FBE- İnşaat Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Başlık ile FBE- İnşaat Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeAkarsularda Boyuna Dispersiyon Katsayısının Bulanık Mantık Yöntemi İle Belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Toprak, Z. Fuat ; Savcı, M. Emin ; Su Mühendisliği ; Hydraulics EngineerinAraştırmacılar dispersiyon olayını, ancak bazı kabuller altında dispersiyon katsayısını içeren diferansiyel denklemlerle ifade edegelmiştir. Akarsularda boyuna dispersiyon katsayısının belirlenmesi için geliştirilen denklemler de genellikle doğrusal olmayan regresyon analizine, istatistik metotlara veya benzeri kara kutu yaklaşımlarına dayanmaktadır. Bu çalışmada, akarsularda boyuna dispersiyon katsayısını tahmin edebilecek bulanık mantık esaslı bir model geliştirilmiştir. Model, otuzdan fazla akarsu üzerinde yapılan ölçümler sonucu elde edilen veri kümeleri esas alınarak geliştirilmiş ve test edilmiştir. Veri kümeleri, akımın, derinliği, genişliği, kesit ortalama ve kayma hızları ve boyuna dispersiyon katsayısını içermektedir. Sonuçlar, eldeki veriler ve altı araştırmacı tarafından önerilen yedi denklemin sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmada, maksimum, minimum, ortalama, standart sapma ile çarpıklık, değişim ve korelasyon katsayıları, ortalama karesel hata, ortalama karekök karesel hata, ortalama mutlak hata, ortalama mutlak rölatif hata ve kontur harita esas alınmıştır. Sonuçta bulanık modelin, diğer araştırmacılar tarafından önerilen yedi modelden daha gerçekçi sonuçlar verdiği ve güvenilir bir şekilde kullanılabildiği görülmüştür.
-
ÖgeAkarsulardaki Askı Maddesi Miktarının Kara Kutu Modeliyle Belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Alp, Murat ; Cığızoğlu, H. Kerem ; Su Mühendisliği ; Hydraulics EngineerinBu çalışmada, yapay sinir ağlarının iki farklı algoritması ile yağış, akım ve askı maddesi tahminleri yapılmıştır. En çok kullanılan yapay sinir ağı algoritması olan ileri beslemeli geriye yayınım metodu ve genelleştirilmiş regresyon sinir ağı yöntemiyle farklı mimariler kurularak elde edilen tahmin sonuçları klasik istatistik ve stokastik model sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. İki yapay sinir ağı yöntemiyle elde edilen akım ve yağış tahmin sonuçları otoregresif model ve regresyon analizi sonuçlarıyla kıyaslanmıştır. Karşılaştırma kriteri olarak ortalama kare hatası ve belirlilik katsayısı kullanılmıştır. Her iki yapay sinir ağı algoritmasıyla bulunan askı maddesi tahmin sonuçları ise katı madde anahtar eğrisi ve regresyon analizi tahminleri ile karşılaştırılmış, iki karşılaştırma kriterine ek olarak, hesaplanan toplam askı maddesi miktarı ile gözlenen toplam askı maddesi miktarı arasındaki farka da bakılmıştır. Yapılan karşılaştırmalarda yapay sinir ağı ile elde edilen tahmin sonuçlarının geleneksel metodlarla elde edilen tahmin sonuçlarına göre çok daha iyi olduğu görülmüştür.
-
ÖgeAkım Ve Dalga Koşulları Altında Denizaltı Pe Doğalgaz Borularının Davranışlarının Nümerik Ve Fiziksel Modellenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-09-26) Çalışkan, Uğur ; Avcı, İlhan ; 10054022 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringDoğal gazın çevreye zarar vermemesi ve sürdürülebilir sistemin önemli bir parçası olması sebebiyle şehirlerde kullanımında artış gözlenmektedir. Doğal gazın merkez noktalardan diğer noktalara transferi açısından görece ucuz ve kolay imal edilebilir bir çözüm bulunması ve uygun çözüm yöntemleri ile deniz ve benzeri doğal engellerin ötesine iletilebilmesi kritik bir öneme sahiptir. HDPE boru hatlarının bu tip uygulamalarda kullanılması tüm problemlere çözüm olabilecek niteliktedir. Denizaltı boru hatları ve bu hatların tasarım prensipleri hidrodinamik bilim dalı açısından son derece önemlidir. Bu tip mühendislik yapılarının tasarımında, boru hattının yapımında kullanılan boruların malzeme özellikleri, akım karakteristikleri ve yapı-akışkan etkileşimi tüm sistemin davranışının anlaşılması açısından anahtar bir öneme sahiptir. Bu çalışma içerisinde kullanılan boruların PE boru olması nedeniyle, tüm sistem mesnetlerden ankastre bağlanmış olan elastik boru sistemi olarak alınmıştır. Fiziksel laboratuvar modeli İstanbul Teknik Üniversitesi İnşaat Fakültesi Hidrolik laboratuvarı içerisinde hazırlanmış ve bu laboratuvar modelinde uzun süreli hidrodinamik testler yapılmıştır. Hidrodinamik yükleme testleri tamamlandıktan sonra, test sistemi uzerinden boru örnekleri alınarak akredite malzeme laboratuvarına gönderilmek suretiyle malzeme testleri yapılmış ve malzeme laboratuvarından gelen test sonuçları analiz edilmiştir. Prototip model, Kartal-Adalar Denizaltı Doğal Gaz boru hattı, uzun süreli performans kriterleri gözönünde bulundurularak analiz edilmiştir. Kartal-Adalar Doğal Gaz Boru hattı üzerinden 2 ayrı zaman diliminde boru örnekleri alınmıştır. Alınan bu örnekler malzeme laboratuvarına gönderilerek ilgili malzeme testleri yapılmıştır. Bu boru hattından alınan boru örneklerinin malzeme test sonucları incelenmiş ve bu örneklerin performansları değerlendirilmiştir. Sistemin nümerik (bilgisayar) modelleri ANSYS paket programının bileşenleri kullanılarak hazırlanmıştır. Akışkan modellemesi, CFD analizi ve diğer sistem bileşenlerinin modellenmesinde ilgili program bileşenleri (ANSYS Fluent ve diğer) ve çözüm elemanları, nümerik modelin hazırlanması ve çözülmesi aşamalarında kullanılmıştır. Bu çalışmanın sonucunda, boru hattı sisteminin temel özellikleri incelenmiş ve HDPE tipi malzemelerden imal edilen boruların akıntı ve dalga koşulları altındaki performansları değerlendirilmiştir. Bu konulara ek olarak HDPE boruların doğalgaz iletim boru hatlarının deniz altı geçişleri açısından performansları ve kullanılabilirlikleri değerlendirilmiştir.
-
ÖgeAnakaya Eğiminin Zemin Büyütmesine Etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-08-04) Zadeh, Hadı Khan Baba ; İyisan, Recep ; 10044303 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringDepremler sırasında yerel etkiler nedeniyle meydana gelen zemin büyütmesi yeryüzünde önemli hasarlara neden olmaktadır. Birçok durumda yerel etkiler ve zemin büyütmesi yatay ve düşey yönde yayılan kayma dalgası varsayımına dayanan tek boyutlu dinamik analizlerle hızlı ve kolay bir şekilde hesaplanabilmektedir. Ancak, gerçekte üç boyutlu yayılan bir dalganın yanal süreksizliklerden dolayı yüzey dalgalarının bir bölgede odaklanmasına yol açmasından dolayı, zemin büyütmesinin tek boyutlu analizlerle değerlendirilmesi her koşulda doğru bir yaklaşım olmamaktadır. Bu durumda iki boyutlu dinamik analiz gerekli olmaktadır. İki boyutlu zemin büyütmesi, zemin tabakaları arasındaki empedans farklılığı ve onların yanal süreksizliğinden kaynaklanan yüzey dalgaların bir aradaki etkisinden meydana gelmektedir. Bu araştırmada farklı anakaya eğimi ve zemin cinsinin jeolojik düzensizliklere sahip ovaların dinamik davranışına etkisinin anlaşılması için numerik bir çalışma yapılmıştır. Bu amaçla farklı anakaya eğimi ve zemin tabakalarından oluşan ovaların dinamik davranışı varsayımsal modeller üzerinde ve farklı deprem yükleri altında bir ve iki boyutlu dinamik analizler ile incelenmiştir. Modellerin yüzeyinde farklı noktalarda zemin büyütmesi ve şiddet faktörü bulunmuş, sonuçlar karşılaştırılmıştır. Dinamik analizler sonlu farklar yöntemi esaslı FLAC yazılımıyla yapılmıştır. Kullanılan anakaya ivmesi kayıtlarından zemin tabakalarının etkisinin kaldırılması için kayıtların sert tabakalar üzerinde alınmış olduğuna dikkat edilmiştir. İki boyutlu varsayımsal modellerin dinamik analizinin yanı sıra yatay yönde sınırlı ve eğimli anakaya sınırına sahip Dinar Ovası’nın sismik tepkisi de yapılmıştır. Bu araştırmanın sonucu iki boyutlu dalga yayılmasının etkin olduğu alüvyonel ovalar gibi yumuşak tabakaların dinamik davranışının anakaya eğimi ve zemin cinsinden etkilendiğini göstermektedir. Sonuçlar ovaların yüzeyinin farklı noktalarının farklı periyotlara duyarlı olduklarına işaret etmektedir. Etkilerin anakaya hareketinin kuvvetinin artmasıyla da devam ettiği görülmektedir. Ayrıca, tek ve tabakalı zeminlerden oluşan alüvyonel ovaların farklı özelliklere sahip anakaya hareketi etkisi altında gösterdikleri dinamik davranışının maksimum zemin büyütmesi ve rezonans periyodu açısından birbirinden farklı oldukları anlaşılmaktadır. Simetrik olmayan Dinar Ovası’nın iki boyutlu analizinden elde edilen sonuçlardan bu ovanın dinamik davranışının büyük ölçüde ikinci boyuttan etkilendiği ortaya çıkmaktadır.
