İstanbul-Mevhibe İnönü Tüneli nde tasman (yüzey oturması) eğrisi dönüm noktasının belirlenmesi Determination of the inflection point of surface settlement curves at Mevhibe İnönü Tunnel of İstanbul Başar ARIOĞLU, Ali YÜKSEL, Ergin ARIOĞLU Yapı Merkezi İnş. San. A. Ş., 81180 Çamlıca-İSTANBUL ÖZET: Tünel kazı faaliyetlerinden kaynaklanan yüzey oturması büyüklüklerinden maksimum tasman miktarının yanısıra tasman eğrisinin dönüm noktasının belirlenmesi gerekmektedir. Zira, yapısal hasarları oluşturan farklı oturma ve birim basınç, çekme deformasyon miktarlarının büyüklüğü bu parametrelerin bir fonksiyonudur. İstanbul Hafif Raylı Sistemi M. İnönü Tünelinin kazısı sırasında 38 adet ölçüm kesitinde yüzey oturma ölçümleri alınmıştır. Bu çalışmada geoteknik ölçümlerde elde edilen yüzey oturma eğrilerinin dönüm noktası, Gauss Hata Fonksiyonu (Normal Dağılım Eğrisi) kullanılarak istatistik matematiği ile belirlenmiştir. ABSTRACT: The inflection point of settlement curve is closely related to differrential settlements and tensile compression deformations giving rise to building damages. In order to predict damage level of buildings in the metro tunnel projects the inflection point should be clearly determined. In this paper inflection point of settlement curves of Mevhibe İnönü Tunnel, is determined statistically making use of Gauss Error Function (Normal Distribution Curve). Also relationships between inflection point and tunnel geometry (depth, diameter) are set up taking several tunnel data in to consideration. 1. GİRİŞ Metro ulaşım yapıları yoğun yerleşim alanlarındadır ve yerleşim yapısı ve topoğrafik koşullar nedeniyle derin tünel şeklinde inşaa edilmek durumundadır. Tünel açıldığı zaman başlıca iki nedenden ötürü Yüzeyde oturma meydana gelmektedir (Arıoğlu, 1996) Açılan tünel bir drenaj kanalı gibi çalışmakta ve yeraltı su seviyesinde oluşan bu değişiklik zeminde su kaybına yolaçmaktadır. Bu durum özellikle killi formasyonlarda konsolidasyon oturmasıyla sonuçlanmaktadır. Tüneldeki kazı sonucu tünel çevresindeki zemin kaybı tünel kazısında uygulanan kazı destekleme yöntemine, tüneli çevreleyen zeminlerin jeomekanik büyüklüklerine ve tünel geometrisine (çap ve derinlik) bağlı olarak yüzeye yansımaktadır. Şekil-1 de tasman parametrelerinin fiziksel modelleri ve geometrik değişkenleri özetle gösterilmiştir. Tünel kazısı nedeniyle oluşan çökme profili Gaus Hata Fonksiyonu-Normal Dağılım Eğrisi ne uymaktadır (Birön, Arıoğlu-Ergin 1980, Arıoğlu,Ergin 001). Bu eğrinin başlıca iki büyüklüğü sözkonusudur. Bunlar maksimum yüzey oturması S max ve dönüm noktasının tünel eksenine olan uzaklığı i dır. Yapı hasarları üzerinde etkili olan farklı oturma ve uzama (çekme), kısalma (basınç) deformasyonu büyüklükleri yine yukarıda sıralanan iki parametrenin birer fonksiyonudur (Arıoğlu Ergin, Yüksel, 1984, 1985) (Şekil-1). Bu nedenle tasman eğrisi dönüm noktasının bilinmesi gereklidir. Bu çalışmada M. İnönü Tünelinde 38 ayrı ölçüm kesitinde yapılan geoteknik ölçümler sonucu elde edilen yüzey oturma profillerinin (Yapı Merkezi,1994) dönüm noktası, Gauss Hata Fonksiyonu kullanılarak istatistik matematiği ile belirlenmiştir. Buna ilaveten bulunan sonuçların, tünel geometrisi (derinlik, çap) ile olan ilişkileri literatürde rapor edilen diğer datalarla birlikte değerlendirilmiş ve tartışılmıştır.. M. İNÖNÜ TÜNELİ VE GEÇİLEN FORMASYONLARIN JEOTEKNİK BÜYÜKLÜKLERİ M. İnönü Tüneli İstanbul Hafif Raylı Sistemi inşaatının İncirli-Bakırköy Lepra Hastanesi arasında, güzergahın km 6+108 km 7+585 lerinde yeralmaktadır. Tünel atnalı geometrik formunda, tektüp çift hat olarak projelendirilmiştir. Tünel üzerindeki örtü kalınlığı 6-0 m arasında değişmektedir. Ortalama kazı alanı 73 m (h = 8,5m, b=10,76m) olup kazı-destekleme işleminde Yeni Avusturya Tünel Açma Metodu uygulanmıştır. Destekleme sisteminde 0-5 cm kalınlığında BS0 sınıfında püskürtme beton, çelik kafes iksa (a=0,80-1,00 m), tek-çift kat çelik hasır (Q 1/1 tip q = 3,48 kg/m ve çimento enjeksiyonlu kaya bulonu ( 6 mm, l =3,85 m, 8 adet/adım) kullanılmıştır.
