Kaya kütle sınıflama sistemi RMR, Q ve M-RMR tabanlı bir bilgisayar yazılımının geliştirilmesi
Development of a computer software based on RMR, Q ve M-RMR rock mass classification system
Yazar: ÖZKAN İNİK
Danışman: DOÇ. DR. İHSAN ÖZKAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Kaya mühendislik yapılarının tasarımında görgül ve sayısal yaklaşımlar kullanılmaktadır. Görgül yaklaşımların temelini kaya kütle sınıflama sistemleri oluşturmaktadır. Sayısal yaklaşımlarda ise yaygın olarak kullanılan yenilme ölçütlerinden Hoek-Brown yenilme ölçütü, kaya kütle sınıflama indeks değerlerine bağlı kütle sabitleri kullanmaktadır. Bundan dolayı kaya kütle sınıflama sistemleri kaya mühendislik yapılarının tasarımında vazgeçilmez bir metottur. Sınıflama sistemleri içerisinde en yaygın kullanılanlar RMR ve Q sistemleridir. Ancak bu iki sistem zayıf-tabakalı- anizotropik-kil içerikli ve kırıklı kaya kütlelerini tanımlamada yetersiz kalmaktadır. Bu tür kaya kütleleri için M-RMR sistemi geliştirilmiştir.
RMR, Q ve M-RMR sınıflama sistemlerinin dikkate aldığı jeoteknik parametrelerin toplam sayısı 28 adettir. Bu sınıflama sistemleri öncelikle jeoteknik aralıkların belirlenmesini öngörmektedir. Her bir jeoteknik aralıktan belirlenen 28 adet parametre değerlendirilerek kaya kütle sınıflama indeks değerleri bulunmaktadır. Jeoteknik aralık sayısının artmasıyla kaya kütle malzemesinden bulunması gereken veri adedide katlanarak artmaktadır. Bu verinin değerlendirilmesi ve raporlanması oldukça zor ve zaman alıcı bir işlem olarak karşımıza çıkmaktadır. 
Yapılan bu yüksek lisans tez çalışmasında, RMR, Q ve M-RMR kaya sınıflama sistemlerine ait ROCKMASS v2 adında bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Programın geliştirilmesine yönelik yapılan çalışmalar ve bu programın kullanılmasına ait kılavuz bilgiler bu tezde sunulmuştur. Program, mühendislerin tasarım çalışmalarında kullanacakları 60 ayrı rapor hazırlayabilmektedir. Yazılım tarafından sunulan raporlar, geleri ve tünel,  şev ve kuyu mühendislik uygulamaları için ayrı ayrı alınabilmektedir. Bu raporların büyük bir bölümü, sınıflama girdi parametreleri ve indeks değerlerinin sunumu şeklindedir. Bunların haricinde tasarım mühendislerinin dikkatini çekecek iki farklı rapor sunumu bulunmaktadır. Vurgulanan ilk rapor, sondaj kuyusunda karşılaşılan kaya birimlerinin gruplanmasıyla oluşmaktadır. Diğer rapor ise, birbirini takip eden jeoteknik aralıklarda ±10 indeks puan aralığında kalan bölgelerin birleştirilmesiyle elde edilmektedir. Her iki rapor hazırlığında belirlenen sınıflama indeks değerleri, ağırlıklı ortalama yöntemi ile belirlenmektedir.
Bu tez çalışmasında geliştirilen ROCKMASS v2 yazılımı için uygulama sahası TKİ-GLİ-BLİ Orhaneli kömür ocağı seçilmiştir. Sahada açılan 5 sondaj kuyusundan alınan karotlar kullanılarak RMR, Q ve M-RMR sistemleri yardımıyla sınıflama çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sınıflama çalışmalarında sahada toplam 249 adet jeoteknik aralık ve bu aralıklardan toplam 6972 adet jeoteknik parametre belirlenerek sınıflama formlarına işlenmiştir. Daha sonra doldurulan formlardaki jeoteknik veriler, geliştirilen ROCKMASS v2 programına girilmiş ve sonuçlara ulaşılmıştır. Ayrıca 5 sondaj kuyusuna ait jeoteknik veriler, bilinen klasik yöntemlerle çalışılarak hakem niteliği taşıyan sınıflama sonuçları elde edilmiştir. ROCKMASS v2 sonuçları ile klasik yöntemlerle ulaşılan sonuçların bire bir örtüştüğü görülmüştür. Matematiksel temelde doğru sonuçlar ürettiği tespit edilen ROCKMASS v2 programı ile jeoteknik veriler düzenli bir biçimde saklanabilmekte ve tasarım mühendislerinin kullanacağı RMR, Q ve M-RMR sistemleri için kaya kütle sınıflama parametre ve sonuçları detaylı log raporlarla alınabilmektedir.
