Evaluation of Combined Rock Remediation Applications with 3D Rockfall Analyses: Işıklar (Akçaabat, Trabzon) Case

Abstract

3 Boyutlu Kaya Düşme Analizleri ile Birleşik Kaya Islah Uygulamalarının Değerlendirilmesi: Işıklar (Akçaabat, Trabzon) Örneği

Abstract

Bu çalışmada Trabzon İli Akçaabat İlçesi sınırları içinde meydana gelen kaya duraysızlıkları değerlendirilmiştir. İlk aşamada, analizlere altlık oluşturması için İnsansız Hava Aracı (İHA) ile yapılan uçuşlardan çekilen fotoğraflar kullanılarak çalışma alanı ve çevresinin nokta bulutu verileri üretilmiştir. Sonrasında fotogrametrik yöntemler kullanılarak üretilen bu nokta bulutundan arazinin sayısal arazi modeli oluşturulmuştur. Çalışma alanı, litolojik özellikler, morfoloji, yerleşim durumu, bitki örtüsü ve alınabilecek önleme ve/veya koruma yöntemleri dikkate alınarak 3 bölgeye ayrılmış, hat etüdü yöntemi ile süreksizlik özellikleri belirlenmiştir. 270/85 duruşlu kaya şevinde, 264/78 duruşlu süreksizlikler boyunca düzlemsel kayma-doğrudan devrilme, 213/71 ile 324/68 duruşlu süreksizliklerin ara kesit doğrusu boyunca kama tipi kayma riski olduğu kinematik analizlerle belirlenmiştir. Yapılan limit denge analizlerinde dinamik durum için en düşük güvenlik sayısı değeri 1,29 olarak hesaplanmış, 3 farklı bölgede de kayma ve devrilme riskinin olmadığı görülmüştür. Ancak, Bölge-1 ve Bölge-2’de arazi çalışmaları sırasında vadi içerisinde gözlenen kaya blokları, bölgede geçmiş dönemde kaya düşmesi olaylarının yaşandığına işaret etmektedir. Öte yandan kaynak zonda bulunan süreksizlikler ile sınırlanmış bloklar kaya düşmesi açısından risk oluşturmaktadır. Kaya kütlesinin mostra verdiği Bölge-3’te süreksizlikler ile sınırlanmış olan kaya bloklarının ve üst zonlardan gelip bu bölgede duran blokların olası hareketi söz konusudur. Vadi içlerinde biriken bloklar için yapılan 3 boyutlu kaya düşme analizleri sonucunda Bölge-1’deki vadi ağzına 14 metre uzunluğunda, Bölge-2’deki vadi ağzına ise 25 metre uzunluğunda ve 3 metre yüksekliğinde perde duvar yapılarak etkilerinin azaltılacağı belirlenmişti. Bölge-3’te bulunan riskli blokların hareketini önlemek için ise üst yarıdaki alan için 180 m2’lik çelik ağ kullanılması durumunda, kütle hareketi riskini minimuma indirgeyeceği sonucuna varılmıştır. Böylece çalışma sahasındaki olası duraysızlık riskleri değerlendirilerek farklı ıslah çözümlemeleri bir arada efektif bir şekilde kullanılmış olacaktır. Önerilen birleşik kaya ıslah projeleri sayesinde kaya düşme riskleri ortadan kalkacaktır.

Keywords

• 3 Boyutlu kaya düşme analizi
• Birleşik kaya ıslahı
• Çelik ağ
• Kaya düşmesi
• RocPro3D
• Trabzon

References

1. Akgün, A. (2011). Assessment of possible damaged areas due to landslide-induced waves at a constructed reservoir using empirical approaches: Kurtun (North Turkey) Dam reservoir area. Natural Hazards and Earth System Sciences, 11(5), 1341-1350. https://doi.org/10.5194/ nhess-11-1341-2011
2. Akın, M., Dinçer, İ., Orhan, A., Ok, A.Ö., Akın M.K., Topal, T. (2019). Kaya Tutma Hendek Performansının 3-Boyutlu Kaya Düşme Analizleriyle Değerlendirilmesi: Akköy (Ürgüp) Örneği. Jeoloji Mühendisliği Dergisi 43, 211-232. https://doi.org/10.24232/jmd.655005
3. Alemdağ, S., Zeybek, H.I., Külekçi, G. (2019). Stability evaluation of the Gümüşhane Akçakale Cave by Numerical Analysis Method. Journal of Mountain Scence 16 (9), 2150–2158. https://doi. org/10.1007/s11629-019-5529-1
4. Alizadeh, E. (2021). Altındere Vadisi (Maçka- Trabzon) boyunca gözlenen kaya şevlerindeki kaya düşme potansiyelinin çevresel etkilerinin 2 ve 3 boyutlu benzetim modellerle incelenmesi. [Doktora Tezi] Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
5. Altay, G. (2015). Kaya Düşmelerine Karşı Kullanılan Toprak Dolgu Setlerin Nümerik İncelenmesi. [Yüksek Lisans Tezi] Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
6. Arslan, M., Aslan, Z. (2006). Mineralogy, Petrography and Whole-Rock Geochemistry of the Tertiary Granitic Intrusions in Eastern Pontides, Turkey. Journal of Asian Earth Sciences 27 (2), 177-193. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2005.03.002
7. Arslantürk, F. (2022). Yedigöl köyü (İspir/Erzurum) ve çevresi kaya düşme tehlikesinin 2-3 boyutlu modellerle analizi [Yüksek Lisans Tezi]. Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
8. Aydin, F., Karsli, O., Sadiklar, M.B. (2003). Mineralogy and Chemistry of Biotitesfrom Eastern Pontide Granitoid Rocks, NE- Turkey:Some Petrological Implications for Granitoid Magmas. Geochemıstry, 63,163–182. https://doi.org/10.1078/0009-2819-00027

