Bu tez çalışması kapsamında jeofizik yöntemler ile beton dayanımının belirlenebilmesi incelenmiştir. Belirli ebatlarda dökülen ve farklı mukavemet özellikleri gösteren beton numunelerine daha önceden yerleştirilmiş değişik çaplardaki donatı demirlerinin beton dayanımına, sismik ultrasonik hızlara ve elektrik özdirenç değerlerine olan etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla farklı dayanımlara sahip 13 beton tasarımı hazırlanmıştır. Bu kapsamda, donatısız küp ve silindir numuneler ile içerisinde 10, 14 veya 20 mm çapında birer adet 200 mm uzunluğunda nervürlü donatı demiri bulunduran küp şeklindeki donatılı beton numuneleri hazırlanmış ve 90 gün boyunca su, hava ve etüv kürüne tabi tutulmuştur. Yine donatılı ve donatısız olarak hazırlanan numunelerden bir kısmı ile etüv grubu oluşturularak yoğunlukları, su içerikleri ve buna bağlı olarak değişen gözenekliliklerinin hesaplanmasına; aynı zamanda dinamik elastik modüller gibi beton özelliklerinin jeofizik yöntemlerle belirlenmesine çalışılmıştır. Yapılan çalışmada numuneler üzerinde ultrasonik sismik, görünür özdirenç ve tek eksenli basınç dayanımı deneyleri yapılmıştır. Elde edilen basınç dayanımı değerleri ile jeofizik verilerden elde edilen parametrelerin (P ve S dalga hızları, özdirenç) ilişkisi incelenmiştir. Kür durumlarına bağlı olarak P ve S dalga hızlarının ve özdirenç ölçümlerinin yöne bağımlılık durumları ortaya konulmuştur. Ayrıca numunelerin P ve S dalga kayıtlarına ait güç spektrumları elde edilerek hızlı fourier dönüşümü ve zaman-frekans analizleri yapılmıştır. Böylece düşük ve yüksek dayanımlı numunelerin sinyal içeriklerindeki farklılıkların, baskın frekansların sayıları ve değerleri, numuneler içerisindeki boşluk, gözenek vs. gibi durumların belirlenebilmesine çalışılmıştır. Beton mukavemetlerindeki farklılık, donatı çapı, kür koşulları, zaman, özdirenç, P ve S dalga hızları gibi parametreler kullanılarak yapay sinir ağları yöntemi ile beton dayanımı tahmin edilmeye çalışılmıştır. Çapraz geçerlilik tekniği kullanılarak yapılan değerlendirmeler sonucunda elde edilen tahmini beton dayanımı %77 doğrulukla hesaplanmıştır. Bu tezin akademik gelişme imkânının olması yanında mühendislik çalışmalarında da uygulanabilir bir yöntem olabilmesi tasarlanmıştır. Bu araştırma, betonarme yapıların beton dayanımının tahribatsız jeofizik yöntemlerle belirlenebileceğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Beton dayanımı, donatı, hasarsız jeofizik test, sismik, özdirenç, kür koşulları, zaman-frekans, yapay sinir ağları Anahtar Kelimeler: Beton dayanımı, donatı, hasarsız jeofizik test, sismik, özdirenç, kür koşulları, zaman-frekans, yapay sinir ağları
In the content of this thesis, the determination of concrete strength by geophysical methods was investigated. The effect of different diameters reinforcement bars of previously placed in the concrete samples that spilled specific sizes and showing different strength properties on the concrete strength, the seismic ultrasonic velocities and the electrical resistivity values were investigated. For this purpose, 13 concrete designs having different strengths were prepared. In this context, unreinforced cubic and cylindrical specimens and reinforced concrete samples cubes that containing one piece of 10, 14 or 20 mm diameter and 200mm long ribbed reinforcement were prepared and subjected to water, air and oven cured throughout 90 days. Also, the concrete characteristics such as density, water content, porosity, dynamic elastic modules were studied to determine with geophysical methods by forming oven group with a portion of the prepared unreinforced and reinforced samples. In the studies, seismic ultrasonic, apparent resistivity and uniaxial compressive strength tests were performed on samples. Relationship between obtained strength values and parameters (P and S wave velocities, resistivity) that obtained by geophysical data was investigated. Direction dependence conditions of P and S wave velocities and resistivity measurements were put forward to depending on curing conditions. In addition to, fast fourier transform and time-frequency analysis were made by obtaining the power spectra of P and S wave records of samples. Thus, the difference between signal contents, the dominant frequency number and values of the low and high strength samples, the case such space, pores etc. in the samples has been tried to be determined. The concrete strength has been tried to be determined with artificial neural networks method by using parameters such the differences in strengths, diameter of reinforcement, curing conditions, time, resistivity, P and S wave velocities. At the results of the assessments estimated concrete strength of obtaining by using cross validation technique was determined 77% accuracy. This thesis was also designed to be aviable method of applicating in the engineering studies, besides having academic prospered. This research was shown to determinable concrete strength of the concrete structures by non-destructive geophysical methods. Keywords: Concrete strength, reinforcement, non-destructive geophysical test, seismic, resistivity, curing conditions, time-frequency, artificial neural networks. Keywords: Concrete strength, reinforcement, non-destructive geophysical test, seismic, resistivity, curing conditions, time-frequency, artificial neural networks.
Tez (Doktora) - Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeofizik Mühendisliği Anabilim Dalı, 2016.
