Genleştirilmiş polistiren malzeme kullanımının gömülü esnek boru davranışına etkilerinin sayısal analizler ile incelenmesi
Investigation of effects of expanded polystyrene material use on buried flexible pipe behavior by numerical analysis
Yazar: FURKAN AHMET AKYELKEN
Danışman: DOÇ. DR. HAVVANUR KILIÇ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Yapı-zemin etkileşimi = Soil-structure interaction

Özet:
Geleneksel yöntem ile döşenmiş olan bir gömülü esnek boru, zemin yükü etkisi ile düşey doğrultuda aşağı yönde esner. Boru tacının yer değiştirmesinin yanlarda yer alan zeminlerin yer değiştirmesinden daha büyük olması nedeni ile boru tacı üzerinde yer alan zemin kütlesi içerisinde farklı oturmalar meydana gelir. Farklı oturmalar zemin kütlesi içerisinde "pozitif zemin kemerlenmesi" olarak adlandırılan mekanizmanın gelişmesine neden olur ve bunun sonucunda boru tacına geostatik gerilmeden daha küçük bir düşey gerilme etkir. Dolayısı ile gömülü esnek boru etrafına farklı oturmaların büyüklüğünü artıracak sıkışabilir malzemelerin yerleştirilmesi ile kemerlenme düzeyi arttırılabilir. Kemerlenme düzeyinin artması boruya etkiyen zemin gerilmelerinin azalmasını ve düşük rijitlikte boru kullanılmasına olanak sağlayabilir. 
Bu çalışmada, gömülü esnek borunun üzerinde ve çepeçevre etrafında EPS Geofoam malzeme kullanılması durumlarında boru üzerine etkiyen gerilmelerin ve esnemelerinin değişimi sayısal analizler ile incelenmiştir. Bu analizlerde EPS Geofoam malzemenin yoğunluğu, geometrileri, boru çapı, boru rijitliği ve kullanılan zeminin cinsi ile elastisitesi değiştirilerek boru üzerine etkiyen gerilmeler ve boru esnemeleri değerlendirilmiştir. EPS Geofoam malzemenin yoğunluğu azaldıkça boru üzerine etkiyen gerilmelerin azaldığı belirlenmiş ve borunun çepeçevre EPS ile sarılması durumunda boru üzerine etkiyen gerilmelerde yaklaşık olarak %60-70 oranında azalma meydana geldiği tespit edilmiştir.

Abstract:
A buried flexible pipe, which is furnished with a conventional method, is inferior in the vertical direction with the effect of the ground load. Since the displacement of the pipe crown is larger than the displacement of the floors at the sides, different settlements occur in the soil located on the pipe crown. Different settlements cause the so-called "positive arching" term within the soil and as a result as a result, a buried thermoplastic pipe crown has a smaller vertical stress than the geostatic stress. Consequently, the level of arching can be increased by placing compressible materials around the buried flexible pipe to increase the size of the different settlements. The increasing of the arching factor can allow the reduction of the ground stresses on the pipe and the use of pipes with lower rigidity. 
In this study, in cases where EPS Geofoam material is used top of the buried flexible pipe and all around the circumference, the changes of the stresses and pipe stretching on the pipe were investigated under plane shape conditions by numerical analysis. In the analyzes with Plaxis 2D software, Linear Elastic Model was used for HDPE pipe behavior, and the Soil Model was used for soil behavior. During the analysis the density of the EPS Geofoam material, pipe diameter and pipe stiffness were changed so that the stresses and pipe stretching on the pipe were evaluated. As the density of EPS Geofoam material decreases, it is determined that the stresses on the pipe are decreased and if the pipe is wrapped with all-round EPS, it is determined that the stresses on the pipe decrease by approximately 60-70%.