ŞEV DURAYSIZLIKLARININ ANALİZİ KİNEMATİK ANALİZ YÖNTEMİ Şevlerin duraylılığı; kinematik, analitik ve nümerik analiz yöntemlerinden yararlanılarak incelenir. Kinematik analiz yöntemi, duraylılığın süreksizlik sistemleri tarafından denetlendiği kaya kütlelerinde duraylı ve duraysız olabilecek şevlerin ayırt edilmesi amacıyla, ayrıntılı analizlere başlanmadan önce yararlanılan pratik bir yöntemdir. Bu yöntemde; düzlemsel, kama ve devrilme türü duraysızlıklar incelenir ve sadece, A) Süreksizliklerin yönelimi B)Şevin yönelimi C)Süreksizlik yüzeylerinin içsel sürtünme açısı dikkate alınır. Bunların dışında kalan; kohezyon, dış yükler, yeraltısuyu koşulları, şev geometrisi ve kayan kütlenin ağırlığı ve dinamik yükler gibi faktörler ise gözardı edilir. Bu nedenle, kinematik analiz yöntemi daha çok bir ön değerlendirme yöntemi olarak kabul edilir. Kinematik analizlerde aşağıda belirtilen iki aşama izlenir. 1. aşama: Stereografik izdüşüm tekniğiyle şevin büyük dairesi ile süreksizliklerin büyük daireleri ve kutup noktaları stereonete işlenir. 2. aşama: Yönelimler ve içsel sürtünme açısı dikkate alınarak, duraysızlık türü saptanır.
Doğrultu K Azimut Eğim açısı Eğim yönü Süreksizlik düzlemi Eğim
Düşey Referans küre Kutup Kutup Büyük daire Süreksizlik düzleminin küre üzerinde gösterimi Zenit noktası K 0 0 335 eğim yönlü (K 24 B) ve 0 GB'ya 30 eğimle dolan bir tabaka düzleminin stereogratik projeksiyonu B Stereogram Doğrultu Eğim yönü K 10 20 30 40 50 60 Kutup x Meridyen (Büyük daire) 70 80 D B x Kutup D G Küçük daire Düzlem 0 0 335 eğim yönlü (K 25 B) ve 0 GB'ya 30 eğimle dolan bir tabaka düzleminin küresel projeksiyonu Stereografik Projeksiyon Meridyen (Büyük daire) G Süreksizliğin büyük dairesinin alt yarım Süreksizlik düzlemi ile kutbunun gösterimi küredeki projeksiyonu ve (Ulusay, 2001)
2 0 aralıklı eş-alan stereoneti
2 0 aralıklı kutupsal eş-alan streoneti
K 130 0 90 0 Eğim 50 0 50 0 x Kutup KUTUP (a) Eğim Yönü (b) (c) Büyük daire Eğim yönü
K Kenar sayıcı K R B K S İç sayıcı 5 4 3 2 1 (a) Nete işlenmiş kutup noktaları (b) Karelaj ağı üzerinde iç ve kenar sayıcılarının kullanımı 1.175 D D 0.12D 0.175 D D = Kullanılan stereonetin çapı (c) Kenar sayıcının boyutları
Bir kontur diyagramı örneği ve belirlenen ana süreksizlik setleri (Sönmez, 1996)
K K % 6 % 3 % 6 Fay % 5 Toplam 351 kutup Tabakalanma Eklem Fay Toplam 351 kutup % 2 (7 kutup) % 3 (10 kutup) % 4 (14 kutup) % 5 (17 kutup) % 6 (22 kutup) Farklı süreksizlik türlerinin kutuplarının nete işlenmesi ve bunlara ait kontur diyagramlarının hazırlanması (Hoek ve Bray, 1977).
Düzlemsel Kaymanın Kinematik Analizi f p f = p p f f p Kayma Duraylı Duraylı Şev aynası f p f = Şevin eğim yönü p : Süreksizliğin eğim yönü f : Şevin eğim açısı : Süreksizliğin eğim açısı : İçsel sürtünme açısı p f Süreksizlik düzlemi (kayma düzlemi) Düzlemsel kayma koşulu: (1) (2) p p 0 p f + 20 20 0 20 0 Süreksizlik Şev f p f p (Norrish and Wyllie, 1996)
Şevin yatıklaştırıldıktan sonraki konumunu gösteren büyük daire K 20 0 Düzlemsel kaymaya neden olan süreksizliğin büyük dairesi B x Şevin başlangıçtaki konumunu gösteren büyük daire D B Şevin başlangıçtaki konumu D G x: şev açısında azalma (ötelenme miktarı ve yönü) (a) (b) G Şevin doğrultusu değiştirildikten sonraki konumu Kinematik anlamda düzlemsel kayma koşulunun önlenmesi için izlenen yöntemler; (a) şevin yatıklaştırılması ve (b) şevin eğim yönünün (doğrultusunun) değiştirilmesi (Ulusay, 2001).
Kama Türü Kaymanın Kinematik Analizi K f a düzlemi bdüzlemi K i f a b f = Şevin eğim yönü = a düzleminin eğim yönü = b düzleminin eğim yönü = Şevin eğim açısı a = a düzleminin eğim açısı b = b düzleminin eğim açısı = İçsel sürtünme açısı i = Kesişme hattının dalımı i Şev aynası Kesişme hattı Kama tipi kayma koşulu f i i f K a düzlemi Şev Kesişme hattı a b düzlemi i f Tehlikeli bölge (Norrish and Whyllie, 1996)
K Şevin yatıklaştırılmasından sonraki konumu Şevin doğrultusu değiştikten sonraki konumu K Şevin başlangıçtaki konumu 1. düzlem 2. düzlem I 1,2 x x : Şev açısındaki azalma (ötelenme miktarı) 1,2 : Süreksizliklerin kesişme noktası Şevin başlangıçtaki konumu için kritik bölge Şevin başlangıçtaki konumu I G Şevin yatıklaştırılması veya doğrultusunun değiştirilmesi sonrasındaki kritik bölge G Kinematik anlamda kama tipi kaymanın önlenmesi için izlenen yöntemler: (a) şevin yatıklaştırılması ve (b) şevin eğim yönünün (doğrultusunun) değiştirilmesi (Ulusay, 2001).
Devrilme Türü Duraysızlığın Kinematik Analizi f p Şev aynası f p = şevin eğim açısı f p = süreksizliğin eğim açısı = süreksizliğin sürtünme açısı = şevin eğim yönü = süreksizliğin eğim açısı Devrilme koşulu f p (1) (90 ) (2) = ( + 180 ) + 30 p f p f 0 0 Devrilmeye neden olan süreksizliğin büyük dairesi p N 90- p p Devrilmeye neden olan süreksizliğin kutbu Şevin büyük dairesi p f f f +30 f f -30 (Norrish and Wyllie, 1996).
(a) K Süreksizliğin büyük dairesi 30 30 N x Şevin başlangıçtaki konumu Şevin yatıklaştırıldıktan sonraki konumu (b) G K x : Şev açısındaki azalma (ötelenme miktarı) N : Süreksizliğin kutup noktası Şevin başlangıçtaki konumu için kritik bölge Şevin yatıklaştırılması veya doğrultusunun değiştirilmesinden sonraki kritik bölge N Şevin başlangıçtaki konumu Şevin doğrultusunun değiştirilmesinden sonraaki konumu G Kinematik anlamda devrilmenin önlenmesi için izlenen yöntemler: (a) şevin yatıklaştırılması ve (b) şevin eğim yönünün (doğrultusunun) değiştirilmesi (Ulusay, 2001).