Yüzey Oturma Eğrisi Gauss Hata Fonksiyonu S = S maks e x i Etki alanı : 3 i Sınır Açısı: β = 45 φ Zemin Kaybı DV Ç + 3i = S dx,5 i S 3i maks Maksimum Eğim,(x= ± i) de ds S maks = 0,607 dx i x=± i Yatay Yerdeğiştirme Eğrisi x V = S Z o Maksimum Yatay Yerdeğiştirme, (x= ± i) de i Vmaks = 0, 607 S maks Z o Deformasyon Eğrisi x i dv S = maks x 1 e dx Z o i Basınç Bölgesinde Maksimum Deformasyon S maks ( εb, maks ) = x= 0 i Çekme Bölgesinde Maksimum Deformasyon Smaks ( ε ç maks ) = 0,466, x=± 3 i Z o Şekil-1:Tasman (Yüzey Oturma ) Büyüklükleri (Birön, Aroğlu Ergin, 1980, Arıoğlu Ergin, 001)
Yapım yöntemine ilişkin ayrıntılı bilgiler (Arıoğlu ve ark., 1994a) kaynağında verilmiştir. Yer ekonomisi sağlamak bakımından burada tekrarlanmayacaktır. Tünelin içerisinden geçtiği jeolojik ortamda, tabanda siltli kil ve kilden oluşan Güngören Formasyonu ve bunun üzerinde ince kil aratabakaları içeren çok sık çatlaklı kireçtaşı, marn ardalanmasından oluşan Bakırköy Formasyonu bulunmaktadır. (Yüzer ve ark., 199, Yoldaş) Güngören ve Bakırköy formasyonu birbiri ile uyumlu olup -10 o güneydoğuya eğimli, hafif ondülasyonlara sahiptir. Tünelin doğu girişinden itibaren ilk 00m lik bölümünde ayna yüzeyinin tamamını kireçtaşı-marn tabakaları kaplamaktadır. Bundan sonraki yaklaşık 100m lik bölümde kireçtaşı marn tabakaları geçişli olarak yerini siltli kil kil tabakalarına bırakmaktadır. Bahçelievler İstasyonu ile tünelin batı girişi arasında ise tabakalarının ondülasyonuna bağlı olarak tünel aynasının üst yarısında zaman zaman kireçtaşı-marn tabakaları yeralmaktadır.(arıoğlu ve ark.,1994a) Geçilen formasyonların jeoteknik büyüklükleri Tablo-1 de özetlenmiştir. Tablo dan anlaşılacağı üzere kil ve siltli kil tabakaları katı-çok katı kil, kireç taşı marn tabakaları ise zayıf kaya sınıfındadır Tablo-1:Geçilen Formasyonların Ortalama İndeks ve Jeomekanik Büyüklükleri (Yüzer ve ark, 199,Yoldaş, 199) Jeomekanik Büyüklük Güngören Formasyonu BakırköyFormasyonu Kil Kil Siltli Kil Kireçtaşı- Marn Birim Hacim Ağırlık, γ n, kn/m 3 17,9 18,3,9 Standart Penetrasyon Testi, 37 46 - - SPT(N/30cm) Plastisite Indeksi, PI 30,4 5 - - Kaya Kalite Derecesi, RQD, % - - - 17 Basınç Dayanımı, σ b,lab,, MPa - - - 16,9 Kohezyon, C, MPa - 0,037 3,73 Elastisite Modülü, E lab, MPa 16,4 (*) 44,3 (*) 57,8 537 İçsel Sürtünme Açısı, ( o ) - 9 19 45,5 Poisson Oranı, υ - - - 0,4 Tabaka Kalınlığı,m 1,0-5,7 1,0-6,0 9,5-17,0 (*) Presiyometre deneylerinden belirlenmiştir. 4. YÜZEY OTURMA ÖLÇÜMLERİ Kazısı sırasında tünel güzergahı üzerinde 38 adet geoteknik ölçüm noktası oluşturulmuş ve her ölçüm kesitinde 3-8 adet olmak üzere toplam 00 adet yüzey oturma noktası tesisi edilmiştir. Ölçümler hassas nivo ve invar mira kullanılarak yapılmış ve yapılan ölçümlere ait veriler PCde özel bir yazılım ile işlenmiştir. Her kesitte yapılan yüzey oturma ölçümleri değerlendirilerek çökme teknesinin profili elde edilmiştir. Bununla ilgili ayrıntılar (Arıoğlu, 1994b) kaynağında ele alınmıştır. 