5/29/2017 1 INS13204 GENEL JEOFİZİK VE JEOLOJİ Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ e-posta : orhan.arkoc@klu.edu.tr Web : http://personel.klu.edu.tr/orhan.arkoc
5/29/2017 2 BÖLÜM 10 KAYAÇLARIN ve SÜREKSİZLİKLERİNİN MÜHENDİSLİKTEKİ ÖNEMİ
5/29/2017 3 10.1. Giriş Günümüzde inşaat teknolojisindeki gelişmelere bağlı olarak yeryüzünde karşılaşılan her tür jeolojik ortamda inşaat yapılması mümkün hâle gelmiş ve bu gelişmeler, yeni plânlama ve uygulamalara yol açmıştır. Bununla birlikte yeryüzünde inşa edilmesi plânlanan yapıların uygulama alanları çoğaldıkça ve yapıların boyutları büyüdükçe yapılan inşaatın riskleri de buna paralel olarak artmıştır.
5/29/2017 4 İnşaat mühendisliğindeki en önemli risklerin başında jeolojik faktörler gelmektedir. Söz konusu faktörler kendilerini deprem, heyelân, zemin ve stabilite sorunları, aşınma-birikme süreci, inşaatta yapıtaşı veya katkı malzemesi ya da kullanılan kayaçların mineralojik özellikleri vb. olarak gösterebilirler.
5/29/2017 5 10.2. Kayaçların Jeolojik Özelliklerinin Mühendislikteki Önemi Kayaçların mühendislikteki kullanımlarına etki eden en önemli özellikleri, oluşumları sırasında ve sonrasında geçirdikleri aşamaların ürünü olan ve etkileri kayaçlar üzerinde birinci derecede gözlenen jeolojik özellikleridir. Litoloji Mineraloji Süreksizlikler. Kimyasal bileşimi Fiziksel özellikleri (porozite, BHA, boşluk oranı..vb) Mekanik özellikleri
5/29/2017 6
5/29/2017 7 10.8. Süreksizliklerin Mühendislikteki Önemi Yer kabuğunu oluşturan kayaçların üzerinde, oluşumları sırasında ve sonrasında gelişerek kayaç içerisindeki komşu noktalar arasındaki fiziksel ve/veya mekanik bağları koparan yapısal bozukluk ya da çatlaklar olarak tanımlanan 'süreksizlikler'in bir bölümü, kayaçların oluşumları sırasında birincil (primer) meydana gelir. Bu tür süreksizliklerin en yaygın ve önemli örneğini sedimenter kayaçların, çökelimleri sırasında kazandıkları tabakalaşma oluşturur. Ayrıca mağmatik kayaçlarda soğumaları sırasında gelişen soğuma çatlakları, lâvlarda oluşan akma yapıları, metamorfik kayaçlardaki yapraklanmalar çok sık gözlenen süreksizliklerdendir.
5/29/2017 8 Kayaçların oluşumları sırasında kazanmış oldukları süreksizlikler dışında, oluşumlarından sonra da yerkürenin dinamiği sonucu gelişen gerilmelerin etkisi ile oluşan deformasyonlara bağlı olarak kayaçlarda ikincil (sekonder) süreksizlikler gelişmektedir. Bu tür süreksizliklere kırık olarak adlandırılan çatlak, yarık ve faylar örnek olarak verilebilir.
5/29/2017 9 Kayaların bünyelerinde (yapı) yer alan süreksizlikler mühendislik açısından büyük öneme sahiptir. Bünyesinde süreksizlikler bulunan kayaların, süreksizlik sayılarının artışına bağlı olarak dayanımları da azalacaktır.
5/29/2017 10 Süreksizlikler niteliklerine göre: a) Süreksizlik (=çatlak) ara uzaklığı, b) Kaya kalite göstergesi (RQD), c) *Dalga hızı yayılımı açısından değerlendirilir. *[Dalga hızı yayılımı: Kayalarda sismik boyuna dalgaların yayılma hızı >5.000 m/sn ise ayrışmamı ; 5.000-4.000 m/sn = az ayrışmış ; 4.000-3.000 m/s = orta ayrışmış ; 3.000-2.000 m/sn = fazla ayrışmış ; <2.000 m/sn ise çok fazla ayrışmış kayalar olarak tanımlanır].
