Gömülü Boru Hatlarının Deprem Etkilerine Karşı Davranışı

Abstract

Gömülü boru hatlarının sismik dizaynı “yaşam hattı” mühendisliği alanında büyük bir öneme sahiptir. Boru hatları, yaşamı önemli derecede destekleyen maddeler taşıdığından dolayı sık sık “yaşam hattı” olarak tanımlanırlar. Boru hatları; ekonomik, estetik, güvenlik ve çevresel nedenlerden dolayı genellikle zemin altına gömülürler. 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. Boru hatları deprem hasarlarına direnç gösterecek şekilde dizayn ve inşa edilmelidirler. Gömülü boru hatları hem kalıcı zemin hareketlerinden hem de geçici sismik dalga yayılımından hasar görebilirler. Kalıcı zemin hareketleri; fay hareketlerinin zemin yüzeyine etkisini, sıvılaşma nedeniyle yanal yayılmayı ve zemin kaymasını içerir. Kalıcı zemin şekil değiştirmesi genellikle boru hattı ağının küçük bir bölümünde etkili olur. Fakat boru hattına etkittiği büyük deformasyonlar nedeniyle bu hareketler çok büyük hasar potansiyeline sahiptir. Tüm boru hattı ağını etkilemesine rağmen sismik dalga yayılımının hasar oranı düşüktür. Sürekli boru hatları çekme ve basınç altında eğilme ile kopabilirler. Büyük çaplı parçalı boru hatları için sismik hasar genellikle boru hattı ek yerlerinde oluşur. Sismik hasarlar küçük çaplı parçalı boru hatlarında ise çevresel çatlaklar oluştururlar. Bu çalışma çeşitli gömülü boru hatlarının kalıcı zemin şekil değiştirmesi ve sismik dalga yayılması etkilerine karşı davranışlarını içermektedir.

Seismic design of buried pipeline has great importance in the field of “lifeline” engineering. The pipelines are often referred to as “lifelines” since carry materials essential to support of life. The pipelines are usually buried below ground for economic, aesthetic, safety and environmental reasons. Pipelines can be categorized as either continuous or segmented. Generally the oil and gas pipelines are designed and consructed as continuous pipeline, while water supply pipelines are designed and consructed as segmented pipelines. The pipelines must be designed and consructed to resist most of the earthquake hazards. Buried pipelines can be damaged either by permanent movements of ground or by transient seismic wave propagation. Permanent ground movements include surface faulting, lateral spreading due to liquefaction, landsliding. Permanent ground deformation (PGD) hazards are usually limited to small regions within the pipeline network but their potential for damage is very high because they impose large deformation on pipelines. The wave propagation hazards affect the whole pipeline network, but with lower damage rates. Continuous pipelines may rupture tension and buckle in compression. Seismic failure for large diameter segmented pipelines is mainly due to distress at the pipeline joints. Seismic failure for smaller diameter segmented pipeline is round cracks. This study includes behaviour of various buried pipelines subject to permanent ground deformation (PGD) and seismic wave propagation effects.