Geri Dön

The significance of boundary conditions in dynamic centrifuge modelling

Dinamik santrifüj modellemede sınır koşullarının önemi

PDF İndir

  1. Tez No: 891116
  2. Yazar: BERRAK TEYMÜR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. GOPAL MADABHUSHI
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2002
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: University of Cambridge
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 236

Özet

Tarih boyunca birçok yıkıcı deprem meydana gelmiştir. Deprem üzerine araştırma farklı zemin-yapı sistemleri üzerindeki etkileri, bu yıkıcı depremlerin ardından yıllar içinde artmıştır. Dinamik santrifüj modellemesi, deprem mühendisliği problemlerini incelemek için yararlı bir araçtır. Bir santrifüjde, gerçek durumları modellemek için mevcut alan sonsuz değildir ve modeli bir kutunun sonlu sınırları içine almak gerekir. Sınır etkileri zemin model kutuları için önemlidir ve sonsuz yanal yayılıma sahip bir saha durumunun yanlış simülasyonuna yol açabilir. Eşdeğer Kiriş-Equivalent Shear Beam (ESB) model kutusu, zemin numunesi ile aynı dinamik tepkiyi elde etmek için aluminyum ve kauçuk tabakalardan oluşmaktadır. Sınır etkilerini azaltmak için bir yöntem olarak kullanılmaktadır. Gevşek ve sıkı, kuru ve suya doygun kum modelleri içeren bir dizi santrifüj deneyi yapılarak ESB kutusunun sınırlarının zemin davranışı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Hem suya doygun hem de kuru kum modellerinde ivme amplifikasyonunun kutunun duvarlarına yakın modelin tabanına yakın bir yerde gerçekleştiği görülmüştür. Suya doygun modellerde zemin yüzeyine doğru ivme azalırken, kuru kumda ise artmaktadır. Suya doygun modellerde boşluk suyu basınçları oluştukça; modelin merkezinin tepkisi uçtakinden giderek daha farklı hale gelir. Bu beklenen bir durumdur çünkü kutu rijitliği sıvılaşmamış zemininkiyle eşleşmektedir. Kumun rölatif sıkılığı %50 civarındayken, tasarım zemin kolonun yoğunluğuna yakın olduğu için, uç duvara doğru davranış değişikliği minimum düzeyde olmuştur. Minyatür bir CPT aparatı ile gerçekleştirilen deneylerde, deprem yüklemesi öncesi ve sonrası zemin rijitliğindeki farklılık gözlenmiştir. Sınır duvarlarının statik yükleme altında pürüzsüz, dinamik yükleme sırasında ise pürüzlü olması gerekmektedir. Minyatür CPT'lerden elde edilen veriler sıvılaşmayı değerlendirmek için kullanılmıştır ve sıvılaşma potansiyeli ampirik tablolara dayanarak karşılaştırmıştır. Bu karşılaştırma sonucu çeşitli derinliklerde çeşitli sıvılaşma oranlarını içermektedir. Kocaeli depremi sırasında ölçülen ivmelere harmonik dalgacık (wavelet) analizi uygulanmıştır. Deprem kayıtlarında farklı frekans içeriklerine sahip iki pikin varlığı deprem sinyalleri gözlemlenmiştir. İki depremde ivme dalgacık haritalarının karşılaştırılması farklı istasyonlar, farklı bölgelerdeki benzer yapıların farklı tepkiler verebileceğini göstermektedir. Bu durum, sahaya özgü deprem riskinin belirlenmesinin önemini vurgulamaktadır. İvme sinyallerinin harmonik dalgacık analizine dayanarak ESB'nin sınırı, zaman ile az değişen yoğun kuru kum modelleriyle en iyi şekilde çalıştığı sonucuna varılmıştır. Sıvılaşmanın zemin rijitliğini etkilediği suya doygun modeller ise üniform olmayan davranışı göstermektedir. Kutunun tabanındaki daha sıkı zemin ise model kutunun dinamik tepkisini yüzeydekinden daha iyi göstermektedir.

