İNM 106 İnşaat Mühendisleri için Jeoloji

Transkript

1 Hafta_1 İNM 106 İnşaat Mühendisleri için Jeoloji Giriş: Jeolojinin tanımı ve alt disipleri Yrd.Doç.Dr. İnan KESKİN

2 Dersin Amacı Yer bilimlerinin temel kavramlarını inşaat mühendisliği temel perspektifinde aktarmak Hafta 1: Hafta 2: Hafta 3: Hafta 4: Hafta 5: Hafta 6: Hafta 7: Hafta 8: Hafta 9: İNM106 - İnşaat Mühendisleri için Jeoloji Haftalık Ders İçeriği Giriş; Jeolojinin tanımı-alt disiplinleri, İnşaat mühendisliği ile ilişkisi Yerkürenin oluşumu, iç yapısı, bileşimi ve levha tektoniği Yer kabuğunu oluşturan mineraller ve kayaç grupları Kayaçların Yapısı (birincil ve ikincil yapılar) ve Süreksizliklerin mühendislikteki önemi Haritalar ve kesit çıkarımı (Jeoloji-Mühendislik Jeolojisi ve topografik haritalar) Doğal afetlere giriş, Depremler Kitle hareketleri ve heyelanlar Yüzey Suları ve Kıyı süreçleri Yeraltı Suları ve jeolojisi Hafta 10: Baraj ve rezervuar jeolojisi Hafta 11: Tünel jeolojisi Hafta 12: Sondaj Tekniği ve Korelasyonu Hafta 13: Kent planlamasında mühendislik jeolojisi Hafta 14: Çeşitli projeler kapsamında yapılan jeolojik çalışma örnekleri Hafta 15: Final Sınavı

3 JEOLOJİ NEDİR? Jeojoji, Jeoloji yerbilimi anlamına gelir. Geo: Yer, Logos: Bilim sözcüklerinden türemiştir. Kayaların, minerallerin, zeminlerin ve yeraltı sularının oluşumu, yapısı ve davranışları ile ilgilenenir. Jeoloji müh. diğer mühendislik dalları ile yakın ilişkilidir; İnşaat Mühendisliği Çevre Mühendisliği Şehir Bölge Planlama Maden Mühendisliği Deprem Mühendisliği Petrol ve Doğalgaz Mühendisliği Jeofizik Mühendisliği Harita Mühendisliği Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Kimya Mühendisliği İnşaat jeolojisinin inceleme konuları: Baraj Jeolojisi Tünel Jeolojisi Heyelan Jeolojisi Yeraltısuları Jeolojisi Temel Jeolojisi Malzeme Jeolojisi Deprem Jeolojisi Çevre Jeolojisi Matematiksel Jeoloji

4 ARAŞTIRMA KONULARI

5 JEOLOJİ VE İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ İLİŞKİSİ Bütün inşaat mühendisliği işleri yerin ya üstünde yada içinde gerçekleştirilir.

6 MÜHENDİSLİK JEOLOJİSİ Mühendislik jeolojisi, temel jeolojinin yanısıra mühendislik düşüncesi ve yaklaşımıyla jeoteknik alanına giren konuları kapsamaktadır. Farklı türde mühendislik yapılarının yer seçimi, tasarımı ve inşasında, doğal ve insan kaynaklı âfetlerin değerlendirilmesinde ve zararlarının azaltması için gerekli önlemlerinin tasarımında kaya (rock), zemin (soil) ve hidrojeoloji (hydrogeology) ile ilgili jeolojik prensipleri mühendislik yaklaşımıyla birlikte uygulaması nedeniyle bilhassa inşaaat ve geoteknik mühendisliğinde önem kazanmaktadır. Şekil. Jeoloji, geoteknik ve inşaat mühendisliği ilişkisi (Coduto, 1999).

7 PROFESYONEL UYGULAMA Jeoloji-Mühendislik jeolojisi-jeoteknik bilgisi ile aşağıdaki sorular cevaplanabilir. Jeolojik açıdan güvenli ve ekonomik bir mühendislik yapısı nereye inşaa edilir? Jeolojik koşulların elverişli olduğu iletişim veya ulaşım altyapısı güzergahı nasıl seçilir? Yapı temellerinin jeolojik ve jeoteknik açıdan güvenli ve ekonomik nasıl inşaa edilir? Bir şevin hem güvenli hem de ekonomik nasıl kazı yapılır? Güvenli bir tünel veya yeraltı tesisi kazısı nasıl yapılır? Barajlar seddeler ve yol inşaatı için gerekli jeolojik malzemelerin yeri nasıl tespit edilir? Yeraltı koşullarının iyileştirilmesi ve duraysızlık, sızma, oturma ve gölçmenin kontrolü için gerekli önlemler ve bunların uygulama yöntemleri nelerdir? Kentsel, zehirli ve radyoaktif atıkları depolamak için gerekli jeolojik ve jeoteknik koşullar nelerdir? Jeolojik tehlikeler nasıl tespit edilir, nasıl önlenir veya aza indirilir? Arazi kullanımı ile kent planlamasında ve çevresel etkiye azaltmada hangi jeolojik ve jeoteknik ölçütler kullanılır?

