İkiz tüneller kazısıyla yüzeyde meydana gelen deformasyonların sayısal analizler ile incelenmesi
Investigation of surface deformations due to twin tunnel construction by numerical analysis
Yazar: ÖZGÜN SARI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ERGENOKON SELÇUK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Tüneller = Tunnels

Özet:
Dünya nüfusunun hızla artması günümüzde ulaşım alanında önemli sorunlara yol açmaktadır. Özellikle kentleşmenin veya şehirleşmenin olduğu bölgelerde hızlı nüfus artışına bağlı olarak yaşam alanlarının genişlemesi, zorlu topografik koşullar ve buna bağlı olarak mesafelerin uzaması gibi nedenlerden dolayı yer altı yapılarına olan ihtiyaç her geçen gün artış göstermektedir. Bu ihtiyaçları karşılayabilmek için ise günümüzde yeni metro hatlarının yapılması veya mevcut olan metro hatlarına yeni hatların yapılması kaçınılmaz hale gelmeye başlamıştır. Metro hatları; çoğunluğu yer altından geçen hızlı ve ekonomik ulaşım araçlarından biridir. Metro hatlarının yapısı incelendiğinde ise hat boyunca hızlı, ekonomik ve etkin bir çözüm yöntemi olan tüneller farklı yapım yöntemleri kullanılarak güzergâh boyunca karşımıza çıkmaktadır. Yeni Avusturya Tünel Açma Metodu (NATM), Delme-Patlatma Tünel Açma Metodu, Aç – Kapa Tünel Açma Metodu, Tünel Açma Makinası ile Tünel Açma Metodu (TBM) en yaygın olarak kullanılan yöntemlerden bazılarıdır. Günümüzde ise gelişen teknoloji sayesinde daha hızlı, güvenilir ve kontrol edilebilir makinelerin kullanıldığı mekanize kazı yöntemleri daha aktif olarak kullanılmaya başlanmıştır.
Bu çalışmaya göre; nüfus yoğunluğunun ve yapılaşmanın fazla olması nedeniyle tünel açma makinasının (EPB-TBM) kullanılması tercih edilmiştir. Zayıf kaya ve zemin ortamından oluşan jeolojik koşullar ile tünel çapları ve tüneller arası mesafe gibi belirlenen değişkenlere göre ikiz tünel kazısı sonrası yüzeyde meydana gelebilecek deformasyonların sayısal analizler yardımıyla hesaplanarak kritik durumların belirlenmesidir. Bu amaç doğrultusunda sayısal analizlerin gerçekleştirilebilmesi için sonlu elemanlar yöntemi ile iki boyutlu analiz yapan PLAXIS2D programı kullanılmıştır.  Plaxis2D geoteknik alanında yaygın olarak kullanılan bir sayısal analiz programıdır. Zemininin doğrusal olmayan davranışını gerçekçi bir yaklaşımla modelleyebildiği için tünel uygulamaları, kazık uygulamaları, yüzeysel ve derin temel uygulamaları gibi karmaşık zemin-yapı etkileşiminin kısa sürede çözümlenmesine imkân sağlamaktadır.

Abstract:
The rapid increase in the world population causes significant problems in the field of transportation nowadays. The need for underground structures is increasing with each passing day due to reasons such as the expansion of living spaces due to rapid population growth, difficult topographical conditions and consequently longer distances, especially in areas where urbanization occurs. In order to be able to meet these needs, it has become inevitable to build new metro lines or to add new lines to existing metro lines. Metro lines; It is one of the fast and economical ways of transportation, most of which pass underground. When the structure of metro lines is analyzed, tunnels, which are a fast, economical and effective solution method, are observed along the route using different construction methods. New Austrian Tunneling Method (NATM), Drilling-Blasting Tunneling Method, Cut-and-Cover Tunneling Method, Tunneling with Tunnel Boring Machine (TBM) are some of the most commonly used methods. Nowadays, mechanized excavation methods using faster, more reliable and more controllable machines have started to be used more actively thanks to the advancing technology.
According to this study, the use of tunneling machine (EPB-TBM) was preferred due to the high population density and construction. It is the determination of critical conditions by calculating the deformations that may occur on the surface after twin-bore tunnel excavation with the help of numerical analysis according to the variables such as geological conditions consisting of weak rock and soil environment, tunnel diameters and distance between tunnels. For this purpose, the Plaxis2D program, which performs two-dimensional analysis with the finite element method, was used to perform numerical analysis. Plaxis2D is a numerical analysis program that is widely used in the geotechnical field. Since it can model the nonlinear behavior of the soil with a realistic approach, it allows complex soil-structure interactions such as tunnel applications, pile applications, shallow and deep foundation applications to be solved in a short time.