Gerçek topolojik değişimleri temel alarak modellenmiş şevlerin üç boyutlu sonlu elemanlar analizleri / Analysis of three-dimensional finite elements by modeled slopes based on real topological changes

Abstract

Bu çalışma kapsamında, nümerik analizlerde kullanılabilecek gerçek şev geometrisini temel alan yüzey topolojisinin bilgisayar ortamında oluşturulabilmesi için, uzaktan algılama yöntemleri ile elde edilen şev verisinin görüntü işleme tekniği ile beraber şevlerin üç boyutlu sonlu elemanlar (3B SE) ile modellemesinde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla insansız hava aracından (drone) faydalanılarak elde edilen verilerden görüntü işleme tekniği kullanılarak modellemesini mümkün kılıp, yapılacak şev analizlerinin daha gerçekçi olması düşünülmüştür. Geçmişten günümüze şev analizleriyle ilgili çalışmalar yapılmış ve yapılmaya devam etmektedir. Ancak mevcut literatür çalışmalarının çoğunda, şevlerin gerçek topolojik verilerdeki üç boyutlu değişimler göz ardı edilmektedir. Bu kabuller analiz sonuçlarını direkt olarak etkilemektedir. Çalışma kapsamında ilk kez İHA (İnsansız Hava Aracı) fotogrametrisinden faydalanılarak üç boyutlu olarak modellenen şevlerin 3B SE stabilite analizlerinin yapılabilirliği gösterilmiştir. Böylece üçüncü boyutta meydana gelen olası değişimlerin göz önüne alınması ile gerçekçi duraylılık analizleri yapılabilecektir. Üç boyutlu sonlu elemanlar analizlerinde elastoplastik bünye modelinde, dayanım azaltma tekniği kullanılarak incelenen dönüşlü şevli alanın 3B kritik kayma yüzeylerindeki yenilme karakteristikleri çalışma kapsamında değerlendirilmiştir. Bu çalışma sonucunda görüntü işleme tekniği ile oluşturmuş olduğu hasarlar nedeniyle can ve mal kayıplarıyla insan yaşamını tehdit eden şev stabilite problemlerinin önlenmesine yönelik atılacak adımlar daha sağlıklı bir şekilde değerlendirilebilecektir. Çalışmanın analiz işlemlerine getirdiği farklı bakış açısının gerek şev stabilite analizlerinde, gerekse diğer alanlardaki çalışmalara rehber olabileceği düşünülmektedir. ANAHTAR KELİMELER: Sonlu elemanlar analizi, İnsansız hava aracı, Üç boyutlu şev modellemesi, Duraylılık analizi In this study, the use of data obtained from the remote sensing methods incorpration with the image processing technique from modelling of slopes in three dimensional finite elements is investigated to be able to construct the model the surface topology varying depending on the slope geometry. For this purpose, full scalled modelling using the image processing technique based on the data obtained from unmanned aerial vehicle (UAV) (drone) and the slope analysis to undertaken more realistically. In most of the present literature three dimensional geometrical diversity in real topological data have been neglected. The results of the analysis are directly affected by these assumptions. In the scope of the study, the feasibility of 3D FE (Finite Element) stability analysis of slopes, using the photogrammetry of UAV was demonstrated for the first time in the literature. In 3D FE an use deformation characteristics of 3D critical sliding surfaces of round slope investigated by using the strenght reduction technique in the elastoplastic body model that have been evaluated in the scope of the study. As a result of this study, the process taken to prevent slope stability failures and property variation have been considered. The different viewpoint to the slope stability analysis considered in this study is expected to provide a guide for the slope in general. KEY WORDS: Finite element analysis, Unmanned aerial vehicle, Three dimensional slope modeling, Stability analysis