel veya dairesel olmayan eri yzeylerde yaygn olarak kullanlan bir yntem

Varsaylan bir gme yzeyi zerindeki zemin ktlesi yeteri kadar dey izgi ile (uygulamada 10-12) dilimlere ayrlr.

Dilimlerin geometrinin deitii ve gme yzeyinin zemin tabakalarn kestii noktalardan geirilmesine ve olabildiince gme yzeyinin bir dilim iin yaklak doru olmasna zen gsterilmelidir.

Dilim Yntemi

ev zerine, L = d yk, AL= sol taraftaki ekme atlanda birikebilecek su basnc kuvveti, AR = topukta su birikmesi etkisi kuvveti

Bir evde Gen Ktleye Etkiyen Kuvvetler

Dilim Yntemi-drenajl koullarda

Burada c, efektif gerilmeler cinsinden kayma dayanm parametleri,

u dilim tabannda boluk suyu basncdr.

( )c b Sec dwCos ub Sec tgF

dw Sin

+ =

Boluk suyu basncnn etkisi

u = w hw (kN/m2)

hw

Gerilme Deformasyon Analizleri

Gerilme-deformasyon analizleri zemin ve kayann gerilme-birim deformasyon davrannn gz nne alnmasna olanak verir.

Step 1:

Dinamik davran analizleri Step 2:

Kayan blok analizi

Sonlu elemanlar analiz yntemi

Dorusal olmayan gerilme-birim deformasyon davran

Snr koullar Dzensiz geometriler naat admlar


Step 1:

Dynamic-response analysis


Ders: 9.1 EV TASARIMIev nedir ?Geometrik yap olarak evlerSlide Number 4Slide Number 5Slide Number 6ev Gmeleri - Kopma Tipi GmeDnme Tr Gmelerev Gmeleri - Dnme Tipi Gmeler ev Gmeleri - Dnme Tipi GmelerSlide Number 11Dzlemsel Gme Yzeyiev Gmeleri - Krip snme tr gmelerev Gmeleri - Akma Tipi GmelerSlide Number 15evlerin Duraylln Bozan NedenlerKayma Mukavemetinde AzalmaKayma Gerilmesinde Artevlerin Duraylln Bozan Nedenlerevlerin Stabilitesini Artrmak iin Alnabilecek nlemlerSlide Number 21ev kaymalarna kar nlemlerevlerin StabilitesiGvenlik Says TanmYerekimi kuvvetinde art nasl meydana gelebilir ?Su etkisiDeprem Ykleriev Durayllk Analizinde KabullerLimit Denge AnalizleriANALZ YNTEMLERev Stabilitesi AnalizleriSonlu evlerde kayma trleriAnaliz Ynteminin SeimiGme yzeyinin biimiSonsuz evlerin stabilite analiziSonsuz ev Stabilite Analizi Kuvvet dengesi dilimLimit denge yaklamna gre- kayan blok analiziev iinde su akm varsa Slide Number 39 Homojen zemin (f>0,c>0)Dzlem kayma yzeyiDzlemsel kayma-Kama YntemiToplam gerilme analizindeSlide Number 43Slide Number 44Slide Number 45Slide Number 46Slide Number 47Homojen zemin (f=0, c>0)Slide Number 49Slide Number 50Slide Number 51Slide Number 52Slide Number 53Dilim Yntemi Dilim YntemiDilim Yntemi-drenajl koullardaBoluk suyu basncnn etkisiGerilme Deformasyon AnalizleriSonlu elemanlar analiz yntemiSlide Number 60Gerilme Deformasyon AnalizleriGerilme Deformasyon Analizleri

Documents

Sevlerin Stabilitesi