Motion Parameters of a Mechanical Shaking Table and an Application

Abstract

In this study, 1.5x1.0 m dimensioned shaking table which was designed and built by Geological Engineering Department of Pamukkale University Engineering Faculty is introduced and produced motion parameters are discussed. In order to determine the different engineering purposed model behaviors under earthquake induced dynamic loads, shaking tables are used in laboratory conditions. High power capacity and fast hydraulic systems are needed for large shaking table facilities and this makes them very expensive. However small scaled economical shaking tables are getting used in different purposes such as model tests and educational demonstrations. Velocity, acceleration, frequency and period values of this electric motor driven unidirectional shaking table which was introduced in this study were calculated. Finally as an example application, a block which is consisted of natural material and has a planar sliding surface, attached on shaking table and displacement of the block with increasing base acceleration was monitored. Critical acceleration for the sliding block was experimentally determined. Tests were repeated in three different slope angles. Displacements were also calculated and measured and calculated block displacement values were compared.

Keywords

• Shaking table, Model test, Acceleration.

Mekanik Bir Sarsma Masasıyla Elde Edilebilen Hareket Parametreleri ve Bir Uygulama

Abstract

Bu çalışmada, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü bünyesinde tasarlanmış ve bir üretici firmaya yaptırılmış olan 1.5x1.0 m ebatlarındaki sarsma masası tanıtılmış ve üretilebilen hareket parametrelerine değinilmiştir. Farklı mühendislik amaçları doğrultusunda, depremlerin etkisiyle meydana gelen dinamik etkinin laboratuvar koşullarında modellenebilmesi için sarsma masaları kullanılmaktadır. Büyük boyutlu sarsma masaları, yüksek güç kapasiteli ve çok hızlı hareket edebilen hidrolik sistemlerle çalışmakta ve çok yüksek maliyetlere ulaşmaktadır. Bunun yanında küçük boyutlu ve üzerinde çeşitli model deneylerinin yapılabildiği ve farklı eğitim amaçları doğrultusunda kullanılabilen düşük maliyetli sarsma masaları yaygın olarak kullanılmaya başlamıştır. Bu çalışmada tanıtılan tek yönlü, hareketini elektrik motorundan alan sarsma masası ile elde edilebilen, hız, ivme, frekans ve periyot değerlerine değinilmiştir. Örnek bir uygulama olarak laboratuvar koşullarında artan taban ivmesi etkisinde düzlemsel kayma yüzeyi içeren ve doğal malzeme ile oluşturulmuş bir bloğun kayma hareketi izlenmiştir. 3 farklı eğim miktarı için deney tekrarlanmıştır. Harekete neden olan kritik ivme deneysel olarak belirlenmiş ayrıca sayısal olarak hesaplanarak ölçülen ve hesaplanan değerler karşılaştırılmıştır.

Keywords

• Sarsma masası, Model deneyler, İvme.

References

1. Muhlenkamp, M. J., “Analysis, Design and Construction of a Shaking Table Facility”, Rice University, M.Sc. Dissertation, 177, 2007.
2. Meymand, P. J., “Shaking Table Scale Model Tests of Nonlinear Soil-Pile-Superstructure Interaction in Soft Clay”, University of California-Berkeley, Ph.D. Dissertation, 460 p, 1998.
3. Burke, C. B., “Full-Scale Shaking Table Tests and Finite Element Analysis of Reinforced Soil Retaining Walls”, Columbia University, Ph.D. Dissertation, 189 p, 2004.
4. Pinzon, A. F. S., “Development, Modeling, Identification and Simulation of a Small Shaking Table System”, University of California-Los Angeles, Ph.D. Dissertation, 231 p, 2005.
5. Lin, M. L., Wang, K. L., “Seismic Slope Behavior in a Large- Scale Shaking Table Model Test”, Engineering Geology, 86, 118-133, 2006.
6. Baran, T., Tanrıkulu, A. K., Dündar, C., Tanrıkulu, A. H., “Deney ve Eğitim Amaçlı, Mekanik Tek Eksenli Bir Sarsma Tablasının İmalatı ve Performansının Araştırılması”, Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, 605-616, 2007.
7. Torun, A., Çunkaş, M., “İki Eksende Salınım Yapan Sarsma Tablası ve Gerçekleştirilmesi” AKÜ, Fen Bilimleri Dergisi, 85-96, 2009.
8. Kutanis, M., “Eğitim Amaçlı Bir Deprem Simülatörünün Tasarımı”, Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, 617-626, 2007.

9. Baran, T., “Yapıların Dinamik Davranışının Deneysel ve Teorik Olarak İncelenmesi”, Çukurova Üniversitesi, Doktora Tezi, 160 s, 2008.
10. Harris, H. G. and Sabnis, G. M., “Structural Modelling and Experimental Techniques” 2nd edition, CRC Press, 761 p, 1999.
11. Çelik, S. B., “Babadağ (Denizli) İlçesindeki Yamaç Duraysızlığının Çok Parametreli İzleme Teknikleri, Fiziksel Model Deneyleri ve Matematiksel Yöntemlerle İncelenmesi” Pamukkale Üniversitesi, Doktora Tezi, 183s, 2012.
12. Omron, “ZX-L-N Series Laser Type Smart Sensors User’s Manual”, Omron Corporation, 168 p, 2004.
13. Graphtec, “GL900 Midi Logger User’s Manual” 1st Edition Graphtec Corporation, Manual No: GL900-4/8-UM-151, 105 p, 2009.
14. Aydan, Ö. and Kumsar, H., “An Experimental and Theoretical Approach on the Modeling of Sliding Response of Rock Wedges under Dynamic Loading”, Rock Mechanics and Rock Engineering, 43, 821-830, 2010.
15. Ohta, Y. and Aydan, Ö., “The Dynamic Response of Geo- Materials During Fracturing and Slippage”, Rock Mechanics and Rock Engineering, 43, 727-740, 2010.
16. Newmark, N. M., “Effects of Earthquakes on Dams and Embankments”, Geotechnique, 15, 139–160, 1965.
17. Aydan, Ö, and Ulusay, R., “Back-Analysis of a Seismically Induced Highway Embankment Failure During the 1999 Düzce Earthquake”, Environmental Geology, 42, 621–631, 2002.