Barajlarda gövde-su-zemin etkileşimi problemlerinin sonlu eleman yöntemiyle modellenmesi ve sistemin dinamik yükler altındaki davranışının incelenmesi
Modeling of the dams body-water-soil interaction problems by finite element method and investigation of the system behavior under dynamic loads
- Tez No: 807618
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET BUDAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 158
Özet
Amaç: Bu çalışmada, beton ağırlık barajların iki boyutlu lineer elastik davranışı, zemin ve su ortamlarının etkisi dahilinde incelenmiştir. Baraj gövdesinin dinamik davranışını önemli ölçüde değiştiren ve modellemede dikkate alınması gereken bazı önemli hususlar; örneğin, yakın ortamların boyutu, betonun baraj ömürü boyunca kimyasal ve mekanik etkilerden dolayı bozulması gibi konular üzerinde bir takım parametrik incelemeler yapılmıştır. Ayrıca, bu etkiler dikkate alınarak baraj gövdesinin çeşitli deprem yükleri altındaki sismik performansıyla olası hasar seviyesi incelenmiştir. Yöntem: Bu problemde, üç farklı ortamın hareket denklemi ilk olarak çıkarılıp, arayüzey sınır şartları dikkate almakla baraj-rezervuar-zemin etkileşimi probleminin sonlu eleman hareket denklemi türetilmiştir. Bu problemde, rezervuar ortamı Lagrange sıvı elemanlarla modellenirken, uzak ortamlar ise sonsuz elemanlarla modellenmiştir. Birleşik hareket denklemi Laplace uzayında direkt yöntemiyle çözülmüştür. Elde edilen kompleks deplasman tepkileri, Laplace dönüşüm yöntemiyle reel tepkilere dönüştürülmüştür. Bu problemin çözümünde çeşitli bilgisayar programları FORTRAN 90 ve MATLAB'te hazırlanmıştır. Bulgular: Beton ağırlık barajların dinamik yükler altındaki analizi için geliştirilen model, etkin ve zaman analizi açısından hızlı olduğu tespit edilmiştir. Baraj-Rezervuar Etkileşimi (BRE), Baraj-Zemin Etkileşimi (BZE) ve Baraj-Rezervuar-Zemin Etkileşimi (BRZE) problemlerinin sonlu eleman modelinde yakın ortamların boyutu, baraj yüksekliğinin 1,5 katında olması, yeterli derecede dorğu sonuçlar verdiği bulunmuştur. Yeni barajların tasarımında veya var olan barajlarda, betonun farklı nedenlerden zaman içerisinde bozulması ve barajlar üzerinde olan etkisi göz ardı edilemez bir konu olduğu anlaşılmıştır. Sonuç: Beton ağırlık barajların dinamik yükler altındaki davranışı daha etkin ve hızlı bir model gerliştirilerek incelenmesinde, yakın ortamların boyutu ve betonun zaman içerisinde farklı nedenlerden dolayı bozulması gibi parametreler, barajın dinamik davranışını önemli ölçüde değiştirdiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Purpose: In this study, two-dimensional linear elastic behavior of concrete gravity dams was investigated considering soil and water domains. Some important parameters significantly changing the dynamic behavior of the dam; for example, the near-field domains size, deterioration of concrete were included and parametric studies have been done. Considering these aspects, the seismic performance and possible damage level at the dam under various earthquakes were furtherly studied. Method: In this problem, the equations of motion for three different domains were firstly generated. The finite element equation of motion of the dam-reservoir-soil interaction problem was derived considering dynamic interactions at the interfaces. The reservoir domain was modeled by Lagrangian fluid elements, while unbounded domains were modeled by infinite elements. The equation of motion was solved in Laplace domain using direct method. The obtained complex displacement responses were transformed to real responses using Laplace transformation method. Various computer programs have been developed in FORTRAN 90 and MATLAB. Findings: The developed numerical model was seen to be efficient and fast. In DamReservoir Interaction (DRI), Dam-Soil Interaction (DSI), and Dam-Reservoir-Soil Interaction (DRSI) problems, the size of near-field domains can be taken as 1.5 times the dam height, and this gave sufficiently accurate results. In the analysis and design of dams, the deterioration of concrete and its effects cannot be ignored. Results: By presenting this efficient and fast model, it has been observed that parameters such as near-field domains size and the deterioration of concrete significantly change the dynamic behavior of the dam.
Benzer Tezler
- Türkiye'deki mevcut kemer barajların deprem etkisindeki davranışlarının değerlendirilmesi ve güçlendirilmesi
Earthquake behavior assesment and strengthening of existing arc dams in Turkey
ASUMAN IŞIL ÇARHOĞLU
Doktora
Türkçe
2011
İnşaat MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. K. ARMAĞAN KORKMAZ
- Seismic performance evaluation of roller compacted concrete gravity dams by pseudo dynamic testing
Silindirle sıkıştırılmış beton ağırlık barajların sismik performanslarının belirlenmesi için dinamik benzeri deney uygulamaları
ALPER ALDEMİR
Doktora
İngilizce
2016
Deprem MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ BİNİCİ
- Baraj altındaki sızmaların analizi ve kontrolü: Sazlıdere Barajı uygulaması
Underseepage analysis and control of dams and a case study: Sazlıdere Dam
ZEYNEP EYNUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECATİ AĞIRALİOĞLU
- Asfalt çekirdekli bir barajda enjeksiyon uygulamaları: Konsko barajı
Grouting applications in an asphalt core dam: Konsko dam
GAMZE PITRAKLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat MühendisliğiKocaeli Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UTKAN MUTMAN
- Silindirle sıkıştırılmış beton baraj örneği İhsaniye barajı ve enjeksiyon uygulamaları
Cylinder compacted concrete dam example İhsaniye dam and injection applications
İSKENDER GÜMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDAT SERT