Ankara yöresi grovaklarının yamaç stabilitesi yönünden incelenmesi

Abstract

IV ÖZET Yapılan çalışmada; Ankara'nın güney ve güneydoğu kesimleri ile Beytepe civarı grovaklarında gelişmiş olan yoğun kırık ve çatlak sistemlerinin ölçümlerinin yapılması, kırık ve çatlakların jeomekanik özelliklerinin belirlenmesi, grovakların eklemli kayaç kütlesi sınıflamasına göre sınıflandırılması, laboratuvar testleri ve ampirik yöntemler ile kinematik analizlerin araştırılması, elde edilen tüm verilerin şev stabilitesine yönelik olarak birlikte değerlendirilip, yorumlanması amaçlanmıştır. Çalışmada, 1/15 000 ölçekli Ankara Jeolojik Çıkma Haritası ve 1/25 000 ölçekli Beytepe Jeolojik Haritası temel alınmış ve yapılan çalışmalar bu haritalar üzerinde gerçekleştirilmiştir. Çalışma 3 aşamadan meydana gelmektedir. Bunlar; saha çalışmaları, laboratuvar çalışmaları ve bilgisayar destekli çalışmalar şeklinde özetlenebilir. Çalışmanın ilk aşamasında; grovak çıkmalarında süreksizlik ölçümleri yapılmış, grovaklarda yatay RQD değerleri belirlenmiş ve laboratuvar testlerine yönelik örnekler alınmıştır. Daha sonra süreksizlik ölçümleri değerlendirilmiş, Ankara'nın grovak içeren bölgeleri için kontur diyagramları, kutup diyagramları, gül diyagramları ve eğim değerleri dağılımını veren histogramlar eldeedilmiştir. Ayrıca, saha çalışmaları kapsamında bütün bölgelerdeki grovakların kırık ve çatlaklarının jeomekanik özellikleri de saptanmıştır. Çalışmaların ikinci aşamasında; grovakların birim hacim ağırlık değerleri ve nokta yükü indeks değerlerinden itibaren tek eksenli sıkışma dayanım değerleri bütün bölgeler için tespit edilmiştir. Ayrıca, geriye dönük duraylılık analizlerine yönelik olarak Beytepe bölgesindeki mevcut yer kaymalarına ait örnekler üzerinde zemin makaslama deneyleri yapılmıştır. Bütün bu çalışmaların ışığı altında, grovaklar Jeomekanik Kaya Sınıflama (RMR) sistemine göre sınıflandırılmış ve bütün Ankara grovaklarmın `zayıf kaya` sınıfına girdiği görülmüştür. Çalışmanın üçüncü aşamasında, bilgisayar ağırlıklı çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Örnek alımında karşılaşılan güçlükler nedeni ile süreksizliklerdeki ve kütledeki makaslama dayanımı parametreleri Ampirik Yöntemler yardımı ile belirlenmiştir. Süreksizliklerdeki makaslama dayanım parametrelerinin bulunması için Ampirik Yöntem kullanılmış ve bu yöntemden elde edilen veriler ile kinematik analizler yapılmıştır. Ankara'nın bazı bölgeleri için bu analizler sonucunda süreksizlik denetimli kaymaların varlığı söz konusu olmuştur. Ancak, süreksizlikler arası mesafenin az, süreksizlikvx devamlılıklarının düşük, süreksizliklerin yoğun olarak gelişmiş olması gibi nedenlerle grovaklarda sadece dairesel kaymaların meydana gelebileceği öngörülmüştür. Tüm kütlenin makaslama dayanım parametreleri de Ampirik Yöntem ile saptanmış ve bu parametreler kullanılarak değişik şev yükseklikleri ve şev açıları için duraylılık analizleri (sensitivity analyses) gerçekleştirilmiştir. Bütün bölgeler için güvenlik katsayıları 1 ' in üzerinde çıktığından, bölgelerdeki şevlerin duraylı olduğu sonucuna varılmıştır. Beytepe bölgesinde belirlenen mevcut 2 yer kayması için ise geriye dönük duraylılık analizleri yapılmış ve limit denge koşulunu (GK=1) sağlayan kayma anındaki kohezyon ve içsel sürtünme açıları saptanmıştır. Bunun sonucunda, Beytepe bölgesindeki yer kaymalarının bulunduğu şevler için limit denge koşulunu sağlayan c ve 0 değerleri ile değişik şev yükseklikleri ve şev açıları için duraylılık analizleri yapılmış ve GK değerleri hesaplanmıştır. Sonuçta kaymaların yer aldığı şevler için kritik yükseklik ve açılar belirlenmiştir. Ankara'nın Beytepe bölgesi dışındaki diğer bölgelerinde kaymalar gözlenmemiştir. Beytepe bölgesindeki grovakların çok parçalanmış-ufalanmış olduğunu ve mevcut kaymaların makaslama zonu gibi zayıf bir zon boyunca geliştiğini söylemek mümkündür. Diğer bölgelerde de lokal olarak makaslama zonunun bulunması, çatlaklardaki kil dolgusunun yağışlar ile yıkanması veya şişmesi, RMRvıı değerinin çok düşük olması, grovakların çok parçalarımı ş-ufalanmış olması, ek yükler ve topukta yapılan yanlış kazılar gibi nedenlerle kaymaların meydana gelmesi olasıdır. Bu koşullardan birinin veya birkaçının mevcut olduğu durumlarda, saptanmış olan kritik şev yükseklikleri ve şev açıları dikkate alınmalıdır.

