ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ SERKAN ÖZDEMİR ADANA MERSİN OTOBAN GÜZERGAHINDA OLUŞAN HEYELANLAR VE ISLAH ÖNERİLERİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ADANA MERSİN OTOBAN GÜZERGAHINDAKİ HEYELANLAR VE ISLAHI Serkan ÖZDEMİR YÜKSEK LİSANS TEZİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Bu tez. /. /2006 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/ Oyçokluğu İle Kabul Edilmiştir. İmza İmza İmza Doç.Dr. Ergül YAŞAR Prof.Dr. Mesut ANIL Doç.Dr. Alaettin KILIÇ DANIŞMAN ÜYE ÜYE İmza Yrd.Doç.Dr. A. Mahmut KILIÇ ÜYE İmza Yrd.Doç.Dr. Hakan GÜNEYLİ ÜYE Bu tez Enstitümüz Maden Mühendisliği Anabilim Dalında Hazırlanmıştır. Kod No: Bu tez Ç.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Birimince Desteklenmiştir. Proje No: MMF 2005YL03 Prof. Dr. Aziz ERTUNÇ Enstitü Müdürü İmza ve Mühür Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ ADANA MERSİN OTOBAN GÜZERGAHINDA OLUŞAN HEYELANLAR VE ISLAH ÖNERİLERİ Serkan ÖZDEMİR Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Maden Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Ergül YAŞAR Yıl: 2006, Sayfa: 113 Jüri: Prof. Dr. Mesut ANIL Doç. Dr. Ergül YAŞAR Doç. Dr Alaettin KILIÇ Yrd. Doç. Dr. A. Mahmut KILIÇ Yrd. Doç. Dr. Hakan GÜNEYLİ Bu çalışmada, otoban güzergahlarında görülen heyelanların mühendislik açısından incelenmesi yapılmıştır. Çalışma sahası olarak Adana Mersin otoban güzergahı seçilmiş olup, otoyol güzergahı boyunca 45 ve 58. km lerde görülen heyelanlar ile muhtemel heyelanlı kısımlar incelenmiştir. Çalışmaya önce güzergah boyunca heyelanların olabileceği yerler gözden geçirilerek mevcut heyelanlar teker teker incelenmiş, fotoğrafları çekilmiş ve laboratuar çalışmaları için gerekli örselenmemiş numuneler alınmıştır. Heyelanın görüldüğü Güvenç formasyonunun jeolojik ve jeoteknik özellikleri araştırılmıştır. Araziden ve laboratuar çalışmaları sonucunda elde edilen bilgiler değerlendirilerek büro çalışmaları için gerekli veriler sağlanmıştır. Büro çalışmaları, bilgisayar çizimleriyle de desteklenerek heyelanların oluşum sebepleri, oluşum mekanizması, çevreye olan etkisi ve heyelana karşı alınacak önlemler araştırılmıştır. Çalışmalar sonucunda, heyelanların meydana gelmesinde mevsim normallerinin üzerindeki aşırı yağışlar nedeni ile birimlerin suya doygun hale gelmesi sonucu boşluk suyu basıncının artmasına bağlı olarak efektif gerilmenin azalması yanında, kaya kütlelerindeki süreksizlikler ile açılan şevlerin eğim ve eğim yönlerinin önemli rol oynadığı görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Heyelan, Adana-Mersin Otoyolu, Güvenç formasyonu, Zemin ve Kaya Mekaniği, Islah Metotları. I

4 ABSTRACT MSc THESIS IMPROVEMENT OF LANDSLIDES IN HIGHWAY SERKAN ÖZDEMİR Department of Mining Engineering Institute of Natural and Applied Sciences University of Çukurova Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Ergül YAŞAR Year: 2006, Pages: 113 Jury: Prof. Dr. Mesut ANIL Assoc. Prof. Dr. Ergül YAŞAR Assoc. Prof. Dr. Alaettin KILIC Assist. Prof. Dr. A. Mahmut KILIC Assist. Prof. Dr. Hakan GÜNEYLİ In this study, highway landslide were investigated and the nearest highway of Adana Mersin where was seen landslide were chosen to determine. In the highway of 45 th and 58 th kilometres where was observed landslides and probable landslides area were studied. Firstly, along the highway route were searched to investigate the observed and probably landslides. Observed landslides area were determined and secondly the landslides area photographs and undistributed soil samples were taken in order to study in laboratory. The geological and geotechnical properties of Güvenç formation where was occurred landslides along the highway were investigated. Necessary data for this study have been obtained, after evaluating both the field and laboratory data. Therefore, landslide mechanism and environmental effects and necessary measurements and need to be taken were investigated using computer analysis in the office. At the end of the study, results showed that excessive rainfall causing saturation of the units and pore pressure increase and effective pressure decrease as a result, as well as dip direction and dip of highway slopes and rock mass discontinuities played a major role in these highway landslides. Keywords: Landslide, Adana-Mersin highway, Güvenç formation, Soil and rock mechanics, Improvement methods. II

5 TEŞEKKÜR Bu tezin hazırlanmasında yardımlarını esirgemeyen, çalışmalarım süresince beni yönlendiren, danışman hocam Sayın Doç. Dr. Ergül YAŞAR a teşekkürü bir borç bilirim. Özellikle özel derslerin sayılması sırasında beni destekleyen ve derslerimin sayılmasını sağlayan Bölüm Başkanımız Prof. Dr. Mesut ANIL a ve Prof. Dr. Aziz ERTUNÇ a teşekkür ederim. Aynı zamanda çalışmalarımın her aşamasında değerli öneri ve yardımları ile bana destek olan, yol gösteren sayın hocam Arş. Gör. Yasin ERDOĞAN a teşekkür ederim. III

6 İÇİNDEKİLER Sayfa No ÖZ...I ABSTRACT...II TEŞEKKÜR...III İÇİNDEKİLER...IV ÇİZELGELER DİZİNİ...VI ŞEKİLLER DİZİNİ...VIII 1.GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Çalışma Bölgesi ile İlgili Yapılan Çalışmalar Heyelan Sınıflamalarıyla İlgili Yapılmış Çalışmalar Heyelan Terminolojisi Heyelan Duyarlılık, Olası Tehlike ve Risk Haritaları Heyelanların Islah ve Önlenmesi Heyelandan önce heyelanı tahmin etmek veya heyelana sebep olmamak Heyelandan sonra heyelanı önleyecek emin ve ekonomik bir çözüm vermek Heyelana hiç dokunmamak Heyelan sebeplerini ortadan kaldırmak Drenaj Drenaj tekniği Derin hendek drenajlarının planlanması Düşey drenler Galeriler Elektro-Osmos Şev Yükünü Azaltmak Heyelanı Tutucu Bir Yapı ile Doldurmak Etekte taş dolgu İstinat duvarı İstinat duvarlarının boyutlandırılması IV

7 İstinat duvarlarına gelen kuvvetler MATERYAL VE METOD Materyal Yılları Arasında Adana Bölgesine Düşen Yağış Miktarları Metod Arazi Öncesi Çalışmalar Arazi Çalışmalarının Etkileri Labaratuvar Çalışmaları Tane Boyutu Analizi Atterberg (Kıvam) Limitleri Plastisite İndisi, Kıvamlılık İndisi, Likitlik İndisi ve Aktivite Değerinin Hesaplanması Özgül Ağırlık Deneyi Boşluk Oranı, Porozite ve Doygun Birim Hacim Ağırlığının Tayini Büro Çalışmaları ARAŞTIRMA VE BULGULAR Arazi Çalışmaları Aktivite Durumu Aktivite Dağılımı Aktivite Tipi Deneysel Çalışmalar Tane Boyu Analizi Atterberg Limitleri km deki Atterberg Limitleri Deneyleri km deki Atterberg Limitleri Deneyleri Kıvamlılık İndisi Killerin Sınıflandırılması Özgül Ağırlık Deneyi Kuru ve Doygun Birim Hacim Ağırlık Boşluk Oranı Porozite V

