Yumuşak zemin temel çukuru–iksa sistemi, derin kazının çevresindeki düşük dayanımlı ve yüksek sıkışabilirlikli zemini diyafram duvar ve iç destekler aracılığıyla tutan bir geoteknik yapı sistemidir. Bu araştırma, yol kenarındaki böyle bir sistemin araçların statik ağırlığı ve yol düzensizliğinden doğan çevrimsel dinamik yükler altındaki davranışını PLAXIS 3D Advanced CONNECT Edition V22 ile modellemiştir. Model, Guangdong Eyaleti'ndeki gerçek bir kıyı yumuşak zemin temel çukuru projesine dayanmakta; küçük şekil değiştirme rijitliğini dikkate alan HSS zemin modeli, yeraltı suyu sızıntısı ve dinamik yük alanını birlikte içermektedir.

Çalışmada dört temel değişken sistematik olarak değiştirilmiştir: kazı derinliği, statik araç yükü, dinamik yük genliği ve trafik yükü frekansı. Sonuçlara göre kazı derinliği iksa duvarının eğilme momenti davranışını güçlü biçimde belirlerken, trafik parametreleri arasında statik araç yükü duvar deformasyonunun baskın kontrol değişkenidir. Dinamik yük genliği ve frekansının etkileri ise çok daha küçüktür.

Trafik yükünün etkisi kazı derinliğine güçlü biçimde bağlıdır. Kazı-only duruma göre trafik eklendiğinde yatay duvar deformasyonundaki artış 1,6 m kazıda %41,17 iken 16,9 m kazıda %12,6'ya düşmüştür. Eğilme momentindeki karşılık gelen artışlar %56,79 ve %17,43'tür. Dört kazı aşamasında deformasyon ve eğilme momenti için bildirilen trafik-yükü katkılarının ortalaması %27,86'dır.

Araç trafiği iki bileşene ayrıldığında, araç ağırlığından gelen statik bileşen toplam trafik kaynaklı yapısal etkinin yaklaşık %80–90'ını oluşturmuş; yol düzensizliğini temsil eden harmonik dinamik ek bileşen ise yaklaşık %10–20 düzeyinde kalmıştır. Bu oranların paydası bütün kazı deformasyonu değil, çalışmanın tanımladığı trafik yükü etkisidir; bu nedenle %80–90 değeri “temel çukuru davranışının %80–90'ı trafikten kaynaklanıyor” şeklinde yorumlanamaz.

Modelin statik kısmı gerçek diyafram duvar deplasmanlarıyla karşılaştırılmış ve ortalama bağıl fark %6 içinde bulunmuştur. Ancak çalışmada sahadan dinamik trafik titreşim ölçümü bulunmadığından, dinamik trafik sonuçları saha tarafından doğrudan doğrulanmış sonuçlar değildir. Yazarlar sonuçların incelenen tek zemin profili, tek proje geometrisi, kullanılan harmonik trafik modeli ve 2–10 Hz aralığıyla sınırlı olduğunu açıkça belirtmektedir.

Araştırma problemi neden önemlidir?

Kıyı bölgelerindeki yumuşak zeminler yüksek su içeriği, yüksek sıkışabilirlik, düşük kayma dayanımı, belirgin zamana bağlı davranış ve gecikmeli konsolidasyon gösterebilir. Derin kazı yapıldığında zeminin başlangıç gerilme durumu değişir; kazı yüzüne doğru yatay hareketler, yüzey oturmaları ve iksa yapısında iç kuvvet değişimleri oluşabilir.

Temel çukuru bir şehir yolunun yanında olduğunda sisteme yalnız kazı ve zemin ağırlığı etki etmez. Yoldaki ağır araçların ağırlığı zemine ilave statik yük verir; yol yüzeyindeki düzensizlikler ise araç hareketi sırasında tekrarlanan dinamik yükler oluşturur. Yumuşak zeminde bu çevrimsel rahatsızlık, mevcut kazı kaynaklı deformasyona ek bir tepki oluşturabilir.

Çalışmanın literatür boşluğu, birçok önceki trafik-yükü analizinin basitleştirilmiş yük modelleri kullanması, küçük şekil değiştirme zemin rijitliğini veya yeraltı suyu–dinamik yük bağlaşımını ihmal etmesi ve statik araç bileşeni ile yol düzensizliğinden kaynaklanan dinamik bileşenin katkılarını açık biçimde ayırmamasıdır.

