BATI ANADOLU DAKİ ÖNEMLİ FAY ZONLARI DEPREMSELLİĞE ETKİLERİ

Transkript

1 BATI ANADOLU DAKİ ÖNEMLİ FAY ZONLARI DEPREMSELLİĞE ETKİLERİ VE 1- Araş.Gör(Öğr.Gör)Fırat TEKİN* 2- Öğr.Gör Erkan HAFIZOĞLU* ÖZ Türkiye nin deprem aktivitesi ve aktif tektoniğini belirleyen önemli unsurlar arasında Batı Anadolu ve Ege graben sistemi bulunmaktadır. Arap levhasının sıkıştırması sonucu batıya kayan Anadolu levhasının sınırlarında ve Afrika levhasının Avrasya levhasının altına dalması sonucu Akdeniz de ve Ege Graben Sistemi içersinde depremler meydana gelir.batı Anadolu ve Ege graben sisteminin oluşumu gelişimi, özellikleri ve meydana gelen depremler aşağıda kısaca açıklanmıştır. Anahtar Kelimeler:Batı Anadolu,Ege Graben sistemi,deprem ABSTRACT West Anatolia and Aegean graben system takes part among the significant mechanizm of active tectonics in Turkey.In Turkey,the earthquakes frequently happen at Mediterrancan and Aegrean Graben system as an outcome of African Plate that subducts under the Avrasian Plate and at the boundaries of Anatolian Plate pushed forward to the West by the coercive effect of Arabian Plate.In this study,the formation,progress,characteristics of the West Anatolian and Aegrean graben system and earthquakes taken place in the region were briefly explained. Key Words:West Anatolia,Aegrean Graben System,Earthquake GİRİŞ Batı Anadolu dünyanın en çok deprem olan yerlerinden biridir. Bölge, oldukça karışık tektonik görünüm sunması nedeniyle sürekli depremlere maruz kalmış ve gelecekte de deprem oluşturma potansiyeli yüksek olan bir bölgeyi oluşturmaktadır. Batı Anadolu kuzeyde sağ yanal doğrultu atımlı kuzey Anadolu fay zonu,güneyde ise Helen-Batı Kıbrıs yayı boyunca süren sıkışma tektoniğinin etkisi altındadır. Ve kıta içi genişleme rejimi ile karakterize edilen bir bölgedir.eğim atımlı ve normal fayların büyük ölçekte ve çok sayıda bulunduğu bölgede değişik şekil ve büyüklükte grabenler meydana gelmiştir.bunların iç kısımlarını neojen ve kuverterner yaşlı kayaçlar doldurmuştur.en önemlileri Gediz,Büyük Menderes,Küçük Menderes *Celal Bayar Üniversitesi Soma Meslek Yüksekokulu,Soma/Manisa

2 vadileridir.bu bölgeler D-B doğrultu atımlı faylarla sınıflandırılmış birçok bloklardan meydana gelmektedir.bu bloklar arasında D-B uzanımlı grabenler yer almaktadır.genel olarak bölge KKD-GGB yönlü bir çekme rejiminin etkisi altında bulunmaktadır.batı Anadolu Ege Denizinde yılları arasında hasar yapıcı ve yüzey kırığı meydana getirmiş olan 34 deprem meydana gelmiştir. Ege Graben Sistemi içerisinde yılları arasında yıkıcı ve yüzey kırığı oluşturmuş depremlerin yer-zaman diyagramı incelendiğinde paleosismolojik olarak fayların davranışlarını etkileyen faktörlerden en önemlisinin, fay tipleri olduğu açıkca görülür.bu makale içerisinde Batı Anadolunun neotektoniği,bölgede bulunan önemli fay zonları,bu fay zonları üzerinde meydana gelen önemli depremler ve gelebilecek önemli sorunlara değinilecektir 1. BATI ANADOLUNUN NEOTEKTONİĞİ Anadolu Alp-Himalaya dağ oluşum kuşağı içinde yeralmaktadır.alp-himalaya dağ oluşum kuşağı, Afrika/Arabistan ve Hindistan Levhalarının kuzeye doğru hareket etmeleri ve Avrasya Levhası ile çarpışmaları sonucunda meydana gelmiştir.(şekil -1) ANADOLU PLAKASI ARAP PLAKASI AFRİKA PLAKASI ŞEKİL-1- Anadolu nun tektoniği(bozkurt E.,Bingöl E.) Bu kıtasal çarpışma çok geniş bir deformasyon zonu oluşturmaktadır. Bu sırada Doğu Akdeniz bölümünde Anadolu-Ege bloğu saatin tersine rotasyonal bir hareketle Girit merkezli Helenik yayına doğru kaçmaktadır Bu yanal kaçış hareketinin kuzey sınırını Kuzey Anadolu fayı belirlemektedir. Güney sınırını ise doğuda Doğu

3 Anadolu fayı, güney Anadolu'da ise Kıbrıs ve Helenik yayları oluşturmaktadır. Kıbrıs ve Helenik yayları boyunca Afrika kıtasının kuzey kenarındaki okyanusal litosfer Anadolu ve Ege nin altına dalarak yutulmaktadır. Isparta Dirseği bu iki yayın birleştiği alanıdır ve son derece kompleks bir yapıya sahiptir ( Blumenthal, 1962; Brunn ve diğ., 1971; Poisson, 1984, 1990, Macoux, 1987; Kissel ve diğ., 1993; Frizon ve diğ., 1995) Anadolu-Ege bloğunun saatin tersine rotasyonal hareketinin iki ana sebebi vardır; birincisi, Doğu Anadolu da Arabistan ve Avrasya levhalarnın çarpışması ve bu sıkışma bölgesinden üçgen şeklinde kıtasal Anadolu bloğunun batıya kaçması, ve ikincisi ise Helenik yayında batan okyanus kabuğunun ağırlığı sebebiyle arkın geriye güneye doğru geri çekilmesi sonucunda Batı Anadolu ve Ege Denizi nde meydana gelen yaklaşık KKD-GGB genişlemedir.(arpat ve Bingöl, 1969; Koçyiğit, 1984; Hancock ve Barka, 1987; Emre, 1996; Seyitoğlu ve Scott, 1991, 1996 ; Patton, 1992),Batı Anadolu ve Ege Denizindeki yaklaşık K-G gerilmenin hızı güncel GPS verilerine göre bu gerime miktarı 15 mm/yıl civarındadır. 2. BATI ANADOLU DA BULUNAN ÖNEMLİ FAYLAR VE MEYDANA GELEN DEPREMLER Batı Anadolu da yaklaşık K-G yönlü genişleme tektoniğine bağlı olarak D-B ve BKB-DGD doğrultulu birçok graben gelişmektedir (Philippson , 1918; Ketin 1968; McKenzie, 1978; Dewey ve Şengör 1979; Jackson ve McKenzie 1984; Şengör 1982, 1987; Şengör ve diğ., 1984). Bunlar Gökova, Büyük Menderes, Küçük Menderes, Gediz, Bakırçay ve Simav riftleri, Kütahya ve Eskişehir dir.bunların yanısıra KD-GB hatların normal bileşeni olan doğrultu atımlı faylara karşılık geldiği ve bu yörenin tektoniğinde önemli rol oynamaktadır. Bunlar Fethiye-Burdur fay zonu, Bergama Foça fayıdır. KB-GD normal faylar daha çok GB Anadolu' da yer almaktadır. Batı Anadolu' da orta kısmında D-B doğrultulu Gediz, Büyük Menderes ve Küçük Menderes fayları yeralmaktadır. Bu fayların Kuzeyinde Simav, Kütahya ve Eskişehir fayları yine benzer özellikler sunmaktadırlar. Bu D-B ve BKB-DGD doğrultulu normal faylar arasında KD-GB basenler yer almaktadır. Büyük Menderes grabenin güneyinde ise KB-GD basenler vardır ve bu doğrultuda gelişen fayların aktif olduğu güncel depremler tarafından da doğrulanmaktadır (Price ve Scott, 1994). (şekil-2) Tarihsel ve aletsel dönem depremlerinin iyi bilinmesi Batı Anadolu' nun tektoniğinin anlaşılması açısından son derece önemlidir Fay sistemlerine bağlı olarak Batı Anadolu da yoğun bir deprem aktivitesi görülmektedir. Çok sayıdaki eski uygarlıkların yerleşim birimlerine ait veriler ve tarih kaynaklarından elde edilen bilgilere göre, bölgenin tarihsel dönemde de (1900 yılı öncesi) birçok yıkıcı depremin etkisinde kaldığı ortaya çıkmaktadır (Ambraseys, 1970; Altunel ve Hancock, 1993; Altunel ve Barka, 1997).

