Kaya kütle sınıflama sistemi RMR, Q ve M-RMR tabanlı bir bilgisayar yazılımının geliştirilmesi

T.C.

SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

KAYA KÜTLE SINIFLAMA SĠSTEMĠ RMR, Q VE M-RMR TABANLI BĠR BĠLGĠSAYAR

YAZILIMININ GELĠġTĠRĠLMESĠ Özkan ĠNĠK

YÜKSEK LĠSANS

Maden Mühendisliği Anabilim Dalı

Temmuz-2013 KONYA Her Hakkı Saklıdır

iv ÖZET

YÜKSEK LĠSANS TEZĠ

KAYA KÜTLE SINIFLAMA SĠSTEMĠ RMR, Q VE M-RMR TABANLI BĠR BĠLGĠSAYAR YAZILIMININ GELĠġTĠRĠLMESĠ

Özkan ĠNĠK

Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Maden Mühendisliği Anabilim Dalı

DanıĢman: Doç.Dr. Ġhsan ÖZKAN

2013, 228 Sayfa Jüri

Doç. Dr. Erkan ÜLKER Doç. Dr. Niyazi BĠLĠM Doç. Dr. Ġhsan ÖZKAN

Kaya mühendislik yapılarının tasarımında görgül ve sayısal yaklaĢımlar kullanılmaktadır. Görgül yaklaĢımların temelini kaya kütle sınıflama sistemleri oluĢturmaktadır. Sayısal yaklaĢımlarda ise yaygın olarak kullanılan yenilme ölçütlerinden Hoek-Brown yenilme ölçütü, kaya kütle sınıflama indeks değerlerine bağlı kütle sabitleri kullanmaktadır. Bundan dolayı kaya kütle sınıflama sistemleri kaya mühendislik yapılarının tasarımında vazgeçilmez bir metottur. Sınıflama sistemleri içerisinde en yaygın kullanılanlar RMR ve Q sistemleridir. Ancak bu iki sistem zayıf-tabakalı- anizotropik-kil içerikli ve kırıklı kaya kütlelerini tanımlamada yetersiz kalmaktadır. Bu tür kaya kütleleri için M-RMR sistemi geliĢtirilmiĢtir.

RMR, Q ve M-RMR sınıflama sistemlerinin dikkate aldığı jeoteknik parametrelerin toplam sayısı 28 adettir. Bu sınıflama sistemleri öncelikle jeoteknik aralıkların belirlenmesini öngörmektedir. Her bir jeoteknik aralıktan belirlenen 28 adet parametre değerlendirilerek kaya kütle sınıflama indeks değerleri bulunmaktadır. Jeoteknik aralık sayısının artmasıyla kaya kütle malzemesinden bulunması gereken veri adedide katlanarak artmaktadır. Bu verinin değerlendirilmesi ve raporlanması oldukça zor ve zaman alıcı bir iĢlem olarak karĢımıza çıkmaktadır.

Yapılan bu yüksek lisans tez çalıĢmasında, RMR, Q ve M-RMR kaya sınıflama sistemlerine ait ROCKMASS v2 adında bir bilgisayar programı geliĢtirilmiĢtir. Programın geliĢtirilmesine yönelik yapılan çalıĢmalar ve bu programın kullanılmasına ait kılavuz bilgiler bu tezde sunulmuĢtur. Program, mühendislerin tasarım çalıĢmalarında kullanacakları 60 ayrı rapor hazırlayabilmektedir. Yazılım tarafından sunulan raporlar, geleri ve tünel, Ģev ve kuyu mühendislik uygulamaları için ayrı ayrı alınabilmektedir. Bu raporların büyük bir bölümü, sınıflama girdi parametreleri ve indeks değerlerinin sunumu Ģeklindedir. Bunların haricinde tasarım mühendislerinin dikkatini çekecek iki farklı rapor sunumu bulunmaktadır. Vurgulanan ilk rapor, sondaj kuyusunda karĢılaĢılan kaya birimlerinin gruplanmasıyla oluĢmaktadır. Diğer rapor ise, birbirini takip eden jeoteknik aralıklarda ±10 indeks puan aralığında kalan bölgelerin birleĢtirilmesiyle elde edilmektedir. Her iki rapor hazırlığında belirlenen sınıflama indeks değerleri, ağırlıklı ortalama yöntemi ile belirlenmektedir.

Bu tez çalıĢmasında geliĢtirilen ROCKMASS v2 yazılımı için uygulama sahası TKĠ-GLĠ-BLĠ Orhaneli kömür ocağı seçilmiĢtir. Sahada açılan 5 sondaj kuyusundan alınan karotlar kullanılarak RMR, Q ve M-RMR sistemleri yardımıyla sınıflama çalıĢmaları gerçekleĢtirilmiĢtir. Sınıflama çalıĢmalarında sahada toplam 249 adet jeoteknik aralık ve bu aralıklardan toplam 6972 adet jeoteknik parametre belirlenerek sınıflama formlarına iĢlenmiĢtir. Daha sonra doldurulan formlardaki jeoteknik veriler, geliĢtirilen ROCKMASS v2 programına girilmiĢ ve sonuçlara ulaĢılmıĢtır. Ayrıca 5 sondaj kuyusuna ait jeoteknik veriler, bilinen klasik yöntemlerle çalıĢılarak hakem niteliği taĢıyan sınıflama sonuçları elde

v

edilmiĢtir. ROCKMASS v2 sonuçları ile klasik yöntemlerle ulaĢılan sonuçların bire bir örtüĢtüğü görülmüĢtür. Matematiksel temelde doğru sonuçlar ürettiği tespit edilen ROCKMASS v2 programı ile jeoteknik veriler düzenli bir biçimde saklanabilmekte ve tasarım mühendislerinin kullanacağı RMR, Q ve M-RMR sistemleri için kaya kütle sınıflama parametre ve sonuçları detaylı log raporlarla alınabilmektedir.

TKĠ-GLĠ-BLĠ-Orhaneli kömür sahasında RMR, Q ve M-RMR tabanlı ROCKMASS v2 yazılımı yardımıyla belirlenen kaya kütle sınıflama sonuçları dikkate alındığında yoğun süreksizlikler içeren yapısal bölgelerde RMR ve Q sınıflama sistemleri, niceliksel tanımlamalarda bulunamamıĢtır. Bu durum, RMR ve Q sistemlerinin yetersizliğinden kaynaklanmıĢtır. Ancak M-RMR sınıflama sistemi, sahada karĢılaĢılan bütün yapısal bölgelerde karĢılaĢılan kaya kütlelerini niceliksel tanımlamada baĢarılı olmuĢtur. M-RMR sınıflama sistemine göre sahada en düĢük M-RMR değerinin 13 (çok zayıf kaya) ve en yüksek M-RMR değerinin 82 (çok iyi kaya) olduğu belirlenmiĢtir.

Anahtar Kelimeler: Madencilikte bilgisayar yazılımı, Kaya kütle sınıflaması (RMR, Q ve M-RMR),ROCKMASS v2, Sınıflama loğları

vi ABSTRACT

MS THESIS

DEVELOPMENT OF A COMPUTER SOFTWARE BASED ON RMR, Q AND M-RMR ROCK MASS CLASSIFICATION SYSTEM

Özkan ĠNĠK

THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE OF SELÇUK UNIVERSITY

DEPARTMENT OF MINING ENGINEERING Advisor: Assoc. Prof. Dr. Ġhsan ÖZKAN

Year, 228 Pages Jury

Assoc. Prof. Dr. Erkan ÜLKER Assoc. Prof. Dr. Niyazi BĠLĠM Assoc. Prof. Dr. Ġhsan ÖZKAN

Empirical and numerical approaches are used in the design of rock engineering structures.The empirical approaches are based on rock mass classification systems. Hoek-Brown failure criterion used widely in numerical approaches take into account rock mass constants based on rock mass classification results.Therefore, rock mass classification systems are an essential method in the design of engineering structures. RMR and Q are the most widely used in rock mass classification systems. However, these two systems are insufficient to describe weak-stratified-anisotropic-clay bearing and heavily jointed rocks.M-RMR system has been developed for this type of rock masses.

The selected 28 geotechnical parameter to describe rock mass characterization are used by RMR, Q, and M-RMR classification systems. In these classification systems, geotechnical intervals are primarily determined.The final rock mass classification results for these systems calculated by 28 geotechnical parameters determined from each geotechnical interval.When the number of geotechnical intervals in rock mass increased, number of the input geotechnical parameters for systems is increasing exponentially.Evaluation and reporting of this data appears to be quite difficult and time-consuming process.

In this master thesis, a computer program named ROCKMASS v2 for rock classification systems have been developed. The studies carried out for the development of the software and its guidelines has been presented in this thesis.The program used by engineers can be presented 60 different reports.Reports submitted by the software in engineering applications for mine roadway-tunnel, slope and shaft can be separately. A large part of these reports, classification is the presentation of the input parameters and the index values.Other than that grab, two different reports attracted the attention of design engineers are presented by software.The highlighted first report consists of with grouped of rock units encountered in drilling shaft.In other report, geotechnical consecutive intervals within the range of ± 10 index points are concatenated regions. The classification index values in both reports are determined by the weighted average method.

A typical application for ROCKMASS v2 software developed in thesis study has been carried out in TKI-GLI-BLI Orhaneli coal mine region. According to RMR, Q and M-RMR systems, the rock mass classification studies were carried out based on 5 drill cores. In geotechnical studies, a total of 249 of geotechnical intervals and a total of 6,972 of geotechnical parameters were determined and also they were processed in classification forms. Then the filled forms by geotechnical data entered into the ROCKMASS v2 and the classification results have been obtained. In addition, classification results were determined by conventional methods.ROCKMASS v2 results were found to match one to one with the conclusions reached by conventional methods. ROCKMASS v2 produced accurate results can be kept in

vii

an orderly fashion with the program of geotechnical data and also design engineers to be use RMR, Q, and M-RMR rock mass classification systems can be detailed log reports for parameters and classification results

In TKI-GLI-BLI-Orhaneli coal field, according to RMR, Q, and M-RMR classification results determined by ROCKMASS v2, in broken structural regions, RMR and Q classification systems not found quantitative definitions.This is due to lack of RMR and Q systems. However, M-RMR classification systems, in all the structural encountered in the field have been successful in identifying quantitative. It was determined by M-RMR classification system that the value of the lowest M-RMR value and the highest M-RMR value exist 13 (very bad rock) and 82 (very good rock), respectively.

