Kaya kütlesini oluĢturan süreksizliklerin özellikleri

Kaya kütlesinin homojenliğini bozan ve devamlılığını bitiren süreksizliklerin yukarıda anılan özellikleri ile ilgili tanımlar aşağıda verilmiştir.

2.4.1.1 Süreksizlik aralığı

Bir süreksizlik setindeki 2 süreksizlik arasındaki dik mesafedir. Süreksizlik aralığı azaldıkça duraylılıkda azalır. Süreksizlik aralığı hem ölçülebilirliğinin kolaylığı hem de kaya kütlesinin dayanımını denetleyen en önemli parametrelerden biri olması sebebiyle son derece büyük önem arz etmektedir. Birbirine komşu iki süreksizlik arasındaki mesafe blokların boyutlarını belirlemektedir. Bazı durumlarda ise, yakın

gerçekleşebilir. Aralıkların azalması çatlak takımlarının yönelimlerinin önemini azaltmaktadır. Ayrıca hidrolik iletkenlikte azalan aralık değerlerinde artmaktadır (ISRM, 1981). Tüm bunlar süreksizlik aralığı parametresinin kaya kütlesinin dayanımı üzerindeki önemini göstermektedir.

2.4.1.2 Süresizliklerin devamlılığı

Bir süreksizliğin devamlılığı onun sürekliliğinin ölçülmesi ile elde edilir ve kaya mostrasından veya tünel aynasından gözlemlenmesi suretiyle tayin edilir. Ancak bu parametre, ölçüm işleminin ve gözleme imkanının zorlukları sebebiyle tespiti son derece zor olan bir parametredir. Süreksizlik devamlılığının stabilite üzerinde son derece önemli bir etkisi bulunmaktadır, şöyleki, devamlılığı az olan süreksizlikler stabilite üzerinde etkisiz olurken devamlılığı sürekli olan süreksizlikler stabilite üzerinde son derece olumsuz etkiye sahiptirler. ISRM (1981) tarafından süreksizliklerin devamlılığı 3 farklı şekilde değerlendirilmektedir ve bunlar, iki ucu mostrada sonlanmayan süreksizlik (X), her iki ucuda mostrada sonlanan süreksizlik (r), mostra içinde, bir ucu başka bir süreksizlik tarafından sonlanan süreksizlik (d) olarak adlandırılır.

2.4.1.3 Süresizliklerin pürüzlülüğü

Süreksizliklerde küçük ölçeklerdeki düzlemsellikten sapmalar pürüzlülük olarak tanımlanırken daha büyük ölçekteki salınımlara dalgalılık denilmektedir. Yapılan araştırmalar göstermiştir ki, pürüzlülük ile kesme dayanımı arasında önemli ilişkiler bulunmaktadır. Pürüzlülük küçük ölçekteki kayanın laboratuvar deneyi sırasında bulunacak olan kesme dayanımı değeri üzerinde etkili iken, dalgalılık kesme deformasyonunun yönü üzerinde etkili olmaktadır (ISRM, 1981). Pürüzlülüğün önemi artan dolgu kalınlığı veya açıklık miktarına bağlı olarak azalmaktadır (Ulusay ve Sönmez, 2002).

2.4.1.4 Süreksizlik yüzeyinin dayanımı

Süreksizlikler ile homojenliği bozulmuş olan kaya kütlesinin dayanımı, özellikle yüzeye yakın bölgelerde bulunan süreksizliklerin ve kayaç malzemesinin alterasyonu

sonucunda azalmaktadır. Kayaçların bozulması, yüzeye yakın yerlerde meydana gelen aşınmalardan ve hidrotermal etkilerden dolayı altere olmalarından kaynaklanır. Bu durum kayaç malzemesinin hem fiziksel, hem de kimyasal yönden değişmesine neden olur ve bağlı olarak süreksizliklerin dayanımı üzerinde etkili olmaktadır. Fiziksel etkiler sonucunda kaya kütlesinde hakim süreksizliklerden başlamak suretiyle bir hareket meydana gelir. Bu hareket sonucu olarak, çatlaklar açılır, kaya kırıklarından dolayı yeni çatlaklar oluşur ve mineral tanelerinin kendilerini çevreleyen matriksden ayrılması veya tanenin kırılması söz konusu olur. Kimyasal olarak gözlemlenen etkiler ise, kayanın renginde değişim meydana gelir, bazı silikat minerallerinin (feldspat, amfibolit, piroksen, ve diğ.) tekrar kompozisyonunun sonucu olarak kil mineralleri üretilir, kalsit, anhidrit ve tuz minerallerinin çözülmesi olayı ile gerçeklesir ki, tüm bu kimyasal etkiler yine bozunmayı ve beraberinde süreksizliklerin dayanımının azalmasına neden olur (Palmström, 1995).

