JEOLOJİ İNM 104 Jeoloji (3+0) Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü
Dersin Koordinatörü Doç. Dr. Ertan BOL Geoteknik Ana Bilim Dalı Dersi Verenler Yrd.Doç.Dr. Şefik RAMAZANOĞLU (A) Jeofizik Mühendisliği Bölümü M1 Binası 3. Kat, Oda 1321, sefikr@sakarya.edu.tr Prof. Dr. Murat UTKUCU (B) Jeofizik Mühendisliği Bölümü M1 Binası 3. Kat, Oda 1307, mutkucu@sakarya.edu.tr
DERS DEĞERLENDİRME Çalışmaların Başarıya Etkisi Yıl İçi Çalışma % 60 Yıl Sonu Sınavı % 40 Adet Yıl İçi Çalışma Oran Ara Sınav 1 50 Kısa Sınav 2 (2x20) 40 Ödev 1 10 Yıl İçi Çalışmanın Başarıya Etkisi Toplam 4 100 % 60 Yıl Sonu Sınavı % 40
NOTLAR Geçme notu: Başarı alt sınırı 50 dir Ders Çarşamba günleri I. Öğretim (A) =08:00-11:00 arasında 4207 nolu sınıfta (B) =08:00-11:00 arasında 4208 nolu sınıfta yapılacaktır, II. Öğretim (A) =17:00-20:00 arasında 3011 nolu sınıfta (B) =17:00-20:00 arasında 3004 nolu sınıfta yapılacaktır, Ders notları SABİS e yüklenecektir, Derse geç kalan sınıfa girmek için ara verilmesini bekler, Ödevler belirlenen gün ve saatte teslim edilecektir, gecikmiş ödev alınmayacaktır, Kısa sınavlar 14 hafta içinde herhangi bir günde yapılacaktır,
DUYURULAR İnş. Müh. İlan Panosu, M 3 Blok İlan Panosu,
Dersin Amacı Yer bilimlerinin temel kavramlarını inşaat mühendisliği temel perspektifinde aktarmak
Dersin Öğrenme Çıktıları 1) Uygulama projelerinin çoğunda direkt olarak yeryüzüne müdahalede bulunan inşaat mühendisinin yer bilimleriyle ilgili temel kavramları öğrenmesi 2) Yer bilimleriyle ilgili temel kavramları inşaat mühendislik projelerinde uygulanabilirliğini tartışarak kazandırmak 3) Magmatik, Metamorfik ve Tortul Kültelerin oluşumunu ve özelliklerini kavramak 4) Yapı yeri seçiminde minerolojik, litolojik, mühendislik jeolojisi ve tektonik bakımdan dikkat edilmesi gereken noktalar hakkında genel bilgi sahibi olmak 5) Jeolojik haritalar ve kesitler hakkında bilgi sahibi olmak 6) Uygulama projelerinde karşısına çıkabilecek olan heyelan riskleri ve giderilmeleri hakkında genel bilgi sahibi olmak 7) İnşaat mühendisinin çalışma imkanı bulduğu Tünel, Baraj, Rezervuar ve yer altı yapıları gibi alanlarda karşılaşabileceği jeolojik problemler hakkında genel bilgi sahibi olmak
DERSİN İÇERİĞİ GİRİŞ jeolojinin tanımı alt disiplinleri yerkabuğunun oluşumu, yerkürenin yapısı, bileşimi inşaat jeolojisinin tanımı ve kolları YERKABUĞUNU OLUŞTURAN MİNERALLER mineral ve kültenin tanımı mineralleri tanımada kullanılan önemli özellikleri fiziksel özellikler kimyasal özellikler fizyolojik özellikler MAĞMATİK KÜLTELER TORTUL KÜLTELER METAMORFİK KÜLTELER KÜLTELERİN YAPISI birincil yapılar ikincil yapılar EVREN ve GÜNEŞ SİSTEMİ Evren ve Evren i oluşturan birimler Güneş ve Güneş lekeleri Güneş Sistemi YERKÜRE Atmosfer Yerküre nin yapısı ve katmanları