VX11 SUMMARY This study aims to present slope stability problems within the graywackes seen in S, SE of Ankara and around Beytepe. To collect necessary data, a detailed systematic, survey of intense fractures and joints in the graywacke outcrops was carried out. Determination of geomechanical properties of fractures and joints, classification of these jointed rock masses, laboratory tests, computer aided kinematical analyses, sensitivity analyses were made to interprete obtained data. 1/15000 scaled Ankara geological outcrop map and 1/25000 scaled Beytepe geological map were employed in this study. Main steps to the end of the thesis comprise field studies, laboratory studies and computer aided studies. Field studies consist of Joint and fracture measurements within graywacke outcrops, horizontal RQD detection and collection of representative samples. To evaluate obtained data, contour, pole, rose diagrams and histograms of dip value distributions were plotted by employ computers. Besides, geomechanical properties of fractures and joints were also determined. Unit weight and uniaxial compressive strength from point load index values determined for all regions. ShearIX tests were run on samples from Beytepe for back analyses of stability. According to th% obtained results graywack.es of Ankara classified as `poor rock` in Geomechanics (RMR) Classification System. Due to difficulties in sampling, shear strength parameters of discontinuities and of masses were determined by means of emprical methods. These methods were employed in order to obtain shear strength parameters of discontinuities. Discontinuity controlled slides were detected for some regions of Ankara. But in majority, due to low spacing and persistency of discontinuities, only circular slides may occur in graywackes. Emprical method used in determination of strength parameters of the mass too. Obtained parameters were used in sensitivity analyses for different heights and angles of slopes. Since the safety factors obtained from the above mentioned studies are above `1`, all slopes studied are classified as stable. Using two landslide cases which occurred in Beytepe back analyses of stability were made in order to obtain cohesion and internal friction angles values causing limit equilibrium (SF=1) conditions. Stability analyses were carried out by limit equilibrium C, 0 values and different height and angle of slopes and SF values were determined.X There were no landslides observed other than Beytepe. Instabilities in Beytepe graywackes are developed due to heavily jointed-crushed feature of masses and through weak zones like shear zones etc. can be told. In other regions, instabilities can occur due to local shear zones, washing or swelling of clay infill as a result of precipitation, low RMR values, excessive loads and cautionless excavations. Critical slope heights and slope angles must be taken in account where one or a few of the above mentioned conditions are faced.