The thermo-mechanical coupled analysis of fire induced damage for underground mines with various geomechanical domains
Farkli jeo-mekanik alanlara sahip yeralti madenlerinde yangin kaynakli hasarin termomekani̇k bağlantili analizi
- Tez No: 959125
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. AHMET GÜNEŞ YARDIMCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Maden yangınları, çevredeki kaya kütlesi üzerinde ortaya çıkan karmaşık termo-mekanik etkiler nedeniyle yer altı kazılarının stabilitesi açısından ciddi bir tehdit oluşturmaktadır. Yangın kaynaklı hasarın doğru bir şekilde anlaşılabilmesi, eşlenik termo-mekanik analizleri gerektirmekte olup, mekanik sonuçlar büyük ölçüde jeomekanik koşullara bağlıdır. Bu çalışmada, artan sıcaklıklara karşı tepkileri gözlemlenmek üzere sert kayaçları temsil eden üç farklı kaya kütlesi kalite sınıfı için, tipik bir yer altı maden taşıma yolu etrafındaki yangın kaynaklı hasar bölgesi (FIDZ) modellenmiştir. Yangın ölçeği ve destek sistemleri değiştirilirken, mekanik etkiler nicel olarak değerlendirilmiştir. Sayısal analiz sonuçları, düşük jeomekanik kaliteye sahip ortamlarda hasarın daha erken başladığını ortaya koymaktadır. Yüksek kaliteli kayaçlarda FIDZ, esasen tavan ve keskin kenarlar etrafında yoğunlaşırken; düşük kaliteli kayaçlarda bu bölge yan duvarlar ve tabana kadar genişlemekte ve hasar bölgesi açıklık çevresinde daha homojen bir dağılım sergilemektedir. Yangın bölgesinin üstünde ve altında bulunan diğer kazıların varlığının hasarın ilerlemesini etkilediği gözlemlenmiştir. Cıvatalar ile kazı sınırları arasındaki gerilim yangından etkilenmekte olup, 500°C ile 900°C arasındaki sıcaklıklarda cıvata kopmaları meydana gelmektedir. Deneysel bulgular, 400°C'ye kadar malzemenin mukavemet ve rijitliğinde geçici bir artış gözlemlendiğini ve bozulmanın bu sıcaklık seviyelerinden sonra başladığını göstermektedir. Bu çerçevede, klasik malzeme davranış (konstitutif) modellerinin, mekanik parametrelerin sıcaklık değişimlerine olan bağımlılığını yeterince temsil edemedikleri sorgulanmaktadır.
Özet (Çeviri)
Mine fires pose a serious threat to the stability of underground excavations due to complex thermo-mechanical effects on the surrounding rock mass. Understanding the fire-induced damage requires coupled thermo-mechanical assessments and mechanical outcomes are dependent on the geomechanical conditions. Accordingly, this study models the fire-induced damage zone (FIDZ) around a typical underground mine haul road for three different rock mass quality classes representing hard rocks to observe their response to increasing temperatures. The mechanical effects were quantified while changing the scale of the fire and the support configurations. Numerical results show that the damage initiated earlier in lower geomechanical settings. In high quality rocks, the FIDZ concentrates mainly around the crown and sharp edges, while in lower qualities the region extends further to the walls and floor, and the damage zone becomes more uniform around the opening. The presence of excavations above and below the fire zone was observed to influence the progression of the damage. The tension between the bolts and excavation boundary is affected by fire, resulting in bolt failure between 500°C and 900°C. Experimental remarks showed a temporary increase in strength and stiffness up to 400°C and degradation started only after these levels. In this perspective, classical material constitutive models are questioned in terms of lacking to represent the dependency of mechanical parameters to the temperature change.
Benzer Tezler
- Dizel motor pistonunun sonlu elamanlar yöntemi ile yapısal ve termal analizi
Finite element analysis of diesel engine pistons in terms of structural and thermal
UMUT CANVAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİKMET KOCABAŞ
- Sonlu elemanlar yöntemi ile metal ve alaşımlarının döküm katılaşmasının benzetimi ve bağlantılı olarak katılaşma sonrası meydana gelen gerilme ve yer değiştirmelerin belirlenmesi
Simulation of solidification of casting by finite element analysis and determination of stresses and deformations that occured after solidification of casting
ERAY ERZİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Metalurji Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SUAT YILMAZ
- Thermo-mechanically coupled numerical and experimental study on 7075 aluminum forging process and dies
7075 aluminyum dövme prosesi ve kalıpları üzerine termo-mekanik sayısal ve deneysel çalışma
MEHMET CİHAT ÖZCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK DARENDELİLER
PROF. DR. MUSTAFA İLHAN GÖKLER
- Ağır ticari aracın dizel motoruna ait egzoz manifoldunun ısıl olarak incelenmesi
Thermal investigation of exhaust manifold for a heavy commercial vehicle diesel engine
BURAK YALÇINDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL CEM PARMAKSIZOĞLU
- Design and thermo-mechanical analysis of warm forging process and dies
Ilık dövme prosesi ve kalıpları için tasarım ve termo-mekanik analiz
SEVGİ SARAÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA İLHAN GÖKLER
PROF. DR. HALUK DARENDELİLER