Toprak Dolgulu Barajlarda Gövde Duraylılığının Limit Denge ve Sayısal Analiz Yöntemleri ile Değerlendirilmesi: Türkiye’den Bir Atık Barajı Örneği

Abstract

Bu çalışmada sıkıştırılmış kil dolgu olarak inşa edilmiş ve ömrünü tamamlamış atık barajı gövdesinin 3m yükseltilmesi sonrasında oluşacak yeni baraj gövdesinin duraylılığı, limit denge ve sayısal analiz yöntemleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Limit denge analizlerinde öncelikle işletme ömrünü tamamlamış atık barajının siltasyon ve sismik yük etkisi altındaki duraylılığı Bishop yöntemi ile değerlendirilmiş ve güvenlik sayısı 2.167 bulunmuştur. Daha sonra, yüksekliği 3 m artırılmış olan baraj gövdesinin duraylılığı limit denge analizleri ile 4 aşamada değerlendirilmiştir. İlk aşamada siltasyon ve sismik yükler dikkate alınmaksızın inşaat sonrası durum için duraylılık analizi gerçekleştirilmiş ve güvenlik sayısı 2.171 olarak bulunmuştur. Diğer aşamalarda ise duraylılık analizleri siltasyon yükü ve hem siltasyon hem de sismik yük dikkate alınarak yapılmıştır. Güvenlik sayıları sırasıyla 1.946 ve 1.443 olarak belirlenmiştir. Benzer şekilde, yeni baraj gövdesinin duraylılığı siltasyon ve sismik yük dikkate alınmaksızın kayma dayanımı azaltma yöntemi (FE-SSR) ile analiz edilmiş ve güvenlik sayısı 2.16 bulunmuştur. Siltasyon yükü ve hem siltasyon hem de sismik yükler dikkate alınarak yapılan duraylılık analizlerinde, güvenlik sayıları sırasıyla 1.97 ve 1.23 olarak belirlenmiştir. Duraylılık analizlerinden elde edilen sonuçlar, güvenlik sayılarının dolgu barajlar için alt limit olan 1.2 den büyük olduğunu ve baraj yüksekliğinin artırılmasından sonra herhangi bir duraysızlık sorunun oluşmayacağını göstermektedir

In this study, stability of a lifetime ended old waste clay fill dam body was evaluated after increasing the dam height of 3 meters using limit equilibrium and numerical analyses. In the limit equilibrium analyses, stability of the old waste dam was evaluated by Bishop Method considering the effect of silting and the seismic loads and the factor of safety determined as 2.167. Afterwards, stability of the dam which increased body height of 3m was evaluated in four stages using the limit equilibrium analyses. In the first stage, stability analysis for condition after construction was realized without siltation and seismic loads using and the factor of safety was found as 2.171. In other stages, stability analyses were conducted considering effect of the silting load and both seismic and silting loads. The factors of safety were determined as 1.946 and 1.443, respectively. Similarly, stability of new dam body was analyzed without siltation and seismic loads using shear strength reduction method (FE-SSR) and the factor of safety was found 2.16. In the stability analyses by considering siltation load and both siltation and seismic load, the factors of safety were determined as 1.97 and 1.23, respectively. The results obtained from stability analyses show that the factor of safety values is higher than 1.2 which is the lower limit for earth dams and no stability problem is expected after increasing the dam height