Gömülü borularda deprem etkisi

Son yıllarda meydana gelen depremlerin üst yapılarda oluşturduğu hasarlardan dolayı, üst yapıların dinamik yükler altındaki davranışı ve tasarımı hakkındaki araştırmalar artmıştır. Ancak literatüre bakıldığında, dinamik yüklere maruz kalan alt yapı sistemleri hakkındaki çalışmalar üst yapı elemanları hakkındaki çalışmalara kıyasla eksik kalmaktadır. Bu bakımdan, inşaat mühendisliği açısından dinamik yükler altında, üst yapıların tasarımı kadar alt yapı sistemlerinin de tasarımı önem arz etmektedir. Kırsal ve özellikle şehir hayatının sürekliliği bakımından, gömülü boru hatları vazgeçilmez mühendislik yapılarıdır. Gömülü boru hatlarının ilk örneklerini eski zamanlarda içme suyu ve kanalizasyan hatları oluştururken, günümüzde bunlara ek olarak petrol, doğalgaz, elektrik, telefon ve drenaj gibi hatlar oluşturmaktadır. Günümüzde gömülü boru hatlarının kullanımının yaygın olmasına bağlı olarak, deprem gibi doğal afetlerde özellikle de şehir hayatının sürdürülebilirliği açısından gömülü boruların tasarımı ve imalatı çok önemlidir. Eğer farklı malzeme özelliklerine sahip gömülü boruların, deprem yüklerine göre farklı zemin koşullarındaki davranışı bilinirse, gömülü boru hatlarının projelendirilmesi ve uygulanabilirliği o derece kolay olacaktır. Bu çalışma kapsamında, Mohr-Coulomb (MC), Hardening Soil (HS) ve Hardening Soil Small Strain (HSSS) olmak üzere üç farklı zemin modeli, beton (rijit) ve PVC (esnek) olmak üzere iki farklı boru cinsi, %80, %90 ve %100 relatif sıkılıkta olmak üzere üç farklı boru gömlek malzemesi ve iki farklı yeraltı su seviyesi, Plaxis 2D sonlu elemanlar programı kullanılarak, tek zemin profilinde modellenmiş ve deprem yükü altındaki analizleri yapılmıştır. Bu kapsamda, zemin modelinin, boru cinsinin, boru gömlek malzemesinin ve yeraltı su seviyesinin gömülü boruların dinamik yük altındaki davranışına etkisini görmek için analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, dinamik koşullarda gömülü boruların daha fazla yer değiştirme yaptığı ve daha fazla yüklere maruz kaldığı görülmüştür. HS zemin modeli ile yapılan analiz sonuçlarının gerçeğe daha yakın olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Boru türünün yer değiştirme üzerinde bir etkisinin olmadığı ancak borunun rijitliğinin artmasıyla birlikte daha fazla yüklere maruz kaldığı görülmüştür. Ayrıca, yer altı su seviyesinin borunun alt noktasına göre daha da aşağıda olması durumunda yer değiştirmelerin azaldığı görülmüştür.