DOLGU BARAJ GRANÜLER ZEMİNLERİNDE İÇSEL STABİLİTE POTANSİYELİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Sadettin Topçu; Evren Seyrek

doi:10.31796/ogummf.1362774

TR EN

DOLGU BARAJ GRANÜLER ZEMİNLERİNDE İÇSEL STABİLİTE POTANSİYELİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Öz

Dolgu barajların uzun dönemli güvenliği, sızma akımının gerçekleştiği zeminlerin içsel stabilitesine bağlıdır. Sufüzyon/sufozyon, kohezyonsuz zeminlerde görece ince malzemelerin, iri malzemelerin arasındaki boşluklardan sızma akımıyla taşınması olarak tanımlanır. Sufüzyon/sufozyon mekanizmasına bağlı olarak gerçekleşen içsel stabilite bozulmasıyla, granüler filtrelerde geriye doğru erozyon(borulanma) veya boşluk suyu basıncındaki artışa bağlı olarak statik stabilite kaybı gözlemlenebilir. Sufüzyonun gerçekleşebilmesi için iki koşul vardır: Sızma akımının yeterli hidrolik eğime sahip olması ve malzemenin granülometrisinin danelerin taşınmasına elverişli olması. Granüler filtrelerin tasarım ve planlanmasında sufüzyon mekanizmasının önceden belirlenebilmesi için bazı yaklaşımlar geliştirilmiştir. Bu çalışmada, dane çapı dağılım eğrisini kullanarak içsel stabilite potansiyelini belirleyen Istomina, Kezdi, Kenney ve Lau ile Burenkova metotları karşılaştırılmıştır. Eskişehir ili sınırları içerisinde yer alan Gökpınar Barajı’nın yarı-geçirimli malzeme sahasındaki plastik olmayan zeminler üzerinde yapılan çalışmaya göre, yöntemlerin uygulama esasları birbirine benzedikçe aynı değerlendirme sonucunu bulma oranları artmaktadır.

Anahtar Kelimeler

Dolgu baraj , Sızma , İçsel erozyon , Sufüzyon , Granüler filtre

ASSESSMENT OF INTERNAL STABILITY POTENTIAL IN EMBANKMENT DAM GRANULAR SOILS

Abstract

The long-term safety of embankment dams depends on the soil's internal stability where seepage occurs. Suffusion/suffosion transports relatively fine materials through the voids between coarse materials by seepage flow in cohesionless soils. Backward erosion (piping) or a loss of static stability can be observed due to increased pore water pressure in granular filters with internal stability deterioration due to the suffusion/suffosion mechanism. There are two conditions for suffusion to occur: The seepage flow must have sufficient hydraulic gradient, and the granulometry of the material must be suitable for the transport of the grains. Some approaches have been developed to predetermine the suffusion mechanism in designing and planning granular filters. In this study, Istomina, Kezdi, Kenney-Lau, and Burenkova methods that determine the internal stability potential of soil using the particle size distribution curve have been compared. According to the study carried out on non-plastic (N.P) soils in the semi-permeable material field of Gökpınar Dam, which is located within the borders of Eskişehir province, the rates of finding the same evaluation result increase as the application principles of the methods are similar.

Keywords

Embankment dam , Seepage , Internal erosion , Suffusion , Granular filter

Kaynakça

Adel, H. D., Bakker, K. J., ve Breteler, M. K. (1988). Internal stability of minestone. Proceedings of International Symposium on Modelling Soil-Water-Structure Interactions, Balkema, Rotterdam, 225–231.
Bonelli, S. (2013). Erosion in geomechanics applied to dams and levees, ISTE Limited, London, UK.
Burenkova, V., V. (1993). Assessment of suffosion in granular and graded soils. Filters in Geotechnical and Hydraulic Engineering, Karlsruhe, Germany, 357–360.
Chang, D. (2012). Internal erosion and overtopping erosion of earth dams and landslide dams, Ph. D. Thesis. The Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong.
Charles, J., A. (2001). Internal erosion in European embankments dams. Proceedings of Hydropower 01, ICOLD European Symposium, Geiranger, Norway.
Cividini, A., Bonomi, S., Vignati, G. C., Gioda, G. (2009). Seepage-induced erosion in granular soil and consequent settlements. International Journal of Geomechanics, 9(4): 187–194. doi: https://doi.org/10.1061/(ASCE)1532-3641(2009)9:4(187).
Fannin, R. J., ve Moffat, R. (2006). Observations on internal stability of cohesionless soils. Geotechnique, 56(7): 497–500. doi: https://doi.org/10.1680/geot.2006.56.7.497
Federal Emergency Management Agency (FEMA). (2015). Evaluation and monitoring of seepage and internal erosion, FEMA P-1032 Report, Washington DC, 576 s. Erişim adresi: https://www.fema.gov/sites/default/files/2020-08/fema_p1032_eval_monitoring_seepage_internal_erosion.pdf
Fell, R., Fry, J., J. (2007). The state of the art of assessing the likelihood of internal erosion of embankment dams, water retaining structures and their foundations. Internal Erosion of Dams and their Foundations. Taylor & Francis Group, London, 1–23.
Flores-Berrones, R., Ramirez-Reynaga, M., Macari, E. J. (2011). Internal erosion and rehabilitation of an earth-rock dam, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 137(2): 150–160. doi: https://doi.org/10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000371

