Seısmıc fragılıty and rısk assessment of transportatıon tunnels ın Marmara and aegean regıons of Türkiye
Türkiye'nin Marmara ve Ege bölgelerindeki ulaşım tünellerinin sismik kırılganlık ve risk değerlendirmesi
- Tez No: 1005319
- Danışmanlar: PROF. DR. BERNA UNUTMAZ, PROF. DR. CANDAN GÖKÇEOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Ege bölgesi, Sismik hasar, Yapısal hasar, Aegean region, Seismic damage, Structural damage
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Geoteknik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, Marmara ve Ege Bölgeleri'nde yer alan ulaşım tünellerinin sismik kırılganlık ve hasar seviyesi değerlendirilmesine yönelik kapsamlı bir çerçeve sunulmaktadır. Bölgesel ulaşım ağlarının ve altyapı sistemlerinin önemli bileşenlerini temsil eden toplam 184 adet tünel, farklı deprem senaryoları altında olası sismik kırılganlıklarının incelenmesi amacıyla sistematik olarak değerlendirilmiştir. Çalışma, tünelleri tek bir yapısal tipoloji olarak ele almakta ve sismik performanslarını bölgesel ölçekte incelemektedir. Sismik kırılganlık analizleri, literatürde yaygın olarak kullanılan üç yöntem aracılığıyla gerçekleştirilmiştir: ALA (2001), HAZUS (2004) ve Andreotti ve Lai (2019). Orta ve yüksek düzeyde sismik talebi temsil etmek üzere, sırasıyla 475 yıl ve 2475 yıl tekrarlanma periyotlarına karşılık gelen deprem senaryoları dikkate alınmıştır. Tez kapsamında kullanılan sismik girdi parametreleri, en büyük yer ivmesi değerleri dâhil olmak üzere, AFAD tarafından sağlanan ulusal sismik tehlike veritabanından temin edilmiştir. Böylece her bir tünel için konuma özgü ve tutarlı yer hareketi tanımlaması sağlanmıştır. Uygulanan yöntemler hem ayrı ayrı hem de karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Her bir yöntemden elde edilen hasar seviyesi sınıflandırmaları ayrıntılı biçimde incelenmiş, farklı kırılganlık yaklaşımları arasındaki tutarlılık ve ayrışma düzeylerini araştırmak amacıyla yöntemler arası karşılaştırmalar yapılmıştır. Farklı sismik şiddet düzeyleri altında hasar seviyesi tahminlerinin uyumunu değerlendirmek üzere ikili ve üçlü tutarlılık analizleri gerçekleştirilmiştir. Çoklu yöntem uyum kriterleri esas alınarak, potansiyel kırılganlığı daha yüksek olan tüneller belirlenmiş ve ileri değerlendirmeler için önceliklendirilmiştir. Senaryo bazlı analizlere ek olarak, çalışma kapsamında 2025 yılında Marmara ve Ege Bölgeleri'nde meydana gelen gerçek depremler kullanılarak bir doğrulama çalışması da gerçekleştirilmiştir. Bu depremler için, tünel güzergâhlarına yakın ivmeölçer istasyonlarında kaydedilen en büyük yer ivmesi değerleri sismik girdi olarak kullanılmış ve kırılganlık temelli hasar seviyesi tahminleri, deprem sonrası gözlenen tünel performansları ile karşılaştırılmıştır. Bunlara ek olarak, sayısal analizleri temel alan bir hasar seviyesi belirleme yaklaşımı da bu tez kapsamında önerilmektedir. Bu çerçevede, seçilen aç-kapa ve delme tüneller dinamik zaman tanım alanı analizleri kullanılarak değerlendirilmiş ve hasar seviyeleri eğilme kapasitesi esas alınarak belirlenmiştir. Bu sayısal değerlendirme, kırılganlık temelli yöntemlere tamamlayıcı bir bakış açısı sunmakta ve sismik talep ile yapısal tepki arasında doğrudan bir ilişki kurulmasını sağlamaktadır. Sonuç olarak, bu tez; kırılganlık temelli yöntemler, gerçek deprem verileriyle doğrulama ve sayısal analizlere dayalı hasar sınıflandırmasını tek bir bütüncül çerçevede birleştirerek, ulaşım tünellerinin bölgesel ölçekte sismik kırılganlık değerlendirilmesine yönelik entegre ve sistematik bir yaklaşım ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a comprehensive framework for the seismic fragility and damage state assessment of transportation tunnels located in the Marmara and Aegean Regions of Türkiye. A total of 184 tunnels, representing key components of regional transportation networks and lifeline infrastructure, were systematically evaluated to investigate their potential seismic vulnerability