Basamaklı dalgakıranlarda basamak geometrisinin stabiliteye etkisi
Effects of berm geometry on stability at berm breakwaters
Yazar: ÖZGE GÜLVER
Danışman: PROF. DR. YALÇIN YÜKSEL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kıyı ve Liman Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Dalgakıranlar kıyı alanlarını erozyona ve limanları kumlanmaya karşı koruyan, gemilerin limanlarda emniyetli bir şekilde barınmaları için inşa edilen yapılardır. Taş dolgu dalgakıran, düşey yüzlü dalgakıran, yüzen dalgakıran, düşük kretli dalgakıran ve basamaklı dalgakıran olmak üzere farklı tipten dalgakıranlar vardır. Taş dolgu dalgakıranların bir çeşidi olan basamaklı dalgakıranlar, tek şeve sahip geleneksel dalgakıranların aksine alt şev, basamak ve üst şeve sahiptirler. Basamaklı dalgakıranlar bu formları sayesinde yapının stabilitesini arttırabilirken, aşmayı da azaltabilmektedir. Bu çalışmada, bugüne kadar ocak taşından imal edilen basamaklı dalgakıranlarda koruma tabakasında taş dolgu haricinde farklı tip beton blokların da kullanılabileceği düşünülmüştür. Bu çalışmada, alt şev ve basamak koruma tabakasında çift sıra piramit yerleştirilmiş küp bloklar kullanılmış basamaklı dalgakıranın stabilitesi araştırılmıştır.
Yıldız Teknik Üniversitesi Hidrolik ve Kıyı-Liman Mühendisliği Laboratuvarında yürütülen bu çalışmada beş farklı basamak genişiliği (3Dn, 4Dn, 5Dn, 10Dn, 14Dn) için ve üç farklı basamak seviyesi (sakin su seviyesi; basamağın üzerinde, basamak seviyesinde ve basamağın altında) için basamaklı dalgakıranın stabilitesi araştırılmıştır.
Alt şev ve basamak koruma tabakasında nominal çapı 4 cm olan çift sıra piramit yöntemiyle yerleştirilmiş küp bloklar kullanılırken, üst şev koruma tabakasında nominal çapı 3.4 cm olan anroşman kullanılmıştır. Üst şevin stabilitesi, alt şev ve basamağın stabilitesini etkilmemesi için, üst şev çelik tel ile sabitlenmiştir. Deneylerde JONSWAP spekturumu ile üretilen 11 adet düzensiz dalga koşulu dikkate alınmıştır. Her dalga koşulundan önce ve sonra dalgakıranın alt şev ve basamağındaki küp blokların hareket ve yer değiştirmeleri bir su altı kamerası ile izlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Bu görüntülerle birlikte stabilite analizleri, yer değiştiren ve hareket eden taşlar ayrı ayrı değerlendirilmiştir.
Yapılan deneysel çalışma sonucunda basamak genişliğinin ve seviyesinin stabilite üzerinde etkisi olduğu sonucu gözlemlenmiştir. Alt şev ve basamak üzerinde basamak seviyesinin ve basamak genişliğinin etkisi olduğu bulunmuştur, basamak genişliğinin artmasıyla stabilitenin arttığı belirlenmiştir. Deney sonuçları düzensiz çift tabaka yerleştirilmiş küp bloklu basamaklı dalgakıran ile karşılaştırılmıştır ve düzenli yerleştirmenin daha stabil olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Breakwaters are built for safe harboring of the coastal areas, protecting them against erosion and accumulation. There are different types of breakwaters. Some of them are rubble mound breakwater, monotical breakwater and floating breakwater. Berm breakwaters are a kind of rubble mound breakwaters. Unlike conventional breakwaters with a single slope, they have a lower slope, berm and upper slope. Berm breakwaters can increase the stability of the structure and reduce the overtopping due to its form. So far, quarry stone has been used in the protection layer of berm breakwaters. In this study, It was thought that different types of concrete blocks can be used except instead of mass armoured. In this study, cube blocks were placed with double pyramid method in the protection layer of lower slope and berm. Stability of berm breakwaters was investigated for this regular placement in lower slope and berm.
This study was carried out in Hydraulic and Coastal-Harbour Engineering Laboratory at Yıldız Technical University. The stability of the breakwater has been investigated for five different berm widths (3Dn, 4Dn, 5Dn, 10Dn, 14Dn) and three different berm levels (emerged berm, berm level with SWL, submerged berm). The upper slope is fixed by the steel wire so that the stability of the upper slope does not affect the stability of the lower slope and the berm. In the experiments, there are eleven different irregular wave conditions produced by JONSWAP spectrum. The motion and displacement of the cube blocks in the lower slope and berm of the breakwater were recorded with an underwater camera before and after each wave condition. Stability analysis using displacements and movements of blocks was for each test. As a result of the experimental study, it was observed that berm width and berm level have an effect on the stability of lower slope and berm. Stability increased with increasing berm width. The results of the experiment were compared with the berm breakwater with irregular double layer placement of cube blocks. Regular placement was found to be more stable.