Karahıdırlı(Mersin) çevresindeki kaya düşmelerinin üç boyutlu analizi ve koruma yöntemlerinin belirlenmesi
Three dimensional rockfall analysis and determination of protective measures around Karahıdırlı (Mersin)
Yazar: PINAR CAYMAZ
Danışman: DOÇ. DR. KORAY ULAMIŞ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Kaya kütlesi, kaya malzemesi  ile süreksizliklerin bir arada bulunduğu bir kavramdır. Kaya malzemesi taze veya farklı derecelerde bozunmuş şekilde bulunmaktadır. Süreksizliklerin yönelimleri ve karakteristiklerine göre aynı kaya kütlesinde farklı duraysızlıklar gelişebilmektedir. Kaya düşmesi, birçok yönde gelişmiş süreksizliklerin kesişmesi ile oluşan bokların başta gravite olmak üzere farklı nedenlerle hareket etmesidir.  İnceleme alanı Mersin ili, Erdemli ilçesi kuzeyindeki Karahıdırlı Mahallesinin bir kısmını da içine alan afete maruz bölge sınırını kapsar. Orta Miyosen yaşlı resifal kireçtaşlarında geçmişte bir çok kaya düşmesi gerçekleşmiş olup, herhangi bir koruma yöntemi çalışması yapılmamıştır. Bu çalışmada, kireçtaşlarında gelişen kaya düşmesi olayının nedenleri araştırılmış olup, son yıllarda geliştirilen üç boyutlu kaya düşmesi analizleri gerçekleştirilmiştir. İnsansız hava aracı (İHA) çalışması ile yüksek çözünürlüklü ortofoto ve nokta bulutu verisi üretilerek inceleme alanının sayısal haritası oluşturulmuştur. Arazide geçmişte düşen bloklar ve düşebilecek blokların konumları bu görüntülerden elde edilmiştir. Arazi çalışmaları ile mostrada düşmesi muhtemel blokların yer aldığı kaynak kaya alanı sınırları da belirlenmiştir. Kaynak kaya olan kireçtaşlarının petrografik incelemesinde, blokların mostradan ayrıldığı kesimlerdeki kireçtaşları aynı istif içinde farklı kökende kaya parçaları içermektedir. Arazide karakterize edilecek belirgin süreksizlik setleri bulunmamakla beraber, bloklar daha düşük yoğunlukta ve daha yüksek gözenekliliğe sahip kireçtaşlarının bulunduğu kesimlerden muhtemel aşırı yağışlar sonrasında ayrılmaktadır. İnceleme alanında geçmişte düşmüş/yuvarlanmış olan bloklar ve kaynak kaya alanındaki düşmesi olası blok boyutları, jeolojik birimlerin temel sürtünme açıları ile yoğunlukları da dikkate alınarak üç boyutlu kaya düşmesi analizleri yapılmıştır. Üç boyutlu kaya düşmesi analizleri sonucunda blokların sıçrama yükseklikleri ve kinetik enerjilerinin sönümlendiği mesafelere göre koruma yöntemleri değerlendirilmiştir. İnceleme alanının doğusundaki kaynak kaya alanı için 100 m uzunluklu, 5 m yükseklikli ve 5000 kJ kapasiteli çelik bariyer ile 125 m uzunluklu ve 6 m yükseklikli sedde imal edilmesi durumunda blokların yerleşim alanına ulaşmadan engellenebileceği belirlenmiştir. Batıdaki kaynak kaya alanında geçmişte düşen blok sayısı çok daha az ve şevde düşebilecek blok sayısı da daha azdır. Bu kesim için de çift sarımlı, şeve ankrajlanacak ve çelik halatlar ile desteklenecek çelik tel ağ ile güçlendirmenin yeterli olabileceği belirlenmiştir.

Abstract:
Rock mass concept includes rock material and discontinuities. Rock material might be fresh or subjected to varying degrees of alteration. Several types of instabilities are encountered due to the orientation and characteristics of discontinuities within the same mass. Rock fall is the movement of rock blocks formed by discontinuities with different orientations basically because of gravitation. The study area is a disaster prone one, covering some section of Karahıdırlı district of Erdemli, Mersin. Multiple rock falls have taken place in the Mid-Miocene aged reef limestones and no preventive measures have been applied. This study aims to investigate the reasons of rock fall events based on recently developed three dimensional analysis. Digital map of the study area was formed by the orthophoto and point cloud imagery using unmanned aerial vehicle (UAV). Locations of formerly fallen blocks were determined using such imagery. Also the boundaries of source rock mass which includes blocks with rock fall potential were detected during field work. The petrographical determination of the limestones obtained from the sections where blocks are apart from the source rock indicate rock  fragments of different origin. No distinctive and reasonable sets of discontinuities were observed in order to characterize the rock mass. Rock blocks with lower unit weight are possibly split by infiltration of water following heavy rainfall. Three dimensional rock fall analyses were carried out taking the dimensions of already fallen/rolled blocks and free blocks within the source rock zone into account. The basic friction angle and unit weight of the geological units were also considered. Necessary precaution methods are evaluated based on the bounce height of the  blocks and the location where kinetic energy is dissipated. A steel barrier with 5000 kJ capacity with 100 m length and 5 m height or feinforced earth embankment with 125 m length and 6 m height would prevent the rock falls before reaching the residential area for the east section. The source rock zone on west section is more intact and few already fallen blocks and possible free blocks were observed. Steel mesh with cable nets with anchorage will be sufficient for this section.