4 ŞEKİL-2- Batı Anadolu'da bu yüzyılda meydana gelen depremlerin yaklaşık yüzey kırıklarının dağılımı (Westaway, 1990).

5 SAYI TARİH ŞİDDETİ YERİ ,9 MENDERES VADİSİ ,9 AYVALIK ,2 SAMOS ,0 BURDUR ,9 SOMA ,9 ARGİTHANİ ,0 ALTINTAŞ ,0 DİNAR ,5 TORBALI ,2 EMET ,8 ÇAL ,5 DİKİLİ ,2 BİGADİÇ ,0 ŞAPHANE ,7 ALGİTHANİ ,6 KHİOS ,6 KARABURUN ,7 SÖKE ,1 SÖĞÜT ,5 BALIKESİR ,6 BULDAN ,6 TEFENNİ ,6 HONAZ ,1 DEMİRCİ ,5 ALAŞEHİR ,8 KARABURUN ,1 GEDİZ ,6 İVRİNDİ ,2 BURDUR ,9 LESVOS ,5 İZMİR ,0 DENİZLİ ,9 DİNAR ,2 HONAZ Tablo-1-Ege Çöküntü Sisteminde Yılları Arasında Olmuş Hasar Yapıcı Depremler

6 Yalnız bu yüzyılda normal faylarla ilgili olarak 1899 Büyük Menderes, 1928 Torbalı, 1955 Balat, 1969 Alaşehir, 1970 Gediz ve 1995 Dinar depremleri meydana gelmiştir (Ambraseys 1988; Eyidoğan ve diğ., 1991)(Tablo-1) Bu yüzyıldaki yıkıcı depremlere bakıldığında bu depremlerin önemli bir kısmının belirgin faylar üzerinde meydana geldiği görülmektedir (şekil-3) ŞEKİL-3- Bu Yüzyılda Batı Ve İç Anadolu'da Meydana Gelen Depremlerin Ana Fay Zonlarına Göre Dağılımları Gösterilmektedir (Barka Ve Reilinger, 1997). Batı Anadolu daki faylar: 2.1 Fethiye-Burdur Fay Zonu Fethiye-Burdur fay zonu normal bileşeni olan sol-yanal doğrultu atımlı bir faydır. Bu fay zonu Helenik yayın doğu kanadının KD ya devamı olarak kabul edilmektedir (Dumont ve diğ., 1979). Fay zonu boyunca küçük ve orta büyüklükteki deprem aktivitesi yoğundur Burdur yakınlarında bu yüzyılda iki önemli deprem meydana gelmiştir (1914, M=7 ve 1971, M=6.2, Ambraseys, 1988; Taymaz and Price, 1992). 1957, M=7, depreminin de bu fay zonunun GB sında meydana geldiği sanılmaktadır (Ambraseys, 1981).

7 Şekil-4-Batı Anadolu aktif fay haritası. (Bingöl E.,Bozkurt E.) 2.2 Gökova Grabeni Gökova fay zonu, Gökova körfezi kuzey kenarı boyunca uzanmaktadır. Doğuda Gökova Körfezi doğusundaki Ula Kasabası civarından başlar ve İstanköy GB'sına kadar devam etmektedir. Uzunluğu yaklaşık 180 km dir. Gökova fay zonu, birbirine

8 paralel birkaç sıra ark şeklinde normal faylardan oluşmaktadır. Fay zonu Ören batısında tamamen deniz altında devam etmektedir. Bu basen, Batı Anadolu'daki Gediz ve Büyük Menderes gibi aktif genişleme basenlerin diğer bir tipik örneğidir. (Ersoy 1991; Görür ve diğ. 1995). MÖ 227, MÖ ve MS gibi büyük depremlerin Gökova çevresinde etkin olmuştur.(guidobani ve diğ., 1994) depremi Bodrum kasabasının tamamen yıkılmasına sebep olmuştur. Diğer önemli depremler ise: 1741, 1851, 1863 ve 1869 (Ergin ve diğ., 1967; Soysal ve diğ., 1981; Ambraseys, 1981, 1988 ve yazılı görüşme 1995). Körfez içinde fay zonu boyunca yoğun bir aktivitenin yer aldığı aletsel dönem verilerine göre görülmekte olup 1933 (M=6.5) ve 1956 (M=7.2) yıllarında iki önemli deprem meydana gelmiştir; Ergin ve diğ., 1967, 1971, Ambraseys (1988). 2.3 Knidos Fayı Datça yarımadasının batı bölümünde KD-GB ve D-B doğrultulu iki tür normal fay sistemi gelişmiştir Bunlardan D-B olanlar Knidos, Cumalı ve Yaka köy fayları olarak isimlendilebilinir ve basamaklı bir geometri göstermektedirler. Diğer KD-GB uzanımlı faylar Knidos çevresinden başlayarak yine basamaklı bir geometri ile Datça yakınlarına kadar uzanmaktadır. Knidos antik kenti, Datça yarımadasının batı ucunda Knidos fayı üzerinde ve güneyinde kurulmuş bir antik kenttir. Ambraseys (1970) MS yılları arasında Knidos'un bir kaç kere depremlerle yıkıldığını belirtmiştir 2.4 Büyük Menderes Grabeni Büyük Menderes grabeni Denizli ile Ege Denizi arasında yeralır.yaklaşık 200 km uzunluğundadır..grabenin doğu ucu Pamukkale civarında Gediz grabeni ile kesişmektedir. Batı ucu ise Germencik civarında iki kola ayrılmaktadır. Kuzey kolu Kuşadası na devam etmekte olup güney kolu GB ya dönerek Ege Denizi ne girmektedir. Bu grabenin ana fayı grabenin kuzey kenarı boyunca uzanır ve güneye doğru eğimlidir. Büyük Menderes grabeninde tarihsel dönemde birçok deprem meydana gelmiştir (Guidobani ve diğ., 1994; Ambraseys ve Finkel 1995). 17. Yüzyılda 1645, 1654 ve 1702 (I>VIII) depremleri grabenin Denizli den Aydın a kadar uzanan kısmında etkin olmuştur. Daha sonra 1899 depremi yakın zamanda meydana gelmiş en büyük depremdir (Shaffer 1900) Balat depremi (M=6.7) grabenin batı ucunda meydana gelmiş ve fay düzlemi çözümü KD-GB sağ-yanal hareket göstermiştir (McKenzie. 1972). Güncel sismik aktivite Denizli civarında yoğunlaşmaktadır. 2.5 Yavansu Fayı

