Deprem Araştırma Bülteni (17. Sayı)
Zeminlerin Dinamik Davranışlarına Ait Gerilme-Deformasyon Bağıntıları.


Finn, W. D. L., Erguvanlı A.

Özet.


Deprem riski konusunda Kohezyonlu zeminlerin deprem yükleri altında davranışları kısmen "Kayma Modülleri" tarafından belirlenmektedir. Yapılan araştırmalar killi zeminler kayma modüllerine etkiyen dış faktörlerin, uygulanan dinamik kayma "birim deformasyonlarının mertebesi" ve birim deformasyonların "tekrarlanma adedi" olduğunu göstermektedir. Bilhassa, yumuşak killi zeminlerde, uygulanan tekrarlı gerilmeler sırasında boşluk suyu basıncının artımı, titreşim süresi boyunca deformasyon birikimi ve kil yapısının bozulması gibi olaylar da gözlenmektedir. Zemin tabakaları ve toprak barajlar gibi yapıların davranış hesapları zemine ait gerilme-deformasyon bağıntılarının saptanması ile mümkün olmaktadır. Bu makalede, killi zeminleri karakterize eden ve davranış hesap yöntemlerinde uygulanan non-lineer gerilme-deformasyon bağıntıları açıklanmıştır. Bu ilişkilerden elde edilen kayma modülü değerinin artan dinamik birim deformasyon mertebesi ile azalması ve killi zeminlerde kayma modülü değerinin zeminin yapısal özellikleri'ne göre "titreşim sırasında" ve "titreşim sonunda" değişimleri incelenmiştir. Bugüne kadar genellikle zeminlerin dinamik davranış hesaplarında, non-lineer davranışı yansıttığı kabul edilen "eşdeğer lineer" varsayımları yapılmakta, tüm gerilme kaydının oluştuğu zaman süresince birim deformasyon ve kayma modülü için kayma gerilmesi tek bir "ortalama" değer alınmaktadir. Bu makalenin gayesi, zaman alanında non-lineer davranış içeren hesap yöntemlerinin uygulanmasında, kohezyonlu ve bilhassa yumuşak killi zeminlerin gerilme-deformasyon bağıntıları ve değişken kayma modülü özelliklerine ışık tutmaktır.

Summary.


The dynamic behaviour of cohesive soils is characterized by their shear modulus and the response of soil layers is partly determined by their moduli. Up-to-date research has shown that the shear modulus of clays is dependent upon such external factors as the applied shearing strain amplitude and the number of repetitions of the strain. These effects are associated with an increase in pore water pressures during cyclic loading, strain accumulation, as well as the deterioration of the clay fabric, especially in soft clays. One of the governing factors for determination of soil response is the stress-strain relationship of the soils, "during" and "after" cyclic or random loading. The nonlinear relationship between the shear modulus and applied strain has been demonstrated by many investigators. It is apparent that cyclic strains cause a progressive decrease in the modulus, as well as a strain accumulation. This becomes more significant at high strain levels and very little effect should be anticipated at strain amplitudes of less than 0.01 %. The nonlinear decrease of the shear modulus with increasing strain has been modelled as various stress-strain relationships.