Bayburt kırklartepe barajı eksen yeri ve göl alanının kaya kütle geçirimliliğinin jeofizik ve jeoteknik yöntemlerle belirlenmesi
Determination of the rock mass permeability of bayburt kirklartepe dam axis location and lake area by using geophysical and geotechnical methods
Yazar: MAHMUT SARI
Danışman: PROF. DR. AYSEL ŞEREN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering
Dizin: Jeofizik = Geophysics ; Jeoteknik = Geotechnics

Özet:
Son yıllarda inşa edilen büyük mühendislik yapıları içerisinde barajlar, ön fizibilite
çalışmalarının titizlikle ele alınması, teknik ve ekonomik yapılabilirliklerinin ciddi bir şekilde
değerlendirilmesi ve en uygun mühendislik çözümlerinin getirilmesi gereken önemli mühendislik
yapılarındandır. Bu nedenle baraj inşası öncesinde, özellikle eksen yeri ve göl alanındaki kaya
kütlelerinin geçirimliliği belirlenmesi gereken en önemli fiziksel parametredir. Bu tez çalışmasında,
Bayburt-Kırklartepe baraj alanındaki kaya kütlesinin geçirimliliğinin yerinde belirlenmesinde,
uygulaması zaman alıcı ve pahalı olan sondaj çalışmaları ve basınçlı su testleri (BST) en aza
indirilip saha karakteristiği ve proje özellikleri dikkate alınarak, kaya kütlesinin geçirimliliği daha
düşük maliyetli, inceleme alanının tamamını kapsayacak şekilde veri toplayabilen ve daha pratik
ölçüm yapılabilen jeofizik yöntemlerden elde edilen veriler yardımıyla belirlenmesi amaçlanmıştır.
Bu kapsamda, yerinde yapılan BST testlerinden elde edilen Lugeon (LU) değerleri ile jeofizik ve
jeoteknik parametreler karşılaştırılarak kaya kütlesinin geçirimliliğini belirlemeye yönelik deneysel
eşitlikler belirlenmiştir. Bu eşitlikler arasında kaya kütlesinin geçirimliliğini etkileyen
parametrelerden Schmidt sertliği, P ve S dalga hızları (Vp,Vs) ve özdirenç değerleri ile Lugeon
değerleri dikkate alınarak incelenen baraj alanındaki metamorfik kaya kütlesine ait geçirimlilik
sınıflaması yapılmıştır. Yapılan istatistiksel değerlendirmeler ve bölgelendirmeler sonucunda,
Lugeon geçirimlilik sınıf aralıkları dikkate alınarak, oluşturulan geçirimlilik sınıflamasında litolojik
derinlik, Schmidt sertliği, P dalga hızı, S dalga hızı ve özdirenç değerleri karşılaştırılarak inceleme
alanında yayılım gösteren metamorfik kaya kütlesinin geçirimli özelliğe sahip olduğu
belirlenmiştir. İstatistiksel analizlerden en iyi performans gösteren eşitliklerin LU-Vp ve LU-Vs
arasında olduğu görülmüştür. Son olarak, Pulur metamorfik kaya kütlesi Lugeon sınıf aralıklarına
göre geçirimsiz ve çok geçirimli değer aralıklarında sınırlandırılarak geçirimsiz kaya kütlesi için; P
dalga hızı, S dalga hızı ve özdirenç değerleri sırasıyla 2000-3500 m/s, 950-1300 m/s ve 300-950
Ohm.m arasında, çok geçirimli kaya kütlesi için; 950-2000 m/s, 550-950 m/s ve10-300 Ohm.m
arasında değiştiği tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Kırklartepe Barajı, Geçirimlilik, Jeofizik ve Jeoteknik Yöntem

Abstract:
Among the major engineering structures built in recent years, dams are one of the important
engineering structures that need to be meticulously handled with pre-feasibility studies and
seriously evaluated in terms of their technical and economic feasibility to come up with the most
appropriate engineering solutions. Therefore, determination of permeability of rock masses in axis
location and lake area is the most important parameter before construction. In this study, it is aimed
to determine the permeability of the rock mass in the Bayburt-Kırklartepe dam site by getting help
from the data obtained from the geophysical methods that can collect data covering the entire area
of the rock mass with lower costs and less permeability of the rock mass as well as considering the
field characteristics and project features and minimizing the use of drilling operations and
pressurized water tests (BST) which are difficult and costly to implement. In this context, the
empirical equations for determining the permeability of the rock mass have been proposed by
comparing the Lugeon values obtained from on-site BST tests and geophysical and geotechnical
parameters. Among these equations, Schmidt hardness, P and S wave velocity (Vp, Vs) and
resistivity values, and Lugeon values were taken into consideration as parameters affecting the
permeability of rock mass, and the permeability classification of metamorphic rock mass was
formed. As a result of the statistical evaluations and zoning for dam axis location, it was
determined that the metamorphic rock mass spreading in the study area has a permeability
characteristic by comparing lithological depth, Schmidt hardness, Vp, Vs and resistivity values in
the permeability classification which was formed by considering the Lugeon permeability class
intervals. The best performing equations in the statistical analyses were found between LU-Vp and
LU-Vs. Finally, Pulur metamorphic rock mass was limited to nonpermeable and high-permeable
value ranges according to Lugeon class ranges. Vp, Vs and resistivity values were found between;
2000-3500 m/s, 950-1300 m/s and 300-950 Ohm.m for nonpermeable rock mass, and 950-2000
m/s, 550-950 m/s and 10-300 Ohm.m for high-permeable rock mass, respectively.

Key Words: Kırklartepe Dam, Permeability, Geophysical and Geotechnical Methods.