Geotechnical Engineering Office (GEO). (1993). Review of granular and geotextile filters. GEO Publication No. 1/93. Civil Engineering Department, Hong Kong. Erişim adresi: https://www.cedd.gov.hk/filemanager/eng/content_147/ep1_93.pdf
ICOLD. (1994). Embankment dams: granular filters and drains. Bulletin No. 95, International Commission on Large Dams, Paris, France.
Indraratna, B., Nguyen, V. T., ve Rujikiatkamjorn, C. (2011). Assessing the potential of internal erosion and suffusion of granular soils. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 137(5): 550–554. doi: https://doi.org/10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000447
Kenney, T. C., ve Lau, D. (1985). Internal stability of granular filters. Canadian Geotechnical Journal, 22(2): 215–225. doi: https://doi.org/10.1139/t85-029
Kenney, T. C., ve Lau, D. (1986). Internal stability of granular filters: Reply. Canadian Geotechnical Journal, 23(3): 420–423. doi: https://doi.org/10.1139/t86-068
Kezdi, A. (1979). Soil physics-selected topics. Elsevier Scientific Publishing Co., Amsterdam.
Kovacs, G. (1981). Seepage hydraulics. Amsterdam, Elsevier Scientific Publishing Company.
Li, M., ve Fannin, R. J. (2012). A theoretical envelope for internal instability of cohesionless soil. Geotechnique, 62(1): 77–80. doi: https://doi.org/10.1680/geot.10.T.019
Milligan, V. (1986). Internal stability of granular filters: Discussion. Canadian Geotechnical Journal, 23(3): 414–418. doi: https://doi.org/10.1139/t86-066
Moffat, R., Fannin, R., J. (2011). A hydromechanical relation governing internal stability of granular soil. Canadian Geotechnical Journal, 48(3): 413–424. doi: https://doi.org/10.1139/T10-070
Richards, K. S., Reddy, K. R. (2007). Critical appraisal of piping phenomena in earth dams, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 66(4): 381–402. doi: https://doi.org/10.1007/s10064-007-0095-0
Ripley, C. F. (1986). Internal stability of granular filters: Discussion. Canadian Geotechnical Journal, 23(2): 255-258. doi: https://doi.org/10.1139/t86-037
Schuler, U. (1995). How to deal with the problem of suffosion. Research and Development in the Field of Dams, 7(9), 145-159.
Seyrek, E., ve Topcu, S. (2022). Prediction of earthquake-induced crest settlement of embankment dams using gene expression programming. Geomechanics and Engineering, 31(6), 637-651. doi: 10.12989/gae.2022.31.6.637
Sherard, J. L., and Dunnigan, L. P. (1986). Internal stability of granular filters: Discussion. Canadian Geotechnical Journal, 23(3): 418–420. doi: https://doi.org/10.1139/t86-067
Skempton, A. W., ve Brogan, J. M. (1994). Experiments on piping in sandy gravels. Geotechnique, 44(3): 449–460. doi: https://doi.org/10.1680/geot.1994.44.3.449
Terzaghi, K. (1939). Soil mechanics: a new chapter in engineering science. Journal of the Institution of Civil Engineers, 12(7): 106–141.
Topçu, S. (2020). İnce daneli zeminlerin farklı gerilme koşullarında içsel erozyon davranışının mukayeseli analizi (Doktora Tezi). Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir.
U.S. Army Corps of Engineers (USACE). (1953). Filter experiments and design criteria. Waterways Experiment Station, Vicksburg, Technical Memorandum, No. 3–360. Erişim adresi: https://usace.contentdm.oclc.org/digital/api/collection/p266001coll1/id/2106/download
U.S. Bureau of Reclamation (USBR). (2019). IV-4. Internal erosion risks for embankments and foundations. Bureau of Reclamation U.S, Technical Report, 218 s. Erişim adresi: https://www.usbr.gov/damsafety/risk/BestPractices/Chapters/D6-InternalErosionRisksForEmbankmentsAndFoundationsWithAppendices.pdf
Wan, C. F., ve Fell, R. (2008). Assessing the potential of internal instability and suffusion in embankment dams and their foundations. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 134(3): 401–407. doi: https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2008)134:3(401)
Zhang, L. M., ve Chen, Q. (2006). Seepage failure mechanism of the Gouhou rockfill dam during reservoir water infiltration. Soils and Foundations, 46(5): 557–568. doi: https://doi.org/10.3208/sandf.46.557

