THREE-DIMENSIONAL NUMERICAL MODELING OF EMBANKMENT SUPPORTED WITH DEEP MIXING COLUMNS: A PARAMETRIC STUDY

Derin karıştırma yöntemi (DSM), doğal zeminin bağlayıcı malzemeler ile karıştırılarak zeminin yerinde iyileştirilmesi işlemidir. Bu çalışma kapsamında literatürde yer alan, Tayland’da derin karıştırma kolonları ile iyileştirilmiş yumuşak bir zemin üzerine inşa edilen dolgu ile ilgili bir makale verileri kullanılarak üç boyutlu (3D) sayısal bir model oluşturulmuştur. Oluşturulan sayısal model öncelikle makalede yer alan veriler kullanılarak doğrulanmıştır. Daha sonra bu model üzerinde parametrik bir çalışma yürütülmüştür. Bu kapsamda farklı alan değiştirme oranlarına sahip modeller oluşturulmuş ve sayısal analizler yapılmıştır. Ayrıca aynı alan değiştirme oranına sahip farklı çaptaki kolonlar kullanılması durumunda farklı dolgu yükü altında oluşan oturmalar, kolonlara ve zemine gelen gerilmeler incelenmiştir. DSM kolonları için kullanılan elastisite modülündeki değişimin iyileştirme üzerindeki etkisinin değerlendirilmesi için de analizler yapılmıştır. Analizler sonucunda alan değiştirme oranının artması ile dolguda meydana gelen düşey deplasman değerlerinin azaldığı ve aynı alan değiştirme oranına sahip modellerde meydana gelen düşey deplasmanların birbirine yakın sonuçlar verdiği görülmüştür. Dolgu yükünün artması ile kolonlara gelen düşey gerilmelerin büyük ölçüde arttığı görülmüştür. Derin karıştırma kolonlarına ait elastisite modülü değerlerinin artması ile sistemde daha az deplasman oluştuğu görülmüştür. DSM kolonları için atanan modül değerlerinin oturma değerlerini önemli seviyede etkilemesi nedeniyle, bu konu ile ilgili değerlendirmeler ve öneriler yapılmıştır.

Deep mixing method (DSM) is the process of improving the soil in situ by mixing natural soil with binder materials. Within the scope of this study, a three-dimensional (3D) numerical model was created using the data of an article in the literature for an embankment constructed on a soft soil improved with deep mixing columns in Thailand. The numerical model created was first verified using the data in the article. Then, a parametric study was carried out on this model. In this context, models with different area replacement ratios were created and analyses were made. For columns of different diameters with the same area replacement ratio, settlements under different embankment loads and stresses on the columns and the soil were investigated. Analyses were also carried out to evaluate the effect of the different elasticity modulus values for DSM columns. It was seen that the vertical displacement values in the system decreased with the increase in the area replacement ratio and the vertical displacements with the same area replacement ratio gave similar results. Vertical stresses on the columns increased significantly with the increase of the embankment load. It was observed that smaller displacement occurred with the increase in the elasticity modulus values of the deep mixing columns. Since the modulus values assigned for DSM columns affected the settlement values, evaluations and recommendations were made.