Assessment of tunnel induced deformation field through 3-dimensional numerical models (Necatibey Subway Station, Ankara, Turkey)
Tünel çevresindeki deformasyon alanının 3-boyutlu sayısal modeller ile değerlendirilmesi (Necatibey Metro İstasyonu, Ankara, Türkiye)
- Tez No: 268493
- Danışmanlar: PROF. DR. VEDAT DOYURAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Jeofizik Mühendisliği, Jeoloji Mühendisliği, Geophysics Engineering, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 287
Özet
Yoğun yerleşim alanlarında tünel inşaatından kaynaklanan deformasyonlar çevredeki yapılarda hasarlara yol açabilir. Bu çalışmanın amacı, peron tünelleri ve bağlantı tünelleri kazıları ile yeraltısuyu drenajından kaynaklanan deformasyonları modellemektir. Bu nedenle, tünel inşasından kaynaklanacak deformasyonların boyutunun belirlenmesi gerekmektedir. Dairesel bir açıklığın çevresindeki zeminde yenilme ve deformasyon durumunu etkileyen ana parametreler; zeminin fiziksel özellikleri, açıklığın çapı ve destek basıncıdır. Kızılay-Çayyolu metro hattı, Necatibey İstasyonu (Ankara, Türkiye) kazıları sırasında heterojen ve suya doygun zemin koşullarınının yol açtığı önemli sorunlarla karşılaşılmıştır. Bu çalışmada yüzey ve yeraltı yapılarında beklenen olası hasarlar için sonlu farklar yöntemi (FDM) kullanılmıştır.Çalışma alanındaki zemin türlerinini ayırt etmek için Elektrik Rezistivite Görüntülemesi (ERI) ve Yer Radarı (GPR) olmak üzere iki ayrı jeofizik yöntem kullanılmıştır. Bu yöntemlerden elde edilen sonuçların sondaj logları ilekarşılaştırmalı yorumlanmasıyla, sayısal modellere başlangıç oluşturması amacıyla inceleme alanının 3-boyutlu zemin profili oluşturulmuştur. Tünel inşasından kaynaklanan ve peron ve bağlantı tünelleri boyunca oluşan deformasyonları değerlendirmek amacıyla üç boyutlu (3D) sonlu farklar yöntemine dayalı analizler yapılmıştır. Birbirini izleyen kazı aşamaları sırasında kullanılan geçici ve kalıcı püskürtme beton kaplama da ayrıca modellenmiştir. Zemin davranışının Mohr-Coulomb yenilme ölçütünü temel alan elastik-mükemmel plastik koşullara uyduğu kabul edilmiştir. Tüneller etrafındaki hesaplanan deformasyonlar yerinde ölçümlerle karşılaştırılmıştır. 3-boyutlu elasto-plastik analiz sonuçlarının yerinde ölçümlerle uyumlu olduğu görülmüştür. Bu çalışmada ayrıca, peron tünelleri kazılarının birbirlerine ve bağlantı tünelleri kazılarının da peron tünelleri üzerindeki etkileri deformasyonlar açısından belirlenmiştir. Çalışma alanındaki yeraltısuyu drenajından kaynaklanan deformasyonları simule etmek için değişik zaman aralıkları kullanılarak 3-boyutlu bağlaşık (coupled) analizler yapılmıştır. Model çalışmaları; yüzeyde ölçülen yerdeğiştirmelrin doğrudan tünel kazıları ile ilişkili ve su atım uygulamalarının etkisinin ise çok az ya da ihmal edilebilir düzeyde olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In heavily settled areas, deformations induced by the tunnel excavation may cause serious damage to nearby structures. In this study it is aimed to model ground deformations induced by main tunnels and connection tunnels excavations as well as groundwater drainage. Therefore, it is necessary to study effective means of controlling tunnel induced deformations. The main parameters affecting the failure and deformation state of the soil around a circular underground opening are the physical characteristics of the soil, the diameter of the opening, and the support pressure. During the construction stage of Necatibey Station of Kızılay-Çayyolu metro line (Ankara, Turkey), challenging ground conditions involving highly heterogeneous and locally water saturated foundation soils have been encountered. Possibility of damage at the surface and/or on the underground structures can be estimated using finite difference method (FDM) of analysis.In this study, two geophysical methods namely Electrical Resistivity Imaging (ERI) and Ground Penetrating Radar (GPR) were utilized to distinguish soil types at the study area. By correlating these geophysical survey results with the boringlogs, 3-Dimensional soil profile was revealed at the study area to build up a basis for numerical models. 3-Dimensional (3D) FDM analyses were conducted to assess tunneling induced deformations, along with movements around shallow soft ground main tunnels and connection tunnels. During sequential excavations, temporary and permanent shotcrete lining was also simulated. The soil behavior is assumed to be governed by an elastic-perfectly plastic constitutive relation based on the Mohr?Coulomb criterion. The computed deformations around these openings have been compared with the in-situ measurements. The results of the study revealed that the 3-D elasto-plastic analyses yield comparably good correlation with the in-situ measurements. Also, in this study, the effects of main tunnels excavations on each other and the effects of connection tunnels excavations on main tunnels were identified in terms of ground deformations. In order to simulate induced surface settlement due to groundwater withdrawal at the site 3-D fully coupled (fluid-mechanical) numerical models were run using different time durations. The model studies revealed that deformations monitored at the ground surface are directly related with the tunnel construction practice. Pumping groundwater has very little or no effect on the measured deformations.
Benzer Tezler
- Assessment of twin tunnel induced ground deformation by empirical and numerical analyses (Eurasia Tunnel: NATM part, İstanbul, Turkey)
Sayısal ve ampirik analizler yardımıyla ikiz tünel kaynaklı zemin deformasyonlarının değerlendirilmesi (Avrasya Tüneli, NATM kısmı, İstanbul, Türkiye)
EBRU AĞBAY
Doktora
İngilizce
2019
Jeoloji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAMER TOPAL
- The Stability assessment of Geçilmez tunnel, Giresun
Geçilmez tüneli sağlamlık ve duraylılık değerlendirmesi, Giresun
SERKAN MURATLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Jeoloji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALUK AKGÜN
- Tünel kazısı nedeniyle meydana gelen zemin oturmaları ve bunların mevcut bir yapıya olan etkisi
Soil movements induced by tunneling and their effects on existent building
ALİ BULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BİLGE DORAN
- Marmaray projesi sirkeci istasyonu pilot tünel kazılarına bağlı gelişen yüzey deformasyonlarının değerlendirilmesi
Assesment of the pilot tunnel induced ground surface deformations of the marmaray project sirkeci station
CANDAŞ TOPAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YILMAZ MAHMUTOĞLU
- Numerical assessment of tunnel shape for liquefaction- induced uplift
Başlık çevirisi yok
SAMI BAKOUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
İnşaat MühendisliğiAltınbaş Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MOHSEN SEYEDİ