KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Uluslararası Sürdürülebilir Mühendislik ve Teknoloji Dergisi / 2026 / Cilt: 10 Sayı: 1

MONONOBE–OKABE YÖNTEMİNDE SİSMİK TOPRAK BASINCI KATSAYILARINI ETKİLEYEN PARAMETRELERİN DUYARLILIK ANALİZİ

SENSITIVITY ANALYSIS OF PARAMETERS AFFECTING SEISMIC EARTH PRESSURE COEFFICIENTS IN THE MONONOBE-OKABE METHOD

Burak Sürücü(Süleyman Demirel Üniversitesi)0000-0002-3294-8133
Sayfa
119–132
Yayın Tarihi
2026-06-30
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bulgular, aktif basınç katsayıları üzerinde özellikle β ve SDS parametrelerinin; pasif basınç katsayıları üzerindeyse φ′d ve β parametrelerinin daha belirgin etkiye sahip olduğunu göstermiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Dayanma yapılarında deprem etkisi altında meydana gelen toprak basınçlarının doğru belirlenebilmesi, geoteknik tasarım güvenliği açısından kritik öneme sahiptir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu çalışmada, Mononobe–Okabe yöntemi dahilinde sismik toprak basıncı katsayılarını etkileyen temel parametrelerin duyarlılığı araştırılmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Bulgular, aktif basınç katsayıları üzerinde özellikle β ve SDS parametrelerinin; pasif basınç katsayıları üzerindeyse φ′d ve β parametrelerinin daha belirgin etkiye sahip olduğunu göstermiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Mononobe–Okabe yöntemi · Sismik toprak basıncı · Duyarlılık analizi

Özet

Dayanma yapılarında deprem etkisi altında meydana gelen toprak basınçlarının doğru belirlenebilmesi, geoteknik tasarım güvenliği açısından kritik öneme sahiptir. Bu çerçevede Mononobe–Okabe yöntemi, sismik aktif ve pasif toprak basıncı katsayılarının belirlenmesinde sık olarak başvurulan yaklaşımlardan biridir. Bu çalışmada, Mononobe–Okabe yöntemi dahilinde sismik toprak basıncı katsayılarını etkileyen temel parametrelerin duyarlılığı araştırılmıştır. Analizlerde zemin içsel sürtünme açısı (φ′d), duvar arka yüz açısı (ψ), dolgu yüzeyi eğimi (β), duvar-zemin sürtünme açısı (δd), kısa periyot tasarım spektral ivme katsayısı (SDS) ve dayanma yapısı azaltma katsayısı (r) dikkate alınmıştır. Hazırlanan 2160 farklı senaryo için toplam aktif katsayı (Kat), toplam pasif katsayı (Kpt), dinamik aktif artış katsayısı (Kad) ve pasif dirençteki dinamik azalma katsayısı (Kpd) hesaplanmış; parametrelerin katsayılar üzerindeki etkileri kıyaslanarak değerlendirilmiştir. Bulgular, aktif basınç katsayıları üzerinde özellikle β ve SDS parametrelerinin; pasif basınç katsayıları üzerindeyse φ′d ve β parametrelerinin daha belirgin etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Sonuçlar, Mononobe–Okabe katsayılarının sadece deprem parametrelerine değil, aynı zamanda zemin ve geometriye ilişkin girdilere de yüksek duyarlılık gösterdiğini ortaya koymaktadır.