DERSİN İÇERİĞİ JEOMANYETİZMA Yer manyetik alanı ve özellikleri Yer manyetik alanının zamana bağlı değişimleri LEVHA TEKTONİĞİ Kıta Sürüklenme Hipotezi Deniz Dibi Yayılımı Levhalar ve levha sınırlarının tür ve özellikleri DEPREMLER Deprem ve deprem dalgaları Depremlerde magnitüd, şiddet ve enerji JEOFİZİK ARAMA YÖNTEMLERİ Sismik kırılma yöntemiyle zemin etüdü Elektrik özdirenç yöntemiyle sığ etüdler GPR Radar yöntemiyle HARİTALAR VE KESİT ÇIKARIMI Topoğrafik haritalar jeolojik haritalar KİTLE HAREKETLERİ VE ŞEVLERİN DURAYLILIĞI TAŞOCAKLARI VE YAPI TAŞLARI ÖZEL KONULAR baraj ve reservuar jeolojisi yeraltısuyu jeolojisi tünel jeolojisi ve yer altı yapıları
JEOLOJİ DERSİ (İNM212) HAFTALIK DERS PLANI Hafta Ders Tarih Konu (A Grubu) Konu (B Grubu) 1 1 GİRİŞ-YERKABUĞUNU OLUŞTURAN MİNERALLER GİRİŞ-EVREN ve GÜNEŞ SİSTEMİ 2 2 MAĞMATİK ve TORTUL KÜLTELER YERKÜRE-JEOMANYETİZMA 3 3 METAMORFİK KÜLTELER LEVHA TEKTONİĞİ-DEPREMLER 4 4 KÜLTELERİN YAPISI JEOFİZİK ARAMA YÖNTEMLERİ 5 5 EVREN ve GÜNEŞ SİSTEMİ YERKABUĞUNU OLUŞTURAN MİNERALLER 6 6 YERKÜRE-JEOMANYETİZMA MAĞMATİK ve TORTUL KÜLTELER 7 7 LEVHA TEKTONİĞİ-DEPREMLER METAMORFİK KÜLTELER 8 8 JEOFİZİK ARAMA YÖNTEMLERİ KÜLTELERİN YAPISI 9 9 Yıl İçi Sınavları Yıl İçi Sınavları 10 10 HARİTALAR VE KESİT ÇIKARIMI-1 HARİTALAR VE KESİT ÇIKARIMI-1 11 11 HARİTALAR VE KESİT ÇIKARIMI-2 HARİTALAR VE KESİT ÇIKARIMI-2 12 12 KİTLE HAREKETLERİ VE ŞEVLERİN DURAYLILIĞI KİTLE HAREKETLERİ VE ŞEVLERİN DURAYLILIĞI 13 13 TAŞOCAKLARI VE YAPI TAŞLARI TAŞOCAKLARI VE YAPI TAŞLARI 14 14 ÖZEL KONULAR-Barajlar, Tüneller, Yeraltısuyu ÖZEL KONULAR-Barajlar, Tüneller, Yeraltısuyu
KAYNAKLAR Yüzer, E., Vardar, M., Erdoğan, M., Eriş, İ., Eyüboğlu, R., Özgül, A., Mahmutoğlu, Y., Bayraktar, H. ve Yalçın, T. İnşaat, Şehircilik, Çevre JEOLOJİSİ, Yurt Madenciliği Geliştirme Vakfı, Mart 1991, İstanbul. Ketin, İ. GENEL JEOLOJİ, Cilt 1, Yerbilimlerine Giriş, İ.T.Ü. Matbaası, 1977, Gümüşsuyu, İstanbul. Güleç, K. MÜHENDİSLİKTE JEOLOJİ, Matbaa Teknisyenleri Basımevi, 1980, İstanbul. Tarhan, F. MÜHENDİSLİK JEOLOJİSİ PRENSİPLERİ, K.T.Ü. Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, 1989, Trabzon. Erguvanlı, K. MÜHENDİSLİK JEOLOJİSİ, Seç Yayın Dağıtım, 1994, İstanbul.
Geoteknik Ana Bilim Dalı Geoteknik: Zemin/kaya mekaniği ve temel mühendisliğini içeren kapsamlı bir bilim dalı.
