INVESTIGATION OF THE STABILITY OF EMBANKMENT SLOPE REINFORCED WITH DEEP MIXING COLUMNS UNDER EARTHQUAKE FORCE


Creative Commons License

Çadır C. C. , Yalçın H.

10th INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENGINEERING & NATURAL SCIENCES, Siirt, Turkey, 16 - 18 May 2021, pp.135-148

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: Siirt
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.135-148

Abstract

One of the most important issues in geotechnical engineering is slope stability. Especially recently, embankment slopes built on soft soils have become very important. It is of great importance to improvement soft soils in these areas. Otherwise, the slope may lose its stability and cause great loss of life and property. Many methods are used to improve of the slopes. One of these methods is the deep mixing technique. When the studies conducted in the past are examined, it has been observed that there are not many studies about the behavior of slopes consisting of soft soils improvement with deep mixing under the effect of earthquakes. In this study, the stability of the embankment slope under the effect of earthquake on the soft soil, which was improved by deep mixing using the Plaxis 2D program, was investigated. In the study, a embankment slope model of 4 m thickness with 45 slope angle was created on a 30 m wide and 12 m thick organic soil layer. In the first phase of the study, the stability of the embankment slope on the soft soil that was not improved due to the earthquakes in Elazig (which occurred on January 24, 2020) and Van (occurred on October 23, 2011) was examined. Then, dep mixing columns with a diameter of 100 cm, two different application depths (L:5 m, 10 m) and two different application intervals (s/D:2, 2.5) were added to the soft soil under the embankment slope. The behavior of this embankment slope model created under the same earthquake effect was investigated. As a result of the study, it was observed that the safety factor of the embankment slope increased with the deep mixing method added to the soft soil. In addition, it was observed that the safety factor increased as the depth of the deep mixing column increased, but the safety factor decreases as the column intervals increased. Therefore, it can be said that the deep mixing columns added to the soft soil under the effect of the earthquake give a positive result on the stability of the embankment slope

Geoteknik mühendisliğinin en önemli konularından biri şev stabilitesidir. Özellikle son dönemde yumuşak zeminler üzerine inşa edilen dolgu şevleri çok önemli hale gelmiştir. Bu alanlardaki yumuşak zeminler iyileştirilmesi büyük önem arz etmektedir. Aksi takdirde şev, stabilitesini kaybederek can ve mal kayıplarına neden olabilir. Son dönemde zemin içinde kolon oluşturmaya dayanan birçok yöntem (fore kazık, mini kazık, jet grout, taş kolon vb.) sıklıkla kullanılmaktadır. Bu yöntemlerden biride derin karıştırma yöntemidir. Geçmiş dönemdeki yapılan çalışmalar incelendiğinde derin karıştırma yöntemi ile güçlendirilmiş yumuşak zeminlerden oluşan şevlerin deprem etkisi altındaki davranışı hakkında çok fazla çalışma olmadığı gözlemlenmiştir. Bu çalışmada Plaxis 2D programı kullanılarak deep mixing ile iyileştirilen yumuşak zemin üzerindeki dolgu şevin deprem etkisindeki stabilitesi incelenmiştir. Çalışmada, 30 m genişliğinde ve 12 m kalınlığında ki organik zemin tabakasının üzerine 4 m kalınlığında 45 şev açısında bir dolgu şev modeli oluşturulmuştur. Çalışmanın ilk aşamasında Elazığ (24 Ocak 2020’de meydana gelen) ve Van (23 Ekim 2011’de meydana gelen) depremleri etkisinde iyileştirilmemiş yumuşak zemin üzerindeki dolgu şevin stabilitesi incelenmiştir. Daha sonra 100 cm çapında derin karıştırma kolonları, iki farklı uygulama derinliği (L: 5 m, 10 m) ve iki farklı uygulama aralığı (s/D: 2, 2,5) set eğiminin altındaki yumuşak zemine eklenmiştir. Oluşturulan bu dolgu şevi modeli aynı deprem etkisi altında davranışı incelenmiştir. Çalışma sonucunda yumuşak zemine eklenen derin karıştırma yöntemi ile dolgu şevinin güvenlik faktörünü arttığı görülmüştür. Ayrıca derin karıştırma kolonun derinliği arttıkça güvenlik faktörünün arttığı ancak kolon aralığı arttıkça güvenlik faktörünün azaldığı görülmüştür. Dolayısıyla deprem etkisi altında yumuşak zemine eklenen derin karıştırma kolonlarının dolgu şevinin stabilitesi üzerinde olumlu bir sonuç verdiği söylenebilir.