Seismic performance evaluation of roller compacted concrete gravity dams by pseudo dynamic testing
Silindirle sıkıştırılmış beton ağırlık barajların sismik performanslarının belirlenmesi için dinamik benzeri deney uygulamaları
- Tez No: 442097
- Danışmanlar: PROF. DR. BARIŞ BİNİCİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Deprem Mühendisliği, İnşaat Mühendisliği, Earthquake Engineering, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 288
Özet
Fosil yakıtlarından üretilen enerji miktarını azaltacak enerji politikaları yürürlüğe koyulmadığı sürece, dünyadaki enerji talepleri çevreye geri dönüşümsüz etkiler bırakacak bir seviyeye ulaşmıştır. Küresel ısınmanın belirgin etkileri, ülkeleri önlemler almaya ve fosil yakıt tüketimine sınırlar koymaya zorlamaktadır. Bu nedenle, hidroelektrik enerjisi, güneş enerjisi, katı atık enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının günümüzde elektrik üretiminde kullanılması teşvik edilmektedir. Kuşkusuz yenilenebilir kaynaklardan enerji üretimi için barajlar mükemmel bir seçenektir. Ayrıca, barajlar konut ve tarımsal kullanım için su da tedarik etmektedir. Maalesef barajların sismik davranışları tam anlamıyla çözülememiştir. Bunun nedenleri arasında barajların çevreleriyle (esnek zemin ve rezervuar suyu) etkileşimi veya karmaşık vadi geometrilerinden kaynaklı yüksek mod etkilerinin göz önünde bulundurulmasının zorunluluğu sayılabilir. Literatürde barajların karmaşık etkileşimlerini çözmek için özel sınır elemanlarıyla birlikte birçok sonlu eleman modelleme stratejileri önerilmiştir. Fakat barajlar üzerine deneysel çalışmalar az sayıda sarsma tablası deneyleriyle sınırlıdır. Bu nedenle, bu tezde dinamik benzeri deney metodunu ağırlık barajlara uygulayabilmek için bir yöntem geliştirilmiştir. İlk olarak, dinamik benzeri deney yönteminin yayılı kütleye sahip bir sisteme uygulanabilirliğine dair sayısal altyapı sunulacaktır. Sonra, bu yöntem üç farklı numuneye uygulanacaktır. Bu numunelerden biri klasik betondan (KB) diğer ikisi ise farklı dayanımlara sahip silindirle sıkıştırılmış betondan (SSB) imal edilecektir. Prototip numune olarak Türkiye'de tasarlanmış en yüksek SSB baraj olan Melen Barajı seçilmiştir. Laboratuvar numuneleri 1/75 ölçeğe sahiptir. Her numune üç farklı tehlike etkisi altında ardıl olarak test edilmiştir. Deprem testleri bittikten sonra, her numunenin kapasite eğrisi itme deneyi vasıtasıyla elde edilmiştir. Deney sonuçlarına göre, hiçbir numunede üç tehlike etkisi altında da taban kayması ya da stabilite kaybı olmamıştır. Fakat, ikinci numunenin (SSB15) itme deneyi esnasında mansap topuğuna ulaşan bir gövde çatlağından kaynaklı göçtüğü gözlemlenmiştir. İkinci olarak, güncel gelişmiş sonlu eleman tekniklerinin çatlak dağılımı ve taban kesme kuvveti, tepe deplasmanı vb. genel talep kriterlerini tahmin etmekteki becerileri incelenmiştir. Bu kısımda, baraj numunelerinin sınır koşullarını modellerken iki farklı yaklaşım kullanılmıştır. Birinci yöntemde, baraj numunesinin tabanı ankastre mesnet olarak alınmıştır. İkinci yöntemde ise temel bloğunun altına taban yayları yerleştirilmiştir. Sonuçlara göre doğru çatlama tipini öngörmede hiçbir yöntem başarılı olamamıştır. Fakat, her iki yöntem de genel talep parametrelerini tahmin etmede ikna edicidir. Bu nedenle, beton ağırlık barajların tasarımında genel talep parametrelerinin kullanılması önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
The energy demands throughout the world have reached a level that could create irreversible impacts on the environment unless an overall energy policy to reduce the energy production relying on fossil fuels is implemented. The apparent effects of global warming enforced countries to take precautions and to set limits on the fossil fuel consumption. Thus, the renewable energy sources like hydropower, solar energy, biomass, etc. have, nowadays, been encouraged to generate electricity. Certainly, dams are excellent options to generate energy from renewable sources. Yet, they also supply fresh water for dwelling or agricultural usage. Unfortunately, the