Görünürde iyi olan zeminin bir yük atında sıkışabilecek kil, kumlu zemin veya diğer çeşit zemini üzerlemediğinden emin olmak amacıyla değişik katmanları bulmak için çok sayıda deneme kuyusu aç. Deneme kuyularının açılmadığı durumlarda altı veya sekiz ft (1.8-2.5 m) uzunluğundaki kereste doğraması ile toprağa vur; eğer ses kuru hafif ve zemin direnç gösteriyorsa toprak sağlamdır fakat, ağır ses ve zayıf direnç ise işe yaramaz temeli ifade eder. Bir Fransız mühendisi olan Bullet in 1691 yılında yazdığı pratik tasarım ve inşaat rehberi anlamına gelen L Architecture Pratique den alınmıştır (Heyman, 1972 den)
Geoteknik Mühendisliği Çalışma Alanları Doğal yamaç ve yarmada duraylılığın kontrolu Barajlarda ve atık depolarında duraylılık ve baraj temelinin kontrolü, sızdırmazlık Yapıdan gelen yüklerin üzerine oturduğu zemin tarafından karşılanıp karşılanamayacağı Açık veya kapalı olarak yapılan kazılarda duraylılık ve gerilme problemlerinin önceden tahmini Ulaşım veya bir yapının temelini oluşturan dolgunun özellikleri Denizde oluşturulacak petrol kulesinin oturacağı deniz tabanının özellikleri Yanal yüke maruz dayanma duvarı ve palplanşlarda duraylılık ve deformasyon
1. GİRİŞ Jeolojinin Tanımı: Yerbilim anlamına gelen Jeoloji, yunanca Geo:yer ve Logos:bilim sözlerinden alınmıştır. Dilimize Fransızcadaki okunuş şekli ile geçmiştir. Jeoloji, geniş anlamda yerküresinin güneş sistemi içindeki konumundan, fiziksel özelliği ve kimyasal bileşiminden, iç ve dış kuvvetler etkisi ile uğradığı değişikliklerden söz eder. Jeoloji, dar anlamda bütün yeryuvarının değil, özellikle ortalama kalınlığı 35 km olan yerkabuğundan söz eder. Yeryuvarının bilimsel olarak incelenmesi ve araştırılması dar anlamda jeoloji, geniş anlamda jeoloji bilimleri veya yerbilimleri olarak bilinmelidir.
JEOLOJİNİN ALT DİSİPLİNLERİ Jeolojinin kapsadığı geniş ve çeşitli konular bulunmaktadır. Bunlar; Genel Jeoloji Mineroloji, Petrografi ve Maden yatakları Yapısal Jeoloji ve Tektonik Tarihsel jeoloji ve Stratigrafi Paleontoloji Uygulamalı Jeoloji Ekonomik Jeoloji Mühendislik Jeolojisi
1. GENEL JEOLOJİ İç ve dış kuvvetlerin etkisi ile yerkabuğunda ve yeryüzünde görülen olayları ve bunları oluşturan nedenleri konu alan geniş bir daldır. Yeryüzü; rüzgar,yağmur, akarsu, dalga buzul, hayvan ve bitkilerin etkileri ile 4.6 milyar yıldır değişmektedir. Bu değişmede denizler kara, karalar ise deniz olur, denizler düzleşir, düzlükler yükselir, eski kütleler başkalaşıma (metamorfizma) uğrar ve yeni tip taşlar oluşur.
2. MİNEROLOJİ-PETROGRAFİ Jeolojinin bu alt dalı yerkabuğunu meydana getiren çeşitli külte ve minerallerin oluşlarından, sınıflandırılmalarından, taşlaşmalarından ve her türlü özelliğinden söz etmektedir.
3. YAPISAL JEOLOJİ VE TEKTONİK Yerkabuğunun hareketlerinden, deformasyonlarından, mimari yapısından, kültelerin geometrisinden, birincil ve ikincil yapılarından, şekil değiştirmelerinden söz eder.
4. TARİHSEL JEOLOJİ VE STRATİGRAFİ Tortul kütleleri, oluş zamanlarını dikkate alarak sistematik bir şekilde inceleyen alt daldır. Doğal durumda ilk halleri değişmemiş tabakalarla, çeşitli nedenlerle oluş sıraları değişmiş tabakaları, oluştukları sıraya koyarak inceleyen bir bilim dalıdır.
5. PALEONTOLOJİ Eski jeolojik devirlerde yaşamış hayvan ve bitkilerin hayat ve gelişimlerini ve tortul kütleler içinde yayılışını inceleyen bir alt daldır.
