ESTIMATION OF EARTHQUAKE-INDUCED SLOPE DEFORMATIONS

As a result of displacements induced by earthquakes, mass movements and collapses occur on slopes. Estimating the potential ground displacement resulting from earthquakes is important for both on-slope and below-slope structures. However, the long duration and complexity of dynamic analysis make such studies difficult. Various displacement estimation formulas exist in the literature to address this challenge. In this study, analyses were conducted using Plaxis 2D software, based on the finite element method, on slopes with different geometries and soil properties under different dynamic loadings to calculate the displacements that will occur on slopes due to dynamic effects. The Hardening Soil-Small Strain material model was used to model the soil behavior in the analyses. Dynamic analyses were conducted for slopes with static coefficients of safety between 1.30 and 2.00 using earthquake records of two different magnitudes, and an attempt was made to develop a relationship between the displacements obtained at the top of the slope and parameters such as maximum ground acceleration (PGA), static coefficients of safety, and so on. Consequently, the acceleration-dynamic deformation and static coefficients of safety-dynamic deformation relationships developed in this study can be easily determined at the initial design stage using tables or formulas, without requiring the need for long and laborious dynamic analyses.

Deprem hareketiyle birlikte ortaya çıkan deplasmanlar sonucunda, şevlerde kitle hareketleri ve göçmeler meydana gelmektedir. Deprem kaynaklı meydana gelmesi muhtemel zemin deplasman miktarının tahmin edilmesi hem şev üstü yapılar hem de şev altı yapılar için önem arz etmektedir. Ancak dinamik analiz sürelerinin uzun olması ve işlem karmaşıklığı bu tür çalışmaların yapılmasını zorlaştırmaktadır. Bu zorluğun giderilmesi için literatürde çeşitli deplasman tahmini formülleri yer almaktadır. Bu çalışmada dinamik etkiler sonucunda şevlerde oluşacak deplasmanların hesaplanabilmesi için farklı geometri ve zemin özelliklerine sahip şevler üzerinde farklı dinamik yüklemeler altında sonlu elemanlar yöntemine dayanan Plaxis 2D yazılımı kullanılarak analizler yapılmıştır. Analizlerde, zemin davranışını modellemek için, Hardening Soil-Small Strain malzeme modeli kullanılmıştır. Statik güvenlik katsayısı değeri 1,30 ile 2,00 arasında yer alan şevler için dinamik analizler 2 farklı büyüklükteki deprem kaydı ile yapılmış ve şevin üst noktasında elde edilen deplasmanlar ile maksimum yer ivmesi (PGA), statik güvenlik katsayısı vb. parametreler arasında bir ilişki geliştirilmeye çalışılmıştır. Sonuç olarak, analiz süreleri çok uzun ve zahmetli olan dinamik analizlerin yapılmasına gerek olmadan olası bir deprem sonucunda o bölgede oluşacak deformasyonların hesaplanması, bu çalışmayla geliştirilen ivme-dinamik deformasyon, statik güvenlik katsayısı-dinamik deformasyon ilişkisi tablo ya da formüller ile ilk tasarım aşamasında kolaylıkla belirlenebilecektir.