8 Su İçeriği Arazi ve Deney Çalışmalarından Çıkan Sonuçlar Heyelanların Islahı ve Alınacak Tedbirler Drenaj Şev Yükünün Azaltılması Etekte Taş Dolgu ve Duvarın Yapılması İstinad Duvarının Yapılması Şev Açısının Düşürülmesi Şevin Ağaçlandırılması SONUÇLAR VE ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ VI

9 ÇİZELGELER DİZİNİ Sayfa No Çizelge 2.1. Heyelanlarda önemli süreçler...3 Çizelge 2.2. Heyelanların sınıflandırılması.5 Çizelge 2.3. Hareketin tipi ve malzemenin cinsine göre hey. Sınıflandırılması..9 Çizelge 2.4. Dünya heyelan envanter raporu veri çizelgesi (WP/WLI, 1990)...12 Çizelge 2.5. Tipik bir heyelanda hacim ve boyutların tanımlanması.15 Çizelge 2.6. Kütle hareketlerinin sınıflandırılması 16 Çizelge 2.7. Heyelan hızları ve olası zararlar...20 Çizelge 2.8. Birleştirilmiş heyelan sınıflandırma sistemi...22 Çizelge 2.9. Rocky Mountain iklim tipinde heyelan aktivitesine göre yaşlandırma..24 Çizelge Heyelan mekanizmalarının sınıflandırılması...25 Çizelge Heyelan haritalarının özelliklerinin özeti.31 Çizelge İdeal olarak heyelan olası tehlike değerlendirmesinin yapılabilmesi için verilmesi gereken soru ve cevaplar.33 Çizelge Göreceli ve kesin olası tehlike..33 Çizelge Farklı tiplerdeki olası tehlike ve ilgili metotları Çizelge Makro-zonlama için farklı yardımcı faktörlerin LHEF oranı...36 Çizelge Heyelan olası tehlike zonlamasında olası tehlikenin toplam tahmini...37 Çizelge Yılları Arasında Adana Böl. Düşen Yağış Miktarları Çizelge 4.1. Tane grupları yüzdesi.91 Çizelge km deki zeminin Likit limit değerleri..92 Çizelge km deki Zeminin Plastik Limit Hesabı. 93 Çizelge km deki zeminin Likit limit değerleri..94 Çizelge km deki Zeminin Plastik Limit Hesabı 95 Çizelge 4.6. İnce taneli (kohezyonlu) zeminlerin kıvamlılık indisi ve likitlik indisi değerlerinin hesaplanması ve sınıflandırılması Çizelge 4.7. İnce taneli zeminlerin kıvamlılık indisine göre sınıflandırılması...97 Çizelge 4.8. İnce taneli zeminlerin likitlik indisine göre sınıflandırılması 97 Çizelge 4.9. Killerin aktivite değerlerine göre sınıflandırılması Çizelge Killerin aktivite değerlerinin hesaplanması..98 VII

10 Çizelge Adana Mersin Güzergahının 45. ve 58. km lerindeki heyelanlı zeminlerin özgül ağırlık değerleri...98 Çizelge Adana Mersin Güzergahının 45. ve 58. km lerindeki heyelanlı zeminlerin kuru birim hacim ağırlık değerleri.100 Çizelge Adana Mersin Güzergahının 45. ve 58. km lerindeki heyelanlı zeminlerin doygun birim hacim ağırlık değerleri Çizelge Adana Mersin Güzergahının 45. ve 58. km lerindeki heyelanlı zeminlerin boşluk oranı değerleri..102 Çizelge Adana Mersin Güzergahının 45. ve 58. km lerindeki heyelanlı zeminlerin porozite değerleri.103 Çizelge Adana Mersin Güzergahının 45. ve 58. km lerindeki heyelanlı zeminlerin su içeriği değerleri 104 VIII

11 ŞEKİLLER DİZİNİ Sayfa No Şekil 2.1. Bir heyelanın özelliklerini tanımlayan blok diyagram..10 Şekil 2.2 Tipik bir heyelanın değişik kesimlerinin tanımlanması..14 Şekil 2.3. Tipik bir heyelanda hacim ve boyutlar...16 Şekil 2.4. Hareket sırasında bilinen verilere göre heyelanların aktivite durumları...17 Şekil 2.5. Heyelanların aktivite dağılımları...18 Şekil 2.6. Farklı aktivite tiplerinde heyelanların davranışları.19 Şekil 2.7. Heyelan tipleri 23 Şekil 2.8. Heyelanlara neden olan hazırlayıcı ve tetikleyici faktörler 40 Şekil 2.9. Kafa hendeği tipleri a) Kaplanmamış, b) Kaplanmış kafa hendek...46 Şekil Bir dren hendeğin kesiti...47 Şekil Washington sifonu...49 Şekil Düşey dren borusunun yerleştirme prensip ve tarzı 52 Şekil 4.1 Heyelanların İncelendiği Adana-Mersin otoban güzergahı Şekil 4.2 Heyelanların İncelendiği Adana-Mersin Otoban Güzergahının Jeolojik Haritası 80 Şekil ve 58. km lerde oluşan Heyelanların İncelendiği Adana-Mersin Otoban Güzergahının Topoğrafik Haritası...81 Şekil 4.4. Adana-Mersin otobanının 45.km sindeki heyelanın genel görünümü Şekil 4.5. Adana-Mersin otobanının 45. km sindeki heyelanın genel görünümü Şekil 4.6. Adana-Mersin otobanının 58. km sindeki heyelanın genel görünümü Şekil 4.7. Adana-Mersin otobanının 58. km sindeki heyelanın genel görünümü 2 85 Şekil 4.8. Adana-Mersin otobanının 69. km sindeki heyelanın genel görünümü Şekil 4.9. Adana-Mersin otobanının 69. km sindeki heyelanın genel görünümü 2 86 IX

12 Şekil Adana-Mersin otobanının 86. km sindeki heyelanın genel görünümü...87 Şekil Adana-Mersin otobanının 44. km sindeki heyelan tehlikesi bulunan bölge.87 Şekil Adana-Mersin otobanının 70. km sindeki heyelan tehlikesi bulunan bölge...88 Şekil km deki zeminin Akış Eğrisi...93 Şekil km deki zeminin Akış Eğrisi...95 Şekil Adana Mersin Güzergahının 45. ve 58. km lerindeki heyelanlı zeminlerin özgül ağırlık değerlerinin grafiksel gösterimi.99 Şekil Adana Mersin Güzergahının 45. ve 58. km lerindeki heyelanlı zeminlerin Kuru birim hacim ağırlık değerlerinin grafiksel gösterimi..100 Şekil Adana Mersin Güzergahının 45. ve 58. km lerindeki heyelanlı zeminlerin Doygun birim hacim ağırlık değerlerinin grafiksel gösterimi Şekil Adana Mersin Güzergahının 45. ve 58. km lerindeki heyelanlı zeminlerin Boşluk oranı değerlerinin grafiksel gösterimi.102 Şekil Adana Mersin Güzergahının 45. ve 58. km lerindeki heyelanlı zeminlerin porozite değerlerinin grafiksel gösterimi..103 Şekil Adana Mersin Güzergahının 45. ve 58. km lerindeki heyelanlı zeminlerin su içeriği değerlerinin grafiksel gösterimi Şekil Adana Mersin otoban güzergahındaki bir drenaj örneği 108 Şekil Adana Mersin otoban güzergahındaki bir taş dolgu örneği Şekil Adana Mersin otoban güzergahındaki bir istinat duvarı örneği.110 Şekil Adana Mersin otoban güzergahındaki bir istinat duvarı örneği X

