YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ İnşaat Mühendisliği Bölümü TÜNEL DERSİ Ergin ARIOĞLU YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TÜNEL DERSİ TÜNEL DERSİ 2 Bölüm 2 Bölüm İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TÜNEL DERSİ TÜNEL DERSİ 2 Bölüm 2 Bölüm 2. Bölüm 2. Bölüm (Jeolojik ve tektonik yapı, Kaya kütlesi Özellikleri ve Sondaj Yoğunluğu) (Jeolojik ve tektonik yapı, Kaya kütlesi Özellikleri ve Sondaj Yoğunluğu) 2. Bölüm 2. Bölüm (Jeolojik ve tektonik yapı, Kaya kütlesi Özellikleri ve Sondaj Yoğunluğu) (Jeolojik ve tektonik yapı, Kaya kütlesi Özellikleri ve Sondaj Yoğunluğu) Prof. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLU Prof. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLU Prof. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLU Prof. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLU Prof. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLU Prof. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLU Yapı Merkezi AR&GE Bölümü Yapı Merkezi AR&GE Bölümü Prof. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLU Prof. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLU Yapı Merkezi AR&GE Bölümü Yapı Merkezi AR&GE Bölümü 2009 2009 2009 2009
46
Embed
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ - Yapı Merkezi...YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ İnşaat Mühendisliği Bölümü TÜNEL DERSİ Ergin ARIOĞLU YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ İİİNŞAAT
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
2 Bölüm2 Bölüm2. Bölüm2. Bölüm(Jeolojik ve tektonik yapı, Kaya kütlesi Özellikleri ve Sondaj Yoğunluğu)(Jeolojik ve tektonik yapı, Kaya kütlesi Özellikleri ve Sondaj Yoğunluğu)
2. Bölüm2. Bölüm(Jeolojik ve tektonik yapı, Kaya kütlesi Özellikleri ve Sondaj Yoğunluğu)(Jeolojik ve tektonik yapı, Kaya kütlesi Özellikleri ve Sondaj Yoğunluğu)
Prof. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLUProf. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLUProf. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLUProf. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLUProf. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLUProf. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLU
Yapı Merkezi AR&GE BölümüYapı Merkezi AR&GE Bölümü
Prof. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLUProf. Dr. Müh. Ergin ARIOĞLU
Yapı Merkezi AR&GE BölümüYapı Merkezi AR&GE Bölümü
2009200920092009
11
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Uzun bir tünel projesinde karşılaşılabilecek jeolojik ortamlara örneklerUzun bir tünel projesinde karşılaşılabilecek jeolojik ortamlara örnekler
Büyük fay Talk şist katmanı
Bindirme zonu
Ezilme zonu
Granit ŞistŞist Gnays Tünel
DenizDeniz
İki nokta arası mesafe100 150 200 250 300 350 400
Çatlaklı granit Büyük fay sistemi Zayıf kaya katmanı Çatlaklı şist Bindirme zonu Minör fay sistemi Çatlaklı gnays
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Devamıdır…
Uzun bir tünel projesinde karşılaşılabilecek jeolojik ortamlara örnekler
I) Çatlaklı Granit (blok yapılı)Tam cepheli makineli kazı durumunda, gerek iksa gerekse kazı ilerlemeleri bakımından herhangi bir teknik sıkıntı sözkonusu değildir.Granitin bileşimi içinde aşındırıcılık özelliğine sahip olan kuvars, feldspat gibi minerallerin kimyasal bileşimde bulunma miktarlarına bağlıolarak disk keski aşınır. Disk keskileri değiştirme giderlerini azaltmak için geçilen formasyonların aşındırıcılık bakımından kritik olanmineralleri, petrografik analizlerle önceden belirlenmelidir.
II) Büyük fay sistemi (zayıflık zonu)Tam cepheli delme makinelerinin (TBM) kullanıldığı tünellerde fay geçişlerinde gerek stabilite açısından, gerekse ilerleme hızı açısındanönemli teknik problemler gözlenir. Diğer kelimelerle tünelin ilerleme hızları, normal koşullardaki ilerleme hızının belirgin şekilde altındaolacaktır. Özellikle bu zonların yumuşak olmasından dolayı, kazımakinelerinde yan cidarlara gömülmeler oluşur.Buradaki problemlerin büyüklüğü fay sisteminin yataydaki kalınlığına ve fay breşmalzemesinin yerinde mekanik büyüklüklerine bağlıdır.
