KÜTLE
HAREKETLERİ
Ayrışma ile oluşmuş malzemenin veya kaya kütlelerinin yerçekiminin etkisiyle yamaçlardan aşağıya doğru yavaş veya hızlı bir şekilde kütlesel olarak yer değiştirme olayına kütle hareketi denir.
Yamaç dengesinin bozulması kütle hareketlerinin oluşumunun en önemli nedenidir.
Bitki örtüsü Arazi kullanımı
İnsan aktiviteleri tarafından etkilenen,
Yağış
Sismik olayların sıklığı ve şiddeti tarafından kontrol edilen,
yapay veya doğal şev duraysızlıklarıdır.
Soeters and Van Westen (1996)
Yerel Jeolojik Hidrolojik
Jeomorfolojik koşulların ürünü olarak,
KÜTLE HAREKETLERİ
Yamaç: Yüksek eğimli doğal topografik
yüzeyler
Kazı şevi: Kazılar
sonucu oluşturulan ve daha önceden örtülü olan ortamın açığa çıktığı şevler
Dolgu şevi: Dolgu yapılması sonucu oluşturulan yapay şevler
TERMİNOLOJİ
Şev topuğu: Şevin en düşük kot değerine sahip bölgesi Şev yüksekliği: Şevin tepesi ile topuğu arasındaki kot farkı Şev açısı: Şev yüzeyinin yatayla yaptığı ortalama eğim
KÜTLE HAREKETLERİNE NEDEN OLAN FAKTÖRLER
Kaydırıcı kuvvetler:
Kütle
Yer çekimi
Kaydırmayı engelleyici kuvvetler:
Sürtünme
Kohezyon
Malzemenin rolü
Konsolide olmuş malzeme genellikle kayar,
Konsolide olmamış malzeme genellikle akar
Eğimin rolü
Eğim derecesinin artması kütle hareketlerini hızlandırır.
İklim ve bitki örtüsünün rolü
İklim, su ve bitki örtüsü gelişimini kontrol eder
Bitkiler yağmur etkisini azaltır
Bitkiler zemin üzerinde ağırlık sağlar
Kökler kohezyonu azaltır
Suyun rolü
Ağırlık etkisi vardır
Kohezyonu arttırır ancak belli bir noktadan sonra azaltır
Doygun bölgenin altında geçirimsiz bir zonun varlığı
Ayrışma ve Erozyon
Titreşimlerin etkisi
Depremler, trafik ve yapay sarsıntılar
KÜTLE HAREKETLERİNE NEDEN OLAN
FAKTÖRLER
Yapay nedenler (insan etkileri)
KÜTLE HAREKETLERİNE NEDEN OLAN
FAKTÖRLER
Şiddetli veya devamlı yağmurlar yahut karların erimesi, kayaların içine bol miktarda suyun
sızmasına olanak verir. Bunun sonucunda plastisite ve likidite sınırlarına erişilir ve herhangi bir nedenle oluşan sarsıntı
sonucunda kütle hareketi meydana gelir.
Su, ayrıca içsel sürtünme açısını küçülterek, ağırlığı arttırarak ve sürtünmeyi azaltarak heyelanı kolaylaştırır.
Doğal halde duraylı olan yamaçta (a), aşırı yağışlardan sonra topuğunun oyulması sonucunda gelişen heyelan (b)
KÜTLE HAREKETLERİNE NEDEN OLAN
FAKTÖRLER
Bununla birlikte özellikle jeolojik yapının yamaç dışına eğimli olması, aşırı yağışlarla birlikte su içeriğinin artması ve yamaç topuğunun taşkın suları ile oyulması kütle hareketinin gelişmesi için en uygun zemini oluşturmaktadır.