Trafik Yükü Yumuşak Zemin Temel Çukurunun İksa Davranışını Nasıl Etkiliyor?

Bu çalışmanın sayısal sonuçlarına göre trafik yükü iksa duvarının yatay deformasyonunu ve eğilme momentini artırmaktadır; ancak trafik kaynaklı ek etkinin göreli büyüklüğü kazı derinliği arttıkça azalmakta, en güçlü ek tepki sığ kazı aşamalarında görülmektedir ve etki esas olarak temel çukuru üst kotundan yaklaşık 0–20 m derinlik aralığında yoğunlaşmaktadır.

İncelenen gerçek mühendislik projesi

Araştırma Guangdong Eyaleti'ndeki Grade-I sınıfı bir yumuşak zemin temel çukuruna dayanmaktadır. Kaynak proje boyutlarını 123 m uzunluk × 23 m genişlik ve maksimum kazı derinliğini 16,5 m olarak bildirmektedir.

İksa sistemi 0,8 m kalınlığında ve 26 m gömülü derinliğe sahip bir yeraltı diyafram duvarı ile üç sıra iç destekten oluşmaktadır. İlk iki sıra betonarme, üçüncü sıra çelik boru destektir.

Kazı içinde yeraltı su seviyesi her kazı aşamasında ilgili kazı yüzeyinin 1–2 m altına indirilmiştir. Dış yeraltı suyu seviyeleri saha ölçümlerine göre belirlenmiştir.

Temel çukurunun yakınında bir ortaokul, Green Apartment ve Changfa Building gibi hassas yapılar bulunmaktadır. Çukurun bir tarafı kent yoluna komşudur ve çalışma, bu yol üzerindeki hareketli araçları temel çukuruna etki eden sürekli çevrimsel rahatsızlık kaynağı olarak ele almaktadır.

Saha ölçümleri hangi amaçla yapıldı?

Çevrede diyafram duvar yatay deplasmanı için 11, zemin oturması için 30 izleme noktası kurulmuştur. Diyafram duvarın yatay hareketi CX-3C inklinometre ve CXG-6076 PVC inklinometre borusuyla ölçülmüştür. Kaynak inklinometre doğruluğunu ±0,01 mm/500 mm, prob uzunluğunu 780 mm, prob çapını 28 mm ve tekerlek aralığını 500 mm olarak vermektedir.

İnklinometre ölçümleri elle alınmış ve derinlik boyunca 0,5 m aralıkla kaydedilmiştir. Zemin oturmaları Leica DNA03 dijital nivo ve 2 m özel invar mira kullanılarak günde bir kez ölçülmüştür. Dijital nivo için kaynak doğruluğu ±0,3 mm/km, mira için ±0,02 mm olarak verilmiştir.

Bu saha ölçümlerinin kritik sınırı şudur: makalede sunulan model doğrulaması statik kazı koşullarındaki duvar deplasmanları üzerindedir. Trafik kaynaklı gerçek dinamik titreşimlerin eş zamanlı saha ölçümü bulunmamaktadır.

Üç boyutlu sayısal model ne kadar büyüktü?

Dinamik analiz maliyetini azaltmak için tam projenin tamamı yerine 27 m boyuna uzunluğa sahip yerel bir karakteristik bölüm modellenmiştir. Sınır etkilerini azaltmak amacıyla model genişliği ve derinliği gerçek kazı derinliğinin yaklaşık üç katı alınmıştır.

Nihai PLAXIS 3D modelinin boyutları 123 m × 27 m × 70 m olarak verilmiştir.

Zemin için hangi malzeme modeli kullanıldı?

Bütün zemin tabakalarında HSS bünye modeli kullanılmıştır. Çalışmadaki seçim gerekçesi, yumuşak zeminin kazı ve küçük çevrimsel rahatsızlıklar altındaki küçük şekil değiştirme rijitliğini daha gerçekçi temsil edebilmesidir.

