The Finite elemet analysis of swelling behavior of the soil-rubber composite
Zemin-kauçuk kompozitin şişme davranışının sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
- Tez No: 65094
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖKHAN BAYKAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elastoplastik davranış, Kompozitler, Sonlu elemanlar yöntemi, Şişme davranışı, Elastoplastic behavior, Composites, Finite element method, Swelling behavior
- Yıl: 1997
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ZEMİN - KAUÇUK KOMPOZİTİN ŞİŞME DAVRANIŞININ SONLU ELEMENLAR YÖNTEMİ İLE ANALİZİ Boğaziçi Üniversitesinde, petrol türevi sıvıların yeraltı depolama tesislerinden sızıntısından kaynaklan zemin kirlenmelerini önlemek için, atık otomobil lastiği parçalan kullanılarak yeni bir geçirimsiz kil tabakası sistemi geliştirilmiştir. Zemin içindeki kauçuk parçaların hidrokarbonlarla teması sonucu şişmesi ile ekstra iç basıncın oluşumu, zeminin hidrolik geçirgenliğinin düşmesini sağlamış ve bu yem sistemin temel mekanizması olmuştur. Bu çalışmada kauçuğun şişme davranışını incelemek ve zemin içerisindeki stres seviye ve dağılımını belirlemek amacıyla sonlu elemanlar analizi gerçekleştirildi. Değişen kauçuk parça dağılımlarının ve alan oranlarının etkilerinin dahil edildiği analizde, ANSYS sonlu elemanlar analiz programı kullanıldı. Farklı kauçuk alan oranlarına sahip, yatay, düşey ve rasgele parçacık dağılımlarını içeren altı değişik sonlu eleman modeli hazırlandı. Kompozitin şişmesi olayı, benzinin kauçuk tarafından emilmesini takip eden fiziksel bir olay olup, bu mekanizma termal genleşme katsayısı kullanılarak, termal şekil değiştirme analojisi ile modellenmiştir. Stres kontur çıktıları ile resimlenen sonuçlar göstermiştir ki, 50 kPa düşey basınç altında, her ne kadar düşük stresli bölgeler elde edilmiş olsa da, bunların toplam alanı, artan düşey basınç ve kauçuk alan oranı sayesinde düşmektedir. Gerçek durumda ise yüksek stresli bölgeler iç basınç oluşumunu göstermekte ve akış yollarının daralmasıyla birlikte hidrolik geçigenliğin azalmasını sağlamaktadır. Bu çalışmayla önerilen modellerin ve gözlemlenen sonuçların, tamamlayıcı bir optimizasyon analizi ile birlikte, daha sonraki tasarım çalışmalarına temel oluşturması ümit edilmektedir.
Özet (Çeviri)
IV THE FINITE ELEMENT ANALYSIS OF SWELLING BEHAVIOR OF THE SOIL -RUBBER COMPOSITE A new clay liner system with waste tire chips, has been developed at Boğaziçi University to prevent ground contamination due to the leakage from underground storage facilities of petroleum products. The development of extra confining pressure caused by the swelling of rubber chips upon contact with hydrocarbons, is the key mechanism in the liner that helps to control the hydraulic conductivity of soil. Finite element analysis is conducted in this study to examine the swelling behavior of rubber and identify the stress magnitudes and distribution in the soil domain. The ANSYS finite element analysis program is employed for this purpose, where the influences of changing particle orientation and rubber area fraction are incorporated. Six different finite element models with unlike rubber area fractions, are prepared involving horizontal, vertical and randomly oriented rubber inclusions. The swelling behavior of the composite is a physical phenomenon following the absorption of gasoline by rubber and this mechanism is simulated using a thermal strain analogy with the thermal expansion coefficient assigned. The results which are illustrated by stress contour plots reveal that, although weak stress zones exist under 50 kPa vertical pressure, their total area is reduced by the increased overburden pressure and rubber area fraction. In the actual case the highly stressed zones act as confinement and shrink the flow paths causing a decrease in hydraulic conductivity. Proposed models in this study and obtained results, together with a supplementary optimization analysis, are expected to constitute a basis for further design studies.
Benzer Tezler
- Dolgu barajların tasarımında temel ilkeler ve İ.T.Ü. Göleti
Small earth fill dams and I.T.Ü. Dam
SERHAT BATMAZ
- Şişen killerle inşa edilen dolgu davranışının numerik analizi
Numerical analysis of behaviour of embankments constructed with swelling clays
AHMET ŞAHİN
Doktora
Türkçe
1999
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÖNMEZ YILDIRIM
- Konik sürtünme diskli varyatörün sonlu elemanlar metodu ile analizi
Başlık çevirisi yok
SERKAN YÜRÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SERDAR TÜMKOR
- Yatay yüklere maruz dolgulu çerçevelerin sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
The finite element analysis of infilled frame subject to lateral load
MUHİDDİN BAĞCI
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
İnşaat MühendisliğiCelal Bayar Üniversitesiİnşaat Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MUHAMMED D. TEKİN