Yamaç dengesinin bozulması kütle hareketlerinin oluşumunun en önemli nedenidir.

Transkript

1 KÜTLE HAREKETLERİ

2 Ayrışma ile oluşmuş malzemenin veya kaya kütlelerinin yerçekiminin etkisiyle yamaçlardan aşağıya doğru yavaş veya hızlı bir şekilde kütlesel olarak yer değiştirme olayına kütle hareketi denir. Yamaç dengesinin bozulması kütle hareketlerinin oluşumunun en önemli nedenidir.

3

4 KÜTLE HAREKETLERİ Yerel Jeolojik Hidrolojik Jeomorfolojik koşulların ürünü olarak, Bitki örtüsü Arazi kullanımı İnsan aktiviteleri tarafından etkilenen, Yağış Sismik olayların sıklığı ve şiddeti tarafından kontrol edilen, Soeters and Van Westen (1996) yapay veya doğal şev duraysızlıklarıdır.

5 TERMİNOLOJİ Yamaç: Yüksek eğimli doğal topografik yüzeyler Kazı şevi: Kazılar sonucu oluşturulan ve daha önceden örtülü olan ortamın açığa çıktığı şevler Dolgu şevi: Dolgu yapılması sonucu oluşturulan yapay şevler Şev topuğu: Şevin en düşük kot değerine sahip bölgesi Şev yüksekliği: Şevin tepesi ile topuğu arasındaki kot farkı Şev açısı: Şev yüzeyinin yatayla yaptığı ortalama eğim

6 KÜTLE HAREKETLERİNE NEDEN OLAN FAKTÖRLER Kaydırıcı kuvvetler: Kütle Yer çekimi Kaydırmayı engelleyici kuvvetler: Sürtünme Kohezyon Malzemenin rolü Konsolide olmuş malzeme genellikle kayar, Konsolide olmamış malzeme genellikle akar Eğimin rolü Eğim derecesinin artması kütle hareketlerini hızlandırır.

7 KÜTLE HAREKETLERİNE NEDEN OLAN FAKTÖRLER İklim ve bitki örtüsünün rolü İklim, su ve bitki örtüsü gelişimini kontrol eder Bitkiler yağmur etkisini azaltır Bitkiler zemin üzerinde ağırlık sağlar Kökler kohezyonu azaltır Suyun rolü Ağırlık etkisi vardır Kohezyonu arttırır ancak belli bir noktadan sonra azaltır Doygun bölgenin altında geçirimsiz bir zonun varlığı Ayrışma ve Erozyon Titreşimlerin etkisi Depremler, trafik ve yapay sarsıntılar

8 KÜTLE HAREKETLERİNE NEDEN OLAN FAKTÖRLER Yapay nedenler (insan etkileri)

9 KÜTLE HAREKETLERİNE NEDEN OLAN FAKTÖRLER Şiddetli veya devamlı yağmurlar yahut karların erimesi, kayaların içine bol miktarda suyun sızmasına olanak verir. Bunun sonucunda plastisite ve likidite sınırlarına erişilir ve herhangi bir nedenle oluşan sarsıntı sonucunda kütle hareketi meydana gelir. Su, ayrıca içsel sürtünme açısını küçülterek, ağırlığı arttırarak ve sürtünmeyi azaltarak heyelanı kolaylaştırır. Doğal halde duraylı olan yamaçta (a), aşırı yağışlardan sonra topuğunun oyulması sonucunda gelişen heyelan (b)

10 KÜTLE HAREKETLERİNE NEDEN OLAN FAKTÖRLER Tabaka eğimlerinin yamaca paralel/yamaç dışına olması durumunda aşırı yağışlar sonucunda akarsuyun yamaç topuğunu oyması sonucunda gelişen düzlemsel kayma Bununla birlikte özellikle jeolojik yapının yamaç dışına eğimli olması, aşırı yağışlarla birlikte su içeriğinin artması ve yamaç topuğunun taşkın suları ile oyulması kütle hareketinin gelişmesi için en uygun zemini oluşturmaktadır.