-
ÖgeAtık malzemelerin drenaj sistemlerinde kullanım uygunluğunun deneysel olarak incelenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Bayın Sarıahmetoğlu, Ayşegül ; İyisan, Recep ; 671590 ; İnşaat MühendisliğiNüfus artışı ve teknolojinin hızlı gelişimi nedeni ile dünyadaki doğal kaynakların tüketimi her geçen gün artmakta ve bu hızlı tüketime bağlı olarak sınırlı olan doğal kaynaklar azalmaktadır. Doğal kaynakların hızla tüketilmesi, çevrenin tehlikeli bir biçimde bozulmasına neden olmaktadır. Bu tahribatın etkilerini azaltmak ve ortadan kaldırmak amacıyla, farklı endüstri kollarında, malzemelerin üretimi sırasında elde edilen yan ürün veya atıkların, inşaat mühendisliği uygulamalarında kullanılması ile ilgili çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Atık malzemeleri yeniden değerlendirerek kullanmak hem çevrede oluşacak problemleri en aza indirmekte, hem de bu atıkların tekrardan kullanılması ile sürdürülebilir yönetim sistemine katkıda bulunulmaktadır. Ayrıca, bu atık malzemelerin, sürdürülebilir ilkeler çerçevesinde tekrardan kullanılması ile ülke ekonomisi için de birçok fayda sağlamaktadır. Geçmişten günümüze inşaat sektöründe, inşaat/yıkım (C&D) ve demir çelik sektörü atık malzemelerin kullanımı ile ilgili çalışmalar devam etmektedir. Halihazırda, atık malzemelerin çimento ve beton üretiminde, yapı malzemelerinin yapımında, baraj, otoyol ve nükleer santrallerin inşasında, zemin iyileştirilmesi gibi geoteknik mühendisliği uygulamalarında kullanımına yönelik araştırmalar yapılmaktadır. Son yıllarda ise, endüstriyel atıkların yol inşasında değerlendirilmesi için yapılan çalışmalar yaygınlaşmış, araştırma sonuçları yol yapımında kullanılan bazı atık malzemeler ile yolların bazı özelliklerinin iyileştirilmesinin mümkün olduğunu göstermiştir. Yolların servis ömrü boyunca etkin bir şekilde kullanılabilmesi için yer altı ve yer üstü sularının yol gövdesine zarar vermeden uzaklaştırılmasını sağlayan drenaj sistemlerinin düzgün çalışması önemlidir. Yol yapımında karşılaşılan stabilite, deformasyon ve taşıma gücü problemleri çoğunlukla yetersiz drenaj çalışmalarından kaynaklanmaktadır. Bu çalışmada, başta yol altı drenaj sistemlerin teşkilinde kullanılabilinecek, atık agregaların filtrasyon performansı incelenmiştir. Deneylerde, inşaat/yıkım (C&D) atıklarından asfalt atık malzemesi (RAP), geri kazanılmış beton malzemesi (RCA), demir-çelik sektörü atık malzemesi olan çelik cürufu (SS) ve doğal agregalar (DA) kullanılmıştır. Çalışmada farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip atık malzemeler ile birlikte, örgüsüz geotekstil malzeme kullanılarak oluşturulan drenaj sisteminin uzun süreli filtrasyon davranışı incelenmiştir. Farklı agrega türü ve örgüsüz geotekstilden oluşan drenaj sisteminin zamana bağlı filtrasyon davranışının belirlenmesi için ASTM D 5101 standartında tanımlanan uzun süreli filtrasyon deney sistemi, geliştirilerek imalatı yaptırılmıştır. İmalatı yaptırılmış olan, geliştirilmiş uzun süreli filtrasyon deneyi düzeneğinde agrega-geotekstil sistemlerinin uzun süreli filtrasyon deneyleri (LFT) yapılmıştır. Uzun süreli filtrasyon deneyleri ile atık malzeme–geotekstil sisteminde oluşabilecek potansiyel tıkanma mekanizmaları, zaman ve akış yönüne bağlı olarak malzeme dane çapı dağılımındaki değişimler belirlenmiştir. Deneylerde kullanılmış olan geotekstilin filtreleme ve tıkanma performansını belirlemek için optik görüntülemede yapılmıştır. Ayrıca bu tez çalışmasında, uzun süreli filtrasyon deneyleri ile özellikle yol altı drenaj sistemlerinin teşkilinde kullanılacak olan doğal filtre malzemeleri yerine geri kazanılmış asfalt, geri kazanılmış beton ve çelik cürufu gibi farklı atık malzemenin kullanılabilirliğini belirlemek amaçlanmıştır. Yol altı drenaj sistemlerinde atık malzemelerinin kullanılabilineceğinin deneysel olarak tespiti ile geoteknik mühendisliği proje ve uygulamalarında, düşük maliyetli, sürdürülebilirliği destekleyen projelerin üretilmesine, katkı sağlamak amaçlanmıştır. Değişik hidrolik eğimler altında gerçekleştirilen uzun süreli filtrasyon deneylerinde agrega-geotekstil sisteminin tıkanma performansını tanımlayacak olan hidrolik eğim oranı (GR) ve geçirimlilik oranı (KR) değerleri belirlenmiştir. Tez çalışmasında, atık malzemelerin filtrasyon performansının karşılaştırılması amacı ile iki farklı tesisten elde edilmiş doğal agrega da (DA) kullanılmıştır. Geotekstil olarak tıkanma açısından en olumsuz durumu sağlayacak gözenek açıklığına sahip olan bir örgüsüz geotekstil tercih edilmiştir. Geliştirilerek imalatı yaptırılmış olan uzun süreli filtrasyon deney sistemi kullanılarak yapılan deneyler sonucunda, geri kazanılmış asfalt malzemenin performansının doğal agrega sonuçları ile yeterli seviyede karşılaştırılabilir olduğu anlaşılmıştır. Buna ek olarak, içeriğindeki bitüm malzeme oranı kontrol edildiği takdirde filtrasyon özellikleri bakımından yol altı drenaj sistemlerinde agrega olarak kullanılabilineceği düşünülmektedir. Ayrıca, geri kazanılmış beton malzemenin performansının doğal agrega malzemenin performansına daha benzer olduğu anlaşılmıştır. Geliştirilmiş ASTM D 5101 deney sistemi kullanılarak yapılan deneyler sonucunda, çelik cürufu malzemenin performansının, doğal agrega malzemenin performansı ile kıyaslandığında tıkanma açısından geri kazanılmış asfalt malzemeden daha iyi, geri kazanılmış betondan daha kötü performans sergilediği anlaşılmıştır. Geotekstil malzeme üzerinde yapılan optik görüntülemede de tıkanık bölgeler ve tıkanma derecesi mikrofotoğraflar ile belirlenmiştir.
-
ÖgeBarajlarda Güvenilirlik Ve Dolusavak Boyutlarının Risk Düzeyine Etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Yenigün, Kasım ; Erkek, Cevat ; Su Mühendisliği ; Water EngineeringStokastik özellik gösteren hidrolojik verilerden hareketle projelendirilen ve pek çok amacın göz önünde bulundurulduğu barajlarda, zaman zaman yetersizlikler görüldüğü, yıkılma veya devre dışı kalma şeklinde olumsuzluklarla karşılaşıldığı bir gerçektir. Mühendislik çalışmalarında bir yandan dikkatli projelendirme, kaliteli imalat ve optimal işletme gibi konulara ağırlık verilirken bir yandan da barajlar için risk oluşturan konuların belirlenmesi ve bunlara karşı nasıl hazırlıklı olunacağı konusu önem kazanmıştır. Bu çalışma çerçevesinde; Bölüm 1’de genel anlamıyla baraj mühendisliğinde güvenlik değerlendirmelerinin önemi, yapılması gereken risk analizi ve rehabilitasyon çalışmalarının amacı ve düzeni açıklanmıştır. Bölüm 2’de güvenlik kavramı üzerinde durulmuş, barajları etkileyen yetersizlik faktörleri incelenerek bunlar içerisinde dolusavak güvenliği ve kapasitesinin önemi irdelenmiştir. Literatür çalışmaları sonucunda dolusavak taşkın riskinin baraj için öncelikli öneme sahip olduğu belirlenmiştir. Bölüm 3’te risk kavramı ele alınmış, risk mühendisliğine genel bir yaklaşımla girilerek risk analizinin faydaları belirtilmiş ve bazı uygulamalarından söz edilerek risk değerlendirmeleri için hedefler ve sınırlar vurgulanmıştır. Bölüm 4’te günümüzde geçerli risk hesaplama yöntemleri ele alınmış ve karşılaştırılmıştır. Bunlar içerisinde öne çıkan birinci derece ikincil moment yöntemleri üzerinde durulmuş ve ayrıntılı incelenmiştir. Bölüm 5’te mevcut (veya planlanan, veya inşa halindeki) barajlarda dolusavakların gözlenmiş taşkın değerleri karşısındaki güvenlik düzeylerinin belirlenmesi ve ortaya çıkabilecek bir riskten hareketle, bilinmesi gereken rehabilitasyon değerlerini belirlemek ve teknik ve mali analize hazır veri oluşturmak amacıyla JAVA ortamında (BARAJ_RİSK) programı geliştirilmiştir. Bölüm 6’da geliştirilen BARAJ_RİSK programı kullanılarak Hancağız, Hacıhıdır, Kürtün, Manavgat, Çatalan ve Oymapınar barajları için risk analizi yapılmış ve riskli bulunan barajlar için boyut rehabilitasyonu için uygun değerler elde edilmiştir. Aynı bölümde, farklı dolusavak boyutları ve hazne sönümleme faktörleri için riskin değişimini gösteren tablo ve grafikler verilmiştir. Bunlar içinde, dolusavaklar için boyut bakımından risksiz bölgenin gösterilmesi ve hazne sönümleme faktörünün değişiminin riske etkisi anlamlı bulunmuştur. Bölüm 7’de bu çalışmadan elde edilen sonuçlar değerlendirilmiş, hazırlanan bilgisayar programının özellikleri ve yapılan uygulamaların sonuçları, risk değerlendirmeleri kapsamında irdelenmiştir.