Abstract

Accurate determination of soil pressures under seismic influence in retaining structures is critically important for geotechnical design safety. In this context, the Mononobe–Okabe method is one of the frequently used approaches for determining seismic active and passive soil pressure coefficients. In this study, the sensitivity of the fundamental parameters affecting seismic soil pressure coefficients within the Mononobe–Okabe method was investigated. In the analyses, the soil internal friction angle (φ′d), wall back face angle (ψ), fill surface slope (β), wall-soil friction angle (δd), short-period design spectral acceleration coefficient (SDS), and retaining structure reduction coefficient (r) were considered. For 2160 different scenarios, the total active coefficient (Kat), total passive coefficient (Kpt), dynamic active increase coefficient (Kad), and dynamic reduction coefficient in passive resistance (Kpd) were calculated; and the effects of the parameters on the coefficients were compared and evaluated. The findings showed that the parameters β and SDS had a more significant effect on active pressure coefficients, while the parameters φ′d and β had a more significant effect on passive pressure coefficients. The results reveal that Mononobe–Okabe coefficients exhibit high sensitivity not only to earthquake parameters but also to soil and geometry-related inputs.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Sürücü, B. (2026). MONONOBE–OKABE YÖNTEMİNDE SİSMİK TOPRAK BASINCI KATSAYILARINI ETKİLEYEN PARAMETRELERİN DUYARLILIK ANALİZİ. Uluslararası Sürdürülebilir Mühendislik ve Teknoloji Dergisi, Cilt: 10 Sayı: 1, 119–132. https://doi.org/10.62301/usmtd.1954801

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (32)