Keywords: Computer Software in Mining, Rock Mass Classification (RMR, Q and M-RMR), ROCKMASS v2, Classification logs.

viii ÖNSÖZ

Bu yüksek lisans tez çalıĢması esnasında beni yönlendiren, destekleyip değerli bilgilerini esirgemeyen, gösterdiği ilgi ve sabrından dolayı proje danıĢmanlığımı yapan Sayın Doç. Dr. Ġhsan ÖZKAN hocamıza sonsuz teĢekkür ve saygılarımı sunuyorum. Ayrıca tezin değerlendirmesinde katkı koyan juri üyeleri Doç. Dr. Erkan ÜLKER ve Doç. Dr. Niyazi BĠLĠM‘e teĢekkür ederim.

Bu günlere gelebilmem için maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen aileme sonsuz teĢekkürlerimi sunarım.

Özkan ĠNĠK KONYA-2013

ix ĠÇĠNDEKĠLER ÖZET ... iv ABSTRACT ... vi ÖNSÖZ ... viii ĠÇĠNDEKĠLER ... ix

SĠMGELER VE KISALTMALAR ... xiii

1. GĠRĠġ ... 1

1.1.Problemin Tanımı ... 1

1.2.Tez ÇalıĢmasının Amacı ... 1

1.3.Tez ÇalıĢmasının Ġçeriği ... 2

2. KAYNAK ARAġTIRMASI ... 3

2.1. Genel ... 3

2.2.Kaya Kütle Sınıflama Sistemi ... 3

2.2.1. Kaya kütle indeksi sınıflama sistemi: RMR ... 6

2.2.2. Kaya kütlesi kalite sınıflama sistemi Q ... 16

2.2.3. M-RMR (Modified Rock Mass Rating-Yeniden Düzenlenen Kaya Kütle Ġndeksi) sınıflama sistemi ... 30

2.3. Bilgisayar Yazılımlarının GeliĢtirilmesinde Dikkate Alınması Gereken Bilgiler 36 2.3.1. Veri tabanı yönetim sistemleri ... 37

2.3.2.Veri tabanı yönetim sistemi programları ... 40

2.4. Madencilikle ilgili GeliĢtirilen Bilgisayar Programları ... 41

3.BĠLGĠSAYAR PROGRAMININ GELĠġTĠRĠLMESĠ ... 45

3.1. Genel ... 45

3.2. Programın Algoritması ... 45

3.3. Programın GeliĢtirilmesi ... 51

3.3.1. Programın ara yüz tasarımı ... 51

3.3.2. Programın E-R diyagramı ... 55

3.3.3. Programda kullanılan tablolar ve alanları ... 55

x

4.1. Genel ... 58

4.2. Sisteme giriĢ ... 58

4.3. Yeni proje kayıt ... 59

4.4. Program ilk giriĢteki arayüz ... 60

4.5.Programda baĢlıca ana menüler ... 61

4.5.1. Genel bilgiler ... 61

4.5.1.1. Sondaj makinesi bilgileri ... 61

4.5.1.2. Kuyu yeri bilgileri ... 62

4.5.2. Veri giriĢleri ... 63

4.5.2.1. M-RMR veri giriĢ penceresi ... 63

4.5.2.1.1. Kuyu no ... 64

4.5.2.1.2. Derinlik ... 65

4.5.2.1.3. Kaya tipi ... 65

4.5.2.1.4. Dayanım ... 66

4.5.2.1.5. Toplam karot verimi (TCR) ... 66

4.5.2.1.6. Sağlam karot verimi (ICR) ... 66

4.5.2.1.7. Kaya kalite göstergesi (RQD) ... 67

4.5.2.1.8. Kırık sayısı ... 67

4.5.2.1.9. Su durumu ... 67

4.5.2.1.10. Eklem takım sayısı ... 68

4.5.2.1.11.Tip ... 68 4.5.2.1.12. Açı (DIP) ... 68 4.5.2.1.13. Bozunma ... 69 4.5.2.1.14. Pürüzülük ... 69 4.5.2.1.15. Devamlılık ... 70 4.5.2.1.16. Açıklık ... 71 4.5.2.1.17. Dolgu kalınlığı ... 72

4.5.2.2. RMR veri giriĢ ekranı ... 72

4.5.2.2.1. Eklem tanımının yapılması ... 74

4.5.2.2.2. Eklem konumu ... 75

4.5.2.2.3. Tünel doğrultusu ... 75

4.5.2.2.4. Tünel kazı yönü ... 76

4.5.2.3. Q veri giriĢ ekranı ... 76

4.5.2.3.1. Eklem takım sayısı (Jn) ... 77

4.5.2.3.2. Eklem pürüzlülük sayısı (Jr) ... 77

xi

4.5.2.3.4. Eklem su azaltma faktörü ... 79

4.5.2.3.5. Gerilim azaltma faktörü (SRF) ... 80

4.6. Kullanıcı bilgileri ... 81

5. ROCKMASS v2’nin RAPORLAMA METODU ... 83

5.1. Genel ... 83

5.2. M-RMR Sınıflama Sistemine Ait Raporlar ... 85

5.2.1. Genel bilgiler raporu (M-RMR / GT-1) ... 87

5.2.2. Litolojik log raporu (M-RMR / GT-2) ... 87

5.2.3. Girdi parametreler raporu (M-RMR / GT-3) ... 88

5.2.4. Jeolojik log raporu (M-RMR / GT-4) ... 88

5.2.5. Süreksizlikler arası durum log raporu (M-RMR / GT-5) ... 89

5.2.6. M-RMR index değerleri raporu (M-RMR / GT-6) ... 90

5.2.7. Temel ve DüzeltilmiĢ M-RMR sınıflama logu raporu (M-RMR / GT-7) .... 90

5.2.8. Tasarım M-RMR raporu (M-RMR / GT-8) ... 91

5.2.9. M-RMR BSTR raporu (M-RMR / GT-9) ... 94

5.2.10. Kaya birimi bazında genelleĢtirilmiĢ M-RMR raporu (M-RMR / GT-10) . 94 5.2.11. Derinlik bazında genelleĢtirilmiĢ DüzeltilmiĢ M-RMR raporu (M-RMR / GT-11) ... 95

5.3. RMR Sınıflama Sistemine Ait Raporlar ... 96

5.3.1. Girdi parametreler raporu (RMR / GT-3) ... 97

5.3.2. RMR indeks değerleri log raporu (RMR / GT-6) ... 98

5.3.3. T-RMR ve D-RMR logu raporu (RMR / GT-7) ... 99

5.4. Q Sınıflama sistemine ait raporlar ... 99

5.4.1. Q girdi parametreler log raporu (Q / GT-3) ... 100

5.4.2. Q indeks değerleri log raporu (Q / GT-4) ... 101

5.4.3. Nihai Q değerleri log raporu (Q / GT-5)... 102

6. PROGRAMIN ÖRNEK BĠR MADEN SAHASINDA UYGULANMASI ... 104

6.1. Genel ... 104

6.2. TKĠ Bursa Orhaneli Sahası ile ilgili Genel Bilgiler ... 104

6.3. Jeoteknik ÇalıĢmalar ... 106

6.4. Bilgisayar Ortamına Verilerin TaĢınması ... 117

6.4.1. RMR sınıflama sistemi için ROCKMASS v2 programına veri giriĢi ... 117

6.4.2. Q Sınıflama sistemi için ROCKMASS v2 programına veri giriĢi ... 117

xii

6.5. Sahaya ait ilgili Rapor Çıktılarının Alınması ... 118

6.5.1. RMR sınıflama sistemi için ROCKMASS v2 programından alınan raporlar ... 118

6.5.1.1. Galeri ve tünel için ROCKMASS v2 programından alınan raporlar ... 118

6.5.1.2. ġev için ROCKMASS v2 programından alınan raporlar ... 128

6.5.2. Q Sınıflama sistemi için ROCKMASS v2 programından alınan raporlar .. 134

6.5.3. M-RMR sınıflama sistemi için ROCKMASS v2 programından alınan raporlar ... 139

6.5.3.1. Galeri ve tünel için ROCKMASS v2 programından alınan raporlar ... 139

6.5.3.2.ġev için ROCKMASS v2 Programından alınan raporlar ... 149

6.5.3.3.Kuyu için ROCKMASS v2 programından alınan raporlar ... 156

6.6. Kaya kütle sınıflama çalıĢmaları hakkında genel bir değerlendirme ... 162

7. SONUÇLAR VE ÖNERĠLER ... 164 7.1 Sonuçlar ... 164 7.2 Öneriler ... 166 KAYNAKLAR ... 167 EKLER ... 172 ÖZGEÇMĠġ ... 213

xiii

SĠMGELER VE KISALTMALAR

Simgeler

 : Ġçsel sürtünme açısı (o) (Internal friction angle)  : Kaya yoğunluğu (N/m3_{) (Density of the rock)}

σ1 : En büyük asal gerilme (Maxsimum Principal Stress)

σ3 : En küçük asal gerilme (Minimum Principal Stress)

σc : Tek eksenli basma dayanımı

c : Kohezyon (kPa)

E : Elastik modülü (GPa) (Modulus of Elasticity) 𝓥 : Poison Oaranı

Kısaltmalar

A : Açıklık

Ab : Düzeltme faktörü (Patlatma hasarı için)

Aw : Düzeltme faktörü (fay sistemleri için)

AS : Düzeltme faktörü (arazi gerilmeleri için)

B : Tünel galeri geniĢliği (m) BPT : Block Punch Index Test

B(M-RMR) : Basic Modified Rock Mass Rating (yeniden düzenlenmiĢ kaya kütle indeksi)

BSTR : Broken structure region (Kırıklı yapısal bölge)

C : Devamlılık

CUMR : Corrected unit mass rating (DüzeltilmiĢ kaya kütle indeksi)