-
ÖgeBeton Gürültü Bariyerleri İçin Ses Yutucu Perlit Esaslı Kaplama Tasarımı Yapılarak Fiziksel Performansının Ve Maliyetinin Araştırılması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-01-26) Çalış, Metehan ; Öztürk, Zübeyde ; 10060550 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringBu tez çalışmasında; karayolu trafiği kaynaklı çevresel gürültü ile mücadele yöntemlerinden biri olan gürültü bariyerlerinde ses yutuculuğun arttırılması amacı ile özellikle beton bariyerler üzerinde uygulanabilecek olan perlit esaslı bir kaplamanın tasarlanması, fiziksel ve akustik özelliklerinin deneysel olarak belirlenmesi ve maliyetleri açısından değerlendirilmesi yapılmaktadır. Önerilen kaplama, Türkiye’de önemli miktarda rezervi bulunan perlitin sanayide yaygın kullanım şekli olan patlatılmış formunun 1200°C gibi yüksek bir sıcaklıkta belirli bir süre ile bekletilerek camsılaştırılması ile elde edilmektedir. Bu ısıl işlem sürecinde patlamış perlit parçacıkları aralarında boşluklar kalacak şekilde birbine kenetlenmekte ve büzülerek hacim kaybetmekte, soğutulduktan sonra ile gözenekli narin bir yapı oluşmaktadır. Patlatılmış perlitin bu işlemler sonrasındaki gözenekli yapısı, akustik ses yutuculuğa sahip birçok ürün ile benzer bir yapıda olduğundan, bu kaplamanın ses yutucu malzeme olarak ulaşım gürültüsü ile mücadelede kullanılabileceği düşünülmüştür. Boşluk yapısı ve narinliği sebebi ile bu halde direkt bariyer levhası uygulamaya elverişli olmayacağından, perlitli kaplama ek olarak sert bir destek yapısı gerekmektedir. Bunun için mevcut betonarme bariyerlere uygulanması bir yapıştırıcı vasıtası ile olmaktadır. Çalışmada kaplama ile yapısal uyumluluk açısından perlit esaslı sıva harcı kullanılmıştır. Akustik ses yutum performansı açısından değerlendirildiğinde perlitli kaplama, EN 1793-1 standardına göre, piyasada yaygın olarak kullanılan birçok gürültü bariyeri gibi A2 (DLα 4,95 dB) sınıfında yer almaktadır. Genel olarak kullanılan ses yutum katsayısı değeri ise yaklaşık NRC 0,3 olarak belirlenmiştir. Alternatif gürültü bariyer malzemelerinin yutuculukları incelenerek, kaplama için elde edilen akustik ses yutum değeri ile karşılaştırılmıştır. Perlitli kaplamanın sağlayacağı gürültü azaltım değerini belirleyebilmek için Datakustik firmasına ait ve Avrupa Birliği Komisyonu tarafından sonuçları Birlik Ülkelerinde geçerli kabul edilen CadnaA adlı gürültü haritalama yazılımı vasıtasıyla örnek bir alanda modelleme işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu modellemeden elde edilen sonuçlara göre, mevzuatta verilen limitler üzerinde gürültüye maruz kalan kişi sayıları arasında mevcut bir bariyer üzerine perlit kaplama uygulanması durumunda %10 civarında bir azalma meydana gelmektedir. Bunu toplam aşırı rahatsız ve rahatsız kişi sayısı olarak ele aldığımızda gürültüden rahatsız olunan gürültü seviyelerinin, mevzuat gürültü limitlerinden farklı olmasından dolayı %5 civarında bir fark görülmektedir. Tezin devamında elde edilen gürültü seviyesindeki azalma ve gürültüden etkilenen kişi sayısındaki azalma miktarı ekonomik bir fayda olarak ele alınıp, bariyerin inşa maliyeti ve işletme maliyetleri ile karşılaştırılarak perlitli kaplamanın, belli kabuller altında, 50 yıllık yapı ömrü ile inşa edilmesinin ekonomik olup olmayacağı araştırılmıştır. Ayrıca Duyarlılık Analizi yapılarak kabul değişkenlerinin elde edilen sonuçlara ne kadar etkisi olduğu incelenmiştir. Yapılan çalışmada elde edilen fiziksel, akustik ve ekonomik analiz değerlendirme sonuçları; laboratuvar ortamında geliştirilen perlit esaslı kaplamanın trafik gürültüsü ile mücadelede kullanılmasının mümkün olduğunu göstermektedir. Ancak perlitli kaplama üretiminin, kullanım alanlarının yaygınlaştırılması ve yangına dayanım davranışı gibi konularda daha fazla geliştirme ve araştırmaya ihtiyaç vardır.
-
ÖgeBetonarme Perdeli Sistemlerin İtme Analizi İçin Yeni Bir Sonlu Eleman(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-10-27) Ormancı, Delal Doğru ; Saygun, Ahmet Işın ; 10091456 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringBu tezde, betonarme perdelerin anizotropik malzeme davranışı esas alınarak çözümlendiği bir sonlu eleman geliştirilmiştir. Çözümde sonlu elemanın, kesitte çekme veya basınç bölgesinde kalmış olmasına göre, farklı eleman rijitlik matrisleri kullanılmıştır. Betonarme perde modelinin yatay yükler altında doğrusal olmayan davranışı incelenmiştir. Bu davranış çubuk sistemlerdeki plastik mafsal hipotezinin benzeri olarak, düğüm noktaları arasında sonlu elemanın doğrusal elastik davrandığı, plastik şekil değiştirmelerin düşey plastik yerdeğiştirmeler olarak düğüm noktalarında toplandığı kabulü ile tanımlanmıştır. Bu kabule göre betonarme perdede plastikleşme, düşey doğrultudaki birim şekil değiştirmenin, elastik şekil değiştirme sınırına erişmesi ile gerçekleşir. Sonlu elemanın tanımında perdenin sadece kat hizalarında bölünmesinin çözüm için yeterli olduğu yer değiştirme fonksiyonları seçilmiştir. Çalışmada elde edilen sonuçlar farklı bir bilgisayar programı ile elde edilen çözümler ve deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Sekiz bölümden oluşan bu çalışmanın, birinci bölümünde; konu ile ilgili daha önce yapılan çalışmalar anlatılmış, tez konusunun amacı ve kapsamı kısaca özetlenmiştir. İkinci bölümde; beton ve donatının malzeme özellikleri tanımlanarak, geliştirilen sonlu eleman için yapılan malzeme ve şekildeğiştirme kabulleri anlatılmıştır. Çekme bölgesinde hesaplarda sadece çeliğin birim şekildeğiştirme değeri dikkate alınırken basınç bölgesinde hem çeliğin hem betonun birim kısalma değerleri gözönünde bulundurularak hesaplanan eşdeğer şekildeğiştirme değerinin elde edilme yöntemi anlatılmıştır. Betonda çatlak oluşmadan önce ve çatlak oluştuktan sonra hesaplarda kullanılacak kesit zoru şekildeğiştirme bağıntılarının tanımı yapılmıştır. Üçüncü bölümde; geliştirilen sonlu elemanın eksen takımı, düğüm noktası sayısı, her düğüm noktasında kabul edilen yerdeğiştirme serbestlikleri tanımlanmış, 22 adet yerdeğiştirme serbestliğine bağlı olarak seçilen yerdeğiştirme fonksiyonları ve bu fonksiyonların oluşturulmasında kullanılan yardımcı fonksiyonlar verilmiştir. Şekildeğiştirme, gerilme ve malzeme rijitlik matrisleri ile virtüel iş teoreminden yararlanarak hesaplanan eleman rijitlik matrisleri tanımlanmıştır. Dördüncü bölümde; perde sonlu elemanın elastoplastik davranışı tanımlanmış ve yük artım yönteminin prensipleri açıklanmıştır. Yük artımı ile elemanın köşe noktalarındaki düşey şekildeğiştirme bileşeninin çekme şekildeğiştirme sınırına veya akma şekildeğiştirme sınırına ulaştığı yük parametresi katsayısı hesaplanır ve bu iki değerden küçük olan yük artımında kullanılacak yük parametresi değeri olarak alınır. Perde eleman düğüm noktalarının düşey şekildeğiştirmesinin basınçtan çekmeye geçmesi durumunda sistem rijitlik matrisi yenilenerek çözüm tekrarlanır, düğüm noktasında akma oluşması durumunda ise sistem rijitlik matrisine eklenen bir satır ve bir sütun ile bilinmeyenler bulunur. Plastik mafsal hipotezinin benzeri olarak geliştirilen teori bu bölümde detaylı olarak açıklanmaktadır. Beşinci bölümde; perdelerin birbirine bağ kirişlerle bağlı olduğu veya perdelerle birlikte çerçevelerin bulunduğu sistemlerdeki çubuk elemanların uç serbestlik, eleman rijitlik ve gerilme matrislerinin oluşturulması anlatılmakta, bu sistemlerdeki yatay yük parametresi değerinin hesabı kısaca özetlenmektedir. Altıncı bölümde; geliştirilen bilgisayar programının yapısı ve çalışma düzeni anlatılmış, perde sonlu elemanın elastoplastik hesabının betonarme malzeme davranışı gözönüne alınarak yapılabilmesi için lineer hesap yapan ana programa ilave edilen alt programlar ELFIN11, PLAS1, PLAS2, PLAS3 ve SPLAS olarak özetlenmiştir. ELFIN11'de perde eleman için hem basınç hem çekme elemanı eleman rijitlik matrisleri oluşturularak saklanır. PLAS1'de yük artımı ile elemanın basınçtan çekmeye geçme durumu veya düğüm noktalarında akma oluşma durumu değerlendirilir. 1. durumun gerçekleşmesi halinde sistem rijitlik matrisinin yeniden oluşturulduğu SPLAS'a, 2. durumun gerçekleşmesi halinde akma oluşan noktanın düşey yerdeğiştirmesinin denge denklemlerinin çözümünde dikkate alındığı PLAS2 alt programına dallanma olur. PLAS3 alt programında ise eleman kesit zorları elde edilmektedir. Yedinci bölümde; geliştirilen bilgisayar programı ile betonarme perdeli sistemlerin yatay yükler altındaki davranışının incelendiği örnekler anlatılmaktadır. Bu örneklerin SAP2000 bilgisayar programı ile çözümlenmesi ve her iki programdan elde edilen yatay yük tepe yerdeğiştirmesi eğrilerinin karşılaştırılmasına yer verilmiştir. Daha önce yatay yükler altındaki davranışın deneysel olarak çalışıldığı perde numuneleri, geliştirilen program ile modellenmiş ve deney sonuçları ile hesap sonuçlarının birbiri ile uyumlu olduğu görülmüştür. Sekizinci bölümde; sonuçlar irdelenmiş, ileriye dönük olarak yapılacak çalışmalar açıklanmıştır.