Tabaka eğimlerinin yamaca
paralel/yamaç dışına olması durumunda
aşırı yağışlar sonucunda akarsuyun yamaç topuğunu oyması sonucunda gelişen
düzlemsel kayma
KÜTLE HAREKETLERİNE NEDEN OLAN
FAKTÖRLER
Kaymaya engel olan kuvvetler > Kaydırıcı kuvvetler (Şev duraylı)
Kaymaya engel olan kuvvetler < Kaydırıcı kuvvetler (Şev duraysız)
Kaymaya engel olan kuvvetler = Kaydırıcı kuvvetler (Kritik denge)
KAYMANIN OLUŞUM MEKANİZMASI
• Malzemenin Cinsi
– Kaya
– Konsolide olmamış malzeme (zemin)
• Hareketin Hızı
– Hızlı – Yavaş
• Kayma Yüzeyi
KAYMA AKMA
DÜŞME
DEVRİLME
ÇÖKME ve OTURMA KARIŞIK
KÜTLE HAREKETLERİNİN SINIFLANDIRILMASI
DÜŞME
DEVRİLME
KAYMA
YAYILMA
AKMA
KOMPLEKS
Eğim yönünde gelişen ani hareketler için kullanılan
bir terimdir.
Kayma yüzeyi var, düzlemsel ve dairesel kayma olmak üzere ikiye
ayrılır
DÜZLEMSEL KAYMA
yamaca paralel tabaka veya
süreksizlik düzlemleri
boyunca gelişir
Doğadaki kayaçların fay, çatlak, şistozite, tabaka gibi süreksizlik yüzeyi boyunca, sınırlı bir şekilde
aşağıya doğru hareket etmesine düzlemsel kayma
denir.
Düzlemsel kaymanın
nedenleri ne olabilir….?
Kayma tek bir düzlemde olduğu gibi kesişen iki
süreksizlik düzlemlerinin arakesitinde de meydana
gelebilir ki, bunlara kama tipi kayma denir.
Kama tipi
kayma
EĞRİ YÜZEYLİ KAYMA (HEYELAN)
Dairesel bir yüzey boyunca
eğim aşağı gelişen hareket
Gerilme çatlakları
Kayma yüzeyi
Akma bölgesi Heyelan aynası
Süreksizlikler
Gerilme çatlakları
Heyelan aynası
Akma bölgesi
Kayma yüzeyi
HEYELAN KESİTİ
HEYELAN KESİTİ
• Heyelanlı bir bölgede etkili önlemlerin alınabilmesi için kayma dairesinin
belirlenmesi gerekir.
• Kayma dairesi çeşitli yöntemlerle bulunabilir.
HEYELANLARDA KAYMA
DAİRESİNİN BULUNMASI
Kayma Dairesi Yöntemi
Bu yöntemde heyelan başlangıcı olan A noktası ile kabarma bölgesindeki gerilme çatlaklarının kesim noktası olan B topuk noktasını birleştiren doğru parçasının orta dikmesi çizilir. Bunun A noktasından geçen yatay doğru ile kesim noktası kayma dairesinin yaklaşık merkezini (O) verir. OA yarı çaplı daire ise yaklaşık kayma dairesini verir.
Konsantrik Daire Yöntemi
• Bu yöntemde heyelanın başlangıç noktası (A), tepe noktası (A’) ve heyelanın topuk noktasından (B) yararlanılır. AA’
doğrusunun orta dikmesi ile AB orta dikmelerinin kesimi olan O noktası kayma dairesinin merkezini ve merkezle heyelan başlangıcı arasındaki uzaklığı yarıçap kabul eden daire yaklaşık kayma dairesini verir.
Gerilme çatlakları ile kayma dairesinin belirlenmesi
• Hareket eden kütlenin arka
tarafında oluşan gerilme çatlakları yardımı ile kayma dairesi yaklaşık olarak
belirlenmeye çalışılır
Sondajlardan yararlanarak belirleme
Hareket eden kütle üzerinde hareket etmemiş sağlam zemini birkaç metre geçecek
şekilde karotlu sondaj
yapılır. Bu sondaj deliklerine yerleştirilen plastik
borulardan sondaj derinliği periyodik olarak ölçülür.
Kayma dairesi boyunca hareketin
meydana gelmesi durumunda plastik boru
bükülür.
Yeni ölçülen derinlik kayma dairesi üzerinde bir noktayı gösterir. Bu şekilde elde edilen noktaların birleştirilmesi ile kayma dairesinin şekli ve yeri belirlenmiş olur.
Jeofizik yöntemlerle kayma dairesinin bulunması
Hareket eden kütlenin hareket sonucu parçalı, gevşek ve boşluklu yapı kazanması nedeniyle kaymayan ana kayaya göre özellikleri değişir. Bu
özelliklerden yararlanarak rezistivite (özdirenç) ve sismik yöntemler uygulanarak üst üste duran iki tabaka (hareket eden kütle ile hareket
etmeyen kütle) birbirinden ayrılarak kayma dairesi belirlenir.