11 KAYMANIN OLUŞUM MEKANİZMASI Kaymaya engel olan kuvvetler > Kaydırıcı kuvvetler (Şev duraylı) Kaymaya engel olan kuvvetler < Kaydırıcı kuvvetler (Şev duraysız) Kaymaya engel olan kuvvetler = Kaydırıcı kuvvetler (Kritik denge)

12 KÜTLE HAREKETLERİNİN SINIFLANDIRILMASI Malzemenin Cinsi Kaya Konsolide olmamış malzeme (zemin) Hareketin Hızı Hızlı Yavaş Kayma Yüzeyi KAYMA AKMA DÜŞME DEVRİLME ÇÖKME ve OTURMA KARIŞIK

13 DÜŞME DEVRİLME KAYMA YAYILMA AKMA KOMPLEKS

14 Eğim yönünde gelişen ani hareketler için kullanılan bir terimdir. Kayma yüzeyi var, düzlemsel ve dairesel kayma olmak üzere ikiye ayrılır

15 DÜZLEMSEL KAYMA yamaca paralel tabaka veya süreksizlik düzlemleri boyunca gelişir Doğadaki kayaçların fay, çatlak, şistozite, tabaka gibi süreksizlik yüzeyi boyunca, sınırlı bir şekilde aşağıya doğru hareket etmesine düzlemsel kayma denir.

16 Düzlemsel kaymanın nedenleri ne olabilir.?

17 Kayma tek bir düzlemde olduğu gibi kesişen iki süreksizlik düzlemlerinin arakesitinde de meydana gelebilir ki, bunlara kama tipi kayma denir.

18 Kama tipi kayma

19 EĞRİ YÜZEYLİ KAYMA (HEYELAN) Dairesel bir yüzey boyunca eğim aşağı gelişen hareket

20 HEYELAN KESİTİ Gerilme çatlakları Gerilme çatlakları Heyelan aynası Heyelan aynası Süreksizlikler Kayma yüzeyi Akma bölgesi Kayma yüzeyi Akma bölgesi

21 HEYELAN KESİTİ

22

23 HEYELANLARDA KAYMA DAİRESİNİN BULUNMASI Heyelanlı bir bölgede etkili önlemlerin alınabilmesi için kayma dairesinin belirlenmesi gerekir. Kayma dairesi çeşitli yöntemlerle bulunabilir.

24 Kayma Dairesi Yöntemi Bu yöntemde heyelan başlangıcı olan A noktası ile kabarma bölgesindeki gerilme çatlaklarının kesim noktası olan B topuk noktasını birleştiren doğru parçasının orta dikmesi çizilir. Bunun A noktasından geçen yatay doğru ile kesim noktası kayma dairesinin yaklaşık merkezini (O) verir. OA yarı çaplı daire ise yaklaşık kayma dairesini verir.

25 Konsantrik Daire Yöntemi Bu yöntemde heyelanın başlangıç noktası (A), tepe noktası (A ) ve heyelanın topuk noktasından (B) yararlanılır. AA doğrusunun orta dikmesi ile AB orta dikmelerinin kesimi olan O noktası kayma dairesinin merkezini ve merkezle heyelan başlangıcı arasındaki uzaklığı yarıçap kabul eden daire yaklaşık kayma dairesini verir.

26 Gerilme çatlakları ile kayma dairesinin belirlenmesi Hareket eden kütlenin arka tarafında oluşan gerilme çatlakları yardımı ile kayma dairesi yaklaşık olarak belirlenmeye çalışılır

27 Sondajlardan yararlanarak belirleme Hareket eden kütle üzerinde hareket etmemiş sağlam zemini birkaç metre geçecek şekilde karotlu sondaj yapılır. Bu sondaj deliklerine yerleştirilen plastik borulardan sondaj derinliği periyodik olarak ölçülür. Kayma dairesi boyunca hareketin meydana gelmesi durumunda plastik boru bükülür. Yeni ölçülen derinlik kayma dairesi üzerinde bir noktayı gösterir. Bu şekilde elde edilen noktaların birleştirilmesi ile kayma dairesinin şekli ve yeri belirlenmiş olur.

28 Jeofizik yöntemlerle kayma dairesinin bulunması Hareket eden kütlenin hareket sonucu parçalı, gevşek ve boşluklu yapı kazanması nedeniyle kaymayan ana kayaya göre özellikleri değişir. Bu özelliklerden yararlanarak rezistivite (özdirenç) ve sismik yöntemler uygulanarak üst üste duran iki tabaka (hareket eden kütle ile hareket etmeyen kütle) birbirinden ayrılarak kayma dairesi belirlenir.

