2.Bölüm PDF
Preview 2.Bölüm
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ TÜNEL DERSİ İnşaat Mühendisliği Bölümü Ergin ARIOĞLU YYYYIIIILLLLDDDDIIIIZZZZ TTTTEEEEKKKKNNNNİİİİKKKK ÜÜÜÜNNNNİİİİVVVVEEEERRRRSSSSİİİİTTTTEEEESSSSİİİİ İİİİİİİİNNNNNNNNŞŞŞŞŞŞŞŞAAAAAAAAAAAAAAAATTTTTTTT MMMMMMMMÜÜÜÜÜÜÜÜHHHHHHHHEEEEEEEENNNNNNNNDDDDDDDDİİİİİİİİSSSSSSSSLLLLLLLLİİİİİİİİĞĞĞĞĞĞĞĞİİİİİİİİ BBBBBBBBÖÖÖÖÖÖÖÖLLLLLLLLÜÜÜÜÜÜÜÜMMMMMMMMÜÜÜÜÜÜÜÜ TTTTÜÜÜÜNNNNEEEELLLL DDDDEEEERRRRSSSSİİİİ 22222222.... BBBBBBBBööööööööllllllllüüüüüüüümmmmmmmm ((((JJJJeeeeoooolllloooojjjjiiiikkkk vvvveeee tttteeeekkkkttttoooonnnniiiikkkk yyyyaaaappppıııı,,,, KKKKaaaayyyyaaaa kkkküüüüttttlllleeeessssiiii ÖÖÖÖzzzzeeeelllllllliiiikkkklllleeeerrrriiii vvvveeee SSSSoooonnnnddddaaaajjjj YYYYooooğğğğuuuunnnnlllluuuuğğğğuuuu)))) PPPPPPPPrrrrrrrrooooooooffffffff........ DDDDDDDDrrrrrrrr........ MMMMMMMMüüüüüüüühhhhhhhh........ EEEEEEEErrrrrrrrggggggggiiiiiiiinnnnnnnn AAAAAAAARRRRRRRRIIIIIIIIOOOOOOOOĞĞĞĞĞĞĞĞLLLLLLLLUUUUUUUU YYYYaaaappppıııı MMMMeeeerrrrkkkkeeeezzzziiii AAAARRRR&&&&GGGGEEEE BBBBööööllllüüüümmmmüüüü 2222000000009999 11 YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ TÜNEL DERSİ İnşaat Mühendisliği Bölümü Ergin ARIOĞLU (cid:153)(cid:153) UUzzuunn bbiirr ttüünneell pprroojjeessiinnddee kkaarrşşııllaaşşııllaabbiilleecceekk jjeeoolloojjiikk oorrttaammllaarraa öörrnneekklleerr Ezilme zonu Büyük fay Talk şist Bindirme katmanı zonu DDeenniizz Granit Şist Şist Gnays Tünel İki nokta arası 100 150 200 250 300 350 400 mesafe I II III IV V VI VII Çatlaklı granit Büyük fay sistemi Zayıf kaya katmanı Çatlaklı şist Bindirme zonu Minör fay sistemi Çatlaklı gnays (blok yapılı) (zayıflık zonu) (zayıflık zonu) (bloklu yapı) (zayıflık zonu) (zayıflık zonu) (blok yapılı) 22 Kaynak:StillevePalmström,2008. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ TÜNEL DERSİ İnşaat Mühendisliği Bölümü Ergin ARIOĞLU Devamıdır… (cid:153) Uzun bir tünel projesinde karşılaşılabilecek jeolojik ortamlara örnekler I) Çatlaklı Granit (blok yapılı) (cid:131) Tamcephelimakinelikazıdurumunda,gerekiksagereksekazıilerlemeleribakımındanherhangibirtekniksıkıntısözkonusudeğildir. (cid:131) Granitin bileşimi içinde aşındırıcılık özelliğine sahip olan kuvars, feldspat gibi minerallerin kimyasal bileşimde bulunma miktarlarına bağlı olarak disk keski aşınır. Disk keskileri değiştirme giderlerini azaltmak için geçilen formasyonların aşındırıcılık bakımından kritik olan mineralleri,petrografikanalizlerleöncedenbelirlenmelidir. II)Büyük fay sistemi (zayıflık zonu) (cid:131) Tam cepheli delme makinelerinin (TBM) kullanıldığı tünellerde fay geçişlerinde gerek stabilite açısından, gerekse ilerleme hızı açısından önemli teknik problemler gözlenir. Diğer kelimelerle tünelin ilerleme hızları, normal koşullardaki ilerleme hızının belirgin şekilde altında