III) Zayıf kaya katmanı(zayıflık zonu)II. zonda belirtilen hususlar, III zonda da geçerlidir. Bu zonda oluşacak bir tavan boşalmasında, tünelin su geliri artabilir.
IV) Çatlaklı şist (bloklu yapı)III zon için söylenenler bu zon için de geçerlidirIII. zon için söylenenler bu zon için de geçerlidir.
V) Bindirme ZonuIII. zon için söylenenler bu zon için de geçerlidir. Beklenen su gelir artışları için tedbirler alınması gerekir.
VI) Minör fay sistemiVI) Minör fay sistemiBu bölgede beklenen problemler II. zon için sıralanan sorunlardan daha az şiddette gözlenecektir.
VII) Çatlaklı gnays (bloklu yapı)Bu bölgedeki ilerleme hızları ve iksaya ilişkin problemler hemen hemen sorunsuzdur. Ancak artan derinlik durumlarında radyal
d ği ti /k bü üklüğü d t l ö k l bili
33Kaynak: Saille ve Palmström, 2008’ den değiştirilerek.
yerdeğiştirme/kazı yarı çapı büyüklüğünde artışlar sözkonusu olabilir.
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Kaya kütlelerinin yerinde mekanik büyüklüklerini (basınç dayanımı, çekme y y y ( ç y , çdayanımı, elastik modül, kohezyon) belirleyen süreksizlikler/pürüzlülük
Pürüzlülüğün Kalitatif Olarak Belirlenmesi
PürüzlüI
ARSondaj deliği
Dolgu
Pürüzlü
Düz
Kaygan
I
II
III
ANIM
I ARTA
Blok boyutu Pürüzlü
Düz
BASAMAKLI
IV
YMA DAYA
Süreksizlik aralığı
PürüzlülükDüz
Kaygan
DALGALI
V
VI
KAY
Devamlılık
Ölçüm hattı
Eğim ve eğim yönü (yönelim)
Su sızıntısı
Pürüzlü
Düz
VII
VIII
Süreksizlik takımlarının sayısı ve ortalama aralıkları kayanın yerinde dayanım büyüklüklerini etkiler. Artan süreksizlik sayısı ve azalan
sızıntısıKaygan
DÜZLEMSELIX
44
Kaynak: Hodson, 1989’ dan alıntılayan, Ulusay ve Sönmez, 2007.
aralıklar, kaya kütlesinin tüm mekanik büyüklüklerini azaltır.
Tünel kazı açıklığı/ çatlak aralığı karakteristik oranı, tünelin verilen gerilme koşulları altında davranışını belirler.
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Kaya ortamında süreksizliklerin ölçülmesiKaya ortamında süreksizliklerin ölçülmesi
Ölçüm hattı uzunluğu (L)
Süreksizlikler
Kesişim
Ölçüm hattı
Görünür aralık, x
SüreksizliklerSüreksizlikler
Şerit metre
55Kaynak: Ulusay ve Sönmez, 2007.
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Kaya kütlesinin mekanik olarak tanımlanmasıy
Özürsüz TEK CİSİM
OLİT
İLME
CESİ
Basınç Gerilmesi, σ
1KONTİNUUM
(SÜREKLİ ORTAM)
Bi
Çatlaklı TEK CİSİM
MON
YENİ
ÖNC
Tekil süreksizlikÇOK CİSİM
1
2
3
(SÜREKLİ ORTAM)Basınç dayanımı
rim Kısalm
aLİLİT
LİLİT
NİLME
NRA
SI
ÇOK CİSİM
Düzenli çatlaklıÇOK CİSİM
Düzenli parçalanmış
DİSKONTİNUUM(SÜREKSİZ ORTAM)
4
5
a, ε
POPO YEN
SON p ç ş
ÇOK CİSİM
Düzensiz parçalanmışÇOK CİSİM
KUVAZİ KONTİNUUM
5
6
Ufalanmış ezilmişÇOK CİSİM
KUVAZİ KONTİNUUM(SANKİ SÜREKLİ ORTAM)7
Kalıntı basınç dayanımıÖrnek: 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
66
Kaynak: Vardar, 2005.
