Investigation of Static and Dynamic Behaviour of Mersin Aksıfat Dam

In this study, the settlement behavior of Aksifat concrete faced rock-filled dam was analyzed, during both period of construction and its water retention. In order to determine total displacement and stress distribution, two-dimensional strain analyses were performed using PLAXIS program based on the finite elements method. The material parameters of the dam were obtained from geotechnical reports, literature studies and the well logging data carried out within the scope of the project. The linear elastic material model was preferred for the bedrock in dam modelling, while the Mohr-Coulomb (MC) model was used for the rock fill, rock foundation and filter sand-gravel. Considering the seismotectonic features of the dam site, the M_w 5.7 Upland California earthquake with a maximum acceleration value of 0.24 g was utilized in the dynamic analysis. In the static analysis, the maximum settlement value was observed in the middle of the dam body fill and in the crest. The maximum value of settlement was computed at the top of the dam body. According to slope stability analysis; the static slope safety factor is greater than 2.0 which indicates that the slope stability is in balance. In the dynamic case, the value of the safety factor is reduced to the value of 1.3. This result indicates that the slope is in equilibrium whereas the slope stability tends to decline if the earthquake acceleration value increases. In terms of 2D deformations and the state of slope stability under seismic forces; the M_w 5.7 earthquake with a maximum acceleration value of 2.4 g will not produce any risk based on the finite element model of the dam used in this study. 

Bu çalışmada ön yüzü beton kaplı kaya dolgu baraj olan Aksıfat Barajının inşa aşamasında ve su tutma aşamalarındaki oturma davranışı incelenmiştir. Toplam yer değiştirme ve gerilme dağılımları belirlenmesi amacıyla sonlu elemanlara dayalı PLAXIS programı kullanılarak iki boyutlu düzlemsel şekil değiştirme analizleri yapılmıştır. Barajı oluşturan malzemelere ait parametreler, proje kapsamında yapılan araştırma kuyu kesit verilerinde, geoteknik raporlardan ve literatür çalışmalarından elde edilmiştir. Baraj modelinde ana kaya için lineer elastik malzeme modeli; kaya dolgu, kaya temel ve filtre kum-çakıl için Mohr-Coulomb (MC) modelleri tercih edilmiştir. Baraj ile birlikte temel zemininde davranışının modellenmesi için zemin formasyonları da sonlu elemanlar modeline dahil edilmiştir. Statik çözüm için barajın kendi ağırlığı altında oluşan yer değiştirme ve gerilme analizleri yapılmıştır. Barajın yer aldığı bölgenin sismotektoniği dikkate alınarak, 0.24 g maksimum ivme değerine sahip M_w 5.7 Upland Kaliforniya depremi dinamik analizlerde kullanılmıştır. Statik durum analizinde maksimum oturma değeri baraj gövde dolgusunun ortalarında ve krette oluştuğu gözlemlenmiştir. Baraj gövdesi içerisinde hesaplanan maksimum oturma, baraj gövde ortasının en üst noktasında elde edilmiştir. Şev stabilite analizlerine göre; statik durumda elde edilen şev güvenlik katsayısı 2.0 dan büyüktür ve bu durum şevin dengede olduğunu göstermektedir. Dinamik durumda ise elde edilen güvenlik katsayıları değerleri düşerek 1.3 civarında elde edilmiştir. Bu durum şevin dengede olduğunu ancak deprem ivme değerinde artış olması durumunda şev dengesinin bozulma eğiliminde olduğunu göstermektedir. Sismik kuvvetler altında iki boyutta yer değiştirmeler ve şev stabilitesi değerlendirildiğinde inceleme bölgesinde 0.24 g ivmeli M_w 5.7 büyüklüğünde bir depremin oluşması halinde incelenen barajın sonlu eleman modelinde risk oluşturacak boyutta deformasyonlar meydana gelmesi öngörülmemektedir.