olacaktır. Özelliklebuzonlarınyumuşakolmasındandolayı,kazımakinelerindeyancidarlaragömülmeleroluşur. (cid:131) Buradakiproblemlerinbüyüklüğüfaysistemininyataydakikalınlığınavefaybreşmalzemesininyerindemekanikbüyüklüklerinebağlıdır. III) Zayıf kaya katmanı(zayıflık zonu) (cid:131) II.zondabelirtilenhususlar,IIIzondadageçerlidir.Buzondaoluşacakbirtavanboşalmasında,tünelinsugeliriartabilir. IV) Çatlaklı şist (bloklu yapı) (cid:131) IIIIII.zzoonniiççiinnssööyylleenneennlleerrbbuuzzoonniiççiinnddeeggeeççeerrlliiddiirr. V) Bindirme Zonu (cid:131) III.zoniçinsöylenenlerbuzoniçindegeçerlidir.Beklenensugelirartışlarıiçintedbirleralınmasıgerekir. VVII)) MMiinnöörr ffaayy ssiisstteemmii (cid:131) BubölgedebeklenenproblemlerII.zoniçinsıralanansorunlardandahaazşiddettegözlenecektir. VII) Çatlaklı gnays (bloklu yapı) (cid:131) Bu bölgedeki ilerleme hızları ve iksaya ilişkin problemler hemen hemen sorunsuzdur. Ancak artan derinlik durumlarında radyal yerddeğğiişttiirme//kkazıyarıçapıbbüüyüükkllüüğğüünddearttışllarsöözkkonusuollabbiilliir. 33 Kaynak:SaillevePalmström,2008’dendeğiştirilerek. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ TÜNEL DERSİ İnşaat Mühendisliği Bölümü Ergin ARIOĞLU (cid:153) Kayya kütlelerinin yyerinde mekanik büyyüklüklerini ((basınçç dayyanımı,, ççekme dayanımı, elastik modül, kohezyon) belirleyen süreksizlikler/pürüzlülük Pürüzlülüğün Kalitatif Olarak Belirlenmesi PPüürrüüzzllüü II Düz II Dolgu Sondaj deliği III Kaygan R AA BASAMAKLI T R A Blok boyutu IV Pürüzlü MI I N DDüüzz V AA Pürüzlülük Y A VI Kaygan D A DALGALI M Süreksizlik aralığı YY A Devamlılık Eğim ve eğim yönü VII Pürüzlü K (yönelim) Ölçüm hattı VIII Düz Su ssıızzıınnttııssıı IX Kaygan DÜZLEMSEL (cid:153) Süreksizlik takımlarının sayısı ve ortalama aralıkları kayanın yerinde dayanım büyüklüklerini etkiler. Artan süreksizlik sayısı ve azalan aralıklar,kayakütlesinintümmekanikbüyüklükleriniazaltır. (cid:153) Tünelkazıaçıklığı/çatlakaralığıkarakteristikoranı,tünelinverilengerilmekoşullarıaltındadavranışınıbelirler. 44 Kaynak:Hodson,1989’danalıntılayan,UlusayveSönmez,2007. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ TÜNEL DERSİ İnşaat Mühendisliği Bölümü Ergin ARIOĞLU (cid:153)(cid:153) KKaayyaa oorrttaammıınnddaa ssüürreekkssiizzlliikklleerriinn ööllççüüllmmeessii Ölçüm hattı uzunluğu (L) Süreksizlikler Kesişim Ölçüm hattı Görünür aralık, x SSüürreekkssiizzlliikklleerr Şerit metre 55 Kaynak:UlusayveSönmez,2007. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ TÜNEL DERSİ İnşaat Mühendisliği Bölümü Ergin ARIOĞLU (cid:153) Kayya kütlesinin mekanik olarak tanımlanması Basınç Gerilmesi, σ T OLİ ME ESİ Özürsüz TEK CİSİM KONTİNUUM N İLNİCNC 11 ((SSÜÜRREEKKLLİİ OORRTTAAMM)) O EÖ Basınç Y Çatlaklı TEK CİSİM M dayanımı 2 Tekil süreksizlik 3 B ÇÇOOKK CCİİSSİİMM i r i m Düzenli çatlaklı K 4 DİSKONTİNUUM LİTLİT ME ASI ÇOK CİSİM ısalm (SÜREKSİZ ORTAM) LİLİ NİLNNRN Düzenli pparççalanmışş aa 55 OO EO ÇOK CİSİM , YS ε PP Düzensiz parçalanmış 6 ÇOK CİSİM KKUUVVAAZZİİ KKOONNTTİİNNUUUUMM