BÖLÜM 6 HEYELANLAR (ŞEV DURAYLILIĞI)

BÖLÜM 6 HEYELANLAR (ŞEV DURAYLILIĞI)

ŞEV: Düzensiz veya düzenli geometriye sahip eğimli yüzey

Doğal Yamaç Mühendislik Şevleri

(Düzenli geometri)

Açık işletme şevi

Dolgu şevi Düzensiz

geometri

Karayolu şevi

Kaya veya toprak dolgu baraj

İnşaat kazısı

Pasa yığını Açık işletme

Atık barajı

Lahanos atık barajı G. Afrika

Atık barajında makaslama yenilmesi

Şevi oluşturan kaya birimlerin veya toprak zeminlerin makaslama yenilmesi ve/veya yerçekiminin etkisiyle dengeye ulaşana değin şev boyunca eğim aşağı doğru hareket ederek konumlarını değiştirmesi

“ŞEV DURAYSIZLIĞI-HEYELAN”

HEYELAN (Doğal yamaç)

ŞEV DURAYSIZLIĞI (Mühendislik şevi)

Açık işletme

Kaya düşmesi

Kayma

Dünya nüfusundaki hızlı artış, yerleşimlerin büyümesi ve yamaçlarda yerleşimlerin artması, derin açık işletmeler, inceleme yapılmadan duraysız alanların yerleşime açılması, şev tasarımlarıyla ilgili yapılan bazı hatalar, doğa olaylarının katkısı vd. nedenlerle heyelanlar ve mühendislik şevlerindeki duraysızlıklar giderek artmaktadır.

Çayyolu (Ankara)

HEYELANLARIN/ŞEV DURAYSIZLIKLARININ ÖNEMİ

(Foto: R.L. Schuster)

Mühendislik şevlerindeki duraysızlıklar (Açık işletmede pasa şevi duraysızlığı)

Depremlerin tetiklemesi (2005 Kaşmir depremi, Balakot kentindeki heyelan)

Hatalı uygulamalar (Patlatma)

(Foto:Ö.Aydan)

Derin açık işletmeler

Otoyol inşaatları

Engebeli alanlardaki yerleşimler

Şev duraylılığı çalışmalarına duyulan gereksinim giderek artıyor

ABERFAN FELAKETİ-Galler (pasa şevi duraysızlığı, 116 öğrencinin yitimi)

- Atık depolama alanlarına duyulan gereksinimin artması

- Yerleşimler ve maden işletmeleri civarında bu tür alanların sınırlı olması

Atık ve pasa yığınlarının duraylılığının önemini

arttırmıştır.

Pasa yığınları

Tünel inşaatlarının artması ve girişlerde şev duraysızlığı

sorunlarının önlenmesine yönelik gereksinimler ÇİN

BOLU TÜNELİ

HEYELANLARA/ŞEV DURAYSIZLIKLARINA NEDEN OLAN FAKTÖRLER

Doğal Faktörler İnsan Etkileri

(a) Dış etkiler: Akarsu, göl veya deniz tarafından şevin (yamacın) topuğunun aşındırılması, sismik etkiler (deprem) ve volkanik aktivite.

DOĞAL FAKTÖRLER

Topuğun aşınması

Depremlerin Tetiklediği Şev Duraysızlıkları

2004 Chuetsu depremi (Japonya)

Bakacak yol dolgusu duraysızlığı (1999 Düzce

depremi)

Foto: Ö.Aydan

Volkan Patlamaları

St. Helen (ABD) volkanında moloz akması

18 Mayıs 1980’de 2.8 km³ kayma ve moloz akması 22 km hareket ederek malzeme 9 köprüyü ve kilometrelerce yolu tahrip etmiştir.