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
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Kaya kütlesi süreksizliklerdeki (çatlaklardaki) suyun yeraltı kazılarına etkileri
c
a b
Tünel açıklığı
a) Çatlaklardaki su geliri, çatlağın/kaya kütlesinin yerindeki mekanik büyüklüklerini önemli ölçüdedeğiştirir. Özellikle yerinde basınç dayanımı,σb,y, yerinde elastik modül, Ey, kohezyon, cyd ğ l i d ki l k d ik b l bili I l k d d ki i l ü ü Ø kdeğerlerindeki azalma çok dramatik boyutta olabilir. Islak durumdaki içsel sürtünme açısı, Ø, kuruduruma göre birkaç derece ‐ 2 ° ila 5° daha düşük olabilir.
b) Süreksizlik yüzeyleri arasında dolaşan suyun basıncı yüksekse, çatlak düzeyine dik olarak etki edennormal gerilmenin büyüklüğünü önemli ölçüde azaltarak, kaya kütlesinin yenilme zarf eğrisine aitkarakteristik büyüklükleri (kohezyon ve içsel sürtünme açısı) azaltır.
77Kaynak: Hodson, 1989’ dan alıntılayan Ulusay ve Sönmez, 2007’ den değiştirilerek.
c) Çok yüksek normal gerilme altında bulunan süreksizliklerde ise dolgusuz çatlaklar kapanarak,ortamın drenaj özelliklerini azaltır. Su drene olamadığından dolayı tünel kazısı etrafındaki su basıncıartar.
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
İ t b l T k F d öl ül (t b k k l l ğ tl kİstanbul Trakya Formasyonunda ölçülen (tabaka kalınlığı‐çatlaksıklığı)arasındaki ilişkileri
Ortalama Tabaka kalınlığı 23 cmOrtalama Çatlak sıklığı 12 ad/ m
Kaynak: Eriş 1999
88
Kaynak: Eriş, 1999
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Zayıflık Zonları ve Tünel Projelerine Olası EtkileriZayıflık Zonları ve Tünel Projelerine Olası Etkileri
Yoğun ezilmiş zonKil
Karmaşık ezilmiş zonKil damarları
Ezilmiş kayaKil yok veya çok az killi
Ezilmiş zonBiraz ayrışma
Ezilmiş zonBiraz kil
a b c d e
• Çatlaklı yapısınedeni ile kayakütlesinin yerindemekanikbüyüklükleri daha
• a’ daki durumgeçerlidir. Bozunmazonlarının varlığınedeni ile yerindedayanımlar daha da
• b maddesinde söylenenlergeçerlidir.•Kil mineralinin cinsine vezon içerisindeki kapsadığıalana bağlı olarak tünel
• c maddesindesöylenenlergeçerlidir.
•Bu tür zonlarda tüneldeformasyonlarına (radyalcidar yerdeğiştirmesi/kazıyarı çapı) bağlı olarak çokciddi stabilite sorunlarıbüyüklükleri daha
küçüktür.• Çatlak dolgusununolup, olmamadurumuna göre su
dayanımlar daha daazalır.• Bu zonların içindeyapılan kazılardaradyal
alana bağlı olarak, tünelcidar kapanmaları dahaşiddetlidir. Bu hareketlerzaman boyutuna bağlıolarak artar (bu tür
ciddi stabilite sorunlarıyaşanır. Killi kesim bütünayrışma zonunukapsadığından dolayı yer altısuyunun drenajı tam olarakğl d l
99
Kaynak: Stille ve Palmström, 2008’ den değiştirilerek.
sağlanamaz. Bu nedenletünel iksa sistemine ekolarak büyük boyutta subasıncı etkir.
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Tanım Tanımlama Ölçütü Bozunma Derecesi
Kaya kütlelerinin bozunma derecesiyle ilgili sınıflama (ISRM, 1981)
Bozunmamış(taze)
Kayanın bozunduğuna ilişkin gözle ayırt edilebilir birbelirti olmamakla birlikte, ana süreksizlik yüzeylerindeönemsiz bir renk değişimi gözlenebilir.
W1
AzB
Kaya malzemesinde ve süreksizlik yüzeylerinde renkdeğişimi gözlenir. Bozunma nedeniyle tüm kayacın rengi
W2Bozunmuş değişimi gözlenir. Bozunma nedeniyle tüm kayacın rengi
değişmiş ve kaya taze halinden daha zayıf olabilir.
Orta DerecedeBozunmuş
Kayanın yarısından az bir kısmı toprak zemine dönüşerekayrışmış ve/veya parçalanmıştır. Kaya; taze, ya da renkdeğişimine uğramış olup, sürekli bir kütle veya çekirdek
h li d di
W3
taşı halindedir.