9 Yavansu fayı Kuşadası güneyinde yeralmaktadır ve yaklaşık D-B doğrultuludur. Büyük Menderes sisteminin devamı olarak düşünülebilir. (Hancock ve Barka 1987, Stewart ve Hancock 1990), 2.6 Küçük Menderes Fayı Küçük Menderes vadisinin güney kenarının batı yarısında kuzeye eğimli belirgin bir faydır. (Erinç, 1955; Şengör ve diğ., 1985) Torbalı depreminin bu fay tarafından oluşturulduğu sanılmaktadır. Bu fay batıda Efes Antik şehri güneydoğusundan geçerek (Dumont ve diğ., 1979; Angelier ve diğ., 1981) Ege Denizi ne kadar uzanmaktadır. Buradan Sisam adası kuzeyinden gelen fay zonu ile birleşmektedir. Küçük Menderes fayı üzerinde meydana gelen 1928 depremi İzmir'de önemli hasarlara sebep olmuştur. 2.7 Gediz Grabeni Gediz Grabeni Manisa dan Pamukkale ye kadar uzanır. Yaklaşık 200 km uzunluğundadır. Grabenin ana fayı güney kenarı boyunca uzanır, kuzeyde ise yer yer bu fayın antitetik bileşeni yer alır. Graben içinde oluşan M=6.5 büyüklüğündeki 28 Mart 1969 Alaşehir depremi meydana gelmiştir.gediz Grabeninin Neojen çökellerini metamorfik temelden (Menderes Masifi) ayıran ana fay, güney sınır fayı (Seyitoğlu ve Scott, 1996) ya da Karadut Fayı (Emre, 1996) olarak adlandırılmaktadır. Batı Anadolu, tarihsel dönemlerde de birçok yıkıcı depremlerin etkisinde kalmıştır. Tarihsel depremlerin büyük bir çoğunluğu Büyük Menderes, Denizli/Pamukkale ve Gediz grabenleri yakın dolayında yoğunlaşmaktadır. 2.8 Simav Grabeni Simav grabeni BKB doğrultu bir graben olup ana fay grabenin güney kenarını sınırlamaktadır. 1942, Bigadiç, 1969 Demirci, 1970 Gediz depremleri Simav grabenin bu yüzyılda meydana gelen önemli depremleri arasındadır.bu depremlerin dışında bu alanda son 30 yılda yüksek bir mikro deprem aktivitesi gözlenmektedir 2.9 Foça-Bergama Fay Zonu Bu fay zonu Bergama kuzeyinden başlayarak Foça ya kadar devam eden KKD doğrultulu bir fay zonudur. Bakırçay grabeni bu fay zonunda bir süreksizlik meydana getirmektedir. Bu fay zonu kuzeyde Balıkesir-Soma sistemi ile geniş bir zon oluşturmaktadır Soma depremi fay zonunun bu kesiminde meydana gelmiştir.. Bu sistem özellikle Kütahya, Simav ve Gediz grabenlerinin batı uçlarını sınırlamaktadır. Güneybatıda fayın ucu İzmir körfezine kadar uzanmaktadır. Bu fay

10 zonu Kuzey Egenin KB Anadoludan daha hızlı GB ya hareket ettiğini göstermektedir Kuzey Anadolu Fayı Batı Anadolu nun kuzey sınırını Kuzey Anadolu fayının güney kolları ve Eskişehir fayı oluşturmaktadır. Sağ-yanal Kuzey Anadolu fayı saatin tersine rotasyonal hareket ile batıya doğru hareket eden Anadolu Ege bloğunun kuzey sınırını oluşturmaktadır. Güncel GPS verilerine göre fayın hızı yaklaşık 23 mm/yıl civarındadır. Kuzey Anadolu fayı boyunca yalnız bu yüzyılda 25 büyük deprem meydana gelmiştir. Bunlardan 7 tanesi Kuzey Ege de 7 tanesi ise Marmara Denizi ve çevresinde ve 11 tanesi de fayın Doğu Marmara ve Karlıova arasında meydana gelmiştir. Marmara Denizi civarında Kuzey Anadolu fayı üç koldan oluşmaktadır ve geniş bir sınır özelliğindedir 2.11 Eskişehir Fayı Eskişehir fayı BKB-DGD doğrultu bir fay olup Afyon ile Uludağ doğusu arasında yer alır, Normal bileşenli sağ-yanal harekete sahiptir Eskişehir depremi (Öcal, 1959) bu fay üzerinde meydana gelmiştir SONUÇ Batı Anadolunun neotektoniği son derece karışıktır.batı Egenin deprem riskinin belirlenmesinde paleotektonik özelliklerin rolü ikinci derecede önemlidir.fakat neotektonik yapıların geometrisi,kinamatiği ve birbirleri arasındaki ilişkilerin anlaşılması son derece önemlidir. Batı Anadolu aktif tektoniği iki önemli olayın etkisi altında gelişmektedir.ege dalma- batma sistemi ve Arabistan levhasının Bitlis sütur kuşağı boyunca Anadoluyu kuzey yönde sıkıştırmasıdır.bu sebeple Batı Anadolu depremsellik açısından aktif bir bölgedir. Ege bölgesinin K-G yönlü bir gerilme içinde biçim değiştirmesinin en açık verisi D-B doğrultulu grabenlerdir.grabenler Egenin jeolojik açıdan egemen unsurlarıdır ve grabenleri sınırlayan faylar boyunca depremsellik fazladır. Bölge, oldukça karışık tektonik görünüm sunması nedeniyle sürekli depremlere maruz kalmış ve gelecekte de deprem oluşturma potansiyeli yüksek olan bir bölgeyi oluşturmaktadır Bölgede meydana gelen depremler incelendiğinde: Ege Graben sisteminde suskun dönemlerin yaklaşık yıl,aktif dönemlerin ise yıllık dönemleri kapsadığı görülmektedir.bu bilgiler ışığında yıllarında bir suskun dönem gözlenmektedir.demekki 1995 itibari ile aktif dönem başlamıştır.ve 2015 yılına kadar Ege Graben sistemi içinde aktif dönem devam edecektir.ege Graben sisteminde 1995-günümüz arasında küçük ölçekte depremler özellikle Denizli

11 civarında yoğunlaşmaktadır.bu depremlerin sebebi Batı Anadoluda grabenleri sınırlayan normal fayların Denizli Bölgesinde keşişmesidir..ayrıca Ege graben sistemi içerisinde bir depremden hemen sonra yakın bir segmentde bir deprem oluşma olasılığı oldukça fazla olduğunu gözlenmektedir. Bu bilgilerin yanında Ege bölgesinin 1.derecede deprem bölgesi olduğunu ve depremlerin önlenemez yer hareketleri olduğunu biliyoruz.ayrıca fay hareketlerinin meydana getirmiş olduğu çöküntülerde biriken aluvyal topraklarda, bölge tarımında önemli rol oynamaktadır.yani fay hareketlerinin kötü etkileri yanında bu gibi etkileride vardır.bizim için önemli olan konu depremle yaşamayı, depremden korunmayı bilmemizdir.bu olayda teknik elemanların halkı bilgilendirmelerinden ve yapılan mühendislik yapılarının depremlere dayanıklı olmasından geçmektedir. KAYNAKLAR Altunel, E. ve Barka, A. A., 1997, Hierapolis'teki Arkeosismik hasarların değerlendirilmesi, Türkiye Jeoloji Dergisi. Altunel, E. ve Hancock, P. L., 1993, Active fissuring and Quaternary travertines at Pamukkale, western Turkey. Z. Geomorph. N. F., 94, Ambraseys, N.N., 1970, Some characteristic features of the Anatolian fault zone, Tectonophysics, v. 9, , Ambraseys, N. N.,1981, On the long term seismicity of the Hellenic Arc. Boll. Geof. Teor. Appl. XXIII Ambraseys, N. N. (1988). 'Engineering seismology'. Earthq. Engin. Struct. Dın. 17, Ambraseys, N. N. and Finkel, C. F., 1995, The seismicity of Turkey and adjacent areas, a historical review, , Eren yayıncylyk, İstanbul Angelier, J., Dumont, J. F., Karamanderesi, H., Poisson A., şimşek, S. and Uysal, ş., 1981, Analyses of fault mechanisms and expansion of southwestern Anatolia since the late Miocene, Tectonophysics, 75, 1-9 Arpat, E ve Bingöl E., 1969, The rift system of the western Turkey, thoughts on its development, Bull. Miner. Res. Explor. Inst. Turk., 73, 1-9 Barka, A. A.,1994, Gökova körfezinin tektonik özellikleri ve deprem potansiyeli. Gökova Körfezi çevre sorunları ve çevre yönetimi sempozyumu, 28-30