(Foto: USGS)

Fugendake

Piroklastik akış

Mayuyama

Shimabara Körfezi Shimabara

12 Mayıs 2008 Depreminin (ÇİN) Neden Olduğu Bazı Heyelanlar

Balakot kenti (2005, Pakistan)

(b) İklim etkileri: Aşırı yağışlar ve karın ani erimesi (yeraltı ve yerüstü suları-gözenek suyu basıncındaki artışlar),

Babadağ (Denizli) ilçesindeki yamaç hareketi

Yağış

(Çevik ve Ulusay, 2004; Tano vd., 2006) Hareket

Yağış

Campbell (1975) Kaliforniya’da gerçekleştirdiği çalışmada, yağışın 6.35 mm/saat’lik bir eşik değeri aşması halinde moloz yığınlarının tetiklenerek aktığını saptamıştır.

Türkiye’de 1971-1989 arasında heyelanların mevsimlere göre dağılımı (Yüzer, 2006’dan)

Karın erimesi: 2005 Kuzulu (Koyulhisar-Sivas) heyelanı

Kayma

Akma

(c) Bozunma nedeniyle şevi oluşturan malzemelerin veya süreksizliklerin makaslama dayanımında azalma.

(d) Şevde gerilme durumunun değişmesi.

Süreksizliklerde dayanım azalması

Malzemenin bozunması sonucu dayanım azalması

İNSAN ETKİLERİ

(a) Dış Yükler: Yapı inşası, şev üstüne dolgu yığılması vb. gibi nedenlerden kaynaklanan statik, trafik ve patlatma gibi dinamik etkiler (b) Denetimsiz kazı yapılması (örneğin; topukta kazı, özellikle yerleşim alanlarında veya civarında taşocağı ve maden işletmeleri)

(c) Boşluk suyu basıncının artması (gömülü alt yapı elemanlarından kaçakların olması) ve su tablasındaki ani değişimler

(d) Bitki örtüsünün tahrib edilmesi

Dış Yükler

Yamaçlarda yapılaşma ve malzeme yığımı

Açık işletmede ağır kazı ekipmanının şev tepesine

çok yakın konumda çalışması

Dragline (Ankara)

(Yatağan Eskihsar Linyit İşletmesi) Yapılaşma

Yığın

Dış yüklerin etkisi Ümitköy-Çayyolu (Ankara)

26 Mayıs 2007

Kabaran kesim

Malzeme dökümü

PASA İLE YÜKLENMİŞ OCAK ŞEVİ

PASA MARN

LİNYİT

Denetimsiz Kazı Yapılması Harşit-Gümüşhane Karayolu

(Yüzer, 2006)

TOPUKLARDA DENETİMSİZ KAZI YAPILMASI

Dere yatağı

(Haziran 2007)

Heyelan nedeniyle boşaltılmış alan

Kullanım ve atık su şebekelerinden yamaçlara su kaçağı Babadağ (Denizli)

Hasarlı su borusu Hasarlı alt yapı elemanından su kaçağı

HEYELANLARIN ETKİLERİ

Heyelanların Sonuçları: 1. Can kayıpları

2. Ekonomik zararlar ZARARLAR

1. Doğrudan Zararlar (can kayıpları ve gözle görülebilir hasarlar) 2. Dolaylı Zararlar (doğrudan zararlara göre çoğu kez daha fazla

olmakla birlikte, ihmal edilen zararlardır):

a) Heyelanlardan etkilenen alanlarda sanayi, tarım, ormancılık ve madencilik sektörlerindeki üretim kayıpları.

Orman alanlarındaki zararlar Tarım alanlarındaki zararlar (pasa kayması) (Yatağan-Muğla)

b) Heyelan nedeniyle ulaşım hatlarınının servise kapanması sonucu ürünlerin ve hammaddelerin zamanında yerine ulaştırılamamasıyla ilgili kayıplar.

(La-Conchita heyelanı – California (ABD), 1995)

c) Heyelana maruz kalmış veya heyelana duyarlı bölgelerdeki yerleşimlerde binaların değerlerinin düşmesi ve vergi kayıpları, turistik bölgelerde turizm gelirlerinin azalması.