-
ÖgeBeyşehir Gölünün Hidrodinamik Modellemesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-01-05) Mercan, Dilek Eren ; Kabdaşlı, Sedat ; Su Mühendisliği ; Hydraulics EngineerinBu çalışmada, Beyşehir Gölü’nün hidrodinamik modeli, ısı ve su dengesi kurulmuştur. Kurulan üç boyutlu hidrodinamik model; i)on yıllık kesintisiz bir dönem (1992-2001 su yılı), ii) en kurak bir yıllık dönem (2001 su yılı), iii) en sulak bir yıllık dönem (1996 su yılı), iv) ortalama bir yıllık dönem (1998 su yılı) olmak üzere dört ayrı durum için çalıştırılmıştır. Modelleme çalışmasında; DSİ’den meteoroloji, hidroloji ve batimetri verileri, EİE’den hidrolojik ve DMİ’den de meteorolojik veriler günlük olarak temin edilmiştir. Modele girdi olarak; rüzgar hızı, rüzgar yönü, kısa dalga radyasyonu, hava sıcaklığı, bulutluluk, nemlilik, hava basıncı, yağış, giriş / çıkış debileri günlük bazda ve gölün batimetrisi dijital olarak girilmiştir. Kurulan model yardımıyla, göldeki su hareketi ve bu su hareketlerine etki eden parametreler belirlenmiştir. Ayrıca gölde modellenen hidrodinamik olayların yıldan yıla değişimi ve gidişatı özetlenmiştir. Göl yönetiminde kısa dönemlere bakılması ekonomik ve daha basit olmasına rağmen döngüler gözönüne alındığında değişik hatalara sebep olmaktadır. Bu yüzden uzun döneme bakılarak yapılan modelleme ve göl yönetimi kısa döneme nazaran daha başarılı ve gerçekçi olmaktadır. Bu çalışmada uzun süreli modelleme kullanılmasıyla göl yönetimine yeni bir bakış açısı getirilmiştir. Ek A’da model sonuçlarını göstermek amacıyla simülasyon dosyaları ve bu dosyaların çalıştırılabilmesi için ücretsiz olan “quick time player” (iTunesSetup.exe) programının kurulum dosyası da eklenmiştir.
-
ÖgeBurulmalı Kesme Deney Aleti İle Zeminlerin Dinamik Davranış Özelliklerinin Belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Altun, Selim ; Ansal, Atilla M. ; Geoteknik Mühendisliği ; GeotechnicsÖzellikle suya doygun gevşek kumların tekrarlı yükler altında ortaya koydukları deformasyon yumuşaması ile beraber mukavemetlerini hızla kaybetme özellikleri bu tür zeminleri diğerlerinden oldukça farklı kılmaktadır. Bu çalışmada burulmalı kesme deney aleti ile suya doygun kumların ve siltli zeminlerin değişik fiziksel özellikler ve deneysel koşullar altında gerilme–şekil değiştirme ve mukavemet özelliklerindeki değişimler incelenmiştir. Drenajsız koşullarda ve gerilme kontrollü olarak gerçekleştirilen deneylerde kumların ve siltli zeminlerin tekrarlı yükler altında dinamik gerilme–şekil değiştirme ve mukavemet özelliklerine çevre basıncı, rölatif sıkılık, başlangıçtaki gerilme durumu gibi bazı faktörlerin etkisi araştırılmıştır. Çalışmanın devamında tekrarlı yükler altında zeminde oluşan ilave boşluk suyu basıncının gelişim şekli ile kalıcı ve toplam şekil değiştirmelerin karşılaştırılması yapılmıştır. Ayrıca asal eksen yönlerinin sürekli döngüsünün gerçekleştiği durumda zeminin mukavemet özelliklerinin bir miktar etkilendiği saptanmıştır.
-
ÖgeCoriolis İvmesinin Ve Hazne Çıkış Seviyesinin Haznelerdeki Dalmış Akıma Etkilerinin Matematik Modelle İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Üneş, Fatih ; Ağıralioğlu, Necati ; Su Mühendisliği ; Hydraulics EngineerinHazneye giren su ile haznedeki su arasındaki yoğunluk farkı sıcaklık farklılığından veya farklı konsantrasyonlardan oluştuğu kabul edilmektedir. Bu çalışmada sıcaklık farklılığından oluşan yoğunluk akımları incelenmiştir. Bu tip akımların anlaşılması, su kalitesi modellemesinde, haznedeki sedimantasyon çalışmaları, karışım analizi çalışmaları ve haznedeki canlı hayata bakış açısından önemlidir. Bu çalışmada, eğimli tabanlı bir haznede Coriolis kuvvetlerinin etkileri, iki boyutlu matematik model kullanılarak araştırılmaktadır. Buna ilavetende, hazneden çıkış seviyesi ve sayısının etkileri de bu tezde araştırılmıştır. Bu amaçla, Coriolis kuvvetlerini de içeren olayı yöneten temel denklemler çıkartılmıştır. Bu denklemler hazne akımının başlangıç ve sınır şartları için çözülmüştür. Akım alanında oluşan hızlar , sıcaklıklar, karışım oranları, dalma noktaları ve dalma derinlikleri, kontrol hacim kavramı ve sonlu farklar metodu kullanılarak Fluent 5.3 programı ile belirlenmiştir. Elde edilen matematik model sonuçları, daha önceki matematik modeller ve deneysel çalışmalar ile karşılaştırılmış ve boyutsuz formda grafik olarak değerlendirilmiştir.
-
ÖgeDalga Enerjisi Tahmini Ve Stokastik Modelleme(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-01-04) Özger, Mehmet ; Şen, Zekai ; Su Mühendisliği ; Hydraulics EngineerinDünyada hızla artan enerji kullanımı insanları yeni enerji kaynakları arayışlarına itmiştir. Bir yandan da fosil yakıtlardan dolayı meydana gelen hava kirliliği ve bunun sonucu iklim değişimi senaryolarından günümüzde sıkça bahsedilmektedir. Yeni enerji kaynaklarından sürdürülebilir ve çevresel etkilerinin en az olması nedeni ile temiz enerji kaynakları dünyada büyük bir ilgi görmektedir. Dalga enerjisi temiz enerji kaynaklarının bir türü olarak daha yeni yeni gelişmektedir. Bu tezde yenilenebilir enerji kaynağı olan dalga enerjisi dalga karakteristikleri ve güvenilirliği bakımından incelenmiştir. Tez bölümleri aşağıdaki şekilde organize edilmiştir. Birinci bölümde temiz enerji kaynakları incelenmiştir. Bunlar güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, hidroelektrik enerji ve dalga enerjisidir. İkinci bölümde dalga karakteristikleri incelenmiştir. Dalga enerji spektrumunun özellikleri ve buradan çeşitli dalga parametrelerinin nasıl elde edilebileceği konuları işlenmiştir. Ham dalga kayıtlarından enerji spektrumuna geçiş irdelenmiştir. Ayrıca literatürde var olan çeşitli dalga enerji spektrumları sunulmuştur. Bir dalga enerjisi dönüştürücüsünün verimliliğinin belirlenmesi çalışmalarında atılacak ilk adım, o bölgedeki mevcut dalga enerjisi potansiyelini değerlendirmektir. Dalga enerjisine rüzgarın dolaylı yoldan olmak üzere dalga yüksekliği ve periyoduna doğrudan etkisi vardır. Deniz şartlarında bu iki değişken belirli bir ortalama etrafında salınım yapmaktadır. Literatürde bulunan mevcut dalga enerjisi hesaplama yöntemleri Üçüncü bölümde karşılaştırılmıştır. Çalışma bölgesine ait eş dalga enerjisi haritası hazırlanmıştır. Dalga enerjisinin tahmini için belirgin dalga yüksekliği ve ortalama dalga periyodu iki önemli değişkendir. Bu iki değişken aslında feç uzunluğu, rüzgar esme süresi ve rüzgar hızına bağlı olarak değerler almaktadır. Belirli bir feç mesafesi boyunca ve belirli bir süre zarfında sabit bir hızda esen rüzgarın ortaya çıkardığı dalga yüksekliği ve periyodunu tahmin etmek için bir çok yaklaşım geliştirilmiştir. Dördüncü bölümde ilk defa üçlü diyagram modeli yardımıyla rüzgar hızı, feç mesafesi ve esme süresi gibi büyüklüklerden dalga yüksekliği ve periyodu tahmin edilmeye çalışılacaktır. Daha sonra bu tahminler kullanılarak dalga enerji miktarları elde edilecektir. Dalga yüksekliği ve periyodu tahminleri literatürde mevcut bulunan JONSWAP formülleri ile karşılaştırılmıştır. Önerilen yöntemin dalga karakteristiklerini tahmin etmekte klasik formüle göre daha iyi olduğu çeşitli grafik ve nümerik gösterim şekilleri ile ortaya konulmuştur. Dalga enerjisi üretimi o bölgedeki dalga iklimiyle yakından ilgilidir. Enerji üretimi açısından riskli durum, denizde meydana gelen dalgaların enerji üretimi için yetersiz kalmasıdır. Tüm bunların uzun dönemde incelenmesi için risk analizlerinin yapılması gerekmektedir. Beşinci bölümde, üretilecek enerjinin belli bir eşik değerine göre tekerrür aralığı ve risk durumu belirlenecektir. Bu analizler serilerin iç bağımlı olduğu veya olmadığı durumlar için farklı değerler almaktadır. İç bağımlılık varken, olmadığı kabulü yapılırsa, gerçek değerlerden oldukça büyük sapmaların olacağı açıktır. İç bağımlılık özellikle mühendislik yapılarının planlanmasında en önemli parametreler arasındadır. Bu bölümde hesaplamalar için otoran analizi kullanılmıştır. Dalga parametrelerinin tekerrür aralığı ve risk analizleri bağımlı ve bağımsız durum için ayrı ayrı hesaplanarak karşılaştırılmıştır.