  1. J.D. Bray, Retaining structures, in: W.F. Chen, J.Y.R. Liew (Eds.), The Civil Engineering Handbook, 2nd ed., CRC Press, Boca Raton, FL, 2003.
  2. W.J.M. Rankine, On the stability of loose earth, Philosophical Transactions of the Royal Society of London 147 (1857) 9–27.
  3. S. Okabe, General theory on earth pressure and seismic stability of retaining wall, Journal of the Japan Society of Civil Engineers 10 (6) (1924) 1277–1323.
  4. N. Mononobe, H. Matsuo, On determination of earth pressure during earthquake, in: Proceedings of the World Engineering Congress, Vol. 9, Tokyo, Japan, 1929, pp. 177–185.
  5. H.B. Seed, R.V. Whitman, Design of earth retaining structures for dynamic loads, in: Proceedings of the ASCE Specialty Conference on Lateral Stresses in the Ground and Design of Earth Retaining Structures, Cornell University, Ithaca, NY, 1970, pp. 103–147.
  6. S.L. Kramer, J.P. Stewart, Geotechnical Earthquake Engineering, 2nd ed., CRC Press, Boca Raton, FL, 2024.
  7. J.H. Wood, Earthquake-Induced Soil Pressures on Structures, Ph.D. Dissertation, California Institute of Technology, Pasadena, CA, 1973.
  8. R.S. Steedman, X. Zeng, The influence of phase on the calculation of pseudo-static earth pressure on a retaining wall, Géotechnique 40 (1) (1990) 103–112. doi:10.1680/geot.1990.40.1.103.
  9. H. Matsuo, S. Ohara, Lateral earth pressure and stability of quay walls during earthquakes, in: Proceedings of the 2nd World Conference on Earthquake Engineering, Vol. 1, Tokyo and Kyoto, Japan, 1960, pp. 165– 183.
  10. M.A. Sherif, Y.S. Fang, Dynamic earth pressures on walls rotating about the top, Soils and Foundations 24 (4) (1984) 109–117. doi:10.3208/sandf1972.24.4_109.
  11. Y.S. Fang, T.J. Chen, B.F. Wu, Passive earth pressures with various wall movements, Journal of Geotechnical Engineering 120 (8) (1994) 1307–1323. doi:10.1061/(ASCE)0733-9410(1994)120:8(1307).
  12. P.D. Dimarogona, Distribution of lateral earthquake pressure on a retaining wall, Soils and Foundations 23 (4) (1983) 1–10. doi:10.3208/sandf1972.23.4_1.
  13. R. Richards Jr., C. Huang, K.L. Fishman, Seismic earth pressure on retaining structures, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 125 (9) (1999) 771–778. doi:10.1061/(ASCE)1090- 0241(1999)125:9(771).
  14. G. Mylonakis, P. Kloukinas, C. Papantonopoulos, An alternative to the Mononobe–Okabe equations for seismic earth pressures, Soil Dynamics and Earthquake Engineering 27 (10) (2007) 957–969. doi:10.1016/j.soildyn.2007.01.004.
  15. S. Nakamura, Reexamination of Mononobe–Okabe theory of gravity retaining walls using centrifuge model tests, Soils and Foundations 46 (2) (2006) 135–146. doi:10.3208/sandf.46.135.
  16. R.G. Mikola, G. Candia, N. Sitar, Seismic earth pressures on retaining structures and basement walls in cohesionless soils, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 142 (10) (2016) 04016047. doi:10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0001507.
  17. T. Çakır, Evaluation of the effect of earthquake frequency content on seismic behavior of cantilever retaining wall including soil–structure interaction, Soil Dynamics and Earthquake Engineering 45 (2013) 96–111. doi:10.1016/j.soildyn.2012.11.008.
  18. A. Sadrekarimi, Pseudo-static lateral earth pressures on broken-back retaining walls, Canadian Geotechnical Journal 47 (11) (2010) 1247–1258. doi:10.1139/T10-025.
  19. E. Kavazanjian Jr., N. Matasovic, T. Hadj-Hamou, P.J. Sabatini, Geotechnical Engineering Circular No. 3: Design Guidance—Geotechnical Earthquake Engineering for Highways, FHWA-SA-97-076, Federal Highway Administration, Washington, DC, 1997.
  20. CEN, Eurocode 8: Design of Structures for Earthquake Resistance—Part 5: Foundations, Retaining Structures and Geotechnical Aspects, EN 1998-5, European Committee for Standardization, Brussels, 2004.
  21. Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Ankara, Türkiye, 2018.
  22. İnşaat Mühendisleri Odası Ankara Şubesi, TBDY-2018 Kısım 16: Deprem Etkisi Altında Temel Zemini ve Temellerin Tasarımı İçin Özel Kurallar, Örnek Hesaplar, Ankara, Türkiye, 2023.
  23. Federal Highway Administration, Mechanically Stabilized Earth (MSE) Wall Fills, FHWA-HIN-21-002, U.S. Department of Transportation, Washington, DC, 2021.
  24. Washington State Department of Transportation, Bridge Design Manual: Chapter 8, Walls and Buried Structures, Washington State Department of Transportation, Olympia, WA, 2025.
  25. CED Engineering, Retaining Walls for Non-Geotechnical Engineers, CED Engineering, 2021.
  26. Bayındırlık ve İskân Bakanlığı, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, Ankara, Türkiye, 2007.
  27. Ö.L. Ertuğrul, B.B. Zahın, A parametric study on the dynamic lateral earth forces on retaining walls according to European and Turkish Building Earthquake Codes, Turkish Journal of Engineering 7 (3) (2023) 196– 207. doi:10.31127/tuje.1100015.
  28. R.V. Whitman, Seismic design and behavior of gravity retaining walls, in: Design and Performance of Earth Retaining Structures, Geotechnical Special Publication No. 25, ASCE, New York, NY, 1990, pp. 817– 842.
  29. A. Saltelli, M. Ratto, T. Andres, F. Campolongo, J. Cariboni, D. Gatelli, M. Saisana, S. Tarantola, Global Sensitivity Analysis: The Primer, John Wiley & Sons, Chichester, 2008. doi:10.1002/9780470725184.
  30. F. Pianosi, K. Beven, J. Freer, J.W. Hall, J. Rougier, D.B. Stephenson, T. Wagener, Sensitivity analysis of environmental models: A systematic review with practical workflow, Environmental Modelling & Software 79 (2016) 214–232. doi:10.1016/j.envsoft.2016.02.008.
  31. L. Al Atik, N. Sitar, Seismic earth pressures on cantilever retaining structures, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 136 (10) (2010) 1324–1333. doi:10.1061/(ASCE)GT.1943 5606.0000351
  32. D.G. Anderson, G.R. Martin, I.P. Lam, J.N. Wang, Seismic Analysis and Design of Retaining Walls, Buried Structures, Slopes, and Embankments, NCHRP Report 611, Transportation Research Board, Washington, DC, 2008.