12 Haziran.Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü Yayını Blumenthal, M. M., (1963). Le systeme structural du Taurus sud Anatolien. Paul Fellot, 2, Soc. Geol. France, Brunn, J.H., Dumont, J.F., De Graciansky, P.C., Gutnic, M., Juteau, T., Marcoux, J. Poisson, A. (1971). Outline of the geology of the Western Taurides. In Geology and History of Turkey (ed A.S. Campwell), Petroleum Exploration Society of Libya, Tripoli, Dewey, J. F. and Şengör. A.M.C., 1979., Aegean and surrounding regions: complex multi-plate and continuum tectonics in a convergent zone, Geol. Soc. America Bull. Part , p. Dumont, J. F., Uysal, Ş., Şimşek, S., Karamanderesi, H., and Letouzey, J. 1979, Formation of the grabens in southwestern Anatolia, Bull. Min. Res. Explor. Ins. Turk., 92, 7-18 p. Emre, T., 1996, Gediz Grabeninin jeolojisi ve tektoniği, Turkish Journ. of Earth Sciences, v.5, s Ergin, K. Güçlü, U., Uz, Z., (1967). A catalogue of earthquakes for Turkey and surrounding area. Publ. Ist. Techn. Univer. Mining Fac. 24.l89 pp. Ergin, K., Güçlü, U, Aksoy, G., 1971, Türkiye dolaylarının deprem kataloğu ( ) YTÜ Maden Fakültesi Arz Fiziği Enstitüsü yayınlary No 28 Erinç, S., 1955, Die morphologischen Entwicklungsstadien der Küçük Menderesmasse, Review Univ. Yst. Geogr. Inst., 2, Ersoy, ş. (1991). 'Datça yarımadasının stratigrafisi ve tektoniği'. Türkiye Jeoloji Bült. 34, Eyidoğan, H., Guclu, U., Utku, Z., and Degirmenci, E., 1991, Turkiye buyuk depremleri makro-sismik rehberi, ITU, Maden Fakultesi, Jeofizik Bölümu yayini, 198 p. Frizon de Lamotte, D., Poisson, A., Aubourg, C., and Temiz, H. (1995). Post- Tortonian westward and southward thrüsting in the core of the Isparta re-entrant (Taurus, Turkey). Geodınamic implications. Bull. Soc. Geol. France, 166,

13 Goidobani, E., Comastri, A., Traina, G., 1994, Catalogue of ancient earthquakes inthe Mediterranean area up to the 10 th century. Inst. Nazionale di Geofisica. 504 s. Görür, N., Sakınç, M., Tüysüz, O., Yiğitbaş, E., Barka, A., Akkök, R. ve Ersoy, Ş., 1995, Gökova Graben. Geological Magazin. Hancock, P. L. and Barka, A. 1987, Kinematic indicators on active normal faults in western Turkey, Journ. of Structural Geology, 9/5-6, Jackson, J.A. ğ Mckenzie, D. (1984). Active tectonics of the Alpine-Himalayan belt between western Turkey and Pakistan. Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society 77, Kissel, C., Averbuch, O., Frizon de Lamotte, D., Monod, O. ğ Allerton, S., (1993). First Paleomagnetic evidence for a post-eocene clockwise rotation of western Taurides thrüst belt east of the Isparta re-entrant (southwestern Turkey). Earth Planet. Sci. Lett., 117, Ketin, Y., 1968, Türkiye'nin genel tektonik durumu ile başlyca deprem bölgeleri arasındaki ilişkiler, MTA Enst. Derg., 71, s. Koçyiğit, A., 1984, Güneybatı Türkiye ve yakın dolayında levha içi yeni tektonik Gelişim, TJK Bült., 24/1, 1-16 Marcoux,, J. (1987). Histoire et topologie de la Neo-Tethys. These de Doctorat Detat. L'Universite Pierre et Marie Curie, Paris, 569 p. McKenzie, D.P., 1972, Active tectonics of the Mediterranean regions, Geophys. J. R. Astr. Soc., 30, p. McKenzie, D.P.,1978, Active tectonics of the Alpine-Himalayan Belt: The Aegean sea and its surronding regions, Geophys. J. R. Astr. Soc., 55, Öcal, N (1959) Eskişehir depremi makro ve mikrosismik gözlemleri. İTÜ, Sismoloji Enstitüsü Yayını, 48 p. Patton, S., 1992, Active normal faulting, drainage patterns and sedimentation in southwestern Turkey, Journal of the Geological Soc. of Londön, 149,

14 Philippson, A. ( ). Reisen und Forschungen im Westlichen Kleinasien. Ergänzungshefte 167, 172, 177, 180, 183 der Petermanns Mitteilungen, Gotha, Jüstus Perthes. Poisson, A. (1984). The extension of the Ionian trough into SW Turkey. In: J. F. Dixon ğ A. H. Robertson Eds., The geologic evolution of the Eastern Mediterranean. Geol. Soc. Londön Spec. Pub. 17, Poisson, A., (1990). Neogene thrüst belt in western Taurides. The imbricate systems of thrüst sheets along a NNW-SSE transect. IESCA-1990, Price, S. and Scott, B., (1994). Fault-block rotations at the edge of a zone of continental extension; southwest Turkey. J. Struct. Geol., 16, Seyitoğlu, G and Scott, B.C., 1991, Late Cenozoic crüstal extension basin formation in west Turkey, Geological Magazine, 128, Seyitoğlu, G. and Scott, B.C., 1996, The age of the Alaşehir graben (west Turkey) and its tectonic imlications, Geological Journal, 31, 1-11 Soysal, H. Sipahioğlu, S. Kolçak, D. and Altınok, Y.,1981, Türkiye tarihsel deprem kataloğu, Tübitak Project No: TBAG 341, pp 86. Stewart, I. S. ve Hancock, P. L., 1990, Scales of structural heterogeneity within neotectonic normal fault zones in the Aegean region. J. Struct. Geol., 13, Şengör, A.M.C., 1987, Cross faults and differential stretching of hanging walls in regions of low-angle normal faulting: examples form western Turkey, in: Coward M.P., Dewey J.F. and Hancock P.L. eds. Continental extentional tectonics, Geological Society Special Publication, 28, p.. Şengör, A.M.C. ğ Yılmaz, Y. (1981). Tethyan evolution of Turkey: a plate tectonic approach. Tectonophysics, 75, Şengör, A.M.C., Satır, M.ğ Akkök, R. (1984). Timing of tectonic events in the Menderes massif, Western Turkey: Implications for tectonic evolution and evidencefor Pan-African basement in Turkey. Tectonics, 3, Şengör, A. M. C. Görür, N. ve şaroğlu, F. (1985), Strike-slip faulting and related basin formation in zones of tectonic escape: Turkey as a case study, in Strike-slip

15 Faulting and Basin Formation, edited by Biddke, K.T. and Christie-Blick, N., Society of Econ. Paleont. Min. Sp. Publ Taymaz, T. Price, S. P., (1992). The Burdur earthquake sequence: A synthesis of seismological and geological observations. Geophys. J. Int

16 ZEMİN ARAŞTIRMALARINDA (ZEMİN ETÜTLERİNDE) ARAZİ ÇALIŞMALARI Altay ERBULAK 1 Salih U. BAYÇA 2 1Celal Bayar Üniversitesi Turgutlu Meslek Yüksekokulu, 2Celal Bayar Üniversitesi Soma Meslek Yüksekokulu, Altay.Erbulak@bayar.edu.tr ÖZET İdeal bir zemin araştırması, projelendirilen mühendislik yapısı temelinin oturacağı zemin yapısının yeterince bilinmesi ve temel yapısının ekonomik olarak boyutlandırılması işlevlerini en ekonomik biçimde yerine getirmelidir. Bu nedenden dolayıdır ki zemin araştırmasının ciddiye alınarak planlanması gerekmektedir. Bu çalışmada zemin araştırmasının ilk aşaması olan arazi çalışmaları üzerinde durulacaktır. Arazi araştırmaları daha sonraki aşama olan laboratuar çalışmaları ve rapor yazımı aşamalarını direkt etkileyen bir aşamadır. Bu nedenle çalışmaya başlamadan önce zemin araştırmasının amacını ve bu amacın gerçekleştirilebilmesi için muhtemel zemin problemlerini giderecek sayıda, aralıkta ve derinlikte sondaj planlanması gerekmektedir.