Kaynakça var.
Bu tez çalışması kapsamında jeofizik yöntemler ile beton dayanımının belirlenebilmesi incelenmiştir. Belirli ebatlarda dökülen ve farklı mukavemet özellikleri gösteren beton numunelerine daha önceden yerleştirilmiş değişik çaplardaki donatı demirlerinin beton dayanımına, sismik ultrasonik hızlara ve elektrik özdirenç değerlerine olan etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla farklı dayanımlara sahip 13 beton tasarımı hazırlanmıştır. Bu kapsamda, donatısız küp ve silindir numuneler ile içerisinde 10, 14 veya 20 mm çapında birer adet 200 mm uzunluğunda nervürlü donatı demiri bulunduran küp şeklindeki donatılı beton numuneleri hazırlanmış ve 90 gün boyunca su, hava ve etüv kürüne tabi tutulmuştur. Yine donatılı ve donatısız olarak hazırlanan numunelerden bir kısmı ile etüv grubu oluşturularak yoğunlukları, su içerikleri ve buna bağlı olarak değişen gözenekliliklerinin hesaplanmasına; aynı zamanda dinamik elastik modüller gibi beton özelliklerinin jeofizik yöntemlerle belirlenmesine çalışılmıştır. Yapılan çalışmada numuneler üzerinde ultrasonik sismik, görünür özdirenç ve tek eksenli basınç dayanımı deneyleri yapılmıştır. Elde edilen basınç dayanımı değerleri ile jeofizik verilerden elde edilen parametrelerin (P ve S dalga hızları, özdirenç) ilişkisi incelenmiştir. Kür durumlarına bağlı olarak P ve S dalga hızlarının ve özdirenç ölçümlerinin yöne bağımlılık durumları ortaya konulmuştur. Ayrıca numunelerin P ve S dalga kayıtlarına ait güç spektrumları elde edilerek hızlı fourier dönüşümü ve zaman-frekans analizleri yapılmıştır. Böylece düşük ve yüksek dayanımlı numunelerin sinyal içeriklerindeki farklılıkların, baskın frekansların sayıları ve değerleri, numuneler içerisindeki boşluk, gözenek vs. gibi durumların belirlenebilmesine çalışılmıştır. Beton mukavemetlerindeki farklılık, donatı çapı, kür koşulları, zaman, özdirenç, P ve S dalga hızları gibi parametreler kullanılarak yapay sinir ağları yöntemi ile beton dayanımı tahmin edilmeye çalışılmıştır. Çapraz geçerlilik tekniği kullanılarak yapılan değerlendirmeler sonucunda elde edilen tahmini beton dayanımı %77 doğrulukla hesaplanmıştır. Bu tezin akademik gelişme imkânının olması yanında mühendislik çalışmalarında da uygulanabilir bir yöntem olabilmesi tasarlanmıştır. Bu araştırma, betonarme yapıların beton dayanımının tahribatsız jeofizik yöntemlerle belirlenebileceğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Beton dayanımı, donatı, hasarsız jeofizik test, sismik, özdirenç, kür koşulları, zaman-frekans, yapay sinir ağları Anahtar Kelimeler: Beton dayanımı, donatı, hasarsız jeofizik test, sismik, özdirenç, kür koşulları, zaman-frekans, yapay sinir ağları
In the content of this thesis, the determination of concrete strength by geophysical methods was investigated. The effect of different diameters reinforcement bars of previously placed in the concrete samples that spilled specific sizes and showing different strength properties on the concrete strength, the seismic ultrasonic velocities and the electrical resistivity values were investigated. For this purpose, 13 concrete designs having different strengths were prepared. In this context, unreinforced cubic and cylindrical specimens and reinforced concrete samples cubes that containing one piece of 10, 14 or 20 mm diameter and 200mm long ribbed reinforcement were prepared and subjected to water, air and oven cured throughout 90 days. Also, the concrete characteristics such as density, water content, porosity, dynamic elastic modules were studied to determine with geophysical methods by forming oven group with a portion of the prepared unreinforced and reinforced samples. In the studies, seismic ultrasonic, apparent resistivity and uniaxial compressive strength tests were performed on samples. Relationship between obtained strength values and parameters (P and S wave velocities, resistivity) that obtained by geophysical data was investigated. Direction dependence conditions of P and S wave velocities and resistivity measurements were put forward to depending on curing conditions. In addition to, fast fourier transform and time-frequency analysis were made by obtaining the power spectra of P and S wave records of samples. Thus, the difference between signal contents, the dominant frequency number and values of the low and high strength samples, the case such space, pores etc. in the samples has been tried to be determined. The concrete strength has been tried to be determined with artificial neural networks method by using parameters such the differences in strengths, diameter of reinforcement, curing conditions, time, resistivity, P and S wave velocities. At the results of the assessments estimated concrete strength of obtaining by using cross validation technique was determined 77% accuracy. This thesis was also designed to be aviable method of applicating in the engineering studies, besides having academic prospered. This research was shown to determinable concrete strength of the concrete structures by non-destructive geophysical methods. Keywords: Concrete strength, reinforcement, non-destructive geophysical test, seismic, resistivity, curing conditions, time-frequency, artificial neural networks. Keywords: Concrete strength, reinforcement, non-destructive geophysical test, seismic, resistivity, curing conditions, time-frequency, artificial neural networks.