5. YÜZEY OTURMA PROFİLLERİNİN İSTATİSTİKSEL DEĞERLENDİRİLMESİ İLE DÖNÜM NOKTASININ BELİRLENMESİ Tünel kazısı sırasında zemin kaybından oluşan yüzey tasmanın profili Gauss Hata Fonksiyonu olarak bilinen S = S maks e x ( ) i analitik ifadesine uymaktadır. (Martos, 1958, Birön-Arıoğlu Ergin, Arıoğlu Ergin, 001) Burada: i = tasman eğrisi dönüm noktasının tünel eksenine olan uzaklığı, S = tünel eksenine (x) mesafedeki tasman miktarı S maks = tünel eksenindeki tasman miktarı Yukarıdaki bağıntıda ln S =, x = X ( ) Y 1 = A i, ln ( S maks ) = B,
dönüşümleri uygulanırsa; Y = AX + B doğrusal ifadesi elde edilir. Tasman profillerine ait veriler yukarıda belirtilen dönüşümler uygulanmış ve en küçük kareler metodu ile lineer regresyon ifadeleri belirlenmiştir. Bulunan lineer ifadelerdeki doğrunun eğimi nin geri dönüşümü ile i büyüklüğü elde edilmiştir. Bazı ölçüm istasyonlarında çökme profiline ait yeteri kadar nokta olmaması nedeniyle bu istasyonlara ait veriler analize sokulmamıştır. Analize dahil edilen ölçüm istasyonlarına ait sonuçlar Tablo- de özetlenmiştir. Şekil-a 5b de bazı tipik ölçüm kesitlerine ait tasman profillleri ve elde edilen regresyon doğruları yer almaktadır. Tablo-: Ölçüm Kestlerindeki Tasman Profillerine ait Regresyon Analizi Sonuçları (*) İstasyon No km Eşdeğer Derinlik, Z o, m Regresyon Doğrusu Eğimi A Hesaplanan Dönüm Noktası, i, m Korelasyon Katsayısı, r MS. 6+13 1,75-0,037 4,59 0,98 MS.3 6+13 1,65-0,019 5,10 0,985 MS.5 6+16 14,65-0,009 4,89 1,000 MS.6 6+39 15,15-0,063,81 0,998 MS.8 6+78 15,95-0,0351 3,78 0,97 MS.9 6+37 16,5-0,09 4,67 0,995 MS.10 6+361 16,35-0,0105 6,90 0,997 MS.11 6+404 16,65-0,015 4,83 0,999 MS.14A 6+488 16,35-0,0117 6,53 0,994 MS.16 6+600 15,5-0,0086 7,6 0,989 MS.18 6+700 14,75-0,0187 5,17 0,985 MS.19 6+750 14,75-0,0558,99 0,988 MS.0 6+800 15,95-0,013 6,16 0,999 MS.1 6+836 16,35-0,009 7,36 0,96 MS. 6+878 16,79-0,051 9,94 0,955 MS.3A 6+990 0,9-0,019 5,10 0,997 MS.31 7+378 16,87-0,014 5,94 0,987 MS.35 7+570 9,65-0,0040 11,1 0,910 (*) Analiz dataları (Yapı Merkezi,1994 ) kaynağından alınmıştır. Z o = H+(D/); H: Tünel Örtü Kalınlığı, D: Tünel Eşdeğer Çapı Şekil-a: MS. Ölçüm Kesitinde Çökme Profili Şekil-b: MS. Ölçüm Kesitinde Çökme Profiline ait Dönüştürülmüş Regresyon Doğrusu
Şekil-3a: MS.9 Ölçüm Kesitinde Çökme Profili Şekil-3b: MS.9 Ölçüm Kesitinde Çökme Profiline ait Dönüştürülmüş Regresyon Doğrusu Şekil-4a: MS.14a Ölçüm Kesitinde Çökme Profili Şekil-4b: MS.14a Ölçüm Kesitinde Çökme Profiline ait Dönüştürülmüş Regresyon Doğrusu Şekil-5a: MS.0 Ölçüm Kesitinde Çökme Profili Şekil-5b: MS.0 Ölçüm Kesitinde Çökme Profiline ait Dönüştürülmüş Regresyon Doğrusu 4. TASMAN EĞRİSİ DÖNÜM NOKTASININ FARKLI YAKLAŞIMLARLA KESTİRİMİ Tasmandan kaynaklanan zemin kaybı tasman profilinin üzerindeki alan miktarı olup Vk =, 506 i S maks ifadesi ile bellidir (Şekil-1). Tünel cidarındaki zeminin elastık sınırlar içerisinde yapacağı radyal kapanma u dolayısıyla oluşacak zemin kaybı ise =π u D V t D u 1+ υ = E y ş γ ifadeleri ile bellidir. ( P + Z ) o