6. UYGULAMALI JEOLOJİ Jeolojik bilgi ve verilerin çeşitli mühendislik işlerinde uygulamasıdır. A. Ekonomik Jeoloji a) Maden Jeolojisi b) Petrol Jeolojisi c) Kömür ve Tuz Jeolojisi B. Mühendislik Jeolojisi a) İnşaat Jeolojisi (Baraj, Tünel, Temel, Heyelan) b) Doğal Malzeme Jeolojisi c) Kent ve Çevre Jeolojisi d) Kaya Mekaniği e) Yer altı Suları
Jeolojik Zaman Çizelgesi Dünyanın Yaşı 4.67 milyar yıl olarak tahmin ediliyor Kuvaterner: Son 3 milyon yıl. Kuvaterner in son 10000 yılı Holosen, ondan öncesi de Pleyistosen olarak adlandırılır. Toprakların çoğu Kuvaterner de oluşmuştur. Pliyosen 4.5 milyon yıldan yaşlı zeminleri içerir ki bu yerlertürkiye nin genellikle iyi temel zeminini oluşturmaktadır.
Jeolojik Zaman Ölçeği
JEOLOJİK ZAMAN ÇİZELGESİ İLE İLGİLİ BİLİNMESİ GEREKENLER YER TARİHİ, PALEOZOYİK-MESOZOYİK-SENOZOYİK OLARAK 3 ZAMANA AYRILMIŞTIR. HER BİR DEVİR VE ALT BÖLÜMLER (DEVRE, ÇAĞ, KAT) FARKLI RENKLERLE TEMSİL EDİLİR VE JEOLOJİ HARİTALARINDA BU STANDART RENKLER KULLANILIR. İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ İÇİN KUVATERNER DEVRİ ÖZEL BİR ÖNEME SAHİPTİR. BU DEVRİN SİMGESİ Q, VE RENGİ GRİDİR.
KAZI KLASLARI (Kazılabilirlik Sınıfları) Zeminler kazı güçlüğü bakımından dört kısma ayrılır. Bunlar toprak zeminler, küskülük zeminler, kaya zeminler ve balçık zeminlerdir. 1. Toprak zeminler Yumuşak toprak: Bel küreği ve kürekle kazılabilen gevşek toprak, bitkisel toprak, gevşek kum ve benzeri zeminlerdir. Sert toprak: Kazmanın yassı ve ara sıra sivri ucu ile kazılan kumlu kil, gevşek kil, killi kum, çakıllı zeminlerdir.
devam 2. Küskülük zeminler Yumuşak küskülük: Kazmanın sivri ucu ve ara sıra küskü, kama veya tokmak ile kazılan sert kil, yumuşak marn, parçalanıp el ile atılabilen 0.100 m³'e kadar büyüklükteki her cins blok, kazı güçlüğü benzerliğinden dolayı çamur ve benzeri zeminlerdir. Sert küskülük: Kazmanın sivri ucu, küskü, kama, tokmak ve kırıcı tabanca ile kazılan çatlamış kaya, şist, taşlanmış marn, taşlaşmış kil 0.100-0.400 m³ büyüklükte, parçalanıp el ile atılabilen her cins blok ve benzeri zeminlerdir.
devam 3. Kaya zeminler Yumuşak kaya: Küskü, kırıcı tabanca veya patlayıcı madde kullanılarak kazılan tabaklaşmış kalker, marnlı kalker, şist, gre, gevşek konglomera, alçı taşı volkanik tüfler (bazalt tüfleri hariç) 0.400 m³ den büyük aynı cins bloklar ve benzeri zeminlerdir. Sert kaya: Patlayıcı madde kullanılarak atılan, kırıcı tabanca ile parçalanıp sökülen kalın tabaka ve kitle halinde sert gre, kesif kalker, andezit, trakit, betonlaşmış konglomera, bazalt tüfleri, mermer, 0.400 m³ den büyük aynı cins bloklar ve benzeri zeminlerdir.
devam Çok sert kaya: Fazla miktarda patlayıcı madde kullanarak atılan, kırıcı tabanca ile parçalanıp sökülen bazalt, porfir, kuvarst 0.400 m³ den büyük aynı cins bloklar ve benzer zeminlerdir. 4. Batak ve balçık zeminler Su muhtevası yüksek olan ve bu suyu kolay bırakmayan, yapışkan nitelikteki zeminlerdir. NOT: BU DERS KAPSAMINDA KAZI KLASI SAYISININ 4 OLDUĞUNUN BİLİNMESİ YETERLİDİR
2011 yılı kazı birim fiyatları Toprak kazısı 3,58 TL/m3 (projelendirme bu fiyata göre yapılmış) Sert kayada serbest kazı 24,29 TL/m3 Sert kayada dar-derin kazı 31,10 TL/m3 FARK 177.841,04 TL olmuştur.
