DOLGU BARAJLARDA SIZMANIN SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE OLASILIKSAL ANALİZİ


Günay A., Akbaş S. O.

2. Ulusal Genç Geoteknik Mühendisleri Sempozyumu, Kayseri, Türkiye, 28 Eylül 2022, ss.89-96

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Doi Numarası: 10.5505/2022uggm.ss-09
  • Basıldığı Şehir: Kayseri
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.89-96
  • Karadeniz Teknik Üniversitesi Adresli: Hayır

Özet

Dolgu barajlarda suyun barajın memba kısmından mansap kısmına doğru sürekli hareketi olarak tanımlanan sızmanın hesaplanması ve belirli bir mertebenin altında tutulması için gerekli önlemlerin alınması tasarımın önemli aşamalarından birini oluşturur. Sızmanın tasarım öngörülerinin dışında meydana gelmesi durumunda, barajın hizmet performansı düşebilir ve ekstrem durumlarda barajda iç aşınma veya borulanma sonucu yenilmeye varan sonuçlar ortaya çıkabilir. Bu sebeple uzun yıllar boyunca dolgu barajların gövdesindeki kararlı ve kararsız sızma konusu üzerinde deneysel ve sayısal çalışmalar yapılmıştır. Sızma miktarını, hızını ve sızma ağını etkileyen birçok faktör bulunması ve bu faktörlerin belirsizlikler içermesinden dolayı günümüzde sızma analizlerinde sonlu farklar ve sonlu elemanlar yöntemleri de sıkça kullanılmaya başlanmıştır. Bu analizlerde göz önüne alınması gereken önemli hususlardan biri de dolgu barajı oluşturan zemin malzemesinin özelliklerindeki belirsizlikler ve değişkenliklerdir. Yapılan çalışmada, bu durum göz önüne alınarak, öncelikle, barajların kil çekirdeğini oluşturan zemine ait permeabilite değerlerindeki değişkenlikler araştırılmış, ardından zeminin permeabilite değeri rastgele değişken olarak Python yazılım dili ve Monte Carlo Simülasyonu (MCS) ile Plaxis 2D programında yapılan sızma analizlerinin girdileri olarak kullanılmıştır. Yapılan çalışma ile kil çekirdekli dolgu barajları oluşturan zeminlerin permeabilite değişkenliklerinin sızma davranışı üzerindeki etkisi olasılıksal olarak incelenmiştir. 

Calculation of seepage, which is defined as the continuous movement of water from upstream to downstream of the embankment dams, and taking the necessary measures to keep it below a certain level is one of the significant stages of the design. If the seepage exceeds the design forecasts, the service performance of the dam may become unsatisfactory, and in extreme cases, failure can be observed as a result of internal erosion or piping in the dam. For this reason, laboratory-based and theoretical studies have been carried out on the subjects of steady-state and transient seepage in the embankment dams for many years. However, since many factors affect the amount and rate of seepage and resulting flow nets, and these factors contain uncertainties and variabilities, finite difference and finite element methods have been frequently used in seepage analyses in recent years. One of the significant issues to be considered in these analyses is the uncertainties in the properties of the soil used in the embankment dam. In this study, based on the aforementioned issues, first, variability of the permeability of clays were investigated. Then, the permeability of the soil was simulated as a random variable for the input to the seepage analyses made in the Plaxis 2D program using the Python software language and Monte Carlo simulations. The effects of variability of permeability in the clay core on seepage behavior were probabilistically investigated.