Çalışmada L tipi schmidt çekici kullanılmıştır (Fotoğraf 4.1). Çekiç süreksizlik yüzeyine dik konuma getirilmiş ve aynı yüzeyin 10 farklı noktasından elde edilen geri
48
sıçrama değerleri kayıt edilmiştir. Çekicin uygulandığı süreksizlik yüzeyden itibaren en az 6 cm lik kısmında gözle görülecek kırık ve çatlak olmamıştır. Arazide elde edilen geri sıçrama sertlik değerleri, en büyükten en küçük değere doğru sıralanmış ve bu değerlerden en küçük %50 si iptal edilmiştir. Geri kalan sertlik değerlerinin aritmetik ortalaması alınmıştır.
4.2 Tek Eksenli Basma Dayanımı
Deneye başlanmadan önce tek eksenli sıkışma koşulları altında ISRM, 1981’de belirtilen şekilde, uzunluğun çap oranı 2,5-3,0 arasında olan silindirik şekilli örnekler hazırlanmıştır. Hazırlanan örnekler aşağıdaki formüle göre yorumlanmıştır:
c = F/A c = Tek eksenli sıkışma dayanımı
F = Yenilme anında deney örneğine uygulanan kuvvet A = Yüklemenin yapıldığı örnek yüzeyinin alanı
4.3 Nokta Yük Dayanımı
Nokta yükü dayanım göstergesini belirlemek amacıyla yapılan deneyde; Karot parçalarının veya düzensiz şekilli kayaç örneklerinin tek eksenli sıkışma dayanımlarının arazide ve/veya laboratuarda dolaylı yoldan tayini amacıyla nokta yükleme deney aleti kullanılır. Nokta yükü dayanımı, kayacın tek eksenli sıkışma dayanımı ile ilişkili bir indekstir. Nokta yükü dayanım indeksi, Is,
Is = P/D2 Is = Nokta yükü dayanım indeksi
P = yenilme anında uygulanan yük D = karot veya örnek çapı
49
4.4 Pressiometre Deneyi
Pressiometre deneyi, Menart tarafından Fransa’da geliştirilmiştir. Deney düzeneğinde altta ve üstte koruyucu hücreler olan hüvreler vardır (Şekil 4.1). Ölçüm hücresi kuru hava ve azot gazı basıncıyla şişirilerek, her bir basınç değeri için meydana gelen hacim değerlerinin ölçülmesi esasına dayanır (Kanıt, 2002).
Şekil 4.1 Pressiometre deney düzeneği (Kanıt, 2002).
Diğer arazi deneylerine göre en önemli üstünlüğü; yatay zemin gerilmesinin (Ph), zeminin deformasyon-gerilme ilişkisinin ve zeminin yenilme basıncının (Pᶴ), doğrudan yerinde ölçülmesine imkan vermektedir. Radyal yükleme deneyiyle deneyden bulunan deformesyon modülü düşey yük saltında bulunan modülden farklı olacaktır. Deneyde Poisson oranı ölçülmemekle birlikte, 0.33 alınarak oturma hesaplarını etkilemediği savunulmaktadır. Deney, sondanın açılan sondaj kuyusu içine yerleştirilmesi ile yapılmaktadır. Deney sonucu oluşan örselenmeleri ortadan kaldırmak amacıyla kendi delici pressiyometre geliştirilmiştir. Bu tür pressiyometrelerde cihaz zemine, deliğini kendi açarak girmekte dolayısıyla zeminin diğer değişle doğal gerilmelerin bozulması önlenmektedir.