TamamenBozunmuş
Kayanın tümü toprak zemine dönüşerek ayrışmış ve/veyaparçalanmıştır. Ancak, orijinal kaya kütlesinin yapısı halenkorunmaktadır.
W4
K tü ü t k i dö ü ü tü K W5ArtıkZemin
Kayanım tümü toprak zemine dönüşmüştür. Kayakütlesinin yapısı ve dokusu kaybolmuştur. Hacim olarakbüyük bir değişiklik olmakla birlikte, zemin taşınmamıştır.
W5
Fi iksel e kim asal şekilde a r şan ka a kütlelerinin tüm fi iksel (birim hacim ağ rl k poro ite s
DeğerlendirmeFiziksel ve kimyasal şekilde ayrışan kaya kütlelerinin, tüm fiziksel (birim hacim ağırlık, porozite, su
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
projelerinde ‐ ≤3D – ayrışma zonları ve bu zonların bozunma derecelerinin sayısal bir şekilde
1010Kaynak: Ulusay ve Sönmez, 2007.
projelerinde ‐ ≤3D –, ayrışma zonları ve bu zonların bozunma derecelerinin sayısal bir şekilde
belirlenmesi, tünel stabilitesi ve kazı işlemlerinin etkinliği açısından çok önemlidir.
(D= Tünel kazı açıklığı)
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
İLAVE GÖSTERİM
• Küçük
• Karot tanımlaması:‐ Genellikle malzeme tanımlaması yapılır.
numune
• Mühendislik yapısı (şev, tünel aynası vb.) boyutları
•Zon sınırları:‐ Martin ve Hencher, 1986 kriterine göre
• Yapısal jeoloji:‐ Yapraklanma, dayk ve
• Bölgesel tanımlama:‐ Kütle boyutu
1111
p , yçatlaklar rapor edilecektir
Kütle boyutu‐ Kütleyi oluşturan farklı malzemeleri içeren tanım
‐ Aralarındaki ilişkiler‐ Çatlaklar
Kaynak: Shirlaw vd., 2001
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
İLAVE GÖSTERİM
Ayrışmış Kaya Kütleleri:
II dereceIV derece
IV derece bozunma
II derece bozunmabozunma
IV derece bozunma
Düzensiz bozunma granitBozunma derecesi: Ortada II Derece, kenarlarda IV Derece(II Derece bozunma: Kaya malzemesinde ve süreksizlik ü l i d k d ği i i ö l i )
Üniform bozunma granit Bozunma Derecesi: IV Derece(IV Derece bozunma: Kayanın tümü toprak zeminedö ü k / l t ) yüzeylerinde renk değişimi gözlenir).dönüşerek ayrışmış ve/veya parçalanmıştır).
1212Kaynak: Shirlaw vd., 2001
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Büyük süreksizlik yapıları olan faylar, geometrik ve gerilme özellikleri y y p y , g g
masrafı= Delme + patlatma + iksa, cinsinden – ve tünel uzunluğu (A, B, C, D açıklamaları
izleyen çizelgede belirtilmiştir.)
2121Kaynak: LindstrØm ve Kveen, Norwegan Tunneling Society, Publication No: 15, p 75 – 74, 2005.
y ç g ş )
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Devamıdır…
Araştırma Sınıfının Tanımı
Zorluk Derecesi
a1Düşük
a2Orta
a3Yüksek
b. Tünel projesine
b1Düşük
A A B
b2 A B Cprojesine ilişkin istekler
Orta
b3Yüksek
B C D
AÇIKLAMALAR:
Zorluk Derecesi: Tünel geçkisinin mühendislik jeolojisi açısından taşıdığı zorlukların derecesini ifade
eder. Genel jeolojik koşullara ek olarak ayrışma zonların varlığı, hidro‐jeolojik koşullar, tünelin sehimeder. Genel jeolojik koşullara ek olarak ayrışma zonların varlığı, hidro jeolojik koşullar, tünelin sehim
eğrisinin etki alanında yer alan köprü ayakları, binalar ve diğer alt yazılar vb. anılan faktör içinde
düşünülmelidir. (Düşük, orta ve yüksek zorluk derecesi içinde değerlendirilebilir).