17 ABSTRACT An ideal soil investigation has to fulfill the needs of having sufficient knowledge of foundation on which the projected engineering construction will be constructed and of economical dimensional planning of foundation structure in an optimum economical way. Therefore, the soil ınvestigation has to be taken and carried out seriously. In this work, the field investigation which is the preliminary stage of soil investigation will be emphasized. Therefore, prior to beginning to work, it is necessary to carry out drilling work in sufficient numbers, intervals and depth in order to achieve and materialize objective of soil investigation. 1. GİRİŞ Yapılacak olan zemin araştırmasında amacımız projemizi sorunsuz bir şekilde zemine oturtmak ve ekonomik ömrü boyunca da zeminle uyum içinde olmasını sağlayacak tedbirleri almaktır. Bu nedenle çalışmamızın genel olarak aşağıdaki amaçları sağlaması gerekir. Zeminin tahammül edebileceği taban basıncının belirlenmesi, Zemine konması düşünülen yük altında zamanla yapacağı oturmaların saptanması, Zeminde yeraltısuyunun belirlenmesi ve buna bağlı olarak gerekli önlemlerin alınması,

18 Zemin profilinin ortaya konması ve gerekiyorsa iyileştirme veya jeoteknik problemlerin çözümlenmesi, amaçlarını yerine getirmelidir. Eğer zemin yatay ve düşey yönde oldukça eşit durumda ise, bu durumda zemini değerlendirmek daha kolaydır. Aynı şey hafif yapılarda da söz konusudur. Ancak zeminin düzgün olarak tabakalanmadığı yerlerde sağlıklı bir zemin araştırması çok daha önemli olmaktadır. Yapı ve zemin arasındaki farklı sıkışabilirliğe bağlı oluşan farklı oturmalardan dolayı, yapıda çatlamalar ve kırılmalar olabilir. Komşu binalardan (yandan) gelen taban basıncı nedeniyle, temelde ek oturmalar ve bunun sonucu olarak da yapıda hasarlar oluşabilir. Büyük yüzeyli ve yüksek taban basınçlı ağır yapılarda çoğunlukla zemin araştırmaları planlaması yukarıda bahsedilen tüm bu nedenlerden dolayı, aşağıdaki sorunlara cevap verecek ve yapıda doğabilecek hasarları önleyecek şekilde hassasiyetle planlanmalıdır. Yapının oturacağı temel zeminin taşıma kapasitesi, yapı yükünden doğacak zorlanmaları tölere etmelidir. Yapı yükünden dolayı zeminde oluşabilecek oturmaların kabul edilebilir limitler içinde kalması sağlanmalıdır. Yeraltısuyu varlığı durumunda zeminde meydana gelebilecek hareketlerin doğurduğu gerilmelerin dış yüklerle dengelenmesi gereklidir.

19 Zemin içerisindeki su değişimleri nedeniyle, zeminin taşıma yeteneğinin ne ölçüde etkilenebileceği belirlenmelidir. Temel kazısının yapılması nedeniyle yer altı ve yerüstü sularının durumlarının değişmesiyle stabilitenin bozulmaması için gerekli önlemler alınmalıdır. Özellikle eğimli arazilerde yapılan yapılarda, yapıdan gelen yüklerin (statik+dinamik) etkisiyle zemin stabilitesinin bozulması ihtimalinin araştırılması gereklidir. Mevcut yapılardan gelebilecek ek gerilmelerden dolayı yapıdaki oturmalar, kabul edilebilir sınırlarda tutulmalıdır. Mevcut yapının yanına yapılacak yeni yapının temel derinliğinin daha derin olması durumunda yapı temelinde oluşabilecek herhangi bir göçmenin olmaması için önlem alınması gereklidir. Zemin araştırmalarında tüm bu çalışmaları elde edebilmek için arazide kullanılan belli başlı metotlar şunlardır. 1- Araştırma çukuru (gözlem çukuru, muayene çukuru) ve kuyuları 2- Sondajlar ve sondaj deliklerinde yapılan arazi deneyleri (SPT, CPT, veyn, pressiometre vb.) 3- Yükleme deneyleri 4- Jeofizik araştırmalar (yukarıdaki çalışmalardan sonra gerek görülürse ek olarak yapılan çalışmalar)

20 İlk üç metot hem dar hem de geniş alanların zemin araştırmalarında kullanılmaktadır. Ancak 4. Metot, daha çok, geniş alanların zemin araştırmalarında mekanik sondaj sayısını azaltmak için tercih edilmelidir. 2. ÇALIŞMA METOTLARI 2.1.ARAŞTIRMA ÇUKURU (GÖZLEM ÇUKURU, MUAYENE ÇUKURU) VE KUYULARI Bu tür inceleme metotları ülkemizde kesin normlarla belirlenmediği için değişik ülkelerin uygulamalarında tercih edilen ölçütler verilmiştir. Araştırma çukurları ve kuyularının; sayıları ve yerleri, yapılacak yapının tipi, büyüklüğü, önemi, zemin tabakalarının durumuna bağlı olarak araştırma çukurları ve kuyuları arasındaki uzaklığın 25 metreden büyük olmaması istenir (Alman normlarına göre). Ancak, bu mesafe yapı ve zemin özelliklerine göre değiştirilebilir. Araştırma çukurları ve kuyuları, zemini doğal durumda olduğu gibi görmek, üzerinde deneyler yapmak ve örnekler almak amacıyla açılır. Araştırma çukurları genelde hendek biçiminde açılır. Genişlikleri 1.5 metreden az olmamak üzere değişik derinliklerde açılmaktadır. Ancak araştırma kuyuları ve çukurları, uygulamada hem ekonomiklik hem de

21 pratiklik açısından dikdörtgen şeklinde açılmaktadır. Araştırma çukurları ve kuyularının yerleri, yapı planı ve yapı yüklerinin kabaca değeri ve hangi noktaları etkilediği dikkate alınarak, ön araştırma çukurları ve kuyuları yapılmalı ve elde edilen zemin ve tabakalaşma karakterine bağlı olarak planlanan diğer araştırma çukurları ve kuyuları açılmalıdır. Burada zemin karakterleri ve tabakalaşma aynı karakterde ise planlanan diğer araştırma çukur ve kuyuları yapılmayabilir. Ancak tersi bir durum söz konusu ise planlanandan fazla araştırma çukuru ve kuyu açılmalıdır. Pratik olarak Şekil 1 de dikdörtgen veya kare bir alana oturacak olan bir yapının zemin araştırmasında açılacak olan araştırma çukurları ve kuyularının yerleri ve açılış sıraları gösterilmektedir. AÇ3 AÇ1 AÇ5 AÇ2 AÇ4 ( Dikdörtgen yapı ) AÇ1 AÇ1 AÇ5 AÇ2

22 AÇ4 ( Kare yapı) Sekil 1: Araştırma çukurları ve kuyularının derinlikleri şerit ve tekil sömelli yapılarda 6 metreden az olmamak üzere en az sömel genişliğinin 3 katı olarak alınabilir. Radyejeneral temellerde ise yine 6 metreden az olmamak üzere temel genişliğinin 1.5 katı olarak almak uygundur. Şekil 2 de temel çeşidine göre araştırma derinlikleri gösterilmektedir. (sondajlı çalışmalarda da aynı kriterler geçerlidir.) b d= 3b

23 Tekil Sömel d=3b b Şerit Sömel

24 b d = 1.5b Şekil 2. Radyejenral temel Alman normlarına göre araştırma çukurları ve kuyularının derinlikleri kayalık olmayan, gelişmiş temel zeminlerinde ; d= Po* b bağıntısı ile verilmektedir. d = Araştırma çukurları ve kuyularının derinliği Po = kg/cm 2 (toplam yapı yükünün toplam yapı alanına bölünmesi) b = metre cinsinden yapının kısa kenarı

