Response analysis and damage mitigation of buried continuous pipes subjected to faulting actions
Fay etkilerine maruz kalmış gömülü sürekli boru hatlarının davranış analizi ve hasar azaltılması
- Tez No: 781046
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE EDİNÇLİLER BAYKAL, PROF. DR. MUHİTTİN EREN UÇKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Deprem Mühendisliği, Earthquake Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Deprem Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 263
Özet
Kritik yaşam hatları olarak gömülü çelik borularda fay kırılmaları esnasında meydana gelebilecek hasarlar yıkıcı çevresel ve sosyo-ekonomik sonuçlara yol açabilmektedir. Bu tür doğal afet durumlarında gömülü çelik boruların mekanik davranışının uygun şekilde anlaşılması ve tahmin edilmesi ve bu zararlı etkilerin azaltılmasına yönelik araçların araştırılması büyük önem taşımaktadır. Bu tez, yanal atımlı fay kırılmasının neden olduğu kalıcı zemin deformasyonları altında gömülü sürekli boruların davranışını gerçekçi bir şekilde simüle etmek için problemin gelişmiş ve basitleştirilmiş sayısal modellerini geliştirmeyi amaçlamıştır. Gömülü borunun artımsal fay yükü altındaki davranışı, fay geçiş açısı (β) ve boru duvar kalınlık (t) değişimine göre incelenmiştir. Tezin ikinci kısmı, gömülü boruyu fay kırılmasının neden olduğu hasarlara karşı korumak amacıyla dört hasar azaltma tekniğinin etkisinin araştırılmasını içermektedir. Tezin son bölümünde, 1999 İzmit depreminde büyük hasar gören Thames Su Borusu hatının davranışı üzerine CFRP sargı kullanımının etkisinin değerlendirilmesini içeren bir vaka çalışması sunulmuştur Elde edilen neticeler, boru hattının performansının fay geçiş açısı ve boru duvar kalınlığı değişimine duyarlı olduğunu göstermektedir, bu parmetre değerlerinin artılıması boru performansı iyileştirmektedir. Elde edilen sonuçlar tüm iyileşitirme yaklaşımlarının performansı belirli ölçüde iyeliştirdiğini göstermekte, ve en etkili yöntemin CFRP sargıları ile boru hattı yüzeyinin sarılması olduğunu göstermektedir. Diğer taraftan, kontrollü düşük mukavemetli malzemenin kullanımının, en az etkili yaklaşım olduğu belirlenmiştir. Basitleştirilmiş ve gelişmiş sayısal modellerin karşılaştırılması bu yaklaşımlar arasında iyi bir uyumun olduğunu göstermiştir. Son olarak, CFRP kullanılarak iyileştirilen Thames Su Borusunun davranışının değerlendirilmesi, gerilim ve gerinimlerdeki önemli azalmaya rağmen, bu özel durum için göçme durumundan tamamen kaçınmanın mümkün görünmediğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Buried continuous steel pipelines are critical lifelines failure of which under fault rupture incidents may lead to significant and deteriorating environmental and socio-economic outcomes. Proper understanding and estimation of the mechanical behavior of buried steel pipes under such geohazards and investigation of means of mitigating these deleterious effects is of paramount importance. This thesis aimed at developing rigorous and simplified numerical models of the problem to realistically simulate the behavior of buried continuous pipes under strike-slip fault rupture-induced permeant ground deformations. The response of buried pipe cases under the fault load was investigated with respect to the variation of fault crossing angle (β) and pipe wall thickness (t). The second phase of this dissertation involved the investigation of the effect of four mitigation techniques to protect the buried pipe against fault rupture-induced damages. Lastly, a case study involving the evaluation of the effect of using CFRP wraps on the response of Thames Water Pipe which suffered great damage during the devastating 1999 Izmit is presented. The outcomes of this thesis indicate that the performance of the pipeline is sensitive to the variation of fault crossing angle and pipe wall thickness, increasing both parameters lead to overall improved pipe performance. Results indicate that all mitigation approaches offer certain degrees of improvement, where most effective mitigation approach is the wrapping of the pipeline surface with CFRP wraps while the use of controlled-low strength material was the least effective approach. Comparison of simplified and rigorous numerical models revealed that a good agreement exist between the approaches. Lastly, evaluation of the response of Thames Water Pipe protected using CFRP indicates that despite the considerable reduction in stresses and strains complete avoidance of failure for this particular case does not seem to be attainable.
Benzer Tezler
- Turkey forest fire decision support system (TFFDSS)
Türkiye orman yangını karar destek sistemi (TFFDSS)
ABDULLAH SUKKAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ÖZGÜR DOĞRU
- Kocaeli ili Dilovası ilçesi gömülü boru hatlarının deprem risklerinin belirlenmesi
Determination of earthquake risks of buried pipelines in Dilovasi district of Kocaeli province
HALİL TURGUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Deprem MühendisliğiGebze Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA İLKNUR KARA
- The assessment of seismic site effects during the 24 January 2020 Elazig-Sivrice Mw: 6.8 earthquake
24 Ocak 2020 Elazığ-Sivrice 6.8 büyüklüğündeki deprem zemin saha etkilerinin değerlendirilmesi
ALAA MOHAMED ELSAID
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Deprem MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDeprem Çalışmaları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL ÖNDER ÇETİN
- Kısa alın levhalı kiriş-kolon birleşimlerinin çevrimsel tekrarlı yükler altında davranışlarının incelenmesi ve deprem etkileri altında yapısal davranışa katkılarının araştırılması
The study of the behavior of header end-plate beam-to-column connections under cyclic loads and the investigation of their contributions to structural behavior under seismic effects
ADEM KARASU
Doktora
Türkçe
2021
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CÜNEYT VATANSEVER
- İstanbul kenti için yer tepkisi ve 3 boyutlu (3-B) kayma dalga hiz (Vs) yapısının belirlenmesi
Determination of ground response and 3 dimensional (3-D) shear-wave velocity structure beneath Istanbul city
SAVAŞ KARABULUT
Doktora
Türkçe
2012
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. STEFANO PAROLAI
PROF. A.OĞUZ ÖZEL