29 Topografya yüzeyinde kayaçların ayrışması sonucu oluşmuş, kumlu killi zeminlerin, toprak ya da taş-toprak karışımından ibaret yüzeysel örtünün su içeriğine bağlı olarak, bazen bir sıvı gibi hızlı, bazen de yavaş ve sürekli olarak yer değiştirmesine akma denir

30 Yamaç ve şevlerde yüzeysel kısmın çok yavaş ve sürekli olarak yer değiştirmesi ile meydana gelir. Kayma yüzeyi yok, yavaş ve hızlı akma olarak ikiye ayrılır Toprak akması Çamur akması

31 Toprak, taş-toprak karışımı ya da ayrışma sonucu gevşemiş bloklu kısımların su içeriğinin artması, buna bağlı olarak boşluk suyu basıncının çoğalması, nedeniyle gözle görülebilecek bir hızla yamaç aşağı hareket etmesine hızlı akma denir.

32

33 Yavaş Akma (Krip) Yamaç ya da şevlerde yüzeysel kısmın çok yavaş ve sürekli yer değiştirmesine krip (yavaş akma) denir. Krip başta yerçekimi olmak üzere; yüzeysel kısımdaki malzemenin ıslanması kuruması, ıslak olması halinde içerdiği suyun donması-çözülmesi, yeraltı ve yerüstü sularının etkisi, bitki köklerinin büyümesi ve oyucu hayvanların etkisi gibi nedenlerle meydana gelir

34 Yavaş akmanın belirtileri Bitki köklerinin eğilmesi, Yapıların, duvarların ve direklerin düşeyden sapması, Tabaka uçlarının dışarıya doğru kıvrılması, Topografyanın dalgalı bir görünüm kazanması

35 Tabaka uçlarının dışarıya doğru kıvrılması,

36 Topografyanın dalgalı bir görünüm kazanması

37 Bitki köklerinin eğilmesi

38 Oluşum mekanizması Tanenin donmayla kaldırılması Esnasındaki konumu Tanenin erimeden sonraki Konumu

39 Deniz, göl ve vadi kenarlarındaki dik falez ve yamaçlarda veya eğimli dağ doruklarında boşlukta kalan toprak ve irili ufaklı kaya parçalarının yer çekiminin etkisi ile aşağıya yuvarlanması ile düşme olayı meydana gelir. Kaya düşmesi farklı litolojiden oluşan birimlerdeki farklı aşınmalarla kaya bloklarının boşlukta kalması ile meydana gelir. Ayrıca kayaçların içerdiği süreksizliklerdeki suyun hidrostatik basıncı, donma ve çözünme olaylarının tekrarlanması, yamaç topuklarının oyulması gibi olaylar kaya düşmesi olayının nedenleridir

40 Oldukça çatlaklı bölgelerde dış ve iç faktörlerin etkisi ile kopan kaya kütlelerinin dik yamaçlardan aşağıya doğru hareket etmesi olayıdır. Kaya düşmesi Yamaç molozu

41 düşme

42 Doğada süreksizliklerle sınırlı bir blokta ağırlık vektörünün bloğun değme alanının dışında olması durumunda meydana gelen olaya devrilme denir Devrilme türü kütle hareketinde eğik yüzey boyunca kayma söz konusu değildir. Burada önemli olan blok ağırlık vektörünün bloğun eğik yüzey üzerindeki dayanma alanı ile olan ilişkisidir. Ağırlık vektörü, dayanma alanı içerisinde kalıyorsa blok duraylı, dışına çıkıyorsa blok duraysızdır. Dayanma sınırından geçiyorsa blok limit dengededir.

43

44 Herhangi bir düzleme bağlı kalmaksızın gelişen düşey hareket olarak tanımlanır ve zeminlerde zemin oturması, kayaçlarda kaya çökmesi şeklinde sınıflanır.

45

46 Zemin ve kayaçların herhangi bir düzleme bağlı olmadan, düşey ya da düşeye yakın bir şekilde hareket etmesine çökme, çeşitli kuvvet ve yüklerin etkisiyle zeminin ve üzerindeki yapının aşağıya doğru hareket etmesine de oturma denir. Oturmada hareket genellikle yavaştır. Değişik türde zeminler üzerine inşa edilen yapının ağırlığı ve zamana bağlı olarak zeminlerin davranışı

47 Çökme ve Oturmanın Nedenleri Çökme ve oturmaların doğal ve yapay olmak üzere iki tür nedeni vardır. Doğal nedenler Yer altında bulunan jips, tuz, kireçtaşı gibi suya hassas kayaçların suyla temas etmesi sonucu çözünmeleri yeraltında boşlukların oluşmasına neden olur (mağaralar gibi). Bu boşlukların tavanlarının çökmesi veya tuzların su ile yıkanıp ortamdan uzaklaşması çökme ve oturmaları meydana getirir.