25 Araştırma çukurları ve kuyularından zemini ve zemin tabakalarını gözle görmekten başka, örselenmiş (bozulmuş) ve örselenmemiş ( bozulmamış) zemin örnekleri de alınabilmektedir. Örselenmemiş örnek almak için örnek alma silindirleri kullanılmaktadır. Daha sonra parafinlenerek gerekli deneyler için laboratuvara gönderilir. 2.2 SONDAJLA ZEMİN ARAŞTIRMASI Sondajla zemin araştırmasında en önemli aşama sondaj planlamasıdır. Sondajların, sondaj kuyularından farkı, kesitlerinin çok küçük derinliklerinin çok büyük olmasıdır. Çok derindeki zemin tabakalarının araştırmaları sondaj yolu ile yapılmaktadır. Çünkü istenen derinliklere ancak sondajlarla inilebilmektedir. Bu yönüyle de araştırma çukurları ve kuyularına göre daha üstündürler. Mühendislik yapılarında genellikle 10m ile 30 m derinliğinde sondaj delikleri açılmaktadır. Özel durumlarda 100m ye kadar sondajlar açıldığı görülmektedir. Büyük yapıların sondajlarında sondaj yerleri ve sayıları belirlenirken sondajları iki aşamada planlamak daha doğrudur. Birinci aşama ana sondajları, ikinci aşama ara sondajları kapsamaktadır. Sondaj

26 deliklerini temel zeminin homojenliliğini bozmamak amacıyla yapı alanları dışında açılabiliyorsa açmak doğru bir yaklaşım olur. Eğer bazı sondaj deliklerinin yapı alanı içinde açmak gerekiyorsa bunların temellerin altına gelmemesine gayret edilmelidir. Ayrıca bu deliklerin içi sondaj bitiminde aynı tür zeminle iyice sıkıştırılarak doldurulmalıdır SONDAJ DERİNLİKLERİ Sondaj deliklerinin yerleri, sayıları ve derinlikleri için Araştırma çukurları ve kuyularında söylenenler aynen geçerlidir. Ancak burada sondaj derinliklerini belirlemeye yarayan aşağıdaki ampirik formüller de kullanılmaktadır. a) Yapı alanına göre sondaj derinliği (d) d = 1.5 D D= A- alanında bir yapının eşdeğer çapıdır. D=2 A/π A = m 2 biriminde yapı alanı b) Temelin taban basıncına ve eşdeğer çapa göre sondaj derinliği (d)

27 d= 0.8 D τ 0 D = eşdeğer çap τ 0 = taban basıncı kg/cm 2 d= τ 0 B B= metre olarak yapı dar kenarı τ 0 = taban basıncı kg/cm 2 c) Kat adetine göre sondaj derinliği (d) (Sowers 1951, Das 1985) d= 3 S 0.7 S= kat adedi beton binalar için) (Hafif çelik veya dar d= 6 S 0.7 S= kat adedi beton binalar için) (Ağır çelik veya geniş SONDAJ ARALIKLARI Özdoğru ve diğ ya (Çizelge 1) göre proje cinsine göre sondajlar arası mesafe (metre olarak) aşağıdaki gibi verilmektedir. Bu değerler üniform tabakalaşma gösteren arazide iki katına çıkarılmalı, düzensiz

28 tabakalaşma gösteren bölgelerde ise yarı değerine düşürülerek kullanılmalıdır. Mühendislik yapısı Sondaj Ara Mesafesi (m) Otoyol Toprak Baraj Dolgu Malzemesi Çok Katlı Yapı Tek Katlı Fabrika Yapıları Çizelge 1: Teng e göre (Çizelge 2) üniform, orta dereceli ve avare bloklu zeminlerde yapılacak mühendislik yapısına bağlı olarak gerekli minimum sondaj sayısı ile sondaj aralıkları verilmektedir. Mühendislik Yapısı Minimum Sondaj Sayısı Üniform Zeminde Sondaj Aralığı(m) Orta Dereceli Üniform Zeminde Sondaj Aralığı(m) Çok katlı katlı Köprü, TV Her temel Avare Bloklu Zeminde Sondaj Aralığı(m)

29 Kulesi vb için 1-2 adet Karayolu Çizelge 2: SONDAJ DELİKLERİNDE YAPILAN ARAZİ DENEYLERİ Sondaj deliklerinde yapılan arazi deneylerinin amacı genel olarak iki grupta toplanır. Temelin cinsi ve yapısı hakkında bilgi edinmek için yapılan araştırma ve deneyler. Temelin yük altındaki mekanik davranışlarını incelemek ve belirlemek için yapılan deneyler. Yerinde yapılan bu deneylerle örnek almadaki örselenme minimuma indirilmekte zemin içinde bulunduğu hakiki çevre koşullarında (gerilme durumu, boşluk basıncı, doygunluk derecesi) deneye tabi tutulmakta deney sayısı kolayca artırılabilmekte ve inceleme maliyeti azaltılabilmektedir. Arazi deneyleri ile doğrudan veya dolaylı yollarla zeminin kayma mukavemeti, gerilme- deformasyon karakteristikleri, permeabilite bulunabilmektedir.

30 STANDART PENETRASYON DENEYİ (SPT) Penetrasyon deneylerinin ana prensibi zeminin sıkılık derecesini belirlemek ve bu sıkılık derecesinden korelasyonla kayma direncine geçmektir. Standart Penetrasyon Testi sondaj deliklerinde yapılan çok kullanışlı ve basit bir deneydir. Bu deneyde dış çapı 50mm, iç çapı 35mm ve boyu 650mm olan çelik tüpün zemin içerisine itilmesi söz konusudur. Çelik tüpün alt ucu kesici olup, üst ucu tijlere bağlantı yapabilecek özelliktedir. Penatrometre tijlerin ucuna bağlanarak kuyu dibine indirilir ve örselenmeyi önlemek için zemine 15 cm itilir. Daha sonra 63.5 kg kütlesi olan düşme çekici (şahmerdan) 76 cm yükseklikten kılavuz bir milden serbest düşmeye bırakılır. Penatrometrenin zemine 30 cm girmesi için gerekli şahmerdanın serbest düşme sayısı belirlenir. Bu serbest düşme sayısına (N) standart penetrasyon sayısı denir. Deney sondaj kuyusunda istenilen seviyede uygulanabilir. 50 şahmerdan vuruşunda 30 cm penetrasyon elde edilemiyorsa daha fazla düşüm yapılmaz ve o andaki penetrasyon değeri kaydedilerek deneye son verilir. Deney 0.75 ile 1.5 m arası aralıklarla veya en az temel genişliği B ye eşit aralıklarla yapılır. Uygulamada en çok kullanılan yöntemdir. Özellikle kumlu zeminlerde iyi sonuçlar vermektedir.

31 Eğer deney su tablası altında yapılıyorsa kuyu tabanından suyun girişi önlenmelidir. Aksi taktirde suyun yukarı doğru sızma basıncı zemini gevşetir ve yanlış sonuçların elde edilmesine sebep olur. Gerekiyorsa kuyudaki su seviyesinin sabit kalması için kuyuya su verilebilir. Deney su tablası altında uygulanmıyorsa ve standart penetrasyon değeri de 15 ten büyükse standart penetrasyon sayısının düzeltilmesi gerekir. Bunun için aşağıdaki bağıntı kullanılır; adedi düşüm sayısı N = (N-15) N = düzeltilmiş darbe N= standart penetrasyon SPT değerleri sadece rölatif yoğunluğa bağlı olmayıp deneyin uygulandığı yerdeki efektif yük basıncına da bağlıdır. Bunun içinde efektif yük basıncına göre N değerlerinin aşağıdaki bağıntıya bağlı olarak düzeltilmesi gereklidir. N 1 = C n N N 1 =düzeltilmiş darbe adedi C n =düzeltme faktörü N= standart penetrasyon düşüm sayısı DİNAMİK PENETRASYON DENEYİ (CPT)

32 Dinamik penetrasyon deneyi standart penetrasyon deneyi ile ayni prensiplere sahiptir. 64mm çaplı ve 60 0 tepe açılı konik bir başlık kullanılır kg lık bir ağırlık 76 cm yükseklikten düşürülür ve her 30 cm lik ilerleme için darbe sayısı belirlenir. Dinamik penetrasyon direnci (Nco) ile standart penetrasyon deneyi (N) arasında şöyle bir ampirik bağıntı vardır. Nco= 1.5 N Nco= dinamik penetrasyon direnci N= standart penetrasyon düşüm sayısı Bu bağıntıdan elde edilen standart penetrastyon sayısı (N) e göre değerlendirme yapılır STATİK PENETRASYON DENEYİ Hollanda koni deneyi veya derin penetrasyon deneyi olarak da bilinmektedir. Bu deneyde bir çelik boru ile bunun içinden geçen ve ucunda bir koni bulunan bir çubuk, sıra ile zemine itilerek uç ve sürtünme dirençleri ayrı ayrı saptanır. Koni 3.6 cm çaplı ve 10cm 2 alanlı olup uç açısı 60 0 dir. Boru dış çapı koni tabanı çapı kadardır. Zemine itişi genellikle hidrolik kriko ile yapılır. Deney için sondaj

