Mengen (Bolu NE) yöresi heyelanlarının araştırılması ve potansiyel risk alanlarının uzaktan algılama tekniği kullanılarak belirlenmesi

Abstract

4* İ ÖZET Bu çalışmada Mengen (BOLU) yöresi yaraaç duraysızlıkları araştırılarak, duraysızlıkları kontrol eden jeolojik faktörler ortaya konmaya çalışılmıştır. Bu amaçla bölgede yer alan toprak zemin ve kayaç birimlerin jeome- kanik özellikleri belirlenmiş, bu özelikler uydu görüntüsü ve sayısal arazi modelinden elde edilen çeşitli arazi özelliklerini yansıtmaya yönelik haritalarla birleştirilerek toprak ve kayaç zeminler için potansiyel tehlike alanları belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışma alanındaki yamaç duraysızlıkları genellikle Eoeen yaşlı Cazlar ve Çukurca formasyonu ile Oligo Miyosen yaşlı Kengen formasyonu üzerinde yer alan toprak zeminlerin içinde oluşmaktadır. Kaya kütlelerinde ise yamaç duraysızlığı görülmemektedir. Çalışma alanının yoğun bitki örtüsüyle kaplı olması nedeniyle bölgenin CFOT görüntüsü yardımıyla doğrudan bir yorumlama yapılamamış, ancak mevcut uydu görüntüsü, sayısal arazi modeli ve analitik sonuçlarla bilgisayar ortatr-ında birleştirilerek, kaya ve toprak zeminler için potariBİyel duraysızlık tehlikesi haritaları oluşturulmuştur. Laboratuvarda yapılan testler sonucunda, çalışma alanında yer alan kayaç birimlerin ve toprak zeminlerin jeomekanik özellikleri aşağıdaki gibi belirlenmiştir.i Kayaç birimlerde #=22. 8-2G.8 kH/m3, oc= 8. 2-B3. 7 MPa, o^-0.9-7,5 MPa arasında, toprak zeminlerde ise $ =16.3- 19.1 kN/m3, w=%İO.Ö-X28. G, LL=%4O. 4-%54, PL=%21. 3-%35. 5, PI = X15. 1-X19.5 arasında değişmektedir. Toprak zeminler çoğunlıkla CL ve ML grubu malzemeden oluşmaktadır. Toprak zeminlerin makaslama özellikleri iee Cp=4.9-22.5 kPa, Cr=3.9-1Ö.G kPa, 0p=5°-210 ve 0r^4`-17°arasindadır. Toprak zeminlerde yapılan duyarlılık analizleri sonucunda, değişik yamaç yüksekliklerine karşı kritik yamaç eğimleri siltli kil (Kenger, formasyonu) için kuru koşullarda G3`-G7°, doygun koşullarda 2O°-32° arasında; kumlu kil (Çukurca iormanyonu) için kuru koşullarda G2° 7O°, doygun koşullarda 25I>-43` arasında; kumlu kil (Gazlar îortnaayonu) için kuru koşullarda G2°-7Or, doygun koşullarda 25°-43° arasında; kumlu kil (GökdaCj formasyci- nu) için kuru koşullarda G2° 7O°, doygun koşullarda 32°- 43° arasında; siltli kil (Çapak formasyonu) için kuru koşullarda G1°~7O°, doygun koşullarda 24°-48° arasında; kumlu kil için kuru koşullarda 7O° 7G°, doygun koşullarda 3O° 55° arasında ve kumlu şilt için de kuru koşullarda G3°-71°, doygun koşullarda iae 39` 54` arasında belirlenmiştir. Diîjer taraftan toprak zeminler için potansiyel tehlike alanlarının belirlenmesinde, yamaç yönelimi, drenaj ağı, eğim, eğim-yükseklik ilişkisi, bitki örtüsü, jeomekanik özellikler ve eg`im-toprak zemin kritik eğim ilişkilerik units.*» İÜ kullanılmıştır. Toprak zeminlerde makaslama parametrelerinin düşmesi ve kil içeriğinin yükselmesi, yamacın kuzeye bak matsa, eğim ve yüksekliğin artması, bitki örtüsünün azalması tehlikeyi arttırıcı faktörler olarak kullanılmıştır. Kayaç birimler için de yine eğimin ve yüksekliğin artması, süreksizliklerin yönelimi açısından NE ve SE'ya bakan yamaçlar, ana süreksizlik sistemlerine yakınlık, kaya kütlelerinin tek eksenli sıkışma dayanımının düşmesi, eklemlerin yoğunluğunun artması tehlikeyi arttırıcı faktörlerdir. Çalışma alanında yer alan toprak zeminlerde yüksek d.uraysızlık tehlikesi varken, kayaç birimlerde önemli bir duraysızlık tehlikesi mevcut değildir.

