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 9
KÜTLE HAREKETLERİ
25/29/2017
9.1. Giriş
• Kütle hareketleri, bir arazi üzerinde, yamaçlarda görülen her türlü yer
değiştirme hareketine verilen genel isimdir.
• Kütle hareketleri, yeryüzünün az veya çok eğimli yüzeylerini oluşturan
yamaçlarda ya da insanlar tarafından açılan kazı şevlerinde görülür.
• Ayrıca yeraltı boşluklarında görülen çökmeler de zemin yüzeyinde bu tür
hareketlere neden olabilir.
• Kütle hareketleri, yamaç eğimi, jeolojik ve tektonik yapı ile kayaçların
zemin özellikleri, kimyasal bileşim, ayrışma derecesi başta olmak üzere
su, iklim koşulları, bitki örtüsü, titreşimler, yamaçların aşırı yüklenmesi ve yer
çekimi kuvvetine bağlı olarak oluşabilmekte, inşa edilen yapıların konumunu
şeklini değiştirip, insanlara zarar verebilmektedir.
5/29/2017 3
• Kütle hareketlerinin nedenleri;
• A-Doğal nedenler: yamaç eğiminin değişmesi, yağış , suya doygunluk,
litolojik özellikler, bitki örtüsünün olmaması, donma ve çözülme, deprem ve
erozyon vb..
• B- Yapay nedenler: yol yamaçlarında oluşturulan şevlerde, tünel, baraj ve
kanal yapımı nedeniyle vb..
5/29/2017 4
• Yamaç veya şevlerin duraylılığının (denge, stabilite) sağlanması mühendislik
çalışmaları sırasında büyük önem kazanmakta, jeoloji, inşaat, çevre ve
harita mühendislerini de yakından ilgilendirmektedir.
5/29/2017 5
• Bu tür olaylar, olayın meydana geldiği yere, hareket eden malzemenin türüne,hızına ve şekline, kayma yüzeyinin olup olmamasına ya da hareket yüzeyininşekline göre özel isimler alır.
• Bu parametrelere göre kütle hareketleri genel olarak
• 1) Düşme
• 2) Devrilme
• 3) Akma
• 4) Kayma [düzlemsel ve eğri yüzeyli (heyelân) kayma]
• 5) Çökme ve oturma
• 6) Karmaşık kütle hareketleri vb.isimlerle anılırlar.
5/29/2017 6
5/29/2017 7
• Zemin veya kayalardan oluşan yamaç ve şevlerin özelliklerinin birbirlerinden
çok farklı olması nedeniyle bunların mühendislik jeolojisi açısından dikkatlice
incelenmesi gerekir.
• Ayrıca kütle hareketleri incelemelerinde, yüzey ve yeraltı jeolojisini içeren
jeolojik araştırmalar yanında mühendislik jeolojisi çalışmaları içinde yer alan
araştırma çukuru, yarma, sondaj ve laboratuar çalışmaları yapılmalı, jeofizik
çalışmalar ile de desteklenerek geoteknik çalışmalar gerçekleştirilmelidir.
5/29/2017 8
5/29/2017 9
9.2.1. Düşme
•
Düşme; değişik büyüklükteki zemin ya da kaya
parçalarının, dik yamaçlardan (uçurum) ya da
dağ doruklarından aşağıya düşmesi olarak
tanımlanır.
• Düşme, dik yamaçlarda birbirleriyle tekrarlanan
ve düşeye yakın çatlak takımlarını içeren
kayalarda veya zemin-kaya ardalanmalı
(tekrarlanmalı)
ortamlarda daha sık görülür.
5/29/2017 10
• Düşmenin esas nedeni, dik yamacı
oluşturan kayaçta, çatlak ve kırıklarda
birbirini izleyen donma ve erime olayları,
yamaç topuğu oyulmaları,
yapışma direncinin azalması, boşluk
suyu basıncının artması ve yer
çekimidir.
• Düşen malzemenin türüne göre, olaya
kaya düşmesi, blok düşmesi ya da
toprak düşmesi gibi adlar verilir.
5/29/2017 11
9.2.2. Devrilme
• Süreksizlik içeren kayaların orijinal
konumlarının bozularak aşağı doğru
dönerek yıkılmalarına devrilme denir.
• Devrilme çeşitleri; blok devrilmesi,
bükülme devrilmesi ya da her ikisinin
karışımı olan blok-bükülme devrilmesi
şeklinde oluşabilir.
5/29/2017 12
9.2.3. Akma
• Yamaçlarda kayaçların ayrışması
sonucu oluşmu kumlu, killi zeminlerde,
toprak ya da taş -toprak karışımından
oluşan tutturulmamış ya da gevşek
tutturulmuş yüzeysel örtünün, su
miktarının artması sonucunda bazen
çok hızlı bazen de yavaş, yamaç aşağı
hareketine akma denir.
