Field monitoring of deformation effects caused by landslides with fiber optic methods
Heyelanların yaratmış olduğu deformasyon etkilerinin fiber optik yöntemlerle sahada izlenmesi
- Tez No: 866405
- Danışmanlar: DOÇ. MUSTAFA KEREM KOÇKAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 176
Özet
Heyelanlar, dünya genelinde sıklıkla meydana gelen en tehlikeli doğal afetler arasındadır ve genellikle yoğun yağış, depremler, kar erimesi veya insan faaliyetleri tarafından tetiklenirler. İnsan yaşamı üzerindeki doğrudan etkilerinin ötesinde, heyelanlar, yapısal ve altyapı sistemleri (konutlar, hastaneler, tren yolları, boru hatları, vb.), ve ekolojik denge üzerindeki olumsuz etkileriyle önem taşırlar. 21. yüzyılın başından bu yana, iklim değişikliğiyle ilişkili aşırı meteorolojik olaylar, dünya genelinde heyelanların sıklığını ve şiddetini artırmıştır. Türkiye'de, iklimsel koşullara ek olarak, sismik olaylar heyelanların tetiklenmesine önemli ölçüde katkıda bulunmaları heyelan risk değerlendirme ve yönetim süreçlerinin önemini artırmış ve etkili önleme ve eylem stratejilerinin geliştirilmesini zorunlu kılmıştır. En önemli stratejiler arasında etkili heyelan izleme yöntemlerinin benimsenmesi ve bunun sonucunda erken uyarı sistemlerinin geliştirilmesi yer alır. Heyelan izlemede, ekstensometreler, inklinometreler, jeodezik yaklaşımlar, fotogrametrik modeller, ve uzaktan algılama veya uydu teknikleri dahil olmak üzere sayısız metodoloji tanımlanmıştır. Ancak, bu yöntemler gerçek zamanlı veri akışı ve veri iletiminde kısa tepki süresi konusunda sınırlamalara sahiptirler. Fiber optik teknolojiler ise, diğer yöntemlere göre, yüksek doğruluk, uzun mesafe ölçüm kapasitesi ve zorlu çevresel koşullarına dayanıklılık gibi önemli avantajlara sahiptir. Bu sistemler, yer hareketlerini ve deformasyonları gerçek zamanlı olarak tespit etmeyi sağlar ve heyelan riskleri için erken uyarı mekanizmalarına entegre edilir. Bu tez çalışmasında, ışık temelli teknolojilerden biri olan fiber optik sistemlerin heyelan izleme alanındaki potansiyeli, Türkiye'nin Yalova ilinde bir pilot heyelan sahasında incelenmiştir. Bölgenin tercih edilmesinde, mevcut yoğun yağışlar ile aktif fay hatları ve bu etkiler ile bölgede gözlemlenen sürekli kütle hareketinin varlığı etkili olmuştur. Bu tez kapsamında yapılan Limit Denge Yöntemleri (LEM) analizi ile bölgenin heyelanlara karşı hassasiyeti kanıtlanmıştır. Fiber optik kablolarından elde edilen verilerin analizinde, noktasal algılama metodu olan geleneksel Optik Zaman Alanı Reflektometre (OTDR) yöntemi yerine, kablo boyunca sürekli ölçüm sağlayan Dağıtılmış Gerinim ve Sıcaklık Algılama (DSTS) metotlarından olan Brillouin Optik Zaman Alanı Analizcisi (BOTDA) teknolojisi tercih edilmiştir. Yalovadaki pilot çalışmada, çapları 3 mm ve 4.5 mm olan fiber optik kablolar BOTDA sistemine entegre edilmiş ve yaklaşık 50 m'lik bir izleme alanı planlı bir konfigürasyonla kurulmuştur. Bu çalışmada, kablolarda sismik aktivite ve yağış sonucu meydana gelen deformasyonlar (gerilmeler) 50 gün boyunca izlenmiştir. İzleme alanının en aktif noktasında, gerilme değerleri, 3 mm'lik fiber kablo için -2000'den 7000 µε'ye ve 4.5 mm'lik fiber kablo için -500'den 2000 µε'ye kadar önemli değişiklikler göstermiştir. Küresel örnekleri sınırlı sayıda olan bu çalışmanın, Türkiye'de gelişmiş izleme ve erken uyarı sistemlerinin kurulmasında öncülük etmesi beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
Landslides are among the most dangerous natural disasters that occur frequently worldwide, often triggered by intense rainfall, earthquakes, snowmelt, or human activities. Beyond their direct impact on human life, landslides are significant for their potential to damage structural and lifeline systems (residential buildings, hospitals, railways, pipelines, etc.) and their adverse effects on ecological balance. Since the beginning of the 21st century, extreme meteorological events related to climate change have increased the frequency and intensity of landslides worldwide. In Türkiye, the fact that seismic events significantly contribute to initiating landslides apart from