13 GİRİŞ Serkan ÖZDEMİR 1. GİRİŞ Heyelanları tanımlama, iyileştirme ve önleme çalışmaları diğer doğal tehlikelere oranla daha iyi bilinmesine rağmen, heyelanlardan kaynaklanan hasar ve kayıpların gelişmiş ülkeler de dahil olmak üzere giderek arttığı gözlenmektedir. Ülkemizde doğal afetlerden etkilenen yapılar ele alındığında heyelanlardan kaynaklanan kayıplar %27 ile depremlerden sonra ikinci sırayı almaktadır. Heyelanlardan kaynaklanan hasarların artmasının nedenleri, artan nüfus yoğunluğunun giderek heyelana duyarlı alanlarda bilinçsizce yoğunlaşması, değişen iklim şartları ve ormanların bilinçsizce tahrip edilmesi sayılabilir. Heyelanlardan kaynaklanan zararları en aza indirmek amacıyla; heyelan tehlike boyutlarını, hasar veren heyelanlardan etkilenen bölgeleri belirlemek ve heyelanların tekrarlanma olasılığının da değerlendirilmesi gerekmektedir. Genellikle diğer doğa olaylarında (deprem, taşkın vb.) olduğu gibi heyelan oluşumu için de kesin bir zaman aralığı vermek zor olduğundan, heyelan olası tehlike haritaları genellikle heyelan duyarlılık haritaları olarak isimlendirilerek belirli bir heyelan tipinin olma olasılığını ifade ederler. Bu amaçla son 30 yıldır heyelan duyarlılık ve risk değerlendirilmeleri genel olarak doğrudan ve dolaylı yöntemler olmak üzere iki grup altında toplanmaktadır. Doğrudan yöntemler genel olarak jeomorfolojik ve ağırlıklı indeks haritalama, dolaylı yöntemler ise istatistiksel, jeotoknik, yapay sinir ağları ve bulanık mantık yaklaşımları olarak sınıflandırılmaktadır. Çalışmada öncelikle 4 mevsim farklı iklim koşulları altında kalan Adana- Mersin otobanın güzergahındaki heyelan olan ve olması muhtemel yerlerin koordinatları belirlenmiştir. Güzergah gözden geçirilerek heyelanlar teker teker incelenmiş ve bölgeden numuneler alınmıştır. Sonra heyelanların oluşumuna sebep olan etkenlerin belirlenmesi amacı ile heyelanların geliştiği birimlerin indeks ve diğer özelliklerinin tayinine yönelik zemin mekaniği deneyleri yapılmıştır. Elde edilen sayısal veriler ve büro çalışmalarıyla yorumlanıp heyelanların oluşum nedenleri hakkında yorumlar yapılmıştır. 1

14 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 2.1. Çalışma Bölgesi ile İlgili Yapılan Çalışmalar Çalışma sahasını içeren bölgemizde bugüne kadar yapılan çalışmalar genel jeoloji ağırlıklıdır. Bunları sırası ile verirsek; Schmidt (1961), yılları arasında Adana baseninin genel stratigrafisini sistemli olarak çalışmış ve 47 kaya birimini ayıklayarak adlandırmıştır. İlker (1975), Adana havzasının kuzeybatı kesiminin jeolojisini inceleyerek bölgenin 1/50000 ölçekli jeoloji haritasını hazırlamıştır. Havzanın petrol olanaklarını araştırmış ve bu havzada Paleozoyik ten Kuvarterner e kadar gelişmiş bütün formasyonları incelemiştir. Yetiş ve diğerleri (1986), Adana havzası Kuzgun Formasyonu nun fasiyes ve ortamsal nitelikleri adlı çalışmalarında batıdan doğuya doğru Güvenç Formasyonunu üzerleyen Kuzgun Formasyonunun doğuda karasal nitelikte olduğunu, batıya doğru ise sığ deniz ortamına geçtiğini belirtmişlerdir. Çaynak ve diğerleri (1991), Karaisalı-Karsantı arasındaki karayolunun Çatalan barajı rezervuarında kalması nedeniyle, Burdigaliyen-Serravaliyen yaşlı Güvenç Formasyonu içinde açılan yeni yol yarmasında oluşan düzlemsel kaymanın nedenlerini araştırmıştır. Özçelik ve diğerleri (1993), Adana baseni Güvenç Formasyonu nun fasiyes ve ortamsal niteliklerini ortaya koymuşlardır. Çetin (1999), Heyelan Çalışmalarına Çok Disiplinli Bir Yaklaşım Heyelan çalışmalarında heyelanlarla, bölgeye düşen yağış miktarı, heyelanlar üzerindeki ağaçların yaş halkaları, heyelanların oluştuğu birimlerin tabaka doğrultu ve eğimi, çatlak sistemi, kumtaşı yüzdesi ve bazı heyelanlar üzerinde bulunan eski nehir taraçaları arasında yakın ilişkilerin olduğunu ortaya çıkarmıştır. 2

15 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR 2.2. Heyelan Sınıflamalarıyla İlgili Yapılmış Çalışmalar Terzaghi (1950), heyelanlarda önemli süreçleri; etkiyi yaratan olayı ve hareketi meydana getiren nedenleri, etkiyi yaratan hareketlerin şekli, harekete daha duyarlı yamaç malzemeleri, önemli etkileri meydana getiren hareketlerin fiziki yapısını, yamaç durumlarının denge üzerine etkisini incelemiştir (Çizelge 2.1). Çizelge 2.1. Heyelanlarda Önemli Süreçler (Terzaghi, 1950). Olayı veya Etkiyi yaratan Harekete daha Önemli etkileri Yamaç denge yaratan durumlarının Etkinin İsmi süreci harekete hareketin çeşiti duyarlı yamaç hareketlerin etkileri geçiren etmenler malzemeleri Fiziksel yapısı Şevi oluşturan Kayma Her çeşit malzemede gerilmesini Taşıyıcı İnşaat işleri * Şevin malzeme gerilme durumu artırır etki veya erozyon yükselmesi veya nun değişimi gerilme yüksekliğin artması Sıkı, fissürlü kil durumunun değişimi ve eklemlerin şeyl açılması sonucu Tektonik Tektonik * Yerkabuğundaki Her çeşit Şev açısını gerilmeler hareketler büyük ölçekli malzeme yükseltir artırır deformasyonlar Her çeşit malzeme Tektonik Depremler veya * Yüksek getirir Gerilmelerde geçici değişiklik meydana gerilmeler veya patlamalar frekanslı Lös, az çimentolu Taneler arasındaki ilişkinin patlayıcılar titreşimler kum ve çakıl bozulması Suya doygun Tanelerin yeniden Kayma gerilmesini artırır ve şişmeye bağlı kapiler basıncı azaltmayı başarır Kayma gerilmesini Kohezyonun azalması kayma gerilmesinin artması durumda orta ince düzenlenmesinin Ani sıvılaşma gevşek kum başlaması Eski kaymaların Kapalı eklemlerin Şişmeye bağlı kapiler * Yamaçta krip kalıntıları olarak kapanması ve yeni basınç işleminin hızlanması eklemlerin kohezyonun Şevi oluşturan Şevi meydana sıkı, fissürlü kil oluşması azalması malzemenin getiren süreçler ve şeyl ağırlığı Yamaç eteğindeki Rijit malzemenin zayıf tabakalarda plastik malzeme... krip üzerinde yer alması 3

16 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Çizelge 2.1 in devamı. Karın erimesi veya yağmurlar Donma * Boşluklardaki Nemli kum Boşluk suyu basıncının havanın yer değiştirmesi yükselmesi * Açık eklemlerdeki havanın yer değiştirmesi Sürtünme direncinin azalması Eklemli kayaçlar, şeyl.. * Şişmeye bağlı kapiler Sıkı fissürlü kil ve Şişmeye neden Kohezyonun basıncın azalması bazı şeyller olması azalması * Kimyasal Her çeşit kaya (Ayrışma) Taneler ayrışma arasındaki bağın zayıflaması * Donma sonucu Var olan eklemlerin. suyun genleşmesi Eklemli kayaçlar genişlemesi ve. yenilerinin oluşması * Buzlu Donmuş üst Sürtünme direncinin seviyelerin donma Silt ve şistli kum seviyede zeminin su azalması Su ve erimesi içeriğinin artması Kuruma süresi * Çekme Büzülme çatlaklarının Kohezyonun büzülme Kil oluşması azalması Sürtünme Su tablasının Şev eteğine İnce kum, önceden Aşırı boşluk basıncının direncinin hızlı düşüşü doğru sızıntı olması drene edilmiş şist oluşması azalması Su tablasındaki * Tanelerin Suya doygun orta Boşluk suyu basıncının yüksekliğin yeniden veya ince gevşek oluşması Ani sıvılaşma hızlı değişimi düzenlenmesi kum Kil seviyesinin altında * Şevi oluşturan veya Akifer su malzemenin piezometrik arasındaki silt veya kum Boşluk suyu basıncının Sürtünme direncinin seviyesinin seviyesinin yükselmesi seviyeleri arasında artışı azalması yükselişi sonucu Şeve doğru Suya doygun silt Boşluk suyu basıncının Sürtünme direncinin sızıntı artışı azalması Rezervuar Boşluklarda yer Nemli, ince kum Yüzey açılmasının Kohezyonun ve yapay su değiştiren hava yok olması azalması kaynaklarından * Çimentonun erimeye Lös Taneler arası.. sızıntı başlaması bağın yok olması Yeraltı İnce kum veya silt Şevin oyulması erozyonu Kaya gerilmesinin artması Zaruba ve Mencl (1969), Doğu Avrupa da kapsamlı kullanılan bir sınıflandırma önermişler ve heyelanları kayma yüzeyinin şekli ile ilgili olarak Aktif, Aktif olmayan ve Gizli heyelanlar olarak ayırmışlardır. Ayrıca kaymaları hareketin tipine, etkili oldukları maksimum derinliğe ve aktivite durumlarına göre sınıflandırmışlardır (Çizelge 2.2). 4

