Süreksizlikler arası mesafe ve süreksizlik kutupsal yönelimlerinin tünel etkilenme bölgesi yer değiştirme mekanizmasına etkisinin araştırılması


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Teknik Üniversitesi, Maden, Maden Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Sırma Bozoğlu

Danışman: Hakan Tunçdemir

Özet:

Süreksizlik; tünel destek sistemlerinin seçiminde aktif rol oynayan jeomekanik bir parametre, kaya sınıflama sistemleri ile tahkimat tasarımı yapılırken de incelenmesi gereken ana bileşenlerden biridir. Bu tez çalışmasında, kayaçlardaki 2 boyutlu süreksizlik geometrisinin tünel ve ortam üzerinde etkisinin olup olmadığı, varsa bu etkinin ne oranda olduğu sayısal çözümleme ile araştırılmıştır. Etkisi araştırılan parametreler; süreksizlik aralığı ve yönelimidir. Kaya sınıflama sistemlerinden RMR (Kaya Kütle Puanı)'ın puanlama çizelgelerinde bulunan sınır değerleri baz alınarak süreksizlik aralıkları belirlenmiştir. Buna göre, ele alınan tünel projesi modifiye edilerek 6 cm ile 400 cm arasında değişen 8 farklı süreksizlik aralığı (6, 13, 20, 40, 60, 130, 200 ve 400cm) 0º ile 180º arasında değişen 12 süreksizlik yönelimi (0; 22,5; 30; 45; 60; 67,5; 90; …) olacak şekilde tünel çevresinde kuramsal olarak oluşturulmuş, tünel etkilenme zonundaki yer değiştirme hareketinin her bir durumda ne oranda değiştiğinin ortaya çıkarılması hedeflenmiştir. Bu şekilde oluşturulan tünel proje modelleri, sonlu elemanlar yöntemi ile çözümleme yapan RS2 yazılımı kullanılarak çözülmüştür. Çözümlemede sabit tutulan parametreler, tünel geometrisi, arazi gerilmeleri ve malzeme özelliklerini de içeren jeomekanik parametrelerdir. Toplam 68 çözümleme yapılmış, yapılan yer değiştirme analiz sonuçları, tam tünel cidarında ve cidarından dışına doğru genişleyen 2, 4, 6 ve 8. metrelerde sorgular oluşturularak incelenmiştir. Ele alınan tünel projesi yan yana açılan ikiz bir tünel projesidir. Sonuçlar, ilk tünel açılıp tahkimatı tamamlandıktan ve ikinci tünel açılıp tahkimatı tamamlandıktan sonra iki ayrı durumun ilk tünel üzerindeki etkileri olmak üzere incelenmiş ve bu incelemeler karşılaştırılmıştır. Ardından, bu karşılaştırmalar yorumlanmış ve sonuç olarak; süreksizlik aralıkları azaldıkça toplam yer değiştirmelerin arttığı, 60 cm ve daha az süreksizlik aralıkları olduğu durumlarda bazı süreksizlik yönelimleri için ani artışlar olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca etkilenme bölgeleri için tünel cidarına yaklaşıldıkça teoriyle paralel olarak yer değiştirme değerleri artmış ve tünel çeperindeki artışın, uzaktaki noktalara oranla daha büyük bir miktarlarda arttığı tespit edilmiştir. Son olarak da karşılaştırma grafiklerinde maksimum ve minimum değerleri almış süreksizlik yönelimlerinin birbirleri arasındaki fark üzerinden etkilenme bölgelerinin arasındaki ilişkiyi bulmak için grafikler çizilmiş ve denklemleştirilmiştir. Bu eşitlikler sayesinde de 8'm'den içe doğru yer değiştirme değerlerinin birbiri üzerinden hesaplanması mümkün kılınmıştır.