ins13204 genel jeofİzİk ve jeolojİ · 2017. 5. 29. · ins13204 genel jeofİzİk ve jeolojİ...
TRANSCRIPT
INS13204
GENEL JEOFİZİK VE
JEOLOJİ
Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ
e-posta : [email protected]
Web : http://personel.klu.edu.tr/orhan.arkoc
15/29/2017
BÖLÜM 10KAYAÇLARIN ve SÜREKSİZLİKLERİNİN MÜHENDİSLİKTEKİ ÖNEMİ
25/29/2017
10.1. Giriş
• Günümüzde inşaat teknolojisindeki gelişmelere bağlı olarak yeryüzünde
karşılaşılan her tür jeolojik ortamda inşaat yapılması mümkün hâle gelmiş ve
bu gelişmeler, yeni plânlama ve uygulamalara yol açmıştır.
• Bununla birlikte yeryüzünde inşa edilmesi plânlanan yapıların uygulama
alanları çoğaldıkça ve yapıların boyutları büyüdükçe yapılan inşaatın riskleri
de buna paralel olarak artmıştır.
5/29/2017 3
• İnşaat mühendisliğindeki en önemli risklerin başında jeolojik faktörler
gelmektedir.
• Söz konusu faktörler kendilerini deprem, heyelân, zemin ve stabilite sorunları,
aşınma-birikme süreci, inşaatta yapıtaşı veya katkı malzemesi ya da kullanılan
kayaçların mineralojik özellikleri vb. olarak gösterebilirler.
5/29/2017 4
10.2. Kayaçların Jeolojik Özelliklerinin Mühendislikteki
Önemi • Kayaçların mühendislikteki kullanımlarına etki eden en önemli özellikleri,
oluşumları sırasında ve sonrasında geçirdikleri aşamaların ürünü olan veetkileri kayaçlar üzerinde birinci derecede gözlenen jeolojik özellikleridir.
• Litoloji
• Mineraloji
• Süreksizlikler.
• Kimyasal bileşimi
• Fiziksel özellikleri (porozite, BHA, boşluk oranı..vb)
• Mekanik özellikleri
5/29/2017 5
5/29/2017 6
10.8. Süreksizliklerin Mühendislikteki Önemi
• Yer kabuğunu oluşturan kayaçların üzerinde, oluşumları sırasında ve
sonrasında gelişerek kayaç içerisindeki komşu noktalar arasındaki fiziksel
ve/veya mekanik bağları koparan yapısal bozukluk ya da çatlaklar olarak
tanımlanan 'süreksizlikler'in bir bölümü, kayaçların oluşumları sırasında
birincil (primer) meydana gelir.
• Bu tür süreksizliklerin en yaygın ve önemli örneğini sedimenter kayaçların,
çökelimleri sırasında kazandıkları tabakalaşma oluşturur.
• Ayrıca mağmatik kayaçlarda soğumaları sırasında gelişen soğuma
çatlakları, lâvlarda oluşan akma yapıları, metamorfik kayaçlardaki
yapraklanmalar çok sık gözlenen süreksizliklerdendir.
5/29/2017 7
• Kayaçların oluşumları sırasında kazanmış oldukları süreksizlikler
dışında, oluşumlarından sonra da yerkürenin dinamiği sonucu gelişen
gerilmelerin etkisi ile oluşan deformasyonlara bağlı olarak kayaçlarda ikincil
(sekonder) süreksizlikler gelişmektedir.
• Bu tür süreksizliklere kırık olarak adlandırılan çatlak, yarık ve faylar örnek
olarak verilebilir.
5/29/2017 8
• Kayaların bünyelerinde (yapı) yer alan süreksizlikler mühendislik
açısından büyük öneme sahiptir.
• Bünyesinde süreksizlikler bulunan kayaların, süreksizlik sayılarının artışına
bağlı olarak dayanımları da azalacaktır.
5/29/2017 9
• Süreksizlikler niteliklerine göre:
a) Süreksizlik (=çatlak) ara uzaklığı,
b) Kaya kalite göstergesi (RQD),
c) *Dalga hızı yayılımı
açısından değerlendirilir.
• *[Dalga hızı yayılımı: Kayalarda sismik boyuna dalgaların yayılma hızı >5.000 m/sn ise
“ayrışmamı ”; 5.000-4.000 m/sn = az ayrışmış ; 4.000-3.000 m/s = orta ayrışmış ; 3.000-2.000
m/sn = fazla ayrışmış ; <2.000 m/sn ise “çok fazla ayrışmış kayalar” olarak tanımlanır].
5/29/2017 10
• Kaya içerisinde yer alan çatlaklar daha sonraki aşamalarda ikincil
malzeme tarafından doldurulmuş olabilir.