P j İ t l i B öğ d ğ d d ğ tü l k d ki l t bilit b l ili tiliProje İstemleri: Bu öğe, doğrudan doğruya tünel kazısı sırasındaki genel stabilite, ve bununla ilintili
olarak olası riskleri içerir. Keza, üç sınıf – düşük, orta, yüksek – ile ifade edilmeye çalışılır.
2222
Kaynak: LindstrØm ve Kveen, Norwegan Tunneling Society, Publication No: 15, p 75 – 74, 2005.
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Tünel Projelerinde Sondaj Geometrilerine Ait DeğerlendirmelerTünel Projelerinde Sondaj Geometrilerine Ait Değerlendirmeler
• Sondaj Yoğunluğu: ∑ ss
t
Sondaj uzunluğu L mn = = mMühendislik yapısının‐ tünel ‐uzunluğu L
o Projenin genel özelliklerine ve içerdiği risk durumuna bağlı olarak sondaj yoğunluğu ns= 0,2 – 1,5
İstanbul Hafif Raylı Sistemi, 3. Aşama (Otogar‐Bağcılar)
3.600(D)
57 1.689 63,2 0,47 Derin Tünel, Aç‐Kapa Silt‐Kil (6)
İstanbul Metrosu, 2. Aşama (Taksim‐Yenikapı)
5.705(D)
132 3.543 43,2 0,62 Derin Tünel, Aç‐Kapa Grovak, Aluvyonel Zemin
(7)
İstanbul Metrosu, 3. Aşama (4 Levent‐ 5.500 62 1.720 88,7 0,31 Derin Tünel, Aç‐Kapa Grovak (7)
Ayazağa) (D)
Taksim‐Kabataş Füniküler Sistemi 643(T)
18 480 35,7 0,75 Derin Tünel, Aç‐Kapa Grovak, Aluvyonel Zemin
(8)
Marmaray Projesi (Yedikule‐Söğütlüçeşme) (Boğaz Geçişi Hariç)(***)
9.080(D)
80 3.862 113,5 0,43 Derin Tünel, Aç‐Kapa Grovak, Alüvyonel Zemin
(9), (10)(11)
Ankara Metrosu, (M4,Tandoğan‐Keçirören Hattı)
10.582(D)
77 2.300 137,4 0,22 Derin Tünel, Aç‐Kapa Tünel
Andezit, Alüvyonel Zemin
(12)
Hat Uzunluğuna göre AğırlıklıORTALAMA
‐ ‐ ‐ 92 0,38 ‐ ‐
Kaynaklar (**): (1) Yük l A ğl Ob Al 1993
(5) Yoldaş, 1992(6) STFA 2000
(9) DLH, 2003(10) Şi k 2005(1) Yüksel, Arıoğlu, Obay, Alper, 1993
(2) Yapı Merkezi, 1998(3) Arıoğlu, B., Yüksel, Arıoğlu, E., 2002a(4) Yıldız, 2005
(6) STFA, 2000(7) Aydemir, 2006(8) Yoldaş, 2003
(10) Şimşek, 2005(11) Şimşek ve ark. 2005(12) Nuray, 2005
(*) (T) : Tamamlanmış Proje, (D): Devam eden proje(**) Bazı projelere ait verilere ulaşılamadığından ilgili projelerde görev almış kişilere başvurulmuştur.
2424
(***) jj
VIII Bölgesel Kaya Mekaniği Sempozyumu, 2006, İstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Fakültesi, İSTANBULKaynak: Yüksel, A., Yeşilçimen, Ö., Çavuşoğlu, M, 2006.
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Ü İBAZI TÜNEL JEOLOJİK, GEOTEKNİK ARAŞTIRMAGEOTEKNİK ARAŞTIRMA
ÖRNEKLERİ
2525
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Tünel geçkisinin stabilitesini kontrol eden bir örnek: Şevin yenilme
yüzeylerinden geçen tünel
Gelişen çekme çatlakları
Şev yenilme yüzeyleri
Nehir
Kütle hareket vektörü
Tünel
Kaynak:Whittaker ve Frith, 1990.
2626
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Vadi etkisinin “H tg /h” ölçülen ve teorik gerilme değerlerinin oranına etkisiVadi etkisinin “H.tgα/h” ölçülen ve teorik gerilme değerlerinin oranına etkisi
1010
9
8
7
Hα>25°
h
7
6
5
4
σ 1/σ
3
4
3
2
1 Teorik gerilme değeri
İzotrop gerilme durumu
0 2 4 6 8 10 12 14 16
0
H.tgα/h
Teorik gerilme değeriÖlçülen gerilme değeri
Değerlendirme
Artan vadi etkisiyle tünelin maruz kaldığı gerilmelerde “aniztropi” de büyük ölçüde artmaktadır.
