Pürüzlü eklem yüzeylerinin makaslama dayanımı parametrelerini saptanmasında Barton Görgül yenilme ölçütünün pratiğe uygulanabilirliğinin araştırılması

Abstract

ÖZET Barton' in yenilme ölçütü, süreksizlik yüzeylerinin doruk makaslama dayanım parametrelerin belirlenmesinde kullanılan görgül bir yöntemdir. Ancak, pratikte büyük yüzey alanları üzerinde gelişen kaymalar için bu yöntemin hangi ölçüde uygulanabilir olduğu bu güne değin araştırılmamıştır. Barton, önerdiği ölçütte bir girdi parametresi olarak kullanılan temel içsel sürtünme açısı (<>b) ve JRC değerlerinin tilt deneylerinden elde edilebileceğini açıklamıştır. Barton and Choubey (1977), tilt deneyi yapılamadığı durumlarda tüm kayaçlar için fa açısının 30° alınabileceğini, JRC değerlerinin ise, arazide alman profil ölçümlerinin önerdikleri abaktaki profillerle karşılaştırılarak saptanabileceğini belirtilmektedirler. Bu çalışmanın amacı, dolgu içermeyen süreksizliklerin Barton yenilme ölçütünden belirlenen makaslama dayanımı parametrelerinin, değişik süreksizlik yüzey profilleri ve ölçek etkisi dikkate alınarak, pratikte uygulanabilirliğinin şev duraylılıkları üzerinde sınanarak araştırılmasıdır. Bu çalışma, beşi düzlemsel kayma, ikisi kama türü kayma olmak üzere, yedi adet duraysızlık üzerinde gerçekleştirilmiştir. Laboratuvarda yapılan makaslama deneyleri ve Barton yenilme ölçütünden elde edilen makaslama dayanım parametreleri esas alınarak, duraysızlıklann geri dönük analizleriyle, kayma esnasmda geçerli olan limit denge koşulunu (F=l) sağlayıp sağlamadıkları araştırılmıştır. Ayrıca, bu araştırmacıların önerdikleri ölçek etkisinin, incelenen duraysızlıklara neden olan süreksizliklere uygulanması halinde limit denge koşulunu hangi ölçüde değiştirdiği incelenmiştir. Makaslama deneyleri ve geriye dönük analiz sonuçlarının karşılaştınlmasıyla, kayma yüzeyleri boyunca genel olarak, dasitlerin makaslama dayammlannm doruk makaslama, marnların makaslama dayanımlarının ise artık makaslama değerleriyle temsil edildiği anlaşılmıştır. Makaslama deneylerinden elde edilen, dasitler için doruk, marnlar içinse, Barton' un belirttiğinin aksine artık makaslama yenilme zarflan, Barton yenilme ölçütünden elde edilen yenilme zarflanyla uyum göstermiştir. Ancak, fa açısının 30° alınması ve JRC'nin Barton abağından belirlenmesi sonucunda, Barton yenilme ölçütünden elde edilen dayanım parametreleri, deneylerden elde edilen dayanım parametrelerinden daha yüksek değerler vermektedir. Barton yenilme ölçütünden ve deneylerden hesaplanan makaslama dayanım parametreleri esas alınarak yapılan geriye dönük analizlerin sonuçları, düzlemsel kaymalar için limit denge koşulu olan l'e çok yakın güvenlik katsayıları vermiştir. Barton (1990)'un önerdiği ölçek düzeltmelerinden sonra elde edilen makaslama dayanım parametreleri kullanılarak yapılan geriye dönük analiz sonuçlan F=l değerinin çok altında güvenlik katsayılan vermişlerdir. Çalışma sonucunda, sınırlı sayıda veriye dayanmakla birlikte, Barton yenilme ölçütünden sadece doruk değil artık makaslama dayarımı parametrelerinin de hesaplanabileceği, Barton yenilme ölçütünden elde edilen verilerin uygulamada şev tasarımında kullanılabileceği belirlenmiş ve JRC ve JCS'nin ölçek etkisine bağlı olarak değişmediği gözlenmiştir.

ABSTRACT The Barton's criteria is a method used to determine peak shear strength parameters of discontinuity surfaces. However, in practice, applicability of this method for failure occurred on large surfaces has not been investigated, yet. Barton has reported that the values of basic friction angle (ty,) and JRC, which are used as input parameters in his criteria, could be obtained from tilt tests. Barton and Choubey (1977), expressed that <>b could be taken as 30° for all types of rocks, if tilt tests couldn't be carried out. The JRC values, however, could be determined by comparision of the profiles obtained at site with the Barton's standard profiles. The purpose of this study was to assess the applicability of shear strength parameters obtained from Barton criteria on slope stabilities, considering different discontinuity surface profiles and scale. This study was performed on seven instabilities (five planar and two wedge failures). Prediction of limiting equilibrium conditions (F=l) at the time of failure by shear strength parameters obtained from laboratory experiments and Barton criteria were tested by back analysis performed onthe investigate instabilities. Moreover, the scale effect on the limiting equilibrium condition was also investigated by examining the instabilities. The comparision of the results from shear tests and back analysis of the instabilities revealed that shear strength of dacites and marls, could be represented by peak shear strength and residual shear strength values, respectively. Peak failure envelope for dacite and residual failure envelope for marls (in contrast to Barton) were in good agreement with failure envelopes obtained from the Barton's criteria. However, the values of strength parameters obtained from the Barton's criteria were higher than obtained experimentally, since fa, angle was assumed 30° and JRC determined from the Barton's standard surface profiles. The results of back analysis by using the shear strength parameters obtained from the Barton's criteria and shear tests yielded (F=l) safety factors very close to limiting equilibrium condition for planar instabilities. However, the back analysis performed using shear strength parameters obtained after scale corrections, as suggested by Barton (1990), resulted in safety factors below 1. In this study, although a limited number of data was employed, it was found that not only peak values, but also residual shear strength parameters could be estimated using the Barton' criteria, the Barton's criteria, could be used for slope design in practice and, any change on JRC and JCS values due to the application of scale effect was not observed.