Effect of the shallow lined tunnels on the soft soil amplification
Sığ astarlı tünellerin yumuşak zemin üzerindeki büyütme etkisi
- Tez No: 856595
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HADI KHANBABAZADEH
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Güçlü depremlere maruz kalan alanlarda yüzeyde oluşacak hasar yerel zemin koşulları ile bağlantılıdır. Sismik dalganın genliği, frekansı ve zamanı yerel zemin koşullarından etkilenir. Sismik dalgaların genliklerinde yüzeye yakın alanlardan geçerken bir artış olması durumu zemin büyütmesi olarak adlandırılır. Depreme dayanıklı bina tasarımı için yönetmeliklerde genel olarak zemin büyütmesi ve birçok katsayı kullanılır. Şehir ortamında, tüneller gibi yeraltı düzensizliklerinin varlığı nedeniyle oluşan ve düzensizliğin konumuna göre değişen zemin büyütmesi değerleri depreme dayanıklı bina tasarımı için oldukça önemlidir. Bu durumda yerel zemin etkisinin belirli bir oranda hesaplamalara katılması yeterli değildir. Aynı zamanda, yeraltı tünelinin varlığının deprem frekans içeriği üzerinde oluşturduğu değişimin etkisi de dikkate alınmalıdır. Bu çalışmanın amacı, yumuşak kil zeminde bulunan tek ve ikiz tünellerin dinamik davranışının zemin büyütme oranları üzerinde oluşturduğu etkilerin incelenmesidir. Güçlü depremlere maruz kalan tünellerin dinamik davranışı bulundukları bölgenin zemin özellikleri, tünellerin gömülme derinliği, ikiz tüneller arasındaki etkileşim ve tünel kesiti gibi parametrelerden etkilenmektedir. Bu nedenle idealize edilmiş tünellerin farklı sığ gömülme derinlikleri, tünel kesitleri, farklı pik zemin ivme değerlerine sahip deprem hareketleri altında nasıl davrandıkları ve ikiz tüneller arasındaki etkileşimin zemin büyütme oranları üzerindeki etkisini araştırmak için dinamik analizler gerçekleştirilmiştir. Lagrangian sonlu fark yöntemini kullanan FLAC3D kodu ile modellerin iki boyutlu dinamik analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizlerde güçlü deprem hareketlerinden elde edilen ivme-zaman kayıtları kullanılarak ivme tepki spektrumları elde edilmiştir. Daha sonra ivme tepki spektrumları kullanılarak model yüzeyindeki noktalarda meydana gelen zemin büyütme oranları elde edilmiştir. İdealleştirilmiş modellerdeki tünel ekseninden uzaklığa göre değişen maksimum zemin büyütme oranlarını daha anlaşılır yapmak için altı farklı yüzey noktası kullanılmıştır. Ayrıca her yüzey noktası için zaman tanım alanında spektral zemin büyütme oranlarının değişimi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre yüzeyde bulunan noktaların düşük periyotlara karşı duyarlı oldukları tespit edilmiştir. Anakaya hareketinin kuvvetinin artmasıyla zemin büyütme oranlarının periyodunun arttığı görülmüştür. En büyük zemin büyütme oranları 0.1g deprem kuvveti altında elde edilmiştir. Bu durum, model koşulları altında daha zayıf deprem hareketlerinin zeminin doğrusal olmayan davranışına neden olmasıyla açıklanabilir. Modellere uygulanan deprem kuvvetinin artmasıyla elde edilen maksimum zemin büyütme oranlarının arttığı tespit edilmiştir. İkiz tünellerin oluşturduğu zemin büyütme oranlarının, tek tünellerin oluşturduğu zemin büyütme oranlarından daha fazla olduğu elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Under the effect of strong ground motions, surface damage is greatly affected by local site conditions. The local site conditions affect seismic waves' amplitude, frequency and duration parameters. The term soil amplification refers to increase in amplitudes of seismic waves when seismic waves pass close to the ground surface. The local site effect and a lot of coefficients are generally used for earthquake structural design in regulations. In urbanized areas, the change in site amplification and deamplification values due to the presence of underground irregularities such as tunnels is important for structural design features. In this case, including a limited ratio of the local site effect is insufficient. The effect of underground tunnels on earthquake frequency content should also be considered. The aim of this study is to investigate effect of dynamic behavior of the single and twin tunnels in soft clay soil on site amplification ratio. The dynamic behavior of tunnels is affected by various parameters, such as soil characteristics, burial depth of tunnel, interaction between twin tunnels and tunnel cross-section. Dynamic analyses will be performed to investigate the effect of different tunnel burial depths, tunnel cross-sections, motion intensities and interaction between twin tunnels on site amplification ratios. The two-dimensional (2D) dynamic analyses will be performed using Fast Lagrangian Analysis of Continua in Three Dimensions (FLAC3D) code, which uses the Lagrangian finite difference method. Accelerationtime histories, which are obtained from strong ground motion records, will be used to obtain acceleration response spectra. After that, the site amplification ratios will be obtained using the acceleration response spectra. Six different surface points will be used to present the understandable results and investigate the effect of position from the tunnel axis. Furthermore, spectral amplification ratios will be studied to investigate the effect of the underground tunnels in the time domain for each surface point. According to the results of dynamic analysis, it was observed that the maximum amplification ratios occur at lower periods, and the periods of site amplification ratio increase with increasing earthquake intensities for both burial depths. The results showed that the site amplification ratios are less under the effect of stronger motions compared to the effect of weaker motions with PGA of 0.1g. This result can be explained by the fact that the effect of weaker motion with PGA of 0.1g causes nonlinear soil behaviour and earthquake energy is more effective under conditions of the model. It was observed that twin tunnels produce greater site amplification ratios than single tunnels.
Benzer Tezler
- Tünel kazılarından kaynaklanan yüzey oturmalarının betonarme binalarda etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of tunnel induced settlements on the reinforced concrete buildings
ENES ÖZAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEYZA TAŞKIN AKGÜL
- Zemine gömülü borulara etkileyen yükler
The Loads acting on buried pipes into the soil
GÖKHAN DEĞİRMENCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET SAĞLAMER
- Soil conditioning effect on EPB-TBM performance for Dudullu-Bostancı Metro Line project
Dudullu-Bostancı Metro Hattında zemin şartlandırmanın EPB-TBM performansının üzerindeki etkisinin araştırılması
MIRALI SEYEDREZAEI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DENİZ TUMAÇ
- Assessment of tunnel induced deformation field through 3-dimensional numerical models (Necatibey Subway Station, Ankara, Turkey)
Tünel çevresindeki deformasyon alanının 3-boyutlu sayısal modeller ile değerlendirilmesi (Necatibey Metro İstasyonu, Ankara, Türkiye)
ÖZGÜR AKTÜRK
Doktora
İngilizce
2010
Jeofizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. VEDAT DOYURAN
- The investigation of stability of tunnels and settlements with centrifuge modelling
Santrifüj modelleme ile tünel stabilitesi ve oturmaların araştırılması
TUĞÇE ERTAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYFER ERKEN
PROF. DR. WEI WU