KATI DOLGU BARAJLARIN EKONOMİK VE STATİK ANALİZİ

Abstract

Silindirle Sıkıştırılmış Beton (SBB) barajlar; ekonomik olarak inşa edilmeleri, inşa sürelerinin kısa olması gibi birçok nedenlerden dolayı çok tercih edilen bir baraj türüdür. SSB barajların bir türü olan katı dolgu barajlar, SSB türleri içerisinde en çok tercih edilen baraj türüdür. Katı dolgu barajlar yükü daha geniş bir alana yaydığı için SSB barajların diğer türlerine göre daha zayıf temellere de inşa edilebilmektedirler. Ayrıca SSB barajlar için gereksinim duyulan iyi düzeydeki silindirle sıkıştırma beton kalitesine katı dolgu barajlar için gereksinim duyulmamaktadır. Böylece katı dolgu barajlar günümüzde sık tercih edilen ve baraj emniyeti açısından güvenilir bir baraj türüdür. Bu çalışmada, yapılacak olan katı dolgu barajlar için farklı şev geometrileri incelenmiştir. Bu çalışmanın asıl amacı katı dolgu barajlarda malzeme maliyetini azaltmak için yeni bir enkesit belirlemektir. Belirlenen enkesitin güvenilirliğini detaylı bir şekilde analiz etmek hedeflenmiştir. Bu nedenle, rijitlikleri değişen farklı elastisite modüllerine sahip temeller üzerine inşa edilen katı dolgu barajların statik yükler altında doğrusal elastik davranışı incelenmiştir. Farklı rezervuar su seviyeleri ve memba ve mansap yüzeyi için dikkate alınan kuvvet fonksiyonu tabanlı enkesit denkleminde farklı "n" kuvveti dereceleri için analizler yürütülmüştür. Ayrıca baraj enkesitinde temelden itibaren baraj yüksekliğinin yaklaşık beşte biri kadar kısmında bir temel dikkate alınarak da analizler yapılmıştır. Elde edilen bulgular detaylı bir şekilde tartışılmıştır. Farklı enkesitler için beton hacminde sağlanan fayda belirlenmiştir. Tasarımcılara güvenli ve ekonomik bir katı dolgu baraj enkesiti önerilmesi hedeflenmiştir. Çalışma bulgularına göre; baraj enkesitinde önemli oranda maliyet kazanımı sağlanacağı ve bu durumda barajın emniyetinde bir sorun oluşmayacağı sonucuna varılmıştır. Böylece baraj mühendislerine yeni bir katı dolgu baraj enkesiti önerilmektedir.

Roller Compacted Concrete (RCC) dams are preferred due to many reasons. For example; it can be built quickly, it can be built economically, and it is a safe type of dam. Moreover; hardfill dams, which are a type of RCC dams, are the most preferred dam type among RCC types. Since hardfill dams spread the load over a wider area, they can also be built on weaker foundations than RCC dams. In addition, the good roller compaction concrete quality required for RCC dams is not required for hardfill dams. Thus, hardfill dams are a reliable type in terms of dam safety, which is frequently preferred today. In this study, different slope geometries were investigated for hardfill dams to be built. The aim of this study is to determine a new cross-section to reduce the material cost in hardfill dams. It is aimed to analyze the reliability of the determined cross-section in detail. For this reason, the linear elastic behavior of hardfill dams built on foundations with different elasticity modulus varying stiffness under static loads has been investigated. For different reservoir water levels and upstream and downstream surface, analyzes were carried out for different n-degrees in the force-function-based cross-section equation. In addition, analyzes were made in the dam cross-section by considering a foundation at approximately one-fifth of the dam height from the foundation. Obtained findings are discussed in detail in the study. The benefit in concrete volume was determined for different cross-sections. It is aimed to propose a safe and economical hardfill dam cross section to the designers. According to the study findings; It has been concluded that significant cost savings will be achieved in the dam cross-section and in this case, there will be no problem in the safety of the dam. Thus, a new hardfill dam cross-section is proposed to dam engineers.