Zemine Gömülü Boruların Sismik Etkiler Altındaki Davranışı

Abstract

Bu çalışmada, dalga yayılımı sonucunda gömülü boru hatlarında oluşan şekil değiştirmelerin deneysel yöntemler ile araştırılması amaçlanmıştır. Amerikan ve Japon yönetmeliklerinin ilgili bölümleri ve deprem raporları incelendiğinde, sismik etkiler sonucunda borularda meydana gelen şekil değiştirmelerin ana kayanın derinliğine, yüzey tabakasının doğal periyoduna, yüzey tabakasındaki kayma dalgası hızına, sismik hareketin dalga boyuna ve borunun gömülme derinliğine bağlı olduğu görülmüştür. Bu nedenle gerçekleştirilen deneylerde borunun gömülme derinliği, boru ekseninin dalga yayılım yönüne göre konumu ve sismik hareketin ivmesi ve frekansı gibi değişkenlerin etkisi araştırılmıştır. Farklı derinliklere yerleştirilen ivmeölçerlerden alınan kayıtlara göre 10 cm yüksekliğindeki zemin tabakasında zemin büyütmesi gözlenmemiştir. Bu nedenle, dalga yayılımı sonucunda boruda meydana gelen şekil değiştirmelere zemin tabakasının derinliğinin etkisi araştırılamamıştır. Çelik ve karton borular hazne tabanına yerleştirilerek farklı ivme değerleri ve frekanslarda sismik hareket uygulanmıştır. Bu deneyler sonucunda dalga yayılım yönüne paralel yerleştirilen borularda, dik yerleştirilen borulara göre daha küçük gerilme değerlerinin oluştuğu gözlenmiştir. İvme değerinin artması sonucunda gerilme değerlerinde artış gözlenmiştir. Frekans değerindeki artış, borudaki eksenel ve çeper gerilmelerinin de artmasına neden olmuştur. Bu artış eksenel gerilme değerlerinde daha fazla görülmektedir.

The aim of this study is to analyze the strains in buried pipes that occurred because of wave propagation. American and Japan design codes on buried pipelines are examined. They show that strains in a buried pipe depend on bedrock depth, natural period surface ground layer, shear wave velocity in the surface layer, wavelength of the seismic motion and the depth of the buried pipe. So that in the experiments, the effects of the depth of the pipe, the position of the axis of the pipe with respect to the direction of wave propagation and the frequency and acceleration of the seismic motion are investigated. The records from accelerometers have shown that the soil amplification does not occur for 10 cm depth of soil layer. Because of this, the effect of the depth of pipe can not be studied. Steel and carton pipes are placed at the base of the box and the frequency and acceleration of the seismic motion are changed during the experiments. The stresses are lower in the pipes that are parallel to the direction of wave propagation than the pipes positioned perpendicular to the direction of wave propagation. The stress values increase with respect to the increase in the acceleration of the seismic motion. Also, the axial and hoop stresses in the pipe increase as a result of the increase in frequency of seismic motion. This increase is higher for axial stresses.