Ufalanmış ezilmiş 7 (SANKİ SÜREKLİ ORTAM) ÇOK CİSİM Kalıntı basınç dayanımı Örnek: Çatlaksız bir kaya – Ø50x100 karot – numunesinde basınç dayanım düzeyinin %50’ sine kadar davranışı “özürsüz tek cisim” iken, yenilme noktasına geldiğinde numune “çatlaklı tek cisim” özelliği sergiler. Yenilme noktasından sonra aynı numunede çatlak sayıları artarak devam eder. Artan süreksizlik nedeniyle ortamın basınç dayanımı, sağlam numuneye ait basınç dayanımından daha küçüktür. Kalıntı dayanım düzeyine ulaşıldığında – birim kısalmanın çok büyük değerler alması durumu – numune, içinde bir çok çatlakla sınırlandırılmış “ufalanmış, ezilmiş çok cisim” şekline dönüşür. Daha açık anlatımı ile bu durumdaki numune doğadaki çok çatlaklı ezilmiş bir zonun tüm fiziksel ve mekanik özelliklerini ifade eder. Böyle bir 66 ortamdaaçılmıştünel“sürekliortam”mekaniğiylemodellenebilir. Kaynak:Vardar,2005. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ TÜNEL DERSİ İnşaat Mühendisliği Bölümü Ergin ARIOĞLU (cid:153)Kaya kütlesi süreksizliklerdeki (çatlaklardaki) suyun yeraltı kazılarına etkileri c b a Tünel açıklığı a) Çatlaklardaki su geliri, çatlağın/kaya kütlesinin yerindeki mekanik büyüklüklerini önemli ölçüde değiştirir. Özellikle yerinde basınç dayanımı,σ , yerinde elastik modül, E, kohezyon, c b,y y y ddeğğerlleriinddekkii azallma çokk ddramatiikk bboyutta ollabbiilliir. IIsllakk ddurumddakkii iiçsell süürtüünme açısı, ØØ, kkuru durumagörebirkaçderece‐2°ila5°dahadüşükolabilir. b) Süreksizlik yüzeyleri arasında dolaşan suyun basıncı yüksekse, çatlak düzeyine dik olarak etki eden normal gerilmenin büyüklüğünü önemli ölçüde azaltarak, kaya kütlesinin yenilme zarf eğrisine ait karakteristikbüyüklükleri(kohezyonveiçselsürtünmeaçısı)azaltır. c) Çok yüksek normal gerilme altında bulunan süreksizliklerde ise dolgusuz çatlaklar kapanarak, ortamındrenajözellikleriniazaltır.Sudreneolamadığındandolayıtünelkazısıetrafındakisubasıncı artar. 77 Kaynak:Hodson,1989’danalıntılayanUlusayveSönmez,2007’dendeğiştirilerek. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ TÜNEL DERSİ İnşaat Mühendisliği Bölümü Ergin ARIOĞLU (cid:153)(cid:153) İİsttanbbull TTrakkya FFormasyonundda ööllçüüllen ((ttabbakka kkallınllığğı‐çattllakk sıklığı)arasındaki ilişkileri Ortalama Tabaka kalınlığı 23 cm Ortalama Çatlak sıklığı 12 ad/ m KKaayynnaakk:: EErriişş, 11999999 88 YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ TÜNEL DERSİ İnşaat Mühendisliği Bölümü Ergin ARIOĞLU (cid:153)(cid:153) ZZaayyııffllııkk ZZoonnllaarrıı vvee TTüünneell PPrroojjeelleerriinnee OOllaassıı EEttkkiilleerrii (cid:153) Ezilmişkaya (cid:153) Ezilmişzon (cid:153) Ezilmişzon (cid:153) Yoğunezilmişzon (cid:153) Karmaşıkezilmişzon (cid:153) Kilyokveyaçokazkilli (cid:153) Birazayrışma (cid:153) Birazkil (cid:153) Kil (cid:153) Kildamarları a b c d e •Çatlaklı yapısı •a’ daki durum •b maddesinde söylenenler •c maddesinde •Bu tür zonlarda tünel nedeni