Kaynak Tablo 1'deki sembollerin işlevsel anlamı şöyledir: \(e\) boşluk oranını, \(c'\) efektif kohezyonu, \(\varphi'\) efektif içsel sürtünme açısını, \(E_{50,\mathrm{ref}}\) üç eksenli yüklemedeki referans rijitlik parametresini, \(E_{\mathrm{oed,ref}}\) ödometre rijitliğini, \(E_{\mathrm{ur,ref}}\) boşaltma-yeniden yükleme rijitliğini, \(K_0\) sükûnet hâlindeki yatay/düşey efektif gerilme oranını, \(\mu_s\) Poisson oranını, \(\gamma_s\) birim hacim ağırlığını ve \(k_d\) geçirgenlik katsayısını temsil eder.

İksa elemanları nasıl modellenmiştir?

Trafik yükü nasıl matematiksel olarak temsil edildi?

Gerçek araç trafiği, araç ağırlığından oluşan sabit bileşen ile yol yüzeyi düzensizliğinden kaynaklanan harmonik bileşenin toplamı olarak sadeleştirilmiştir:

\[ P(t)=P_0+P_d\sin(\omega t+\theta) \tag{1} \]

\(P(t)\) zamana bağlı toplam trafik yükünü, \(P_0\) aracın öz ağırlığından gelen sabit yükü ve \(P_d\) yol düzensizliğinden doğan dalga biçimli ek dinamik bileşeni temsil eder. Parametrik PLAXIS analizinde bu büyüklükler yüzey basıncı olarak kPa cinsinden uygulanmıştır.

Kaynak ek dinamik yükü:

\[ P_d=M_0\alpha w_i^2 \]

şeklinde tanımlar. \(M_0\) yaylanmamış kütleyi, \(\alpha\) yol düzensizliğinin tipik genliğini ve \(w_i\) yol düzensizliği dalga boyuyla ilişkili açısal frekansı temsil eder.

Trafik yükünün frekansı için kaynak ayrıca:

\[ \omega=\frac{2\pi v}{L} \]

bağıntısını verir. Burada \(v\) araç seyir hızı, \(L\) geometrik dalga boyudur ve kaynak bunun genellikle araç gövde uzunluğu olarak alındığını belirtmektedir. \(\theta\) başlangıç fazıdır.

Denklemdeki temel fiziksel ayrım şudur: \(P_0\) zamanla değişmeyen taban basıncını, \(P_d\sin(\omega t+\theta)\) ise pozitif ve negatif yönde periyodik değişen ek bileşeni temsil eder. Çalışmanın daha sonraki sonuçları, kullanılan koşullar altında birinci bileşenin ikinci bileşenden çok daha baskın olduğunu göstermiştir.

Gerçek trafik modelde ne ölçüde sadeleştirildi?

Gerçek yol trafiği rastgele araç geçişleri, farklı dingil yükleri, araçlar arası mesafeler, süspansiyon davranışı ve yol yüzeyi geometrisi gibi çok sayıda değişken içerir. Kaynak bunların tamamını çözmek yerine trafik yükünü birleşik statik + harmonik basınç olarak sadeleştirmiştir.

Çalışma sonucunda da bu sınırlılık açık biçimde belirtilmektedir: yöntem hareketli tekil tekerlek yüklerini ve araç–kaplama–zemin etkileşimini açık biçimde çözmemektedir. Bu nedenle bulunan dinamik büyüklükler gerçek trafikteki her araç geçişinin birebir tahmini değildir.

Trafik yükü bölgesi ve temel çalışma koşulu

PLAXIS modelindeki trafik yükü temel çukuru kenarından yaklaşık 2 m uzakta uygulanmıştır. Yük alanı 27 m × 10 m'dir.

Temel dinamik çalışma koşulu:

• Statik araç yükü: 30 kPa
• Dinamik yük genliği: 1 kPa
• Yük frekansı: 2 Hz

Kaynak daha geniş parametrik analizlerde statik yükü 30–80 kPa, dinamik genliği 1–6 kPa ve frekansı 2–10 Hz aralığında değiştirmiştir.

Kaynak-içi frekans notu: Yöntem ve çalışma koşulları tablosu frekansları 2, 4, 6, 8 ve 10 Hz olarak tanımlar ve sonuç bölümü kapsamı 2–10 Hz olarak sınırlar. Buna karşılık kaynak Şekil 17 ve Şekil 18 açıklamalarında gösterilen konturlar 1 Hz ve 6 Hz olarak etiketlenmiştir. Bu fark kaynakta açıklanmadığından burada tek bir değere dönüştürülmemiştir.