CM-RMR : Corrected modified rock mass rating(DüzeltilmiĢ yeniden düzelmiĢ kaya kütle indeksi)

D : Galeri yada tünel geniĢliği

De : EĢdeğer Boyut

D SOR : Süreklilik dalım açısı (Discontinuity oriantation) ESR : Kazı tahkimat oranı

xiv

FC : Weathering coefficient (AyrıĢma katsayısı)

H : Galeri yada tünel yüksekliği

ht : Kaya yükü yüksekliği

ICR : Intact Core Recovery (Sağlam karot randımanı) ISTR : Intact structural region ( Sağlam yapısal bölge)

Id2 : Slake-durability index test ( suda dağılma dayanım indeks değeri)

IGW : Grounwater condition index (Yer altı su indeksi)

IJC : Joint condition index (Eklem durum indeksi)

IJO : Joint orientation index (Eklem konum indeksi)

IJS : Eklemler arası mesafe indeksi

IPLT : Point load strength index (Nokta yükleme dayanımı indeksi)

IRQD : Kaya kütle indeksi

IUCS : Uniaxial compressive strength index (Tek eksenli basma dayanımı)

Ja : Joint alteration number (Eklem yüzeyi ayrıĢma sayısı) Jn : Joint set number (Eklem takım sayısı)

Jr : Joint roughness number (Eklem pürüzlülük sayısı) Jw : Joint water reduction factor (Eklem su azaltma faktörü)

JS : Joint spacing (Eklemler arası mesafe)

L : Kaya saplama boyu

m : Kaya kütle sabiti (coefficiant of rock mass)

mi : Sağlam kaya için malzeme sabiti (coefficiant of intact rock material)

M-RMR : Modified rock mass rating (Yeniden düzenlenmiĢ kaya kütle indeksi)

P : Kaya yükü

Pr : Tahkimata gelecek basınç

Q : Rock mass quality (Kaya kütle kalitesi)

R : Pürüzlülük

RMR : Rock mass rating (Kaya kütle indeksi)

RQD : Rock quality designation (Kaya kalite belirteci) s : Kaya kütle sabiti (coefficiant of rock mass) Senb : En büyük tahkimatsız kazı açıklığı

SRF : Stress reduction factor (Gerilim azaltma faktörü) TCR : Total core recovery (Toplam Karot verimi) UMR : Unit mass rating (Birim kütle indeksi)

1. GĠRĠġ

1.1. Problemin Tanımı

Kaya mühendislik yapılarına ait tasarım çalıĢmalarında iki farklı yaklaĢım söz konusudur. Bunlar görgül ve sayısal tasarım yaklaĢımlarıdır. Her iki yaklaĢım için gerekli girdi parametreleri sahada karĢılaĢılan kaya kütleleri üzerinde gerçekleĢtirilen kaya mekaniği ve jeoteknik çalıĢmalarla belirlenmektedir. Kaya kütle paremetrelerini sayısal bir formda ifade eden bütünleyici yaklaĢımlara kaya kütle sınıflama sistemleri tanımı yapılmaktadır. Kaya kütle sınıflama sistemleri 1950‘li yıllardan sonra geliĢtirilmeye baĢlanmıĢ olup bugün yaklaĢık 30 adet sınıflama sistemi mevcuttur. Bu sistemler için gerekli girdi parametreleri genel olarak sahada yapılan sondaj çalıĢmalarından belirlemektedir. Sistemler tarafından verilen kılavuzlarda tek bir sondaj kuyusuna ait değerlendirmenin nasıl yapılacağı belirtilmektedir. Sahadaki diğer sondaj kuyularıyla bütünleyici değerlendirmeler ve sınıflama indeks sonuçlarının raporlanma Ģekli tamamıyla tasarım mühendislerine bırakılmıĢtır. Jeoteknik verilerin karotlar ve sahadan toplanması belirli bir zorluk ve kargaĢa içerirken aynı zamanda kuyuda belirlenen tüm jeoteknik aralıklarda tanımlanan sınıflama indeks değerlerinden hangisinin tasarımda kullanılacağı uygulayıcı mühendislerin kafasını karıĢtırmaktadır. Jeoteknik aralıklar en az 0.20m olabileceği gibi birkaç metrede olabilir. Tasarlanması planlanan bir tünel ya da maden galerisinin tavanında çeĢitli kalınlıklarda birçok jeotknik aralık bulunabilmektedir. Tasarım mühendisi analizlerinde hangi jeoteknik aralığa dikkate alacağı konusunda ikilemde kalabilmektedir. Benzer problerler kuyular ve Ģevler içinde söz konusudur. Bununla birlikte, birden fazla sondaj verisini bütünleyici ve sahaya ait genel bir sınıflama sonucu üretmede nasıl bir iĢlem yapılacağına dair sınıflama sistemlerinin yol gösterici öngörüleri mevcut değildir.

1.2. Tez ÇalıĢmasının Amacı

Bu tez çalıĢmasında tasarım mühendislerince yaygın kullanılan sınıflama sisteminde RMR (Rock Mass Rating - Kaya Kütle Ġndeksi, Bianiawski, 1974, 1989) ve Q (Rock Mass Quality – Kaya Kütle Ġndeksi, Barton ve ark., 1974) sınıflama sisteminin yanında zayıf-tabakalı-kil içerikli anisotropik-yoğun eklemli kaya kütleleri için geliĢtirilen M-RMR (Modified Rock Mass Rating-Yeniden Düzenlenen Kaya Kütle

Ġndeksi) (Ünal ve Özkan, 1990) sınıflama sistemleri dikkate almıĢtır. Bu sınıflama sistemlerine ait çalıĢma disiplininde, sahadan ve karotlar üzerinde belirlenen her bir jeoteknik aralıktan belirlenen kaya kütle parametrelerinin sistematik bir Ģekilde kayıt altına alınması, değerlendirilmesi ve raporlanması amacıyla bir bilgisayar yazılımının geliĢtirilmesi bu tez çalıĢmasının amacını oluĢturmuĢtur. GeliĢtirilmesi amaçlanan yazılımın sahip olacağı yeteneklerinin; sondaj karotlarına ait jeoteknik parametrelerini sistematik bir Ģekilde kayıt altına alınması, kayıtlara kolayca ulaĢılabilmesi, ihtiyaç duyulan veriler üzerinde düzeltmelerin yapılması, verilerin iĢlenmesi, sondaj kuyusu boyunca maden galerisi, Ģev, kuyu çalıĢmalarına yönelik, RMR, Q ve M-RMR sınıflama sonuçlarının üretilmesi, ilgili logların hazırlanması, ilgili kayaya ait kaya birimleri bazında ve birbirini takip eden jeoteknik aralıklada belirlenen sınıflama indeks değerlerinin birbirlerine olan yakınlığa bağlı olarak derinliğe göre ortalama ağırlık yöntemi kullanılarak gruplandırılması ve sınıflama çalıĢmalarının ara iĢlem safhalarınıda içeren raporlarının bilgisayar yazılımı tarafından hazırlanması ve çıktı olarak sunması Ģeklinde olmasına kara verilmiĢtir.

1.3.Tez ÇalıĢmasının Ġçeriği

Bu yüksek lisans tez çalıĢmasında problemin tanımlanması, çalıĢmanın amacı ve tez içeriği Bölüm I‘de sunulmuĢtur. Bölüm II‘de kaya kütle indeksi sınıflama sistemi RMR, kaya kütlesi kalite indeksi (Q sistemi), M-RMR (modified rock mass rating-yeniden düzenlenen kaya kütle indeksi) sınıflama sistemi, bilgisayar yazılımlarının geliĢtirilmesinde dikkate alınması gereken yazılım bilgileri, veri tabanı yönetim sistemleri ve madencilikle ilgili geliĢtirilen bilgisayar programları anlatılmıĢtır. Bölüm III‘te ROCKMASS v2 programın geliĢtirilmesi için gerekli olan program algoritması, programın ara yüz tasarımı verilmiĢtir. Bölüm IV‘te programın kullanım kılavuzu bilgileri sunulmuĢtur. Bölüm V‘te ROCKMASS v2‘nin raporlama metodu iĢlenmiĢtir. Bölüm VI‘da TKĠ Bursa Orhaneli sahası ile ilgili bilgi, sahada gerçekleĢtirilen sondaj karotlarına ait jeoteknik verilerin bilgisayar ortamına taĢınması, RMR, Q ve M-RMR sınıflama sistemleri için ROCKMASS v2 programına ayrı ayrı veri giriĢleri ve sahaya ait ilgili rapor çıktılarının alınması çalıĢmalarını içermektedir. Bu tez çalıĢması ile ulaĢılan sonuç ve öneriler ise Bölüm VII‘de sunulmuĢtur.

2. KAYNAK ARAġTIRMASI

2.1. Genel

Kaya kütle sınıflama sistemleri tarafından üretilen sonuçlar esas olarak mühendislik uygulamalarında kullanılan görgül ve sayısal tasarım yaklaĢımlarına girdi verisi üretmektedir. Bugün ortaya atılmıĢ değiĢik sınıflama sistemleri mevcut olup dünyada birçok mühendislik projesinde baĢarı ile kullanılmıĢlardır. Hatta karıĢık jeolojik koĢullarda kaya mühendislik yapılarının ön tasarımı için kullanılabilecek tek yöntem durumuna gelmiĢlerdir.

Yeraltı ve yerüstü kaya mühendislik yapılarının özellikle tahkimat tasarım çalıĢmalarında ihtiyaç duyulan girdi parametrelerinin belirlenmesinde kaya kütle sınıflama çalıĢmaları sıklıkla kullanılmaktadır. Proje çalıĢmalarında genel olarak RMR (Bieniawski, 1973, 1989) ve Q (Barton ve ark., 1974) sınıflama sistemleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Günümüzde 30‘a yakın geliĢtirilmiĢ olan sınıflama sistemi mevcuttur. Bunların büyük bir çoğunluğu RMR (Rock Mass Rating - Kaya Kütle Indeksi) ve Q (Rock Mass Quality - Kaya Kalite Ġndeksi) sınıflama sistemlerinin özel kaya yapıları için yeniden düzenlenmesi ile ortaya çıkmıĢtır. Özellikle zayıf-tabakalı-kil içerikli-anisotropik ve kırıklı kaya kütlelerinde, RMR ve Q sınıflama sistemlerine ait bazı kütle parametrelerinin belirlenmesinde yetersiz kaldığını belirleyen Ünal ve Özkan (1990), M-RMR (Modified Rock Mass Rating-Yeniden Düzenlenen Kaya Kütle Ġndeksi) sınıflama sistemini geliĢtirmiĢlerdir.