V t = V k kabulu yapılır (Schmidt, 1969, Arıoğlu Ergin, 199,1993) ve gerekli kısaltmalar yapılırsa; D Pş + γ Z o i = 0,68 ( 1 + υ) S maks E y ifadesi elde edilir. Burada, açıklanmayan sembollerin anlamları söyledir; D= tünelin eşdeğer çapı, E y = tüneli çevreleyen formasyonların yerinde elastisite modülü, P ş = tünel üzerindeki yapı veya trafik yükünden kaynaklanan ilave yük miktarı. Pratik olarak bu değer 1 t/m kabul edilmektedir. M. İnönü Tüneli nin km 6+488 de bulunan ölçüm kesitine ait jeomekanik koşullar için dönüm noktası değeri i, yukardaki bağıntı kullanılarak burada hesaplanmıştır. Veriler: D 9,60 m γ ort = 0 t/m 3 (Tablo-1 den killi ve kireçtaşı tabakalarının ortalama yoğunluğu alınmıştır) ν 0,5 (Tablo-1 den) S max = 0,034 m (Tablo- den km 6+488 deki ölçüm sonucu) H= 16,35 m (Şekil-6) E y = Tabakaların çatlaklılık, ayrışma durumunu ve laboratuvar basınç dayanımını dikkate alan Hoek tarafından verilen bağıntı (Hoek-Brown, 1998) yardımıyla bulunabilir. E y = σ b, lab 100 10 GSI 10 40, GPa Şekil-6 MS 14A Ölçüm Kesitinde (km 6+488) Zemin Profili ve Hesaplanan Tasman Parametreleri Geçilen kaya ortamın Kaya Kalite Derecesi-RQD değeri bu kesite isabet eden sondajda ortalama %15 mertebesindedir(şekil-6). Bu değer formasyonun Çok Zayıf kaya olduğunu göstermektedir. Kireçtaşı marn ardalanmasındaki Yumuşak kil ara tabakalarının da bulunduğu gözönünde tutulursa formasyonun
Jeolojik Dayanım Indeksi için GSI 5 değeri alınabilir (Hoek,1998). Kayanın laboratuvar basınç dayanımı ise tablo-1 den σ b,lab =17,0 MPa alınmıştır. 5 10 40 17 E y = 10 1 GPa = 100.000 t / m 100 bulunur. Değerler yerine koyulursa; (9,6) 1 + 0 16,35 i = 0,68 ( 1 + 0,5) 0,034 100.000 i 6, 9 m bulunur. Maden mühendisliği bilim disiplininde çökme eğrisinin etki alanı içsel sürtünme açısına bağlı olarak D D D 3i = Cosβ + Zo + ( 1+ Sinβ ) tgβ ifadesi ile tanımlanmaktadır (Birön-Aroğlu Ergin, 1980). Yukarıda verilen bağıntının grafik gösterimi şekil-7 de belirtilmiştir. β içsel sürtünme açısı cinsinden β=45-(φ /) dir. Siltli kil ve kireçtaşı-marn tabakalarının ortalama içsel sürtünme açısı φ ort =(9+45)/ 7 o alınırsa, β=45-(7/) 30 o için dönüm noktası değeri i 1 9,6 9,6 9,6 i = Cos30 + 16,35 + ( 1+ Sin30) tg30 3 i=5,00 m hesaplanır. İçsel sürtünme açısı, ayrışmış ve çatlaklı kayalarda Jeolojik Dayanım Indeksi GSI ye bağlı olarak Hoek tarafından verilen abaktan (kireçtaşı için m i =10) GSI=5 için φ= 5 o olarak belirlenebilir (Hoek,1998, Arıoğlu Ergin, Yüksel, 1999). İçsel sürtünme açısının bu değeri için dönüm noktası büyüklüğü şekil-7 den i=5,4 m bulunur. Görüldüğü gibi istatistiksel olarak belirlenen i değeri ve diğer iki yaklaşım ile hesaplanan sonuçları mertebe olarak birbirleri ile uyum içindedir. Şekil-7: Dönüm Noktasının Eşdeğer Derinlik ve İçsel Sürtünme Açısına Bağlı Değişimleri Metro tünellerinde eşdeğer çap 6-10 m arasında değişmektedir. Diğer taraftan tüneli çevreleyen zeminlerin birim hacimağırlığı 1,7 -,4 t/m 3, poisson oranı ise 0,-0,4 mertebelerindedir. Geçilen ortamın yerinde elastisite modülü ortamın türüne, kaya ortamlarda ayrişma ve çatlaklılık durumuna göre kısmen daha geniş aralıkta değerler alacaktır. Dolayısıyla dönüm noktası değeri hassas olarak geçilen ortamın elastisite modülü ile yakından ilintildir. Nitekim i büyüklüğü literatürde eşdeğer derinliğin bir katı olarak