Pressiometre deney cihazı başlıca (1) basıncın uygulandığı ve hacim değişiminin ölçüldüğü kontrol ünitesi (2) basıncı ileten hortum (3) kuyu içinde genişlemeyi sağlayan sondadan oluşmaktadır. Kontrol ünitesi, bir basınç kaynağı (hava ya da azot ile) sondanın genişlemesini kontrol ettiği gibi üzerindeki hacim ölçer ile zemindeki genişlemenin belirlenmesini sağlar. Ölçüm hücresinde su, koruma hücresinde ise hava
50
olan sonda, uygulanan basınç ile şişer ve kuyu cidarlarına basınç uygulayarak kuyunun genişlemesini sağlar. Deneyin ana düşüncesi, zeminlerin basınç-deformasyon ilişkisini belirlemek amacıyla açılmış silindirik boşluğun yatay olarak genişletilmesidir. Önce sondaj kuyusu deney yapılacak derinliğe kadar düzgün bir biçimde delinir. Kuyu çapına uygun seçilen sonda deney yapılacak derinliğe indirilir. Limit basınca ideali 10 olmak üzere 7-15 kademede ulaşılabilecek eşit basınç artışı uygulanır. Örneğin limit basıncı 15 kg/cm2 ye ulaşabileceği tahmin ediliyor ise basınç kademelerinin 1,5 kg/cm2 seçilmesi uygun olacaktır. Basınç uygulamaya başlandıktan sonra 15, 30 ve 60 saniye aralıkla hacim ölçümleri alınır. 30 ile 60 saniye okumaları arasındaki hacim değişimi sünme değeridir. 60 saniye okuması yapıldıktan sonra, bir öncekine eş miktarda basınç artışı yapılarak bir sonraki kademeye geçilir. Bu şekilde hacim genişlemesi 700 cm3
e ulaşıncaya kadar deney sürer. Kuyunun 700 cm3
genişlemesi ile zeminin yenildiği kabul edilir. Silindirik boşluğun duvarlarına arttırılarak uygulanan uniform basıncın, yenilme durumuna karşılık gelen değeri limit basınç değeri olarak kabul edilir. Limit basınç teorik olarak, zeminde açılmış silindirik boşluğun ilksel hacminin iki katına ulaştığı hacime karşı gelen basınç değeridir. Pressiyometre deneyinde, derinliğe bağlı olarak ölçüm hücresi ile koruma hücresi arasındaki basıncın dengelenmesi gerekmektedir. Birinci metrede -1 bar’a eşitlenerek diferansiyel basınç her metre derinlik için 0.1 bar artarak 11 metre derinlikteki sıfır değerine ulaşılır. 12 metre derinlikte +0.1 bar olan diferansiyel basınç yine her metre derinlik için 0.1 bar artar.
4.5 Kayaçların Süreksizliklere Göre Sınıflandırılması
Mühendislik çalışmaları için yapılan kayaç sınıflandırmalarında en çok yararlanılan özellik, kayaçların yapısal özellikleridir. Kayaçlar oluşumları esnasında ya da oluştuktan sonra çeşitli kuvvetlerin etkisiyle pek çok yapısal özellik kazanırlar. Son yıllarda yapılan çalışmalarda, baraj, tünel, yer altı santralı, taşocağı, maden işletmesi ve yol şevleri gibi mühendislik işlerinde, kayaçların yapısal özelliklerinin emniyet ve maliyet üzerinde önemli derecede rol oynadığı ortaya konmuştur. Yapılan çalışmalar sonucunda kayaçların şu yapısal özellikleri dikkate alınarak kayaçlar sınıflandırılmaktadır;
a. Tabaka Kalınlığı b. Çatlak ara Uzaklığı
51 c. Çatlak Açıklığı
d. Mikrofissür Genişliği e. Karot Yüzdesi
ayrıca, kayaçların içerdikleri süreksizlikler esas alınarak yapılan iki sınıflama daha mevcuttur. Bunlar;
a. NGI sınıflaması
b. Jeomekanik (CSIR) sınıflamadır
4.5.1 Tabaka kalınlığına göre kayaçların sınıflandırılması
Tabaka kalınlığı, değişik amaçlı kazılar, temel açma v.b mühendislik çalışmalarını maliyet, emniyet ve zaman açısından etkilediği gibi, kayaçların ince veya kalın tabakalı olması da fiziksel ve mekaniksel özellikler üzerinde etkili olmaktadır. Bu nedenle, tabaka kalınlığı bir sınıflama parametresi olarak kullanılmaktadır. Yapılan bu sınıflamalardan en yaygın olarak kullanılan (Deere, 1964) ve Londra Mühendislik Grubu’nun yapmış oldukları sınıflandırmalardır (Çizelge 4.1). Bu sınıflandırmalar ülkemizde ve birçok ülkede yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.
Metamorfik kayaçlardaki folyasyon ve derinlik kayaçlarında görülen akma yapıları laminalı sınıfa dahil edilmektedir.
Çizelge 4.1 Tabaka kalınlığına göre kayaçların sınıflandırılması (Tarhan, 1989)
KAYAÇ TANIMI
Tabaka Kalınlığı cm
Deere ( 1963 ) Londra Müh.Jeo.Grubu
Çok kalın tabakalı ˃ 300 ˃ 200
Kalın tabakalı 300 - 100 200 – 60
Orta tabakalı 100 - 30 60 – 20
İnce tabakalı 30 - 5 20 – 2
Çok ince tabakalı ˂ 5 6 – 2
Laminalı (tortul) 2 - 0.6
52