2.2.Kaya Kütle Sınıflama Sistemi

Mühendislik hizmetleriyle yeryüzünde ve yeraltında kaya kütlesi içerisinde yapılan mühendislik yapılarında duraylılık konusu, mühendisler tarafından oldukça önemsenmektedir. Duraylılık analizlerinde iki temel yaklaĢım mevcuttur. Bunlar görgül ve sayısal tasarım yaklaĢımları olarak adlandırılmaktadır. Sayısal yaklaĢımlar genel olarak kaya malzemesinin mekanik özelliklerini (E, ʋ, c, ϕ, σc gibi) geliĢtirilen

matematiksel yaklaĢımlarda kullanarak tahkimatsız ve tahkimatlı koĢullar altında duraylılık çözümlenmeleri yapabilmektedir. Görgül yaklaĢımlar ise mühendislik tecrübeleri, gözlemleri ve sezgileriyle geliĢtirilen kılavuz abaklar yardımıyla tahkimat önerilerinde bulunabilmektedir.

Günümüzde her iki yöntemle de duraylılık analizleri yapılabilmektedir. Ancak jeolojik unsurların çok olduğu karıĢık kaya ortamlarının sayısal analizlerinde kaya ortamının modellenmesi zor olduğu için görgül yaklaĢımlar bu tür kaya yapılarında daha yaygın kullanılmaktadır. Bununla birlikte ilk geliĢtirilen sayısal yaklaĢımlarda sadece kaya malzemesinin mekanik özelliklerinin (E, ʋ, c, ϕ, σc gibi) dikkate alınması

sayısal yaklaĢımı sınırlayan bir etken olmuĢtur. Günümüzde bu problemi fark eden araĢtırmacılar kaya malzemesine ait mekanik özellikler yanında kaya kütlesine ait mekanik özellikleri (Em, σcm, m, s gibi)‘de kullanabilen sayısal yaklaĢımlar

geliĢtirmiĢlerdir.

Özkan ve Ünal (2012)‘a göre sayısal tasarım yaklaĢımlarında yapılan son geliĢmeler ile günümüzde proje mühendisleri daha çok kaya kütle sınıflama sistemleri yardımıyla kaya malzeme ve kütle özelliklerini belirlemekte ve görgül tasarım yaklaĢımlarına bağlı tahkimat tasarımları yapmakta daha sonra ise tahkimat önerilerini sayısal çözümlemeler ile denetlemektedirler. Projenin uygulamaya alınmasından sonra yapılacak gözlem ve saha ölçüm çalıĢmaları yardımıyla duraylılık analizlerinde gerekli görüldüğü takdirde geriye dönük analizler yapılmakta böylece istenen en uygun tahkimat sistemi belirlenmiĢ olmaktadır. Bundan dolayı proje mühendisleri görgül yaklaĢımlara ön tasarım yaklaĢımı ismini de vermektedirler.

Gözlem, ölçüm, tecrübe ve mühendislik yargıları sonucu elde edilen bulguların birleĢtirilmesiyle geliĢtirilen kaya kütle sınıflama sistemleri niceliksel (sayısal) olarak kaya kütlesi özelliklerini ve tahkimat gereksinimlerini sahada belirlemek için kullanılmaktadır.

Sınıflama sistemlerinin kaya mühendislik uygulamalarında sağladığı yararlar aĢağıdaki gibi sıralanabilir (Bieniawski,1989 );

1. Belirli bir sahada bulunan kaya kütlelerini aynı davranıĢı gösterecek jeoteknik aralıklara ayırmak,

2. Her jeoteknik aralığın mühendislik özelliklerini anlayabilmek için bir temel oluĢturmak,

3. Jeoteknik aralıklardan tasarım için sayısal veriler sağlayarak bir veri tabanı oluĢturmak,

4. Mühendisler arasında iletiĢim için herkesin algılayabileceği ve kullanabileceği bir temel oluĢturmak.

Kaya kütle sınıflama sistemlerinin yukarıda belirtilen yararları sağlaması için Ģu özelliklere sahip olması gerekir (Bieniawski,1989);

1. Basit, kolayca hatırlanabilir ve anlaĢılabilir olmalı,

2. Mühendislikte kabul edilen bir anlatım Ģekli ile kullanılan her terim açık olmalı, 3. En önemli kaya kütle özelliklerini tanımlamalı,

4. Arazide ucuz ve çabuk yapılabilen deneyler kullanılarak ölçülebilir verilere dayanmalı,

5. Sınıflama parametrelerinin göreceli önemini tartabilen bir değerlendirme sistemi olmalı,

6. Kaya tahkimat tasarımı için sayısal veri sağlamalıdır.

Madencilik çalıĢmalarının yazılı tarihsel geliĢimine bakıldığında ilk sınıflamaların niteliksel tanımlamalar ile yapıldığı görülmektedir. Ancak teknik açıdan mühendislik uygulamalarının yapılmaya baĢladığı XX. asrın ortalarında yukarıda sıralanan sınırlamalar içerisinde ilk teknik kaya kütle sınıflama sistemi Terzaghi (1946) tarafından geliĢtirilmiĢtir. Takip eden yıllarda birçok çalıĢmaya bağlı sınıflama sistemleri geliĢtirilmiĢtir. Çizelge 2.1‘de sunulan bu sınıflama sistemlerinden proje çalıĢmalarında mühendisler tarafından en çok dikkate alınan yaklaĢımlar RMR (Bieniawski, 1973) ve Q (Barton ve ark., 1974) sistemleri olmuĢtur.

Çizelge 2.1. Temel sınıflama sistemleri (Özkan ve Ünal, 1996)

Sınıflama Sistemi GeliĢtiren ve Tarih GeliĢtirildiği

Ülke

Uyguluma Alanı

Kaya Yükü

Tahkimatsız Durma Zamanı NATM

Kaya Kalitesi Belirteci -RQD Kaya Yapısı Değeri-RSR Kaya Kütlesi Değeri-RMR Kaya Kalitesi Değeri-Q Dayanım-Boyut Temel Jeoteknik Tanım Unified classification

Jeolojik Dayanım Ġndeksi-GSI

Terzaghi, 1946 Lauffer, 1958 Pacher et al., 1964 Deere et al., 1967 Wickham et al., 1972 Bieniawski, 1973 Barton et al., 1974 Franklin, 1975 ISRM, 1981 Williamson, 1984 Hoek and Brown, 1997

USA Avusturya Avusturya USA USA Güney Afrika Norveç Kanada USA Kanada Tünel Tünel Tünel

Tünel, Karot Loglaması Tünel

Tünel, Maden

Tünel, Maden, Yer altı BoĢlukları Tünel

Genel Genel Genel

RMR ve Q sınıflama sistemlerinin yaygın olarak proje çalıĢmalarında kullanılması sonucunda özellikle 1980‘li yılların baĢında bu sistemlerin her türlü kaya yapısını baĢarıyla tanımlayamadığı belirlenmiĢtir. Bu sınıflama sistemlerini geliĢtiren araĢtırmacılar daha sonra kendi sistemlerini yeniden gözden geçirmek zorunda kalmıĢlardır (Bieniawski, 1976, 1979, 1989; Grimstand ve Barton, 1993). Ancak diğer uygulamacılar RMR ve Q sistemlerinin kullandığı parametreleri özel kaya koĢulları için yeniden tanımlamayı ya da yeni parametreler ilave etmeyi önermiĢlerdir. Sonuç olarak günümüzde RMR ve Q sınıflama sistemlerinin özel kaya koĢulları için yeniden düzenlenmiĢ halleri Çizelge 2.2‘de sunulmuĢtur.

Çizelge 2.2. RMR ve Q sınıflama sistemlerine bağlı geliĢtirilen yeni nesil sınıflama sistemleri (Özkan ve Ünal,2012).

Sınıflama Sistemi GeliĢtiren ve Tarih GeliĢtirildiği Ülke Uyguluma Alanı

MRMR MBR RMS Modified RMR85 Simplified RMR85 SMR R BRZ M-RMR RTR SGDM GC CMRR Modified RMR93 Modified Q93 RFI RMi Laubscher,1977 Cummings et al., 1982 Stille et al., 1982

Newman and Bieniawski, 1985 Brook and Dharmaratne, 1985 Romana,1985

Vanketaswarlu, 1986 Dong et al., 1988 Unal and Ozkan, 1990 Inyang, 1991

Milne and Potvin, 1992 Mendes et al., 1993 Molinda and Mark, 1993 Sheorey, 1993 Sheorey, 1993 Singh et al., 1994 Palmströn, 1995 Güney Afrika USA Ġsviçre USA Sri Lanka Ġspanya Hindistan Çin Türkiye USA Kanada Portekiz USA Hindistan Hindistan Hindistan Norveç Maden Maden-Sert Kaya Maden-Metal Maden-Kömür Maden Maden-Açık Ocak Maden-Kömür Maden-Kömür

Maden-Metal, Kömür, Açık Ocak Tünel, Maden-Açık Ocak Maden Maden-Kömür Maden-Kömür Maden-Kömür Maden-Kömür Maden-Kömür

Maden ve TBM ile Kazı

2.2.1. Kaya kütle indeksi sınıflama sistemi: RMR

Kaya Kütle Ġndeksi Sınıflama Sistemi (RMR) Bieniawski (1973) tarafından ortaya konmuĢ, daha sonra üzerinde bazı değiĢiklikler yapılarak geliĢtirilmiĢtir. Bu

sınıflama sisteminde, aĢağıda sıralanan ve sahada ölçülebilen veya sondaj verilerinden elde edilebilecek, altı değiĢken kullanılır;

Kaya örneğinin tek eksenli basınç dayanımı (σc)

Kaya kalite belirteci (RQD) Süreksizlik aralığı(Js) Süreksizliklerin durumu (Jc) Yeraltı suyu durumu (Gw) Süreksizliklerin konumu (OI)

Yukarıda belirtilen altı parametre değeri her bir jeoteknik aralık olarak belirlenen jeoteknik veriler standart jeoteknik veri toplama formlarına (Çizelge 2.3) veya sondaj loglama formlarına (Çizelge 2.4) iĢlenir. Bu formlar diğer kaya kütle sınıflama sistemleri için de kullanılabilirler.