(σ1/σ3= 1 izotrop gerilme durumunu ifade eder).
2727Kaynak: Shrestha ve Broch, 2008’ den değiştirilerek.
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Norveç, Avusturya ve İtalya’ da kimi tünellerde ölçülen asal gerilme değerleri
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Mevhibe İnönü Tüneli Jeolojik Kesiti (İstanbul Hafif Raylı Sistemi 2 Aşama)Mevhibe İnönü Tüneli Jeolojik Kesiti (İstanbul Hafif Raylı Sistemi, 2. Aşama)
Dr. Rıfat YOLDAŞ
Kaynak: Arıoğlu, B., Yüksel, A. Arıoğlu, Ergin.,V. Ulusal Kaya Mekaniği Sempozyumu, 2000, Isparta.
2929
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Ümmühan Ana Tüneli Geoteknik Boy Kesiti (YapıMerkezi İnşaat A Ş )Ümmühan Ana Tüneli Geoteknik Boy Kesiti (Yapı Merkezi İnşaat A.Ş.)
Kaynak: Yapı Merkezi Mühendislik ve Tasarım Grubu, 1996, Çamlıca, İstanbul
3030
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Ümmühan Ana Tüneli Tipik Zemin Profili ve Ortalama Geoteknik Büyüklükler (YapıMerkezi İnşaat A.Ş.)Ümmühan Ana Tüneli Tipik Zemin Profili ve Ortalama Geoteknik Büyüklükler (Yapı Merkezi İnşaat A.Ş.)
Kaynak: Arıoğlu Ergin Arıoğlu B Yüksel A 2002
3131
Kaynak: Arıoğlu, Ergin, Arıoğlu, B., Yüksel, A., 2002.
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Tünel ayna jeolojik kesiti, km 0 – 068,88 (Yapı Merkezi İzmir Metro Projesi Nenehatun Tüneli)
3232Kaynak: Arıoğlu, B., Yüksel, A., Arıoğlu, Ergin.,ECAS2002 Uluslararası Yapı ve Deprem Mühendisliği Sempozyumu, 14 Ekim 2002, Orta Doğu Teknik Üniversitesi
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Tünelde kaya ortamı davranışının belirlenmesi (Yapı Merkezi İzmir Metro Projesi Nenehatun Tüneli)
km 0+680’deki Jeolojik Kesit
• Tek Eksenli Laboratuvar Basınç Dayanımı: (Tablodan)
σb,lab= 165 kgf/cm2 =1650 t/m2
• Birim Hacim Ağırlık: (Tablodan)
y ş ( p j )
Kiltaşı
Çakıltaşı
γ= 2,2 t/m3
• Kaya Kalite Derecesi: (Sondaj Çalışmalarından)
RQDort = %15Çakıltaşı• Çatlak Takım Saysı Katsayısı (Sondaj Çalışmalarından)
• Yerinde Basınç Dayanımı (Hoek,1999) bağıntısı ile
• Stabilite sayısı N; H=50 m için:
(0,05×GSI) (0,05×20) 2b,y b,labσ = 0,019× σ × e = 0,019×165× e = 8,5 kgf/cm
2t/mσ 85
Zemin Tanımı :Kırmızı renkli Kiltaşı, sarı yeşil renkli Killi kumtaşı,
Kazı Alanı : A = 69 m2
3333ECAS2002 Uluslararası Yapı ve Deprem Mühendisliği Sempozyumu, 14 Ekim 2002, Orta Doğu Teknik Üniversitesi
Zayıf SıkışmaZayıf Sıkışma3
b,y
t/m m
σ 85N= = = 0,77
γ × H 2,2 × 50
Kırmızı renkli Kiltaşı, sarı yeşil renkli Killi kumtaşı, Çakıltaşı ardalanması
Kaynak: Arıoğlu, B., Yüksel, A., Arıoğlu, Ergin, 2002.