climatic conditions has raised the importance of landslide risk assessment and management processes, necessitating the development of effective prevention and action strategies. Among the most crucial strategies are the adoption of effective landslide monitoring methods and the consequent development of early warning systems. In landslide monitoring, numerous methodologies have been defined, encompassing extensometers, inclinometers, geodetic approaches, and remote sensing or satellite images. However, these methods face limitations in real-time data flow and short response time in data transmission. Fiber optic technologies, in contrast, offer significant advantages over other methods, including high accuracy, long-distance measurement capabilities, and resilience to adverse environmental conditions. These systems enable real-time detection of ground movements and deformations through integration of early warning mechanisms for landslide risks. This thesis examines the potential of fiber optic systems, a light-based technology, in landslide monitoring through a pilot landslide site in Yalova, Türkiye. The region was chosen due to its intense rainfall, active fault lines, and the continuously observed mass movement. The susceptibility of the region to landslides has been substantiated through the application of Limit Equilibrium Methods (LEM) conducted in the context of this thesis. In analyzing data obtained from fiber optic cables, instead of the traditional Optical Time Domain Reflectometer (OTDR) method, which is the point sensing method, the Brillouin Optical Time Domain Analyzer (BOTDA) technology, which is Distributed Strain and Temperature Sensing (DSTS) method, was preferred, enabling continuous measurements along the cable length. In the case study, fiber optic cables with diameters of 3 mm and 4.5 mm were integrated into the BOTDA system, and a monitoring section, about 50 m in length, was installed through a planned configuration in the Yalova region. The deformations (strains) experienced by these cables due to seismic activity and precipitation were monitored over 50 days. In the most active point of the monitoring area, strain values exhibited considerable variations, ranging between -2000 to 7000 µε for the 3-mm fiber cable and -500 to 2000 µε for the 4.5-mm fiber cable. With its limited global precedents, this research is expected to lead the way in establishing advanced monitoring and early warning systems in Türkiye.
Benzer Tezler
- Field investigation of deformation effects caused by triggering landslides by image analysis methods
Heyelanların tetiklenmesiyle meydana gelen deformasyon etkilerinin görüntü analizi yöntemleri ile sahada incelenmesi
BARIŞ URAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
İnşaat MühendisliğiHacettepe Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA KEREM KOÇKAR
- Web tabanlı açık kaynak kodlu bir platform geliştirilerek jeodezik çalışmalarla kabuk deformasyonlarının statik modelle belirlenmesinin incelenmesi
Examining the determination of crustal deformationsby static model with geodetic studies by developing aweb-based open-source code platform
MEHMET BAK
Doktora
Türkçe
2024
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAHMİ NURHAN ÇELİK
- Geleneksel yapılarda su hasarları ve müdahale yöntemleri
Water related damages in traditional buildings and methods of intervention
DENİZ EZGİ ÜNLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ CEYLAN
- Maden işletmelerinde yüzey deformasyonlarının yapay açıklıklı uydu radar görüntüleriyle izlenebilirliğinin araştırılması
Investigation of the monitoring of surface deformations by artificial satellite radar images in mining operations
BEKİR POYRAZ
Doktora
Türkçe
2023
Maden Mühendisliği ve MadencilikSivas Cumhuriyet ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAVUZ GÜL
PROF. DR. FATİH POYRAZ
- Yapı hasarlarının zemin oturması ile ilişkisi ve risk analizi
The relationship of structural damages with ground settlement and risk analysis
EKİN EVRİM LAÇİN AKŞİT
Doktora
Türkçe
2025
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR GÜLER