i = A Z o şeklinde verilmektedir. A değerinin farklı zemin türlerinde aldığı değerler tablo-3 de belirtilmiştir. Bu çalışmada A nın ortalama değeri 0,38 bulunmuştur. (Şekil-8) Mevhibe İnönü tünelinde geçilen zeminlerin çatlaklı kaya ve katı killer (Standart Penetrasyon Testi-SPT N>30) olduğu dikkate alınırsa bulunan A değerinin literatürdeki değerlerle uyum içinde olduğu ifade edilebilir. i değerinin tahmini için verilen başka bir ampirik bağıntı ise i = A Z + o B şeklindedir. Bu ifadedeki A ve B değerinin bazı zemin türlerinde aldığı değerler aşağıdaki tabloda özetlenmiştir. (Tablo-4) Arıoğlu, 199 kaynağında bu modelin denenmesi için kullanılan datalar bu çalışmada M. İnönü Tünelin de elde edilen sonuçlarla birlikte tekrar değerlendirilmiştir. Yapılan istatistiksel analizin sonuçları Şekil-8 üzerinde gösterilmiştir. Aynı datalar ile i Z = A D o D n şeklindeki ampirik ifade için de istatistitiksel analiz yapılmış ve elde edilen sonuç Şekil-9 üzerinde belirtilmiştir Keza bu analitik modelde A ve n değerlerinin farklı zemin türlerinde aldığı değerler tablo-5 de özetlenmiştir. Tablo-3: (i=a.z o )Bağıntısında A nın Farklı Zeminlerde Aldığı Değerler Zemin türü A Kaynak Katı Killer 0,4 O Reilly-New, 198, Kumlu Katı Killer 0,5-0,6 Oteo, et al, 1999 Yumuşak Silti Killer 0,7 Glossop, 1978 Kil-granüler ve Karışık zeminler 0,-0,3 Rankin, 1988 Bütün Zeminler Ortalama 0,5 O Reilly-New, 198, Glossop, 1978 Karışık Zemin (Kireçtaşı-Marn, Katı Kil, Sitli Kil) 0,38 Bu Çalışma, YATM Metodu, D=9,6m, Zo=9-0 m Tablo-4: Farklı Zemin Türlerinde A ve B Değerleri Zemin türü İfade Açıklama Kaynak Kohezyonlu Killer i=0,43 Zo+1.1, (m) Şidli Tünel O Reilly-New, 198, Hamza, 1999 Granüler Zeminler i=0,8 Zo-0.1, (m) O Reilly-New, 198, Hamza, 1999 Killi Zeminler i=0,40 Zo+0.60, (m) Genelde Şild Tünel Açma Metodu, Yapı Merkezi, 1991, Genelde killi Zeminler Karışık Zemin i=0,386 Zo+.84, (m) YATM Tünel Metodu Yapı Merkezi, 199 Karışık Zemin (Kireçtaşı-Marn, Katı Kil, Sitli Kil) i=0,40 Zo+1,9 (m) M. İnönü Tüneli ve Herzog,1985 Dataları n=38 data, r=0,791 Tablo-5: Farklı Zemin Türlerinde ( i/d)=a(z o /D) n ifdesine ait A ve n Değerleri Bu çalışma Zemin türü A n Açıklama Kaynak Kil 1.0 0.8 Schimdt,1969, Hamza, 1999 Kil 1.0 1.0 Uzun vadeli Tasman Atwell,1981, Hamza, 1999 Kil 1.0 1.0 Leca, 1989 Kil 1.39 0.704 YATM, Şild ve Hidrolik Şild Arıoğlu, Ergin, 199 Kum-Çakıl 0.8 0.36 Yeraltı Su Seviyesinin Üzerinde Atwell,1981 Kum-Çakıl 0.74 0.90 Yeraltı Su Seviyesinin Altında Atwell,1981, Hamza, 1999 Kum-Çakıl 0.63 0.97 Yeraltı Su Seviyesinden Bağımsız Atwell,1981, Hamza, 1999 Kum-Çakıl 0.774 0.837 Arıoğlu, Ergin, 199 Dolgu 1.70 0.70 Atwell,1981 Karışık Zemin (Kireçtaşı-Marn, Katı Kil, Sitli Kil) 1, 181 0,78 M. İnönü Tüneli ve Herzog, 1985 Dataları, n=38 data, r=0,779 Bu çalışma