ile kaya geçerlidir. Bozunma geçerlidir. söylenenler deformasyonlarına (radyal kütlesinin yerinde zonlarının varlığı •Kil mineralinin cinsine ve geçerlidir. cidar yerdeğiştirmesi/kazı mekanik nedeni ile yerinde zon içerisindeki kapsadığı yarı çapı) bağlı olarak çok bbüüyyüükkllüükklleerrii ddaahhaa ddaayyaannıımmllaarr ddaahhaa ddaa aallaannaa bbaağğllıı oollaarraakk, ttüünneell cciiddddii ssttaabbiilliittee ssoorruunnllaarrıı küçüktür. azalır. cidar kapanmaları daha yaşanır. Killi kesim bütün •Çatlak dolgusunun •Bu zonların içinde şiddetlidir. Bu hareketler ayrışma zonunu olup, olmama yapılan kazılarda zaman boyutuna bağlı kapsadığından dolayı yer altı durumuna göre su radyal olarak artar (bu tür suyunun drenajı tam olarak gelirisözkonusudur. yerdeğiştirme/kapa ortamlardaki deformasyon sağğllanamaz. Bu neddenlle nma hareketleri özellikleri sünme tünel iksa sistemine ek belirgindir. özelliğindedir). olarak büyük boyutta su 99 basıncıetkir. Kaynak:StillevePalmström,2008’dendeğiştirilerek. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ TÜNEL DERSİ İnşaat Mühendisliği Bölümü Ergin ARIOĞLU (cid:153) Kaya kütlelerinin bozunma derecesiyle ilgili sınıflama (ISRM, 1981) Tanım Tanımlama Ölçütü Bozunma Derecesi Kayanın bozunduğuna ilişkin gözle ayırt edilebilir bir W1 Bozunmamış belirti olmamakla birlikte, ana süreksizlik yüzeylerinde (taze) önemsizbirrenkdeğişimigözlenebilir. Kaya malzemesinde ve süreksizlik yüzeylerinde renk W2 Az ddeeğğiişşiimmii ggöözzlleenniirr.. BBoozzuunnmmaa nneeddeenniiyyllee ttüümm kkaayyaaccıınn rreennggii BBozunmuş değişmişvekayatazehalindendahazayıfolabilir. Kayanın yarısından az bir kısmı toprak zemine dönüşerek W3 OrtaDerecede ayrışmış ve/veya parçalanmıştır. Kaya; taze, ya da renk Bozunmuş değişimine uğramış olup, sürekli bir kütle veya çekirdek taşıhhalliinddeddiir. Kayanın tümü toprak zemine dönüşerek ayrışmış ve/veya W4 Tamamen parçalanmıştır.Ancak, orijinalkayakütlesininyapısıhalen Bozunmuş korunmaktadır. KKayanım ttüümüü ttoprakk zemiine ddöönüüşmüüşttüür. KKaya WW55 Artık kütlesinin yapısı ve dokusu kaybolmuştur. Hacim olarak Zemin büyükbirdeğişiklikolmaklabirlikte,zemintaşınmamıştır. Değerlendirme (cid:153)(cid:153) FFiiziikksseell vee kkiimmyaassaall şşeekkiillddee aayrrışşaann kkaayaa kküüttlleelleerriinniinn, ttüümm ffiiziikksseell ((bbiirriimm hhaacciimm aağğırrllıkk, ppoorrooziittee, ssu emme, sesin yayılma hızı vs.) ve mekanik (basınç dayanımı, çekme dayanımı, elastik modül, kohezyon ve içsel sürtünme açısı) büyüklükleri artan bozunma derecesi ile azalır. Özellikle sığ tünel pprroojjeelleerriinnddee ‐‐ ≤≤33DD ––, aayyrrıışşmmaa zzoonnllaarrıı vvee bbuu zzoonnllaarrıınn bboozzuunnmmaa ddeerreecceelleerriinniinn ssaayyııssaall bbiirr şşeekkiillddee belirlenmesi,tünelstabilitesivekazıişlemlerininetkinliğiaçısındançokönemlidir. (D=Tünelkazıaçıklığı) 1100 Kaynak:UlusayveSönmez,2007.
Description:The list of books you might like