33 kuyusu açmaya gerek yoktur. Deneyde boru ve koni birlikte zemine itilir ve daha sonra uç tek başına itilerek itme için gerekli basınç ölçülür. Daha sonra boru itilerek sürtünme direnci ölçülür. İşlem aynı sıra ile sürdürülür. Gevşek üniform ince taneli zeminlerde başarıyla kullanılabilen bu deney sıkı köşeli taneli ve çakıllı zeminlerde pek kullanılmamalıdır VANE DENEYİ Yumuşak ve ince taneli duyarlı zeminlerin kayma dayanımını yerinde belirlenmesi amacıyla kullanılır. Kanatlı kesici olarak da adlandırılan bu deney yumuşak kil ve yumuşak silt gibi çok duyarlı kohezyonlu zeminler içine sokularak döndürülen kanatlı kesicinin kanatlarına zeminin yaptığı direncin ölçülmesi prensibine dayanır. Zemine batırılan dört kanatlı bir kesme aletine uygulanan burulma momenti ile zemin içerisinde silindirsel bir yüzey üzerinde zeminin kayma direnci yenilerek kesilir ve kanatlı alet zemin içerisinde döner. Deney araziden tüp içerisinde getirilen numunenin tüpten çıkarılmasına ihtiyaç duymaksızın yapılabilir. Böylece numunenin daha fazla örselenmemiş olması deneyin, tercih edilme sebeplerinden bir tanesidir.

34 PRESSİOMETRE DENEYİ Çok yumuşak ve yumuşak zeminlerden başlayarak elastisite modülü kg/cm 2 ye kadar olan kayaların mekanik karakteristiklerinin belirlenmesi ve jeolojik süreksizliklerin etüdü için kullanılan bir deneydir. Deneyin prensibi sondaj deliği içerisinde belli seviyelerde (bu seviyelerin sistematik olması tercih edilmelidir) aletin kuyuya indirilen kısmı ile meydana getirilen radyal basınçların kuyu cidarında oluşturduğu deformasyonlara karşıt gelen hacim- basınç grafiğinin değerlendirilmesinden sonuca gidilir. Uygulamada en çok kullanılan yöntemlerden bir tanesidir. 3. YÜKLEME DENEYLERİ Zeminlerin taşıma gücünü yerinde belirlemek için yapılan bir ölçüm yöntemidir. Daha çok yüzeysel temellerde tercih edilmelidir. Yol pist inşaatlarında ve kumlu zeminlerde başvurulan yöntemdir. Prensip olarak belli büyüklükteki bir plaka üzerine belli zaman aralıklarında (6 saatten az olmamalı) yükleme yapılır ve bu yük altındaki çökmenin hassas ekstansometreler yardımıyla ölçülmesi ile çökme basınç eğrisi çizilir. Buradan zeminin taşıma gücü bulunur ve emniyetli taşıyabileceği yük belirlenir. 4. JEOFİZİK ARAŞTIRMALAR

35 Jeofizik metotlar yardımıyla geniş bir alanı az sayıda gözlemle ve kısa sürede inceleme olanaklı olduğundan, bu metotlar geniş alan kaplayan yapıların temel zeminleri hakkında çabucak bilgi verir. Ancak detay çalışmalarda mutlaka yukarıda anlatılan yöntemler kullanılmalı bunlara ilave olarak jeofizik çalışmalar istenmelidir. 5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER Temel zemini genellikle üniform bir malzeme değildir. Bu nedenle üzerine bir yapı konulduğunda sıkışma özelliğinden dolayı zeminde oturmalar meydana gelmektedir. Bu oturmalar büyük olursa yani kabul edilebilir sınırları aşarsa temel ile zeminin uyumu bozulacağından yapıda hasarlar oluşacaktır. Tüm bu sorunları yaşamamak için mutlaka her mühendislik projesinin iyi bir zemin araştırması yapması gerekir. Bu araştırma yapılırken de çok ciddi bir plan çerçevesinde ve her aşaması titizlikle yerine getirilmelidir. Birinci aşama olan arazi çalışmalarında da sondaj sayısı ve derinlikleri iyi planlanmalıdır. Zeminin hem yatay hem de düşey yöndeki değişimleri iyi kontrol edilmeli ve sondajlar ona göre yönlendirilmelidir. Böylece buradan elde edilecek verilerle proje için gerekli parametreler en güvenli şekilde tespit edilmiş olacaktır.

36 KAYNAKLAR Aytekin, M.,2000 Deneysel Zemin Mekaniği, Akademi Yayınevi- Trabzon Bowles, J. E., 1988 Foundatıon Analyses and Design, Mc- Graw- Hill. Book Co. Newyork- USA Bowles, J. E., 1984 Physical And Geotechnical Properties Of Soils, Mc- Graw- Hill. Internatinonal Editons Das, B. M., 1985 Advanced Soil Mechanics, Van Nostrand Reinhold (UK) Co. Berkshire Das, B. M., 1985 Principles of Foundation Engineering, Third Ed. P. W.S., Publishing Company- USA Jeoteknik Seminer, 2000, JMO- İzmir Şube, 28 Kasım- 01 Aralık, İzmir Köseoğlu. S., 1986, Temeller Statiği ve Konstruksiyonu II Yüzeysel Temeller, 3. Baskı, Matbaa Teknisyenleri Basımevi, İstanbul Köseoğlu. S., 1987, Temeller Statiği ve Konstruksiyonu I Temel Bilgiler, 3. Baskı, Matbaa Teknisyenleri Basımevi, İstanbul Kumbasar. C., Kip. F., 1984, İnşaat Mühendisliğinde Zemin Mekaniği, 4. Baskı, Çağlayan Basımevi, İstanbul Mertol. A., 1984, Betonarme Temeller, Gazi Üniversitesi MMF- Aralık, Ankara

37 Özdemir. A., 1999 Zemin Mekaniği, Konya Şekercioğlu, E., 2002 Yapıların Projelendirmesinde Mühendislik Jeolojisi, 3. Baskı, JMO yayın no:28, Ankara

38 MADENLERDE HAVALANDIRMA PROBLEMLERİ ÇÖZÜM YÖNTEMLERİ PERVANELER VE ÖLÇME METODLARI ÖZET İrfan ERGÜN (*) Ayhan İvrin YILMAZ (**) İçinde çeşitli açıklıklar bulunan yeraltı işletmelerinde, istenen her noktada yeteri kadar hava akımını sağlamak için bir veya birden fazla ocak pervanesi kullanılabilir. Ocak havalandırmasında bir yandan belli miktarda havayı istenen yerlere göndermek gerekirken diğer taraftan ocak yangınlarının olduğu bölgelerde hava akımı ve miktarını sınırlamak gerekebilir. Ayrıca gereksiz hava akımı sınırlandırılarak havalandırma masrafları en aza indirilebilir. Bütün bu amaçlara ulaşmak için hiç şüphe yok ki havalandırma şebekelerinin projelendirme ve yönetilmesinde kullanılan yöntem bilgisayar programları kullanmayla yapılabilir. Makalede Hardy Cross göz ve kavşak metotları detaylı olarak anlatılmakta olup havalandırma şebekelerinin projelendirme ve kontrolünde hassas Barolux Aneroid barometre çalışma prensipleri açıklanmaktadır. Anahtar Sözcükler: Madenlerde havalandırma, Ağ çözüm yöntemleri, Basınç ve hava miktarı ölçmeleri, Barolux barometre ve Aerex ocak pervanesi. ABSTRACT Single or multiple mine fans may be used to supply the required quantities of air to every point of a underground mine which may contain many types and number of openings. Proper ventilation of a mine on one hand requires delivery of required quantities of fresh air to every point of the mine as needed and on the other hand control and restrict the quantities of air supply to the parts of the mine where the danger of mine fires may exist. In considering the ventilation of a mine it is desirable to know what the effect would be of altering some factors in the system, such as fan characteristics or a roadway resistances considering the factors of natural ventilation. The article explains Hardy Cross network analysis method used in solving ventilation problems using a digital computer. The importance of pressure and air quantity surveys and fans were explained. Aerex mine fans and Barolux aneroid barometers were described. Key words: Mine ventilation, Network analysis methods, Pressure and Air quantity surveys, Aerex fans and Baralux barometers. (*) Yrd. Doç. Dr., C. B. Ü., Soma Meslek Yüksekokulu, Soma-MANİSA (**) Öğr. Grv. Dr., C. B. Ü., Soma Meslek Yüksekokulu, Soma-MANİSA