5/29/2017 11 Kaya içerisinde yer alan çatlaklar daha sonraki aşamalarda ikincil malzeme tarafından doldurulmuş olabilir. Söz konusu dolgu malzemesi içerisinde kil ve jips gibi su ile birleştiğinde şişebilme özelliğine sahip olanları, yüzey veya yeraltı suları etkisiyle şişerek hacim deformasyonuna uğrarlar. Bu da yerüstü ve yeraltı yapılarında olumsuz etkiye neden olur. Çatlaklar, bu açıdan da: a) Doldurulmamış, b) Kısmen doldurulmuş, c) Tam doldurulmuş olmaları açısından değerlendirilirler
5/29/2017 12 Mühendislik çalışmalarında özellikle çatlakların ara uzaklığı önem taşımaktadır. Bu açıdan çatlakların arasındaki uzaklık dikkate alınarak aşağıdaki sınıflama yapılmıştır.
5/29/2017 13 Ortalama çatlak sıklığı, inceleme yapılacak arazilerde yüzeyde kayaç mostralarında ölçülebileceği gibi *sondajlardan da belirlenebilmektedir. Yapılan zemin etüt sondajlarında, karotiyerden alınan karotlar üzerinde ölçümler yapılarak incelenen bölgedeki kayanın karot verimi ve kalite göstergesi ve diğer değerleri sayısal olarak belirlenip sınıflandırılabilmektedir.
5/29/2017 14 Bu amaçla kayadan alınan silindirik karot parçaları üzerinde, kayanın kalitesini belirlemeye yardımcı olan: - Toplam Karot Verimi (TCR veya TKV), - Sağlam Karot Verimi (SCR veya SKV), - Kaya Kalite Göstergesi (RQD), - Çatlak (=süreksizlik=kırık= eklem) Sıklığı (FF) ve - Süreksizliklerin özellikleri
5/29/2017 15
5/29/2017 16
5/29/2017 17
5/29/2017 18 Toplam Karot Verimi (TCR: TKV): Bu parametre, karotiyerin bir ilerleme aralığında (manevra boyu), içerisine aldığı doğal süreksizliklerle ayrılmış karot parçalarının toplam uzunluğunun, karotiyerin ilerleme aralığının uzunluğuna (manevra boyu, ilerleme boyu) oranının yüzde olarak ifâdesidir ve Toplam Karot Yüzdesi olarak da adlandırılır.
5/29/2017 19 Sağlam Karot Verimi (SCR: SKV): Silindirik Katı Parça Karot Yüzdesi olarak da ifâde edilebilen bu parametre, karotiyerin bir ilerleme aralığında içerisine almış olduğu karot parçalarından, silindirik şeklini koruyabilmiş olanlarının, ilerleme aralığı uzunluğuna (manevra boyu) oranının yüzde olarak ifâdesidir.
5/29/2017 20 Kaya Kalite Göstergesi (RQD: KKÖ): Kaya Kalitesi Özelliği ya da Değiştirilmiş Karot Yüzdesi olarak ifade edilebilen bu parametre, karotiyerin bir ilerlemesinde içerisine almış olduğu karot parçalarından, doğal süreksizliklerle birbirinden ayrılmış, boyu 10 cm ve daha uzun olan silindirik şeklini koruyabilmiş parçaların toplam uzunluğunun, ilerleme aralığı uzunluğuna oranının yüzde olarak ifadesidir.
5/29/2017 21 RQD de erlerine göre Kaya Kalite Göstergesi aşağıdaki abakta yer almaktadır (Deere, 1963).
5/29/2017 22 Çatlak Sıklığı: Birim uzunluğa düşen ve birbirlerine paralel tekrarlanan bir çatlak takımına dik durumdaki bir düzlem içinde ölçülen çatlak sayısına çatlak sıklığı denir.
5/29/2017 23 10.9.1. Süreksizliklerin pürüzlülüğü ve dalgalılığı Bir süreksizlik yüzeyinin, düzlemsellikten küçük ölçekte zikzak yaparak sapmasının ölçüsüne pürüzlülük (roughness) büyük ölçekte kavis yaparak sapmasının ölçüsünü ise dalgalılık (waviness) denir. Bu iki özellik kayacın yük altındaki davranışına etki eder.
5/29/2017 24
5/29/2017 25 BÖLÜM 10 KAYAÇLARIN ve SÜREKSİZLİKLERİNİN MÜHENDİSLİKTEKİ ÖNEMİ
5/29/2017 26 INS13204 GENEL JEOFİZİK VE JEOLOJİ Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ e-posta : orhan.arkoc@klu.edu.tr Web : http://personel.klu.edu.tr/orhan.arkoc