Numerical modeling of buried segmented pipeline response to earthquake ground motion
Gömülü eklemeli boru hatlarının deprem yer hareketi altında davranışının sayısal modellemesi
- Tez No: 947812
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLÜM TANIRCAN, DOÇ. DR. HASAN EMRE DEMİRCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Deprem Mühendisliği, Earthquake Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Deprem altyapılara önemli hasarlar vermekte ve hayatın devamlılığı için önemli servisler olan su hatları kullanım dışı kalabilmektedir. Boru hatlarının kalıcı zemin deformasyonları altındaki mekanik davranışının anlaşılması ve iyileştirilmesi, olası hasarı azaltmak ve servis sürekliliğini sağlamak açısından büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada, gömülü eklemli sünek demir boruların üç boyutlu numerik modelleri kurulmuş, doğrultu atılımlı yüzeysel faylanma altındaki doğrusal olmayan davranışı incelenmiştir. Boru hattı davranışında kritik rolü olan fay geçiş açısı, pozisyonu ve vektörü değişken parametreler olarak seçilmiş, farklı faylanma senaryoları ve zemin modelleri altında performansı toplamda 20 senaryo ile değerlendirilmiştir. Modellerin geçerliliği literatürdeki laboratuvar deneyleri ve numerik analizler kullanılarak doğrulanmıştır. Sonuçlar, fay hattının boru hattı eksenine dik olarak geçtiği durumlarda sistemin en fazla deplasmanı tolere edebildiğini göstermektedir. Daha dar fay geçiş açıları boru hattında eksenel ayrılmalara veya basınca neden olmuştur. Boru hattında, basınca maruz kaldığında malzeme sınırlarını aşarak eklem ezilmesi; çekme kuvvetlerinin etkili olduğu senaryolarda ise eklemlerin ayrılması ile sonuçlanan bir hasar gözlemlenmiştir. Çekme senaryolarında fay hattı doğrudan bir eklemden geçtiğinde boruların birbirine kilitlendiği bir olay gözlemlenmiş, ve bunun hasarı geciktirdiği veya tamamen önlediği tespit edilmiştir. Sonuçlarda boru hattı performansının tasarım kriterlerine oldukça duyarlı olduğu görülmüştür; örneğin, eklemlerin ayrılma eşiği kriterindeki 2 cm'lik bir artış, sistemin 20 cm kadar daha fazla fay deplasmanına dayanmasını sağlamıştır. Zemin modellerinin çekme durumlarında borunun davranışına etkili olduğu, basınç senaryolarında ise erken hasar nedeniyle etkisinin sınırlı kaldığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Earthquakes severely impact infrastructure, disrupting essential services like water pipelines. Understanding and improving the mechanical behavior of pipelines and their joints under permanent ground deformations is crucial to minimize potential damage and ensure the continuity of their service. In this study, three-dimensional numerical models of buried segmented ductile iron pipes were developed to investigate their nonlinear behavior under lateral strike-slip surface faulting. Fault crossing angle, position, and vector were selected as variable parameters, and pipeline performance was evaluated based on different faulting scenarios and two soil models covering a total of 20 cases. The numerical models were validated using experimental and finite element data from the literature. The results indicate that when the fault crossing angle was perpendicular to the pipeline axis, the system was able to accommodate the most amount of fault displacement. Narrower fault crossing angles induced axial separations or compression to the pipeline. Under compression, the pipeline undergoes joint crushing failure by exceeding the material limits, while tensile forces primarily lead to joint pullout. A joint interlocking phenomenon was observed in tension cases when the fault crossed directly through the joint and effectively delayed or prevented failure by uniting adjacent pipe segments. The results also highlighted the sensitivity of pipeline performance to design criteria, where a 2 cm increase in pullout threshold resulted in up to 20 cm of additional fault displacement capacity. Lastly, the study emphasized that while soil models influenced pipeline response under tension, their effect was limited in compression scenarios due to more premature failure.
Benzer Tezler
- Zemine gömülü boruların sismik etkiler altındaki davranışının numerik analizler ile incelenmesi
Investigation of the behavior of buried pipelines under seismic loading by numerical analysis
İREM TOPRAK GÜLNERGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BERRAK TEYMÜR
- Profile optimization of the plastic pipes having large diameters
Yüksek çaplı plastik boruların profil optimizasyonu
MEHMET MASUM TÜNÇAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Metalurji MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARİF NİHAT GÜLLÜOĞLU
- Numerical modeling of buried drainage pipes by using finite element method
Gömülü drenaj borularının sonlu elemanlar yöntemi ile sayısal analizi
EBRU BUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. AYŞE EDİNÇLİLER
PROF. GÖKHAN BAYKAL
- İletken ve yalıtkan daykların analog deney tankı ve sonlu eleman yöntemi kullanarak modellenmesi
The modeling of conductive and resistive dikes using the analogue experiment tank and the finite element method
FATİH KAZANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Jeofizik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NART COŞKUN
- Investigation on the liquefaction potential of sand-granulated rubber mixture that used around the buried pipes: Numerical modeling and developing
Gömülü borular etrafına yerleştirilen kum-lastik kırpıntı karışımlarında boru hareketinin incelenmesi: Nümerik modelleme ve geliştirme
HADI VALIZADEH
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
İnşaat Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsüİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURHAN ECEMİŞ ZEREN