Topografya
yüzeyinde kayaçların ayrışması sonucu oluşmuş, kumlu killi zeminlerin, toprak ya
da taş-toprak
karışımından ibaret yüzeysel örtünün su içeriğine bağlı olarak,
bazen bir sıvı gibi hızlı, bazen de yavaş
ve sürekli olarak yer değiştirmesine akma
denir
Toprak akması Çamur akması
Yamaç ve şevlerde yüzeysel kısmın çok yavaş ve sürekli olarak yer değiştirmesi ile meydana gelir.
Kayma yüzeyi yok, yavaş ve hızlı akma olarak ikiye
ayrılır
Toprak, taş-toprak karışımı ya da
ayrışma sonucu gevşemiş bloklu
kısımların su içeriğinin artması, buna bağlı
olarak boşluk suyu
basıncının çoğalması, nedeniyle gözle
görülebilecek bir hızla yamaç aşağı hareket etmesine hızlı akma
denir.
Yavaş Akma (Krip)
Yamaç ya da şevlerde
yüzeysel kısmın çok yavaş ve
sürekli yer değiştirmesine
krip (yavaş akma) denir.
Krip başta yerçekimi olmak üzere;
•yüzeysel kısımdaki malzemenin ıslanması kuruması,
•ıslak olması halinde içerdiği suyun donması-çözülmesi,
•yeraltı ve yerüstü sularının etkisi,
•bitki köklerinin büyümesi ve oyucu hayvanların etkisi gibi nedenlerle meydana gelir
Bitki köklerinin eğilmesi,
Yapıların,
duvarların ve direklerin
düşeyden sapması,
Tabaka uçlarının dışarıya doğru kıvrılması,
Topografyanın dalgalı bir
görünüm kazanması
Yavaş akmanın belirtileri
Tabaka uçlarının dışarıya doğru kıvrılması,
Topografyanın dalgalı bir
görünüm kazanması
Bitki köklerinin eğilmesi
Oluşum mekanizması
Tanenin donmayla kaldırılması Esnasındaki konumu
Tanenin erimeden sonraki Konumu
Deniz, göl ve vadi kenarlarındaki dik falez ve yamaçlarda veya eğimli dağ doruklarında boşlukta kalan toprak ve irili ufaklı kaya parçalarının yer çekiminin etkisi ile aşağıya yuvarlanması ile
düşme olayı meydana gelir.
Kaya düşmesi farklı litolojiden oluşan birimlerdeki farklı
aşınmalarla kaya bloklarının boşlukta kalması ile meydana gelir.
Ayrıca kayaçların içerdiği süreksizliklerdeki suyun
hidrostatik basıncı, donma ve çözünme olaylarının
tekrarlanması, yamaç
topuklarının oyulması gibi olaylar kaya düşmesi olayının
nedenleridir
Oldukça çatlaklı bölgelerde dış ve iç faktörlerin etkisi ile kopan kaya kütlelerinin dik yamaçlardan aşağıya doğru hareket etmesi olayıdır.
Kaya düşmesi
Yamaç molozu
düşme
Devrilme türü kütle hareketinde eğik yüzey boyunca kayma söz konusu değildir. Burada önemli olan blok ağırlık vektörünün bloğun eğik yüzey üzerindeki dayanma alanı ile olan ilişkisidir. Ağırlık
vektörü, dayanma alanı içerisinde kalıyorsa blok duraylı, dışına
çıkıyorsa blok duraysızdır. Dayanma sınırından geçiyorsa blok limit dengededir.
Doğada süreksizliklerle sınırlı bir blokta ağırlık vektörünün bloğun
değme alanının dışında olması
durumunda meydana
gelen olaya devrilme
denir
Herhangi bir düzleme bağlı kalmaksızın gelişen
düşey hareket olarak tanımlanır ve zeminlerde
zemin oturması, kayaçlarda kaya çökmesi şeklinde
sınıflanır.
Zemin ve kayaçların herhangi bir düzleme bağlı olmadan, düşey ya da düşeye yakın bir şekilde hareket
etmesine çökme, çeşitli kuvvet ve yüklerin etkisiyle
zeminin ve üzerindeki yapının aşağıya doğru hareket etmesine de oturma denir.
