Geri dönüştürülebilir malzemeden üretilmiş bariyer ile yüksek hızlı trenlerin oluşturduğu çevresel titreşimlerin azaltılması

Modern kentlerin yoğun yerleşim bölgelerinde artan yüksek hızlı tren trafiği, konfor kaybına, yapısal bileşenlerin ömrünün kısalmasına ve hassas elektronik cihazların zarar görmesine neden olan titreşim sorunları yaratmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı, çevreye yayılan bu olumsuz etkileri azaltmak için yüksek performanslı, düşük maliyetli ve sürdürülebilir bir titreşim yalıtım bariyerinin tasarımını ve geliştirilmesini sağlamaktır. Literatürde, sağlam zeminlerde açılan derin hendeklerin etkili bir titreşim yalıtım yöntemi olduğu bilinse de zayıf zeminlerde yanal stabilite sorunları nedeniyle bu yöntem sınırlı kalmaktadır. Özellikle gevşek kumlu veya siltli zeminler, yüzeye yakın yeraltı su seviyesi ve alüvyon gibi zayıf zeminlerde hendek iç yüzeylerinin desteklenmesi gerekliliği, mühendislik uygulamalarında zorluklar yaratmaktadır. Bu bağlamda, bu çalışmada açık hendek uygulamasına alternatif olarak düşük empedanslı ve geri dönüştürülebilir malzemelerden üretilmiş kutu dalga bariyer modeli önerilmiştir. Bariyerin ana yapısında yüksek mukavemeti nedeniyle balsa kullanılırken, dış yüzeylerinde titreşim iletimine duyarlı çift dalga oluklu mukavva tercih edilmiştir. Bariyer tasarımında kullanılan düşük empedanslı malzeme, yüzey zemin titreşim dalgalarının bariyere geçişinde ortam değişikliği hissettirmeyecek şekilde seçilmiştir; bu, dalgaların iletim mekaniklerinde önemli bir avantaj sağlamaktadır. Geliştirilen bariyerin yenilikçi tasarımı, düşük maliyetle kolay imalat ve uygulama avantajı sunarak mevcut açık hendek çözümlerine alternatif bir çözüm olarak öne çıkmaktadır. Çalışmada; SAP2000 yazılımı kullanılarak yapılan sayısal analizlerle laboratuvar deney sonuçları karşılaştırılmış, bariyerin optimum performans sağlayabilmesi için iç iskeletinin ortogonal bir ızgara sistemi ile tasarlanmasının gerekliliği vurgulanmıştır. Ek olarak, bariyerin çevresel etkilere karşı dayanıklılığını artırmak amacıyla nem izolasyonu testleri yapılmıştır. Yüksek hızlı trenlerin oluşturduğu titreşim ve gürültü etkisini azaltmak üzere geliştirilen bu bariyer modeli, sanayi tesisleri, yerleşim yerleri ve hassas cihazların bulunduğu yapılar gibi titreşime duyarlı alanlar için güvenilir ve etkili bir çözüm sunmaktadır. Yapılan laboratuvar ve arazi testleri sonucunda, geliştirilen bariyerin yüksek yalıtım performansı gösterdiği, özellikle yumuşak zeminlerde yanal stabilite gereksinimini azalttığı ve yüksek hızlı tren geçişlerinde NS yönünde %50'yi aşan ivme azalımı sağladığı belirlenmiştir. Bununla birlikte, tren kaynağına 6.5 m uzaklıkta konumlandırılan kutu bariyerin ses seviyelerinde 20 dBA'ya varan azalma sağladığı tespit edilmiştir. Titreşim yalıtım kutusunun özellikle kültürel miras koruması altındaki tarihi yapılar, hassas endüstriyel tesisler ve laboratuvarlar gibi titreşime duyarlı yapılarda da güvenle kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Bu tez çalışması kapsamında üretilen dalga bariyerinin hem hava hem de zemin kaynaklı titreşimleri etkili bir şekilde azalttığı ve çevresel konforun sağlanmasına katkı sunduğu tespit edilmiştir.