Discrete element based analyses of structure-reservoir problem for gravity dams
Rezervuar-yapı ilişkisinin ağırlık barajları için ayrık eleman tabanlı analizleri
- Tez No: 722577
- Danışmanlar: PROF. DR. YALIN ARICI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 243
Özet
Ağırlık barajlarının sismik yükler altında doğrusal olmayan davranışını tahmin etmek zorludur. Öncelikle bu tür yapıların performanslarını ölçen net bir hasar göstergesi mevcut değildir. Buna ek olarak, baraj gövdesi için hem doğrusal hem de doğrusal olmayan aralıklarda güvenilir sonuçlar veren uygun bir sayısal modelin çevresindeki rezervuar ile birlikte kurulması gerekmektedir. Bu çalışma, çatlak ilerlemesi, çatlak açıklıkları ve bu çatlaklar üzerinden sızıntı tahminlerini dikkate alarak deprem ve deprem sonrası davranışın belirlenmesi ve ağırlık barajlarında hasar değerlendirilmesine odaklanmıştır. İlk olarak, beton yapıların davranışını doğru bir şekilde simüle eden ve çeşitli Poisson oranlarını da temsil ederek modelleyen modifiye edilmiş uygulamalı eleman yöntemi (MAEM) ismi verilen sağlam bir ayrık eleman tabanlı metodoloji geliştirilmiştir. Bu metodoloji çeşitli yükleme koşulları altında doğruladıktan sonra, MAEM'in entegre edilmiş su sonlu elemanları ile uyumlu bir şekilde çalıştığı gösterilmiştir. Daha sonra, artımlı dinamik analiz (IDA) yöntemi kullanılarak beton ve silindirle sıkıştırılmış beton (SSB) ağırlık baraj-rezervuar sistemleri üzerinde oluşan hasar değerlendirilmiştir. Bunun için önce çatlak ilerlemesi dikkate alınarak oluşturulan kırılganlık eğrileri kullanılmış, daha sonra ise barajların memba yüzlerindeki çatlak genişlikleri yeni bir hasar göstergesi olarak hesaplanmıştır. Deprem sonrası durum için bu çatlaklarda beklenen sızıntı hesaplanmıştır. Analizlerde belirlenen maksimum çatlak genişlikleri ile deprem kayıtlarının şiddet ölçümleri arasındaki ilişki incelenmiştir. Sonuçlar, SSB barajda yatay döküm derzlerindeki zayıflıktan dolayı çatlakların daha fazla olmasına rağmen, çatlak açılmasının ve sızıntının beton baraj için daha kritik olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
The prediction of the nonlinear behavior of gravity dams under seismic actions is challenging. Firstly, a clear damage indicator to quantify the performance limits of such structures is limited. Besides, a proper numerical model producing reliable results both in the linear and nonlinear ranges for the dam body has to be established, coupled with its surrounding reservoir. This study is focused on damage assessment of gravity dams with the goal of determining seismic and post-seismic behavior considering crack propagation, crack openings, and leakage estimations through these cracks. A robust discrete element-based methodology, the modified applied element method (MAEM), was first developed, accurately simulating the behavior of plain concrete structures, representing a variety of Poisson's ratio. Having validated this methodology under various loading conditions, the successful coupling of MAEM with the implemented fluid finite elements was shown. Incremental dynamic analyses (IDA) were then conducted on concrete and roller-compacted concrete (RCC) gravity dam-reservoir systems to assess the damage. The damage on the dam body was evaluated first by utilizing fragility curves considering crack propagation. Then, crack widths on the upstream faces were computed as a new damage indicator, and the leakage through these cracks was estimated for the post-seismic state. A relationship between ground motion intensity measures and maximum crack widths were sought. The results show that although cracking was more pronounced in the RCC dam due to weak lift joints, the crack opening and leakage were more critical for the concrete dam.
Benzer Tezler
- Güneydoğu anadolu bölgesi sıkı kumtaşı konvansiyonel olmayan rezervuar kayası örneğinde fracman yazılımı kullanarak hidrolik çatlak gelişiminin analizi
Analysis of hydraulic fracture development using fracman in the example of tight sandstone unconventional reservoir rock of southeastern anatolia region
MEHMET TOLGA SİPAHİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KAYHAN DEVELİ
- Petrol ve gaz yatırımlarının Monte Carlo Simulasyonu ile değerlendirilmesi
Evaluation of oil and gas investment with Monte Carlo Saimulation
EBRU N. ALPKAYA
- İstanbul Metro tünellerinin flac bilgisayar programı ile modellenmesi
Modelling of tunnels of İstanbul subway with flac computer software
OKAN ÖZBAKIR
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiYeraltı Maden İşletmeciliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGİN NASUF
- Eklemeli imalat ve döküm yöntemi ile üretilen AlSi10Mg alaşımlarının kriyojenik ortamlardaki erozyon aşınma davranışlarının incelenmesi
Examination of erosion wear behavior of AlSi10Mg alloy produced by additive manufacturing and casting methods in cryogenic environments
MEHMET ESAT AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BAĞCI