• Akan malzeme, su içeriği artışıyla
bazen bir sıvı gibi akar bazen de çok
yavaş fakat sürekli olarak yer değiştirir .
5/29/2017 13
Yavaş akma (krip):
• Zemin, ayrışmış /çatlaklı kaya veya yüzey
molozu gibi yamacın yüzeysel kısmının,
yamaçtan aşağıya doğru sürekli, fakat çok
yavaş ve gözle fark edilemeyecek bir hızda
(senede yaklaşık 1 cm - 3 cm) yer
değiştirme hareketine yavaş akma veya
krip adı verilir.
5/29/2017 14
Hızlı akma:
• Yukarıda açıklanan krip olayının oluştuğu toprak ve
kayalarda su miktarı azdır.
• Su miktarının artması ve darbe-titreşim (deprem gibi) etkisi
sonucu boşluk suyu basıncının artması, zeminin duraylılığı
üzerinde olumsuz bir etkiye neden olur.
• Bu durumda, birikmiş olan malzeme gözle görülebilecek
şekilde büyük bir hızla ve âdeta bir sıvı niteliğinde yamaç
aşağı akışa geçer. Hızlı akma, akan malzemenin niteliğine
göre; moloz akması (iri çakıl ve bloklar), kum akması,
toprak akması ve çamur akması gibi adlar alır.
5/29/2017 15
9.2.4. Kayma
• Kayaçların yamaç aşağı, bir yüzey boyunca hissedilebilir bir şekilde hareket
etmesine kayma adı verilir.
• Kaymalar, kayma yüzeylerinin şekline göre kaya kaymaları (ötelenmeli
kaymalar) olarak da adlandırılan düzlemsel kaymalar ile genellikle
zeminlerde görülen eğri yüzeyli kaymalar (heyelânlar) olmak üzere iki ana
grupta toplanırlar.
5/29/2017 16
9.2.4.1. Düzlemsel kaymalar
• Yerli kayaların zayıflık zon veya düzlemlerinden oluşan tabaka, çatlak,şistozite gibi süreksizlikler üzerinde ya da fay yüzeyleri boyunca sınırlı bir şekilde aşağı doğru hareket etmelerine “düzlemsel kaymalar” denir.
• Kayma tek bir süreksizlik düzlemi ya da bir fay düzlemi üzerinde (düzlemsel kayma) olabileceği gibi kesişen iki süreksizlik düzleminin meydana getirdiği bir kama kütlesinin (baklava dilimi biçimli), bu iki düzlem üzerinde ve kesişme hattı boyunca aşağı hareket etmesiyle kama tipi kayma oluşur.
5/29/2017 17
9.2.4.2. Heyelânlar (eğri yüzeyli kaymalar)
• Toprak, kil, silt, kum, kaya karışımından oluşan ayrışmış ya da az tutturulmuş
zeminler ile aşırı sık çatlaklı, bloklu, parçalı zeminleşmiş kayaların,
eğri bir yüzey üzerinde, aşağıya ve dışarıya doğru hissedilebilir bir şekilde
hareket etmesine heyelân adı verilir
5/29/2017 18
5/29/2017 19
• Bir heyelânda, gerekli mühendislik önlemleri alınmadan, heyelântopuğunun yerinden kaldırılması, kayma işleminin tetiklenip yenidenbaşlamasına neden olabilir.
• Heyelânlar, özellikle kontrolsüz yapay dolgular ve dik yamaçları oluşturan fiziksel-kimyasal olarak çok ayrışmış zemin niteliği taşıyan kayalar ile zemin ve yamaç molozlarında bilhassa aşırı yağışlardan sonra çok sık meydana gelmektedir.
• Bu tür güzergâhlarda kazı ve inşaat yapılmadan önce gerekli jeolojik ve geoteknik çalışmaların eksiksiz yapılması gerekmektedir.
5/29/2017 20
9.2.5. Çökme ve oturma
• Jeolojik anlamda; kayaçların yataya yakın
bir arazide herhangi bir
düzleme bağlı olmadan, düşey ya da
düşeye yakın bir şekilde hareket
etmesine çökme, yük ve çeşitli kuvvetler
etkisi ile kayaçların dolayısı ile üzerindeki
yapının aşağıya doğru hareket etmesine
de oturma adı verilir.
5/29/2017 21
• Oturmada hareket genellikle yavaştır. Çökme tarifi, bazı araştırmacılar
tarafından, oturma ile aynı anlamda da kullanılmaktadır.
