| Popis: |
ÖZET Günümüzde yasal olarak kullanılmasının yanı sıra patlayıcı maddeler, terör saldırılarında da pek çok kez karşımıza çıkmaktadır. Tahribat gücü yüksekliği ve ses getirme özelliği fazla olması sebebiyle patlayıcılar, terör örgütleri tarafından cazip bir araç haline gelmiştir. Tarih boyunca toplumun huzursuzluğu, ekonominin zarar görmesi, ülkelerin imajının zedelenmesi ve sosyal yaşantının sekteye uğratılması gibi sebeplerle pek çok saldırı gerçekleşmiştir. Patlama, çok yüksek yüklerin saniyenin binde birinde açığa çıkmasıyla oluşur. Patlama etkilerinin yeraltı tünellerinde meydana gelmesi durumunda zemin ortamında ve serbest zemin yüzeyinde nasıl sonuçlar ortaya çıkaracağı üzerinde çalışılması gereken önemli bir konudur. Bu çalışmada patlamanın yer altı yapısında meydana gelme senaryosu incelenmiştir. Analizlerde Sonlu Elemanlar Methoduna (SEM) dayalı analizler yapan Plaxis2D Dinamik yazılımı kullanılmıştır. Avrasya Tüneli tek katlı NATM tünel modeli kullanılmıştır. Zemin özellikleri jeolojik incelemeleri göz önünde bulundurularak parametrik çalışmanın bir parçası olarak seçilmiştir. Zemin ortamının mekanik davranışı değiştirilerek, zemin parametrelerinin patlama yükü altında dalga yayılımındaki soğurma ve yansıtma etkisi de araştırılmıştır. Seçilen dört farklı patlama yükü büyüklüğü için UFC-3-340-02’e göre kapalı alanda patlama yükü modelleri elde edilmiştir. Tünel derinliği değiştirilerek patlama etkilerinin serbest zemin yüzeyindeki titreşimler elde edilmiş ve davranış spektrum eğrileri oluşturularak yapısal etkileri de ortaya konmuştur. Analizler sonucunda aynı zemin ortamında patlamanın şiddeti arttıça serbest zemin yüzeyinde meydana gelen spektral ivme değerleri artmaktadır. Farklı zemin ortamlarında aynı patlama meydana geldiğinde gevşek zeminde meydana gelen ivmenin dalga boyu daha fazlayken sıkı zeminde ivmenin genliği daha fazladır. Patlamanın meydana geldiği derinlik azaldıkça zeminlerde yenilme ve stabilitede kararsızlıklar meydana gelmiştir. Yine derinlik azaldıkça patlamanın zemin içerisindeki hareket süresi azaladığından serbest zemin yüzeyine ulaşan ivme değerleri çok daha fazla olmuştur SUMMARY Today, in addition to being used legally, explosives are frequently encountered in terrorist attacks. Explosives have become an attractive tool by terrorist organizations due to their high destructive power and high sounding feature. Throughout history, many terrorist attacks have taken place to cause unrest to the society, damage the economy, damage the image of countries and disruption to social life. A blast occurs when very high loads are released in a thousandth of a second. The consequences of blast effects on the ground environment and free ground surface when they occur in underground tunnels is an important issue that needs to be studied. In this study, the scenario of explosion occurring in an underground structure is investigated. Plaxis2D Dynamics software, which performs analysis based on the Finite Element Method (FEM), was used in the analysis. Eurasia Tunnel single deck NATM tunnel model was used. Soil properties were selected as part of the parametric study considering geological investigations. By varying the mechanical behavior of the soil medium, the effect of soil parameters on the absorption and reflection of wave propagation under blast loading was also investigated. Indoor blast load models were obtained according to UFC-3-340-02 for four different selected blast load magnitudes. By varying the tunnel depth, the vibrations at the free ground surface of the blast effects were obtained and the structural effects were also revealed by creating behavior spectrum curves. As a result of the analysis, the spectral acceleration values on the free ground surface increase as the intensity of the explosion increases in the same ground environment. When the same explosion occurs in different soil environments, the wavelength of the acceleration occurring in loose soil is higher, while the amplitude of the acceleration is higher in tight soil. As the depth at which the blast occurred decreased, the soils failed and instabilities in stability occurred. Again, as the depth decreased, the acceleration values reaching the free ground surface were much higher as the movement time of the explosion in the ground decreased. İÇİNDEKİLER BEYAN ii TEŞEKKÜR i İÇİNDEKİLER ii KISALTMALAR iv SİMGELER v TABLOLAR LİSTESİ vii ŞEKİLLER LİSTESİ viii ÖZET xi SUMMARY …………………………………………………………...………….. xii BÖLÜM 1. GİRİŞ 1 1.1. Literatür Araştırması 5 1.2. Tezin Amacı 9 BÖLÜM 2. PATLAMA VE ÖZELLİKLERİ 10 2.1. Patlayıcı Türleri 12 2.1.1. Savunma amaçlı patlatıcılar 12 2.1.2. Sivil amaçlı patlayıcılar 13 2.2. Patlama Türleri 13 2.3. TNT Eşdeğerliği 15 2.4. Patlama Yükünün Modellenmesi 16 2.5. Serbest Patlama 16 2.5.1. Serbest hava patlama tasarımı 16 2.5.2. Hava patlaması tasarımı 18 2.5.3. Yüzey patlaması tasarımı 19 2.6. Kapalı (Sınırlı) Patlamalar 20 2.6.1. Kapalı patlama şok basıncı tasarımı 21 2.6.2. Kapalı patlama gaz basıncı tasarımı 22 BÖLÜM 3. TÜNEL-ZEMİN ETKİLEŞİM PROBLEMİNİN SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE ELE ALINMASI 23 3.1. Avrasya Tüneli 24 3.1.1. Model tasarımı 26 3.1.2. Tünel malzeme parametreleri 28 3.1.3. Zemin malzeme modeli 29 3.1.3.1. Doğrusal elastik malzeme modeli 29 3.1.3.2. Mohr-Coulomb malzeme modeli 29 3.2. Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) 32 3.2.1. Sonlu elemanlar yönteminde modelin doğrulanmasında etkili parametreler 33 3.2.1.1. Ayrıklaştırılmış zemin ortamı geometrisi 33 3.2.1.2. Sınır şartları ve geometrik sönüm 35 3.2.1.3. Malzeme sönümü 37 3.2.1.4. Sonlu eleman ağı (mesh) boyutunun etkisi 39 3.2.1.5. Sayısal doğruluğun sağlanması 41 BÖLÜM 4. ÇALIŞMA 43 4.1. Kapalı Patlama Tasarımı 43 4.1.1. Patlama yükünün modele etkitilmesi 48 4.2. Zemin modelleri mekanik özellikleri 49 4.3. Parametrik Analizler 50 4.3.1. Patlayıcı miktarlarının titreşim yayılımına etkisi 50 4.3.2. Zemin mekanik özelliklerinin titreşim yayılımına etkisi 56 4.3.3. Patlama derinliğinin titreşim yayılımına etkisi 64 BÖLÜM 5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER 82 5.1. Öneriler 85 KAYNAKLAR 86 |
