Dalga, sediment ve sıvılaşan zemin itkilerine maruz rıhtım kazıklarının dinamik davranışlarının modellenmesi

Tekil kazıklardan ve kazık gruplarından müteşekkil deniz yapılarının dinamik davranışı, sayısal ve analitik olarak hesaplanabilmektedir. Özellikle dalga, sediment ve sıvılaşan zeminden oluşan çevresel yükler, yapısal-fonksiyonel yükler ve kazığın yapısal parametrelerinden oluşan dış kuvvetleri göz önüne alınmasıyla kazık dinamik davranışının hakim denklemi öncelikle çıkarılmalıdır. Dalga denklemlerinin belirlenmesinde kazıkların inşaa edileceği derinliğe yönelik olarak tasarım parametreleri değişmektedir. Kazıklara etkiyecek hidrodinamik kuvvetlerin hesabında ise tasarım parametreleri büyük önem arz eder. Rıhtım kazığının faydalı ömrü içerisinde birden farklı dalga teorisinin etkisinde kalacağı su derinliği, dalga periyodu ve dalga yüksekliğine bağlı olarak belirlenebilmektedir. Dalga teorilerine bağlı olarak hesaplanan akış hızının tabandaki katı maddeleri harekete geçirerek belirli bir yüksekliğe kadar deniz suyu yoğunluğu artırdığı bilinmektedir. Bu çalışmada; lineer ve lineer olmayan dalga kuvvetlerine, taban askı yüküne ve sıvılaşan zemin basıncına maruz eksenel basınç yüklü tekil kazığın hareketi formülize edilmiş ve sayısal olarak analiz edilmiştir. Newtonyen akışkan olarak dalga ve sediment hareketi ile kuvvet fonksiyonlu Newtonyen olmayan akışkan olarak da sıvılaşan zemin hareketi; Navier-Stokes bağıntılarına göre tanımlanmıştır. Bu çalışmanın başlangıç ve sınır koşullarına göre ABAQUS yazılımı kullanılarak kazığın dinamik analizi sayısal olarak yapılmıştır. Tanımlanmış deniz ortamındaki silindirik-çelik-boru tipi kazık sistemi modellenirken, hem eksenel yüklü hem eksenel yükü olmayan kazıkların dalga kuvvetlerinden, sediment hareketinden ve sıvılaşan zemin kuvvetlerinden oluşan dış kuvvetlerin farklılaşmasına dayalı 2-ana model ve her biri için 5-alt model kurulmuştur. Kazık etrafında oluşan dalga-kökenli hidrodinamik basınçlar ve akış hızları, kazık boyunca yatay yer değiştirmeler ve Von-Mises gerilmeleri, geliştirilen her bir model için ayrı ayrı analiz edilmiştir. Analizler sonucu ortaya çıkan böylesi parametreler değerlendirilmiş ve çoklu regresyonla analizi kullanılarak birbirleriyle ilişkilendirilmiştir.