Geri Dön

Experimental and numerical investigation of the evolution of piping and resulting breach in earth-fill dams

Toprak dolgu barajlarda borulanma ve borulanma nedenli gedik oluşumunun deneysel ve sayısal araştırılması

  1. Tez No: 780558
  2. Yazar: EMRE DUMLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. GÖKMEN TAYFUR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 141

Özet

Toprak dolgu barajlar, onlarca yıldır baraj sahasının yakınında doğal toprak malzemelerinin sıkıştırılmasıyla inşa edilmiştir. Borulama, baraj yıkılmalarının en önemli nedenlerinden biridir. Bu tez kapsamında, İzmir Ekonomi Üniversitesi laboratuvarında dikdörtgen bir kanal içine 2 m uzunluğunda homojen toprak dolgu barajları inşa edilmiştir. Farklı zayıf bölge senaryoları ile borulama oluşturularak bir gediklenmenin deneysel ve sayısal incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Baraj tabanı ve ortasında 5x5 cm2 en kesitinde bir zayıf bölge yerleştirilerek üç deney, tabandan 28 cm yukarıya 2x2 cm2'lik bir zayıf bir bölge yerleştirilerek bir deney gerçekleştirildi. Zamansal gedik alanları ve gedik-ıslak alanları Gauss alan formulasyonu kullanılarak ölçekli ekran görüntüleri üzerinde değerlendirildi. Zamansal gedik debileri ise süreklilik denkleminden hesaplandı. Deneysel çalışmalara ilaveten, hidrolik eğim ile kritik eğim karşılaştırılarak farklı senaryolarda homojen toprak dolgu barajlarda borulanma üzerine sonlu elemanlar analizleri yapılmıştır. Alt ve orta senaryolara ilaveten, iki adet üst senaryo da modellenmiştir. Deneysel koşulları gerçekleştirmek etmek için her senaryoda zamana bağlı su derinlikleri kullanılmış ve zayıf bölgeler için bazı yaklaşımlar yapılmıştır. Gedik mekanizmasını farklı döngülerle simüle etmek için Jupyter konsoluna bir python algoritması geliştirildi. Simülasyonlar sonucunda simülasyonlarla elde edilen bulguların deneysel çalışmalarla uyumlu olduğu ve barajların mansaptan başlayarak membaya doğru geriye doğru borulamaya maruz kaldığı görülmüştür.

Özet (Çeviri)

Earth-fill dams have been constructed for decades by compacting natural soil materials near the dam site. Piping is of the most important causes of their failure. In the scope of this thesis, 2 m in length homogenous earth-fill dams were constructed in a rectangular flume in the laboratory of the Izmir University of Economics. The experimental and numerical investigations on a breach by generating piping were realized with different weak zone scenarios. Three experiments were performed by placing a weak layer cross-section 5x5 cm2 at the dam bottom center. One scenario was performed by locating a weak layer of 2x2 cm2, 28 cm above the bottom. Temporal breach areas and the breach-wetted areas are evaluated on scaled screenshots by using Gauss's area formulation. The Temporal breach discharges were calculated from the continuity equation. Furthermore, finite element analyses on the breaching of homogenous earth-fill dams in different scenarios were performed by comparing the hydraulic gradient with the critical value. In addition to the bottom and middle scenarios, two upper scenarios were also modeled. The water depths were used for each scenario to represent the experimental conditions, and some approaches were made for the weak zones. To simulate the breach mechanism with different loops, a python algorithm was integrated with the Jupyter console. As a result of the simulations, it has been observed that the findings obtained by simulations were in accord with the experimental studies, and the dams were exposed to backward piping starting from downstream towards upstream.

Benzer Tezler

  1. Experimental and numerical investigation of piping in uniform embankment dam with weak layer at the upper region

    Zayıf bölgenin üst bölgede olduğu üniform dolgu barajdaki borulanmanın deneysel ve sayısal araştırılması

    MERVE OKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    İnşaat Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÖKMEN TAYFUR

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI BOR TÜRKBEN

  2. Effects of inclined cut - offs and foundation soil on seepage flow beneath hydraulic structures

    Eğimli palplanş ve temel zemini özelliklerinin baraj altındaki sızmaya etkisi

    HASAN MOHAMED

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2004

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. NECATİ AĞIRALİOĞLU

  3. Experimental and numerical investigation of rubber whether strip extrusion

    Başlık çevirisi yok

    NAYYEF AHMED TALIB

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Makine MühendisliğiÖzyeğin Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR ERTUNÇ

  4. Akışkan-yapı etkileşimi problemlerinin deneysel ve sayısal incelenmesi

    Experimental and numerical investigation of fluid-structure interaction problems

    ADA YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    İnşaat Mühendisliğiİskenderun Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA DEMİRCİ

    DOÇ. DR. SELAHATTİN KOCAMAN

  5. Dikdörtgen bir hazneden suyun boşalması probleminin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

    Experimental and numerical investigation of the water discharge problem from a rectangular tank

    KARDELEN DUMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    İnşaat Mühendisliğiİskenderun Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SELAHATTİN KOCAMAN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN GÜZEL