17 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Çizelge 2.2. Heyelanların sınıflandırılması (Zaruba ve Mencl,1969) Hareketin maksimum Hareketin Tipi derinliği Heyelanların aktivite durumları Yüzeysel kaymalar 1,5m'den küçük Aktif heyelanlar Sığ (derin olmayan) kaymalar 1,5-5m Gizli heyelanlar Derin kaymalar 5-20m Aktif olmayan heyelanlar Çok derin kaymalar 20m 'den büyük Sowers ve Royster (1978), bir heyelan araştırma planlaması için kullanılan verileri aşağıdaki şekilde sıralamışlardır. I) Topoğrafya A. Eşyükselti eğrileri haritası * Yüzey şekli * Birbirine benzer şekiller (aynalar, kabarma) B. Drenaj yüzeyi * Sürekli * Kesik C. Yamaç kesitleri * Jeoloji ile karşılaştırma (II) * Eşyükselti eğrileri haritası ile karşılaştırma (A) D. Topoğrafik değişimler * Zamanla değişim hızı * Yeraltı suyu ile karşılaştırma (III), ayrışma (IV) ve titreşim(v) II) Jeoloji A. Bölgedeki formasyonlar * Formasyonların ardalanması * Önceden bilinen, heyelana duyarlı formasyonlar * Kolay altere olabilir kaya mineraller B. Yapı: Üç boyutlu geometri * Tabakalanma * Kıvrımlanma * Yapraklanma veya eğim ve doğrultusu 5

18 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR - Eğim veya doğrultudaki değişmeler - Kayma ve yamaç ilişkisi * Süreksizlik konumunun yamaçlarla ilişkisi * Fay, breş ve makaslama zonu ile yamaç ve kayma ilişkisi C. Ayrışma * Karakter (kimyasal, mekanik ve çözünme) * Derinlik (Tekdüze veya değişken) III) Yeraltı suyu A. Yamaçta su basınç seviyesi * Normal * Tünek seviyeler, yapı ve formasyonlarla ilişkiler * Artezyen basıncı, yapı ve formasyonlarla ilişkiler B. Piezometrik seviyelerdeki değişiklikler (ayrışma ile karşılaştırma (IV), değişkenlik (V) ve tarihsel yamaç değişimleri) * Yağış sonucu * Mevsimsel değişmeler * Yıllık değişmeler * Kar erimesinin etkisi C. Yeraltı suyunun zemin yüzeyindeki belirtileri * Kaynaklar * Nemli alanlar veya sızıntılar * Bitki örtüsündeki farklılıklar D. Yeraltı suyuna insan etkileri * Yer altı suyunun kullanımı * Yer altı suyu akışının kısıtlanması * Yer altı suyuna ilaveler ve havuzlanma * Zemin örtüsündeki değişimler ve süzülme olanağı * Yüzey sularındaki değişmeler 6

19 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR E. Yer altı suyu kimyası * Tuz ve gazların erimesi * Radyoaktif gazlardaki değişiklikler IV) Atmosfer etkisi A. Yağış * Tipi (kar veya yağmur) * Saatlik hızlar * Günlük hızlar * Aylık hızlar * Ortalama hızlar B. Sıcaklık * Saatlik ve günlük ortalamalar * Saatlik ve günlük sınırlar * Artan derece-günlük su eksikliği (donma indeksi) * Ani erimeler C. Hava basıncındaki değişimler V) Titreşim A. Depremsellik * Sismik olaylar * Mikro-deprem yoğunluğu * Mikro-deprem yoğunluğu değişimleri B. İnsan yaptırımları * Taşıma * Patlatmalar * Ağır makinalar VI) Yamaç değişimlerinin tarihçesi A. Doğal nedenler * Uzun zamanlı jeolojik değişimler * Erozyon etkisi * Geçmişteki hareketin belirtileri * Su altında kalma ve yükselme 7

20 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR B. İnsan etkileri * Yamaç topuğunun kesilmesi * Yapay dolgu * Su yüzeyindeki değişmeler * Yeraltı suyundaki değişmeler * Bitki örtüsü, kazıların temizlenmesi, tarım ve yol malzemesindeki değişimler * Göl alanında aniden su seviyesi çekilmesi ve taşkınlar C. Hareketin hızı * Görsel hesaplamalar * Bitki örtüsündeki belirtiler * Topoğrafyadaki belirtiler * Fotografik belirtiler a. Eğik b. Stereo hava fotoğrafları c. Hava fotoğrafları d. Spektral değişimler * Aletsel veriler a. Düşey değişimler b. Yatay değişimler c. İçsel basınç ve eğilme D. Hareketlerin karşılaştırılması * Yeraltı suyu (yeraltı suyu ile karşılaştırma (III)) * Atmosferik koşullar (atmosferik koşullarla karşılaştırma (IV)) * Titreşim (titreşimle karşılaştırma (V)) * İnsan etkisi (içsel titreşimler-insan etkileriyle karşılaştırma (VI) Varnes (1978), heyelan yerine yamaç hareketi terimini kullanmıştır. Yamaç hareketlerinin farklı yollardan sınıflandırıldığını ve her bir sınıflamada tanıma, kontrol, ıslah veya diğer amaçların ön plana çıkarılabildiğini açıklamıştır. 8

21 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Tanıma ve sınıflama için seçilen kriterleri aşağıdaki şekilde gruplandırmıştır. Hareketin tipi Malzeme türü Hareketin hızı Yenilenen malzemenin ve yenilen alanın geometrisi Yaş Sebepler Yer değiştiren kütlenin kopma derecesi Jeolojik yapı ile kayma geometrisi arasındaki ilişki Gelişme (oluşma) derecesi Tip örneğinin coğrafik konumu Etkinlik durumu Tanıma ve sınıflama için hareketin tipi ve malzemenin türünün önemli olduğunu vurgulayarak; heyelanları hareketin tipine ve malzemenin türüne göre sınıflandırmıştır (Çizelge 2.3). Çizelge 2.3. Hareketin tipi ve malzemenin cinsine göre heyelanların sınıflandırılması (Varnes, 1978). KAYMALAR MALZEMENİN CİNSİ HAREKETİN TİPİ ANA KAYA MÜHENDİSLİK ZEMİNLERİ DÜŞMELER Kaya Düşmesi Moloz Düşmesi Toprak Düşmesi DEVRİLMELER Kaya Devrilmesi Moloz Devrilmesi Toprak Devrilmes i DAİRESEL BİRKAÇ Toprak Kaya Slumpı Moloz Slumpı BİRİM Slumpı ÇOK Kaya Bloğu Moloz Bloğu Toprak Bloğu DÜZLEMSEL FAZLA Kayması Kayması Kayması Toprak BİRİM Kaya Kayması Moloz Kayması Kayması YANAL YAYILMALAR Kaya Moloz Toprak Yayılması Yayılması Yayılması AKMALAR Kaya Moloz Toprak Akması Akması Akması KARMAŞIK İki yada daha fazla hareketin birlikte gelişmesi 9