48 Yapay nedenler Yeraltından fazla su çekilmesi: Bataklık alanların kurutulması, kullanma ve içme için yeraltından fazla su çekilmesi gibi olaylar sonucu özellikle çakıllı, kumlu, killi zeminlerde tanelerin birbirine yaklaşır, suyun kaldırma kuvveti ortadan kalkar ve hacim küçülmesi olur ve yüzeyde oturmalar görülür. Zeminlerin fazla yüklenmesi: Zeminler taşıma güçlerinden fazla yükler altında kalırlarsa oturmalar meydana gelir. Özellikle turbalık, kumlu, killi yumuşak zeminlerde görülür. Yeraltında yapılan değişik amaçlı kazılar: Değişik amaçlı yapı temelleri, malzeme çıkarılması (taş ocağı), madenlerde yapılan yer üstü ve yeraltı kazıları (Galeriler) ile ilgili olarak oturmalar meydana gelmektedir.

49 KÜTLE HAREKETLERİNİ ÖNLEME YÖNTEMLERİ 1) Yamaç eğimini azaltmak Yamaç eğimini azalt Yamaç tabanındaki malzemeyi desteklemek Toprak ve kayaçların kaldırılması ile ağırlığı azaltmak 2) İstinat yapıları 3) Sıvıyı azaltmak 4) Bitki örtüsü 5) Diğer önlemler (Toprak sertleştirilmesi, yığma, kaya sürgülemeleri)

50 ALINACAK ÖNLEMLER Yamac eğiminin azaltılması Yamac açısının ve Ağırlığın azaltılması

51 ALINACAK ÖNLEMLER 2) İstinat yapıları A)Yol yarmasını kafesleyerek yola kaya düşmesini engellemek B) Yol uzerine korunak yapmak

52 ALINACAK ÖNLEMLER 2) İstinat yapıları: Yamaç üzerinde beton bloklardan yapılı istinat duvarı

53 ALINACAK ÖNLEMLER Sıvı Çekimi

54 Drenaj ALINACAK ÖNLEMLER

55 ALINACAK ÖNLEMLER Sıvı Çekimi

56 ALINACAK ÖNLEMLER Kayaç Vidalarının Eklenmesi

57 ALINACAK ÖNLEMLER Yamaç Malzemesinin Kazınması

58 ALINACAK ÖNLEMLER Yamaç Malzemesinin Kazınması

59 ALINACAK ÖNLEMLER Yamaçların Teraslandırılması

60 ALINACAK ÖNLEMLER Zeminin Kaldırılması

61 ALINACAK ÖNLEMLER Payanda ile destekleme

62 ALINACAK ÖNLEMLER

63 ALINACAK ÖNLEMLER Kaya düşmelerinden korunma: Bazı bolgelerde kalın çelik civatalarla kaya düşmesi engellenmeye çalışılır. Alternatif olarak yuzey çelik ağlarla kaplanabilir

64 ŞEV STABİLİTE YÖNTEMLERİ Şevlerin duraylılığı; kinematik, analitik ve nümerik analiz yöntemlerinden yararlanılarak incelenir.

65 Limit DengeYöntemi Limit denge koşulunu esas alan yöntemlerde kinematik analizlerden farklı olarak kaya malzemesi yada kütlesinin kohezyon ve içsel sürtünme açısı değerleri, kayan kütlenin geometrisi, yer altı suyu durumu gibi özellikler dikkate alınır. İçsel sürtünme açısı = 0 yöntemi İsveç dilim yöntemi Bishop yöntemi Janbu yöntemi

66 İçsel sürtünme açısı = 0 yöntemi (Kayan kütle dilimlere bölünür kazının tamamlandığı sıradaki kısa süreli duraylılık hesaplarında kullanılır. Dairesel kayma analizlerinde kullanılır) İsveç Dilim Yöntemi (Kayan kütle dilimlere bölünür ve kayma merkezinin etrafında kaymaya karşı koyan ve kaymaya neden olan kuvvetlerin moment dengesi dikkate alınır. Dairesel kayma analizlerinde kullanılır)

67 Janbu Yöntemi (Dairesel olmayan kayma analizinde kullanılan ve ortamın birbirleriyle ilişkili dilimlere ayrılması esasına dayanır) Bishop Yöntemi (Geçirgenliği düşük olan ve uzun süreli duraylılık beklenen şevler için uygulanır. Yöntemde dilimlere gelen kuvvetler tek tek incelenir, ardından tüm kütle analiz edilir. Dairesel kayma analizlerinde kullanılır)