Dinamik analiz ne kadar sürdü?

Her dinamik hesap aşamasının toplam süresi 3 saniye olarak belirlenmiştir. Bu 3 saniye sayısal zaman adımı değil, hareketli yükün karakteristik iksa kesitine etki ettiği toplam dinamik faz süresidir.

PLAXIS 3D sayısal entegrasyon zaman adımını otomatik zaman-adımlama algoritmasıyla belirlemiştir. Makale zaman adımı duyarlılık analizi yapılmadığını açıkça belirtmektedir. Yazarlar seçilen otomatik zaman adımının incelenen frekans aralığı için yeterli zamansal çözünürlük sağladığını değerlendirmiştir.

Ağ bağımsızlığı nasıl kontrol edildi?

Kaba, orta ve ince olmak üzere üç ağ yoğunluğu karşılaştırılmıştır. Aynı geometri, malzeme, sınır koşulları ve dinamik trafik yükleri korunmuştur. Karakteristik diyafram duvar kesitindeki deplasman ve eğilme momenti karşılaştırılmıştır.

Kaba ağ belirgin sapma oluştururken orta ve ince ağ arasındaki temel dinamik tepki farkları %2'nin altında kalmıştır. Hesap doğruluğu ve maliyet dengesi nedeniyle orta yoğunluklu ağ seçilmiştir.

Nihai model:

• 52.062 eleman
• 88.180 düğüm

Hangi sonlu eleman türleri kullanıldı?

• Zemin: 10 düğümlü tetrahedral eleman
• İç destekler: 3 düğümlü kiriş eleman
• Diyafram duvar: 6 düğümlü plaka eleman
• Zemin–yapı ara yüzü: 12 düğümlü interface eleman

Zemin–yapı temas yüzeylerinde pozitif ve negatif ara yüz çiftleri otomatik olarak oluşturulmuş ve sanal kalınlık faktörü 0,1 olarak seçilmiştir.

Statik ve dinamik sınır koşulları neden farklı?

Statik kazı analizinde modelin alt ve yan sınırları sabit, üst zemin yüzeyi serbesttir. Dinamik dalgaların model sınırlarından yapay biçimde geri yansımasını azaltmak amacıyla dinamik analiz için sınırlar yeniden tanımlanmıştır.

Xmin ve Xmax yönlerinde viskoelastik; Ymin ve Ymax yönlerinde viskoz sınırlar kullanılmıştır. PLAXIS'teki C1 ve C2 gevşetme katsayıları trafik yükü koşulu için 1 seçilmiştir.

Yeraltı suyu nasıl modele dahil edildi?

Model sabit durumlu yeraltı suyu sızıntısı kullanmıştır. Her kazı aşamasında temel çukuru içindeki su seviyesi kazı yüzeyinin yaklaşık 2 m altında tutulmuştur. Dış su seviyesi saha ölçümlerinden alınmış ve boşluk suyu basıncı bu sızıntı alanından hesaplanmıştır.

17 aşamalı inşaat sırası

1. Başlangıç gerilmelerinin dengelenmesi — S0.
2. Diyafram duvarın kurulması.
3. İç/dış su seviyelerinin −2 m / −3,6 m'ye ayarlanması ve −1,6 m'ye kazı — S1.
4. Birinci betonarme desteğin kurulması.
5. Statik yükün uygulanması.
6. Dinamik trafik yükünün ve viskoz sınırların etkinleştirilmesi.
7. Su seviyelerinin −3 m / −9,5 m'ye ayarlanması ve −7,5 m'ye kazı — S2.
8. İkinci betonarme desteğin kurulması.
9. Statik yükün uygulanması.
10. Dinamik yükün uygulanması.
11. Su seviyelerinin −4 m / −14 m'ye ayarlanması ve −12 m'ye kazı — S3.
12. Üçüncü sıra çelik desteğin kurulması.
13. Statik yükün uygulanması.
14. Dinamik yükün uygulanması.
15. Su seviyelerinin −5 m / −19 m'ye ayarlanması ve taban döşemesi kotu −16,9 m'ye kadar kazı.
16. Statik yükün uygulanması.
17. Farklı statik yük, frekans ve dinamik genlik kombinasyonlarının uygulanması.