22 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Varnes (1978) yılında bir heyelanın özelliklerini gösteren blok diyagram hazırlamıştır (Şekil 2.1). Daha sonra 1990 yılında IAEG Heyelan Komisyonu, Varnes in blok diyagramında kullanmış olduğu terimleri aynen kullanarak yeni bir blok diyagram hazırlamıştır. Şekil 2.1. Bir heyelanın özelliklerini tanımlayan blok diyagram (Varnes, 1978) Hareket etmiş malzemedeki basit gözlemlerle heyelan malzemesinin su içeriğini tanımlamak için Varnes (1978) ilk defa Radbruch-Hall (1978) tarafından önerilen tanımlamalar üzerinde aşağıdaki değişiklikleri önermiştir. Kuru; gözle görülebilir nem yok. Nemli; biraz su içeriyor, fakat serbest su akışı yok. Malzeme katı yüksek plastik özelliği gösterir, fakat akma göstermez. Islak; yeterince su içermekte ve kısmen sıvı gibi davranır, içerisinde su akışı var veya sürekli su kütlelerine karşı destek verebilir. Çok ıslak; düşük eğimler altında sıvı şekilde akacak kadar su içerir. 10

23 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Hutchinson (1998), heyelanları morfoloji, mekanizma, malzemenin tipi ve hareketin sıklığına göre aşağıdaki şekilde sınıflandırmıştır. * Geriye sıçrama * Krip * Dağ yamacının akması * Heyelanlar - Sınırlı yenilme - Dairesel yenilme - Bileşik yenilme - Düzlemsel yenilme * Devrilmeler * Düşmeler * Kompleks kayma hareketleri şeklinde sınıflandırmıştır. UNESCO Working Party for World Landslide Inventory (WP/WLI) (1990), Ulusal, bölgesel ve lokal bilgi transferlerini gerçekleştirmek ve ayrıca Dünya Heyelan Envanteri oluşturulması amacıyla önemli heyelanların durumu, oluşum tarihi, tipi, geometrisi, hacmi ve meydana getirdikleri hasarların özet olarak rapor edilmesine ilişkin bir veri tutanağı önermişlerdir. Dünya Heyelan Envanteri raporuna eklenecek heyelanlarda hacminin 1 milyon m³ ten fazla olması, can kaybına yol açması ve doğrudan veya dolaylı oldukça fazla zarara yol açması kriterlerinden en az bir tanesini sağlayan önemli heyelanların raporlanması önerilmiştir. Rapor, karmaşıklığı ortadan kaldırmak amacıyla en az veri gereksinimlerine göre düzenlenmiş, ayrıntılı gözlemler için yorum bölümü ayrılmıştır (Çizelge 2.4) 11

24 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Çizelge 2.4. Dünya heyelan envanter raporu veri çizelgesi (WP/WLI, 1990) IAEG Commission on Landslides (1990), tipik bir heyelanın değişik kesimlerini aşağıdaki şekilde isimlendirmiş ve açıklamışlardır (Şekil 2.2). * Heyelan tacı; ana aynanın (2) en yüksek bölümüne en yakın ve hareket etmemiş malzemenin bulunduğu yer. * Ana ayna; heyelanın üst ucunda, heyelandan etkilenmemiş bölgeden hareket eden kütlenin (13) ayrılmasıyla oluşan düşey veya düşeye yakın yüzey. Kayma/kopma yüzeyinin (10) görünen bölümüdür. 12

25 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR * Heyelan tepesi; ana ayna (2) ile heyelan kütlesi (13) arasındaki en yüksek nokta. * Heyelanın üstü; hareket etmiş kütle ile ana ayna (2) arasında oluşan bölgenin üst kısımları. * Tali ayna; yer değiştiren kütle içinde farklı hareketlerden oluşmuş düşey veya düşeye yakın bir yüzey. * Heyelan gövdesi; kayma yüzeyi (10) üzerinde, ana kaya (2) ile kayma yüzeyi burnu (11) arasında kalan kütle. * Heyelanın eteği; heyelanın topuğu (11) ötesine hareket ederek doğal arazi (20) üzerine oturmuş bölümü. * Heyelanın ucu; heyelan üzerinden (3) topuğuna (9) gelen nokta. * Topuk; hareket eden kütlenin genellikle eğrisel olan alt ucu. Bu nokta ana aynadan (2) en uzaktaki noktadır. * Kayma yüzeyi; heyelana neden olan ya da heyelan olmuş kütlenin (13) alt sınırını oluşturan ve doğal zemin yüzeyinin (20) kesişme noktası. * Kayma yüzeyi burnu; bir heyelanın kayma yüzeyinin alt bölümü (10) alt bölümü ile (genellikle gömülü) doğal arazi yüzeyinin (20) kesişme noktası. * Ayrılma yüzeyi; doğal arazi yüzeyinin (20) heyelanın eteği (7) altında kalan bölümü. * Heyelan kütlesi; yamaç veya şevde heyelan sonucu doğal yerinden ayrılmış, kayıp (17) ve kabarma (18) kütlelerini içeren malzeme. * Kayıp bölgesi; heyelan kütlesinin doğal arazi yüzeyi (20) seviyesi altında kalan alanı. * Birikim bölgesi; heyelan kütlesinin başlangıçtaki doğal arazi yüzeyi (20) seviyesi üstünde kalan alanı. * Çöküntü; ana ayna (2), çöküntü kütlesi (17) ve doğal arazi yüzeyi (20) arasında kalan hacim. * Çöküntü kütlesi; kama yüzeyi (10) üzerinde, ancak başlangıçtaki doğal arazi yüzeyi altında kalan heyelan kütlesi. * Kabarma; başlangıçtaki doğal arazi yüzeyi (20) üzerine yükselen yer değiştirmiş heyelan hacmi. 13

26 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR * Kanatlar; kayma yüzeyinin yanlarında kalan ve hareket etmemiş malzeme. Kanatları tanımlama için pusula yönleri kullanılmalıdır. Sağ ve sol sözcükleri kullanılacaksa kanatların yeri, heyelan tacından (1) görüldüğü gibi tanımlanır. * Doğal arazi yüzeyi; kütle hareketi oluşmadan önce arazinin kesitte görülen yüzeyi. Şekil 2.2 Tipik bir heyelanın değişik kesimlerinin tanımlanması 14

27 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR IAEG Commision on landslides (1990), Tipik bir heyelanın boyutlarını; hareket eden kütlenin ağırlığı (Wd), kopma yüzeyinin ağırlığı (Wr), hareket eden kütlenin uzunluğu (Ld), kopma yüzeyinin uzunluğu (Lr), hareket eden kütlenin derinliği (Dd), kopma yüzeyinin derinliği (Dr), toplam uzunluk (L), merkez çizgisinin uzunluğu (Lcı) şeklinde isimlendirilerek tanımlanmışlardır (Çizelge 2.5). Çizelge 2.5. Tipik bir heyelanda hacim ve boyutların tanımlanması (IAEG, Commision on landslides,1990) Heyelan Boyutlarının Tanımlanması Numara İsim Tanımlama 1 Hareket eden kütlenin ağırlığı Uzunluğa dik olarak yer değiştiren kütlenin en yüksek genişliği 2 Kopma yüzeyinin Uzunluğa dik yöndeki heyelanın kanatları arasındaki en yüksek genişlik ağırlığı Hareket eden 3 kütlenin Tepe notasıyla topuk arasındaki en düşük hız uzunluğu 4 Kopma yüzeyinin Kayma yüzeyinin topuğundan aynaya kadar en düşük uzaklık uzunluğu Hareket eden 5 kütlenin derinliği Düzleme dik ölçülmüş yer değiştiren kütlenin en yüksek derinliği Kopma yüzeyinin derinliği Toplam uzunluk Merkez çizgisinin uzunluğu düzleme dik ölçülmüş orijinal zeminin altındaki kayma yüzeyinin en yüksek derinliği Heyelanın üst noktasından aynaya olan en düşük uzaklık Kayma yüzeyinin yanal kenarlarından ve yer değiştiren malzemeden eşit aralıklı orijinal zemin üzerindeki noktalar boyunca heyelanın üst noktasından aynaya olan uzaklık EPOCH (1993), Basit ve Avrupa daki durumlara uygun olması bakımından kütle hareketi terimini kullanmış heyelanın tipi ve malzemenin türüne göre sınıflandırmıştır. (Çizelge 2.6). 15

