Yumuşak Kil zeminlerde Basınçlı ve Basınçsız Gömülü Çelik Boruların Davranışının Karşılaştırılması

Abstract

Deprem sonrası can damarı sistemlerinde oluşan hasarlara bağlı ortaya çıkan maddi ve manevi kayıplar toplumun yaşam kalitesini olumsuz etkileyen önemli durumlardan biri olarak bilinir. Deprem kaynaklı fay hareketleri gömülü boru hatları için önemli tehlikelerden biridir. Bu çalışmada, yumuşak kil zeminde gömülü basınçlı ve basınçsız çelik boru hattının doğrusal olmayan sayısal modellenmesi yapılmaktadır. Bu amaç doğrultusunda, gömülü boru hatların uygulamasında yaygın olarak kullanılan X80 çelik sınıfından olan ve tipik çap-kalınlık oranı (D/t) 57.6 olan boru çeşidi ele alınmaktadır. Çalışmada, 90o, 70o, 45o ve 30o olmak üzere dört farklı fay boru hattı kesişme açısı modellenmiştir. Analiz aracı olarak sonlu farklar yöntemini kullanan FLAC3D yazılım kullanılmıştır. Sayısal modellemelerden elde edilen sonuçlar, kesişme açısının 90o olduğu durumda hem basınçlı hem de basınçsız borularda yerel bükülme sınır durumunun baskın olduğunu göstermektedir. Basınçlı borunun yerel burkulması basınçsız boruya göre yaklaşık %20 daha büyük fay hareketinde meydana geldiği görülmektedir. Ayrıca, sonuçlar, basınç altına olan boru hattının sınır durumları basınçsız duruma göre daha büyük fay hareketlerinde meydana geldiğini göstermektedir. Fayla 30o açıyla kesişen basınçlı boru %3 sınır durumuna ulaşamamış iken, 70o ve 45o kesişme açılarında fay hareketinde basınçsız boruya göre sırasıyla yaklaşık %8 ve %33 artış meydana geldiği görülmüştür. Sunulan sonuçlar, kalıcı zemin kaynaklı yer değiştirmeye maruz gömülü boru hatlarının performansa dayalı tasarım çerçevesi geliştirilmesinde önemli olacağı düşünülmektedir.