Kaynak proje tanımında maksimum kazı derinliğini 16,5 m olarak verirken sayısal hesap dizisinde son kazı kotunu −16,9 m olarak kullanmaktadır. Bu iki değer kaynakta aynı terimle açıklanarak uzlaştırılmadığından ayrı biçimde korunmuştur.

Statik model doğrulaması

Sayısal modelin diyafram duvar yatay deplasman eğrileri gerçek saha ölçümleriyle karşılaştırılmıştır. Kaynak, ölçüm referans alınarak hesaplanan ortalama bağıl sapmaların %6 içinde kaldığını ve statik kazı davranışı açısından makul bir uyum bulunduğunu raporlamaktadır.

Yazarlar farkların bir bölümünü Dongle Road Metro Station yakınındaki duvar üst kısmında oluşabilecek sıcaklık etkilerine ve modelde tam olarak temsil edilemeyen çevre inşaat faaliyetlerine bağlamaktadır.

Bu doğrulamanın bilimsel sınırı önemlidir: statik deplasman doğrulaması, dinamik trafik tepkilerinin doğruluğunu doğrulamamaktadır.

Trafik yükü zemin hareket alanını nasıl değiştirdi?

Kaynak sayısal konturlarına göre kazı derinliği arttıkça yatay zemin deplasmanının büyüklüğü ve etki alanı genişlemiştir. Trafik yükü eklendiğinde, trafiksiz kazı durumuna göre çevredeki yatay zemin deplasmanları yaklaşık %10–15 artmış ve etki alanı yaklaşık %15 genişlemiştir.

Bu değerler sayısal PLAXIS modeline aittir; sahada ölçülmüş trafik etkisi oranları değildir.

Kazı derinliğinin trafik etkisi üzerindeki rolü

Kazı derinliği arttıkça toplam duvar deformasyonu ve eğilme momenti kazı boşaltması nedeniyle büyür; fakat trafik yükünün oluşturduğu ek tepki aynı oranda büyümez. Bu nedenle trafik yükünün toplam davranış içindeki göreli katkısı azalır.

Çalışma, trafik etkisinin etkin derinliğini temel çukuru üst kotundan itibaren yaklaşık 0–20 m aralığıyla sınırlandırmaktadır.

Statik araç yükünün etkisi

Statik yük analizinde dinamik genlik 1 kPa, frekans 10 Hz sabit tutulmuş; statik araç basıncı 30'dan 80 kPa'ya çıkarılmıştır.

İlişki doğrusal değildir; yük arttıkça deplasman ve eğilme momentinin artış oranı sabit bir eğim izlemez. Ayrıca statik yük, kaynak sonuçlarında duvar deformasyonunu eğilme momentinden daha fazla etkilemiştir.

Kaynak bu parametre grubunun mekanik tepkiye katkısını yaklaşık %14,96–20,38 aralığında bildirmektedir.

Dinamik yük genliğinin etkisi

Dinamik genlik analizinde statik yük 30 kPa ve frekans 10 Hz sabit tutulmuş, dinamik bileşen 1–6 kPa arasında değiştirilmiştir.

Bu artışlar statik yük değişiminin oluşturduğu değişimlerden belirgin biçimde küçüktür. Kaynak bunu dinamik harmonik basıncın, baskın statik araç yüküne eklenen küçük çevrimsel bir rahatsızlık olmasıyla açıklamaktadır.

Yük frekansının etkisi

Frekans analizinde statik yük 30 kPa ve dinamik genlik 1 kPa'dır. Kaynak, incelenen frekans aralığında yatay duvar deformasyonu ve eğilme momenti eğrilerinin birbirine çok yakın olduğunu, yalnız küçük farkların oluştuğunu belirtmektedir.

Bu nedenle frekans için ayrı nicel artış yüzdeleri verilmemiştir. Çalışma, incelenen zemin ve yapı koşullarında frekansı baskın bir kontrol parametresi olarak değerlendirmemektedir.

Statik Araç Yükü mü, Yoksa Yol Düzensizliğinin Dinamik Etkisi mi Daha Baskın?

