Silindirle sıkıştırılmış beton (SSB) baraj gövdeleri içerisinden geçen kondüvi sistemlerinin tasarımı
Design of conduit systems through roller compacted concrete (RCC) dam
Yazar: MEHMET MURAT TAŞDEMİR
Danışman: DOÇ. DR. YÜKSEL YILMAZ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Zeminde ve/veya kayada delme, patlatma vb. yöntemler ile açılan tünellerde imal edilen tünel kaplama elemanı üzerine etkiyen toprak basıncının büyüklüğü kemerlenme etkisi göz önünde bulundurularak hesaplanmaktadır. Kemerlenme etkisi kavramı; tünel kaplaması üzerindeki zeminin mekanik özelliklerine bağlı olarak, tünel üzerindeki tüm jeolojik örtü yükünün değil de belirli bir yüksekliğe kadar olan örtü yükünün tünel kaplamasına etkidiği kabulüne dayanmaktadır. Açıkta imal edilen kondüvilerde ise, insan yapımı örtü yükünden (sıkıştırılmış zemin) kaynaklanan yük aktarım mekanizması daha farklıdır. Oturmasını tamamlamamış dolgu altında, kondüviye etkiyen toprak basıncını hesaplamada, tüm dolgu yüksekliğinin kullanılması makul olabilmektedir. Fakat kondüvi üzerinde yapılan dolgu yüksekliğinin tamamını kullanarak elde edilen toprak basıncı altında hesaplanan kondüvi kesiti pratik ve/veya ekonomik olarak imal edilemeyecek boyutlara ulaşabilmektedir. Silindirle Sıkıştırılmış Beton (SSB) baraj içerisinden geçen kondüvilerde, SSB kondüvi üzerine tabakalar halinde yerleştirilmektedir. SSB ile sıkıştırılmış zeminin mekanik özellikleri oldukça farklıdır. Uygulanan bir yük altında prizini almış SSB'nin yük deformasyon davranışı sıkıştırılmış zemininkinden daha ziyade kayanın yük deformasyon davranışı ile benzerlik göstermektedir. Dolayısıyla SSB baraj içerisinden geçen kondüvilerde, kaya içerisinde açılan tünellerde olduğu gibi, kemerlenme etkisine benzer bir davranış göz önünde bulundurarak kondüvi kesitine etkiyen SSB yükünün kullanılması daha gerçekçidir. Bu çalışmada, kabul edilen farklı kemerlenme yüksekleri altında modellenen SSB baraj gövdeleri içerisinden geçen kondüvi kesitine etkiyen maksimum normal gerilme ve maksimum sehim miktarları Sap2000, Plaxis ve elastisite yöntemleriyle hesaplanmıştır. Yapılan parametrik analizlerde kondüvi kesiti üzerinde SSB tabaka yüksekliğinin 5~10m seviyelerine ulaşmasının ardından, kemerlenme etkisi nedeniyle SSB baraj yüksekliğindeki artışın kondüvi kesit tesirlerine etkisinin ihmal edilebilir düzeyde olduğu görülmüştür.

Abstract:
The magnitude of soil pressure on the tunnel covering element produced in the tunnels created by boring, explosion etc. methods on the soil and/or on the rock is calculated by taking arching effect into consideration. Arching effect concept depends on the assumption that geological overburden pressure up to a certain height is effective on the tunnel coating rather than all geological overburden pressure. In the cut and cover tunnels (conduits) produced in the open, the load transaction mechanism originated from human made cover load (compacted soil) is more different.  Below the earthfill which has completed its settlement, it may be reasonable to use whole earthfill height for calculating soil pressure effecting on the conduit. However the conduit cross section calculated under the soil pressure obtained by using whole earthfill height made on the conduit may reach up to dimensions which are practically and / or economically very difficult to construct. In the conduits which passes through roller compacted conduit (RCC) dam, RCC is placed on the conduit as layers. The mechanical property of the soil compacted by RCC is extremely different.  The load deformation behavior of a hardened RCC under an applied load is similar to the load deformation behavior of rock rather than compacted soil.   Therefore in conduits passing through RCC dam, it is more realistic to use the RCC load acting on conduit cross section by taking a behavior such as arching effect into consideration such as tunnels bored in the rocks. In this study, maximum normal stress and maximum deflection amounts acting on conduit cross section which passes through RCC dam bodies modeled under different assumed arching heights were calculated by Sap2000, Plaxis and elasticity methods. In the parametric analyses, it was observed that after the RCC layer height reached to 5-10m levels on the conduit cross section, the increase in RCC dam height due to arching effect has a negligible effect on cross section influences.