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

İnşaat Geoteknik Mühendisliği , İnşaat Mühendisliğinde Zemin Mekaniği

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Sadettin Topçu ^*
0000-0003-1306-2502
Türkiye

Evren Seyrek
0000-0003-4373-6723
Türkiye

Erken Görünüm Tarihi

22 Nisan 2024

Yayımlanma Tarihi

22 Nisan 2024

Gönderilme Tarihi

19 Eylül 2023

Kabul Tarihi

27 Aralık 2023

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 32 Sayı: 1

DOI

https://doi.org/10.31796/ogummf.1362774

IZ

https://izlik.org/JA23ZY74RN

APA

Topçu, S., & Seyrek, E. (2024). DOLGU BARAJ GRANÜLER ZEMİNLERİNDE İÇSEL STABİLİTE POTANSİYELİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(1), 1169-1176. https://doi.org/10.31796/ogummf.1362774

AMA

1.Topçu S, Seyrek E. DOLGU BARAJ GRANÜLER ZEMİNLERİNDE İÇSEL STABİLİTE POTANSİYELİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ. ESOGÜ Müh Mim Fak Derg. 2024;32(1):1169-1176. doi:10.31796/ogummf.1362774

Chicago

Topçu, Sadettin, ve Evren Seyrek. 2024. “DOLGU BARAJ GRANÜLER ZEMİNLERİNDE İÇSEL STABİLİTE POTANSİYELİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ”. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi 32 (1): 1169-76. https://doi.org/10.31796/ogummf.1362774.

EndNote

Topçu S, Seyrek E (01 Nisan 2024) DOLGU BARAJ GRANÜLER ZEMİNLERİNDE İÇSEL STABİLİTE POTANSİYELİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi 32 1 1169–1176.

IEEE

[1]S. Topçu ve E. Seyrek, “DOLGU BARAJ GRANÜLER ZEMİNLERİNDE İÇSEL STABİLİTE POTANSİYELİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ”, ESOGÜ Müh Mim Fak Derg, c. 32, sy 1, ss. 1169–1176, Nis. 2024, doi: 10.31796/ogummf.1362774.

ISNAD

Topçu, Sadettin - Seyrek, Evren. “DOLGU BARAJ GRANÜLER ZEMİNLERİNDE İÇSEL STABİLİTE POTANSİYELİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ”. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi 32/1 (01 Nisan 2024): 1169-1176. https://doi.org/10.31796/ogummf.1362774.

JAMA

1.Topçu S, Seyrek E. DOLGU BARAJ GRANÜLER ZEMİNLERİNDE İÇSEL STABİLİTE POTANSİYELİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ. ESOGÜ Müh Mim Fak Derg. 2024;32:1169–1176.

MLA

Topçu, Sadettin, ve Evren Seyrek. “DOLGU BARAJ GRANÜLER ZEMİNLERİNDE İÇSEL STABİLİTE POTANSİYELİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ”. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 32, sy 1, Nisan 2024, ss. 1169-76, doi:10.31796/ogummf.1362774.

Vancouver

1.Sadettin Topçu, Evren Seyrek. DOLGU BARAJ GRANÜLER ZEMİNLERİNDE İÇSEL STABİLİTE POTANSİYELİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ. ESOGÜ Müh Mim Fak Derg. 01 Nisan 2024;32(1):1169-76. doi:10.31796/ogummf.1362774

DOLGU BARAJ GRANÜLER ZEMİNLERİNDE İÇSEL STABİLİTE POTANSİYELİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Öz

Anahtar Kelimeler

ASSESSMENT OF INTERNAL STABILITY POTENTIAL IN EMBANKMENT DAM GRANULAR SOILS

Abstract

Keywords

Kaynakça

Ayrıntılar

Birincil Dil

Konular

Bölüm

Yazarlar

Erken Görünüm Tarihi

Yayımlanma Tarihi

Gönderilme Tarihi

Kabul Tarihi

Yayımlandığı Sayı

DOI

IZ

Kaynak Göster