Ülkemizde yüksek hızlı demiryolu yolcu taşımacılığındaki trafik akış hızları 250–300 km/h değerlerine ulaşacak şekilde planlanmış, yük ve yolcu taşımacılığındaki dingil yükleri 22.5 tona kadar çıkarılmıştır. Tren setlerinin yüksek seyahat hızlarıyla tekrarlı geçişleri sırasında ürettikleri yüksek frekanslı dinamik yükler ile titreşen demiryolu üstyapısı, bu titreşim enerjisini çevresindeki zeminlere iletirler ve zemin ortamının karakterine göre biçimlenen dalga yayılışıyla demiryolu ağına yakın bölgelerdeki yapılar etkilenir. Kuvvetli yer hareketleri binalara ve temellerine hasar verebileceği gibi bu binalarda yaşayan insanlara da konfor bozucu titreşimleriyle rahatsızlık verir. Bu nedenle demiryolu üstyapısını ve yakın çevreyi titreşim kaynaklarının ürettiği kuvvetli yer hareketlerinden korumak ihtiyacı ve bu kuvvetli titreşimlerin azaltılması için arazide en uygun titreşim yalıtım aracının bulunması, zemin ortamına bağlı dalga yayılışı probleminin iyi anlaşılmasını gerektirir. Özellikle ülkemizin taşıma gücü zayıf, alüvyon zemin ortamlarından (Eskişehir-Adapazarı-İzmit) ve yoğun yerleşim bölgelerinden geçen, inşaatı devam eden ve geçirilmesi planlanan yüksek hızlı modern demiryolu hatları (Kars-Ankara-İstanbul-Edirne hızlı tren projesi) için kapsamlı saha araştırmalarının gerekliliği güncelliğini korumaktadır. Ülkemizde yüksek hızlı tren yolcu taşımacılığının yakın zamanda faaliyete geçmiş olması ve ulaşım sisteminin yeni olması, söz konusu muhtemel çevresel sorunların öngörülememesi, mevcut araştırmaların da sadece demiryolu üstyapı titreşimleri ve gürültü kirliliğinin azaltılmasına odaklanmış olması, dolayısıyla sadece yolcuların seyahat konforunu ilgilendirmesi, bu çalışmayı çevresel titreşim etkilerinin yerinde incelenmesine ve yayılma alanında azaltılması konusuna yönlendirmiştir. Demiryolu kaynaklı titreşim problemlerinin yapı-zemin etkileşimi ve yumuşak zeminde dalga yayılımı açısından deneysel, teorik ve sayısal olarak senkronize analiz edilmesi, dolayısıyla çevre binalarda yaşayan insanların güvenliği ve konfor algısı çağdaş normlar dikkate alınarak titreşim kontrol stratejilerinin geliştirilmesi bu çalışmanın özgün değerini ortaya koymaktadır. Titreşim enerjisinin büyük bir bölümü Rayleigh yüzey dalgaları tarafından taşınmaktadır. Bazı yumuşak zemin koşullarında ölçülen kayma dalgası yayılma hızlarının 200 km/h değerlerine kadar düştüğü düşünüldüğünde, bu zayıf zeminlerden geçen demiryolu trafiğinin seyahat hızlarının bu değerlere ulaşması, demiryolu ve çevresinde kuvvetli yer hareketleri ve bunun sonucunda hasar yapıcı titreşimler oluşturacaktır. Kritik hız olarak tanımlanan ve demiryolu alt yapısında en büyük yerdeğiştirmelere neden olan hareketli yük hızının, Rayleigh tipi yüzey dalgalarının yayılış hızına özdeş olduğu durumlarda rezonansla karşılaşılacak ve bu durumda dinamik gerilmeler ve deplasmanlar beklenilenden çok fazla artacaktır. Bu durumda demiryolu üstyapısını özellikle yüzey dalga yayılış hızının küçük değerler aldığı alüvyon zemin koşullarında balastlı oluşturmak yerine balastsız rijit yatak olarak inşa etmek, kritik hız değerinin artırılması açısından demiryolu taşımacılığının planlama aşamasında alınacak bir önlemdir. Bunun dışında, zemin içinde korunacak yapının etrafına, dalga geliş doğrultusuna dik veya korunacak yapının altına uygun derinlikte yatay olarak elastik, yarı elastik veya rijit malzemelerden yapılmış çeşitli yalıtım araçlarının yerleştirilmesi inşaat mühendisliğinin bu tarz titreşim problemlerine ancak planlama sonrası çözüm olarak sunulabilmektedir. Böylece dinamik yük kaynaklarının ürettiği titreşimlerin zemin ortamında yayılmasında, dalgaların soğurulmasını, yansımasını veya kırılmasını sağlayarak etkilerini azaltmak ve geciktirmek, dalganın yapıya kuvvetli bir şekilde ulaşmasını engellemek mümkün olabilmektedir. Dalga bariyerlerinin titreşim kaynağının yakınına yerleştirilmesi aktif yalıtım yapıldığını, korunacak yapının yakınında yer alması ise pasif yalıtım yapıldığını göstermektedir. Bu tür zemin içi yalıtım çalışmalarında performansı belirleyen en önemli etkenler dalga bariyer modelinin yeri, boyutları ve kendisinin malzeme yoğunluğudur (empedans kontrastı).
Bu çalışmanın amacı, yüksek hız trenlerinin yakın çevrede oluşturduğu konfor bozucu ve hasar yapıcı yapısal titreşimleri doğal saha koşullarında belirlemek ve bu titreşimlerin azaltılması için uygulanacak pasif dalga yalıtım modelinin gelen enerjiyi soğurma ve yansıtma performansını tasarım parametrelerine bağlı araştırmaktır.
Bu amaç doğrultusunda bu projenin öngörülen hedefleri kısa başlıklar altında sırasıyla,
şeklinde açıklanabilir. Dalga bariyerinin yalıtım performansı, tesis edileceği yere, geometrik özelliklerine, iç dolgu malzemesine ve tren setinin farklı geçiş hızlarına bağlı deneysel ve sayısal parametrik araştırmalar ortak yürütülerek gerçekleştirilecektir. Bu çalışmada matematik ve deney modeline altyapı oluşturacak olan bilgilerin karşılıklı olarak toplanması için gerekli saha ölçümleri hızlı demiryolu ağının geçtiği yoğun yerleşim merkezlerinden seçilmiş pilot bölgelerde, özellikle genç alüvyon zeminlerde gerçekleştirilecektir.