28 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Çizelge 2.6. Kütle hareketlerinin sınıflandırılması (EPOCH, 1993). Tipi Kaya Moloz Toprak Düşme Kaya düşmesi Moloz düşmesi Toprak düşmesi Devrilme Kaya devrilmesi Moloz devrilmesi Toprak devrilmesi Kayma (dairesel) Tekil -Çoklu Tekil -Çoklu Tekil -Çoklu Ardalanmalı Ardalanmalı Ardalanmalı Kayma (düzlemsel) Blok kayması Blok kayması Dilimsel kayma Kaya kayması Moloz kayması Çamur kayması Yanal yayılma Kaya yayılması Moloz yayılması Toprak yayılması Akma Kaya akması Moloz akması Toprak akması Kompleks (yayılma veya aşağıdaki Örneğin kaya çığı Örneğin akma kayma Örneğin kayma davranışların değişikliği) toprak akması UNESCO Working Party for World Landslide Inventory (WP/WLI) (1193), Dünya Heyelan Envanteri Çalışma Grubu çalışmalarında heyelanın aktivitesini tanımlamasıyla ilgili önerdiklerinde aktiviteyi; A- Aktivite durumu B- Aktivite dağılımı C- Aktivitenin tipi olmak üzere üç başlık altında toplamışlardır. Aşağıda bu üç başlık altında toplanan aktivite sınıfları ayrı ayrı verilmiştir. A. Aktivite durumlarına göre; Hareket sırasında bilinen verilere göre aşağıdaki şekilde tanımlanmışlardır (Şekil 2.4). Aktif Heyelan: Halen hareket halinde olan kütleyi tarifler, yamaç topuğundaki oyulma bloğun devrilmesini sağlıyor. Duraklamış Heyelan: Kütle son 12 ay içinde hareket etmiş ancak şu anda etkin değil, sadece taç kısmında yerel çatlamalar görülüyor. Reaktive olmuş (uyarılmış) Heyelan: Bir önceki evrede etkin olmayan (4) kütlenin yeniden hareketlenmesi, daha önce hareket eden kütleyi de etkileyerek devrilen bir başka blok. Aktif Olmayan Heyelan: (5),(8) gruplarında içerilen son 12 ay içinde hareket etmemiş kütle. 16

29 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Gizli Heyelan: İlk harekete neden olan etkenlerin yeniden gündeme gelmesiyle (3) hareketlenebilecek, etkin olmayan heyelan Bitmiş Heyelan: İlk hareketi oluşturan etkenlerin etkisini yitirdiği, etkin olmayan heyelan.(4) Akarsu birikintisi burun bölgesini korumuş, aynada bitki örtüsü oluşuyor. Kontrol Altında Heyelan: Yapay önlemlerle harekete neden olan etkenlerden koruma altına alınmış, etkin olmayan heyelan (4). Yamaç burnu, yapılan duvarla korunmuş. Kalıntı Heyelan: Halen hakim iklimsel ve jeomorfolojik koşullardan tamamen farklı koşullarda oluşmuş, etkin olmayan heyelan (4). Arazide tekdüze ağaç örtüsü oluşmuş. Şekil 2.4. Hareket sırasında bilinen verilere göre heyelanların aktivite durumları (WP/WLI,1993). B. Aktivite dağılımına göre; Heyelanın nereye doğru hareket ettiğini aşağıdaki tanımlamalara göre vermişlerdir (Şekil 2.5). İleriye doğru gelişen heyelan: Kayma yüzeyi hareket yüzeyi yönünde ilerlemesi Geriye doğru gelişen heyelan: Kayma yüzeyi hareket yüzeyinin tersine uzanmakta olan heyelan. Büyüyen heyelan: Kopma yüzeyi iki ya da daha fazla yönde gelişmesi. 17

30 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Tükenen heyelan: Hareket eden kütlenin hacmi giderek azalması. Sınırlı heyelan: Aynası olan, ancak hareket eden kütle ayağında kopma yüzeyi gözlemlenemeyen heyelan. Yayılan heyelan: Hareket eden kütle hacminde ve kopma yüzeyinde gözlenebilir bir değişim olmadan süren heyelan. Genişleyen heyelan: Kopma yüzeyi heyelanın bir veya her iki kanadına yayılıyor. Şekil 2.5. Heyelanların aktivite dağılımları (WP/WLI,1993) C. Aktivite Tipine Göre; Heyelan aktivite tipi veya heyelanlarda farklı hareketlerin nedenleri Varnes (1978) tarafından önerilen orijinal terimler kullanılarak açıklanmaya çalışılmıştır. En az iki hareket tipi içeren heyelanlar Varnes e göre karmaşık heyelan olarak tanımlanır. Buna karşın istif içerisinde değişik hareketlerin oluşturduğu sınırlı akmalara karmaşık terimi önerilmiştir. Çalışma grubu heyelanları, aktivite tipine göre beş grupta açıklamışlardır. (Şekil 2.6). 18

31 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Bunlar; Karmaşık: Heyelan birbirini izleyen en az iki farklı hareket tipi (düşme, devrilme, kayma, yayılma, akma) gösterir. Bileşik: Heyelan kütlesinin farklı bölümlerinde aynı zamanda en az iki farklı hareketin sürmesi. Ardışık: Heyelan yakınında daha önce oluşmuş kütle hareket tipiyle aynıdır. Ancak bunların malzeme ve kopma yüzeyleri ortak değildir. Tekil: Heyelan, yer değiştiren kütlenin tek hareketi sonucudur. Çoklu: Heyelan, aynı tip hareketi farklı bölümlerde gösterir. Şekil 2.6. Farklı aktivite tiplerinde heyelanların davranışları (WP/WLI, 1993) UNESCO Working Party for World Landslide Inventory (1995), heyelan hızı ile ilgili olarak ilk defa Varnes (1978) de heyelan hızını çizelge 2.7 de gösterildiği şekilde açıklamıştır. Bu çalışmalara ek olarak WP/WLI (1995) çalışma grubu heyelan hız sınıfını son derece hızlı (5m/sn den küçük) ve son derece yavaş (16 mm/yıl dan küçük) arasında olmak üzere toplam 7 sınıfa ayırmışlardır. (Çizelge 2.7). 19

32 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Çizelge 2.7. Heyelan hızları ve olası zararlar (WP/WLI, 1995). Varnes (1978). WP/WLI (1995) Hız Hız Hız Hızın sınıfı limitleri tanımlanması Doğaya etkisi 3m/sn 7 5 m/sn Büyük şiddetli afet, hareket etden Son derece hızlı malzemenin etkisiyle binaların yıkılması, birçok ölümler, mümkün olmayan kaçış. 0,3m/dk 6 3 m/dk Çok hızlı Can kaybı ve mal kaybı. Mevcut hız, tüm insanların kaçabilmesi için oldukça hızlı. 1,5 m/gün 5 1,8 m/saat Hızlı Maddi hasar meydana gelir, yapılar, evler ve diğer şeyler yıkılır. İnsanların biryerlere 1,5 m/ay 4 13 m/ay Orta tahliye edilmesi mümkün. Bazı hassas olmayan yapılar bir süre için (geçici) korunabilir. 1,5 m/yıl 3 1,6 m/yıl Yavaş Hareket sırasında iyileştirme yapıları oluşturulabilir; şayet toplam hareket özel bir hızlanma safhasında çok fazla değilse hassa olmayan yapıların bakımı yapılabilir. 0,06 0,006 Hareketle bazı hassa olmayan yapılar 2 Çok yavaş m/yıl m/yıl zarar görmez. 1 Son derece Aletsel ölçüler hissedilemez. yavaş Önlem alınarak inşaat yapmak olası. Cruden ve Varnes (1996), heyelanlara neden olan jeolojik, morfolojik, fiziksel ve insanlardan kaynaklanan etkenleri aşağıdaki şekilde açıklamışlardır. 1- Jeolojik nedenler Zayıf malzeme, Hassas malzeme, Makaslamaya uğramış malzeme, Eklemli ve fissürlü malzeme, Tersine uzanan yapının kırılması, Tersine uzanan kütle süreksizliği, * Geçirgenlikteki zıtlık, * Sertlikteki zıtlık 20