Çalışmanın kullandığı statik/dinamik katkı ayrıştırmasına göre araç öz ağırlığından gelen statik yük, trafik kaynaklı toplam yapısal etkinin yaklaşık %80–90'ını oluştururken yol düzensizliğinin harmonik ek dinamik bileşeni yaklaşık %10–20 düzeyinde kalmıştır; bu oranlar yalnız incelenen proje, zemin, yük modeli ve frekans aralığı için geçerli sayısal sonuçlardır.

Statik ve dinamik katkı oranlarının matematiksel tanımı

Kaynak statik katkı oranını:

\[ C_{\mathrm{static}}= \frac{R_{\mathrm{static}}}{R_{\mathrm{total}}}\times100\% \]

ve dinamik ek katkı oranını:

\[ C_{\mathrm{dynamic}}= \frac{\Delta R_{\mathrm{dynamic}}}{R_{\mathrm{total}}}\times100\% \]

olarak tanımlar.

\(R_{\mathrm{total}}\), birleşik statik + dinamik trafik yükü altındaki toplam trafik kaynaklı yapısal tepkiyi; \(R_{\mathrm{static}}\), yalnız araçların statik bileşeninden doğan ek yapısal tepkiyi; \(\Delta R_{\mathrm{dynamic}}\) ise harmonik yükün oluşturduğu ilave tepki artışını temsil eder.

Kaynak özellikle \(R_{\mathrm{static}}\)'in kazı nedeniyle oluşan bütün diyafram duvar tepkisini içermediğini belirtmektedir. Bu ayrım, %80–90 değerinin yanlış biçimde bütün temel çukuru davranışına genellenmesini önler.

Parametrelerin göreli önem sırası

Çalışma iki farklı türde “baskınlık” değerlendirmesi yapmaktadır ve bunların birbirine karıştırılmaması gerekir.

Kazı sürecinin etkisi açısından: kazı derinliği özellikle iksa duvarı eğilme momenti davranışında önemli bir kontrol değişkenidir ve trafik yükünün göreli etkisi kazı derinliği arttıkça azalır.

Trafik yükü parametrelerinin kendi aralarında: kaynak sonuç sıralamasını:

statik araç yükü > dinamik yük genliği > yük frekansı

şeklinde vermektedir.

Bu sıralama “kazı derinliği statik araç yükünden daha az önemlidir” anlamına gelmez; kazı derinliği bir inşaat aşaması/geometrik durum değişkeni, diğer üçü ise trafik yükünün parametreleridir.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Araştırma tasarımının özeti

1. Gerçek Guangdong yumuşak zemin temel çukuru projesi ve saha zemin verileri tanımlandı.
2. PLAXIS 3D Advanced CONNECT Edition V22'de 123 × 27 × 70 m model kuruldu.
3. Bütün zemin tabakaları HSS modeliyle temsil edildi.
4. Yeraltı suyu sızıntısı kazı aşamalarına göre modellendi.
5. Diyafram duvar ve üç iç destek seviyesi modele eklendi.
6. Ağ yakınsaması yapılarak orta ağ seçildi.
7. 17 aşamalı kazı ve destekleme dizisi tanımlandı.
8. Trafik yükü statik + sinüzoidal harmonik yük olarak uygulandı.
9. Kazı derinliği, statik yük, genlik ve frekans kontrol değişkeni yöntemiyle ayrı ayrı değiştirildi.
10. Statik durumda saha ölçülen ve simüle duvar yatay deplasmanları karşılaştırıldı.
11. Dinamik parametrik sonuçlarda duvar deplasmanı ve eğilme momenti incelendi.
12. Statik ve dinamik trafik bileşenlerinin katkı oranları ayrıştırıldı.

