Tünel kazı deformasyonlarının modellenmesi
Modeling of tunnel excavation deformation
Yazar: AHMET ÖZBEK
Danışman: Y.DOÇ.DR. ALTAY ACAR
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2004
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
oz DOKTORA TEZİ TÜNEL KAZI DEFORMASYONLARININ MODELLENMESİ Ahmet ÖZBEK ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman: Yrd.Doc.Dr. Altay ACAR Yıl: 2004, Sayfa: 206 Jüri :Yrd.Doç.Dr. Altay ACAR Jüri.Doç.Dr. Hasan ÇETİN Jüri :Yrd.Doç.Dr. Sedat TÜRKMEN Jüri :Prof.Dr. Ilyas YILMAZER Jüri :Prof.Dr. Aziz ERTUNÇ Mühendislik jeolojisinin önemli uygulama alanlarından birisi de yer altında tünel ve benzeri boşlukların açılmasıdır. Zayıf kayaçlar içerisinde açılan tünellerde, kaya kütlesinin heterojenliği, yüksek deformasyon ve düşük dayanım özelliği tünel duraylılığı ve tünel performansını etkileyen en önemli parametrelerdir. Başarılı bir tünelcilik için kaya kütle yapısı ve kaya kalitesinin iyi-kısa süreli tahminleri gerekmektedir. Tünel ve benzeri mühendislik uygulamalarında, güvenlik, ekonomiklik ve uygulanabilirliğin sağlanabilmesi için ampirik (RMR ve Q), analitik (Phases2 2D) ve ölçüm-gözleme dayalı (Yeni Avusturya Tünelcilik Yöntemi (NATM)) sistemler geliştirilmiştir. Diyojen (Sinop) tüneli yaklaşık 2 km uzunluğunda olup, fliş fasiyesi (kumtaşı-kiltaşı ardalanmalı), konglomera ve kireçtaşı olistolitlerinden oluşan sedimanter birimler içinde açılmıştır. Kırkgeçit- 1 (Pozantı) tüneli 503 m uzunluğunda olup, mikrogabro, bazalt, tüf, aglomera ve biyomikritik kireçtaşı içinde açılmıştır. Her iki tünel açımında NATM sistemi uygulanmış. Diyojen tünelinde konverjanmetreler (sadece deformasyon büyüklüğü belirlenir) kullanılarak yapılan konverjan ölçümlerinde en yüksek konverjan değeri KM.36+651'de 95 mm olarak ölçülmüştür. Kırkgeçit-1 tünelinde 3D optik ölçüm sistemi kullanılarak (deformasyonlann hem büyüklüğü hemde yönü belirlenebilir) yapılan yerdeğiştirme ölçümlerinde en yüksek yerdeğiştirme vektörü değeri sol tüp'te 150. m'de 6 mm olarak ölçülmüştür. Her iki tünel RMR-Q sistemine göre genelde zayıf, orta ve yer yer de iyi dayanımlı kaya grubunu temsil etmektedir. Phases2 2D programı kullanılarak yapılan analitik çözümlemelerde tünel desteklemesi yapılmadan önce Diyojen tünelinde en yüksek yerdeğiştirme değeri KM.3 5+400 - 36+040'ta tavan için 7 mm, taban köşe noktalarında 9 mm, KM.36+040 - KM.36+480'de tünel yan duvarlarında 13.2 mm olarak belirlenmiştir. Kırkgeçit-1 tünelinde en yüksek yerdeğiştirme değeri KM.20+100 - 20+225'de tavan için 1 mm, taban köşe noktalarında 3.5 mm, KM.20+225 - KM.20+530'da tünel yan duvarlarında 6.9 mm olarak belirlenmiştir. NATM tünelcilik yöntemi kaya kütle kalitesi hakkında iyi-kısa süreli tahminler yapılmasına olanak sağlar. Bundan dolayı, her iki tünel için en uygun sınıflama sistemi olarak değerlendirilmiştir. Ancak bu sistemin uygulanmasında hızlı ve doğru değerlendirme yapabilecek yetişmiş elemanlara gereksinim duyulacağı unutulmamalıdır. Anahtar Kelimeler: Tünel, Konverjan, Yerdeğiştirme, Kaya Kütle Sınıflama Sistemi

Abstract:
ABSTRACT PhD THESIS MODELLING OF TUNNEL EXCAVATION DEFORMATION Ahmet ÖZBEK DEPARTMENT OF GEOLOGICAL ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF ÇUKUROVA Supervisor: Assoc.Prof.Dr. Altay ACAR Year:2004, Page:206 Jury :Assist.Prof.Dr. Altay ACAR Jury :Assoc.Prof.Dr. Hasan ÇETÎN Jury :Assist.Prof.Dr. Sedat TÜRKMEN Jury :Prof.Dr. Aziz ERTUNÇ Jury :Prof.Dr. Ilyas YILMAZER One of the most important application areas of engineering geology is excavating a cavity like a tunnel in underground. Heterogeneity, high deformability and low strength of mass are the most important parameters that affect stability and performance of tunnel excavation in weak rocks. Rock mass structure and good- short term prediction of rock mass quality are necessary for successful tunnelling. Empirical (RMR and Q), analytical (Phases2 2D) and method based on monitoring and observation (NATM) systems were developed for supplying the safety, economical and applicability of tunnel and similar engineering applications. The Diyojen tunnel (Sinop), that approximately 2 km long, has been excavated in sedimentary rocks made up flysch (sandstone-shale alternation), conglomerate and limestone olistoliths. The Kırkgeçit- 1 (Pozantı) tunnel (Pozantı) is 503 m long and it has been excavated in microgabro, basalt, tuffs, aglomerate and biomicritic limestone. The NATM system has been applied for both tunnel excavations. The biggest convergent value was measured as 95 mm at KM.36+651 by using a convergenmeters (only greatness of deformation can be determined) in the Diyojen (Sinop) tunnel. The biggest displacement vector value was measured as 6 mm at 150 m in left tube in the Kırkgeçit- 1 (Pozantı) tunnel, during the displacement that measured by using 3D optical measurement device (both greatness and direction of deformation can be determined). Both tunnels were excavated in generally weak, moderate and locally hard strength rock groups according to the RMR-Q systems. As a result of the analytical solution by means of using the Phases2 2D software programme, prior tunnel supporting maximum displacements in Diyojen tunnel were predicted as 7 mm at the crown and 9 mm at the base corner in between KM.35+400 - KM. 36+040 whereas 13.2 mm for side walls in between Km.36+040 - 36+480. Maximum displacements in Kırkgeçit- 1 tunnel were determined as 1 mm at the crown and 3.5 mm at the base corners in between KM.20+100 - 20+225 whereas 6.9 mm for sidewalls in between KM.20+225 - 20+530. As a result of evaluations for both tunnels, NATM tunnelling system provides good-short term prediction for rock mass quality. Therefore, this system has been utilized as the most applicable system for both tunnels. However, it should be taken into account that application of this system requires experienced technical persons who are eligible for rapid and accurate evaluation. Key words: Tunnel, Convergen Displacement, Rock Mass Classification System n