-
ÖgeDalgacık Dönüşümü Tekniği Kullanılarak Akım Serilerinin Modellenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Küçük, Murat ; Ağıralioğlu, Necati ; Su Mühendisliği ; Hydraulics EngineerinTabi olaylar kararsız yapılarına rağmen, aslında içlerinde farklı zamanlarda oluşmuş bir çok periyodik bileşen barındırırlar. Dalgacık dönüşümü tekniği son yirmi yıldır kullanılmakta ve özellikle yer bilimleri sahasındaki bir çok ölçüm serisinin analizinde eski tekniklere göre iyi sonuçlar vermektedir. Kararsız seriler olarak akım serilerinin analizi, su kaynakları sistemlerinin planlaması ve tasarımında büyük rol oynar. Bu çalışmada ilk defa nehir akımlarının modellenmesinde dalgacık dönüşümü teknikleri uygulanmıştır. Tez çalışmasında, istasyonlar arası akım tahminlerinde kullanılan regresyon modelinde ki ölçüm serileri yerine ayrık dalgacık dönüşümünden elde edilen bileşenler kullanılarak yüksek başarımlı bir teknik ortaya konulmuştur. Kullanılan teknik farklı iklim koşullarına sahip iki ayrı bölgeye uygulanmıştır. Sonuçlar hata ve enerji değerlerine göre karşılaştırılmıştır. Çalışmada akım serilerinin modellenmesinde de yine ayrık dalgacık dönüşümü sonucunda elde edilen bileşenlerden uygun olanları kullanılarak zaman serisi modellemesi yapılmış ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Zaman serileri öncelikle Fourier, kısa süreli Fourier, sürekli dalgacık dönüşümü ve global dalgacık spektrumu yardımıyla analiz edilmiştir. Daha sonra farklı dalgacık dönüşümü bileşenleri kullanılarak bir çok model oluşturulmuştur. Sonuçlar farklı hata kriterleri ile test edilmiştir. Sonuç olarak ilk defa bu çalışmada dalgacık dönüşümü tekniği, akarsu akım modellemelerinde kullanılmış ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir.
-
ÖgeDane Dağılımı, İnce Dane Oranı Ve Silt Dane Şekil Özelliklerinin Kumdaki Statik Sıvılaşma Davranışına Etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016-08-18) Etminan, Ehsan ; Şenol, Aykut ; 10122487 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringZemin sıvılaşması, geoteknik mühendisliğinin en önemli olgularından biri olup, çeşitli dinamik veya statik yükler neticesinde, özellikle kumlu zeminlerde, çeşitli problemlere yol açabilmektedir. Zemin sıvılaşması modern geoteknik mühendisliğinin son elli yılı gözönüne alındığında en çok merak edilen ve araştırılan konulardan birisi olma özelliğini halen korumaktadır. Bunun en önemli sebebi; ister statik ister dinamik yükler etkisinde gerçekleşsin, sıvılaşmanın sonuçlarının çoğu zaman, ekonomik ve sosyal anlamda önemli kayıplara neden olmasıdır. Bu sebeple, özellikle silt ve kil gibi ince dane içeren kumlu zeminlerin, sıvılaşma davranışı laboratuvar ortamında, ince dane içeriği, plastisite vb... gibi çeşitli parametreler kontrol altında tutularak incelenmeye devam edilmektedir. Her ne kadar SPT, CPT ve kuyu yöntemi kullanarak, kayma dalgası hızı belirleme gibi arazi deneyleri ile sismik yükler altında sıvılaşma potansiyeli tahmini yapılabilse de, statik yükler altında sıvılaşma potansiyelinin belirlenmesi için benzer arazi deneylerine dayanan bir yöntem bulunmamaktadır. Bu sebeple kumlu zeminlerden oluşan setler, dolgular, kıyı ve liman zeminleri, sualtı şevleri ve hidrolik dolgular vb... gibi mühendislik yapılarının statik yükler altında sıvılaşma potansiyellerinin belirlenmesi için drenajsız üç eksenli basınç deneyi yapılması gerekmektedir. Başlangıçta sıvılaşma vakalarının, kumlu zeminde meydana geldiğini kabul ederek, araştırmacılar laboratuvarda bu tür zeminlerin davranışlarını belirlemek üzere çeşitli deneyler yapmışlardır. Ancak, saha çalışmaları ve vaka analizleri, sıvılaşabilen suya doygun gevşek kumlu zeminin bir çoğunun çeşitli oranlarda silt muhteva ettiğini göstermiştir. Bu gözlemler sonucu, çeşitli parametrelerin kontrol edilmesine dayanan laboratuvar çalışmaları hız kazanmış ve geoteknik literatüründe, özellikle gerilme koşulları, numunelerin hazırlanması ve ince dane oranının sıvılaşma davranışına nasıl etki ettiği sorgulanmıştır. Araştırmacıların amacı, söz konusu gerçek arazi gerilme koşullarını, laboratuvar ortamında gerçekleştirmek olmuştur. Ayrıca, kohezyonsuz zeminlerden örselenmemiş numune almak çok kolay olmadığından dolayı, laboratuvarlarda hazırlanan numunelerin, arazi koşullarını ne derece temsil ettiği diğer bir araştırma konusudur. Farklı araştırmacılar tarafından önerilen numune hazırlama yöntemlerinin avantaj ve dezavantajlarını gözönüne alarak, siltli-kum zemin için kuru huni yöntemi ile hazırlanmıştır. Geotenik literatüründe, temiz kumun dane dağılımının ve şekil özellikerinin, sıvlaşma davranışına etkileri, çok az sayıda bilimadamı tarafından araştırılmıştır. Buna rağmen, kumun içinde bir miktar silt olduğunda, dane dağılımının, sıvılaşma sırasında nasıl etkilendiği çok az bilinmekteydi. Ayrıca siltin dane şekil özelliklerinin siltli kumun drenajsız kayma mukavemetine ve sıvılaşma davranışına etkileri bilinemiyordu. Bu araştırmanın amacı, çeşitli faktörlerin, siltli kumun statik yükler altında sıvılaşma potansiyeline etkilerini incelemektir. Bu faktörler; ince dane oranı, ana kum dane dağılımı, siltin dane dağılımı, siltli kumun dane dağılımı, siltin şekil özellikleri ve zeminin hacimsel sıkışma katsayısıdır. Çalışma kapsamında, İstanbul'un Şile bölgesinden alınmış, aynı jeolojiye sahip olan fakat farklı dane dağılımlı üç ana kum (Sile Sand 20/30, 50/55 ve 80/100), üç farklı dane dağılım ve şekil özelliklerine sahip, plastik olmayan silt (TT, SI ve İZ silt), çeşitli ince dane yüzdelerinde (%0, %5, %15 ve %25) karıştırılmış ve elde edilen numuneler deney programında kullanılmıştır. Deney programının sonuçlarına göre yukarıdaki faktörlerin hepsi, statik yükler altında sıvılaşma davranışlarına etkili olmuştur. Drenajsız üç eksenli basınç deneyleri sonucunda, tüm numunelerde, ince dane oranın artışı ile, zeminlerin sıvılaşma potansiyelinin sistematik olarak arttığı görülmektedir (ince dane oranın %0 ile %25 arası). Düşük yüzdeli ince dane oranlarında (≤%15) en kaba daneli ve en üniform numune olan İZ silti, diğer siltlere göre, her üç ana kumun daha çok sıvılaşmasına sebep olmuştur. Bu sebeple, relatif sıkılık, ince dane oranı, gerilme koşulları, kumun dane dağılımı ve minerolojik koşullarının değişmediği deney ortamlarında, ortalama dane çap oranının (D50-kum / d50-silt) azalması ile zeminlerin sıvılaşma potansiyelinin arttığı görülmektedir. Sadece TT silt ile SI silti karşılaştırıldığında, bir farklılık görüldü. Bu sonucu açıklamak amacı ile, SEM ve optik mikroskopları kullanılarak, siltlerin dane şekil özellikleri saptanmıştır. Sonuçlara göre, TT siltinin çok köşeli danelere sahip olduğu ortaya çıkmış ve dolayısıyla TT siltlerinin kum daneleri ile temas noktalarında yarı dengeli (meta-stable) bir yapı oluşturduğu gözlenmiş ve bunun diğer iki silt karışımlarına benzemeyen bir davranış göstermiştir. Bu araştırmanın devamında, siltlerin dane parametreleri (Cu-silt ve d50-silt) ve dane şekil özellikleri (yuvarlaklık ve küresellik) incelenmiştir ve buradan ince dane oranının %15 ve üzeri olduğunda, ince dane üzerindeki etkisinin olmadığı gözlenmiştir. Temiz kumların (%0 ince dane oranı) deney sonuçlarını incelediğimizde, Sile kum 80/100 diğer temiz kumlara göre sıvılaşma direncinin en düşük olduğu ve sistematik olarak Sile kum 50/55 ve 20 / 30 kumlarının sıvılaşma dirençlerinin arttığı gözlenmiştir. Başka ifade ile temiz kumlarda, dane çapları küçüldükçe ve daha üniform hale geldiğinde sıvılaşma potansiyelinin artabilmektedir fakat temiz kuma silti ilave ettiğimizde, bu eğilim tam tersi bir davranış göstermektedir. Deneylerde kullanılan siltler, en kaba daneli olan Sile kum 20/30 a ilave ettiğimizde, bu karışımların hepsisinin sıvılaşma dirençlerinin, diğer karışımlara göre en düşük olduğu görülmektedir. Görülen bu ters davranışın nedenini bulmak için süreksiz bir dane dağılıma sahip olan bir numune hazırlanıp, deneylere tabii tutulmuştur ve bu sonuç kanıtlanmıştır. Bütün siltli kum karışımları için, dane dağılımları gözönüne aldığında, üniformlük katsayı artışı ile, sıvılaşma direncinin azaldığı görülmektedir. Üniformlük katsayıları çok yakın olan numunelerin de, farklı sıvılaşma direncini gösterdiğini gözlenmiştir. Bu sebeple, sadece üniformlük katsayısı (Cu) sıvılaşma belirticisi etkin bir parametre olarak kullanılamaz. Çalışmanın diğer bir kısmında, üniformlük katsayısı (Cu) ve normalize edilmis deviatör gerilme arasındaki ilişki incelenmiştir. Bu ilişkiler için iki farklı denklem önerilmiştir. İlki, dengeli ve geçici sıvılaşma davranışı gösteren numuneler için, diğeri ise sıvılaşmış numuneleri kapsamaktadır. Araştırmanın son kısmında ise tam 6 grup deney numunesi bulunmaktadır. Bunlar üç temiz kum ve Sile kum 80 / 100 numnunesinin 3 faklı silt ile karışımlarıdır. Bunların hacimsel sıkışabilirlikleri incelenmiştir. Siltli kumların arazide sıvılaşma potansiyeli tahmin etmek için hacimsel sıkışma katsayısını kullanmak yeni bir yöntem olarak kabul edilmektedir. Zemin ne kadar sıkışabilirlirse, o kadar sıvılaşma potansiyele sahip olduğu görülmüştür. Araştırmanın sonucunda, hacimsel sıkışma katsayısının, 0.17 (1/MPa) dan düşük olduğunda zeminin sıvılaşmaya karşı dengeli olduğu ve 0.23 (1/MPa) dan büyük olduğunda ise zeminin sıvılaşmış olduğu belirlenmiştir. Gelecekte numune çeşidi ve sayısı arttırılarak bu sonuç daha da irdelenebilir.
