Sismik etkiler altındaki gömülü boru hatlarında hasar analizleri

Abstract

Geçmiş depremlerde görüldüğü gibi kalıcı yer deformasyonu (sıvılaşma, yanal yayılma vb.) olan yerlerdeki boru hatları ciddi bir şekilde zarar görmüştür. Aynı şekilde Yeni Zelanda’da gerçekleşen Canterbury deprem dizisi sonucunda oluşan yanal yayılmalar ve sıvılaşma etkisinden ötürü boru hatları yüksek miktarda zarar görmüştür. Bu çalışmada, sismik etkiler altındaki gömülü içme suyu boru hatlarında hasar analizleri değerlendirilmiştir. Canterbury deprem dizisi Yeni Zelanda’da 4 Ekim 2010 Darfield depremiyle (7.1 Mw) başlayan ve birbiri ardına gerçekleşen birçok büyük deprem ve binlerce artçı şoktan meydana gelen ve literatürde büyük bir önem taşıyan bir deprem dizisidir. Tez kapsamında Canterbury deprem dizisinin en büyük depremlerinden olan 22 Şubat 2011 (6.2 Mw) Christchurch depreminin gömülü borular üzerine etkisi araştırılmıştır. Bu araştırmalar hem yatay yer hareketleri hem de düşey yer hareketleri yardımıyla bulunan yatay şekil değiştirme ve oturmaya bağlı açısal değişim parametreleriyle hesaplanmıştır. Yatay yer hareketleri üç farklı uzaktan algılama metodu (Lazer görüntüleme algılama ve sınırlama (LiDAR), hava fotoğrafı ve uydu ölçümleri) ile dört farklı yatay yer hareketi veri seti (LiDAR 4 m, LiDAR 56 m, hava fotoğrafı ve uydu ölçümleri) ile elde edilmiştir. Bu dört farklı veri seti incelenmiş, yöntemler arasındaki farklar ortaya konmuştur. Daha sonra yatay yer hareketlerinden yatay yer değiştirmeler elde edilerek hasar ilişkileri hesaplanmıştır. Düşey yer hareketleri ise sadece LiDAR yönteminden elde edilen veri setiyle oturmaya bağlı açısal değişim parametresi hesaplanıp hasar ilişkileri analizleri yapılmıştır. Çalışmada ayrıca Christchurch depreminin yol açtığı sıvılaşmanın gömülü borulara etkisi, sıvılaşma potansiyel indeksi (LPI), hesaplanmış tek boyutlu oturma (SV1D) ve sıvılaşma şiddeti katsayısı (LSN) adı verilen üç farklı sıvılaşma parametresi ile değerlendirilmiştir. Sıvılaşma parametreleri ile boru hasarları arasındaki hasar ilişkilerinin analizi literatürde ilk olma özelliği taşımaktadır.

Pipelines in locations with permanent displacement (liquefaction, lateral spreading, etc.) were severely damaged as seen in past. Likewise, pipelines were damaged in high quantities due to lateral spreading and liquefaction caused by the Canterbury earthquake sequence in New Zealand. In this study damage analyzes of buried pipelines were evaluated under seismic effects. The Canterbury earthquake series is an earthquake sequence in New Zealand that began in the 4th of October 2010 Darfield earthquake (7.1 Mw) and has many repeated massive earthquakes and thousands of aftershocks. In this thesis, the effect of Christchurch earthquake on the buried pipelines of 22 February 2011 (Mw 6.2), one of the biggest earthquakes of the Canterbury earthquake series, was investigated. These surveys were calculated with lateral ground strains and angular distortion parameters using with horizontal ground movements and vertical ground movements. Horizontal ground movements were obtained with three different remote sensing methods (Laser imaging detection and ranging (LiDAR), aerial photograph and satellite measurements) and four different horizontal ground motion data sets (LiDAR 4 m, LiDAR 56 m, aerial photographs and satellite measurements). These four different data sets were examined and the differences between the methods have been revealed. Lateral strains were obtained from the horizontal ground movements and the damage relationships were calculated. In the case of vertical ground movements, only the data set obtained from the LiDAR method was used to calculate the angular distortion parameter and then the damage relations were analyzed. The study also assessed the impact of liquefaction caused by Christchurch earthquake on buried pipelines with three different liquefaction parameters called liquefaction potential index (LPI), calculated one­dimensional settlement (SV1D) and liquefaction severity number (LSN). Calculation of damage analyzes between liquefaction parameters and pipeline damage is the first in the literature.