Elastik Yarı Sonsuz Ortamda Gömülü Dairesel Tünelin Dinamik Davranışı


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Demirhan Dolmaseven

Danışman: İrfan Coşkun

Özet:

Sonsuz veya yarı sonsuz elastik ortam içinde yapılan tüneller ve boru hatları gibi mühendislik yapıları taşıt yükleri, sıvı ve gaz basınçları ve sismik dalgalar gibi dinamik etkilere maruz kalabilmektedir. Bu çalışmada, elastik yarı sonsuz ortama gömülü, uniform dinamik iç basınç etkisindeki dairesel bir tünelin titreşimi incelenmektedir. Karşılaştırma yapabilmek amacıyla, ortam için sert ve yumuşak toprak olmak üzere iki tür malzeme göz önüne alınmaktadır. Düzlem şekil değiştirme kabulü altında tünel ve ortama ait hareket denklemleri polar koordinatlarda Helmholtz teoremi ile iki adet ayrık dalga denklemine indirgenmektedir. Bu denklemler Bessel-trigonometrik fonksiyon serileri yardımıyla analitik olarak çözülmektedir. Probleme ilişkin sınır koşuları tünel iç yüzeyinde ve tünel ile tüneli çevreleyen ortamın ara yüzeyinde tam olarak sağlatılmakta, yarı-sonsuz ortamın serbest yüzeyinde ise yaklaşık olarak sağlatılmaktadır. Gerilmesiz olan serbest yüzeye ait sınır koşullarının sağlatılmasında en küçük kareler tekniği kullanılmaktadır. Sınır koşullarının sağlatılması ile elde edilen bağıntılardan oluşan doğrusal denklem takımı çözülerek bilinmeyen katsayılar hesaplanmaktadır. Katsayıların hesabından sonra, ortamın herhangi bir noktasındaki yer değiştirme ve gerilme artık belirlenebilmektedir. Sayısal işlemlerde Matlab paket programından yararlanılmıştır. Elde edilen sonuçlar ortam malzemesi, dalga sayısı (frekans) ve tünel derinliği gibi parametrelere bağlı olarak çeşitli şekiller yardımı ile verilmiştir.