under different earthquake scenarios. The study focuses exclusively on tunnels as a single structural typology and addresses their seismic performance at a regional scale. Seismic fragility analyses were carried out using three established and widely applied methodologies: ALA (2001), HAZUS (2004), and Andreotti and Lai (2019). Earthquake scenarios corresponding to 475-year and 2475-year return periods were considered to represent moderate and extreme seismic demand levels. Seismic input parameters, including peak ground acceleration values, were obtained from the national seismic hazard database provided by AFAD, ensuring location-specific and consistent ground motion characterization for each tunnel. The applied methodologies were evaluated both individually and comparatively. Damage state classifications obtained from each method were examined in detail, and cross-method comparisons were performed to investigate the level of consistency and divergence between different fragility formulations. Pairwise and three-method consistency analyses were conducted to assess the alignment of damage state predictions under varying seismic intensity levels. Based on multi-method agreement criteria, tunnels with higher potential vulnerability were identified and prioritized for further evaluation. In addition to scenario-based analyses, the study incorporates validation using earthquake events that occurred in the Marmara and Aegean Regions in 2025. For these events, recorded peak ground acceleration values at nearby accelerometer stations were used as seismic input, and fragility-based damage state predictions were compared with observed post-earthquake tunnel performance. Furthermore, a damage state determination approach specifically tailored for numerical analyses is proposed. Within this framework, selected bored and cut-and-cover tunnels were evaluated using dynamic time-history analyses, and damage states were assessed based on flexural capacity considerations. This numerical evaluation provides a complementary perspective to fragility-based methods and enables a direct link between seismic demand and structural response. Overall, the thesis introduces an integrated and systematic approach for regional-scale seismic vulnerability assessment of transportation tunnels, combining fragility-based methodologies, real earthquake validation, and numerical analysis-based damage classification within a unified framework.
Benzer Tezler
- Yapı hasarlarının zemin oturması ile ilişkisi ve risk analizi
The relationship of structural damages with ground settlement and risk analysis
EKİN EVRİM LAÇİN AKŞİT
Doktora
Türkçe
2025
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR GÜLER
- Sivil patlayıcı maddelerle çalışmalarda riskler ve risklerin değerlendirilmesi
Risks and risk assessment in working with civilian explosives
ÖZGE GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Maden Mühendisliği ve MadencilikDokuz Eylül Üniversitesiİş Sağlığı ve Güvenliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METE KUN
- Fragility based seismic vulnerability assessment of ordinary highway bridges in Turkey
Türkiye'deki tipik karayolu köprülerinin kırılganlık eğrileri ile sismik zarar görebilirliğinin belirlenmesi
ÖZGÜR AVŞAR
Doktora
İngilizce
2009
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET YAKUT
YRD. DOÇ. DR. ALP CANER
- 100 metre açıklıklı çelik kafes demiryolu köprüsündeki eleman kayıplarının kırılganlık eğrileri üzerindeki etkisi
Effect on fragility curves of lose steel member of a 100-m steel truss railway bridge
FATİH YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KADİR ÖZAKGÜL
- Baz istasyonu kuleleri için kırılganlık eğrileri geliştirilmesi ve CBS ile sismik performans analizi uygulaması
Development of fragility curves for base station towers and application of seismic performance analysis with GIS
ÖMER BİLGİNER
Doktora
Türkçe
2024
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİMMET KARAMAN