seismic behavior of dam structures has not been unveiled yet due to the complications stemmed from the interaction of dams with their surrounding media, i.e. flexible foundation and water in reservoir, and due to the complex valley geometries, which requires the consideration of higher mode effects. To solve the complex interaction of dam structures, numerous finite element modeling strategies along with special boundary elements have been proposed in literature. However, the experimental works on dams are constrained with a limited number of shake table experiments. Therefore, in this dissertation, a methodology to adapt pseudo dynamic testing scheme to gravity dam structures is generated. Firstly, the numerical background on the applicability of pseudo dynamic test to distributed mass system is introduced. Then, this methodology is applied to three different specimens consisting of one conventional concrete (CVC) and two roller-compacted concrete (RCC) with different compressive strengths. The prototype specimen was selected as Melen Dam, the highest RCC dam designed in Turkey and the laboratory specimens have a scale factor of 1/75. Each specimen was tested under the effect of three different hazard level earthquakes consecutively. After the completion of earthquake tests, the capacity curve of each specimen was obtained from a pushover experiment. The experiments show that there were no base sliding and stability problems under the effect of each hazard level for none of the specimens. However, the failure of the second specimen (RCC15) was observed during the pushover experiment caused by a body crack reaching the downstream toe of the specimen. Secondly, the numerical ability of current advanced finite element techniques to estimate both the overall demand criteria like base shear, tip displacement, etc. and the crack propagations was investigated. In this part, two different strategies were utilized to model the boundary conditions of the dam specimen. In the first method, the base of the dam specimen was modeled as fixed base and base springs were placed under the foundation block of the dam specimen in the second method. The results reveal that no method was successful enough to predict the correct crack pattern of the dam specimens. However, both methods were convincing for estimating the overall demand parameters. Therefore, it is suggested that the overall demand parameters should be utilized while designing the concrete gravity dams.
Benzer Tezler
- State of the art in roller compacted concrete (RCC) dams: Design and construction
Silindirle sıkıştırılmış beton (SSB) barajlar üzerine en son teknolojik gelişmeler: Dizayn ve yapım
SERDAR SÖĞÜT
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YALIN ARICI
PROF. DR. BARIŞ BİNİCİ
- Küçük titreşim ölçümleri ve dolgu duvarlarının mekanik modele yansıtılması
Başlık çevirisi yok
UMUT DEVRİM ERSİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. FARUK KARADOĞAN
- Performance based design tool and its implementationin healthcare facilities.
Performans esaslı tasarım aracı ve sağlık yapılarında uygulaması.
WILFRID GBENANKPON DJIMA
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
İnşaat MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiDeprem ve Yapı Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAH CAN ZÜLFİKAR
DR. CÜNEYT TÜZÜN
- Seismic performance evaluation of semi-rigid composite cold-formed steel-rubberised concrete buildings
Yarı-rijit kompozit soğuk şekillendirilmiş çelik-kauçuklu beton binaların sismik performans değerlendirmesi
DIEUDONNE IRAGUHA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
İnşaat MühendisliğiÖzyeğin Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA DENİZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİREZA BAGHERİ SABBAGH
- Betonarme bir binanın deprem performansının farklı yönetmeliklere göre değerlendirilmesi
Seismic performance evaluation of a reinforced concrete building according to various seismic codes
KEREM PENÇERECİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR GÜLER