Tez No İndirme Tez Künye Durumu
463550
A semi-empirical method for estimation of maximum seismic shear strain in imperforated ground excited by vertically propagating shear waves / Düşey yönde ilerleyen kayma dalgalarıyla harekete geçen zeminlerde maksimum sismik gerilme tahmini için bir yarı ampirik yöntem
Yazar:KAVEH DEHGHANIAN
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA TOLGA YILMAZ
Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
Konu:İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin:
Onaylandı
Doktora
İngilizce
2016
136 s.
Yeraltı yapıların depreme dayanıklı tasarımında kullanılan basit yöntemler için, çevredeki jeolojik katmanlar üzerinde deformasyonların da hesaplanması gereklidir. Derinlik ve zemin yüzeyindeki deprem hareketinin parametreleri arasında basitleştirilmiş ilişkiler ön tasarımlar için gereklidir. Bu çalışmanın amacı, rasgele titreşim teorisi kullanılarak maksimum birim makaslama uzaması (max) , derinlik ve deprem tehlikesi parametreleri arasında bir ilişki geliştirmektir. Geniş anlamda bir durağan süreç olarak kabul edilen yer hareketinin istatistiksel özellikleri bir güç spektrum yoğunluk fonksiyonu tarafından temsil edilmektedir. Tek boyutlu kayma dalga yayılımı denklemleri dikkate alarak, zemin hareketi genlikleri ve max arasında bir ilişki geliştirilmiştir. Zemin yüzeyinde kaydedilen ivmeler ile tanımlanan yatay deprem hareketleri kullanılarak katmanlı jeolojik oluşumların dinamik tepkisi ile basit teorik sonuçlar karşılaştırılmıştır. Jeolojik malzemelerin lineer olmayan davranışının max üzerindeki etkisi eşdeğer lineer yöntem ile modellenmiştir. Uniform elastik yarı uzay içinde, PGA duyarlılıktan PGV duyarlılığına geçiş (PGV•Vs)/(2•PGA) derinliği etrafında ortaya çıkmaktadır. max sığ derinliklerde derinlik ve PGA ile orantılıdır. Derinlik arttıkça (PGV/Vs)/2 yakınlığında rakamlara ulaşır. max ile psödospektral ivme gerinlikleri arasında da bir ilişki geliştirilmiştir. Her iki ilişki de yatay tabakalı jeolojik oluşumlarda max değerinin bir ön tahmini için kullanılabilir. Bu tahmin yöntemi üniform Vs değerinin derinlikle arttığı profillerde muhafazakar sonuçlar vermektedir. Ancak göreli sert jeolojik oluşumlar arasında gömülü olan nispeten yumuşak katmanlar içinde tahminler düşük kalmaktadır. Eşdeğer lineer yöntem ile nonlinear tepki veren jeolojik katmanlar için de max tahmin edilebilir.
Seismic design of underground structures requires calculation of the deformation in surrounding geological formations. The seismic hazard on a site is usually expressed as a function of amplitude parameters of free-field motion. Therefore, simplified relations between depth and parameters of ground motion are necessary for preliminary designs. The objective of this study is to employ random vibration theory to develop a simple relationship between maximum shear strain (γmax), depth, and ground-motion intensity parameters related to seismic hazard. The ground motion on surface, which is assumed as a stationary random process in the wide sense, is represented by a power spectral density function. Considering one-dimensional shear-wave propagation, transfer functions between ground motion and γmax amplitude at any arbitrary depth is formulated. The theoretical results are compared with the dynamic response of horizontally layered formations to seismic motions defined by accelerograms recorded on ground surface. The effect of material nonlinearity on peak strains is simply modeled by the method of equivalent linearization. It was concluded that the transition from PGA-sensitiveness of max to its PGV sensitiveness in uniformly elastic half-space occurs around the depth of (PGV•Vs)/(2•PGA). max is proportional to d and PGA in very shallow ranges of d, whereas it reaches to figures around (PGV/Vs)/2 by increasing d. max is also related to the amplitudes of a pseudo-spectral acceleration. Both relationships can be used as a reasonable first-order estimator for max in horizontally layered geological formations if the travel time of vertically incident shear waves to reach from free boundary to the depth of interest is substituted for the parameter d/Vs. The concept of equivalent travel time may yield overestimation of max if Vs is increasing by depth. However it leads severe underestimation of max in relatively soft layers embedded in stiffer geological formations. The method of equivalent linearization can be used for estimation of max if the response of geological layers to shearing is nonlinear.