-
ÖgeDeprem Etkisi Altındaki Gömülü Sürekli Boru Hatları(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-09-04) Yiğit, Adil ; Gedikli, Abdullah ; 10085339 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringÜst yapılarda oluşan ağır hasar ve yıkılmalara bağlı ölümlerin ve yaralıların olması depremin insan hayatı üzerine birincil etkileri olarak tarif edilirse alt yapılarda oluşan hasarlara bağlı ortaya çıkan, depremden sonraki yaşam kalitesini olumsuz etkileyen durumlar da depremin insan hayatı üzerine etkiyen ikincil etkenleri olarak tarif edilebilir. Tarihteki depremler incelendiğinde bu ikincil etkilerin birincil etkiler kadar önemli olduğu açıkça görülmektedir. Burada bahsedilen durumlar dikkate alındığında toplumsal hayatın can damarları olan ve bu işlevleri nedeniyle de “yaşam hattı” olarak adlandırılan altyapı boru hattı sistemlerinin depreme karşı güvenliğinin sağlanmasının kaçınılmaz olduğu açıkça anlaşılmaktadır. Boru hatları sürekli ve parçalı diye iki kısma ayrılırlar. Petrol ve gaz boru hatları genellikle sürekli boru hattı şeklinde, su temini boru hatları ise parçalı boru hattı şeklinde dizayn ve inşa edilirler. Gömülü boru hatları kalıcı zemin hareketi (KZH) ve sismik dalga yayılımı yolu ile hasar görebilirler. Bunun yanı sıra, fay-boru hattı kesişimi durumu da boru hattı güvenliği açısından dikkate alınması gereken bir konudur. Kalıcı zemin hareketi sıvılaşma nedeniyle yanal yayılma, sismik oturma, zemin kayması ve yüzeysel fay hareketi olarak tarif edilmektedir. Genel olarak boru hasarlarına neden olan kalıcı zemin hareketi potansiyeli zemin deplasman miktarı ile ilişkilidir. Zemin- boru etkileşiminin ana konusu olan sıvılaşma nedeniyle oluşan kalıcı zemin hareketi miktarının tahmini zor bir problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Zemin kayması nedeniyle oluşan kalıcı zemin hareketi konusuyla sınırlandırılmış olan bu çalışmada zemin kaymasına karşı gömülü sürekli boru hatlarının davranışı incelenmiştir. Newmark kayan blok modeli deprem kaynaklı zemin deplasmanlarının hesaplanması için sıkça kullanılan bir modeldir. Literatürde bu model kullanılarak çeşitli deprem verilerine göre regresyon analizleri yapılmış ve bazı hesap yöntemleri elde edilmiştir. Literatürde var olan yöntemlere ilave olarak regresyon uyumu anlamında daha iyi bir yöntem bu çalışmayla elde edilmiştir. Elde edilen yöntemle gerekli çalışmalar yapılmış ve ulaşılan sonuçlar irdelenmiştir. Bu çalışmada öncelikle İstanbul’un jeolojik ve jeofizik özelliklerine göre zemin formasyonları ele alınmıştır. İkinci aşamada ise gömülü sürekli boru hattı – zemin modellemesi yapılıp bu matematik modellemelerin çözümlemeleri yapılmıştır. Son aşamada ise birinci ve ikinci aşamada elde edilen veriler birleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır.
-
ÖgeDepremler Sırasında Zeminlerin Davranışına Bağlı Olarak Meydana Gelen Zemin Deplasmanlarının Belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Kaya, Zülküf ; Erken, Ayfer ; Geoteknik Mühendisliği ; Geotechnics17 Ağustos 1999 tarihinde Kocaeli-Gölcük’te meydana gelen depremin manyitüdü 7.4’tür. Bu deprem sırasında Adapazarı’nda çok sayıda sıvılaşma ve taşıma gücü kaybı sonucu yapılarda yana yatma, oturma ve yanal deplasmanlar gözlenmiş ve çok sayıda insanın ölümü ile milyonlarca dolarlık ekonomik kayıplara neden olmuştur. Bu tehlikeleri azaltmak için bölge zeminin tekrarlı yükler etkisi altında nasıl davranacağını, zeminin nasıl ve ne kadar deformasyona uğrayacağını belirlemek ve ayrıca deplasman veya deformasyonların izin verilebilir sınırlar içerisinde olup olmadığının belirlenmesi büyük öneme sahiptir. Bu araştırmanın ilk aşamasında arazide sıvılaşma ve taşıma gücü kaybı gözlenen yerlerde sondajlar yapılmış, örselenmiş ve örselenmemiş zemin numuneleri alınmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında laboratuvar çalışmalarıyla zemin özellikleri belirlenmiştir. Daha sonra sıvılaşma analizi için gerekli parametrelerden kayma dalgası hızı ampirik bağıntılar kullanılarak, en büyük zemin yüzeyi ivmesi ise azalım ilişkileri ve ProSHAKE yazılımı kullanılarak belirlenmiştir. Bu parametreler yardımıyla sıvılaşma analizleri yapılmıştır. İnce daneli zeminlerin sıvılaşma potansiyeli ise mevcut yöntemlere göre belirlenmiştir. Zeminlerin dinamik ve dinamik sonrası statik yükler altındaki davranışını incelemek amacıyla, örselenmemiş zemin numuneleri üzerinde dinamik üç eksenli basınç deney sisteminde iki grup deney yapılmıştır. İlk olarak bir grup zemin numunesi üzerinde sıvılaşma meydana gelinceye kadar tekrarlı yükleme yapılmış, ikinci olarak diğer zemin numuneleri üzerinde N=20 çevrim sayısına kadar tekrarlı yükleme ve sonrasında statik deneyler yapılmıştır. Daha sonra Gölcük, Kobe ve Adapazarı ile ilgili vaka analizleri incelenmiştir. Bu çalışma sonucunda Adapazarı zeminlerinin tekrarlı yükler etkisi altındaki davranışları ve yanal deplasmanları belirlemek için farklı araştırmacıların geliştirdikleri yöntemlerden hangisinin Türkiye’deki yanal deplasmanlarla daha uyumlu olduğu gösterilmeye çalışılmıştır.
-
ÖgeDoğrusal Olmayan Yeraltı Su Akımlarının İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Altunkaynak, Abdüsselam ; Şen, Zekai ; Su Mühendisliği ; Hydraulics EngineerinKlasik Darcy Kanunu’nda yeraltı suyu akımı hesaplamalarında, akiferin hidrolik iletkenliğinin sabit kaldığı kabul edilir. Bu durumda yeraltı suyu hareketinin sadece piyezometrik seviye değişiminden (hidrolik eğim) kaynaklanması söz konusudur. Pratikte su kuyularında yapılan araştırmalarda, büyük hidrolik eğimlerin ortaya çıktığı ve hidrolik iletkenliğin kuyudan itibaren azaldığı görülmektedir. Literatürde, önerilen yamalı (patchy) akifer çözümlerinde, kuyu merkezinden itibaren hidrolik iletkenliğin kademeli olarak azaldığı ve her bölgede sabit olduğu gibi bazı katı kabuller yapılmaktan ileriye gidilememiştir. Halbuki pratikte, gözenekli ortamda hidrolik iletkenliğin kuyu cidarından itibaren sürekli olarak azaldığı bilinmektedir. Bu tezin amacı, permanan akım halinde kuyu çevresinde mesafe ile değişen hidrolik iletkenlik şartı göz önünde bulundurularak akifer parametrelerini akifer sınamaları ile tayin edebilmek için yeni yöntemler geliştirmek ve klasik Darcy Kanunu’nun doğrusal olmayan şeklini araştırmaktır. Basınçlı bir akiferdeki kuyu etrafında hidrolik iletkenlik değişiminin, radyal uzaklığın fonksiyonu olarak, doğrusal (lineer) ve üstel (eksponansiyel) şekilde azaldığı düşünülmüştür. Basınçlı akiferlerde permanan akım durumu formülleri, ana kuyudan itibaren hidrolik iletkenliğin doğrusal ve üstel değişimi için yeniden çıkartılmıştır. Bu yaklaşımların her biri, özel çözüm olarak klasik yaklaşımların formülasyonlarını vermektedir.
-
ÖgeEğimli Palplanş Ve Temel Zemini Özelliklerinin Baraj Altındaki Sızmaya Etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Mohamed, Hasan ; Ağıralioğlu, Necati ; Su Mühendisliği ; Hydraulics EngineerinBu çalışmada tasarımcıların ihtiyacı olan baraj altındaki sızmalarla ilgili çıkış yük eğimi ve kaldırma kuvveti gibi önemli parametrelerin belirlenmesi bir matematik modelle incelenmiştir. Bu büyüklüklerden başka temel zemini özellikleri de borulanma veya alttan kaldırmaya dolayısıyla yapının sağlamlık riskine etkileri vardır. Yapının altına yerleştirilen palplanşlar bu tehlikelerin azalmasında etkili olur. Analitik çözümler sadece izotrop ve homojen zeminler ile sonsuz derinlikli geçirimli zeminler için mevcuttur. Sonuçların iyi bir uyum içinde oldukları belirlenmiştir Bu amaçla, sonlu farklar metoduna dayanan bir nümerik çözüm geliştirilerek homojen olmayan ve anizotrop bir temel için baraj altındaki basınç yükleri özellikle eğimli palplanş durumu için hesaplanmıştır. Böylece palplanş eğim açısı (θ), yatay ve düşey geçirimlilik oranı ( ) ve palplanş boyunun temel zemini derinliğine oranının ( ), etkisinin incelenmesi hedeflenmiştir. Modelin geçerliliği analitik çözümlerle karşılaştırılmıştır. Belirtilen parametreler altında çıkış yük eğrilerinin ve kaldırma basınçlarının değişimi boyutsuz halde grafikler şeklinde değerlendirilmiştir.
