A prediction method on the post-failure properties of rock and its application to tunnels
Kayanın yenilme sonrası özellikleri üzerine bir kestirme yöntemi ve tünellerde uygulaması
- Tez No: 338469
- Danışmanlar: PROF. DR. CELAL KARPUZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Maden İşletme Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 132
Özet
Özel deney sistemlerine olan gereksinimden dolayı, yenilme sonrası bölgeyle ilgili sağlam kaya malzemesi laboratuvar verileri, yenilme öncesi ve yenilme gerilme-birim deformasyon davranışı kadar yaygın elde edilememektedir. Kaya yapılarının etrafındaki yenilmiş halde kaya kütlesi içeren jeoteknik sorunlar için plastik bünye denklemlerinin ve yenilme sonrası girdi verilerinin doğru seçimi, yenilmiş haldeki kaya kütlesinin gerçekçi modelleme ve simülasyonu için önemlidir. Toplamda yetmiş üç yenilme sonrası tek eksenli basma dayanımı deneyi yapılmıştır. Deney programına seçilen örnekler, değişik kökenlerden kaya türlerini temsil edecek şekilde seçilmiştir. Kaya malzemesi deneyleri, elastisite modülü ve tek eksenli basınç dayanımı gibi verilerin elde edilmesine yarar. Bu tür, hâlihazırda usule uygun deney programlarından elde edilmiş, sonuçlar düşüş modülü, artık dayanım ve yenilme sonrası dilatasyon açısı gibi yenilme sonrası gerilme-birim deformasyon verileri ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, araştırmadaki kaya türlerinin kökeni temel alınarak düzenlenmiştir ve işlenmiştir. Elde edilen yenilme öncesi ve yenilme sonrası veriler kullanılarak, yenilme sonrası verilerin kestirimi için, regresyon çözümlemeleri temel alınarak işlevsel ilişkiler sağlanmıştır. Yenilme sonrası verilerin uygulamalı kaya mühendisliğinde kullanmak için sağlam kaya malzemesinin, kaya kütlesi verisi türünden ifade edilmesi gerekir. Kaya kütlesi ile sağlam kaya malzemesi verisinin ilişkilendirilmesi, mühendislerin FLAC3D gibi sayısal çözümleme programlarına anlamlı girdiler yapabilmelerini sağlayacaktır. Öte yandan, yenilme sonrası verilerin kaya kütlesi ile ilişkilendirilmesi bir diğer amaçtır. Kalibrasyon modeli ile yeraltı açıklığının duraylılığı için yapılan uygulama çözümlemesi sunulmuştur. Bu nedenle, çoğunlukla mühendisin tahmini ve deneyimi ile kestirilen yenilme sonrası deformabilite ve dayanım verileri, önerilen ilişkiler ile saptanabilecektir. Bu ifadeler mühendisi FLAC3D gibi programları kullanarak daha hassas ve gerçekçi sayısal modelleme yapabilmesi için destekleyecektir. Geliştirilen ampirik denklemler detaylı yenilme sonrası analizler yapılabilmesini sağlar. Mohr-Coulomb ve Hoek-Brown yenime ve plastik fonksiyonları ile gevrek, mükemmel plastik veya birim deformasyon yumuşaması tipik kabulleri gibi yenilme sonrası seçimler arasında yenilme bölgesi uzanımı ve deformasyon anlamında kayda değer farklar gözlemlenmiştir. Uygulanacak yenilme sonrası davranış tipi ve bağıntılı parametrelerin doğru seçimi, tünel deformasyonlarının ve destek seçiminin hassasiyetini iyileştirmektedir.
Özet (Çeviri)
Due to special testing system requirements, data related to the post-peak region of the intact rock laboratory parameters are not as commonly available as pre-peak and peak- state parameters of stress-strain behavior. For geotechnical problems involving rock mass in failed state around the rock structures, proper choice of plastic constitutive laws and post-failure input parameters is important for a realistic modeling and simulation of the failed state of the rock mass. A total of seventy-three post-failure uniaxial compression tests were conducted. Rock samples included in the testing program are chosen to represent rock types of different origin. Intact rock testing data provide parameters like modulus of elasticity and unconfined compressive strength. These results that are readily available from a regular testing program are processed and compared to the post-failure state stress-strain parameters defined as drop modulus, residual strength and post failure state dilatancy. Results are organized and processed based on the origin of rock types used in the investigation. For the estimation of post-failure state parameters in terms of pre-peak and peak state parameters, functional relations are provided based on regression analyses and fitting parametric. In order to utilize the post-failure parameters in a practical rock engineering case, extension of intact rock parameters to the rock mass is required. Estimation of rock mass parameters based on intact rock testing will lead engineers to make meaningful entries for numerical modeling programs such as FLAC3D. Relating the post-failure parameters to the rock mass behavior is another aim. Involving a calibration work here, stability analysis of an underground excavation model is presented. Hence, the post-failure deformability and strength parameters of the rock mass which are generally assigned by engineering judgment and experience can be estimated by the proposed relations. These will assist engineer to conduct more accurate and realistic numerical modeling in using programs like FLAC3D. Proposed empirical equations enable the user to conduct detailed post-failure analyses. Considerable differences in results regarding the plastic zone extent and deformations are observed between the typical assumptions of post-failure modes like brittle, perfectly plastic, softening with Hoek-Brown and Mohr-Coulomb yield and plastic potential functions. Right choice of applicable post-failure mode and its related parameters improves the accuracy of the estimation of tunnel deformations and support selection.
Benzer Tezler
- Maden galerilerinde püskürtme betonun yenilme sonrası performansının değerlendirilmesi
An assesment into post failure performance of shotcrete in mine galleries
ERİM GÜÇLÜ
Doktora
Türkçe
2014
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN TUNÇDEMİR
- Zemin çivileri tasarım prensipleri ve davranışın sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
Başlık çevirisi yok
ALPER ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGeoteknik Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. TUĞRUL ÖZKAN
- İstanbul Metrosunda uygulanan derin kazı destek sisteminin bilgisayar modelinin araştırılması
Computer modelling of the deep excavation support system which was applied in istanbul subway construction
SİNE AVŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKİN NASUF
- Development of a machine learning based framework for failure forecast and shear strength estimation of conventional RC shear walls
Geleneksel betonarme perde duvarların göçme modu ve kesme kuvveti kapasitesini tahmin eden makine öğrenmesi tabanlı bir yaklaşım geliştirilmesi
MEHMET TAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLŞEN TAŞKIN KAYA
- A novel risk assessment approach for data center structures
Veri merkezi binaları için yeni bir risk değerlendirme yöntemi
KUBİLAY ÇİÇEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ SARI