Yer altı tünellerinin deprem yükleri altında sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
The analysis of underground tunnels subjected to earthquake loads using the finite element method
Yazar: MOHAMMED KUSAY EBRAHIM AL-DULAYME
Danışman: PROF. DR. AHMET BUDAK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Yapı Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Amaç: Bu tez çalışmasında, tünellerin deprem davranışını inceleyerek, yapısal bütünlüklerini değerlendirmeyi, geliştirilmiş tasarımı ve güvenlik için önerileri sunulacaktır.
Yöntem: Yapılan çalışmasında, sunulan tünel yapısında deprem koşullarını simüle edilebilmesi için geliştirilmiş sayısal modelleme teknikleri ve sonlu eleman analizi kullanmıştır. Frekans, genlik gibi çeşitli deprem giriş parametreleri, tünelin tepkisini üzerindeki etkilerini değerlendirmek için incelenmiştir. Deprem yüklemelerinin tünellere etkisini incelemek amacıyla geniş kapsamlı simülasyonlar ve analizler gerçekleştirilmiştir. Bu süreçte tünel içindeki gerilme ve deformasyon dağılımlarının değerlendirilmesi yapılmıştır. Kazılı tünellerin deprem performansı, deprem yükleri altındaki davranışlarının kapsamlı bir genellemesini sunulmak üzere ele alınmıştır.
Bulgular: Araştırma, değişen jeolojik koşullar altında tünellerin yapısal bütünlüğüne ışık tutarak, potansiyel risklerin ve azaltma stratejilerinin kapsamlı bir analizini sunulmuştur. Ayrıca, bulgular, yer altı tünellerinin tasarımı ve yönetiminde yer alan mühendisler için temel bilgiler sunmaktadır.
Sonuç: Analiz, deprem yükünün öncelikle tünelin üst kısmında maksimum yer değiştirmeye neden olacağını gösterilmiştir. Ayrıca, deprem kuvvetlerinin etkisi altında tünelin yan taraflarının en yüksek düzeyde gerilme yaşaması beklenmektedir, bu da potansiyel riskleri azaltmak için sağlam destek yapıları tasarlamanın önemini vurgulanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Deprem davranışı, Yapısal bütünlük, Sayısal modelleme, Sonlu eleman analizi, Deprem performansı.

Abstract:
Purpose: This thesis investigated the seismic behavior of tunnels, aiming to evaluate their structural integrity and provide recommendations for improved design and safety.
Method: The thesis employed advanced numerical modeling techniques and finite element analysis to simulate seismic conditions on a representative tunnel structure. Various seismic input parameters, such as frequency, and amplitude, were explored to assess their influence on tunnel response. Extensive simulations and analyses were conducted to quantify the impact of seismic loading on tunnels, including the evaluation of stress and strain distributions within the tunnel. The seismic performance of bored tunnels was considered to provide a comprehensive overview of their behavior under seismic loads.
Findings: the research sheds light on the structural integrity of tunnels under varying geological conditions, offering a comprehensive analysis of potential risks and mitigation strategies. Moreover, the findings contribute essential information for engineers involved in designing and managing underground tunnels.
Results: the analysis indicates that the seismic load will primarily cause maximum displacement at the top of the tunnel. Additionally, it is expected that the sides of the tunnel will experience the highest levels of stress under the influence of seismic forces, emphasizing the importance of designing robust support structures to mitigate potential risks.
Keywords: Seismic behavior, Structural integrity, Numerical modeling, Finite element analysis, Seismic performance.