-
ÖgeEksenel yüklü tekil fore kazıkların oturması üzerine bir inceleme(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Mert, Mustafa ; Özkan, Mustafa Tuğrul ; 672487 ; İnşaat MühendisliğiGeleneksel temel mühendisliği uygulamalarında sürekli temel ve radye temellerde oturmaları minimize etmek amacıyla kazıklar imal edilmektedir. Ancak kazıklarda oturma analizleri yeterince yaygınlaşmış değildir. Temel mühendisliğinde genel olarak kazık taşıma güçleri hesaplanmaktadır. Hesaplanan kazık taşıma gücü, kazıklara gelen yükten fazla ise kazık tasarımının doğru olduğu kabul edilir. Bir başka deyişle kazık taşıma kapasitesinin yeterli olması durumunda diğer etkenler göz önüne alınmaz. Sadece kazık kapasitelerini hesaba katarak yapılan tasarımlar güvenli ve ekonomik değildir. Bütün kazık tasarımlarında, kazık taşıma gücü hesaplarına ek olarak oturma analizleri de yapılmalıdır. Tez çalışması kapsamında eksenel yüklü tekil sürtünme kazıkları için yeni bir oturma analiz yöntemi geliştirilmiştir. Yöntem bağıntılarının oluşturulması için 14 farklı kazık yükleme deneyi incelenmiştir. İncelenen test kazıkları farklı bölgelerde imal edilen sürtünme kazıklarından oluşmaktadır. Söz konusu test kazıkları; İskenderun, Bakü, İzmir, Basra, Bağdat, İstanbul'da yer almaktadır. İncelenen test kazıklarından 12 tanesi çapları 60 cm ile 200 cm arasında değişen dairesel fore kazık iken 2 tanesi dikdörtgen kesitli baret kazık tipindedir. İstanbul-Yenikapı ve İzmir bölgesinde incelenen 2 adet baret kazıktan birinin boyutları 280x100 cm iken diğer baret kazığın boyutu 280x120 cm'dir. İncelenen fore kazık yükleme deneylerinde test kazıkları, göçme durumuna kadar yüklenmiştir. Böylece yeni yöntem parametreleri fore kazığın hem elastik bölgedeki lineere yakın olan davranışını hem de göçme bölgesindeki hiperbolik davranışını modelleyebilmektedir. İncelenen kazıklar betonarme yerinde dökme (fore) kazık tipinde ve her biri sürtünme kazığıdır. Bu yüzden yeni yöntemin ülkemizde en yaygın kullanılan kazık tipi olan betonarme fore kazıklar için geçerli olduğu söylenebilir. Çeşitli araştırmacılar tarafından tekil kazıkların oturma analizi için geliştirilen birçok farklı yöntem vardır. Bu yöntemler literatürde genel olarak 3 ana gruba ayrılmaktadır. Bunlardan birincisi yük-transfer yöntemleri, ikincisi elastik teoriye dayalı yöntemler ve üçüncüsü ise yaygın olarak kullanılan sonlu elemanlar yöntemini de içeren nümerik yöntemlerdir. Bu tez çalışması kapsamında elastik yöntemler ile yük-transfer yöntemleri üzerinde durulmuştur. Elastik yöntemlerden yaygın olarak bilinen 4 farklı yöntem incelenirken yük-transfer yöntemlerinden toplam 7 farklı yöntem incelenmiştir. Yük transfer yöntemleri genel olarak güncel yöntemlerden seçilmiştir. Güncel olan 4 farklı yük-transfer yöntemi ile de tez kapsamında incelenen 14 test kazığı üzerinde oturma analizleri yapılmıştır. Bu yöntemlere ilave olarak yaygın olarak bilinen 2 adet elastik teori yöntemi ile de kazık oturma analizleri yapılmıştır. Tez çalışmasının 5. bölümünde elastik teori ve yük-transfer yöntemleri ile yapılan oturma analizleri yer almaktadır. Yük-oturma analizleri sonucunda her bir yöntem ile tahmin edilen oturma değerleri hem birbirleri ile hem de deneylerden elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Tezin 6. bölümünde ise tez kapsamında geliştirilen yeni yöntem için 2 adet hiperbolik fonksiyonu sunulmuş ve hiperbolik fonksiyonlarda yer alan parametrelerin bağıntılarının nasıl elde edildiği açıklanmıştır. Yöntemdeki hiperbolik fonksiyonlar kazık yük-oturma grafiğini ikiye ayırarak belirlenmiştir. Bu fonksiyonlardan ilki yük-oturma grafiğinin başlangıç kısmını tanımlarken ikincisi yük-oturma grafiğinin bitiş kısmını tanımlamaktadır. Böylece yeni yöntem ile kazığın düşey yöndeki linner olmayan davranışını gerçeğe yakın bir şekilde modellenebilmektedir. Tanımlanan iki adet hiperbolik fonksiyonda yer alan 4 adet parametrenin bağıntıları tez kapsamında incelenen 14 farklı kazık yükleme deney sonuçları ile ilişkilendirilerek elde edilmiş ve bağıntı katsayıları her bir deney üzerinde hesaplanmıştır. Hesaplanan katsayılar genel olarak birbirine yakın elde edilmiştir. Yöntem katsayıları elde edilen bu katsayıların ağırlıklı ortalaması alınarak belirlenmiştir. Elde edilen bu katsayılar bağıntılarda yerine koyularak yöntemin akış şeması oluşturulmuştur. Yöntemde kritik olan durum ise yöntemde belirlenen iki hiperbolik fonksiyonun nerede birbirinden ayrılacağı sorunudur. Yeni yöntem için yapılan çalışmalarda bu ayrımın kazık toplam taşıma gücünün %70'ine karşılık gelen yük değerinde yapılacağı belirlenmiştir. Kazık toplam taşıma gücünün %70'ine kadar olan bölgede yük-oturma grafiğinin ilk kısmını modelleyen hiperbolik fonksiyon kullanılırken Kazık toplam taşıma gücünün %70'ine karşılık gelen yükten büyük olan yük değerlerinde ise yük-oturma grafiğinin bitiş kısmını modelleyen diğer hiperbolik fonksiyon kullanılmıştır. Ancak yeni yöntem hesaplarında belirlenen bağıntılarla bazı kazıklarda yapılan oturma analizlerinde kritik yüke karşılık gelen yük-oturma grafiğini ilk kısmındaki oturma (s_1) değeri grafiğin ikinci kısmındaki oturma değerinden büyük (s_2) elde edilmiştir. Bu durumlarda kritik yük (P_kr) değeri s_2 değerinin s_1 değerini geçeceği yüke kadar çıkarılmıştır. 6. Bölümün sonunda ise yeni yöntemin akış şemasına uygun şekilde incelenen 14 test kazığı üzerinde oturma analizleri yapılmış ve bu analizler hem deneyde ölçülen değerler ile hem de yük-trasfer yöntemleri ile elde edilen değerler ile karşılaştırılmıştır. Tezin 7. Bölümünde yer alan sonuç ve öneriler kısmında ise yapılan karşılaştırmalar ile ilgili değerlendirmeler yer almaktadır. Tez kapsamında geliştirilen yöntem ile yapılan oturma analizleri sonucunda elde edilen oturma değerlerinin genel olarak deney sonuçlarına yakın elde edildiği söylenebilir. Yeni yöntemin sağlamasının yapılması için literatürden alınan 9 yükleme deney datası üzerinde de yeni yöntem ile oturma analizi yapılmıştır. Bu deneylerden 7 tanesi dairesel fore kazıklar üzerinde uygulanırken 2 tanesi baret kazıklar üzerinde üstten yüklemeli olarak uygulanmıştır. Yeni yöntem ile tahmin edilen oturma değerlerinin deney sonuçlarına oldukça yakın çıktığı görülmüştür. İncelenen bütün kazıklardan elde edilen sonuçlar birbirleri ile boy/çap oranlarına göre de değerlendirilmiştir. Kritik yüklere karşılık gelen hesaplanan ve ölçülen oturma değerlerinin arasındaki yüzdesel farklar kazık boy/çap oranının 30 ile 60 değerleri arasında olduğu durumlarda daha az çıkmıştır. Kazık boy/çap oranının 30 ile 60 arasında olması durumunda yeni hiperbolik yöntemden elde edilen sonuçların daha uygun olduğu söylenebilir. Sonuç olarak tekil sürtünme kazıklarnın oturma analizi için geliştirilen yeni hiperbolik yöntemin normal (60-100cm) ve büyük çaplı (120-200cm) betonarme fore kazıklar üzerinde uygulanabilir olduğu söylenebilir. Yeni geliştirilen yöntemin incelenen diğer yük-transfer yöntemlerinden farkı uygulama alanının daha az kapsamlı olması ancak diğer yandan diğer yöntemlere göre uygulamasının daha pratik olmasıdır. Zemin birimleri oldukça heterojen bir yapıya sahipken diğer yöntemler bu birimler için deformasyon parametreleri belirleyerek hesaplar yapmaktadır ancak zemin kayma modülü ve elastisite modülünü doğru bir şekilde belirlemek oldukça güçtür. Bu yöntemin avantajı bu değerlere bağlı kalmadan sürtünme kazıkları için sabit deformasyon parametrelerini kazık boyutuna ve kazık toplam taşıma gücü değerine bağlayarak oturma analizi yapılmasına olanak sağlamasıdır. Dezavantajı ise bütün kazık ve zemin tipleri için geçerliliği olmamasıdır. Diğer yük-transfer yöntemlerine alternatif olarak betonarme fore kazık oturma analizini kontrol etmek amacı ile pratik ve uygulanabilir bir yöntemdir.