2.4.1.5 Süreksizlik yüzeylerinin açıklığı

Birbirine komşu iki süreksizlik arasındaki dik mesafeye süreksizlik açıklığı denilmektedir. Süreksizlik açıklıkları kapalı, açık ve dolgulu olmak üzere 3’ e ayrılmaktadır (ISRM, 1981). Kapalı açıklıkların kaya kütlesinin dayanımı üzerinde herhangi bir etkisinin bulunmadığı düşünülmektedir. Bunun yanında açık süreksizliklerin, kaya kütlesinin kohezyonunu kaybetmesi ve su ve benzeri sıvı malzemelerin transferi için yol teşkil etmesi açısından önem taşımaktadır. Süreksizlik açıklığı milimetre bölmeli çelik şerit metre veya mikrometre ile gerçekleştirilir. Ölçme işlemi ölçüm hattını kesen tüm süreksizlikler için yapıldığı gibi ana süreksizlik takımında açıklığın ölçüm hattı boyunca gösterdiği değişimde arazi çalışmalarından elde edilebilir (Ulusay ve Sönmez, 2002).

2.4.1.6 Dolgunun özellikleri

Birbirine komşu aralarında açıklık bulunan iki süreksizlik arasındaki mesafeyi dolduran malzemeye dolgu denilmektedir. Dolgu mekanik olarak kayaç malzemesinden çok daha düşük dayanıma sahiptir. Dolgu malzemesinin arazi

2.4.1.7 Su durumu

Yeraltı su durumu yeraltı yapılarının stabilitelerini etkilemesi açısından son derece önemlidir. Su akışı süreksizlikler arasındaki birbirleri ile bağlantıları olan açıklıklarda gerçekleşmektedir. Bunun yanında yeraltı su seviyesi, gerek kayaç malzemesinin gerekse kaya kütlesinin dayanımını etkilemektedir. Öyleki, akiferin altında bulunan malzeme suya doygun hale gelmekte ve böylesi bir malzemenin gerilmeleri efektif gerilmeler olarak belirlenmelidir. Bunun yanında, süreksizlik açıklıklarından akan su, süreksizlik yüzeylerini bozundurmakta ve bu yüzeylerin kesme dayanımlarını olumsuz yönde etkilemektedir. Özellikle eğim yönüne ve çatlakların yönlerine bağlı olarak su miktarının fazla olması, suyun yüksek bir basınçla açılan boşluğa püskürmesine veya sürekli belli bir hızda akışına neden olacaktır ki, bu durumda yeraltı yapılarının stabilitesi üzerinde olumsuz etkilere neden olmaktadır. Akiferin belirlenmesi ve çesitli deneylerin yapılması amacıyla sondaj calışmaları gerçekleştirilir. Ancak, bunun yanında ISRM (1981) tarafından belirlenen kriterlerce kaya kütlesindeki su durumunun belirlenmesi arazi çalışmaları ile de mümkün olmaktadır.

2.4.1.8 Süreksizlik takımı sayısı

Süreksizlik takımı, yönelimleri birbiri ile aynı olan süreksizliklerin oluşturduğu kümedir (Ulusay ve Sönmez, 2002). Süreksizlik takımı sayısı, kaya kütlesinin gerek şekil gerekse de mekanik davranışı üzerinde etkili olmaktadır. Tünellerde, 3 veya daha fazla süreksizlik takımı 3 boyutlu blokların oluşmasına sebebiyet vermektedir. Tünel kazısı sırasında meydana gelen aşırı söküm genellikle süreksizlik takımı sayısı ile yakından ilgilidir (ISRM, 1981).

2.4.1.9 Blok boyutu

Blok boyutu, kaya kütlesinin, dayanımı, stabilitesi, açıklığın tahkimatsız durma süresi ve benzeri pek çok parametre üzerinde birincil önem taşıyan bir etkiye sahiptir. Bu açıdan değerlendirildiğinde blok boyutu parametresi, salt bir süreksizlik özelliği olmanın dışında tüm sistem üzerinde etkin olan bir özelliğe sahiptir. Keza blok boyutları kaya kütlesinin dayanımı üzerinde bir kestirim yapmada da yardımcı olmaktadır. Şöyle ki, kaliteli bir kaya ortamında blokların boyutları bağlı olarak

çatlaklar arası mesafe çok olurken, kalitenin az olduğu bölgede kırıkların fazla olması ile birlikte, çatlaklar arası mesafe ve bağlı olarak blok boyutları da küçük olmaktadır. Bunların yanında, Palmström (1995) tarafından geliştirilen sistemde blok boyutu RMi sınıflama sisteminin direk girdi parametresi olarak kullanılmaktadır. 2.4.1.10 Süreksizliklerin yönelimi

Süreksizliklerin yönelimleri kaya kütlesinin stabilitesi üzerinde etkili olan bir diğer parametredir. Belirlenen süreksizlik takımlarının yönelimleri arazide yapılan ölçümler sonucunda tayin edilir. Süreksizliklerin yöneliminin, söz konusu inşaatın stabilitesi üzerindeki etkisi, inşaatın şekline ve kazı çalışmalarının yönüne bağlı olarak değişmektedir. Bu durumda, süreksizlik yöneliminin herhangi bir değerinin stabilite açısından olumlu veya olumsuz olma durumu sadece yönelim değerlerine degil, aynı zamanda inşaatın özelliklerine bağlıdır. Bu sebebden dolayı, bu parametrenin yapı şekli ile kombine edilmesinde fayda vardır. Süreksizlik yönelimlerinin tayini amacıyla kullanılan parametreler, eğim yönü ve eğimdir. Bu iki parametre özellikle jeoteknik uygulamalar için geliştirilmiş olup, genel jeoloji uygulamalarında kullanılan eğim ve doğrultu parametrelerinden farklıdır (Ulusay ve Sönmez, 2002).