• Söz konusu dolgu malzemesi içerisinde kil ve jips gibi su ile birleştiğinde
şişebilme özelliğine sahip olanları, yüzey veya yeraltı suları etkisiyle şişerek
hacim deformasyonuna uğrarlar.
• Bu da yerüstü ve yeraltı yapılarında olumsuz etkiye neden olur.
• Çatlaklar, bu açıdan da:
a) Doldurulmamış ,
b) Kısmen doldurulmuş ,
c) Tam doldurulmuş
olmaları açısından değerlendirilirler
5/29/2017 11
• Mühendislik çalışmalarında özellikle çatlakların ara uzaklığı önem
taşımaktadır.
• Bu açıdan çatlakların arasındaki uzaklık dikkate alınarak aşağıdaki sınıflama
yapılmıştır.
5/29/2017 12
• Ortalama çatlak sıklığı, inceleme yapılacak arazilerde yüzeyde kayaç
mostralarında ölçülebileceği gibi *sondajlardan da belirlenebilmektedir.
• Yapılan zemin etüt sondajlarında, karotiyerden alınan karotlar üzerinde
ölçümler yapılarak incelenen bölgedeki kayanın karot verimi ve kalite
göstergesi ve diğer değerleri sayısal olarak belirlenip sınıflandırılabilmektedir.
5/29/2017 13
• Bu amaçla kayadan alınan silindirik karot parçaları üzerinde, kayanın
kalitesini belirlemeye yardımcı olan:
- Toplam Karot Verimi (TCR veya TKV),
- Sağlam Karot Verimi (SCR veya SKV),
- Kaya Kalite Göstergesi (RQD),
- Çatlak (=süreksizlik=kırık= eklem) Sıklığı (FF) ve
- Süreksizliklerin özellikleri
5/29/2017 14
5/29/2017 15
5/29/2017 16
5/29/2017 17
• Toplam Karot Verimi (TCR: TKV): Bu parametre, karotiyerin bir ilerleme
aralığında (manevra boyu), içerisine aldığı doğal süreksizliklerle ayrılmış karot
parçalarının toplam uzunluğunun, karotiyerin ilerleme aralığının uzunluğuna
(manevra boyu, ilerleme boyu) oranının yüzde olarak ifâdesidir ve “Toplam
Karot Yüzdesi” olarak da adlandırılır.
5/29/2017 18
• Sağlam Karot Verimi (SCR: SKV): “Silindirik Katı Parça Karot Yüzdesi”
olarak da ifâde edilebilen bu parametre, karotiyerin bir ilerleme aralığında
içerisine almış olduğu karot parçalarından, silindirik şeklini koruyabilmiş
olanlarının, ilerleme aralığı uzunluğuna (manevra boyu) oranının yüzde olarak
ifâdesidir.
5/29/2017 19
• Kaya Kalite Göstergesi (RQD: KKÖ): “Kaya Kalitesi Özelliği” ya da
“Değiştirilmiş Karot Yüzdesi” olarak ifade edilebilen bu parametre, karotiyerin
bir ilerlemesinde içerisine almış olduğu karot parçalarından, doğal
süreksizliklerle birbirinden ayrılmış , boyu 10 cm ve daha uzun olan silindirik
şeklini koruyabilmiş parçaların toplam uzunluğunun, ilerleme aralığı
uzunluğuna oranının yüzde olarak ifadesidir.
5/29/2017 20
• RQD de erlerine göre “Kaya Kalite Göstergesi” aşağıdaki abakta yer
almaktadır (Deere, 1963).
5/29/2017 21
• Çatlak Sıklığı: Birim uzunluğa düşen ve birbirlerine paralel tekrarlanan
bir çatlak takımına dik durumdaki bir düzlem içinde ölçülen çatlak sayısına
çatlak sıklığı denir.
5/29/2017 22
10.9.1. Süreksizliklerin pürüzlülüğü ve dalgalılığı
• Bir süreksizlik yüzeyinin, düzlemsellikten küçük ölçekte zikzak yaparak
sapmasının ölçüsüne pürüzlülük (roughness) büyük ölçekte kavis yaparak
sapmasının ölçüsünü ise dalgalılık (waviness) denir.
• Bu iki özellik kayacın yük altındaki davranışına etki eder.
5/29/2017 23
5/29/2017 24
BÖLÜM 10KAYAÇLARIN ve SÜREKSİZLİKLERİNİN MÜHENDİSLİKTEKİ ÖNEMİ
255/29/2017
INS13204
GENEL JEOFİZİK VE
JEOLOJİ
Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ
e-posta : [email protected]
Web : http://personel.klu.edu.tr/orhan.arkoc
265/29/2017