Babadağ (Denizli)’da yamaç hareketinden etkilenmiş

bazı yapılar

Balaban Heyelanı (birkaç bin yıl yaşında eski bir heyelan)

(Yüzer, 2006)

Avcılar (İstanbul)

Marmara Denizi

d) Heyelan bölgesi dışındaki akarsularda ve sulama kanallarında su kalitesinin olumsuz yönde etkilenmesi.

e) Heyelanın yakın çevresinde meydana gelmesi olası yeni heyelanlara karşı önlem alınması amacıyla uygulanabilecek iyileştirme ve koruma çalışmalarıyla ilgili harcamalar.

f) Ölüm, yaralanma ve psikolojik travmalar nedeniyle ortaya çıkan iş gücü kayıpları.

g) Heyelana bağlı olarak gelişebilecek su baskını vd. ikincil fiziksel etkiler.

AFETİN TÜRÜ ETKİLENEN KONUT SAYISI AFET OLAYLARININ YAKLAŞIK ORANI

Deprem 230.508 %54

Heyelan 77.307 %18

Su Baskını 60.194 %14

Kaya Düşmesi 360.79 %8

Yangın 11.944 %3

Çığ 5.664 %1

Diğerleri 8.124 %2

429.820 100%

Türkiye’de doğal afetlerin yüzdeleri (Yüzer, 2006)

Heyelanlar 2. sırada yer almaktadır

Nevados Huascaran Moloz Çığı (Peru, 1970)

- And Dağları’ndan akan moloz Yungay ve Ranrahirca kentlerini örttü

- M7.75 olan depremin tetik- lemesiyle meydana geldi

- 50-100x10⁶ m³ moloz 14 km aktı.

- 18000’den fazla insan yitimi

Servicio Aerofotografico Nacional de Peru)

DEĞİŞİK ÜLKELERDEN ÖRNEKLER

1972 Po Shan Road (Hong Kong) Heyelanı

-50000 m³ akma -12 katlı bir binada 67 kişinin yitimi FAKTÖRLER:

-60⁰’lik şev ilave kazıyla 70⁰’ye dikleştirilmiş -Aşırı yağış

(Foto: Geotechnical Control Office, Hong Kong Government)

(Foto.: USGS)

La Conchita Heyelanı (Kaliforniya, ABD)

4 Mart 1995

10 Ocak 2005 Eski bir heyelanın aktive olması.

Hareket çok yavaş, can kaybı yok.

Aşırı yağış nedeniyle kaymış eski malzeme moloz akmasına dönüşerek 36 yapıyı ağır hasara uğrattı. 200.000 m³ malzeme kaydı ve 10 kişinin yitimiyle sonuçlandı.

MÜHENDİSLİK ŞEVLERİYLE İLGİLİ TİPİK DURAYSIZLIKLAR

80 km uzunluğundaki kanalın 1904–1914 arasında Amerikalılar tarafından tamamlanması sırasında 60’dan fazla heyelan olmuş.

Öngörülen kazı 70 milyon m³ iken, 175 milyon m³’e çıkmıştır.

Panama Kanalı

(Doğu-Batı Culebra Kaymaları,1915)

PANAMA KANALI KAZILARINDAKİ HEYELANLAR

PANAMA KANALI: DÜN VE BUGÜN

VAIONT BARAJ FELAKETİ (İtalya)

Kayma öncesi

Baraj civarında etkilenen yerleşimlerden biri Hareket eden kütle

CHUQUIMATA AÇIK İŞLETMESİNDEKİ (ŞİLİ) DURAYSIZLIK Doğu şevi (1968 sonları)

Doğu şevi (18 Şubat 1969)

(Hoek & Bray, 1977)

(12 milyon ton malzeme)

ÜLKEMİZDE HEYELAN

• Türkiye’de Orta ve Doğu Karadeniz bölgelerinde heyelan ve moloz-çamur akması türünde, Doğu Anadolu, İç Anadolu ve Akdeniz bölgelerinde ise kaya düşmesi türünde kütle hareketleri daha sık görülüyor.

• Doğu ve Orta Karadeniz bölgesindeki heyelanlar:

(Bölgenin yaklaşık %90’ı heyelana duyarlı!)

(1929–1990 Tortum, Geyve, Ayancık, Sinop, Of, Sürmene, Sera/Trabzon, Maçka- Çatak

Tarımsal alan, konut, alt ve üst yapı kayıplarının karşılığı belli değil!

