Tüneller ve tasarım ilkeleri / Tunnels and design principles

Abstract

Bayındırlık yapılarının bir sınıfını teşkil eden tünellerin; ulaşım, savunma, sığınma ve depolama gibi birçok amaçla inşa edildiği bilinmektedir. Günümüzde şehirlerin büyümesi yol standartlarının iyileştirilmesi, savunma ve sığınak ihtiyaçlarının artması, arazinin engebeli ve/veya değerli oluşu gibi nedenlerle bu yapıların inşasına çok daha fazla gereksinim duyulmaktadır. Günümüz koşulları bundan böyle Türkiye’de yaygın olarak inşa edilen ulaşım tünelleri yanında savunma amaçlı tünellerin de yapımına önem verilmesi gerektiğinin düşündürmektedir. Bu yapıların tasarımları, yapısı çok karmaşık olan zeminle özel etkileşimlerinden dolayı diğer yapılara göre daha fazla disiplin mensubu teknik elemanların teknik literatürde mevcut tasarım yöntemlerinden, ülke ekonomisiyle bağdaşan bir emniyeti sağlama yönünden en uygun olanını seçerek birlikte çalışmalarını gerektirmektedir. Bu çalışmanın temel amacı tüneller konusunda bir sentez çalışması yardımıyla bu yapıların tasarımlarında kullanılan teknik literatürde mevcut, tanınmış bazı analitik yöntemleri aynı simgeler altında tasarımlarda kullanımlarını kolaylaştıracak şekilde sistematik olarak açıklamaktır. Böylece tünelcilikte çalışan mühendislere zemin yapısına göre uygun yöntemi seçme kolaylığı tanıyabileceği düşünülmektedir. Bu amaçla gerçekleştirilen çalışma üç asıl bölüm ve bir ekler bölümünden oluşmaktadır. Birinci bölüm genel bilgiler bölümü olup burada tünellerin tarihçesi, sınıflandırılması, yapım için gerekli incelemeler, zemine göre yöntem seçimi ve yapım esnasında karşılaşılabilecek sorunlar üzerinde durulmaktadır. İkinci bölümde tünel kaplamaları, bunların yapısal çözümlemesinde kullanılan tanınmış bazı ampirik ve analitik yöntemler aynı simgeler altında kullanımını kolaylaştıracak şekilde açıklanmakta, sonlu elemanlar yöntemi hakkında bazı hatırlatmalar ile yöntemlerden birine ilişkin geliştirilen bilgisayar programıyla gerçekleştirilen sayısal uygulama da burada verilmektedir. Üçüncü bölüm sonuç ve önerilere ayrılmış olup bu son bölümü kaynaklar listesi ile bir nal enkesitli tünelin yapısal çözümlemesi için geliştirilen bilgisayar programını ve ampirik yöntemlerin kullanımına ilişkin bazı çizelgelerin verildiği bir ekler bölümü izlemektedir. It is known that tunnels, a kind of public works, are built for transportation, defending and storing. Nowadays, it is required much more construction of these structures because of broadening of cities, stabilization of road standards, increasing of defence and shelter needs, being uneven or/and valuable of land. In Türkiye, transportation tunnels are built widely. In addition, present conditions are required construction of defence tunnels. The design of tunnels requires a cooperative study of engineers from different branches more than other types of structures because of a special interaction between the tunnel and the ground. The principle goal of this study is to make synthesis study concerning subject of tunnels and explain systematically known analytical methods used design of this structures by easing their usage with same symbols by means of this study. Thus, it is thought that engineers working subject on tunnel are provided for choosing suitable method compatible with ground. The study performed for this purpose includes three main chapters and one appendix. In the first chapter short history and classification of tunnels, essential investigations for construction, choosing method compatible with ground and encountered problems during construction are emphasized. In the second chapter, information about tunnel lining is given and some known analytical and empirical methods used in their structural analysis are explained by using same symbols. Furthermore, some reminding about finite element methods is presented and numerical applications for one of the analytical methods are made by developed computer program in this chapter. The main results and suggestions are summarised in the third chapter and this last chapter is followed by the list of references and an appendix including source code of program developed for structural analysis of a tunnel lining and charts for empirical methods.