Sıkışabilir yatak malzemesi kullanımının gömülü esnek boru davranışı üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigating the effects of the use of compressible bedding on the behavior of buried flexible pipes
- Tez No: 495311
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAVVANUR KILIÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Geoteknik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 356
Özet
Geleneksel yöntem ile döşenmiş olan bir gömülü termoplastik boru zemin yükü etkisi ile düşey doğrultuda aşağı yönde esner. Boru tacının yer değiştirmesinin yanlarda yer alan zeminlerin yer değiştirmesinden daha büyük olması nedeni ile boru tacı üzerinde yer alan zemin kütlesi içerisinde farklı oturmalar meydana gelir. Farklı oturmalar zemin kütlesi içerisinde“pozitif zemin kemerlenmesi”olarak adlandırılan mekanizmanın gelişmesine neden olur ve bunun sonucunda boru tacına geostatik gerilmeden daha küçük bir düşey gerilme etkir. Kemerlenme düzeyi farklı oturmaların büyüklüğüne bağlıdır. Dolayısı ile döşeme işlemi sırasında termoplastik boru etrafına farklı oturmaların büyüklüğünü artıracak sıkışabilir malzemelerin yerleştirilmesi ile kemerlenme düzeyi yükseltilebilir. Kemerlenme düzeyinin yükselmesi boruya etkiyen zemin gerilmelerinin azalmasını ve boru davranışının iyileşmesini sağlayacaktır. Bu tezde sıkışabilir yatak uygulamasının gömülü HDPE boru davranışı üzerindeki etkileri 1:1 ölçekli laboratuvar deneyleri ve sonlu eleman yöntemi ile yapılan sayısal çözümlemeler ile incelenmiştir. Sıkışabilir yatak geometrisinin boru tepkisi üzerindeki etkilerini incelemek amacı ile beş farklı boru-sıkışabilir bölge konfigürasyonu tasarlanmıştır. Sıkışabilir malzeme olarak genleştirilmiş polistiren (EPS) kullanılmış ve malzeme yoğunluğunun boru tepkisi üzerindeki etkilerini incelemek amacı ile deneylerde iki farklı yoğunlukta sıkışabilir malzeme kullanılmıştır. Zemin gerilmelerini ve zemin oturmalarını ölçmek amacı ile deney zemini sırası ile toprak basıncı hücreleri ve oturma plakaları ile enstrumante edilmiştir. Deney borusunun esnemelerini ve deney borusu duvarında gerinimleri ölçmek amacı ile deney borusu sırası ile potansiyometrik yer değiştirme sensörleri ve çift eksenli gerinim pulları ile enstrumante edilmiştir. Sonlu eleman yöntemi ile çözümleme yapan PLAXIS 2D yazılımı kullanılarak her bir deney koşulu için sayısal çözümlemeler yapılmıştır. Deneylerde alınan ölçümler ile sayısal çözümlemelerde hesaplanan değerler karşılaştırılmıştır. Termoplastik boru çevresinde sıkışabilir yatak malzemesi kullanımı sonucunda boru üzerindeki pozitif kemerlenme düzeyinin borunun esnemesinden bağımsız olarak arttığı, bunun sonucunda da boruda görece çok daha küçük esnemelerin meydana geldiği belirlenmiştir. Boru davranışında en büyük iyileşmeyi sağlayan konfigürasyonun boru tacına etkiyen düşey gerilmeyi %77'ye kadar, boru düşey esnemesini %89'a kadar, boru yatay esnemesini %96'ya kadar ve boru duvarı çevresinde en büyük eğilme momentini ise %78'e kadar azalttığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
A buried thermoplastic pipe installed with conventional method deflects vertically downwards under soil load. Because the displacement of the pipe crown is more than that of the sidefill soil, differential settlements in the soil medium over the pipe crown level take place. Differential settlements lead to the development of a mechanism called“positive soil arching”within the soil medium and, consequently, a vertical stress smaller than the geostatic stress acts on the crown of the thermoplastic pipe. The degree of arching depends on the magnitude of the differential settlements. Therefore, the degree of arching can be increased by placing compressible materials, which will increase the magnitude of the differential settlements, around the thermoplastic pipe when the pipe is being installed. The increase in the degree of arching will provide less vertical stress on the pipe crown and an improved pipe behavior. In this thesis, the effects of compressible materials placed around the pipe on the thermoplastic pipe behavior was investigated by 1:1 scale laboratory tests and numerical analyses performed using finite element method. Five different pipe-compressible zone configurations are designed to investigate the effects of compressible zone geometry on the pipe response. Expanded polystyrene (EPS) was selected as the compressible material for the reasons that it's a manufactured material and minimum requirements for its engineering properties are specified by standards. In order to investigate the effects of the density of the compressible material on the pipe response, tests were performed using EPS products with two different densities. A comprehensive instrumentation was implemented both for the soil medium and the test pipe. Soil medium was instrumented with settlement plates and earth pressure cells in order to measure soil settlements and soil stresses, respectively. Test pipe was instrumented with potentiometric displacement sensors and biaxial strain gauges in order to measure pipe deflections and pipe wall strains, respectively. Numerical analyses were performed for each test condition by using PLAXIS 2D software, a wellknown finite element code. Measurements collected from laboratory tests were compared with calculated values obtained from numerical analyses. It's concluded that the use of compressible bedding material around the thermoplastic pipe provides the degree of positive soil arching on the pipe to increase regardless of the vertical deflection of the pipe and, consequently, relatively very small pipe deflections to occur. The configuration that provides the greatest improvement in pipe behavior provided a reduction in vertical soil stress on the pipe crown up to by 77%, in vertical deflection of the pipe up to by 89%, in horizontal deflection of the pipe up to by 96% and in the maximum bending moment around pipe wall up to by 78%.
Benzer Tezler
- Laboratory experiments on improvement of buried flexible pipes by using geofoam
Gömülü esnek boruların köpük kullanımıyla iyileştirmesine yönelik laboratuvar deneyleri
BERKAN SÖYLEMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NEJAN HUVAJ SARIHAN
- Gömülü boru etrafında yumuşak bölge uygulamasının sayısal analizler ile incelenmesi
Investigation of soft zone application around buried pipe by numerical analysis
İBRAHİM FURKAN BEKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAVVANUR KILIÇ
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ERGENEKON SELÇUK
- Shear strength and deformation behaviour of clay with randomly oriented tire buffing inclusions
Rastgele yönlenmiş lastik parçacıkları içeren kilin kayma mukavemeti ve deformasyon davranışı
ZEYNEP HURİ ÖZKUL
- Determination of the optimum geofoam geometry for shallowly buried flexible pipe by finite element analyses
Sığ gömülü esnek borular üzerinde teşkil edilecek optimum geofoam geometrisinin sonlu elemanlar analizleri ile belirlenmesi
YAVUZHAN KEFCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEJAN HUVAJ SARIHAN
- Değişken parametreli pasternak zemine oturan sürekli kirişlerin sabit ve hareketli yükler için sap2000 yazılımı ile hesabı
Calculation of continuous beams setting variable parameter pasternak foundation for fixed and live loads with sap2000 software
TUĞÇE KASAP KARAKAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENGİN ORAKDÖĞEN