Süreksizlik Dayanım Parametrelerinin Tayini

Muhtelif projelerde yapılacak yarma şevi tasarımlarında süreksizlik parametrelerinin doğru bir şekilde tayin edilmesi önemli hususlardandır. Söz konusu parametreler, süreksizliklerin kontrol ettiği duraysızlık mekanizmalarının değerlendirilmesinde kinematik, analitik ve nümerik analizlerde kullanılmaktadır.

Kil Dolgulu Süreksizlikler

Arazi çalışmalarına göre, bazı süreksizliklerin kil dolgulu olduğu gözlenmiştir ve kinematik anlamda risk taşıyan bu süreksizliklerin herhangi bir duraysızlığa neden olacağı noktada kil dolgularının kritik rol oynacağı düşünülmektedir.

Kil dolgulu süreksizlik parametrelerinin tayini ile ilgili olarak ilk yaklaşım, literatür temelli verilerin kullanılması yönündedir. Bu yaklaşım, piyasada/sektörde sıklıkla kullanılmakta ve çoğunlukla da kabul görmektedir. Ancak bu doğrultuda dikkate alınan literatür verilerinin doğrudan tasarımda kullanılması yanıltıcı olacaktır. Aşağıdaki örnekte çalışma sahasında izlenen kireçtaşı için ilgili literatür kaynağındaki parametreler kil tabakası için verilmiş olup dolgunun plastisite vb. indeks özellikleri ile kum ve çakıl içeriği dikkate alınmamıştır. Kuşkusuz dolgunun bu özellikleri makaslama dayanımını doğrudan etkileyecektir. Bu nedenle, bu tarz literatür verilerinin ön çalışma ve değerlendirme aşamalarında kullanılması, tasarımın ise mümkün olduğunca laboratuvar deneylerine dayandırılması önerilmektedir.

Süreksizliklerin kil dolgulu olarak kabul edilmesi durumunda, kaya ortamında meydana gelebilecek potansiyel duraysızlıklarda pürüzlülükten ziyade kalın kil dolgunun rol oynayacağı ve yenilme zarfının lineer (Mohr-Coulomb) olacağı kabulu yapılacaktır. Bu yaklaşımda, açılacak yarma şevlerinde kil dolguların kontrol ettiği duraysızlık mekanizmaları dikkate alınabilecek olup tasarımın aşırı derecede güvenli tarafta kalma ihtimali konusu tartışma konusudur. Bir başka deyişle özellikle güzergah projelerinde izlenen uzun yarma tülleri sektörler/kesimler halinde değerlendirilmeli, süreksizlik yönelimleri ve koşulları bu aralıklara göre kategorize edilmelidir.

Araziden uygun yöntemlerle örnek alınabilmesi durumunda laboratuvar ortamında deformasyon kontrollü doğrudan makaslama deneyi yapılarak söz konusu kil dolgunun makaslama dayanımı bulunabilir. Deneyimlere göre kil dolgunun süreksizlik dayanımı için belirleyici olabilmesi için kalınlığının yaklaşık olarak 1 cm’den fazla olması gerekmektedir.

Pürüzlü Süreksizlikler

Kaya ortamlarda meydana gelebilecek potansiyel duraysızlıkları, süreksizliklerin dolgusunun kalın olmadığı ya da dolgusunun olmadığı durumda, süreksizlik yüzeylerindeki pürüzlülük durumu söz konusu duraysızlıkları kontrol eden önemli parametrelerden biri olacaktır. Bu doğrultuda dikkate alınacak yaklaşım, süreksizliklerin pürüzlü olduğu kabulu ile eğrisel yenilme zarfını temsil eden Barton ölçütüdür. Bu ölçüt kullanılarak yapılan örnek değerlendirmede aşağıdaki adımlar izlenmiştir.

Barton yenilme ölçütü:

- Malzemenin temel içsel sürtünme açısı (fi basic) bulunur. Bu parametre ISRM tarafından standardize edilen tilt testi ile ya da laboratuvarda yapılacak makaslama deneyi ile bulunabilir. Fi basic araziden alınan intact örnek üzerinde pürüzsüz taze yüzeyde yapılacak makaslama deneyi sonucunda da bulunabilir ve önerilen yöntem budur. Eğer böyle bir imkan yok ise literatür çalışmaları da yardımcı olabilir.

- Pürüzlülük parametresi JRC, arazide kullanılacak profilometreler yardımıyla bulunur.

-JCS Singh Gahrooee yaklaşımına göre bulunur (arazide Schmidt sertlik çekici ile uygulama yapılamadıysa).

Singh ve Gahrooee (1989) tarafından önerilen bozunma sınıfları:

Taze-az bozunmuş	(sc/JCS) < 1.2
Orta derecede bozunmuş	1.2 < (sc/JCS) <2
Bozunmuş	(sc/JCS) > 2

- Şevdeki normal gerilme aralığı dilim methodu dikkate alınarak belirlenir. Maks. ve min. normal gerilme değerlerine göre Barton ölçütü çalıştırılır.

- Eğrisel ölçütün grafiği çizilir ve üssel fonksiyon denklemi tayin edilir.

- Eğrisel ölçütün üssel ifadesinin türevinden kritik derinlik (normal gerilme) için anlık içsel sürtünme açısı/fi instanteneos (eğim) bulunur. Buradaki önemli husus, Barton yenilme ölçütünün eğrisel olması nedeniyle değişen normal gerilmelere karşılık gelen dayanım parametrelerinin de farklılık göstermesidir. Bu nedenle kritik normal gerilmelere (derinlik) karşılık gelen dayanım parametrelerinin bulunması gerekmektedir.

- Bulunan fi değerine karşılık gelen kohezyon da ilgili eşitlik yardımıyla bulunur.