9. Barton, N., & Choubey, V. (1977). The shear strength of rock joints in theory and practice. Rock mechanics, 10, 1-54. https://doi.org/10.1007/ BF01261801
10. Barton, N., & Bandis, S. C., (1990). Review of predictive capabilities of JRC-JCS model in engineering practice. Proceedings of the International Symposium on Rock Joints, Loen, Norway, 603- 610.
11. Buz, R. (2019). Şahinefendi (Nevşehir) ve Yakın Çevresini Etkileyen Kaya Düşmelerinin Değerlendirilmesi [Yüksek Lisans Tezi]. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
12. Caymaz, P. (2023). Karahıdırlı(Mersin) çevresindeki kaya düşmelerinin üç boyutlu analizi ve koruma yöntemlerinin belirlenmesi [Doktora Tezi]. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
13. Çapar, N. (2018). Kaya Düşmesi Analizinde Geri Sıçrama Katsayısının Etkisinin Deneysel ve Analitik Yöntemlerle İncelenmesi [Doktora Tezi]. Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
14. Dağ, S., Bulut, F., Alemdağ, S., & Kaya, A. (2011). A general assesment for methods and parameters used in production of landslide susceptibility maps. Gümüşhane University J Sci Technol Inst, 1(2), 151-176.
15. Dearman, W., Turk, N., Irfan, Y., & Rowshanei, H. (1987). Detection of rock material variation by sonic velocity zoning. Bulletin of Engineering Geology & the Environment, 35(1). https://doi. org/10.1007/BF02590472
16. Ersoy, H., Karahan, M., Gelişli, K., Akgün, A., Anılan, T., Sünnetci, M. O., & Yahşi, B. K. (2019). Modelling of the landslide-induced impulse waves in the Artvin Dam reservoir by empirical approach and 3D numerical simulation. Engineering Geology, 249, 112-128. https://doi. org/10.1016/j.enggeo.2018.12.025
17. Ersoy, H., Karahan, M., & Öztürk, H. (2020). Baraj rezervuarlarında heyelanlardan kaynaklanacak itki dalga özelliklerinin ampirik ilişkilerle değerlendirilmesi: Borçka Barajı örneği. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 6(2). https://doi. org/10.21324/dacd.621377
18. Gelişli, K., Şeren, A., Babacan, A. E., Çataklı, A., Ersoy, H., & Kandemir, R. (2011). The Sumela Monastery slope in Maçka, Trabzon, Northeast Turkey: rock mass properties and stability assessment. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 70, 577-583. https://doi. org/10.1007/s10064-010-0343-6
19. Gökçe, O., Özden, Ş. and Demir, A. (2008). “Türkiye’de Afetlerin Mekânsal ve İstatistiksel Dağılımı Afet Bilgileri Envanteri.” T.C Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Afet İşleri Genel Müdürlüğü Afet Etüt ve Hasar Tespit Daire Başkanlığı.
20. Grosic, M., Arbanas, Z., Udovic, D. (2009). Designing And Constructing Rockfall Barriers – Experiences İn Republic of Croatia. ISRM Regional Symposium-EUROCK 29-31 October 2009, Croatia, 113.
21. Güven, İ. H. (1993). Doğu Pontidlerin Jeolojisi ve 1/250.000 Ölçekli Kompilasyonu. MTA Yayınları.
22. IAEG (1976). Engineering Geological Maps: A Guide to Their Preparation. International Association of Engineering Geology. UNESCO Press. 79 p. Paris.
23. ISRM (International Society for Rock Mechanics). (1976). Engineering geological maps. The UNESCO Press, 15, 78
24. ISRM (International Society for Rock Mechanics). (1978). Comission on Standardization of Laboratory and Field Tests: Suggested Methods for The Quantitative Description of Discontinuities in Rock Masses. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 15, 319-68.
25. ISRM (International Society for Rock Mechanics). (1981). Rock Characterization, Testing and Monitoring. International Society of Rock Mechanics Suggested Methods, Pergamon Press, Oxford, 211 p.
26. ISRM (International Society for Rock Mechanics). (2007). In: Ulusay R, Hudson JA (eds) The Complete ISRM Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring. Kazan Offset Pres, 628 p. Ankara.