İNŞAAT JEOLOJİSİNİN ÇALIŞMA ALANINA GİREN KONULAR
Genel anlamda, İnşaat Mühendisliğinin uğraşı alanı yerkabuğunun üzerinde ya da içindeki uygulamalarla sınırlı kalmaktadır. Yerkabuğu üzerindeki yapılarda temel olabilecek ortamlar ya kaya ya da kayanın ayrışmasından oluşmuş, bazen de taşınarak başka yerden getirilmiş ayrık, çimentosuz zemin niteliğindeki ortamlardır.
Yapı ortamlarının özelliklerinin araştırılması, bu ortamları teşkil eden zemin ve kayanın; kökenlerinin, değişik gerilmeler altındaki davranışlarının bilinmesi ile başlar.
Bu ortamlardan malzeme elde etmek, temel olabilme açısından fiziksel özelliklerinin ve mekanik davranışlarının bilinmesi inşaat mühendisliğinin başlıca konusudur. İnşaat Mühendisliğinde bu konular; mühendislik jeolojisi, zemin mekaniği ve kaya mekaniği derslerinin içinde incelenmektedir.
İnşaat jeolojisinin inceleme konuları: 1) Baraj Jeolojisi 2) Tünel Jeolojisi 3) Heyelan Jeolojisi 4) Yeraltısuları Jeolojisi 5) Temel Jeolojisi 6) Malzeme Jeolojisi 7) Deprem Jeolojisi 8) Çevre Jeolojisi 9) Matematiksel Jeoloji
GLEN KANYON BARAJI 1) BARAJ JEOLOJİSİ Baraj yerinde, oturma, göçme davranışları ve güvenliği, tabakaların baraj eksenine göre konumu incelenir. Jeolojik yapı baraj tipi seçiminde önemli rol oynar. 1928 yılına kadar 250 baraj yıkılmıştır
Baraj Dolgusunda Akım Seepage through the body of the dam
1976 Teton Barajı, ID
Baraj Altından Akım
Malpasset Barajı, Fransa (1928) 421 ölü
Keban Barajı, Su kaçakları: 26-30 m 3 /sn 7-8 m 3 /sn
May Barajı, Konya, 1959 Şubat 1960, ta su tutlmaya başlandı ancak bir müddet sonra hiç su kalmamıştır. Oluşan düdenler suların kaçmasına neden olmuştur. İyileştirme çalışmaları sonuçsuz kalmıştır.
2) TÜNEL JEOLOJİSİ Tünel yeri ve ekseni seçimi jeolojik ön çalışmalarla seçilir. Detaylı bir jeolojik inceleme problemlerin önceden kestirilmesi ile tünel inşaatı sırasında meydana gelebilecek aksaklıkların önüne geçilmesine katkı sağlar. Tabakaların eksene göre konumu gerilme dağılışlarında önemli rol oynar bu da tünel inşaatı sırasında hangi noktalara extra takviyeler yapılması gerektiğine yardımcı olur. CLARITY TÜNEL, TEXAS
Zemin Çivileri ve Tünel
3) HEYELAN JEOLOJİSİ Özellikle yeni yerleşim yeri seçilirken inşaatçı ve kent planlayıcıların heyelan jeolojisi hakkında fikir sahibi olmaları gerekir.
3) HEYELAN JEOLOJİSİ Tehlike arz eden bölgelerde inşaatçının heyelanlı bölgeyi destekleme için yapacağı yapılara (kazık, istinat duvarı) gelebilecek gerilmeleri hesaplayabilmeleri için jeolojik çalışmaların yapılması gerekmektedir.
Brezilya, Negro Nehri Brezilya'da kıyısında genişletme çalışması yapılan bir limanda toprak kayınca kıyıda bulunan onlarca kamyon ve konteynır denize döküldü. Liman kıyısına yapılacak olan rampa için çalışma yapan ekipler kıyıdan bir parça toprak alınca bir anda toprak kayması oldu ve metrelerce alan Negro Nehri'ne döküldü. Kayan zemin ile birlikte kamyonlar, konteynırlar ve bir çok malzeme denize döküldü. Can kaybı yaşanmadı.
