Betonarme kazıklarda TDR yöntemiyle hasar tespiti
Damage detection in reinforced concrete piles with TDR method
Yazar: MEHMET ÖZGÜR
Danışman: PROF. DR. SAMİ ARSOY
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Hasar = Damage ; Kazıklar = Piles

Özet:
Kazıklı temellerin deprem sonrasında hasar kontrolü, görsel tetkik mümkün olamadığından pahalı ve zaman gerektiren bir uygulamadır. Bu çalışmada, hasar kontrolünün Zaman Tanım Alanında Yansıma (Time Domain Reflectometry, TDR) yaklaşımı ile ekonomik ve hızlı bir şekilde gerçekleştirilebilmesi için yeni bir yöntem geliştirilmiş ve önerilmiştir. TDR, elektromanyetik dalgaların bir iletim hattında ilerlemesi ve süreksizlik noktasında dalganın bir kısmının kaynağa geri yansıması temeline dayanan bir uzaktan algılama teknolojisidir. Önerilen yöntem, kazıkları temsilen prizmatik betonarme kirişler üzerinde geliştirilmiştir. Bu amaçla numunelere yerleştirilen koaksiyel kablo, sensör olarak kullanılmıştır. Gerçekleştirilen üç noktalı eğilme testlerinde, numunenin çekme yüzüne yakın yerleştirilen sensörde oluşan yansımalar yük artışlarıyla birlikte kaydedilmiştir. Sensörün topolojisinde herhangi bir değişim olmadığı sürece empedansı sabit kalmaktadır. Numunenin herhangi bir bölgesinde hasar (çatlak) oluşması durumunda, sensörün çatlakla eş konumlu bölgesinde betondan üzerine aktarılan gerilmelerle yapısı bozulmakta ve bu durum bir empedans eşleşmezliği yaratmaktadır. Çatlağın oluşturduğu süreksizlik bölgesinden yansıyan elektromanyetik dalganın test dalgasına oranı olarak tanımlanan yansıma oranı ile çatlak konumlandırılmıştır. Elde edilen TDR verileri değerlendirildiğinde geliştirilen yöntemle çatlağın varlığının ve konumunun önemli ölçüde çözünürlükle belirlendiği görülmüştür. Buradan hareketle, TDR yönteminin kazıklarda hasar görüntüleme için geçerli bir yöntem olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Inspection of deep piled foundations after an earthquake is an expensive and time consuming process due to the lack of visual inspection. In this study, a new method using TDR (Time Domain Reflectometry) is developed and proposed for damage monitoring in an economic and rapid way. TDR is a remote sensing technology based on the reflections of a propagating electromagnetic wave from the discontinuities along a transmission line. Proposed method was evaluated with prismatic reinforced concrete beams representing the piles. A coaxial cable acting as a sensor was inserted in the specimens. Three point bending tests were performed and the reflections from the sensor which is located near to the tension side of the specimen were recorded as the load increases. The impedance of the sensor remains the same, unless a change at the topology of the sensor occurs. If a damage (crack) formed in the specimen, the structure of the sensor changed with the stresses that are transferred from the concrete and this lead an impedance mismatch at the location of the crack. The crack locations were quantified with the reflection coefficient assessed by the normalization of the reflected wave with the incident test wave. In the light of the data obtained with the tests signed a significant resolution of determining of the crack presence and the location. Therefore, TDR concluded as a valid method for structural health monitoring of piles.