TKİ-GLİ-BLİ-Orhaneli kömür sahasında RMR, Q ve M-RMR tabanlı ROCKMASS v2 yazılımı yardımıyla belirlenen kaya kütle sınıflama sonuçları dikkate alındığında yoğun süreksizlikler içeren yapısal bölgelerde RMR ve Q sınıflama sistemleri, niceliksel tanımlamalarda bulunamamıştır. Bu durum, RMR ve Q sistemlerinin yetersizliğinden kaynaklanmıştır. Ancak M-RMR sınıflama sistemi, sahada karşılaşılan bütün yapısal bölgelerde karşılaşılan kaya kütlelerini niceliksel tanımlamada başarılı olmuştur. M-RMR sınıflama sistemine göre sahada en düşük M-RMR değerinin 13 (çok zayıf kaya) ve en yüksek M-RMR değerinin 82 (çok iyi kaya) olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Empirical and numerical approaches are used in the design of rock engineering structures.The empirical approaches are based on rock mass classification systems.  Hoek-Brown failure criterion used widely in numerical approaches take into account rock mass constants based on rock mass classification results.Therefore, rock mass classification systems are an essential method in the design of engineering structures. RMR and Q are the most widely used in rock mass classification systems. However, these two systems are insufficient to describe weak-stratified-anisotropic-clay bearing and heavily jointed rocks.M-RMR system has been developed for this type of rock masses.
The selected 28 geotechnical parameter to describe rock mass characterization are used by RMR, Q, and M-RMR classification systems. In these classification systems, geotechnical intervals are primarily determined.The final rock mass classification results for these systems calculated by 28 geotechnical parameters determined from each geotechnical interval.When the number of geotechnical intervals in rock mass increased, number of the input geotechnical parameters for systems is increasing exponentially.Evaluation and reporting of this data appears to be quite difficult and time-consuming process.
In this master thesis, a computer program named ROCKMASS v2 for rock classification systems have been developed. The studies carried out for the development of the software and its guidelines has been presented in this thesis.The program used by engineers can be presented 60 different reports.Reports submitted by the software in engineering applications for mine roadway-tunnel, slope and shaft can be separately. A large part of these reports, classification is the presentation of the input parameters and the index values.Other than that grab, two different reports attracted the attention of design engineers are presented by software.The highlighted first report consists of with grouped of rock units encountered in drilling shaft.In other report, geotechnical consecutive intervals within the range of ± 10 index points are concatenated regions. The classification index values in both reports are determined by the weighted average method.
A typical application for ROCKMASS v2 software developed in thesis study has been carried out in TKI-GLI-BLI Orhaneli coal mine region. According to RMR, Q and M-RMR systems, the rock mass classification studies were carried out based on 5 drill cores. In geotechnical studies, a total of 249 of geotechnical intervals and a total of 6,972 of geotechnical parameters were determined and also they were processed in classification forms. Then the filled forms by geotechnical data entered into the ROCKMASS v2 and the classification results have been obtained. In addition, classification results were determined by conventional methods.ROCKMASS v2 results were found to match one to one with the conclusions reached by conventional methods. ROCKMASS v2 produced accurate results can be kept in an orderly fashion with the program of geotechnical data and also design engineers to be use RMR, Q, and M-RMR rock mass classification systems can be detailed log reports for parameters and classification results
In TKI-GLI-BLI-Orhaneli coal field, according to RMR, Q, and M-RMR classification results determined by ROCKMASS v2, in broken structural regions, RMR and Q classification systems not found quantitative definitions.This is due to lack of RMR and Q systems. However, M-RMR classification systems, in all the structural encountered in the field have been successful in identifying quantitative. It was determined by M-RMR classification system that the value of the lowest M-RMR value and the highest M-RMR value exist 13 (very bad rock) and 82 (very good rock), respectively.