4) YERALTISULARI JEOLOJİSİ
Figure 10.4
4) YERALTISULARI JEOLOJİSİ
4) YERALTISULARI JEOLOJİSİ Tüm yapılar inşaa edilirken yer altı suyunun etkileri göz önüne alınır. Çünkü yer altı suları temel zemininin taşıma gücünü, konsolidasyon oturmalarını, betonun uzun zamandaki performansını önemli derecede etkileyebilir. Yerlaltı sularını jeolojinin bir alt kolu olan hidrojeoloji anabilim dalı detaylı olarak ele alır.
4) YERALTISULARI JEOLOJİSİ Kireçtaşında çökme deliği oluşumu.
4) YERALTISULARI JEOLOJİSİ GUATEMALA
4) YERALTISULARI JEOLOJİSİ Guatemala City-2010
4) YERALTISULARI JEOLOJİSİ Guatemala City-2010
4) YERALTISULARI JEOLOJİSİ ARTEZYEN, ADAPAZARI 2007 Photo by, Bol, E. Photo by, Bol, E.
5) TEMEL JEOLOJİSİ
5) TEMEL JEOLOJİSİ-Yüksek Yapılar: Yapı yeri, yapı zeminin yük taşıma özellikleri ve oturma davranışları (Zemin Mekaniği, Kaya Mekaniği ve Temel İnşaatı için Jeolojik Parametrelerin Belirlenmesi)
Çin Haziran, 2009
5) TEMEL JEOLOJİSİ-Köprüler, Viyadükler: Yapı yeri, köprü ayağı ve dayanak noktalarının oturma, göçme davranışları ve güvenliği.
6) MALZEME JEOLOJİSİ Yapı malzemesi olarak kullanılacak malzemenin çıkarılması aşamalarında galeri veya açık kazı tekniklerinden yararlanılır.
6) MALZEME JEOLOJİSİ
Afşin-Elbistan B Termik Santrali
Afşin-Elbistan B Termik Santrali
Afşin-Elbistan B Termik Santrali
MALZEME+TÜNEL JEOLOJİSİ
7) DEPREM JEOLOJİSİ Jeolojik yapının deprem kuvvetlerinin üst yapıya olan etkileri üzerinde önemli etkileri vardır. Anakayanın üzerindeki ayrık daneli zemin kalınlığının depremin şiddetini arttırdığı bilinen bir gerçektir.
7) DEPREM JEOLOJİSİ
Adapazari
Adapazari
8) ÇEVRE JEOLOJİSİ Çevre jeolojisi daha çok atık depolama yer seçiminde etkin rol oynar. Depolama yapılacak bölgede kaya veya zeminlerin geçirimliliği kirlenme açısından çok önemlidir.
8) ÇEVRE JEOLOJİSİ
Macaristan, Alüminyum Fabrikası, Atık Deponi Alanı
9) MATEMATİKSEL JEOLOJİ Jeolojik verilerin sayılara dökülerek ortamın iki veya üç boyutlu modelinin çıkarılması Matematiksel jeolojinin ilgi alanına girer.
Bol ve diğ2006)
Projelendirme Aşamasında, Mühendislik Jeolojisi (MJ) ile İnşaat Mühendisliği (İM) ve Geoteknik Mühendisi (GM) Arasındaki İlişkiler neler olabilir? Ön Çalışmalar ve Master Plan Aşamasında: MJ- Jeolojik durumun genel anlamda açıklanması İM- Yapılacak yapı için yer seçimi, güzergahın saptanması, yapının yerleştirilmesi. Fizibilite Aşamasında: MJ- Seçilen bölgenin ayrıntılı ve kesin jeolojisinin yapılması GM- araştırma programının belirlenmesi (zemin ve kaya mekaniği), kullanılacak yapı malzemesinin nereden sağlanacağının açıklığa kavuşturulması. İM- Yapı tipinin seçilmesi, temel tipinin saptanması, yapı malzemesine ilişkin görüşler.
Kesin Proje Aşamasında: MJ- Araştırma çalışmaları (sondaj, kazı, yarma, kuyu, galeri, vs.) ile elde edilen bulguların değerlendirilmesi ve yorumlanması. GM-Yapılacak arazi ve laboratuvar deneylerinin tür, yer ve sayılarının saptanması ve uygulama projesinde kullanılabilecek sayısal değerlerin sağlanması (zemin ve kaya mekaniği). İM- Yapı konstrüksiyonun jeolojik detaya uygun hale getirilmesi, yapı yönetiminin seçilmesi, gözlem ve denetleme sistemlerinin saptanması.
