Karşılıklı Bağımlı Altyapı Şebekelerinin Sismik Performans Analizi

Abstract

Çalışmada, karşılıklı bağımlı altyapı ağları için deprem sonrası hasar ve performans değerlendirmeleri gerçekleştirmek amacıyla bir sismik modelleme ve analiz yapısı ele alınmaktadır. Sistemler arasındaki karşılıklı bağımlı davranış ve bu davranışın afet sonrası işlevsellik değerlendirmelerindeki önemi vurgulanmış, ve bu analizlerin gerçekleştirilebilmesi amacıyla bir yöntem benimsenmiştir. Benimsenen yöntem, CBS yetilerine sahip, araştırmacıların en güncel sismik analiz yöntemlerini tanımlayıp uygulayabilecekleri modüler ve esnek yapılı bir program olarak tanımlanabilecek MAEviz içerisinde uygulanmaktadır. Kullanılan karşılıklı bağımlı sismik performans analiz algoritmasına, karşılıklı bağımlı kayıp mekanizmasının iyileştirilmesi ve fiziksel durumun daha yüksek doğruluklu olarak yansıtılabilmesi amacıyla çeşitli eklentiler gerçekleştirilmiştir. Gömülü boru hasar analiz algoritmalarına sıvılaşma kaynaklı hasar analiz yöntemi eklenmiş; karşılıklı bağımlılık yapısı, geliştirilen heterojen bağımlılık modelinin eklenmesiyle altyapı şebekeleri arasındaki etkileşimin daha detaylı modellenebilmesine olanak vermiştir. İyileştirilmiş analiz yöntemi ayrıca, Amerika Birleşik Devletleri’nin orta kesiminde bulunan New Madrid Sismik Zonu (NMSZ) içerisinde en kalabalık yerleşim bölgeleri olan Shelby County, Tennessee ve St. Louis, Missouri altyapı şebekeleri için gerçekleştirilen deprem sonrası hasar ve performans analizi çalışmalarında kullanılmıştır.

A seismic modelling and analysis framework was implemented and utilized in this study to assess seismic performances of interdependent utility lifeline networks. The effects of interdependent behaviour and its importance on post-seismic serviceability considerations were emphasized and an analysis methodology to perform interdependent seismic performance assessment was adopted for the study. The methodology was implemented in an analysis software named MAEviz, which provides a modular and flexible environment with GIS capabilities to researchers for utilization of state-of-the art seismic analysis methodologies. Several improvements and modifications in the adopted methodology were performed following the utilization process in order to further improve the interdependent failure mechanism and more accurately reflect the physical situations. Buried pipeline damage algorithms were improved with the addition of liquefaction-induced pipeline damage assessment to the methodology. With the addition of the developed heterogeneous dependency model, the interdependency structure of the methodology enables a more detailed modelling of network interdependencies. The improved methodology was also applied in separate case studies for the seismic damage and performance analyses of the most populated two regions within the New Madrid Seismic Zone (NMSZ) of the Central United States: Shelby County, Tennessee and St. Louis, Missouri.