7. YÜZEY OTURMA PROFİLLERİNİN İSTATİSTİKSEL DEĞERLENDİRİLMESİ İLE MAKSİMUM TASMAN MİKTARININ TAHMİNİ 5. bölümde ele alınan istatistiksel analiz sonucu elde edilen regresyon doğrularının sabit sayısı B maksimum tasman büyüklüğü ile ilgilidir. Bu değerlerin B e = S maks geri dönüşümü ile maksimum tasman miktarı tahmin edilir. Analize dahil edilen ölçüm kesitlerine ait gözlenen ve hesaplanan tasman miktarları Tablo-5 de belirtilmiştir. Aynı tabloda yapılan kestirimdeki ± hata miktarları da verilmiştir. Yapılan değerlendirme sonucunda hata ortalamasının ± %7 olduğu belirlenmiştir. Bazı kesitlerdeki hata miktarlarının sözgelimi -%117, -%85 gibi büyük değerler alması lokal jeolojik farklılıklardan veya iksa sisteminin katılıklarındaki farklılıklarından kaynaklanabilir. Bu konuda belirtilebilecek diğer bir husus da ölçüm kesitinde yer alan noktaların sayısı ve noktalar arasındaki mesafedir. Bu nedenle proje tasarım aşamasında ölçüm kesitlerinin en az 5 veya daha fazla nokta bulunduracak şekilde ve noktalar arasındaki mesafenin bir geometrik seri ile artan aralıklarda düzenlenmesi önerilmektedir. Şekil 10 da hesaplanan ve ölçülen tasmanların 1/1 doğrusu üzerindeki dağılımı gösterilmiştir. Şekil-8 : Derinlik Dönüm Noktası İlişkileri
Şekil-9 :Dönüm Noktası Tünel Geometrisi İlişkileri Şekil-10: Ölçülen ve Hesaplanan Maksimum Tasman Değerlerinin 1/1 Doğrusu Üzerindeki Dağılımı
Tablo-: Tasman Regresyon Analizi Sonuçları ve Maksimum Tasman Miktarının Tahmini (*) İstasyon No km Eşdeğer Derinlik, Z o, m Ölçülen Tasman, S g, mm Regresyon Doğrusu Sabiti B Korelasyon Katsayısı r Hesaplanan Tasman, S h, mm Hata Miktarı ±, % (**) MS. 6+13 1,75 8 3,584 0,98 6,01-7.7 MS.3 6+13 1,65 18,734 0,985 9,71-85.4 MS.5 6+16 14,65 14,646 1,000 13,66 -.5 MS.6 6+39 15,15 15 3,355 0,998 5,4 41.0 MS.8 6+78 15,95 18,8175 0,97 16,73-7.6 MS.9 6+37 16,5 17,9469 0,995 19,05 10.8 MS.10 6+361 16,35 8,8336 0,997 17,01-64.6 MS.11 6+404 16,65 3 3,1754 0,999 3,94 3.9 MS.14A 6+488 16,35 34 3,4594 0,994 31,80-6.9 MS.16 6+600 15,5 8 4,3940 0,989 80,96-1.3 MS.18 6+700 14,75 80 4,0356 0,985 56,58-41.4 MS.19 6+750 14,75 5,4431 0,988 11,51-117. MS.0 6+800 15,95 34 3,6174 0,999 37,1 8.6 MS.1 6+836 16,35 36 3,587 0,96 36,13 0.4 MS. 6+878 16,79 8,7343 0,955 15,40-81.8 MS.3A 6+990 0,9 19 3,181 0,997 4,07 1.1 MS.31 7+378 16,87 16,993 0,987 19,95 19.8 MS.35 7+570 9,65 40 3,5543 0,910 34,96-14.4 (*) Analiz dataları (Yapı Merkezi,1994 ) kaynağından alınmıştır. S h S g (**) Hata miktarı ± = 100 şeklinde hesaplanmıştır. S h 7. SONUÇLAR Bu çalışmanın çerçevesinde ele alınan konulardan ortaya çıkartılan sonuçlar aşağıda sıralanmıştır. Mevhibe İnönü Tüneli kazısı sırasında yapılan yüzey oturma (tasman) ölçümlerinde elde