SUMMARY in this study, slope instabilities on Mengen (BOLU) area have been investigated and geological factors controlling these instabilities have been tried to be explained. For this purpose, georoechanical properties of the soil and rock units in the area have been determined and combined with the tnaps produced from SPOT iroage and digital elevation ıiiodel vhich rellects various field characteristics, in order to identify potential hazard areas. GlopeinstabilitieB generally occur in BDÜS covering EoceneSazlar and Çukurca formationB and Oligo-îlj oce^ne Kengt-?nJormatiorı. Alîîıost no instability is seen in rock unila. Due to the dense vegetation cover, it could not be possible to make a direct interpretation using the SPOT itnage of the area. Hovever, through available SPOT image, digital elevation model and the analytical reeults have been coır.bined by computer techniques, BO thot potential instability hazard maps could be produced £or BOİI and rock unitB. Geomechanical properties of the soil and rock ünite in the study area are determined basing on loboratory test results. in rock units 2` =22. O 2G. O kN/m3, oc~G, 2- 03. 7 «Pa, o^^O.D-7,5 HPa, and in BOÜStf =16. 3-19. 1 kH/m3, w=18. 87.-20. G'/., LL=40. 4%-54%, PL=21.3%-35. 5%, PI = 15. 1%-19. 5%. Soils are classified as CL and ML according to the Unified Soil Classification System. Their shear strength parameters are determined in the following ranges: Cp=4.9~22. 5 kPa, Cr=3. 9-18.6 kPa, 0p=5°-21° and 0r=4°~17°. Based on the slope height critical slope angles obtained through sensitivity analyses are as follows: in silty clay (Mengen f. ) between 63° and G7° for dry conditions and between 20` and 32e for saturated conditions, in sandy clay (Çukurca f. ) between 62° and 70° for dry conditions and between 25° and 43` for saturated conditions, in sandy clay (Sazlar f. ) between 62° and 70° for dry conditions and between 25° and 43° for saturated conditions; in sandy clay (Gokdag f. ) between 62° and 70° for dry conditions, between 32° and 43° for saturated conditions; in silty clay (Capak f. ) between Gl ° and 70° for dry conditions, between 24° and 48° for saturated conditions; in sandy clay between 70° and 76° for dry conditions, between 38° and 55` for saturated conditions; and in sandy silt between G3° and 71` for dry conditions, and between 39° and 54° for saturated conditions. On the other hand, slope orientation, drainage pattern, slope angle, slope angle-slope height relation.vx vpgeLaiion cover, geomechanical properties and slope angle-soil ground crilical slope angle relations vere also used to determine potential hazard areas of soil grounds. Decrease of shear strength parameters and increase of clay content, slopes facing to North, increase in slope angle and slope height, and decrease in vegetation are included as factors increasing the instability hazard in soils. Similarly in rock units, an increase in the slope angle and slope height, slopes facing to KE and GE, closeness to main fault zones, decrease of uniaxial compressive strength, dense joint systems were considered as the factors increasing the hazard of instability. In the study area there is high instability hazard in the soil grounds while no serious instability hazard is expected in rock units.