Lagrange yaklaşımı ile kemer baraj-su-zemin sistemlerinin malzeme bakımından lineer ve lineer olmayan dinamik analizi

ÖZET Bu tez çalışmasında, kemer barajların malzeme bakımından lineer ve lineer olmayan dinamik davranışı Lagrange yaklaşımı ile incelenmektedir. Baraj betonunun lineer olmayan davranışı, Eğri Tanımlama ve Drucker-Prager modeli ile tanımlanmıştır. Üç boyutlu Drucker-Prager modeli ve üç boyutlu 8-düğüm noktalı Lagrange sıvı sonlu eleman geliştirilip, FORTRAN 77 programlama dilinde kodlanarak NONSAP yapı analiz programına eklenmiştir. Baraj -su etkileşimi, geliştirilen bu program ile incelenmiştir. Kaya zemin ve suyun lineer elastik izotrop malzeme olduğu kabul edilmektedir. Rezervuar su seviyesindeki değişimin ve kaya zemin özeliklerinin baraj davranışına etkisi de ayrıca incelenmektedir. Uygulama amacıyla, 1968 yılında Londra'da düzenlenen "Kemer Barajlar" sempozyumunda önerilen beş tip kemer baraj içerisinden çift eğrilikli olan Tip-5 kemer barajı seçilmiştir. Bu tez beş bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm, sıvı-yapı etkileşimi ve beton barajların lineer olmayan davranışı ile ilgili literatür araştırmasından ibarettir. Tezde kullanılan üç boyutlu malzeme modelleri, üç boyutlu Lagrange sıvı eleman, lineer ve lineer olmayan sistemlerin çözüm yöntemleri ile ilgili formülasyonlar da bu bölümde verilmektedir. İkinci bölümde, geliştirilen üç boyutlu 8-düğüm noktalı Lagrange sıvı elemanın ve Drucker-Prager modelinin NONSAP programına eklenmesi ve test edilmesi, ayrıca seçilen kemer baraj için hazırlanan baraj, baraj -su, baraj -zemin ve baraj -su-zemin sistemlerine ait sonlu eleman modelleri verilmektedir. Lineer ve lineer olmayan dinamik analiz ile ilgili ayrıntılar da bu bölümdedir. Üçüncü bölüm, gerçekleştirilen analizlerden elde edilen bulgular ve bunların irdelenmesinden oluşmaktadır. Dördüncü bölümde ise, bu tez çalışmasından çıkarılan sonuçlar ve öneriler verilmekte ve kemer barajlar gibi narin yapıların dinamik analizlerinde su ve zemin etkileriyle birlikte lineer olmayan malzeme davranışında Drucker-Prager modelinin dikkate alınması gerektiği belirtilmektedir. Beşinci bölüm, tezde yararlanılan kaynaklara ayrılmıştır. Anahtar Kelimeler: Lineer Dinamik Analiz, Lineer Olmayan Dinamik Analiz, Eğri Tanımlama Modeli, Drucker-Prager Modeli, Baraj -Su-Zemin Etkileşimi, İndirgenmiş İntegrasyon, Runge-Kutta Yöntemi, Hidrodinamik Etki, Sonlu Eleman Yöntemi VIII