EXPERIMENTAL AND NUMERICAL ANALYSIS OF DEEP EXCAVATIONS

Abstract

Bu çalışmanın amacı, rölatif sıkılığı %10 olan bir zeminde, temel ile palplanş perde arasındaki mesafenin (L) ve kazı derinliğinin (He), palplanş perdenin deformasyonlarını ve model temelin taşıma kapasitesini nasıl etkileyeceğini araştırmaktır. Bu araştırmada palplanş perde davranışı, model temel davranışı ve eksenel yükleme neticesinde zemin kütlesinde oluşan yanal basınçları incelemek için model deneyleri yapılmış ve elde edilen sonuçlar sonlu elemanlar ve istatistiksel yöntemlerle analiz edilmiştir. Boyutları 0.75x0.75x1m olan bir kum tankı, Dr =% 10 kuru kum ile doldurulmuştur. Temel modeli olarak bir çelik levha (12x12x2.5cm) kullanılmıştır. Palplanş perde ise 75x40x0.3 cm boyutlarında çelik saç ile modellenmiştir. Bu amaçla, palplanş perde deformasyonlarını zeminin taşıma gücünü ve zeminin palplanş perdeye uyguladığı yanal basıncı incelemek için 10 deney yapılmıştır. Bir deney palplanş perde olmadan yapılmıştır ve diğer dokuz deney ise üç farklı farklı (L) ve üç farklı (He) değerleri kullanılarak yapılmıştır. Deneysel sonuçlardan palplanş perdenin zaman-deformasyon ve yük-deformasyon davranışı ve model temelin zaman-oturma ve yük-oturma davranışları elde edilmiştir. L ve He'nin etkilerini belirlemek için bu sonuçlar karşılaştırılmıştır. Temel ile palplanş perde arasındaki mesafenin (L) arttırılması durumunda, aynı kazı derinliği için palplanş perde deformasyonlarının azaldığı ve temelin taşıma gücünün arttığı gözlenmiştir. Ayrıca, kazı derinliği (He) arttıkça, palplanş perde deformasyonlarının arttığı ve temel ile palplanş perde arasındaki aynı mesafe için taşıma gücünün azaldığı belirlenmiştir. Ayrıca Plaxis 3D sonlu elemanlar programlarından elde edilen sonuçlar, model palplanş perde deformasyonunun, artan (He) ile ve azalan (L) ile arttığını göstermiştir. Sonlu elemanlar analizi sonuçları ile deneysel sonuçlar arasında iyi bir uyum olduğunu görülmüştür. Yanal zemin basınçları basınç transdüserleri kullanılarak ölçülmüştür. Bu basınçlar ile test sisteminin geometrik koşulları arasında bir ilişki kurmak için istatistiksel analiz yapılmıştır. Yapılan çoklu regresyon analizi neticesinde determinasyon katsayısı (R2 = 0.95) olan bir bağıntı elde edilmiştir.

The goal of this study is to investigate how the distance between foundation and sheet pile (L) and excavation depth (He) will affect deflection of the sheet pile and ultimate bearing capacity of the foundation model under axial loading for the same materials using relative density 10% only. Finite element method and statistical method was also used in this research to study the behaviour of the sheet pile, foundation model and lateral pressure under axial loading. A sandbox which dimensions are 0.75x0.75x1m is filled with Dr=10% dry sand. A steel plate (12x12cm) is used as foundation model; steel sheet pile model with dimensions of 75x40x0.3 cm is used. For this purpose 10 tests were performed to study the deflection of the sheet pile, bearing capacity of the soil and lateral pressure of the soil on the sheet pile, one of the test was performed without the sheet pile and other nine tests were performed with three different (L) and three different (He). From the experimental results, time-deflection and load-deflection behavior of sheet pile and timesettlement and load-settlement behavior of the foundation are obtained. In order to determine the effects of L and He, these results are compared. It is observed that, when the distance between foundation and sheet pile (L) was increased the deflection of the sheet pile decreased and load capacity on the foundation is increased for the same excavation depth. It is also seen that when the excavation depth (He) was increased the deflection of the sheet pile increased and load capacity decreased for the same distance between foundation and sheet pile. Also the results from Plaxis 3D finite element programs indicated that the deflection of the sheet pile model increases with increasing (He) and decreasing (L), and there is a good agreement between experimental results with finite element programs results. Lateral pressures measured by using pressure transducers. These pressures analyzed statistically to derive a relation between test systems geometrical conditions and measured lateral pressures. An appropriate correlation (R2=0.95) has been determined.