Evaluation of the intergranular coefficient of friction using distinct element modeling
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2010
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: YUSUF EŞİDİR
Danışman: ÖZER ÇİNİCİOĞLU
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Zeminlerin kayma mukavemeti genelde içsel sürtünme açısı ve kohezyon gibi makro parametreler kullanılarak ifade edilir. Fakat bu makro davranış çok sayıda granül arasında oluşan etkileşimin ve bu etkileşimlerin mekanizmasını kontrol eden parçacık boyutu, şekli ve yüzey dokusu gibi özelliklerin bir sonucudur.Bu çalışmanın amacı parçacıklar arası sürtünme katsayısı ile sürekli ortam sürtünme açısı arasındaki bağlantıya dair bir ilişki bulmaktır. Granüler malzemelerin kayma etkisi altındaki davranışı birbirleriyle etkileşim halinde olan münferit taneciklerin özelliklerine bağlıdır. Ayrık elemanlar yöntemi, bu etkileşimi göz önünde bulundurur ve bu yöntemde uygulanan kuramlar münferit taneciklerin temasları için tanımlanmıştır. Bu sebeple, PFC2D gibi ayrık elemanlar yöntemi ile çalışan bilgisayar programları kullanılarak hazırlanan zemin mekaniği deneylerinin numerik simülasyonları parçacık boyutundaki hadiselerin daha iyi anlaşılmasını sağlayabilir. Granüllerin mikro özellikleri, yüzey şekli ve yüzey dokusu olarak iki ölçekte değerlendirilebilir. Yüzey dokusu pürüzlülük ile, yüzey şekli ise yuvarlaklık ve küresellik ile ifade edilir. Birbirleriyle etkileşen parçacıklar arasındaki sürtünme katsayısı temelde granüllerin pürüzlülüğünden kaynaklanır. Pürüzlülüğün fiziksel ölçümü, duruma özel olarak geliştirilmiş bir yöntem kullanılmadıkça, bilinen laboratuar deneyleri ile mümkün değildir. Bu yüzden, parçacıklar arası sürtünme katsayısı, numerik modelleme açısından araştırılması gereken bilinmeyen bir parametredir.Bu amaçla şev açısı deneyinin numerik modeli oluşturuldu ve sürtünme katsayısı değerleri ayrık elemanlar yöntemindeki şev açısı ile fiziksel şev açısı değerleri birbirleriyle örtüşene kadar denendi. Laboratuar deneylerinde, yüzey şekli özellikleri ve dane dağılımı açısından farklılıklar gösteren kuru kum numuneleri kullanıldı. Numerik modelin başlangıç aşamasında istenilen porozite değerinde sıkıştırılmış parçacık kümeleri oluşturmak parçacık şekli öbeklerle (clump) tanımlandığında problemli bir durumdur. Bu noktada şev açısı deneyi, ilk olarak parçacık kümelerinin oluşturulması esnasında porozitenin kontrol altında tutulmasına gerek duyulmadığından, diğer kayma mukavemeti deneylerine kıyasla önemli bir avantaja sahiptir. Bu sebeple porozite, şev açısı deneyi için sağlanması gereken bir başlangıç koşulu değildir.Netice itibarı ile bu çalışmada deneysel ve nümerik bulguların kıyaslanmasıyla parçacıklar arası sürtünme katsayısına dair sonuçlara varılmıştır.