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Geometrik BilgilerGeometrik Bilgiler
Kazı Alanı (m2) 36.43
Üst Yarı Alan (m2) 18.81
Alt Yarı Alan (m2) 17.62
6 35Ortalama Kazı Genişliği (m) 6.35
Örtü Kalınlığı (m) 32.00
Aks Derinliği (m) 35.30
Geoteknik Bilgilerld i
Kil arabantlı kumtaşı
YASS (+10.00 m)
Geoteknik Bilgiler
RQD (%)
Örtü Kalınlığı Boyunca 6 (0‐40)Aks Derinliği Boyunca 6 (0‐40)
GSI 17
F G l T
Ezilme ZonuAndezitEzilme Zonu
Formasyonun Genel Tanımı
Az‐orta derecede ayrışmış, çok sık çatlaklı, orta dayanımlı, kiltaşı arabantlıkumtaşı, az ayrışmış, sık çatlaklı ve parçalı, orta‐iyi dayanımlı andezit
f y ğstabilitesinin tam olarak sağlanması bakımından alt ve üst kazıaynaları tümü ile yeterli kalınlıkta ve dayanımda püskürtme betonu ilekaplanmalıdır.
Kaynak: Yapı Merkezi, AR&GE Bölümü, 2002
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Kadıköy – Kartal Raylı Sistemi Güzergahı Genel Jeolojisi (Ocak, İ., 2006)
Kaynak: IETT 2005a; Ocak, İ., 2006)
3535
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Baltalimanı Formasyonu: Fosfat Yumrulu Çört – ŞeylBaltalimanı Formasyonu: Fosfat Yumrulu Çört Şeylİnce – çok ince tabakalı, sık kıvrımlı, kırıklı, çok sık çatlaklı, orta zayıf dayanımlı
Lejand
3636Kaynak: Yüksel, A., Yeşilçimen, Ö, Arıoğlu, Ergin,2006.,VIII Bölgesel Kaya Mekaniği Sempozyumu, 2006, İstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Fakültesi, İSTANBUL
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
Kaya Kalitesi Göstergesi ( RQD )
İLAVE GÖSTERİM
• RQD, bir ilerleme aralığında doğal süreksizliklerle ayrılmış, boyu 10 cm. Ve daha büyük olan ve silindirik
şeklini koruyan karot parçalarının toplam ilerleme aralığının uzunluğuna oranının yüzde olarak ifade
Kaya Kalitesi Göstergesi ( RQD )
edildiği kantitatif bir indekstir.
• Deere ( 1964 ) tarafından önerilen RQD , aşağıda verilen ifade ile belirlenmektedir.
∑n
ii=1
l
RQD =L
n= İlerleme aralığındaki karot parçalarının sayısı
li= RQD’ ye dahil edilen ve boyu 10 cm. ve daha büyük olan karot parçalarının boyları
L= İlerleme uzunluğudur.ğ
RQD Sınıflandırması
RQD Kaya Kalite Göstergesi
k f0 – 25 A. Çok zayıf
25 – 50 B. Zayıf
50 – 75 C. Orta
75 90 D İyi
3737
75 – 90 D. İyi
90 – 100 E. Çok iyi
Kaynak: Deere, 1964’ den alıntılayan Ulusay, R. Ve Sönmez, 2007.
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
( k l ) ’ l l
İLAVE GÖSTERİM
RQD (Kaya kalite göstergesi) Kavramı ve RQD’ nin Belirlenmesi
RQD’ ye dahil edilen karot parçaları
RQD’ ye dahil edilen karot parçaları
Σli= 0,43, L= 1,2 m, RQD= %36Σli 0,43, L 1,2 m, RQD %36
Kaynak: Ulusay, R. Ve Sönmez, 2007.
3838
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü
TÜNEL DERSİErgin ARIOĞLU
İzmir Metrosu Sondaj Çalışmaları (S50A Sondajı) (İzmir Metro Projesi Nenehatun Tüneli)İzmir Metrosu Sondaj Çalışmaları (S50A Sondajı) (İzmir Metro Projesi Nenehatun Tüneli)
ECAS2002 Uluslararası Yapı ve DepremMühendisliği Sempozyumu 14 Ekim 2002 Orta Doğu Teknik Üniversitesi
3939
ECAS2002 Uluslararası Yapı ve Deprem Mühendisliği Sempozyumu, 14 Ekim 2002, Orta Doğu Teknik Üniversitesi
Kaynak: Arıoğlu, B., Yüksel, A., Arıoğlu, Ergin, 2002.
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİİnşaat Mühendisliği Bölümü