Özet (Çeviri)

There have been many devastating earthquakes throughout history. Research on earthquake effects on different soil-structure systems has increased over the years following these destructive earthquakes. Dynamic centrifuge modelling is a useful tool for studying earthquake engineering problems. In a centrifuge, the space available to model real situations is not infinite, and it is necessary to enclose the model within the finite boundaries of a container. The boundary effects of the soil container are important and can lead to inaccurate simulation of a field situation that has infinite lateral extent. The Equivalent Shear Beam (ESB) container was built from dural and rubber layers to achieve the same dynamic response as the soil sample, as this is one method of minimising boundary effects. A series of centrifuge tests involving loose and dense, dry and saturated models of homogeneous horizontal sand layers has been carried out to investigate the effects of the end-walls of the ESB model container on soil behaviour. In both saturated and dry sand models it was seen that amplification of acceleration occurs at the base of the model close to the end-wall. Towards the surface of the soil in saturated models, acceleration attenuates whereas in dry sand it amplifies. In saturated models as excess pore-pressures build up, the response of the centre of the model gets progressively more different from that of the end wall. This is to be expected as the box stiffness is matched to that of the non-liquefied soil column. It was seen that when the relative density was around 50%, close to that of the design soil layer, the change in behaviour towards the end-wall was minimal. Experiments carried out with an in-flight miniature CPT apparatus, show that there is a difference in the soil stiffness before and after the earthquake loading due to the presence of rough complementary shear sheets placed at the end walls. The rough sheets provide shear stresses in the vertical direction in the soil following earthquake loading that oppose the settlement undergone by the rest of the soil sample. Thus contradictory requirements arise that the boundary walls should be smooth under static loading and rough during the dynamic loading. The data acquired from the miniature CPTs was used to assess liquefaction potential of the model based on empirical charts. This comparison led to the conclusion that these charts based on field data should be revised with the available centrifuge data to include various liquefaction ratios at various depths. Harmonic wavelet analysis was applied to accelerations measured during the Kocaeli (Turkey) earthquake. The presence of two peaks with different frequency contents in the earthquake signals was observed. The comparison of wavelet maps of acceleration at two different stations indicate that similar structures in different regions may respond differently during the same earthquake. This emphasises the importance of determining the site specific response. It was concluded based on the harmonic wavelet analysis of the acceleration signals that the boundary of the ESB functions best with dense dry sand models whose response changes little with time. Saturated models in which liquefaction affects the soil stiffness show significant non-uniformity of behaviour. The stiffer soil at the base of the box matches the dynamic response of the container better than that at the surface.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    76589

    BWR içindeki bir kanalda ortaya çıkan kararsızlıkların nükleer-termal hidrolik modellenmesi

    Nuclear coupled thermal-hydraulic modeling of single channel instabilities in a BWR

    DEMİREL AKTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nükleer Enerji ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MELİH GEÇKİNLİ

  2. Tez No

    888260

    Design of a new laminar soil container and its numerical verification for SSI and liquefaction tests

    Yeni bir laminer zemin konteynerinin tasarımı ve SSI ve sıvılaşma testleri için sayısal doğrulaması

    OMID BAGHERI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ESRA ECE BAYAT

  3. Tez No

    855812

    DİNAMİK TİTREŞİM SÖNÜMLEYİCİLERDEKİ KATMANLI KİRİŞ TİPİ YAPILARIN TİTREŞİM ANALİZİ

    VIBRATION ANALYSIS OF LAYERED BEAM TYPE STRUCTURES IN DYNAMIC VIBRATION ABSORBERS

    HABİBULLAH BİLGE

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖMER KADİR MORGÜL

  4. Tez No

    530218

    Performance analysis of air-oil separator tank in oil injected rotary screw compressors with CFD methods

    Yağ enjekteli vidalı kompresörlerdeki hava-yağ ayrıştırma tankının CFD metotları ile performans analizi

    MERT ALPAGUT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU

  5. Tez No

    66387

    Geçki tasarımında yeni eğri yaklaşımları

    New curve trends in alignment

    ERGİN TARI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeodezi ve Fotogrametri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ORHAN BAYKAL

Geri Dön