RMR sınıflama sistemi, Çizelge 2.5‘te verilen tanımlamalar kullanılarak uygulanır. Kaya sınıflaması için gerekli olan veriler toplandıktan sonra, ilk beĢ sınıflama değiĢkeni için sayısal değerler çizelgenin A bölümünden yararlanılarak bulunur. Ancak Bieniawski süreksizlik durumlarını belirleyen parametrelerin belirlenmesi için yeni bir çizelge sunmuĢtur (Çizelge 2.6). Süreksizliklerin konumlarına göre (altıncı sınıflama değiĢkeni) sayısal değer ise Çizelge 2.5‘ in B bölümü kullanılarak bulunmaktadır. B bölümündeki tanımlara uygun süreksizlik konumları ise Çizelge 2.7‘te verilmiĢtir.

Çizelge 2.5‘in C bölümünde toplam sayısal değerlendirmeye göre kaya kütlesinin niteliksel tanımı, D bölümünde ise, kaya kütle sınıflama puanlarına karĢılık gelen kaya kütlesi dayanım parametreleri ile ortalama tahkimatsız durma zamanları verilmektedir.

Her değiĢkenin belirli sınır aralıklarına sayısal değerler verilmiĢtir. Sınıflama için, beĢ değiĢkenin ilgili sayısal değerleri toplanarak, temel kaya kütlesi değerlendirme indeksi ( Temel-RMR) bulunmaktadır. EĢitlik 2.1‘den elde edilen Temel-RMR, kaya kütlesi içerisinde mevcut süreksizliklerin konumlarına göre düzeltilerek (Çizelge 2.7 ve Çizelge 2.5B) kaya kütlesini temsil eden düzeltilmiĢ kaya kütlesi değeri (DüzeltilmiĢ-RMR) bulunmaktadır (EĢitlik 2.2). Daha sonra üçüncü adım olarak Tasarım RMR bulunmaktadır. EĢitlik 2.3‘te verilen AB, AS ve S parametreleri sırasıyla patlatma, fay

sistemi ve arazi gerilme durumuna ait parametrelerdir. Bu parametreler ġekil 2.1‘de görülmektedir.

Temel RMR=[Iσc] + [IRQD] + [IJs] + [IJc] + [IGw] (2.1)

DüzeltilmiĢ RMR=[Temel RMR] + [IOI] (2.2)

Tasarım RMR=[DüzeltilmiĢ RMR]*[AB*AS*S] (2.3)

ġekil 2.2‘de tünel ve galeriler için RMR Sınıflama Sistemi‘nin çıktısı, yani, değiĢik kaya kütlesi değerleri (RMR) için Kazı Açıklığı-Tahkimatsız Durma Zamanı iliĢkisi verilmektedir. Bu sınıflama sistemi ayrıca, Çizelge 2.8‘ de gösterildiği gibi, atnalı kesitli açıklıklar için her kaya sınıfına ait kazı Ģekli ve tahkimat sistemi önermektedir.

RMR sınıflama sistemi değiĢik araĢtırmacılar tarafından mühendislik uygulamalarında kullanılmıĢtır. Ünal (1983), RMR değerinden faydalanarak kaya yükü yüksekliğini (ht) EĢitlik 2.4 gibi tanımlamıĢtır. Daha sonra Ünal ve Ergür (1990) eĢitliğe

Çizelge 2.5. Bieniawski jeomekanik kaya kütlesi sınıflaması (Bieniawski,1973‘den Ünal ve Tutluoğlu,1986)

Çizelge 2.7. Bieniawski (1989) tarafından yeni önerilen süreksizlikler arası durum (IJC) belirleme

çizelgesi ( IJC=W + P + D + A + F ).

Parametre Ġndeks Ġndeks Ġndeks Ġndeks Ġndeks

Bozunma (W) Hiç BozunmamıĢ 6 Az BozunmuĢ 5 Orta Derecede BozunmuĢ 3 Çok BozunmuĢ 1 AĢırı BozunmuĢ 0 Pürüzlülük (P) Çok Pürüzlü 6 Pürüzlü 5 Az Pürülü 3 Düz 1 Kaygan 0 Devamlılık (D) Çok Az Devamlı <1 m 6 Az Devamlı 1-3 m 4 Orta Derecede Devamlı 3-10m 2 Devamlı 10-20 m 1 Çok Devamlı >20 m 0 Açıklık (A) Kapalı 6 <0,1 mm 5 0,1-1 mm 4 1-5 mm 1 >5 mm 0 Dolgu (F) Yok 6 Sert <5 mm 4 Sert >5 mm 2 YumuĢak < 5 mm 2 YumuĢak >5mm 0

Çizelge 2.7. Süreksizlik doğrultu ve yatım konumunun tünel açımındaki etkisi (Bieniawski,1973‘den Ünal ve Tutluoğlu,1986)

ġekil 2.1. Jeomekanik sınıflama sisteminin madencilikteki uygulamaları için ayarlamalar (Bieniawski,1973‘den Ünal ve Tutluoğlu,1986)

ġekil 2.2. Jeomekanik sınıflama sisteminin tünel ve madencilikte kullanılan çıktısı (Bieniawski,1973‘den Ünal ve Tutluoğlu,1986)

Çizelge 2.8. Bieniawski kaya sınıflamasına göre kaya tünellerinde kazı Ģekilleri ve tahkimat sistemleri. Tünel kesiti: at nalı, geniĢliği: 10 m, düĢey arazi gerilmesi: 25 MPa, kazı Ģekli: delme ve patlatma (Bieniawski, 1973973‘den Ünal ve Tutluoğlu,1986)

ℎ

=

100

∗

ℎ

= c ∗

100

∗

Burada, B kazı açıklığını göstermektedir. EĢitlik 2.6‘da görüldüğü gibi kaya basıncı kaya yükü yüksekliği ile kayanın birim hacim ağırlığının, çarpımı olarak tanımlanmıĢtır (Ünal,1983 ; Ünal ve Ergür, 1996).

P= xht (2.6)

Bieniawski (1978) arazi deformasyon modülünü, RMR>50 değerleri için aĢağıdaki eĢitlikte gösterildiği gibi GPa cinsinden bulmayı önermektedir. Ancak bu eĢitlik RMR>50 koĢulunda fiziki bir anlam taĢımaktadır.

Em = (2*RMR)-100 (2.7)

Serafim ve Pereira (1983) yapmıĢ oldukları saha çalıĢmaları ile aĢağıdaki iliĢkiyi vermiĢlerdir. Daha sonraki çalıĢmalarda eĢitliğin RMR<50 koĢulunda daha doğru sonuçlar verdiği görülmüĢtür.

Em = (2.8)

Sayısal yaklaĢımların yaygın olarak kullanılması Hoek ve Brown (1980) tarafından geliĢtirilen Hoek-Brown (H-B) yenilme yaklaĢımının geliĢtirilmesiyle olmuĢtur. H-B yaklaĢımı kaya kütle sınıflama sistemlerinin RMR sistemine bağlı olarak geliĢtirilmiĢtir. Daha sonra Hoek (1995) RMR sistemi yerine GSI(Jeolojik Dayanım Ġndeksi) sistemini kullanmayı önermiĢtir. 1980 yılında önerilen orijinal H-B eĢitliği aĢağıda sunulmuĢtur. 𝜎₁ = 𝜎₃+ 𝜎₃∗ 𝜎_𝑐 ∗ 𝑚 + 𝑠 ∗ 𝜎_𝑐2 _(2.9)   40 10 10  RMR

Burada m ve s kaya kütle sabiti olup hesaplamalarında aĢağıdaki eĢitlikler kullanılmaktadır.

ÖrselenmiĢ kaya kütleleri için;

m=𝑚𝑖 ∗ 𝑒[𝑅𝑀𝑅 −10014 ] _(2.10)

s=𝑒[𝑅𝑀𝑅 −1006 ] _(2.11)

ÖrselenmemiĢ kaya kütleleri için;

m=𝑚𝑖 ∗ 𝑒[𝑅𝑀𝑅 −10028 ] _(2.12)

s=𝑒[𝑅𝑀𝑅 −1009 ] _(2.13)

Genel algoritması ġekil 2.1‘de görülen RMR sınıflama sistemi, amaca uygun olarak gerekli değiĢiklikler ve düzenlemeler yapılarak madencilikte yaygın olarak kullanılmıĢtır. Laubscher ve Taylor (1976), bu sınıflama sistemini Güney Afrika‘daki Asbestos madenlerinde uygulayarak özellikle cevherin göçebilirliğini belirlemeye çalıĢmıĢtır. Ferguson (1979), bu sınıflama sistemini ana nakliyat ve diğer ocak galerileri için kullanmıĢtır. RMR sınıflama sistemi kömür madenciliği (Bieniawski ve ark. 1980; Newman, 1981; Ghosu ve Raju, 1981; Ünal, 1983) ve metal madenciliğinde de (Cummings ve ark., 1982; Kendorski ve ark., 1983) kullanılmıĢtır. Bu sınıflama sisteminden Ģev çalıĢmalarında da yararlanılmıĢtır (Steffen, 1976).