• Çökme ve oturmalar sonucunda zemin yüzeyinde binalar, yollar ve borular
çatlar, akarsu yatakları ve yeraltı su akiferlerinin durumu değişir, sonuçta mal
ve can kaybı gibi zararlar meydana gelir.
• Bu nedenle bu tür hareketlerin olması muhtemel ya da hareketlerin görüldüğü
sahalarda devamlı ve hassas ölçümlerin yapılması gerekir.
• Ölçümlerle hareketin yönü, miktarı, zamana bağlı olarak saptanır ve grafiklerle
gösterilir.
5/29/2017 22
• Çökmenin doğal ve yapay olmak üzere iki tür nedeni vardır.
• Yer altında bulunan ve suya hassas jips, tuz, kireçtaşı gibi kayaçların sular
tarafından eritilip mevcut alandan uzaklaştırılması ile oluşan çökmeler (örn.
dolin, obruk vb.) ve oturmalar 'doğal nedenler'i;
• yer altından su alınması, bataklık sahaların kurutulması, sularının drene
edilmesi, maden çıkarılması, tünel yapımı için yer altında yapılan kazılar ya da
zeminin yüklenmesi gibi insanlar tarafından gerçekle tirilen çe itli faaliyetler
'yapay nedenler'i oluştururlar
5/29/2017 23
9.2.5.1. İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ AÇISINDAN
OTURMA KAVRAMI • Zeminler boşluklu bir malzeme oldukları için hacimsel sıkışabilme
özelliğine sahiptirler.
• Yeni yapılan dolgular gibi zemin kütleleri kendi ağırlıkları altında sıkışabildiği
gibi, bütün zeminlerde uygulanan dış yükler altında sıkışma meydana
gelebilmektedir.
• Bir proje sahasında yüzeyden itibaren yer alan zemin tabakalarının toplam
sıkışması sonucu zemin yüzünde veya temel altında meydana gelen düşey
yer değiştirme toplam oturma, değişik noktalar arasında oluşan oturma
miktarları arasındaki farklar ise farklı oturma olarak bilinmektedir.
5/29/2017 24
• Bu nedenle zemine oturan bina, köprü ayağı, baraj vb. bütün mühendislik
yapılarının tasarımında temel zeminine aktaracakları gerilmeler etkisi
altında meydana gelecek oturmaların da dikkate alınması gerekmektedir.
• Genel olarak tekil temeller altında meydana gelecek oturma miktarının 25 mm
de erini a maması tavsiye edilirken, killi zemin tabakalarına oturan radye
temeller altında 100 mm değerine kadar toplam oturmalara izin
verilebilmektedir.
5/29/2017 25
9.2.6. Karmaşık kütle hareketleri
• Doğada meydana gelen kütle hareketlerinin bazılarında, kütle hareketi
türlerinin birkaçı bir arada oluşabilir.
• Birden fazla türde meydana gelip, birbiri ardı sıra bir arada görülen kütle
hareketlerine karmaşık kütle hareketi denir.
5/29/2017 26
9.3. Kütle Hareketlerinin Nedenleri
• Kütle hareketlerinin oluşumundaki temel
faktör yer çekimi etkisinin kayma
yönündeki bileşenidir.
• Buna ilâveten, kayacın litolojisi, kimyasal
özelliği, bünyesinde yer alan
süreksizlikler, yeraltı suyu, dış yükler ve
gerilme dağılımları kütle hareketinin
oluşumunu kontrol eden temel faktörler
içerisinde yer alır.
5/29/2017 27
5/29/2017 28
9.4. Kütle Hareketlerinin Önlenmesi
• Kütle hareketlerine karşı alınacak önlemlerin en başında, bu olayları meydana
getirecek sebepleri ortadan kaldırmak gelmektedir.
• Bunun için temelde yapılması gereken, kaydırıcı kuvvetleri azaltmak ve
kaymaya karşı koyan kuvvetleri arttırmaktır.
5/29/2017 29
• Yamaç ve şevlerde stabiliteyi
sağlayıcı çözümlerin başında,
yamaç eğiminin, şev
yüksekliğinin ve yükün
azaltılması, kademelendirme
yapılması (*palye), topuğa yük
konulması veya dayanma
yapılarının (istinat duvarları,
palplanşlar) inşaası, drenaj ve
eğik yüzeylerin püskürtme
beton ile sıvanması gibi
önlemler sayılabilir.
5/29/2017 30
BÖLÜM 9
KÜTLE HAREKETLERİ
315/29/2017
INS13204
GENEL JEOFİZİK VE
JEOLOJİ
Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ
e-posta : [email protected]
Web : http://personel.klu.edu.tr/orhan.arkoc
325/29/2017