Uygulama Aşamasında: MJ- Jeolojik verilerin yerinde (insitu) saptanması ve yapı çalışmaları sırasında danışmanlık ve denetim. İM- Uygulama sırasında, elde edilen yeni ve farklı jeolojik verilere göre mevcut projede gerekli olabilecek uyum işlemlerini yapmak ve ölçme işlemlerini yürütmek. Yapım Sonrası ve Bakım Aşamasında: GM- Yapının durumu ile ilgili gözlem ve ölçmelerin değerlendirilmesinde uzmanlık ve danışmanlık. İM- Gerekli tamamlayıcı yapı çalışmalarını uygulamak.
İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNİNİN YERKABUĞUNA BAKIŞI: İnşaat Mühendisliğinin yerkabuğuna bakışını şu ana başlıklar altında özetlemek mümkündür: Yük taşıma özellikleri: Gerilme-deformasyon, konsolidasyon, sıkışma, doku hareketliliği, anizotropi. Duraylılık (stabilite) özellikleri: Yenilme, akma, kırılma kayma, doku bozulması. Doğal gerilme dağılımları: Asal gerilmeler, yön ve şiddetleri. Depremsellik özellikleri: Dinamik yükler, ivmeler. Su tutma, geçirimsizlik özellikleri: Baraj, gölet gollerinin su tutması.
Erime-kabarma özellikleri: Karslaşma, borulanma, şişme, kabarma-hızları, deformasyonları, basınçları. Ayrışma, aşınma özellikleri: Fiziksel ve kimyasal, hızları, yeni (ikincil) oluşuklukların fizyomekanik davranışları. Yapı gereçi olabilme özellikleri: Ağırlık gereçleri, taşıyıcı, örücü, bölücü, süzücü, örtücü, kaplayıcı, süsleyici, yalıtkan (su, ısı, elektrik), birleştirici (jips, kireç, çimento), katkı. Patlatılabilme, kazılabilme, delinebilme: (taş ocakları, kazı yöntemleri, iş makinalarının seçimi, çalışma hızları, ekonomiklik). Yerleşmeye uygunluk: Çevre sağlığı, su kirlenmesi.
YERKABUĞUNU OLUŞTURAN MADDELER
TANIMLAMALAR ATOM: Maddeyi oluşturan en küçük yapı birimi ELEMENT: Atomun yapılanması sonucu oluşur. Oksijen, silisyum, alüminyum vb. BİLEŞİK: İki veya daha fazla elementin genellikle yapay (lab. ortamında) olarak bir araya gelmesiyle oluşan moleküler yapıdır. KRİSTAL: Belirli bir geometrik şekli olan ve belirli kurallara uyan atom veya elementlerin oluşturduğu yapıdır. MİNERAL: Doğada bulunan, belirli kimyasal bileşimi ve düzenli atomik yapıda olan, homojen ve çoğunlukla katı ve bazen sıvı halde (civa, su) bulunan cisimlerdir
YERKABUĞUNU OLUŞTURAN MADDELER 1. Atom 2. Elementler 3. Mineraller 4. Kayalar
ELEMENTLER Dünyada şimdiye kadar bilinen 112 elementten 8 tanesi yerkabuğunda en fazla bulunur, bunlar yerkabuğunun %98.5 kadarını oluştururlar. Geriye kalan diğer elementler %1.5 oranındadır ve bunların hemen hepsinin ekonomik değeri çok fazladır. Bunlara cevher denilir. (Au, Pl, Ag, Cu, S, Pb, Zn, Cr, U gibi)
YERKABUĞUNU OLUŞTURAN ELEMENTLER Element Yerkabuğu % Yerküre % Oksijen (O) 46.6 29.5 Silisyum (Si) 27.7 15.2 Alüminyum (Al) 8.1 1.1 Demir (Fe) 5.0 34.6 Kalsiyum (Ca) 3.6 1.1 Sodyum (Na) 2.8 0.6 Potasyum (K) 2.6 0.1 Magnezyum (Mg) 2.1 12.7 =%98.5 % 1.5 Au, Pl, Ag, Cu, S, Pb, Zn, Cr ve U gibi ekonomik değeri olan işletilebilir minerallerdir
MİNERALLER Mineral: Doğada bulunan, belirli kimyasal bileşimi ve düzenli atomik yapıda olan, homojen ve çoğunlukla katı ve bazen sıvı halde (civa, su) bulunan cisimlerdir. Doğada bilinen 2000 çeşit mineral vardır. İnorganiktirler. Düzgün şekilli veya şekilsiz (amorf) (örn. Opal) halde olabilirler. Minerallerin çoğu kristal halde bulunur.
