Current induced scour development and countermeasures around river-crossing pipeline systems
Nehir geçişi boru hattı sistemleri çevresinde akıntı kaynaklı oyulma gelişimi ve karşı önlemler
- Tez No: 1017442
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE BURCU ALTAN SAKARYA, PROF. DR. MUSTAFA GÖĞÜŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Hidrolik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Nehir geçiş boru hatları, petrol, gaz veya herhangi bir akışkanı su altında taşımak için kullanılır. Genellikle nehir yatağına gömülürler, ayrıca yatak seviyesine yerleştirilebilir, hatta yataktan yüksek konumda olabilirler. Sediman içerisine gömülü boru hatları olmasına rağmen akış, boru hattının etrafında oyulmaya neden olabilir ve sonuç olarak boru hattı gömülü durumdan çıkabilir. Nehir geçiş boru hatları etrafındaki oyulma gelişimi, taban desteğinin kaybedilmesi nedeniyle sistemin yapısal kararlılığını ve güvenliğini tehdit eder. Bu nedenle, denge koşulları altında maksimum oyulma derinliklerini ve boru hattı etrafındaki oyulma gelişimini tahmin etmek önemli bir olgudur. Bu çalışmanın amacı, temiz su koşullarında çeşitli pozisyonlarda yerleştirilmiş bir nehir geçiş boru hattının altında oluşan oyulma derinliklerini, oyulma uzunluklarını belirlemek, aşırı oyulmayı engellemek için uygun önlemler önermek ve boru hattı oyulması ile köprü ayakları oyulması arasındaki etkileşimi araştırmaktır. Bu amaçla, denge koşullarını, maksimum oyulma derinliğini ve zamana bağlı oyulma gelişimini belirlemek için laboratuvarda bir dizi deney yapılmıştır. Literatürdeki sonuçlarla uyumlu şekilde maksimum oyulma derinliklerinin boru çapının 1.5 katı kadar (1.5D) olduğu gözlemlenmiş, boyutsuz denge oyulması için çalışmanın limitleri kapsamında bir denklem önerilmiştir. Nehir geçiş boru hatlarında, deney ortamında, maksimum oyulmanın yaklaşık %85'inin on saatte tamamlandığı görülmüştür. Ayrıca, kritik oyulma seviyelerinde geohücre kullanımı ve mansapta savak kullanımı gibi iki karşı önlemin etkisini göstermek için de bir dizi deney yapılmıştır. Sonuçlara göre geohücre kullanımının maksimum oyulmayı %48'e kadar, mansapta savak kullanımının ise %36'a kadar azalttığı tespit edilmiştir. Buna ek olarak nehir geçiş boru hattı etrafındaki oyulmanın nehir üzerindeki diğer yapılar (köprü ayağı, kenar ayak) üstündeki etkisi incelenmiştir. Boru hattının bu yapıların yakınından geçmesi gerektiği durumlarda, borunun, yapının mansabına 6D uzaklıkta yerleştirilmesi, eğer membadan geçmesi zorunluysa ise en az 8D uzaklıkta yerleştirilmesi önerilmiştir.
Özet (Çeviri)
River-crossing pipelines are used to transport oil, gas, or any fluid under a water body. They are usually buried in the river bed, can be laid on the bed, or elevated from the bed. Although the pipelines are buried in the sediment, the flow can cause scour around the pipeline, and as a result, the pipeline may come out of its buried condition. The scour development around river-crossing pipelines threatens the safety and structural stability of the system due to the loss of bed support. Therefore, it is an important phenomenon to predict the maximum scour depths under equilibrium conditions and scour propagation around the pipeline. The aim of this study is to determine the current induced scour depths, scour lengths beneath a river-crossing pipeline placed in various positions under clear water conditions, to propose appropriate countermeasures to overcome the excess scour process, and to investigate the interference between pipeline scour and bridge abutment/pier scour. For this purpose, a series of experiments were conducted in the laboratory to determine the equilibrium conditions, maximum scour depths, and time-dependent scour development. In line with the findings in the literature, the maximum scour depth observed in the experiments was approximately 1.5 times the pipeline diameter (i.e., 1.5D). An empirical equation was proposed for estimating the dimensionless equilibrium scour depth within the limits of this study. It was also observed that approximately 85% of the maximum scour around river-crossing pipelines was completed within the first 10 hours under experimental conditions. Furthermore, a series of experiments were conducted to evaluate the effectiveness of two countermeasures—geocell application and downstream weir installation—at critical scour levels. The results indicated that geocells can reduce the maximum scour depth by up to 48%, while downstream weirs can achieve a reduction of up to 36%. In addition, the interaction between scour around the pipeline and other river structures (bridge piers and abutments) was investigated. In cases where the pipeline must be placed near such structures, it is recommended to position the pipeline at least 6D downstream or, if upstream placement is unavoidable, at a minimum distance of 8D from the structure.
Benzer Tezler
- Kazık destekli rıhtımlar etrafında dalga kaynaklı oyulma
Wave-induced scour around pile supported quays
AHMET FERHAT BASTEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEVKET ÇOKGÖR
- Sıçanlarda monokrotalinle oluşturulmuş pulmoner arteriyel hipertansiyon modelinde alamandin ve melatonin'in etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of alamandin and melatonin in a monocrotalin-induced pulmonary arterial hypertension model in rats
SEYHAN POLAT
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2021
Eczacılık ve Farmakolojiİnönü ÜniversitesiTıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN PARLAKPINAR
- Tsunami induced wave and current amplification and sedimentation in closed basins
Kapalı basenlerde tsunamiye bağlı dalga ve akıntı yükselmeleri̇ ve kum hareketler
ROZİTA KİAN
Doktora
İngilizce
2015
Deniz BilimleriOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET CEVDET YALCİNER
- Scour and flow around pile supported wharf under waves
Dalga etkisi altında kazık ve palplanş çevresinde akım ve oyulma
DİLA DEMİRAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEVKET ÇOKGÖR
- Scour around foundation of large piles under waves
Dalga etkisi altında geniş kazık tabanlarındaki oyulma
HAYRETTİN HANCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEVKET ÇOKGÖR