Tünellerde sıkışmayı kontrol eden bazı parametrelerin üç boyutlu sayısal modelleme ile araştırılması
Investigation of some parameters that controls squeezing in tunnels using three dimensional numerical modelling
Yazar: CANSIN YÜKSEL
Danışman: PROF. DR. YILMAZ ÖZÇELİK
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Sıkışan zeminler,  ayna yüzeyinde dayanıksızlık, ağır yük yüzünden desteklerin çökmesi, yüksek deformasyon ile meydana gelen düşük profiller, kaya kütlesinde aşırı heterojenlik, yeraltı suyu,  kazıklı profillerin aşırı kapanması veya tünel desteğinin tahribatı gibi pek çok soruna neden olabilir. Bu nedenle, bu tür zeminlerde tünel yapılmadan önce meydana gelebilecek olan sıkışmanın türü ve şiddeti önceden araştırılmalıdır. Özellikle, derin ve uzun tünellerde uygulama sırasında sıkışma olasılığının önceden tahmini önemlidir. Sıkışma olasılığını tahmin etmek ve sıkışmayı analiz etmek için Hoek-Brown tarafından üretilmiş olan görgül bir formül kullanılmaktadır.
Bu çalışmada, sıkışan zeminlerin analizinde dikkate alınacak olan Hoek-Brown ölçütündeki parametrelerin değerlendirilmesi yapılmıştır. Bu parametreleri belirlemek için yapılmış olan analizler üç boyutlu sayısal modellemeye dayanmaktadır. Modellemede Flac3D programı kullanılmıştır. Bu çalışmalar için esas olarak dört Hoek-Brown girdi parametresi dikkate alınmış ve modellenmiştir: kaya kütle parametreleri GSI (jeolojik dayanım endeksi), UCS (tek eksenli basma dayanımı), mi (Hoek malzeme sabiti) ve H (örtü kalınlığı). Flac3D?nin Mohr-Coulomb ölçütlerini esas alması nedeniyle  Hoek-Brown ölçütlerine uygun kod (FISH CODE) yazılmıştır. Daha sonra, bu parametreler modelin değişkenleri olarak kullanılmıştır. Oluşturulan grafiklerle yapılan değerlendirmeler sonucunda sıkışma olasılığını belirleyen en etkili parametreler tanımlanmıştır.
Çalışmanın sonucunda GSI, UCS ve Hın sıkışan zeminlerin değerlendirilmesinde daha fazla etkili Hoek-Brown parametreleri olduğu belirlenmiştir. Ancak mi parametresi için detaylı çalışmalar yapılması tavsiye edilmiştir. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar tünellerdeki sıkışma analizlerinin yanı sıra, risk analizleri için de kullanılabilir.

Anahtar Kelimeler: Sıkışan Zeminler, Hoek-Brown ölçütü, Flac3D, Sayısal Simülasyon.

Abstract:
Squeezing ground may cause a series of difficulties such as instability at the face, failing of supports due to high loads, under profiles caused by excessive deformation, extreme heterogeneity in the rock mass, ground water and extensive convergences of the bored profile or destruction of the tunnel support. Therefore, for the tunneling in such circumstances type and severity of the squeezing must be investigated first. The estimation of squeezing probability is especially important for squeezing, deep and long tunnels. To estimate and analyze the squeezing probability, Hoek-Brown developed an empirical formula.
In this study the efficient parameters of Hoek-Brown criteria are taken into account for analyzing squeezing grounds. Analyses for defining these parameters are based on three dimensional numerical modelling. Flac3D software has been used in modelling. For these studies, essentially four input parameters of Hoek-Brown are taken into account: GSI (Geological Strength Index), UCS (Uniaxial Compressive Strength), mi (Hoek material constant) and H (overburden). Since Flac3D is based on Mohr-Coulomb criteria, a code (FISH CODE) that matches Hoek-Brown criteria was written. These parameters were used as variables on the model. The most efficient parameters for squeezing probabilty, are defined by evaluating the produced graphs. 
In conclusion; it was observed that for the evaluation of squeezing grounds GSI, UCS and H are the most effective parameters of Hoek-Brown. However detailed studies are reccomended for mi parameter. The results obtained from this study could be used for squeezing analyses and also for risk analyses of the tunnels.

Keywords: Squeezing Ground, Hoek-Brown criteria, Flac3D, Numerical Simulation