Türkiye’deki Önemli Heyelanlar

• Of-Sürmene Heyelanı (H.N.PAMİR, 1930)

1929 Temmuz 146 can kaybı, 2500’den fazla bina yıkılmış. Of-Zisino köyünde 9 milyon m³, Sürmene Kaçalar Dağında 15 milyon m³ moloz birikmiş. 30–35 m derinlikte göller oluşmuş.

• Sera Heyelanı (K. ERGUVANLI)

Şubat 1951’de Trabzon-Akçaabat’ın 7 km güneyindeki Sera Deresi vadisine 5 milyon m³ kadar piroklastik malzemenin kayması ile vadi kapanmış ve 30–35 m derinliğinde, 125 m genişliğinde ve 1.6 km uzunluğunda bir göl oluşmuştur.

Sera Heyelanı (Maçka-Trabzon.1951)

GÖL SEFASI !

(Yüzer, 2006)

Doğu Karadeniz Heyelanları (ÖNALP, A., TARHAN, F., SEVİNÇ, H., 1987)

•92 Heyelan incelenmiştir.

•1970-95 arasında aşırı yağış (sel), denetimsiz insan girişimi ve yüksek topoğrafik eğim nedenleri ile oluşan bu heyelanlarda 236 can kaybı olmuştur.

Işıklar (Trabzon-Gümüşhane Karayolu) Moloz Akması

Mayıs 1959’da şiddetli yağışlarla topuğu aşınan Değirmendere yamaçlarında 150.000 m³ volkanik malzemeden oluşan moloz akması olmuş.

Çatak (Maçka-Trabzon) Moloz Akması

Haziran 1988 yılında şiddetli yağışlardan sonra potansiyel heyelan sahasındaki volkano-sedimanter malzemeden oluşan 500.000 m³ moloz akması. 64 can kaybı.

Doğu Karadeniz Heyelanları Modeli Çatak (Maçka-Trabzon) Moloz Akması

Ana kaya Ayrışmış zon

Yol kazısı

Yağış-süzülme

(Yüzer,2006)

SON 12 YILA AİT ÖRNEKLER

13 Temmuz 1995: Moloz akması, 74 kişinin yitimi.

Kaynak bölge

Senirkent

Kaynak: Torosların kuzey eteklerindeki kireçtaşları

KAPIDAĞ

Moloz çevirme kanalı (a) Senirkent Moloz Akması Felaketi

(Tonoz vd., 2007)

Senirkent İçin Hazırlanmış Moloz Akması Duyarlılık Haritası

(b) Babadağ Heyelanı (Türk –Japon ortak araştırma projesi)

Gündoğdu

Mah. K

Meteoroloji Hareket izleme

Lab. deneyleri YASS izleme

Tezgahlarda ivme ölçümü

AE ölçümü

Tipik yapısal hasarlar

580 630

530 680 720

Gökdere

0 50

(m)

A KB

A' GD

Kayma yüzeyi Kumtaşı-marn ardalanması

Tezgahlardan kaynaklanan titreşimlerinin dikkate alındığı aralık

İlçe yerleşim alanı

Çalışma sırasında ölçülen yeraltısuyu seviyesi İncelenen diğer su sevisi

1

1 2

2

Yapılardaki düşeyden sapmaların ölçülerek hareket yönünün ve hareketten

etkilenen alanın belirlenmesi

Hareket hızı: 3.8-15 mm/yıl Etkiyen faktörler:

1. Yağış-yeraltısuyu 2. Malzeme özellikleri 3. Alt yapıdan su kaçakları 4. Eski depremler ve dokuma tezgahları ile ilgili

sarsıntılar (?)

En kritik koşul: Aşırı yağışlı bir dönem sonrasında ilçenin çevresinde 20 km çaplı bir alanda büyüklüğü 6’dan yüksek bir depremin meydana gelmesi.