Jips
MİNERALLERİN OZELLİKLERİ 1. Doğal olarak oluşur. 2. Herhangi bir parcasi bütününün özelliklerini taşır. 3. Belirli bir kimyasal formülü varıdır. Kuvars: SiO 2, Kalsit:CaCO 3,Elmas:C 4. Katı halde olup nadiren sıvıdır (Civa). 5. İnorganiktir (Petrol, Kömür, Fosil ve Reçine mineral değildir).
KRİSTAL Belirli bir geometrik şekli olan ve belirli kurallara uyan atom veya elementlerin oluşturduğu yapıdır. Kristaller merkezlerinden geçtiği düşünülen eksenlerin durumlarına ve bunlar arasındaki açı değerlerine göre 7 sistem halinde şekillenirler.
Kristal
03_12.jpg
Barit Üzerinde Kuvars Kristalleri
KRİSTAL SİSTEMLER
KRİSTAL SİSTEMLER
DAĞADA KRİSTAL SİSTEMLER 1. Kübik 2. Hekzagonal 3. Romboedrik 4. Tetragonal 5. Ortorombik 6. Monoklinik 7. Triklinik
DAĞADA KRİSTAL SİSTEMLERE ÖRNEK MİNERALLER 1. Kübik :Magnetit, Lösit, Elmas 2. Hekzagonal :Beril, Apatit, Pirrotin 3. Romboedrik :Kalsit, Kuvars, Turmalin 4. Tetragonal :Zirkon, Rutil, Vezüviyan 5. Ortorombik :Kükürt, Aragonit, Topaz 6. Monoklinik :Jips, Ortoz, Ojit 7. Triklinik :Anortit, Albit, Rodonit
1. Kübik Sistem Bu sistemde birbirine eşit üç kristal ekseni vardır. Eksenler arasındaki açı 90 0 dir.
1. Kübik Sistem Galen Magnetit Florit Pirit Elmas
Pirit 1. Kübik Sistem
Pyrite (FeS 2 )
2. Hekzagonal sistem Bu sistemde dört kristal ekseni vardır. Üçtanesi birbirine eşit ve yatay aralarındaki açı ise 60 0 dir. Dördüncü eksen diğerlerine dik ve farklı büyüklüktedir.
2. Hekzagonal sistem Beril (Aquamarine) Vanadinit Kalsit Kuvars Apatit Turmalin
Kuvars 2. Hekzagonal sistem
3. Romboedrik sistem Dolomit Bu sistemde dört kristal ekseni vardır. Üç tanesi birbirine eşit ve yatay aralarındaki açı ise 60 0 dir. Dördüncü eksen diğerlerine dik ve farklı büyüklüktedir. Kristalde 6 tane eşkenar yüzey vardır. Hekzagonal sistemin içinde sayılabilir
3. Romboedrik sistem Dolomit Kalsit Kalsit
4. Tetragonal sistem İkisi eşit ve yatay, diğeri bunlara dik ve farklı olan 3 tane kristal ekseni vardır. Eksenler arasındaki açı 90 0 dir.
4. Tetragonal sistem Wulfenit Yandan Idokras (Vesuvionite) Zirkon
5. Ortorombik sistem Birbirinden farklı büyüklükte üç kristal ekseni vardır. Üç eksen de birbirine diktir.
5. Ortorombik sistem Topaz Olivin Barit Barit
6. Monoklinik sistem Birbirinden farklı büyüklükte üç kristal ekseni vardır. b ile c ve a ile b arasındaki açı aynı a=g=90 0, a ile c arasındaki açı (b) 90 0 den farklıdır.
6. Monoklinik sistem Hornblend Mika Ortoklaz Jips
6. Monoklinik sistem Biyotit Jips
Ortoklaz 6. Monoklinik sistem
7. Triklinik sistem Birbirinden farklı büyüklükte üç kristal ekseni vardır. Eksenler arsındaki açılar 90 0 den farklıdır.
7. Triklinik sistem Plajioklaz Mikrolin