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
- Tez No: 662012
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NEJAN HUVAJ SARIHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 205
Özet
Gömülü borular, dolgu yükleri, trafik yükleri vb. çeşitli yükleme koşullarına maruz kalırlar ve gömülü boruları korumak için yapay hendek metodu ve sıkıştırılabilir yatak malzemeleri kullanılır. Genleştirilmiş polistiren (EPS) köpük gömülü boruların korunması için kullanılan en avantajlı sıkıştırılabilir malzemelerden biridir. Literatürde, araştırmacılar genel olarak rijit menfez ve boruların korunması üzerine yoğunlaşmışlardır ve bu sebeple hizmet ömürleri boyunca deformasyon limitleri olan gömülü esnek boruların korunması ile ilgili sınırlı sayıda araştırma yapılmıştır. Bu çalışma, PLAXIS 2D yazılımı kullanılarak sonlu elemanlar yöntemi ile sığ gömülü esnek bir boru üzerine yerleştirilecek EPS köpük malzemesinin optimum geometrisinin belirlenmesini amaçlamaktadır. İlk olarak, literatürden elde edilen ve detaylı aletsel gözlem yapılmış laboratuvar deney sonuçları ile nümerik modelin doğrulaması yapılmıştır. Daha sonra, doğrulaması yapılan nümerik model, 120'den fazla analiz ile optimum EPS köpük genişliği ve kalınlığı gibi geometrik özelliklerin yanı sıra EPS köpük malzemesinin boru üzerindeki lokasyonu ve yoğunluğunun etkisini araştırmada kullanılmıştır. Esnek boruların EPS köpük yardımıyla korunması için, EPS köpük yoğunluğu, geometrisi ve lokasyonuna bağlı olarak boru esnemelerinde 22-84% arasında değişen iyileşme oranları elde edilmiştir. 30 cm çapında ve yüzeyden düzgün yayılı yükleme koşulları altında maliyet / performans kriterleri gözetilerek (i) EPS köpük boru tacının hemen üzerine yerleştirilmelidir, (ii) EPS genişliği 1 x boru çapı (D) olarak önerilmektedir, (iii) EPS kalınlığı pozitif zemin kemerlenmesinin tamamen oluşması için 5 cm (D/6) olarak önerilmektedir, (iv) EPS'in yenilmeyeceği şekilde mümkün olan en sıkışabilir EPS tercih edilmelidir (bu çalışmada EPS-10, anma yoğunluğu 10 kg/m3). Bu çalışma kapsamında özetlenen literatür taraması sonuçları araştırmacılar için güncel bir kaynak olacaktır ve bu çalışmanın sonuçları, sığ gömülü esnek boruların EPS köpük kullanılarak yapay hendek metoduyla korunmasını konu edinen sistemlerin daha efektif tasarlanmasına katkı sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
Buried pipes are subjected to various loading conditions such as embankment loads, traffic loads etc. and in order to protect the buried pipes, the induced trench method and compressible inclusions are used. Expanded polystyrene (EPS) geofoam is one of the most advantageous compressible material that is used for protection of buried pipes. In the literature, researchers generally focused on the protection of rigid culverts and pipes, and there has been only limited amount of research on the protection of buried flexible pipes, which have limits of pipe deformation in their service life. This study aims to define the optimum EPS geometry that would be placed on top of the shallowly buried flexible pipe, via finite element method using PLAXIS 2D software. Firstly, a verification study is conducted with the results of an extensively-instrumented laboratory model test from the literature. Then, the verified numerical model is used to investigate the effects of the EPS geofoam's geometrical properties such as optimum width and thickness in addition to its location and density with more than 120 numerical analyses. Besides, in the case of using two layers of EPS, the effects of EPS layers' location and their spacing is examined with numerical analyses. For the protection of flexible pipes with the help of EPS geofoam, the varying improvement ratios (22% and 84% improvement in pipe deflection) are achieved using different density, location and geometry of the EPS geofoam. For the 30-cm pipe diameter, under uniform embankment loading conditions at the ground surface, by considering cost / performance criteria, it is recommended that (i) EPS should be located right above the pipe crown, (ii) width of EPS geofoam is suggested as 1 x diameter of pipe (D), (iii) EPS geofoam thickness is suggested as 5 cm (D/6) to fully mobilize the positive arching, (iv) more compressible EPS should be preferred (in this study EPS-10 having 10 kg/m3 nominal density) without exceeding the yield strength of the EPS. The literature review presented in this study will be an up-to-date resource for the researchers, and the results of the study will contribute to the more effective design of the protection systems of shallowly buried flexible pipes by imperfect trench method with EPS geofoam.
Benzer Tezler
- Oto cam temperleme işleminde farklı ısıtma ve soğutma sıcaklıkları için optimum akış karakteristiklerinin ve temper kalitesinin belirlenmesi
Determination of the optimum flow characteristics and tempering quality for different heating and cooling temperatures in auto glass tempering process
MEHMET AKÇAY
Doktora
Türkçe
2014
Mühendislik BilimleriKarabük ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAKUP SEKMEN
DOÇ. DR. MUSTAFA GÖLCÜ
- Farklı sıcaklık ve sürelerde pişirilen köftelerde heterosiklik aromatik aminlerin oluşumunun sınırlandırılmasında optimum tuz, askorbik asit ve yağ kullanım seviyelerinin yanıt yüzey yöntemi ile belirlenmesi
Determination of the optimum usage levels of salt, ascorbic acid and fat to reduce formation of heterocyclic aromatic amines in patties cooked at different cooking times and temperatures by response surface methodology
ADNAN DÜNDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Gıda MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CEMALETTİN SARIÇOBAN
- Bingöl koşullarında silajlık mısır için uygun ekim zamanının belirlenmesi
Determination of the optimum sowing time for silage corn under Bingol conditions
SİBEL İŞİKTEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
ZiraatBingöl ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDAL ÇAÇAN
- Yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı üretim tesislerini içeren güç sistemlerinde optimum yedek rezerv miktarının belirlenmesi
Determination of the optimum spinning reserve requirements in power systems including renewable energy sources
ALİ AJDER
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM AY
- Binalarda farklı etmenler altında yöne bağlı optimum yalıtım kalınlığının belirlenmesi ve Bursa uygulaması
Determination of the optimum insulation thickness under various factors depending on the wall orientation for a model building in Bursa
ERHAN ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiTermodinamik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İRFAN KARAGÖZ