Özetlenecek olursa RMR sistemine göre tahkimat düzeninin belirlenmesi için aĢağıda sıralanan iĢlemlerin her yapısal jeoteknik bölge için yapılması gerekmektedir;

1. Arazide toplanan veriler değerlendirilerek kaya kütlesinin özelliklerini tanımlayan beĢ değiĢken sayısal değerleri Çizelge 2.5 ‗A‘dan bulunur,

2. Bu beĢ değiĢkenin sayısal değerleri toplanarak Temel RMR belirlenir (EĢitlik 2.1),

2.5 C ye göre belirlenir,

4. Bu safhada süreksizlik takımlarının konumları (doğrultu ve eğim yönleri) ile galeri ve Ģevin kazı yönü göz önüne alınarak, Çizelge 2.5 B ye Çizelge 2.7‘ e göre yapılacak düzenlemeler ile DüzeltilmiĢ RMR değeri bulunur

(EĢitlik 2.2),

5. Tasarım çalıĢmalarında kullanılacak Tasarım RMR ( EĢitlik 2.3) değerini hesaplamak için DüzeltilmiĢ RMR ġekil 2.1‘e göre ikinci bir kez düzeltilir. 6. RMR sistemi çıktısına göre (ġekil 2.2) açıklığı belli olan bir galeri veya tünel için tahkimatsız durma zamanı bulunur,

7. Tahkimat gerektirmeyen galeri açıklığının en büyük değeri ġekil 2.2‘den yararlanılarak belirlenir,

8. AĢama (v)‘de bulunan Tasarım RMR değerini hesaplamak için gereken tahkimat düzeni, Çizelge 2.8 kullanılarak belirlenir.

2.2.2. Kaya kütlesi kalite sınıflama sistemi Q

Q veya NGI (Norwegian Geotechnical Ġnstutie) sistemi olarak bilinen bu sistem, Barton ve ark. (1974) tarafından geliĢtirilmiĢtir. Sistem uzun yıllar kullanıldıktan sonra, sistemin tahkimat seçimine yönelik bölümü Grimstad ve Barton (1993) tarafından yeniden düzenlenmiĢtir.

Q sınıflama sisteminde kullanılan parametreler aĢağıda sıralanmıĢtır. RQD : Deere‘in kaya niteliği belirteci,

Jn: Süreksizlik takımı sayısı,

Jr: Süreksizlik pürüzlülük durumu,

Ja : Süreksizlik ayrıĢma durumu,

Jw : Süreksizlik suyu indirgeme değiĢken faktörü,

SRF : Gerilme indirgeme katsayısı.

Yukarıda verilen parametrelerin Barton ve ark. (1974) tarafından önerilen eĢitliğin kullanım biçimi aĢağıda verilmiĢtir.

Sondaj karotları üzerinde gerçekleĢtirilen jeoteknik çalıĢmalarda, Çizelge 2.9‘da verilen tanımlamalar kullanılarak altı parametreye ait indeks değerleri belirlenir. Daha sonra her bir jeoteknik aralık için EĢitlik 2.14 kullanılır ve belirlenen indeks değerleri Çizelge 2.10‘a göre tanımlanır.

Çizelge 2.9. Q Sisteminde kullanılan değiĢkenlerin sınıflandırılması (Barton ve ark. 1974‘den Ünal ve Tutluoğlu, 1986)

Çizelge 2.9.(devam)

Çizelge 2.10. Q Sistemindeki kaya kütle kalitesi tanımlaması (Barton ve ark., 1974)

Q Tünelcilikte Kaya Kütlesi Kalitesi

< 0.01 Fevkalade zayıf

0.01 — 0.1 Son derece zayıf

0.1 — 1.0 Çok zayıf

1.0 — 4.0 Zayıf

4.0 — 10.0 Orta

10.0 — 40.0 Ġyi

40.0 — 100.0 Çok iyi

100.0 — 400.0 Son derece iyi

400- 1000 Fevkalade iyi

Tünelcilik Niteliği Belirteci Q sayısı aslında aĢağıda verilen üç değiĢkenin bir fonksiyonudur.

i. Blok boyutları (RQD/Jn)

ii. Bloklar arası makaslama dayanımı (Jr/Ja)

iii. Etken gerilme (Jw/SRF)

Tünelcilik Niteliği Belirtecini (Q) kullanarak kazının mekanik davranıĢını ve tahkimat gerektirip gerektirmediğini bulabilmek için Barton, Lien ve Lunde (1974) eĢdeğer boyut (De) olarak adlandırdıkları yeni bir kavram tanımlamıĢlardır. EĢdeğer boyut, kazı çapının (D), tavan açıklığının (D) veya kazı yüksekliğinin (H) kazı tahkimat oranına (ESR) bölümü olarak tanımlanmıĢtır.

De = D veya H / ESR (2.15)

Kazı tahkimat oranı (ESR), mühendislik yapısının kullanım amacı ve yapıdan beklenen hizmet süresini dikkate alarak Barton ve ark. (1974) tarafından hazırlanan kılavuz çizelgeden belirlenmektedir (Çizelge 2.11).

Çizelge 2.11. Kazı tahkimat oranı (ESR) değerinin kazı tipine göre seçimi (Barton ve ark. 1974‘den Ünal ve Tutluoğlu, 1986)

Kazı Tipi ESR

A. Geçici maden kazıları 3-5

B. DüĢey kuyular: 1. Dairesel kesitli 2. Dikdörtgen/kare kesitli

2.5 2.0 C. Kalıcı maden kazıları, hidrolik santral cebri tünelleri (çok yüksek basınç olanlar

hariç) pilot (kılavuz) tüneller, bacalar ve büyük-geniĢ kazılar için giriĢ galerileri.

1.6

D. Yer altı depoları, su arıtma tesisleri, tali karayolu ve demiryolu tünelleri, giriĢ (yaklaĢım) tünelleri

1.3

E. Yer altı hidrolik santraları, ana karayolu ve demiryolu tünelleri, sığınaklar, giriĢ ağızları, kavĢaklar

1.0

F. Yer altı nükleer santraları, demiryolu ve metro istasyonları, spor ve halka açık tesisler, yer altı fabrikaları

0.8

ġekil 2.3‘ de eĢdeğer boyut, De, ile Tünelcilik Niteliği Belirteci, Q ve tahkimat gereksinimi arasındaki iliĢki açıklanmaktadır. ġekil 2.4‘ te verilen bu grafikten tahkimat kategorileri belirlenmektedir. Gimstand ve Barton (1993) bu abağı yeniden düzelterek ġekil 2.4‘dü hazırlamıĢlardır. Önerilen tahkimat boyutlandırması sadece kaya saplamaları ve püskürtme beton için verilmiĢtir.

Q ve ESR değerleri bilindiğinde tahkimatsız durma açıklığının en büyük değeri (Senb) metre cinsinden aĢağıdaki eĢitlikten hesaplanır;

Senb = 2x(ESR)xQ0.4 (2.16)

Q ve kalıcı tavan tahkimat basıncı, Pr (kg/cm2) arasındaki iliĢki aĢağıdaki

eĢitliklerde verilmektedir. Süreksizlik takımı sayısı üç ise; EĢitlik 2.17 aksi taktirde EĢitlik 2.18 kullanılmaktadır.

Pr = (2/Jr) Q-1/3 (2.17)

ġekil 2.3. Barton sınıflamasının yeraltı açıklıklarına uygulanıĢı (Barton ve ark. 1974)

Özetle, Q-sistemine göre tahkimat düzeninin belirlenmesi için aĢağıda sıralanan iĢlemlerin her jeoteknik yapısal kaya birimi için tekrarlanması gerekmektedir.

1. Arazide toplanan veriler değerlendirilerek kaya biriminin özelliklerini tanımlayan altı adet parametrenin sayısal değerleri Çizelge 2.9‗ da bulunur.

2. Bulunan altı adet sayısal değer yardımıyla kaya biriminin niteliğini tanımlayan Q değeri hesaplanır ve tanımlanır (Çizelge 2.10)

3. Q değeri bulunduktan sonra açıklığın eĢdeğer boyutları (De) EĢitlik 2.15 yardımıyla belirlenir.

4. Q ve ESR değerleri bilindiğinde tahkimatsız durma açıklığının en büyük değeri (Senb) EĢitlik 2.16‘dan bulunur.

5. Q ve eĢdeğer boyut (De) değerleri bilindiğinde ġekil 2.3‘ten faydalanılarak incelenen kaya birimi için gerekli olan tahkimat sınıfı bulunur.

6. Tahkimat sınıfı belirlendikten sonra Çizelge 2.12‘ye bakılarak önerilen tahkimat sistemi belirlenir.

7.ġekil 2.4‘ten ise sadece kaya saplaması ve püskürtme beton için tahkimat boyutlandırması yapılabilmektedir.

ġekil 2.4. Q Sisteminde tahkimat kategorisini tayin abağı (Grimstand ve Barton, 1993)

ġekil 2.4‘te sunulan grafikten belirlenebilen kaya saplama uzunluğu ve uygulama aralığı ayrıca Barton ve ark. (1974) tarafından aĢağıda sunulan eĢitlikler yardımıyla da belirlenebileceği ifade edilmiĢtir.

Tavan kaya saplama boyu;

L = 2 + 0.15 (B/ESR) (2.19)

Tavanda kullanılan kaya saplama sıralı ankraj boyu;

L = 0.4 (B/ESR) (2.20)

Duvarda kaya saplama boyu;

L = 2 + 0.15 (H / ESR) (2.21)

Duvarda kullanılan kaya saplamasında ankraj boyu;

L = 0.4 (H/ESR) (2.22)

Çizelge 2.12. Q Sistemine göre önerilen tahkimat türlerinin özellikleri (Barton ve ark. 1974‘den Ünal ve Tutluoğlu, 1986)

Çizelge 2.12 (devam).

Çizelge 2.12 (devam).

Çizelge 2.12 (devam).