Boşaltılacak kısım BABADAĞ

c) 17 Mart 2005 Kuzulu (Koyulhisar-Sivas) Heyelanı

1. Aşama: Kayma

2. Aşama: Akma

12.5x10⁶ m³ malzeme (Gökçeoğlu vd., 2005)

(Ulusay vd., 2007)

Akan malzeme

ÖNCE SONRA

1. Morphology (failure surface and slope geometry) 2. The way in which movement occurs

3. The rate of movement

4. The size of the material (grain size distribution of material) 5. The parent material involved

6. The age of the failure 7. Combinations of the above

Landslide (or slope instability) classification should be based on:

These classification systems are simple, but not used widely.

Varnes system pays regard primarly to:

• The morphology of slope movements

• The mechanism of the failure

• Material type

• Rate of movement

ŞEV DURAYSIZLIĞI TÜRLERİ VARNES SINIFLAMASI (1978)

Dr.David Varnes, Golden, Colorado, USA (Golden-Colorado; Foto: Yüzer, 1994)

DURAYSIZLIK TÜRÜ

MALZEMENİN TÜRÜ TOPRAK ZEMİNLER

ANA KAYA İNCE TANELİ İRİ TANELİ

DÜŞME Zemin düşmesi Moloz düşmesi Kaya düşmesi

DEVRİLME devrilmesi ^Zemin Moloz devrilmesi Kaya devrilmesi

KAYMA

DÖNEL (Dairesel)

Sınırlı sayıda birim

Zeminde dairesel kayma

Molozda dairesel kayma

Kayada dairesel kayma

ÖTELENMELİ Çok sayıda birim

Zeminde blok türü ötelenme Zemin kayması

Molozda blok türü ötelenme Moloz kayması

Kayada blok türü ötelenme Kaya ötelenmesi YANAL YAYILMA Zemin yayılması Moloz yayılması Kaya yayılması

AKMA Zemin akması Moloz akması Kaya akması (Derin krip) (Zeminde krip)

KARMAŞIK KAYMALAR Yukarıda belirtilen diğer duraysızlık türlerinden ikisinin veya birkaçının birleşmesiyle gelişen duraysızlıklar

(ABD) Ürgüp (2007)

DÜŞME

(21 Ocak 2014) http://www.bbc.co.uk/turkce/haberler/2014/01/140131_italya_kaya.shtml

İtalya'nın kuzeyindeki Ronchi di Termeno bölgesinde toprak kayması sonucu bir çiftliğe düşen dev kayanın yol açtığı tahribatın fotoğrafları

http://www.bbc.co.uk/turkce/haberler/2014/01/140131_italya_kaya.shtml

DEVRİLME

(Kastamonu kuzeyi)

KAYMA

a) Dönel (dairesel) Kayma:

Süreksizliğin izi

Kayma düzlemi

b) Ötelenmeli kayma b.1) Düzlemsel kayma

b.2) Kama tipi kayma

Kayma düzlemi

Süreksizliğin izi

Eskihisar işletmesi

Altındağ (Ankara)

S1 S2

b.3) Çok yüzeyli kayma

Fay

Kaya şevi

Zayıf taban Pasa yığını

Olası iki

yenilme yüzeyiÇekirdek

Sert tabaka Yumuşak tabaka Dolgu baraj

S N

600 m

500 m Crest

b.4) Türkiye’de bir açık işletmede pasa yığınlarında dairesel olmayan kayma

Zayıf taban veya süreksizlik

Fay

Kaya şevi

Zayıf taban Pasa yığını

Olası iki

yenilme yüzeyiÇekirdek

Sert tabaka Yumuşak tabaka Dolgu baraj

Tabakalanma Fay yüzeyi

+

_

KİL

KAYA Makaslama

Kaymış moloz

Andezit aglomerası

Kil ve kum 0 50 100(m)

YANAL YAYILMA

Yanal kaya yayılması Yanal zemin yayılması

AKMALAR

- Zemin akması - Çamur akması - Kum akması - Moloz akması

Kaynak alan

Ana kol Birikme bölgesi

Santa Tecla (Las Colinas, San Salvador) Kuzulu (Koyulhisar, Sivas)

1995 Senirkent Moloz Akması

Kaynak kaya

Akma kanalı

Senirkent

Senirkent

Senirkent’in doğusu

Doğal drenaj kanallarında birikmiş moloz malzemesi