Ana sayısal sonuçlar

Çalışmanın desteklediği sonuçlar

• İncelenen temel çukuru modelinde trafik yükleri iksa duvarı deformasyonu ve eğilme momentini artırmaktadır.
• Trafik yükünün göreli etkisi sığ kazı aşamalarında daha büyüktür.
• Kazı derinliği arttıkça kazı boşaltması ve zemin deformasyonu toplam mekanik davranış üzerinde daha baskın hâle gelmektedir.
• Trafik etkisinin baskın olduğu bölge modelde ağırlıklı olarak temel çukuru üst kotundan 0–20 m derinlik aralığındadır.
• Statik araç yükünün artırılması duvar deformasyonu ve eğilme momentini doğrusal olmayan biçimde artırmıştır.
• Dinamik yük genliğinin 1–6 kPa aralığındaki etkisi statik yük etkisinden çok daha küçüktür.
• İncelenen frekans aralığında frekans değişiminin mekanik tepki üzerindeki etkisi küçüktür.
• Trafik parametreleri arasında statik araç yükü en baskın bileşendir.
• Kaynağın katkı ayrıştırmasına göre statik trafik bileşeni %80–90, ek harmonik bileşen %10–20 düzeyindedir.
• Orta ağ ile ince ağ arasındaki temel tepki farkı %2'nin altında kalmıştır.
• Statik duvar deplasmanı modeli gerçek saha ölçümleriyle ortalama %6 içinde uyum göstermiştir.

Çalışmanın desteklemediği sonuçlar

• Dinamik trafik tepkilerinin sahada doğrulandığı gösterilmemiştir.
• %80–90 değeri bütün temel çukuru deformasyonunun %80–90'ının araçlardan kaynaklandığı anlamına gelmez.
• Sonuçlar bütün yumuşak zeminlerde veya bütün iksa tiplerinde aynı yüzdelerin oluşacağını göstermez.
• Gerçek araç–kaplama–zemin etkileşimi açık biçimde modellenmemiştir.
• Tekil tekerleklerin gerçek hareketi ve rastgele trafik akışı birebir simüle edilmemiştir.
• İncelenen 2–10 Hz dışındaki frekans davranışları bu çalışmadan doğrudan çıkarılamaz.
• Dinamik faz için bağımsız zaman-adımı duyarlılık analizi yapılmamıştır.
• Tek proje ve tek zemin profili üzerinden evrensel tasarım katsayısı oluşturulmamıştır.
• Uzun dönem çevrimsel trafik yükü altında gerçek zemin birikimli davranışı saha verisiyle doğrulanmamıştır.

Başlıca sınırlılıklar

Yazarlar sonuçların yalnız incelenen zemin profili, iksa geometrisi, trafik yükü koşulları ve kullanılan harmonik eşdeğer yük modeli için geçerli olduğunu belirtmektedir.

Trafik modeli gerçek hareketli tekerlek yükleri yerine sadeleştirilmiş harmonik basınç yaklaşımına dayanmaktadır ve araç–yol–zemin etkileşimini doğrudan çözmemektedir.

HSS modelinin çevrimsel yük altındaki varsayımları gerçek yumuşak zeminin bütün uzun dönem davranışını kapsamayabilir.

Çalışma yalnız tek mühendislik projesi ve tek zemin profilini temel almaktadır.

En önemli doğrulama sınırlılığı, dinamik saha ölçümlerinin bulunmamasıdır. Gelecek çalışmada gerçek trafik titreşimlerinin sahada ölçülmesi ve daha ayrıntılı hareketli araç yükü modellerinin kullanılması önerilmektedir.

Farklı bir proje veya ülkede uygulanırken ne gerekir?

Bu sonuçların başka bir temel çukuruna doğrudan aktarılması yerine yerel zemin tabakalaşması, zemin rijitliği ve geçirgenliği, yeraltı suyu seviyesi, kazı geometrisi, diyafram duvar ve destek sistemi, yol–çukur mesafesi, ağır araç dingil/yüzey yükleri, gerçek trafik hızı ve yerel yol düzensizliği ayrıca belirlenmelidir. Mümkün olduğunda dinamik saha ölçümleriyle yeniden doğrulama yapılması gerekir.

Kaynak ve Yöntem Notu

Özgün çalışma: Dynamic Response Mechanism of Retaining Structures of Soft-Soil Foundation Pits Subjected to Traffic Loads

Yazarlar: Wenjie Han; Xingxing Li; Meng Han; Liangliang Wang.

Yazar sırası: Wenjie Han, Xingxing Li, Meng Han, Liangliang Wang.

Eş katkı: Kaynak makalede eş birinci yazar veya eş katkı bildirimi bulunmamaktadır.

Sorumlu yazar: Meng Han.

Kurum 1: Highway Institute, Henan College of Transportation, Zhengzhou 451460, China.

