İNM 424112
Ders 1.2 Türkiyede Barajlar ve
Deprem Tehlikesi
Doç. Dr. Havvanur KILIÇ
İnşaat Mühendisliği Bölümü
Geoteknik Anabilim Dalı
TARİHTE BARAJ YIKILMALARI VE
YIKILMALARDAN
ÖĞRENİLENLER
TARİHTE BARAJ YIKILMALARI
• İlk baraj yıkılma çalışmaları 1953’de
Middlebrooks tarafından 1850-1950 zaman
aralığını kapsayan 200 örnekle yapılmıştır
(Yıldız, 1989).
• Bu sürede yıkılma nedenlerinden,
• % 30’la dolusavak veya hava payı yetersizliği
nedeniyle baraj üzerinden su aşması ilk sırayı
alırken,
• % 25 ile sızma ve borulanma
• % 15’le şev kaymaları üçüncü yıkılma sebebini
oluşturur.
•
Foster vd. (2000) baraj yıkılmaları üzerine
yaptıkları çalışmalara göre yıkılma sebebi olarak
• % 48.4 ile üstten aşma,
• % 46.1 ile borulanma
• % 5.5 ile şev kaymasını görürüz (Tosun,
2004).
• Zemin mekaniğindeki gelişmeler sonucu
şev kayması sonucu yıkılmaların çok
azaldığı, fakat üsten aşma ve borulanma
nedeni ile yıkılmaların hala önemini
koruduğu anlaşılmaktadır.
Cingford barajı yıkılma öncesi ve
sonrası kesiti
Acu barajı yıkılma öncesi ve
sonrası kesiti
Stockton Creek barajı yıkılması
ICOLD hazırladığı bir raporda, 15 m’den yüksek
barajlarda, 1900-1975 yılları arasında oluşan yapısal
hasarlarla ilgili olarak,
• beton barajlardaki hasarların; % 29’u baraj
üzerinden su aşması, % 53’ü temel problemleri,
% 18’i diğer nedenler,
• dolgu barajlardaki hasarların; % 35’i baraj
üzerinden su aşması, % 21’i temel problemleri,
% 38’i borulanma ve sızıntı, % 6’sı diğer
nedenler,
• ve bütün tipteki baraj hasarlarının; % 34’ü baraj
üzerinden su aşması, % 30’u temel problemleri,
% 28’i borulanma ve sızıntı, % 8’i diğer nedenler
ile oluştuğu gözlenmiştir.
Sonuçlar
• Son yüzyılda yaşanan baraj yıkılmalarını
ve baraj tasarım ve inşaat teknolojisindeki
gelişmeler incelendiğinde barajların kret
üzerinden su aşması, şev dayanımında
ortaya çıkan hasarlar ve borulanma
sonucu yıkıldıları tespit edilmiştir.
• Yarım asırlık bir süre sonrasında baraj
tasarım teknolojisindeki gelişmeler ve
yapılan emniyet çalışmaları sonucu eski
barajların rehabilite edilmesi ile birlikte şev
stabilitesi sonucu yıkılmalar oldukça
azalmıştır (Foster, 2000).
Sonuçlar
• Şev dayanımı yetersizliği sonucu yaşanan
yıkılmalar genelde freatik hattın geç
mansaba ulaşması sonucu homojen dolgu
barajlarda yaşanmıştır.
• Üsten aşma sonucu yıkılmalar her
dönemde birincil yıkılma nedenini
oluşturmaktadır.
• Bu tip yıkılmalar tasarım hatası sonucu
olmaktan çok, iletişimdeki aksaklıklar,
kapakların açılamaması ve inşaat
programının yanlış yapılması sonucu
yaşanmıştır.
TÜRKİYE’DEKİ BARAJLARIN DEPREM
TEHLİKESİNİN İNCELENMESİ
• Deprem tehlikesi, belli bir yerde ve belli bir
zaman periyodu içerisinde hasar ve can
kaybı yaratabilecek büyüklükte bir
depremden kaynaklanan yer hareketinin
belirlenmesi olarak tanımlanır.
TÜRKİYE’DEKİ BARAJLARIN DEPREM
TEHLİKESİNİN İNCELENMESİ
• Depreme dayanıklı tasarımın amacı, belli
bir düzeydeki sarsıntıyı, aşırı hasar
meydana gelmeden atlatabilecek yapı ve
tesisi inşa etmektir.
• Tasarım yer hareketi parametrelerinin
belirlenmesi işlemi, geoteknik deprem
mühendisliğinin en zor ve en önemli
problemlerinden biridir.
Uluslararası Büyük Barajlar Komisyonu (ICOLD,
2001) barajların deprem tasarımına esas iki farklı
seviyede deprem hareketi öngörmektedir.
• İşletme Depremi seviyesi için ortalama
tekrarlanma süresini 100 yıl olarak belirlemiştir.
• Bu depremdeki baraj performans kriteri hiçbir
yapısal hasarın oluşmasına izin vermemektedir.
• En Büyük Tasarım Depremi seviyesi 10002000 yıllık ortalama yinelenme süresine karşılık
gelen probabilistik deprem yer hareketidir.
• Bu deprem hareketi etkisi altında, bir miktar
yapısal hasar mümkün olmakla beraber
rezervuardan herhangi bir kontrolsüz su
kaçağının meydana gelmesine izin
verilmemektedir.
Türkiye’de yer alan önemli
barajların konumu
Türkiye’nin tektonik haritası
(E. Bozkurt, 2001)
1960’dan günümüze büyüklüğü
M ≥5 olan depremlerin dağılımı
1980’dan günümüze büyüklüğü M
≥4 olan depremlerin dağılımı
20. yüzyılda meydana gelmiş
M
≥6 büyüklüğündeki depremlerin
dağılımı
Türkiye Deprem Kaynak Zonları
Deprem kaynak bölgeleri ve önemli
barajlar
SİSMİK TEHLİKE HARİTALARI
• Deprem tehlikesi haritaları 100 yıllık
ekonomik ömrü içinde %50, %20 ve %10
aşılma olasılığı (sırasıyla 145, 450 ve 950
yıllık dönüş süreleri) için verilmektedir.
• Haritalarda sunulan en büyük yer ivmesi
(PGA) NEHRP zemin sınıfı B/C sınırı
(Referans Zemin Mostrası) için elde
edilmiştir.
NEHRP (National Earthquake
Hazard Reduction Program)
• Amerika Birleşik Devletleri’nde yapılacak olan yeni
binalar ve diğer yapıların depreme dayanıklı tasarım
ve inşaası için uyulması gereken koşulları belirleyen
ve BSSC (Building Seismic Safety Council)
tarafından FEMA (Federal Emergency Management
Agency) için hazırlanmış bir yönetmeliktir.
• Hazırlanan bu yönetmelikle, özellikle deprem riski
yüksek olan bölgelerde inşa edilecek yapıların ve
inşa edilmiş olan yapıların maruz kalabilecekleri
tehlikeleri en aza indirerek, önemli binaların
herhangi bir deprem sırasında veya sonrasında
beklenen performanslarını arttırmak
amaçlanmaktadır.
NEHRP zemin sınıfı B/C sınırında 100 yılda %10
aşılma olasılığına göre en büyük ivme
dağılımı
Download

2014Ders1.2 Türkiyede barajlar ve deprem tehlikesi