edilen çökme profillerine ait dönüm noktası büyüklüğü i, Gauss Hata Fonksiyonu kullanılarak istatistik matematiği ile belirlenmiştir(tablo-). Dönüm noktası değeri, tipik bir ölçüm kesitinde, geçilen ortamın jeomekanik özelliklerini dikkate alan zemin kaybı ve etki alanı prensiblerine dayanan iki farklı yaklaşımla hesaplanmıştır. İstatistiksel olarak kestirilen ve jeomekanik yaklaşımlarla belirlenen dönüm noktası değerlerinin belirli bir mertebe içerisinde birbirleri ile uyum içerisinde olduğu anlaşılmıştir. İstatistiksel olarak bulunan i değerlerinin tünel geometrisi (derinlik, çap) ile olan istatistiksel ilişkileri literatürde rapor edilen benzeri datalar ile birlikte değerlendirmeye alınmıştır. (Tablo-3, 4, 5, Şekil-8, 9) Bu değişimlerden yararlanılarak yapı hasarlarını denetleyen ana büyüklükler (maksimum eğim, ortalama eğim, yatay yer değiştirme, birim kısalma - uzama deformasyonu) belirlenebilir (Şekil-1) Gauss Hata Fonksiyonu modeli kullanılarak istatistiksel olarak hesaplanan maksimum tasman değerlerinin ölçülen tasman değerleri ile karşılaştırması yapılmıştır. Hesaplanan tasman değerleri ölçülen değerlerden yaklaşık ±%5 mertebesinde sapmıştır (Şekil-10)
TEŞEKKÜR Yazarlar bu çalışmanın yapılmasında gösterdikleri yakın ilgi ve akademik destekleri için Yapı Merkezi Holding A.Ş. Yönetim Kurulu Başkanı Sayın. Dr. Müh. Ersin ARIOĞLU na ve Yapı Merkezi Yönetim Kurulu Murahhas Üyesi Sayın. İnş. Y. Müh. Emre Aykar a, teşekkür etmeyi görev sayarlar. Çalışmada belirtilen tüm görüş ve değerlendirmeler yazarlarına ait olup Yapı Merkezi, diğer herhangi kurum ve kuruluşu bağlamaz. KAYNAKLAR Arıoğlu Ergin, Yılmaz, A.O, 001, Pratik Madencilik Problemleri, Maden Mühendisleri Odası, Ankara. Arıoğlu Ergin, Yüksel, A., 1999, Tünel ve Yeraltı Mühendislik Yapılarında Çözümlü Püskürtme Beton Problemleri, Maden Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi, İstanbul, (Temmuz). Arıoğlu Ergin, Köylüoğlu, O.S.: 1996, İzmir Metrosu TBM Tünel Metodu için Çökme ve Arın Basıncı Değerlendirmesi, İç Rapor No:YM/AR-GE/96-3B, AR-GE Bölümü,Yapı Merkezi, Istanbul. Arıoğlu, B., Yüksel, A., ve Arıoğlu, Ergin, 1994a, İncirli M. İnönü Tüneli Yapım Çalışmaları ve Üretim Parametreleri, I. Ulaştırma ve Yeraltı Kazıları Sempozyumu, Maden Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi, İstanbul, (Şubat). Arıoğlu, Başar, Yüksel, A., ve Arıoğlu, Ergin, 1994b, İncirli - M.İnönü Tünelinde Uygulanan Geoteknik Ölçümler Ve Değerlendirmesi I. Ulaştırma ve Yeraltı Kazıları Sempozyumu, Maden Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi, İstanbul, (Şubat). Arıoğlu Ergin, Arıoğlu, B., Arıoğlu Erdem, Odbay, O., 1993, Metro Tünel Projelerinde Yüzey Tasman Büyüklüklerinin Yarı - Teorik Yaklaşımlarla Belirlenmesi. Türkiye 13. Madencilik Bilimsel ve Teknik Kongresi, Maden Mühendisleri Odası, Ankara. Arıoğlu Ergin, Arıoğlu Erdem, Odbay, O., 199, Sığ ve Orta Derin Yeraltı Mühendislik Yapılarının Açılmasından Kaynaklanan Yüzey Tasmanına ait Parametrelerin Kestirimi, 4. Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Kongresi, -3 Ekim, İstanbul. Arıoğlu Ergin, Yüksel, A, 1985, Zonguldak Kömür Havzasında Tasman Yapı Hasarları ve Bunların Değerlendirilmesi, Madencilik Dergisi, Maden Mühendisleri Odası Yayın Organı, Cilt XXIV, No.4, Ankara. Arıoğlu Ergin, Yüksel, A, 1984, Classification of House Damages due to Mining Subsidance, Housing Science, Vol. 8, No.4, pp 361-37, Miami. Birön, C, Arıoğlu Ergin, 1980, Madenlerde Tahkimat İşleri ve Tasarımı, Birsen Yayınevi, İstanbul. Attwell, P.B., 1981, Site Investigation and Surface Movements In Tunneling Works, Soft Ground Tunneling Failures and Displacemenst, Eds.(D. Resendis ve ark.), Rotterdam, Balkema. Glossop, N.H., 1978, Soil Deformation Caused by Soft Ground Tunneling, PhD Thesis, University of Durham. Hamza, M., et.al., 1999, Ground Movements Due to Construction of Cut-and-Cover Structures and Slurry Shield Tunnel of the Cairo Metro, Tunneling and Underground Space Technology, Vol.14, No.3, pp.81-89, Elsevier. Herzog, M., 1985, Die Setsungsmulde Über Seicht Liegenden Tunneln, Berlin, Bautechnik, 11, pp.375-377. Hoek, E. et.al., 1998, Applicability of Geological Stength Index (GSI) Classification for Very Weak and Sheared Rock Masses. The Case of the Athens Schist Formation, Bull. of Eng. Geology and Environment, Vol.57, No., September. Hoek, E., Brown, E T., 1998, Practical Estimates of Rock Mass Strength, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., Vol.34, pp.1165-1186. Martos, M., 1958, Concerning an Approximate Equation of Subsidance and its Time Factors, International Strata Control Congress, Leipzig. Léca, E, 1989, Analysis of NATM and Shield Tunnel in Soft Grounds, PhD Thesis, Virginia Polytechnic Institute and State Universty, Blacksburgs, USA, 476pgs. O Reilly, M.P., New, B.M, 1985, Settlements above Tunnels in the United Kingdom, Proceedings of Tunneling 8, Bringhton, pp. 173-181. Oteo, C, et.al., 1999, The Madrit Model: A Semi-empirical Method for Subsidance Estimating, Challenges for the 1 th Century, eds( Alten et al), Balkema, Rotterdam. Rankin, W.J., 1998, Ground Movements Resulting from Urban Tunneling,: Prediction and Effects, Eng. Geology of Underground Movements, Eds (F G Ball ve Ark.) Geological Society Publication, No.5.
Schmidt, B, 1969, Settlements and Ground Movements Associated with Tunneling in Soil, PhD Thesis, University of Urbana, USA. Yapı Merkezi, 199, İstanbul Metrosunda Yeryüzü Hareketlerinin Kestirimi, Yapı Merkezi AR-GE Bölümü, (Yayınlanmamış Rapor), İstanbul. Yapı Merkezi, 1994, M.İnönü Tüneli Geoteknik Ölçüm ve Değerlendirme Raporları, (Yayınlanmamış İç Raporlar), Yapı Merkezi Arşivi, İstanbul, Mayıs. Yoldaş, R., 199, İncirli Derin Tüneli Jeoteknik Raporu, Rapor No. 8801-TR-46, Yapı Merkezi, İstanbul. Yüzer, E. ve ark., 199, İstanbul Hafif Metro Sistemi.Aşama Esenler-Ataköy Arasının Mühendislik Jeolojisi, İTÜ Maden Fakültesi, İstanbul.