Kurum 2: School of Civil and Ocean Engineering, Jiangsu Ocean University, Lianyungang 222005, China.

Kurum 3: School of Civil Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China.

Kurum 4: School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China.

Dergi: Buildings.

Yayıncı: MDPI.

Yıl / cilt / sayı / makale numarası: 2026; 16(20); 4159.

DOI: 10.3390/buildings16204159.

Gönderim tarihi: 8 Eylül 2026.

Revizyon tarihi: 15 Ekim 2026.

Kabul tarihi: 17 Ekim 2026.

Yayın tarihi: 21 Ekim 2026.

Kaynak türü: Özgün mühendislik araştırma makalesi; vaka-temelli üç boyutlu sayısal geoteknik modelleme ve statik saha deplasmanı karşılaştırması.

Hakemlik durumu: Hakemli dergide yayımlanmış makale.

Lisans: Creative Commons Attribution (CC BY).

Resmî yayın kaydı: MDPI, Buildings 16(20), 4159; DOI 10.3390/buildings16204159.

Temel yazılım: PLAXIS 3D Advanced CONNECT Edition V22.

Zemin modeli: Bütün zemin tabakalarında küçük şekil değiştirme rijitliği davranışını dikkate almak amacıyla HSS bünye modeli.

Model boyutu: 123 m × 27 m × 70 m.

Nihai ağ: 52.062 eleman ve 88.180 düğüm.

Ağ kontrolü: Kaba, orta ve ince ağ karşılaştırılmış; orta ve ince ağdaki temel tepkiler arasındaki fark %2'nin altında bulunmuş ve orta ağ seçilmiştir.

Dinamik zaman çözümü: Dinamik faz süresi 3 s; entegrasyon zaman adımı PLAXIS otomatik zaman-adımlama algoritmasıyla seçilmiştir. Bağımsız zaman-adımı duyarlılık analizi yapılmamıştır.

Trafik modeli: Statik araç yüküne sinüzoidal harmonik dinamik bileşenin eklenmesi; gerçek rastgele trafik ve açık araç–kaplama–zemin etkileşiminin sadeleştirilmiş temsili.

Parametrik aralıklar: Statik araç yükü 30–80 kPa; dinamik genlik 1–6 kPa; yük frekansı yöntem bölümünde 2–10 Hz.

Model doğrulaması: Statik kazı altında ölçülen ve simüle edilen diyafram duvar yatay deplasmanları karşılaştırılmış; ortalama bağıl fark %6 içinde raporlanmıştır. Bu doğrulama dinamik trafik tahminlerini doğrudan doğrulamamaktadır.

Finansman: Yazarlar çalışmanın dış finansman almadığını bildirmiştir.

Veri erişilebilirliği: Çalışmanın özgün katkıları makale içinde sunulmuştur; ek sorular sorumlu yazara yöneltilebilir.

Çıkar çatışması: Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan etmiştir.

Yazar katkıları: Kavramsallaştırma Wenjie Han ve Meng Han; metodoloji Xingxing Li; yazılım Liangliang Wang; doğrulama Wenjie Han ve Liangliang Wang; biçimsel analiz Xingxing Li; araştırma Wenjie Han; kaynaklar ve veri kürasyonu Meng Han; ilk taslak Wenjie Han; gözden geçirme ve düzenleme Meng Han; görselleştirme ve süpervizyon Liangliang Wang; proje yönetimi Wenjie Han tarafından yürütülmüştür.

Kaynak-içi raporlama notu: Yöntem kısmı trafik frekanslarını 2, 4, 6, 8 ve 10 Hz olarak verirken Şekil 17–18 açıklamalarında 1 Hz ve 6 Hz yazmaktadır. Ayrıca proje arka planında maksimum kazı derinliği 16,5 m olarak verilirken son sayısal kazı aşaması −16,9 m kotundadır. Bu farklılıklar Verianla anlatımında sessizce değiştirilmemiştir.

Bilimsel yorum sınırı: Dinamik trafik sonuçları vaka-temelli sayısal model sonuçlarıdır. Gerçek dinamik trafik titreşimi için saha doğrulaması yoktur. Sonuçların başka zemin, iksa, trafik ve yeraltı suyu koşullarına aktarılması yerel doğrulama gerektirir.