Gömülü borular üzerindeki sismik etkilerin yer tepki analizleri ve sonlu elemanlar analizleri ile belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Yeni Zelanda’nın Christchurch şehrinde oluşmuş 22 Şubat 2011 depremindeki (6.2 Mw) 6 adet borunun davranışları incelenmiştir. İncelenen borular ile ilgili konum verileri, sismik veriler, bölge zemin özellikleri, hasar verileri ve geometri bilgilerinin mevcut olması boruların davranışlarının analizlerle belirlenmesini mümkün kılmıştır. Bu amaçla ilk olarak inceleme bölgesindeki yüzey deprem ivmesi kayıtları SeismoSignal programı yardımıyla ters evrişim analizi için filtrelenmiştir. CPT ve kayma dalgası hızı verileri kullanılarak DeepSoil isimli yer tepki analizi programı için yer hareketi kayıt bölgelerinin dinamik ve statik zemin özellikleri belirlenmiştir. Belirlenen parametreler yardımıyla istasyon zemin profilinde gerçekleştirilen ters evrişim yöntemiyle boru analiz bölgesindeki mühendislik ana kayasına ait ivmeler tahmin edilmiştir. Mühendislik anakayası ivmeleri ve incelenen borulara yakın zemin verileri yardımıyla zaman tanım alanında doğrusal olmayan yer tepki analizi ile borularda oluşacak yer değiştirmeler belirlenmiştir. İkinci aşama olarak boruların zeminler ile etkileşimini tanımlamak amacıyla elastik-mükemmel plastik yaylar zemin ve boru özelliklerine bağlı olarak tasarlanmıştır. Tasarlanan yaylar, boruların malzeme özellikleri ve geometrilerinin belirlenmesi sonucunda DIANA FEA programı ile doğrusal olmayan analizler yardımıyla boru yer değiştirmeleri ve şekil değiştirmeleri belirlenmiştir. Bu analizler farklı boru sınır koşullarına göre gerçekleştirilerek farklı sonuçların deprem vakasında oluşturduğu hasarlar ile ilişkisi ortaya konmuştur.

In this study, the damage behavior of 6 pipes during the February 22, 2011 earthquake (6.2 Mw) in Christchurch, New Zealand was investigated. The availability of location data, seismic data, regional soil properties, damage data and geometry information about the pipes under investigation made it possible to determine the behavior of the pipes by analysis. For this purpose, firstly, the surface earthquake acceleration records in the study area were filtered for deconvolution analysis with the help of SeismoSignal program. By using CPT and shear wave velocity data, dynamic and static ground properties of ground motion recording station locations were determined for DeepSoil ground response analysis program inputs. With the help of the determined parameters, the accelerations of the engineering bedrock in the pipe analysis region were estimated by the deconvolution method performed on the station soil profile. Engineering bedrock accelerations and soil data close to the pipes under investigation are used to determine the displacements that will occur in the pipe areas by nonlinear response analyzes. In the second step, elastic-perfect plastic springs are designed depending on the soil and pipe properties in order to define the interaction of the pipes with the soils. As a result of the determination of the designed springs, material properties, geometries of the pipes, pipe displacements and deformations were determined with the help of nonlinear analyzes with the DIANA FEA program. These analyzes were carried out according to different pipe boundary conditions and the relationship of different results with the damages in the earthquake event was revealed.