Zeminlerde sismik dalga sönümünün kesirsel türev yaklaşımı ile modellenmesi
Modeling of seismic wave attenuation in soil by using fractional derivative approximation
- Tez No: 149810
- Danışmanlar: PROF.DR. AHMET TUĞRUL BAŞOKUR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Jeofizik Mühendisliği, Geophysics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Sismik yanıt, Sönüm, Gerçel mertebe türev, Modelleme, Sonlu elemanlar yöntemi, Seismic response, Damping, Fractional derivative, Modeling, Finite element method
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET Doktora Tezi ZEMİNLERDE SİSMİK DALGA SÖNÜMÜNÜN KESİRSEL TÜREV YAKLAŞIMI İLE MODELLENMESİ Ünal DİKMEN Ankara Üniversitesi - Fen Bilimleri Enstitüsü Jeofizik Mühendisliği Anabilin) Dalı Danışman: Prof. Dr. Ahmet T. BAŞOKUR Yer dinamik davranışın belirlenmesi karmaşık bir problemdir. Bu işlem matematiksel olarak, sürekli bir ortamda sismik dalganın yayılmasının hesaplanmasıdır. Zemin dinamik yanıtın belirlenmesindeki temel problemlerin başında, sismik dalga enerjisinin soğurulma mekanizmasındaki belirsizlik gelir. Bu işlem“sönüm”olarak isimlendirilir. Genel olarak, zaman ortamında çözümleme yapan programlar, sönüm işlemi için deneysel sonuçlan veya frekansa bağlı sönüm ifadelerini (Rayleigh 1945, Idriss vd 1973, Hudson vd 1994) kullanır. Frekansa bağlı sönüm, özellikle büyük zaman aralığı gerektiren işlemlerde yetersiz kalır. Aynca sönüm işlemi zemin yapılarında frekansa bağlı değildir (Hudson vd 1994, Chorpa 1995). Hardin vd (1972) frekansın sönüm üzerindeki etkisini farklı zemin örnekleri üzerinde laboratuar deneyleriyle göstermiştir. Bununla birlikte, sönüm üzerinde deformasyon geçmişinin etkin rol oynadığım belirtmiştir. Bu tez çalışmasında sismik dalganın zeminlerdeki sönümlenmesini hesaplayabilmek için, zeminde oluşan deformasyonun geçmişine bağlı yeni bir sönüm yaklaşımı önerilmiştir. Bu sönüm yaklaşımına“gerçel mertebe türev”yaklaşımı denir. Hareket denkleminin iki boyutta modellertmesinde, sönüm için gerçel mertebe türev yaklaşımını kullanan bir bilgisayar programı (DYN2D) MATLAB programlama dili kullanılarak yazılmıştır. Farklı fiziksel ve geometrik özelliklerdeki zemin türleri iki boyutta modellenmiş ve elde edilen sonuçlar, Rayleigh sönüm yaklaşımını kullanan Quad4m (Hudson vd 1994) programı sonuçlan ile karşılaştırmıştır. Sönüm işleminde gerçel mertebe türev yaklaşımı, klasik sönüm yaklaşımlarına oranla üstünlük sağlamaktadır. Klasik sönüm yaklaşımlarında sabit bir sönüm oram (Schnabel vd 1972) kullanılmakta veya sönüm bir frekans yada belirli frekans aralığı ile ilişkilendirilmektedir (Idriss vd 1973, Hudson vd 1994, Bardet vd 2000). Buna karşın gerçel mertebe türev yaklaşımı, frekanstan bağımsız ve sismik enerjinin sönümlenmesinde en önemli etken olan deformasyonun geçmişine bağlıdır. Geliştirilen bilgisayar programı (DYN2D) ile model başlangıç parametre grubu, laboratuar deneylerine gerek duyulmadan, jeofizik çalışmalardan elde edilecek bilgilerle sağlanabilmektedir. Bu durum, hem ekonomikdir, hemde zaman açısından üstünlük 2004, 158 sayfa
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Ph.D. Thesis MODELING OF SEISMIC WAVE ATTENUATION IN SOILS BY USING FRACTIONAL DERIVATIVE APPROACH Ünal DİKMEN Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Geophysical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Ahmet T. BAŞOKUR The site response determination is a complex problem. Mathematically, it corresponds to solve the wave propagation in the subsurface. The major difficulty in site response analysis of a soil structure is the uncertainty in seismic energy dissipation (attenuation) mechanism named as“damping”. Computer programs that perform operations in time domain use experimental results or frequency dependent relations (Rayleigh 194S, Idriss et al. 1973, Hudson et al. 1994) for damping. The frequency dependent relations are insufficient especially for the problems requiring large time duration. Moreover, the soil damping is not frequency dependent (Hudson et al. 1994, Chopra 1995). Hardin et al. (1972) pointed out the effect of frequency on damping using different type of soil specimen's by laboratory experiments. They also showed that the strain history plays active role on damping. In this thesis, a new approach that performs seismic energy dissipation depending upon strain history in a soil deposit is proposed for damping process. This new damping approach is called as“fractional damping”. In order to implement two-dimensional modeling of equation of motion, a computer program (DYN2D) that uses fractional damping approach is written by using MATLAB programming language. Two dimensional soil models which have different type of physical and geometrical properties are modeled by using fractional damping scheme and results are compared with Quad4m (Hudson et al. 1994) software which uses Rayleigh damping (Rayleigh 1 945) procedure. Fractional damping approach has fundamental superiority than classical damping schemes. Classical damping schemes use a constant damping ratio (Schnabel et al. 1972) or relate damping with frequency or certain frequency interval (Idriss et al. 1973, Hudson et al. 1994, Bardet et al. 2000). In spite of classical damping schemes, fractional damping approach is not frequency depended and use deformation history, which plays the most important role in seismic attenuation. With the developed program (DYN2D), initial parameter groups for a given model are only provided by geophysical data without laboratory experiments. This condition has economical and time saving advantages. 2004, 158 pages
Benzer Tezler
- Farklı dinamik gerilme genlikleri altında ince daneli zeminlerin gerilme şekil değiştirme ve mukavemet davranışları
Stress strain and strength behavior of fine grained soils under different dynamic stress amplitudes
DERVİŞ VOLKAN OKUR
Doktora
Türkçe
2002
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA M. ANSAL
- Sismik hızlardan zemin sıvılaşması tahmini: Alanya örneği
Prediction of soil liquefaction from seismic velocities: Alanyaexample
MEHMET ALİ SİVRİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Jeofizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEVBAHAR EKİN
- Makaslama dalga hızı ile konik penetrasyon testi sonucu hesaplanan geoteknik parametreler arasındaki ilişkiler
Correlation between shear wave velocity and geotechnical parameters based on cone penetration test and seismic cone penetration test
ZAFER SAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Jeofizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÜNAL DİKMEN
- Ağırlık tipi açık deniz rüzgâr türbini temellerinin sismik davranışının incelenmesi
Investigation of the seismic behavior of gravity-based offshore wind turbine foundations
ÖZLEM YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN EMRE DEMİRCİ
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZHAN TOĞAY
- Eurocode ve ingiliz standartlarına göre blok tipi rıhtım duvarı tasarımı ve sismik tasarım kıyaslaması
Design of blockwork quay wall in accordance with eurocode and british standards, and comparison of seismic design
IRMAK BAKNALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiKıyı Bilimleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÖZGER
DOÇ. DR. TARKAN ERDİK
DOÇ. DR. BERNA AYAT AYDOĞAN