27. Kadıoğlu, M., (2006). Heyelan ve sel risk yönetimi. 1. Heyelan Sempozyumu. TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası (s.38-50).
28. Karahan, M., Ersoy, H., & Akgun, A. (2020). A 3D numerical simulation-based methodology for assessment of landslide-generated impulse waves: a case study of the Tersun Dam reservoir (NE Turkey). Landslides, 17, 2777-2794. https:// doi.org/10.1007/s10346-020-01440-4
29. Kaya, A., & Midilli, Ü. M. (2020). Slope stability evaluation and monitoring of a landslide: a case study from NE Turkey. Journal of Mountain Science, 17(11), 2624-2635. https://doi. org/10.1007/s11629-020-6306-x
30. Keskin, B. (2019). Zonguldak-Kilimli Yolunda Kaya Düşme Potansiyelinin Araştırılması [Yüksek Lisans Tezi]. Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
31. Kırbaş F. (2019). Kızılinler Mahallesinin (Tepebaşı, Eskişehir) Çevresindeki Kaya Düşmesi Duraysızlıklarının Araştırılması ve Çözüm Önerileri [Yüksek Lisans Tezi]. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
32. Koçyiğit, T. (2019). Göre (Nevşehir) ve Yakın Çevresini Etkileyen Kaya Düşmelerinin Değerlendirilmesi [Yüksek Lisans Tezi]. Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
33. Lambert, S., & Bourrier, F. (2013). Design of rockfall protection embankments: a review. Engineering geology, 154, 77-88. https://doi.org/10.1016/j. enggeo.2012.12.012
34. Önsoy, H., Murat, İ.K., Kankal, M., Yüksek, Ö., & Filiz, M. H. (2008). Doğu Karadeniz havzasında oluşan taşkınların nedenleri çözüm önerileri. Taşkın, Heyelan ve Dere Yataklarının Korunması Konferansı (s. 17-28).
35. Polat, A. (2020). CBS Tabanlı 3b Kaya Düşmesi Analizi ve Veri Hazırlama Süreçleri: Kavak Köyü (Sivas-Türkiye) Örneği. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 25(3), 1205- 1222. https://doi.org/10.17482/uumfd.769109
36. San, N.E. (2017). Ankara Kalesi Çevresinde Kaya Düşmesinin İncelenmesi [Yüksek Lisans Tezi]. Orta Doğu Teknik Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü.
37. Şaraldı, M.H. (2015). Tatlarin (Nevşehir) Yeraltı Şehrini ve Çevresini Etkileyen Kaya Düşmelerinin Değerlendirilmesi. [Yüksek Lisans Tezi] Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
38. Volkwein, A., Schellenberg, K., Labiouse, V., Agliardi, F., Berger, F., Bourrier, F., & Jaboyedoff, M. (2011). Rockfall characterisation and structural protection–a review. Natural Hazards and Earth System Sciences, 11(9), 2617-2651. https://doi. org/10.5194/nhess-11-2617-2011
39. Yalcin, A., Reis, S., Aydinoglu, A. C., & Yomralioglu, T. (2011). A GIS-based comparative study of frequency ratio, analytical hierarchy process, bivariate statistics and logistics regression methods for landslide susceptibility mapping in Trabzon, NE Turkey. Catena, 85(3), 274-287. https://doi.org/10.1016/j.catena.2011.01.014
40. Wang, X., Frattini, P., Stead, D., Sun, J., Liu, H., Valagussa, A., & Li, L. (2020). Dynamic rockfall risk analysis. Engineering Geology, 272, 105622. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2020.105622
41. URL-1 TATD, (2023, 6 Haziran). Türkiye Acil Tıp Derneği. 2020’de Türkiye ve Dünyada En Sık Görülen Doğal Afetler. https://tatd.org.tr/afet/ afet-yazi-dizisi/2020de-turkiye-ve-dunyada-en- sik-gorulen-dogal-afetler
42. URL-2. EM-DAT, (2023, 6 Haziran). The International Disaster Database. https://www.emdat.be/
43. URL-3. AFAD, (2023, 8 Haziran). Türkiye Deprem Tehlike Haritası. https://www.afad.gov.tr/ turkiye-deprem-tehlike-haritasi
44. URL-4. AFAD, (2023, 8 Haziran). Trabzon İl Risk Azaltma Planı – İRAP. https://trabzon.afad.gov. tr/il-planlari