Yüksek hızlı trenlerin ürettiği titreşimlerin azaltılması için önerilen bir dalga bariyer modelinin yerinde ölçümlerle etkinliğinin araştırılması

Demiryolu trafiğinin oluşturduğu titreşimleri etkili ve ekonomik bir biçimde azaltmak için kullanılan açık hendek yaklaşımı ilgili literatürde kendisine hatırı sayılır bir yer bulmuş olmasına karşın, derin ve desteksiz hendek uygulamaları özellikle yerleşim bölgelerinde mühendislik pratiği açısından uygun değildir. Öte yandan katı dalga bariyerlerinin kullanımı ise titreşimleri etkin bir şekilde azaltma beklentisini karşılayamamaktadır. Açık hendeklerin araştırma konusu edildiği çalışmalarda, gerçekleştirilen saha ölçümleri gerek zayıf zemin koşulları gerekse dinamik yük kaynağı bakımından değerlendirildiğinde dar bir kapsama sahiptir. Bu tez çalışması, Türkiye'nin en yüksek hızda seyreden İstanbul-Ankara tren güzergahı yakınında ve oldukça zayıf bir zemin üzerine inşa edilmiş özel bir test binasının demiryolu trafiği kaynaklı titreşimlerden pasif izolasyon yöntemi ile korunmasına odaklanmaktadır. Bu bağlamda, dinamik yük kaynağı ve korunacak yapı arasına konuşlandırılan ve özel olarak üretilmiş düşük empedanslı prefabrike paneller ile desteklenen ince cidarlı dikdörtgen bir açık hendek uygulamasının çevresel titreşimleri yalıtım performansı tam ölçekli saha çalışmalarıyla incelenmiştir. Alüvyon zemin koşulları dikkate alındığında zemini bir istinat duvarı gibi destekleme fikri özellikle derin hendek uygulamalarında bir zorunluluk olarak öne çıkmaktadır. Ancak bununla birlikte dalga mekaniği göz önünde bulundurulduğunda ilerleyen ve zemin dışında bir ortam ile karşılaşan dalga genliklerinin büyümemesi de bir başka önemli konudur. Bu sebeple çalışma kapsamında kullanılan gaz beton panellerin gerek zeminde stabilite problemini ortadan kaldırması gerekse düşük yoğunluklu olmalarından ötürü titreşimin karakteristiğini büyük ölçüde değiştirmemesi ince cidarlı açık hendek uygulamasının titreşim yalıtım performansı konusunda beklentileri karşılamasını sağlamıştır. Bariyerin tasarımında kullanılan yenilikçi malzemenin yanı sıra içerisinde kullanılan odun talaşı, genleştirilmiş cam kürecik ve strafor köpük gibi farklı özelliklerdeki geri dönüştürebilir atık dolgu malzemelerin titreşim yalıtımına katkısını araştırmak çalışmanın katma değerini artırmıştır. Bu doktora tezi kapsamında, tam ölçekli olarak inşa edilen farklı bariyer tiplerinin gerçek dinamik yük kaynağının yakınında test edilmesine ek olarak PLAXIS 3D yazılımı aracılığıyla deney sahasının sayısal modeli oluşturulmuş ve yalıtım performansı saha verileriyle örtüşecek, gaz beton cidarlı açık hendek tipi bariyeri temsil eden bir sonlu eleman modeli geliştirilmiştir. Doğrulanan nümerik modelin geometrik özelliklerinin dalga enerjisinin soğurulma kapasitesine etkisini sayısal bir model aracılığıyla inceleyebilmek için birtakım parametrik araştırmalar yapılarak ince cidarlı gaz beton panellerle desteklenmiş hendek tipi ideal bir dalga bariyer modeli önerilmiştir.