39 1. MADEN OCAKLARINDA HAVALANDIRMANIN ÖNEMİ Yeraltı maden ocakların içindeki her bir açıklığa (kuyu, galeri, taban yolu, ayak ve bu gibi) yeteri kadar temiz hava verilmesi yanında her bir açıklığa verilen hava miktarını kontrol altında tutarak, patlayıcı gaz oranlarını emniyet sınırları altına indirmek, gerekli hallerde hava akımını sınırlayarak ocak yangınlarını önlemek, yüksek basınç farklarından oluşan taban yolu ve ayak arkası içlerinde kömür olabilecek göçüklerdeki kaçak hava sorunlarını önlemek ve havalandırma maliyetini en aza indirmek gereklidir. Üretim sırasında yukarıda geçen sorunlar havalandırmanın yapılmasıyla bitmemektedir. Üretim ilerledikçe ve yeni kotlarda çalışılmaya başlandıkça, yeni galerilerin sürülmesi veya eski galerilerin üretime kapatılmasıyla havalandırma sorunları da artmaktadır. Ocak yolları yeniden açıldıkça ocağa sevk edilen hava hızı değişmektedir. Dolayısıyla ocak havasının tüm yollarının ve çalışma ortamlarının hava sıcaklığı, nemi ve kirliliği ile açıklıklardaki hava hızı ve debisi ve basıncı sürekli kontrol altında tutulması zorunludur. Bu nedenle gerek projelendirme gerekse işletme faaliyetleri sırasında havalandırma şebekesi sıkı takibe alınmalıdır. Sürekli değişen hava planına göre, hava akış yönleri, dağılışı, hızı periyodik olarak ölçülmeli, yeni açılan açıklıklar nedeniyle oluşan hava şebekesindeki kayıplar yeniden hesap edilerek, vantilatör karakteristiklerinin kontrolü gerekli hallerde kanat ayarlarının yapılarak verimlerinin yükseltilmesi ve istenilen hava debilerinin sağlanması için havalandırma etütlerinin sürekli gözden geçirilmesi gerekmektedir. Planlama safhasında öngörülen hava kaçak miktarları, ocak çalışmaları sırasında ocak havasına karışabilecek gaz ve toz miktarındaki gerçek değerler sürekli kontrol edilerek gerekli düzenlemelerin yapılması gerekebilir Yeterli olmayan hava miktarı gibi fazla hava miktarı da istenmez. Yetersiz havalandırma iş güvenliğini tehlikeye sokmasının yanında üretim kısıtlanması veya durmasına ve verimliliğin düşmesine bu da madencilik maliyetlerinin artmasına sebep olabilir. Belirli kavşaklar arasındaki basınç farklarının fazla olması bu kavşaklar arasında bulunan göçüklerdeki kaçakları artırarak göçükte kalan kömürün kendiliğinden yanmasına neden olarak üretim çalışmalarının bırakılıp ocak yangınları sorunlarıyla baş edilmeye çalışılması zorunlu olabilir. Hatta büyük kömür rezervlerinin kendiliğinden yanma nedeniyle yeraltında bırakılması durumu söz konusu olabilir. Ocak havalandırmasını etkileyen problemler arasında havalandırma şebeke ağı, şebekedeki kol dirençleri işletme metodu,doğal şartlar (CH 4,CO v. b zehirli ve patlayıcı gazların oluşumu), doğal havalandırma, pervane karakteristikleri,temiz ve kirli havanın sevki ve istenildiğinde hava akış yönünün değiştirilmesi ve elektrik kesilmelerinde ocak pervanelerinin yedek dizel motorlarla otomatik olarak sağlanması sayılabilir.

40 Yeraltı ocak havalandırma sorunlarının çözümü için gerekli teknikler ve kullanılan ölçüm aletleri 1970 li yıllardan beri bilinmesine karşılık özellikle ocak yangınları kendiliğinden yanma ve metan gazı ve kömür tozu patlamalarının ülkemizde Armutçuk ocağı grizu patlaması (1991), Kozlu Ocağı kömür tozu patlaması (1994), bölgemizde çalışmakta olan E.L.İ. Müessesesi Eynez Yeraltı Ocağında karşılaşılan kendiliğinden yanma nedeniyle ortaya çıkan son üç yılda ( ) 4-24 gün süren on yangın gibi vakaların olması ve aynı kaynaklı yangınlar sık gündeme gelmeye devam etmektedir (9). Yazının amacı havalandırma problemlerinin çözümünde kullanılan ve günümüzde var olan ve bilgi birikimini özet olarak sunmak ve konunun önemini gündemde tutmaya çalışmaktır. Özellikle havalandırma şebekelerinin Hardy Cross yöntemiyle sayısal bilgisayarlarla çözümlenmesi, hava miktarlarının ve basınç ölçmelerinin ve doğal havalandırma etkileri, pervaneler ve Barolux barometre basınç ölçme cihazı tanıtılmaya çalışılmıştır. Ayrıca elektrik kesilmesi halinde dizel motorların devreye sokularak ocak havalandırmasının sürekliliğinin sağlanması ve ocak yangınları ile mücadelenin önemine değinilmiştir. 2. OCAKLARDA HAVALANDIRMA ŞEBEKELERİ Yeraltı maden ocakları şebekeleri içlerinde bulunan çeşitli kesit ve uzunluktaki birçok kuyu, körkuyu, desandre, rampa, galeri, taban yolu, başyukarı, kelebe ve ayak ve diğer açıklıklardan oluşur. Yeraltı işletmeciliğinin yapılabilmesi için günün her dakikasında ocağın her noktasında gerekli temiz havanın bulundurulması ve kirlenen havanın en kısa yoldan dışarı atılması yanında doğal nedenlerle veya madencilik çalışması gereği ortaya çıkan zehirli ve patlayıcı gaz ve toz yoğunluğunun zararsız seviyelerde tutulması gerekmektedir. Yeterli ve güvenli ocak havalandırmasının yapılması için uygun özelliklere sahip yüksek verimli bir veya birden fazla vantilatör kullanılabilir. Vantilatörler ve doğal havalandırma tesirleri altında, bütün bölümlerinden geçen hava miktarını hesaplamak, ocağın en iyi bir biçimde havalandırılması ve havalandırma masraflarının en aza indirilmesi için gereklidir. Ayrıca vantilatörlerin istenilen görevlerini yerine getirebilmeleri için elektrik kesilmelerinde yedek otomatik devreye girebilen dizel motorlarla teçhiz edilmeleri ve gerekli durumlarda kanat ayarlarının değiştirilerek kullanılması gereklidir. Ocak havalandırma sorunların anında çözümlenebilmesi ve maliyetlin en aza indirilmesi için vantilatörlerin verimi yüksek ve kanat ayarlı ve istenildiğinde geri döndürülebilir türde olmasında fayda vardır. Ayrıca ocak yangınlarının kontrol altına alınması, yangın çıkması halinde mücadele sırasında ve gerek iş makinelerinden çıkan egzoz ve gerekse yeraltında bulunan metan, CO ve bu gibi patlayıcı ve yanıcı gazların güvenlik sınırlarının altında tutulması yeraltı şebekelerinin her noktasındaki hava akış kontrolü ile mümkündür. Günümüzde ocak havalandırma şebekelerinin tasarımı ve kontrolü bilgisayar destekli şebeke analiz programları kullanılarak yapılmaktadır. Ayrıca havalandırma