Oturmada hareket genellikle yavaştır.
Değişik türde zeminler üzerine inşa edilen yapının ağırlığı ve zamana bağlı olarak zeminlerin davranışı
Çökme ve Oturmanın Nedenleri
Çökme ve oturmaların doğal ve yapay olmak üzere iki tür nedeni vardır.
Doğal nedenler
Yer altında bulunan jips, tuz, kireçtaşı gibi suya hassas kayaçların suyla temas etmesi sonucu çözünmeleri yeraltında boşlukların oluşmasına neden olur (mağaralar gibi). Bu
boşlukların tavanlarının çökmesi veya tuzların
su ile yıkanıp ortamdan uzaklaşması çökme
ve oturmaları meydana getirir.
Yapay nedenler
Yeraltından fazla su çekilmesi: Bataklık alanların kurutulması, kullanma ve içme için yeraltından fazla su çekilmesi gibi olaylar sonucu özellikle çakıllı, kumlu, killi zeminlerde
tanelerin birbirine yaklaşır, suyun kaldırma kuvveti ortadan kalkar ve hacim küçülmesi olur ve yüzeyde oturmalar
görülür.
Zeminlerin fazla yüklenmesi: Zeminler taşıma güçlerinden fazla yükler altında kalırlarsa oturmalar meydana gelir.
Özellikle turbalık, kumlu, killi yumuşak zeminlerde görülür.
Yeraltında yapılan değişik amaçlı kazılar: Değişik amaçlı yapı temelleri, malzeme çıkarılması (taş ocağı), madenlerde
yapılan yer üstü ve yeraltı kazıları (Galeriler) ile ilgili olarak oturmalar meydana gelmektedir.
KÜTLE HAREKETLERİNİ ÖNLEME YÖNTEMLERİ
1 ) Yamaç eğimini azaltmak
• Yamaç eğimini azalt
• Yamaç tabanındaki malzemeyi desteklemek
• Toprak ve kayaçların kaldırılması ile ağırlığı azaltmak
2) İstinat yapıları 3) Sıvıyı azaltmak 4) Bitki örtüsü
5) Diğer önlemler (Toprak sertleştirilmesi,
yığma, kaya sürgülemeleri)
ALINACAK ÖNLEMLER
• Yamac eğiminin azaltılması Yamac açısının ve
Ağırlığın azaltılması
ALINACAK ÖNLEMLER
• 2) İstinat yapıları
• A)Yol yarmasını kafesleyerek yola kaya düşmesini engellemek
• B) Yol uzerine korunak yapmak
ALINACAK ÖNLEMLER
• 2) İstinat yapıları:
• Yamaç üzerinde beton bloklardan yapılı
istinat duvarı
ALINACAK ÖNLEMLER
• Sıvı Çekimi
ALINACAK ÖNLEMLER
• Drenaj
ALINACAK ÖNLEMLER
• Sıvı Çekimi
ALINACAK ÖNLEMLER
• Kayaç Vidalarının Eklenmesi
ALINACAK ÖNLEMLER
• Yamaç Malzemesinin Kazınması
ALINACAK ÖNLEMLER
• Yamaç Malzemesinin Kazınması
ALINACAK ÖNLEMLER
• Yamaçların Teraslandırılması
ALINACAK ÖNLEMLER
• Zeminin Kaldırılması
ALINACAK ÖNLEMLER
• Payanda ile destekleme
ALINACAK ÖNLEMLER
ALINACAK ÖNLEMLER
• Kaya düşmelerinden korunma: Bazı bolgelerde kalın çelik civatalarla kaya
düşmesi engellenmeye çalışılır. Alternatif
olarak yuzey çelik ağlarla kaplanabilir
Şevlerin duraylılığı;
kinematik, analitik ve nümerik analiz
yöntemlerinden
yararlanılarak incelenir.
ŞEV STABİLİTE YÖNTEMLERİ
Limit denge koşulunu esas alan yöntemlerde kinematik analizlerden farklı olarak kaya malzemesi yada kütlesinin kohezyon ve içsel sürtünme açısı değerleri, kayan kütlenin geometrisi, yer altı suyu durumu gibi özellikler dikkate alınır.