8 JEOLOJİK ZAMAN Çoğumuz için 100 yaşındaki bir kişi yada bazı şetler çok yaşlı ve 1000 yaşındaki bir tarihi eser antikadır. Ancak üzerinde yaşadığımız ve yapılaştığımız dünya 4,5 milyar yaşındadır. O nedenle 10 milyon yaşındaki bir kayanın genç olduğunu söylemek çok da anlamsız değildir.

9 JEOLOJİK ZAMAN

10 JEOLOJİK ÇEVRE, ZAMAN VE MÜHENDİSLİK İLİŞKİSİ jeolojik çevre ile beşeri faaliyetler arasında uyum sağlayan çözümler ortaya koymak ve hatalı yorumlardan kaçınmak için bunları bir birinden ayıran faktörlerin iyi anlaşılması gerekir. En önemli ayırt edici faktörler şunlardır. jeolojik ölçek ve mühendislik ölçeği jeolojik zaman ve beşeri zaman jeolojik dil ve mühendislik dili Mühendislikte mekan ve zaman ölçekleri beşeri faaliyetleri yakalamak üzere ayarlanmalarıdır. Zaman için beşeri ölçü dikkate alındığında çoğu jeolojik süreçlern ve büyük ölçekli daoğal afetlerin meydana gelme olasılığı düşer. Maühendislik planlaması ve tasarımı, depremler gibi neredeyse anlık süreçlerden çözünme ve aşınma giibi çok yavaş süreçlere kadar değişkenliği çok fazla olan jeolojik süreç oluşum sıklığını dikkate almak zaorundadır. Doğal süreçlerin nekadar hızlı olduğu yada değişkenliği hususu mühendislik jeolojisinde göz önünde bulundurulması gereken önemli noktalardan biridir. Jeolojik malzemenin geçirgenlik, bozuşabilirlik, dayanım veya şekil değiştirebilirlik gibi jeoteknik özelliklerinin çoğu ve çözünme, çökme veya şişebilirlik gibi süreçler beşeri faaliyetler tarafından önemli ölçüde değiştirilebilinmektedir. Jeolojik faaliyetler ve tehlikelerin olası sonuçlarını kavramanın esası, jeolojik zaman ile beşeri zamanın karşılaştırılmasına dayanır. Çoğu mühendislik yapılarının hizmet ömrü yıl arasında olmakla birlikte bunların tasarımı sırasındaki yaygın kullanımı jeolojik ve ççevresel güvenlik açısından kullanılabilmesi şeklindedir. Jeolojik duraylılığın çok daha uzun bir süre garanti edilmesini gerektiren, radyo aktif atık depolamasında olduğu gibi yıldan fazla bir sürenin öngörüldüğü durumlarda vardır.

11 ÇEŞİTLİ PROJELER

12 ÇEŞİTLİ PROJELER

13 ÇEŞİTLİ PROJELER

14 ÇEŞİTLİ PROJELER

15 ÇEŞİTLİ PROJELER

16 ÇEŞİTLİ PROJELER

17 ÇEŞİTLİ PROJELER

18 BİR TESPİT

19 BİR ANALİZ

20 Çalışma Soruları 1. Ara sıra kuvvetli rüzgarların estiği bir yerde bir otobüs galerisi inşa edilmiştir. Ancak, galerinin hemen rüzgar yukarı yönünde kumlu zeminden oluşan açık bir alan bulunmaktadır. İnşaattan kısa bir süre sonra 112 km/sa hızla esen rüsgarlar yeni araçlar üzerine büyük miktarda kum savurmuş, boyalarında önemli miktarda hasar meydana getirmiştir. a) Bu problem önceden beklenir miydi? b) Bu kumları eoliyen taşınmanın hangi biçimi meydana getirmiştir? c) Mevcut şartlarda bu problemden gelecekte nasıl kaçınılır? Not: Eoliyen zeminler rüzgarların çökerttiği zeminlerdir. Rüzgarın kuvvetli boylandırma gücünden dolayı taşınmanın bu biçimi genellikle çok kötü derecelenmiş zeminler üretir. 2. Bir mühendislik yapısı inşaa edilmesi düşünülen saha yuvarlak çakıl ve kum boyu partikül içeren sedimanter kayalar ile kaplıdır. Çakıl boyu partiküller toplam kütlenin yaklaşık %75 ini oluşturmaktadır. a) Bu kayanın adı nedir? b) Planlanan yapısal temeller için iyi bir destek sağlar mı? c) Kazılması zor mudur?