2.2.3. M-RMR (Modified Rock Mass Rating-Yeniden Düzenlenen Kaya Kütle Ġndeksi) sınıflama sistemi

Özkan ve Ünal (2012), 1989-2005 yılları arasında ülkemizde ETĠBANK– Bigadiç-Simav kolemanit, TKĠ-OAL-Çayırhan kömür, Çayeli Bakır ĠĢletmesi-ÇBĠ ve ETĠBANK-Beypazarı-Trona maden ocaklarında karĢılaĢılaĢılan kaya kütlelerinin RMR (Bieniawski, 1973 ve 1989) ve Q (Barton ve ark., 1974) sınıflandırma indeks değerlerini belirlemeye çalıĢmıĢlardır. Bu çalıĢmalarında araĢtırmacılar, özellikle zayıf, anizotropik, tabakalı, kil içerikli ve çatlaklı kaya bölgelerinde kütle parametrelerinin belirlenmesinde RMR ve Q sistemlerinin yetersiz kaldığını tespit etmiĢlerdir. KarĢılaĢılan problemi aĢmak amacıyla araĢtırmacılar tarafından M-RMR sınıflama sistemi geliĢtirilerek uygulayıcı mühendislere sunulmuĢtur. Zayıf, anizotropik, tabakalı, kil içerikli, çatlaklı kaya yapıları için geliĢtirilen M-RMR sistemine ait değerlendirmeler araĢtırmacılar tarafından çeĢitli yurt içi ve dıĢı yayınlarda (Özkan ve Ünal, 1988; Özkan, 1989; Ünal

ve Özkan, 1990; Ulusay ve ark., 1992; Ünal ve ark., 1992; Özkan, 1995; Özkan ve Ünal, 1996; Ünal, 1996; Özkan ve ark.,2012) ayrıntıları ile sunulmuĢtur. M-RMR sınıflama sistemi ile ilgili yapılan çalıĢmalar Çizelge 2.13‘te sunulmuĢtur.

Çizelge 2.13. RMR ve M-RMR sınıflama sistemlerinin kullanıldığı proje çalıĢmaları (Ozkan ve ark., 2012). Maden Sahası Cevher ismi ve madencilik yöntemi Sondaj Konumu (sondaj sayısı) Toplam sondaj boyu (m) Kaya küttle sınıflama çalıĢmasının amacı Yıl Bigadiç Boraks, Yeraltı madenciliği Topografyadan (7) 1080 Maden galerisi tahkimat tasarımı 1988 Çayırhan Kömür, Yeraltı madenciliği Yeraltından (9) 75.2 Maden galerisi tahkimat tasarımı 1991 Eskihisar (Yatağan) Kömür,

Açık ocak madenciliği

Topografyadan (9)

528 ġev tasarımı 1991

Beypazarı Doğal soda Yeraltı madenciliği Topografyadan (3) 1225 Maden kuyusu tahkimat tasarımı 1997 Divriği Demir,

Açık ocak madenciliği

Topografyadan (1) 210.15 Maden kuyusu tahkimat tasarımı 1998 Konya Kalker,

Açık ocak madenciliği

Topografyadan (1)

29.5 ġev tasarımı 2008

Bala Demir,

Açık ocak madenciliği

Topografyadan (3)

300.6 ġev tasarımı 2009

Bieniawski 1996 yılında yapmıĢ olduğu bir değerlendirmede RMR<20 olması koĢulunda M-RMR değerlerinin dikkate alınmasının yerinde olacağını belirtmektedir (Bieniawski, 1996). Benzer bir uyarı Ulusay tarafından RMR<40 olması durumunda M-RMR sınıflama sonuçlarına itibar edilmesi yönünde yapılmıĢtır (Ulusay, 1991).

M-RMR sınıflama sistemi için Özkan ve Ünal (1990) tarafından önerilen eĢitlik aslında üç parçadan oluĢmaktadır. Bunlar sırasıyla Temel RMR, DüzeltilmiĢ M-RMRve Tasarım M-RMR olarak adlandırılabilir. Bunlar aĢağıda sunulmuĢtur.

Burada;

Fc : Suda dağılma dayanımına bağlı bir katsayı (0.7-1.15) IPLT : Nokta yükleme dayanımına bağlı indeks değeri (0-15)

(Iσc: Tek eksenli basınç dayanımına bağlı indeks değeri (0-15))

IRQD : RQD (Rock Quality Designation) değerine bağlı indeks değeri (0-20)

IJS : Süreksizlikler arası mesafeye bağlı indeks değeri (0-20)

IJC : Süreksizlikler arası durum indeks değeri (0-30)

IGW : Yeraltı su durumuna bağlı indeks değeri (0-15)

Yukarıdaki eĢitlikte belirtilen parametreler Çizelge 2.14 ve ġekil 2.5 yardımıyla belirlenebilmektedir. Çizelge 2.14‘te verilen BSTR (Broken Structural Region – Kırıklı Yapısal Bölge) kavramı M-RMR sistemi için geliĢtirilmiĢtir. Çok kırıklı zayıf bölgelerin tanımlanmasında kullanılmaktadır. Buna ait tipik bir örnek ġekil 2.6‘da verilmiĢtir.

ġekil 2.6. Bazı karot örneklerinde BSTR (Broken Structural Region-Kırıklı Yapısal Bölge) ve ISTR (Intact Structural Region-Sağlam Yapısal Bölge) bölgelerine ait örnekler (Özkan ve ark.,2012).

EĢitlik 2.23‘te sunulan ifade RMR sistemindeki Temel RMR karĢılık gelmektedir. DüzeltilmiĢ M-RMR değeri EĢitlik 2.24‘den belirlenebilmektedir Tasarım M-RMR değerini belirlemek için arazi gerilmeleri, jeolojik unsurlar (fay, süreksizlik gibi) ve galeri açma yöntemi (galeri açma makineleri veya delme-patlatma) ile ilgili indeks değerlerinin DüzeltilmiĢ M-RMR değeri ile çarpılması gerekmektedir (EĢitlik 2.25). M-RMR sisteminde önerilen bu parametreye ait indeks değerleri Çizelge 2.15‘te sunulmuĢtur.

DüzeltilmiĢ M-RMR=[Temel M-RMR] + [IOI] (2.24)

Tasarım M-RMR=[DüzeltilmiĢ M-RMR]*[Ab*Aw] (2.25)

Burada;

IOI : Eklem takım konumuna bağlı indeks değeri (maden galeri ve tüneller için: 0-(-12))

Ab : Patlatmaya dayalı düzeltme katsayısı (0.80-1.0)

Aw : Büyük süreksizlik düzlemi ve zayıflık düzlemlerine dayalı düzeltme katsayısı (0.70-1.0)

M-RMR sınıflama sistemi tarafından belirlenen indeks değeri kullanılarak RMR (Bieniawski,1973,1989) sınıflama sistemine bağlı olarak geliĢtirilen tüm abak ve eĢitlikler e kullanılabilmektedir. Bunlar sırasıyla ġekil. 2.2, Çizelge 2.8, EĢitlik 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12 ve 2.13‘dür.

Çizelge 2.14. Eklem takımları arası duruma ait indeks değerlerin belirlenmesi -IJC (Özkan ve ark. 2012).

IJC sağlam kaya bölgeleri için -ISTR (ICR > 25 %)

Parametre KoĢul Ġndeks

Bozunma W Hiç BozunmamıĢ Az BozunmuĢ Orta BozunmuĢ Çok BozunmuĢ Çok Fazla BozunmuĢ Çok AĢırı BozunmuĢ

8 7 6 4 2 0 Pürüzlülük R Dalgalı Çok Pürüzlü Pürüzlü Az Pürüzlü Düz Kaygan 8 6 4 2 1 Düzlemsel Çok Pürüzlü Pürüzlü Az Pürüzlü Düz Kaygan 4 3 2 1 0 Devamlılık C Çok Az Devamlı Az Devamlı Orta Devamlı Yüksek Devamlı Çok Yüksek Devamlı

3.5 3 2 1.5 1 Açıklık A 0.0-0.01 mm 0.01-1 mm 1.0-5.0 mm > 5mm 4 3 2 0 Dolgu F Dolgu Yok 0.0-1.0 mm 1.0-5.0 mm (hard) 1.0-5.0 mm (soft) > 5.0 mm (hard) > 5.0 mm (soft) 1 4 3.5 3.0 2.0 0.0

IJC kırıklı kaya bölgeleri için -BSTR (ICR≤25%)

BSTR Tanım Ġndeks (bs) BSTR1 BSTR2 BSTR3 BSTR4 BSTR5

Eğer toprak yapısında ise (büyük kum-çakıl)

Eğer kırıklı kaya ve küçük çakıl taneleri içeriyorsa (~1cm)

Eğer 2-3 cm boyutlarında kırıklı kaya parçaları içeriyorsa

Eğer 10cm‘den daha kısa karot parçaları içeriyorsa Eğer 10 cm‘den daha büyük bir yada daha fazla karot parçaları içeriyorsa

0

2

4

6

8

Eklem takımları arası duruma ait EĢitlikler 1) Eğer ICR>25 % ve F=1 (dolgu yok) IJC = W+R+(C*A*F)

2) Eğer ICR>25 % ve F≠1 (dolgu var) IJC = 0 IJC = 2+(C*F) IJC = 4+(C*F) IJC = 6+(C*F) IJC = 8+(C*F) F=0 F=2 F=3 F=3.5 F=4 3) Eğer ICR≤25 % ve F=1 (dolgu yok) IJC = bs+(W/2)+8

4) Eğer ICR≤25 % ve F≠1 (dolgu var) IJC = 0 IJC = 4 IJC = (bs/2)+(W/2) IJC = (bs/2)+(W/2)+4 IJC = bs+(W/2)+4 F=0 F=2 F=3 F=3.5 F=4

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

(g) (h)

ġekil 2.5. M-RMR sistemi tarafından sınıflandırma parametreleri için önerilen aralıklar ve indeks değerleri(Özkan ve ark. 2012). 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

Tek Eksenli Basınç Dayanımı (UCS), σc (MPa)

Da ya nı m için I nd ek s (I UCS ), R R = 0.856*(σc)^0.515 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Nokta Yükleme Dayanımı (PLS), Is(50) (MPa)

Da ya nı m için İ nd ek s (I P LS ), R R = 3.5*(Is(50))^0.62 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Kaya Kalite Belirteci, RQD (%)

RQD için İ nd ek s (I RQD ), R _{R = 2.7 + 0.173 * (RQD)} 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 Süreksizlik Aralığı, JS (mm) Süre ks izl ik Ar alığ ı için İ nd ek s (I JS ),R kum için R = 1 çakıl için R = 2 R = 3.93 * (JS)^0.187 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Her 10 metrelik Tünel Uzunluğunda Yeraltı Su Geliri, GW (lt/min)

Ye ra ltı Su yu i çin İn dek s (I GW ),R R = 15 * exp(-0.03 * GW) -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Sağlam Karot Randımanı, ICR (%)

Eklem Takım Konu

mu i çin İn deks (IJO), R ICR < 5 R = -12 5 ≤ ICR ≤ 25 R = 0.35 * ICR - 13.75 ICR>25 R = -5

GALERİ & TUNEL ve ŞEVLER için -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Eklem Dalım Açısı, DSOR (˚)

Eklem T ak ımı Kon umu içi n İn de ks (I JO ),R 0≤DSOR<30 R = 0-0.067*DSOR 30≤DSOR<70 R = 5-0.24*DSOR ICR ≤ 25% R = -8 70≤DSOR≤90 R = -36.5+0.35*DSOR

MADEN KUYULARI için 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 1.15 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Suda Dağılıma Dayanım İndeksi, Id2 (%)

Boz unma Kat sayısı (F c ) Fc = 0.7*exp(0.005*Id2)

Çizelge 2.15. Patlatma (Ab) ve büyük süreksizlik düzlemleri için düzeltme katsayıları (Aw) (Özkan ve

ark. 2012).

