Optimum tünel tasarımları için elastisite modül sınırlarının belirlenmesine yönelik uygulama: Geminbeli (Sivas) tüneli örneği
Application for determining elasticity module limits for optimum tunnel designs: Geminbeli (Sivas) tunnel case study
Yazar: ŞERİFE SEVİNÇ DÜNDAR İNAL
Danışman: PROF. DR. IŞIK YILMAZ
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Projelendirmelere esas kayaç parametrelerinin belirlenmesine yönelik olarak ne ülkemizde ne de uluslararası ölçekte yayınlanmış, kapsamlı bir şartname ya da bir standart mevcut değildir. Kaya birimlerindeki tasarımlar çoğunlukla tecrübeyle ya da ampirik yöntemlerle yapılmaktadır. Tasarımların kontrolü ise en hızlı şekilde bilgisayar programları kullanılarak sayısal analizler ile sağlanmaktadır. Ancak bu analizler, yeraltı koşullarını, jeolojik yapıyı ve malzeme özelliklerini iyi bilen tecrübeli kişilerin, modelleri doğru şekilde oluşturması ve sonuçları doğru yorumlamasıyla anlam kazanabilmektedir.
Bu tez çalışmasında; optimum yeraltı yapısı projeleri üretebilmek için, tünel kayasının yeraltındaki deformasyon özelliklerini en iyi temsil edecek verilerin bulunması amaçlanmıştır. Bu tez çalışmasının temel amacının, çalışmaların gerçekleştirildiği Geminbeli Tüneli'nin kazı çalışmaları için yol gösterici parametrelerin elde edilmesi olmadığı özellikle dikkate alınmalıdır. Geminbeli Tüneli, optimum tünel tasarımlarında kullanılmak üzere elastisite modül sınırlarının belirlenmesi amacına yönelik olarak seçilmiş bir uygulama sahasıdır.  Bu kapsamda; kazı çalışmaları devam eden Geminbeli Tünelinde, RMR puanı 40 olarak hesaplanan zayıf kaya sınıfındaki andezit/andezitik tüflere ait kaya kütlesi deformasyon modülünün (Em) yerinde tespitine ve kazı ile olan etkileşimlerinin belirlenmesine yönelik çalışmalar yürütülmüştür. Kazı ve destek aşamalarını modelleyebilmek için Phase2 bilgisayar programı kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında geliştirilen yöntemle, 40 adet kazı aynasından ve her bir aynadan da 30 nokta olmak üzere, ayna deformasyon ölçümleri alınmıştır. Ayna deformasyon ölçümleri ve boyuna deformasyon ölçümleri birlikte değerlendirilerek, sayısal analizlerde kullanılmak üzere modül azaltma oranı belirlenmiştir. Azaltma oranının tayininde eksenel simetrik ve geri analizden yararlanılmıştır. Aynı zamanda da tünel aynasından alınan numunelerle, kayanın jeoteknik parametreleri belirlenmiştir. Tünel ayna haritalamaları, ölçülen deformasyonlar ve belirlenen kaya kütle özellikleri hep birlikte değerlendirilerek, Geminbeli Tüneli'nin çalışılan kesiminde optimum destek sistemi belirlenmeye çalışılmıştır.

Abstract:
Neither in our country nor internationally, there is no published a comprehensive specification or a standard for the determination of rock parameters that are the basis of project designs. Designs in rock units are mostly made with experiences or empirical methods. Control of designs is provided by numerical analysis using computer programs in the fastest way. However, these analyzes can only make sense when experienced people who know well underground conditions, geological structure and material properties by designing the models and interpreting the results correctly.
In this thesis; In order to produce optimum underground structure projects, it is aimed to find data that best represent the underground deformation properties of the tunnel rocks. It should be especially noted that the main purpose of this thesis is not to obtain the guiding parameters for the excavation works of the Geminbeli Tunnel where the studies were carried out. Geminbeli Tunnel is an application area chosen for the purpose of determining the modulus of elasticity to be used in optimum tunnel designs. Within this framework; In the Geminbeli Tunnel where the excavations are continuing, studies were conducted to determine the rock mass deformation modulus (Em) belonging to the weak rock class of andesite / andesitic tuffs with an RMR score of 40, and to determine their interactions with the excavation. Phase2 software was used to model the excavation and support stages. With the method developed in this thesis, face deformation measurements were taken from 40 excavation faces with the 30 points on each faces. By evaluating face deformation measurements and longitudinal deformation measurements together, the module reduction ratio was determined to use in numerical analysis. Axial symmetrical and backward analysis were used to determine the reduction ratio. Concurrently, the geotechnical parameters of the rocks were determined from the samples taken on the tunnel faces. By evaluating, mapped tunnel faces, measured deformations and determined rock mass properties all together, it has been tried to determine the optimum support system in the studied section of the Geminbeli Tunnel.