33 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR 2- Morfolojik nedenler Tektonik ve volkanik yükselme, Buzul gerilmesi, Yamaç topuğunun akarsu tarafından aşındırılması, Yamaç topuğundaki dalga aşındırılması, Yamaç topuğundaki buzul aşındırılması, Yeraltı aşındırması, Yamaç üzerine veya yamacın tepesine yük konulması, Bitki örtüsünün ortadan kaldırılması. 3- Fiziksel nedenler Şiddetli yağmurlar, Karın hızlı erimesi, Taşkın ve gel-git olayında suların hızlı çekilmesi, Deprem, Volkanik püskürme, Çözülme, Donma ve çözülme yoluyla ayrışma, Şişme-büzülme yoluyla ayrışma, Olağanüstü yağışların devam etmesi. 4- İnsan nedenleri Yamacın veya topuğun kazılması, Yamaca veya tepesine yük konulması, Göl suyu seviyesinin aşağı doğru çekilmesi, Ormansızlaştırma, Toprağı sulama, Maden kazıları, Yapay titreşimler, Kullanımdan kaynaklanan su kaçakları. 21

34 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Yazarlar heyelanlarla ilgili Mc Calpin nin zaman, Wieczorek in kesinlik ve hareketin tipine bağlı yapmış oldukları sınıflandırmaları bir araya getirerek Birleştirilmiş Heyelan Sınıflandırması nı yapmışlardır (Çizelge 2.8). Çizelge 2.8. Birleştirilmiş heyelan sınıflandırma sistemi (Cruden ve Varnes, 1996) Aktivitenin En Son Yamaç hareketinin Hakim Materyal Zamanı hakim tipi Sembol Tanımlama Sembol Tanımlama Sembol Tanımlama A Aktif/Etkin R Kaya L Düşme R Uyanmış S Zemin T Devrilme S Duraklamış E Toprak S Kaya H Tarihi-Gizli D Moloz P Yayılma Y Genç-Gizli F F Akma M Olgun-Gizli O Eski-Gizli T Kontrol altında B Bitmiş L Kalıntı Ayrıca yazarlar heyelan tiplerini Varnes den değişikliklerle aşağıdaki şekilde açıklamışlardır (Şekil 2.7). 1) Düşme: Üzerinde daha önce kayma hareketi olmamış bir yüzeyden kaya ve zeminin ayrılmasıyla başlar. Malzeme bundan sonra büyük ölçüde havada düşme, takla atma veya yuvarlanmayla yamaç aşağı taşınır. 2) Devrilme: Bir zemin veya kaya kütlesinin yamaç dışına, kendi ağırlık merkezi altında bir nokta veya eksen boyunca öne doğru dönmesi, eğilmesi, devrilmesi. 3) Kayma: Bir kaya veya zemin kütlesinin kayma yüzeyleri veya ince ve yoğun bir makaslama bölgesi boyunca yamaç aşağı hareketi. 4) Yanal yayılma: Kohezyonlu zemin veya kaya kütlesinin alttaki yumuşak tabaka içine kırılarak batması sonucu uzamasıdır. Bu türde kayma yüzeyi yoğun makaslama yüzeyi oluşturmaz. Yayılma daha yumuşak zeminin sıvılaşması, akması, dışarı itilmesi veya genişlemesi sonucu belirebilir. 5) Akma: Makaslama yüzeylerinin çok sık ancak kalıcı ve belirgin olmadığı üç boyutlu sürekli bir harekettir. Hareket eden kütle içinde hız dağılımı akışkan sıvıdakine benzer. 22

35 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Şekil 2.7. Heyelan tipleri (Cruden ve Varnes, 1996) Heyelanların yaşlandırılmasıyla ilgili Cruden ve Varnes Rocky Mountain iklim tipinde meydana gelmiş kütle hareketlerini ana ayna, yanal kanatlar, iç morfoloji, bitki örtüsü ve topukta meydana gelen değişikliklere göre aktivite durumlarını belirleyerek yaşlandırmışlardır (Çizelge 2.9). 23

36 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Çizelge 2.9. Rocky Mountain iklim tipinde heyelan aktivitesine göre yaşlandırma (Cruden ve Varnes, 1996) Aktivite Ana Yanal İç Bitki Topuk Tahmini Durumu Ayna Kanatlar Morfoloji Örtüsü İlişkileri Yaş (Yıl) Aktif, uyanmış Keskin; bitki Keskin; bitki Drenaj İç aynalarda Heyelanlarda < 100 heyelan veya örtüsü yok örtüsü yok çöküntüleri yok ve yanlarda ana vadi ve (Tarihi) duraklamış kenarlarda yüksek seyrek veya derelerin itilmesi heyelan vadiler topoğrafya olmayabilir molozlarla Tarihi-gizli taşkın alanlarının heyelan örtülmesi Genç-gizli Keskin; Keskin; Drenaj yok ve Bitişik arazi- Aktif sınıf için aynı 100'den heyelan Kısmen bitki Kısmen bitki çökmüş; lerden daha fakat topukta örtüsü örtüsü yüksek topoğ- yoğun veya yeni vadilerde (Geç Holosen) yanal dererafya; çatlak farklı tiplerde küçük değişikliklerde küçük içlerinde bitki veya daha ler olabilir. felaketler örtüsü genç; daha eski ağaç gövdeleri bükülmüş olabilir Olgun- Gizli Düzgün; Düzgün; Düzgün; Bitişik araziler- Yamaç heyelan bitki örtüsü bitki örtüsü yuvarlak den yoğun veya molozlarıyla 5.000'den Kayma topoğrafya farklı tiplerde örtülü taraça gövdesinin iç drenaj fakat aynı lar; yeni dere- (Erken üzerine uzaağının alt üst yaşlı. derecelerde Holosen) nan felaketler olması daralma yok Eski- Gizli Parçalanmış ; Yanal Düzgün; Bitişik Teraslar yamaç > heyelan belirsiz; kenarlar dalgalı arazilerle molozlarıyla (Geç veya kalıntı Yanal drenaj belirsiz; topoğrafya ; aynı yoğun- kesilmiş; Pleyistosen ) heyelan yok Yanal drenaj dere şekilleri lukta, aynı tekdüze modern yok. normal. tipte, taşkın alanları. aynı yaşta 24

37 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Dıkau ve diğ. (1996), EPOCH (1993) ve Huchinson (1988) ile uyumlu heyelan mekanizmalarının sınıflandırmasını hareketin tipine, ilk yenilme yüzeyinin şekline ve subsequent deformasyona göre açıklamışlardır (Çizelge 2.10). Çizelge Heyelan mekanizmalarının sınıflandırılması (Dıkau ve diğ. 1996). Tipi İlk Yenilme Yüzeyi Şekli Subsequent Deformasyon Düzlemsel Serbest düşme, kırılabilir, yuvarlanarak DÜŞME Kama Yenilme yüzeyi sıçrama, kayma. Yamaçların aşağı doğru (Kopma şekli) Basamaklı akarak düşmesi. Akıcılık, sıvılaşma, kohezyonsuz Düşey tane akışı, sıcaklık artışı, kimyasal hız etkileri veya diğer ikincil mekanizmalar. Tekil Daha önceden Serbest düşme, kırılabilir, yuvarlanarak var olan sıçrama, kayma. Yamaçların aşağı doğru DEVRİLME süreksizliklerde akarak düşmesi. Akıcılık, sıvılaşma, kohezyonsuz Çoklu kesilme. Gerilme tane akışı, sıcaklık artışı, kimyasal hız etkileri çatlağı yüzeylerinde. veya diğer ikincil mekanizmalar. KAYMA Tekli Dairesel yenilme Topuk bölgesinde karmaşık bir şekilde (Dönel Hareket) Ardalanmalı yüzeyi deformasyon olabilir. Kabarma, üzerleme akma, Çoklu krip olabilir. Belki gerileyen. Düzlemsel Düzlemsel Parçalanmadan sonra hareketi karmaşık Hareket (Kayma) Basamaklı Yenilme yüzeyi gelişebilir. Aynı düşme ve akmalarda olduğu gibi. Kama Dairesel olmayan YAYILMA Bir tabaka Akıcı (hashas) killerde aniden yayılma yenilmesi (Sünümlü veya altındaki sert Topoğrafik yüzey gelişebilir. Şev bloklar, şeklinde açılabilir kanal, yumuşak Meter- kaya. Tabakalar veya çatlaklar. Sıvılaşma meydana gelebilir. Tüm yaldaki defor- arası zayıf sevi- yamaç yayılmaları ya da tamamıyla çökebilir masyonun yanal yelerin olması veya "yüzen" blok ve grabenlerle yayılma yayılması) Çökebilir bir yapı gösterebilir. KARMAŞIK İki veya daha fazla hareket görülebilir. 25