-
ÖgeEsnek Yol Üstyapılarında Bitüm İle Birlikte Bağlayıcı Olarak Optimum Sülfür Oranının Ve Performansının Belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016-06-20) Gedik, Abdulgazi ; Lav, Abdullah Hilmi ; 10106683 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringKarayolu üstyapıları esasen esnek ve rijit olmak üzere iki gruba ayrılır. Farklı tabakalardan meydana gelen esnek üstyapı kaplamalarında alttan itibaren, sırasıyla binder ve aşınma tabakaları vardır. Bu tabakalarda belirlenmiş gradasyonlarda hazırlanmış iri agrega, ince agrega ve filler bitüm ile birlikte plentlerde (asfalt üretim tesisleri) karıştırılarak projesinde belirtilen kalınlıklarda sıkıştırılır. Bu tür karışımlar "Bitümlü Sıcak Karışımlar, BSK, Asfalt Betonu" olarak adlandırılır. Bunun yanında, yol yüzeyine ince bir bitüm tabakasının püskürtülmesi ve üzerine agrega serilip sıkıştırılması sonucu elde edilen, "Yüzeysel (sathi) Kaplama" olarak adlandırılan yöntemler de mevcuttur. Dolayısıyla, asfalt betonu ve yüzeysel kaplamalarda bağlayıcı olarak "bitüm" kullanılmakta ve ülkemizin karayollarında tamamına yakınında yukarıdaki iki türden bir tanesi, yolun trafik miktarı da göz önüne alınarak uygulanmaktadır. Bitüm ham petrolün rafinerilerde ayrıştırılması sonucu elde edilir, yani ham petrolün fraksiyonlarından biridir. İlerleyen teknoloji petrolün; bitüm, benzin ve motorin gibi daha kıymetli olan fraksiyonlarına çevrilmesine olanak sağlamıştır. Ham petrolün ithal edildiği de göz önüne alındığında, esnek üstyapılarda bitüm kullanımının azaltılmasının ülke ekonomisine faydası aşikârdır. Bitümlü sıcak karışımlara olan talep azalmadığından, bu bağlamda yapılacak uygulama bitümün yerine daha uygun bir bağlayıcı kullanmaktır. Bu nedenle bitümün yerine kullanılacak bağlayıcının bitümün özelliklerine sahip olması gerekmektedir. Bitüm’ün esnek üstyapılarda kullanılmasına olanak sağlayan en önemli iki özelliği adezyon (agregalara yapışabilme) ve kohezyondur (esnek bir biçimde şekil değiştirebilme). Epoksi bir tür bağlayıcı olup bitümün yerine kullanılabilmektedir ve bu tür uygulamalar "epoksi asfalt" olarak adlandırılmaktadır. Ancak epoksi asfaltın maliyeti çok yüksek olup, çelik köprü kaplamaları gibi çok özel uygulamalarda kullanılmaktadır. Bu nedenle bitüm yerine kullanılacak bağlayıcının aynı zamanda karışımın maliyetini arttırmaması elzemdir. Doğada yaygın olarak bulunan ve "kükürt" olarak da bilinen sülfür, yukarıda belirtilen özellikleri nedeniyle bitüm yerine kullanılabilecek bir bağlayıcıdır. Doğada bulunmasının yanı sıra birçok endüstride yan ürün olarak da elde edilmektedir. Ülkemiz sülfür yatakları bakımından birbirinden farklı, büyük rezervlere sahip olup, bunlar çeşitli şekillerde işletilmektedir. Dolayısıyla, asfalt betonu üretiminde sülfür kullanılması, birim fiyatı ve ülke ekonomisine katkısı yönünden bitüme göre daha uygun olabilmektedir. Ülke ekonomisine yapacağı katkının ve bitümün önemli özelliklerine sahip olmanın yanı sıra, sülfür kullanılarak hazırlanan asfalt betonlarının kalıcı deformasyonlara direncinin yüksekliği ve karışımlarda işlenebilirliği olumlu yönde etkilemesi, yani mekanik özelliklerinin üstünlüğü de söz konusu uygulamalarda kullanımlarını cazip kılmaktadır. Ancak yapılan araştırmalar, en azından günümüzde, sülfürün bitümün yerine tamamen değil de kısmen kullanılabileceği doğrultusunda sonuçlar vermektedir. Arazideki uygulamalarda, sülfür bitümle birlikte asfalt betonu üretiminde iki şekilde kullanılabilir. Bunlar: • Harman tipi (batchtype) asfalt plentlerindebitüm ve agrega ile birlikte, mikserde aynı anda karıştırmak • Rafinerilerde veya karışım tesislerinde bitümle önceden karıştırılarak plentlerde kullanıma hazır hale getirmek Bu tezin danışmanının daha önce yaptırmış olduğu, granüler sülfür kullanılarak bitümlü sıcak karışımlar hazırlanması ve performansının incelenmesi konusundaki doktora çalışmasının sonuçlarından da faydalanılarak, sülfürün bitümün yerine tamamen kullanılmasının istenilen performansı sağlamayacağı düşüncesine varılmıştır. Ayrıca mezkur çalışmada sülfür agrega ile karıştırılarak, yani asfalt plentlerindeki uygulamanın benzeri asfalt betonu numuneleri hazırlanarak sülfür kullanımının karışım üzerine etkisi incelenmiştir. Dolayısıyla, sülfürün bitümle birlikte bağlayıcı olarak performansı, diğer bir deyişle rafinerilerde veya karışım tesislerinde bitümle önceden karıştırılarak hazırlanması sonucu üretilen bağlayıcının performansı incelenmiş ve sonuçları değerlendirilmiştir. Bu bağlamda ve laboratuvar ölçeğinde yapılan çalışmalarda esas olarak, ülkemizde yaygın olarak kullanılan penetrasyon dereceli bitümler belirli oranlarda granüler sülfürle karıştırılarak reolojik, mekanik ve morfolojik özellikleri karşılaştırılmıştır. Reolojik, mekanik ve morfolojik deneyler sülfür ilave edilmemiş, asfalt betonu yapımında kullanılan bitümlere de uygulanarak, bu bağlayıcılar "kontrol grubu" olarak kabul edilmiştir. Bu şekilde sülfür ilave edilerek özellikleri değiştirilen bağlayıcıların geleneksel olarak kullanılan bağlayıcılara göre performansı karşılaştırılmıştır. Çalışmada sırasıyla B50/70, B70/100, B100/150, B160/220 penetrasyon dereceli bitümler kullanılmıştır. Bağlayıcılardan B160/220 genellikle yüzeysel kaplamalarda, B50/70 sıcak bölgelerde, diğerleri ise ülkenin değişik kesimlerindeki uygulamalarda kullanılmaktadır. Öncelikle bu bitümlerin temel özellikleri belirlenmiş, Penetrasyon İndeksleri hesaplanmıştır. Daha sonra, %10 oranından başlayarak, sırasıyla %20, %30, %40 ve %50 oranlarında sülfür bitüm ile karıştırılarak numuneler hazırlanmıştır. Bitüm ve sülfürün birim hacim ağırlıkları farklı olduğundan, ilave edilen sülfür miktarı ağırlıkça, yani 10 gram bitüm yerine 10 gram sülfür ilave edilmiştir. Oranların bu şekilde belirlenmesi, yukarıda sözü edilen ve diğer deneysel çalışmaların göz önüne alınması sonucunda verilmiş bir karardır. Karışımlar hazırlanırken homojen bir karışım elde edilmesi doğrultusunda gerekli her tedbir alınış, bitümün bozulması kristalleşme oluşumu önlenmiştir. Hazırlandıktan sonra ortam sıcaklığında soğumaya bırakılan numuneler, alüminyum folyeye sarılarak çevresel etkilerden olumsuz etkilenmesi önlenmiştir. Asfalt betonu hazırlanırken, serilip ve sıkıştırılırken, ayrıca hizmet ömrü süresince bitüm oksitlenir, yani yaşlanır. Yaşlanmış bağlayıcıların performanslarının incelenmesi amacıyla, hazırlanan karışımlar kısa ve uzun süreli yaşlandırılmaları sırasıyla, Dönel İnce Film Halinde Isıtma Deneyi ve Basınçlı Yaşlandırma Kabini cihazları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Temel bitüm deneyleri yaşlandırılan numunelere de uygulanmıştır. Temel deneylerin üzerine, bağlayıcının çeşitli ortamlardaki davranışını belirleyen gelişmiş SUPERPAVE bağlayıcı deneyleri uygulanmıştır. Bunlar Dönel Viskometre bağlayıcının uygulama sıcaklığındaki vizkozitesini, Dinamik Kesme Reometresi farklı sıcaklıklardaki rijitlik özelliğini ve Kiriş Eğilme Reometresi özellikle düşük sıcaklıklarda sünme rijitliğini belirleyen deneylerdir. Bütün bu deneylerin gerçekleştirilmesi sonucunda, farklı oranlarda sülfür ilave edilen bağlayıcıların hem kendi aralarında hem de geleneksel olarak kullanılan bağlayıcılara nazaran, yaşlanma özellikleri de göz önüne alınarak tüm performans özellikleri incelenmiş ve değerlendirilmiştir. Sülfür kullanılarak hazırlana karışımların performansları değerlendirilirken, bitümle sülfürün birlikte kullanılmaları halinde aralarındaki uyumluluk son derece önemlidir. Genel olarak bitümle sülfür arasındaki ilişki, düşük oranlarda sülfürün bir kısmının bitümle kimyasal reaksiyona girmesi biçimindedir. Bitüme ilave edilen sülfür oranı arttırıldıkça sülfürün bir kısmının bitüm içerisinde çözülmesi ve geriye kalanının kristalleşmesi şeklindedir. Bütün bu ilişkinin karışımın performansı açısından önemi göz önüne alındığında, numunelerin yaşlandırılmadan önce ve sonraki morfolojisi SEM (Scanning Electron Microscopy) yardımıyla belirlenmiştir. Böylelikle sülfürün bitüm içerisinde dağılımı ve oluşturduğu yapılanmalar gözlemlenmiştir. İlave olarak, yapılan kimyasal analizlerle karışımlardaki Karbon ve Sülfür oranları hem ağırlık hem de atomik yüzde cinsinden hesaplanmıştır. Böylelikle standart ve SUPERPAVE bitüm deneylerinden elde edilen sonuçların görsel olarak da karşılaştırılması ve yorumlanması sağlanmıştır. Sonuç olarak, sülfür ilave edilen bitümlerin kalıcı deformasyonlara karşı daha dirençli olduğu, viskozite özellikleri nedeniyle daha düşük sıcaklıklarda karıştırılıp sıkıştırılacağı düşüncesine varılmıştır. Yapılan ekonomik analiz de göz önüne alındığında bağlayıcılarda bitüm yerine %30 ve/veya %40 oranında sülfür kullanıldığında hem daha ekonomik hem de performansı daha yüksek bitümlü karışımların elde edilebileceği kanaatine varılmıştır.