Gömülü boru etrafında yumuşak bölge uygulamasının sayısal analizler ile incelenmesi
Investigation of soft zone application around buried pipe by numerical analysis
Yazar: İBRAHİM FURKAN BEKTAŞ
Danışman: DOÇ. DR. HAVVANUR KILIÇ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ERGENEKON SELÇUK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Yapı-zemin etkileşimi = Soil-structure interaction

Özet:
Çeşitli kullanım amaçları için farklı özelliklerde tasarlanan gömülü boru uygulamalarında yakın döneme kadar rijit betonarme borular kullanılmıştır. Ancak gömülü rijit borular, içerisinde bulunduğu zemin ile bütünlük oluşturamamakta, düşey doğrultulu geostatik yüklerin tamamını boru kesit mukavemeti ile taşımakta ve zeminde oluşan negatif kemerlenmeden dolayı üzerindeki mevcut geostatik yükten daha fazlasına maruz kalmaktadır.
Son dönemde yaygınlaşmaya başlayan gömülü esnek boru uygulamaları ile pozitif zemin kemerlenmesi oluşturularak gömülü boru sistemi üzerindeki geostatik yüklerin azaltılması sağlanmaktadır. Bir HDPE esnek boru sistemi üzerindeki geostatik yük nedeniyle boru düşey doğrultuda esnediğinde zemin ortamında meydana gelen farklı oturmalar "pozitif zemin kemerlenmesi" durumunun oluşmasına neden olmaktadır. "Pozitif zemin kemerlenmesi" olarak adlandırılan bu fiziksel olgunun oluşum prensibinden hareketle, gömülü bir esnek boru sistemi çevresinde uygulanacak sıkışabilir yatak katmanının (EPS Geofoam) zeminde meydana gelen pozitif zemin kemerlenmesini artıracağı düşünülmektedir.
Bu tez çalışması kapsamında, Akınay [1] tarafından doktora tezi kapsamında gerçekleştirilen gerçek ölçekli laboratuvar deneyleri arasından seçilen belirli deney konfigürasyonları FLAC3D yazılımı aracılığıyla sayısal ortamda modellenmiş ve bu modellere ait parametrik kalibrasyonlar gerçekleştirilmiştir. FLAC3D yazılımı aracılığıyla modellenerek kalibre edilen sistemler üzerinden çeşitli parametrik analizler gerçekleştirilerek, boru çevresinde farklı geometrilerde uygulanan yumuşak bölgenin ve geri dolgu malzemesi özelliklerinde meydana gelen değişimlerin boru sistemini içerisinde barındıran zemin ortamında meydana gelecek pozitif zemin kemerlenmesi üzerindeki etkileri araştırılmıştır.

Abstract:
Rigid concrete pipes have been used until recently in buried pipe applications designed with different properties for various utilizations. However, buried rigid pipes cannot form integrity with the ground, they carries all vertical geostatic loads by sectional pipe strength and are exposed to more than the existing geostatic load because of the negative arching on the ground which is above the rigid pipe.
Having become widespread recently, with the buried flexible pipe applications, positive arching is created and the geostatic loads on the buried pipe system are reduced. When the pipe flexes in the vertical direction due to the geostatic load on HDPE flexible pipe system, different settlements in the soil cause "positive arching". Based on the formation principle of this physical phenomenon called "positive arching", it is thought that a compressible bed layer (EPS Geofoam), which is applied around a buried flexible pipe system, will increase positive soil arching in the ground.
Within the scope of this thesis, certain experimental configurations selected among
the full scaled laboratory experiments carried out by Akınay [1] in the scope of his doctoral thesis were modeled numerically by using FLAC3D software and parametric calibrations of these models were performed. Various parametric analyzes were carried out on the systems that were modeled and calibrated through the FLAC3D software, and the effects of the soft zone applied in different geometries around the pipe and the changes in the properties of the backfill material on the positive arching that will occur in the soil environment containing the pipe system were investigated.