Açılmakta olan Zigana Tüneli - Gürgenağaç arası yol şevlerinin duraylılık analizi

Abstract

Bu çalışma, Doğu Pontid Kuzey zonu'nda Hamsiköy (Trabzon) yöresindeki Zigana tüneli ile Gürgenağaç arasında kalan yakla şık 50 km2 lik bir alanı kapsar. İnceleme alanında en önemli ulaşım Trabzon-Erzurum Devlet Karayolu ile sağlanmaktadır. İnceleme alanındaki kayaçlar daha önceki çalışmacılar tara fından ayırdedilen litostratigrafik adlandırmalara uyularak, formasyon ölçeğinde beş birime ayrılmıştır. Güzelyaylaköy spili- ti, Berdiga Formasyonu, Hamsiköy Formasyonu, Dikkaya Dasiti ve Hamsiköy kuvarslı-mikrodiyoriti 'dir. Güzelyaylaköy spiliti, spilitleşmiş bazaltlar, metabazalt ve metaandezit gibi kayaç türlerinden oluşmuştur. Birime daha önceki çalışmacılar Liyas yaşı vermiştir. Berdiga Formasyonu Güzelyaylaköy spilitleri üzerine uyumlu gelmiştir. Formasyonun yaşı Dogger-Malm-Altkre- tase olarak belirtilmiştir. Berdiga Formasyonu tabanda dolomit ler ile başlar, biyosparitik kireçtaşları ile devam eder. Hamsi köy Formasyonu iki üyeye ayrılarak incelenmiştir. Kıranoba üyesi andezit ve bazaltik karakterde lâv, tüf ve aglomer al ardan oluş muştur. Çamlibel üyesi Kıranoba üyesi ile geçişli olup kireçli kum taşları, bazaltik tüf ve tüflerden oluşup birbirleri ile ar- dışıklıdırlar. Birimin yaşı üst Kretase olarak bilinmektedir. Arazi gözlemlerinde Hamsiköy Formasyonu ile Berdiga Formasyonu arasında bir uyumsuzluk belirtisi görülmemiştir. Pontidlerde ya pılan çalışmalarda bu birimler arasında bir uyumsuzluk olduğu bilinmektedir. Dikkaya Dasiti asit karakterde bir volkanizma ürünü olup Hamsiköy Formasyonunu yer yer dasit sokulumları şek linde keserek yüzey lenir. Birimin tabanına yakın kısımlarında Kampaniyen, Meastrichtiyen yaşlı kırmızı renkli biyomikritik kireçtaşları bulunmuştur. Haranoy kuvarslı-mikrodiyoritleri di ğer tüm birimleri keserek yüzeylenir. Birimin yaşı önceki çalış macılar tarafından Üst Eosen ve sonrası olarak belirlenmiştir. Hamsiköy deresine bakan yamaçlarda molozlar, dere içinde alüvyon ve traverten oluşukları vardır. Güzelyaylaköy spilitlerini uyumlu üstleyen Berdiga Formasyo nu kalın tabakalı olup, tabakaların doğrultuları yaklaşık DB,- eğimleri 15°-t20° arasında, Hamsiköy deresinin kuzey kısımlarında KB'ya, güney kısımlarında güneye doğrudur. Çatlak analizleri, bölgeyi etkileyen deformasyon kuvvetlerinin KB-GD yönünde oldu ğunu göstermiştir. Sahada atım miktarları saptanamayan KB-GD ve yaklaşık D-B doğrultusunda gelişmiş faylar saptanmıştır. Bunla rın genelde gravite fayları olduğu düşünülmektedir. Çalışma alanı içindeki birimlerin fiziko-mekanik ve elastik özellikleri araştırılmıştır. Labor atuvar deneyleri neticesinde her birimin basınç dayanımları, içsel sürtünme açıları ve ko- hezyon değerli saptanmıştır. Kaya kaliteleri, 1 metrede iki çat lak sayısı ölçülerek formül (1 ) den bulunmuştur. Çatlak- pürüzlü lüğü her birimde ayrı ayrı belirlenmiştir. RQD = 100 e`°*lX. (0.1X+1) (1) Zigana tüneli ile Gürgenağaç arasındaki yol şevleri incelen miştir. Çalışmada steografik izdüşüm yöntemi ile duraylılık vııanalizleri yapılarak, kayma olasılığı olan süreksizlik yüzeyleri belirlenmiştir. Bu yüzeylerdeki sürtünme karakteristikleri (e, 0 açıları, A ve B oranları) eş alanlı projeksiyon üzerinde saptana rak güvenlik sayıları bulunmuştur. Bulunan bu değerler şevlerin duraylı olup olmadığı hakkında bir yaklaşım sağlamıştır. Kama tipi kayma analizlerinde (Analitik ve grafik çözümler) kaymanın sadece sürtünme ile engellendiği düşünülmüştür. A ve B ' düzlemlerindeki dolgu maddesinin kohezyon dayanımı sıfır ve şevin tamamen drene edildiği var sayılmıştır. Bu yüzden güvenlik sayı ları 1 'den küçük olan şevlerde eşitlik (2) kullanılmıştır. F = ^j(CA-X+CB-Y) + (A-^) tan0A+(B- ^ -Y)tan0B (2) Formülde GA ve Cg, A ve B düzlemlerindeki süreksizliklerdeki dol gu maddesinin kohezyonu 0&, 0b, A ve B düzlemlerindeki içsel sürtünme açılarıdır, y, kayanın özgül ağırlığı, Yw suyun özgül ağırlığı, H, toplam ama yüksekliği, X, Y, A ve B kama geometri sine bağlı olarak bulunan boyutsuz birimlerdir. Bu analiz netice sinde bulunan değerler şevlerin duraylı olup olmadığı hakkında daha doğru bir yaklaşım sağlar. Bu çalışmanın neticesi olarak şev dur aylı lığının sağlanabil mesi, Dikkaya Dasitinde duraysız şevlerin 4°-10°, Hamsiköy For masyonunda 10°-15° arasında bir yatım kazandırılmaları ile mümkün olabileceği belirlenmiştir. Güzelyaylaköy spilitlerine ait bazalt larda ve Berdiga Formasyonuna ait kireçtaşlarmda bir şev proble minin olmadığı saptanmıştır.