38 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Yazarlar heyelan etkinlik tanımlamalarında kullanılan bazı terimleri; birikim, aktif hareketler ve aktif olmayan hareketleri aşağıdaki şekilde açıklamışlardır. A) Birikim; Heyelanın tepesinde uzunlamasına sırtlar, morfolojiyi topukta enine kesen konsantrik sırtlar, Topukta enine ve ışınsal çatlaklar, kenarlarda verev makaslama. çatlakların üzerinde büyük yarık şekiller, Topukta yayılmalar. Vadide tamamen yada kısmen parçalanmış vadiler. Yön değiştirmiş ırmaklar, Mostranın altında yer yer yeniden yamaç aşağı birikmiş malzeme blok ve bozunmamış malzeme içerebilir. B) Aktif olmayan hareket; Çatlaklar ve yarıklar ayrışmış ve belirsiz, Basınç sırtlarında ikincil yenilmeler yok, Yüzeyler ayrışmış ve bitki örtüsü yok, Yeniden dengeye kavuşmuş drenaj fakat düzensiz şekilli ve ani doldurulmuş çöküntüler, Toprak örtüsü ile örtülmüş, ekilmiş arazi veya iyi yetişmiş bitki örtüsü, Kenarları zorlukla ayırt edilebilir ve hava fotoğrafı haricinde yapı ve kenarları zor ayırt edilir. Kayma sonrasında ağaçlarda büyüme ve yeni ağaç büyümeleri görülür. C) Aktif hareketler; İkincil dolgu yok, açık durumda kenarları keskin şekle sahip çatlak ve yarıklar. Ana birimlerde basınç sırtları ve ikincil kırıklar görülür, Yüzeyde parlama ve çizikler görülmekte, taze görünüm, Drenaj bozukluğu ve göllenmeler oluşur, 26

39 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR Zemin gelişimi oluşamamakta ve sadece hızlı gelişen bitki örtüsü, Kayma olan ve kayma olmayan alanda şekil, pürüzlülük, doku, bitki örtüsü gibi oldukça farklar ayırt edilir, Eğilmiş bitki örtüsü Heyelan Terminolojisi Bir çok araştırmacı heyelan değerlendirmesi için farklı tipte bilgi içeren haritalar üretmişler ve değişik kategoride bu haritaları tanımlamışlardır. Einstein (1988), heyelan değerlendirmesi için kapsamlı üç farklı tipte bilgi içeren haritalar üretmiş olup, bu haritalar beş aşamadan oluşmaktadır. 1) Doğal Durum Haritası: Bu haritalar literatürden ve araziden toplanan bilgi içerir. Bu bilgiler topoğrafik haritalar, jeolojik haritalar (yüzey, kayaç, yapısal), bitki örtüsü haritaları, hidrojeoloji (yağmur, drenaj, yer altı suyu) haritaları, jeoteknik haritalar, profiller, test sonuçları, yer değiştirme ölçümleri, su seviyesi değişimleri ve görsel izlenimleri kapsar. 2) Tehlike Haritası (Danger Map): Çoğunlukla envanter olarak adlandırılan bu haritalarda var olan ve potansiyel yamaç duyarsızlıkları belirtilir. Bu haritalar doğal durum haritalarından geliştirilir ve yamaç stabilitesindeki ek bilgilerin kullanılmasıyla yapılır. Eğer mümkünse detay geometrik ve mekanik açıklamalar örneğin Varnes (1978), UNESCO (1993), TRB (1996) tarafından yapılan sınıflamanın kullanılması gibi yamaç duyarsızlık tipini kapsayacak biçimde verilir. Tehlike haritaları tekrarlanma periyotları veya olasılıkları gibi kesin anlamdaki hiçbir tahmini kapsamaz. Fakat olası olayları belirler. 3) Olası Tehlike Haritası Determination: Tehlike (Potansiyel olay) ve bu olayın olasılığı birlikte gösterilir. Olası tehlike daima bir ölçek dahilinde ifade edilir. Bu ise olasılıklar şeklinde veya hem nitel ve nicel (ki bunlar çok düşük, orta düşük, orta, yüksek, çok yüksek) farklı ölçeklerdeki biçimlerde olabilir. Olası tehlike düzeylerinin haritalanması daha çok farklı renklerle, simgelerle veya bunların kombinasyonlarıyla yapılır. 27

40 ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serkan ÖZDEMİR 4 ) Risk Değerlendirmesi: Bu haritalarda olası tehlike ve onun potansiyel sonuçlarıyla ilgili olarak insan yaşamını etkileyen, ekonomik etkileri olan veya çevresel değişikliklere neden olan etkenler belirlenir. En basit ve yaygın yaklaşım olası tehlike haritaları üzerine arazi kullanım haritalarının oturtulması şeklinde olur. Arazi kullanımına bağlı olarak değişik riskler üretilebilir, buna karşılık aynı zamanda farklı tehlikeler de aynı araziyi etkileyebilir. 5) Heyelan Yönetim Haritaları: Tehlike ve risk haritaları nadiren, heyelan haritalarının son ürününü oluştururlar. Ancak sadece karar vermede temel oluştururlar. Bu kararlar genellikle, heyelana karşı ölçümler, düzenleme amaçlı yönetim veya her ikisini de içeren formların birleşimi şeklinde olmaktadır. Düzenleme yönetimi, detaylı hesaplamalar ve ek araştırmalar veya özel tasarım uygulamalarının zorunlu hale getirildiği farklı yaptırımları nedeniyle oldukça karmaşıktır. Genellikle olası tehlike haritalarından sonra heyelan yönetim haritaları oluşturulmaya geçilmektedir. Oysa risk haritalarından sonraki bir çalışma olarak heyelan yönetim haritaları üretilmelidir. IUGS Heyelan Çalışma Grubu (1997), Risk Değerlendirme Komitesi tarafından 1997 de Honolulu da Heyelan Risk Değerlendirme Workshop unda kabul edilen ve kullanılan tanımları ele alarak aşağıdaki haliyle kabul etmişlerdir. Risk: Bir olasılık derecesi ve ayrıca sağlığa, mal mülke veya çevreye olan olumsuz etki olarak tanımlanabilir. Risk pek çok durumda olasılık sonuç olarak tahmin edilir. Bununla beraber daha çok olasılık ve sonuçların karşılaştırmasını kapsayan riskin genel değerlendirmesidir. Tehlike (Danger): Geometrik ve mekanik yönden belirtilebilen doğal bir olaydır. Olası Tehlike (Hazard): Verilen bir zamanda heyelanın oluşma olasılığıdır. Risk altındaki elemanlar: Heyelanların etkilediği potansiyel bir alandaki toplum, binalar ve mühendislik yapıları, ekonomik aktiviteler, kamu hizmetleri ve alt yapıları kapsar. Olasılık: Olası olarak ortaya çıkan toplam rakama özgül olarak beliren oranla ölçülen, özgül olarak oluşma ihtimali. 0 ve 1 arasındaki bir değerle ifade edilir. 0 oluşma olasılığının bulunmadığını, 1 ise oluşma olasılığının bulunduğunu ifade eder. 28