Patlatma Hasarı için Düzeltme (Ab) Büyük Süreksizlikler ve Zayıflık Düzlemleri için Düzeltme (Aw)

Patlatma Hasarı Düzeltme Katsayısı (Ab) Zayıflık Düzeltme Katsayısı (Aw) Patlatma Yok Az Hasarlı Patlatma Orta Hasarlı Patlatma Kötü Patlatma Çok Kötü Patlatma 1.0 0.95 0.90 0.85 0.80

Zayıflık Düzlemi Yok Katı Dayk

YumuĢak Cevherli Zonlar

Ana Kaya ile Cevher Kontak Zonları ya da Homojen Olmayan Tavan Kayası

Kıvrımlar, Senklinal, Antiklinal Fay Zonu 1.0 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70

2.3. Bilgisayar Yazılımlarının GeliĢtirilmesinde Dikkate Alınması Gereken Bilgiler

Yazılım, değiĢik ve çeĢitli görevler yapma amaçlı tasarlanmıĢ elektronik araçların, birbirleriyle haberleĢebilmesini ve uyumunu sağlayarak, görevlerini ya da kullanılabilirliklerini geliĢtirmeye yarayan makine komutlarıdır. Bir baĢka deyiĢle var olan bir problemi çözmek amacıyla bilgisayar dili kullanılarak oluĢturulmuĢ anlamlı ifadeler bütünüdür.

Yazılım olmaksızın bir bilgisayar sistemi, bir takım elektronik kartlar, kablolar ve mekanik bazı parçalardan ibaret bir cihazdır. Bir bilgisayar sistemi, üzerine iĢletim sistemi ve onun üzerine de diğer yazılımların yüklenmesi ve çalıĢtırılmasından sonra gerekli iĢlevleri yerine getirebilmektedir ( http://tr.wikipedia.org/wiki/Bilgisayar_ yazilimi)

Bilgisayar yazılımları genel olarak sistem yazılımları (System Software) ve uygulama yazılımları (Application Software) olmak üzere 2 grupta incelenebilir. Sistem yazılımları, bilgisayarın kendisinin iĢletilmesini sağlayan, iĢletim sistemi, derleyiciler(yazılım programında, yazılan programı makine diline çeviren program) çeĢitli donatılar gibi yazılımlardır. Uygulama yazılımları, bu kullanıcıların iĢlerine çözüm sağlayan örneğin çek, senet, stok kontrol, bordro, kütüphane kayıtlarını tutan programlar, bankalardaki müĢterilerin para hesaplarını tutan programlar, çeĢitli mühendislik problemlerin çözümünde kullanılan yazılımlar v.s. dir.

Programlama, bilgisayarın donanımına nasıl davranacağını anlatan, bilgisayara yön veren komutlar, kelimeler, aritmetik iĢlemler kısaca her Ģeydir. Diğer bir tanım olarak programlama, bilgisayar programlarının yazılması, test edilmesi ve bakımının yapılması sürecine verilen isimdir. Programlama, bir programlama dilinde yapılır. Bu programlama dili Java ve C# gibi nesneye dayalı bir dil olabileceği gibi C, assembly ve bazı durumlarda makine dili de olabilir. Yazılan kaynak kodu genellikle bir derleyici ve bağlayıcı yardımıyla belirli bir sistemde çalıĢtırılabilir hale getirilir. Ayrıca kaynak kodu, bir yorumlayıcı yardımıyla derlemeye gerek duyulmadan satır satır çalıĢtırılabilir. Derleyici, yazılan programları okuyup içerisinde mantıksal veya yazınsal hatalar olup olmadığını bulan, bulduğu hataları kullanıcıya göstererek programın düzeltilmesine yardım eden bir platformdur. Bunun yanında derleyici, yazılan kodda bir hata yoksa programı çalıĢtırıp sonucunu gösteren, ayrıca çeĢidine göre pek çok baĢka özelliği barındırabilen (bir değiĢkenin üzerine mouse ile gelindiğinde değiĢkenin özelliklerini gösterme, fonksiyonun üzerine gelindiğinde kod içerisinde fonksiyonu bulup yazıldığı satıra gidebilme, kodların daha kolay okunabilmesi için etiketler yardımıyla kodları toparlayacak bölgeler oluĢturabilme...) birer platformdur. Programcılar genelde programlamayı gerçek hayata benzetirler. Bir program yazmak veya bir problemi çözmek için öncelikle komutları unutmak ve çözümü gerçek hayatta yapıyormuĢ gibi düĢünmek gerekir. Komutlar sadece araçtır (http://www.frmtr.com/bilgisayar-bilgileri,2009).

2.3.1. Veri tabanı yönetim sistemleri

Veri tabanı yönetim sistemi(VTYS), yeni veritabanları oluĢturmak, veri tabanını düzenlemek, geliĢtirmek ve bakımını yapmak gibi çeĢitli karmaĢık iĢlemlerin gerçekleĢtirildiği birden fazla programdan oluĢmuĢ bir yazılım sistemidir. Veri tabanı yönetim sistemi, kullanıcı ile veri tabanı arasında bir arabirim oluĢturur ve veri tabanına her türlü eriĢimi sağlar. Veri tabanı ile ilgili bazı tanımlar aĢağıda listelenmiĢtir. Bunlar: i) Veri Tabanı Sistemi: veri tabanlarını kurmayı, oluĢturmayı, tanımlamayı, iĢletmeyi ve kullanmayı sağlayan programlar topluluğudur. Veri tabanı yönetim sistemi(VTYS) veya Database Management System(DBMS) olarak ta bilinir. Eğer söz konusu veri tabanları yapısı iliĢkisel yapıda ise, veri tabanı sistemi, iliĢkisel veri tabanı sistemi olarak adlandırılır. (Relational Database Management System).

ii) Veri tabanının tanımlanması: Veri tabanını oluĢturan verilerin tip ve uzunluklarının belirlenmesidir.

iii) Veri tabanının oluĢturulması: Veri için yer belirlenmesi ve saklama ortamına verilerin yüklenmesini ifade eder.

iv) Veri tabanı üzerinde iĢlem yapmak: Belirli bir veri üzerinde sorgulama yapma, meydana gelen değiĢiklikleri yansıtmak için veri tabanının güncellenmesi ve rapor üretilmesi gibi iĢlemleri temsil eder.

v) Verinin bakım ve sürekliliği: Veri tabanına yeni kayıt eklemek, eskileri çağırmak ve gerekli düzenleme, düzeltme ve silme iĢlemlerini yapmak gibi iĢlemlerin gerçekleĢtirilmesini ifade eder. Veri tabanı yönetim sistemi aynı zamanda verinin geri çağrılabilmesini de sağlar.

vi) Veri tabanını geniĢletme: Kayıtlara yeni veri eklemek ve yeni kayıtlar oluĢturmak gibi iĢlemleri ifade eder.

Bir veri tabanından beklenen özellikler, verileri koruması, onlara eriĢilmesini sağlaması ve baĢka verilerle iliĢkilendirilmesi gibi temel iĢlemleri yapabilmesidir. Veri tabanı kullanarak verilerden daha kolay yararlanılabilir, istenilen verilere çok kolay eriĢilebilir, çeĢitli sorunların çözümünde yardımcı olacak yeni bilgiler üretilebilir.

En önemlisi veriler bir merkezde toplanabilir, herkesin bu verilere yetkileri ölçüsünde eriĢmesi, düzeltmesi, silmesi veya görmesi sağlanabilir. Böylece veri giriĢinde ve veriye eriĢimde etkinlik ve güvenirlilik sağlanır.

Veri tabanı kullanıldığı zaman, bir kurulaĢa ait tüm operasyonel veriler merkezi bir yerde ve merkezi kontrol altında tutulmuĢ olur.

Bir veritabanı üzerinde birden fazla veri tabanı bileĢeni vardır; bu bileĢenler, saklanmak istenen ham bilginin belli bir formatta alınarak, veri haline gelmesi iĢleminde etkin rol oynarlar.

Veri tabanı yönetim sistemi programları, fiziksel hafızayı ve veri tiplerini kullanıcılar adına Ģekillendirip denetleyen ve kullanıcılarına standart bir SQL arayüzü sağlayarak onların dosya yapıları, veri yapısı, fiziksel hafıza gibi sorunlarla ilgilenmek yerine veri giriĢ-çıkıĢı için uygun arayüzler geliĢtirmelerine olanak sağlayan yazılımlardır. VTYS‟de kullanıcılar, roller ve gruplar vardır ve bunlar verileri tutmak üzere birçok türde nesne ve bu nesnelere eriĢimleri düzenleme görevi yaparlar. Her bir kullanıcının veri tabanı yöneticisi tarafından yapılan tanımlanmıĢ belirli hakları vardır. Bu haklar verilebilir, verilmiĢ haklar artırılabilir, kısıtlanabilir veya silinebilir. Örneğin