This study which located on the North Zone of the East Pontide, covers in an area about 50 km2 where places between Zigana tunnel and Gürgenağaç in Hamsiköy (Trabzon) area A most important communication has been provided the Trabzon- Erzurum state highway in the investigation area. The rocks in the study area are seperated five unites by the former workers according to the scale of the formation. There rocks are determined by fitting to named for litostratigraphic records. These rocks are the Hamsiköy Formation, the Dikkaya Dacite and Quartz-microdiorite of Haranoy. Güzelyaylaköy spilite is consisted of spilitized basalts, meta basalts and metaandezites which are kinds of rocks. The age of the unite is determined liassic by the former workes. The Berdiga Formation overlines the Güzelyayla Formation is determined Dogger-Malm and Prabably Lower Cretaceous. The Formation starts dolomites at '.he base and continues with biomicritic lime stones. The Hamsiköy Formation is examined by seperating two unites. The unite of Kxranoba consisted of lara, tuff, aglomerates which are the origine of basalt and andezite. The unite of Çamlibel is transition with Kiranoba unite and consist of calcareous sandstones, basaltic tuff and tuffites which are alternated each other. The age of the Çamlibel unite has been being known by Upper Cretaceous. An uncon form symptom is not seen between the Hamsiköy and the Berdiga Formations in the observations en the field. It is known that there is an unconformty between that unites in the East Pontides. The Dik kaya Dacite is come into existence from volcanic products which it is origine of acid character. This unit outcrop from play toplay by cutting in the formed dacite intrusions to the Hamsiköy Formation. It is presented the red colour biomicritic limestones where it played at near the base of the Dikkaya Dacite. The age of these are Campanien, Meastrichtien. The Quartz-raicrodiorites of Har2.noy outcrop by cutting to other whole units. The age of the unit is determined as Upper Eosen and after by the former workers. There are rubble stones in the slope an eachside the Hamsiköy stream, even if in the stream there are travertines and alluvions. The Berdiga Formation, which conformably are lied the Güzelyaylaköy Spilites, consist of thick bedded limestones, strikes of the beds is in E-W direction, diping 15°-20° to NW around north of Hamsiköy stream and to (S) around south of Hamsiköy stream. Joint analyses indicate that the deformative stress direction is about NW-SE. The faults developed in NW-SE direction were determined, but their displacement were not determined. These have been throught as the gravity- faults. On the samples of relating to the unites in the investi gation area have experimentally been studied in the laboratory for determining the physical certain mechanical, elastic. According to results obtained from the mechanical experimentals IXof an each unit has been determined uniaxial strength, the internal friction and the cohesive strenghts. In addition, it is tried to determine interval distance of joint, joint roughness, rock quality designation (RQP) for an each unit. Equal (1 ) is used. RQD = 100.e~0'U (0.1 X+1) (1) It has been examined the road slopes between Zigana tunnel and Gürgenağaç. The stability analyses were made on the road slopes of the excaveted rocks belonging Güzelyayla spilites, Berdiga and Hamsiköy Formations, Dikkaya Dacite the discontinuity surfaces, which exist to slide probability is determined by using to the method of steografic projection, found to charecteristics of the friction (e,0 angles, A and B proporkions). As a result of these operations are obtained saffety factors. It is obtained an opinion according to these values, which about is the rock slopes stability, relate wheather or not it will provide to rock slope stability. It is through that is prevented of the sliding with friction only at the analyses of the wedge failure which are analytical analysis and graphical analysis. It is assumed that is zero to the cohesive strength of the gouge material in discontinuities where are the planes A and B and the slope is fully drained. Hence, the slopes, which the factor of safety is few one, equvation (2) is used. P =^(CA-X+CB Y) + (A-Ş* -X)tan0A+(B-^.Y)tan0B (2) where C& and C% are the cohesive strength of gouge material, 0^ and 0B are the angles of friction on planes A and B, y is the unit weight of the rock, Yw is tne unite of weight of the water. H is the total height of the wedge. X, Y, A and B are dimensionless factors which depend upon the geometry of the wedge. At the end of slope stability analyses, It has been concluded that there are no problem in the rod slopes of the Berdiga Formation and Güzelyaylaköy spilites from the stability point of view. The slope angles should be decreased between 4-10 degrees in Dikkaya Dacite and 10-15 degrees in Hamsiköy Formation in order to provide stability.