Farklı Kaya Sınıfları İçin Yapılan Sayısal Modelleme Çalışmalarının Karşılaştırılması-Örnek Uygulama - Comparison of Numerical Modeling Studies Made for Different Rock Classes- A Case Study

Yıl 2015, Cilt: 11 Sayı: 2, 0 - , 19.12.2015

Özgür Öngen Ahmet Güzel

Öz

Farklı Kaya Sınıfları İçin Yapılan Sayısal Modelleme Çalışmalarının Karşılaştırılması-Örnek Uygulama

Günümüzde artan şehir nüfusu, ulaşımda toplu taşımayı mecbur kılmaktadır. Şehirlerdeki yapılaşmanın bozukluğu ve yolların yetersizliği karayolu ulaşımına göre;  çevreye dost, güvenli, hızlı, ekonomik ve konforlu olan raylı taşıma sistemini ön plana çıkarmaktadır. Ancak, raylı taşıma sisteminde ulaşılacak noktalar arasındaki bağlantılarda tırmanma ve dönme sınırları gibi teknik zorluklar nedeniyle yerüstü yapılarının altından geçmek gerekir. Bu nedenle şehiriçi raylı sistem taşımacılığında tünelcilik zorunluluk olmaktadır. İzmir şehri ulaşımında bir çözüm olan 44 km uzunluğundaki İzmir Hafif Raylı Sisteminin Yeni Avusturya Tünel açma yöntemiyle açılan yaklaşık 5,5 km’lik Üçyol-Fahrettin Altay Metro güzergâhını kapsayan kısmında tünel zemin/kaya ilişkilerinin incelenmesi amacıyla; Avusturya tünel açma standartı olan ÖNORM kaya sınıflama sistemine göre yüzdesel dağılımlar çıkarılmış ve hakim kaya sınıfı için sayısal modelleme çalışması yapılmıştır. Yapılan sayısal değerlendirmeye göre tünel güzergahının %25’inin B2, %50’sinin B3 olmak üzere %75’lik kısmının B kaya sınıfında olduğu belirlenmiştir. Bu durum gözönüne alınarak örnek modellemeler B2-B3 kaya sınıfı için İzmirspor-Hatay İstasyonu arasında kalan bölgede gerçekleştirilmiştir. İzmir Hafif Raylı Sistem Projesi 2. Aşama İkmal İnşaatı Yapım İşi kapsamında açılan tünellerde farklı kaya sınıflarında uygulanan destekleme sistemleri Phase² v7.0 programı ile modellenerek tünel kesitinde oluşacak toplam yer değiştirmelerin (deplasmanların) analizi yapılmış ve yorumlanmıştır

Comparison of Numerical Modeling Studies Made for Different Rock Classes- A Case Study

At the present time, public transport system has become a necessity because of increasing urban population. Unplanned urbanization and lack of road brings rail transport system which is more environmentally friendly, safe, fast, economic and comfortable than road transportation into the forefront. But, it should be passed under the aboveground structure due to technical difficulties such as climbing and turning limits in rail transport system. Therefore, tunnelling has become a necessity in rail transport system. Izmir Light Rail System in the 44 km-long has been a solution in transportation of Izmir. Uçyol - Fahrettin Altay route, which is approximately 5.5 kilometers and was excavated with New Austrualian Tunneling Method, is a part of the Izmir light rail system. Percentage distributions were calculated according to ÖNORM rock classification system in order to examine tunnel-soil/rock relations in this route. Also, numerical modeling study was done for the dominant rock classes. According to the numerical evaluation, it was determined that  a large portion (75 %) of the Uçyol - Fahrettin Altay tunnel route is a B Rock Class (25% B2 and 50% B3). Considering this situation, modelling studies for B2-B3 rock classes were carried out in the region between Izmirspor Station and Hatay Station. Support systems in these rock classes were modelled with Phase² v7.0.  According to these modelling studies, analyses of total displacements which occur in tunnel section were made and interpreted by authors of this article.

Anahtar Kelimeler

Hafif raylı sistem, Kaya sınıflama sistemleri, Kazı ve destekleme, NATM, Phase2 v7.0 / Light Rail System, Excavation and Support System, NATM, Phase2 v7.0, Rock Classification System.

Kaynakça

• Rabcewicz L., The New Austrian Tunnelling Method, Part one, Part Three, Water Power,-. 1965; 19-24.
• Köse, H.; Gürgen, S; Onargan, T; Yenice, H; Aksoy, C. O., Tünel ve Kuyu Açma, D.E.Ü. Mühendislik Fakültesi Yayınları No: 256, ISBN 975-441-234-0, İzmir, 2007; 309 pp.
• Kökçüoğlu H., Sonlu Elemanlar Metodu İle Tünel Modellemesi ve Bir Uygulama, İnşaat Mühendisliği, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara, 2006.
• Yüzer, E.; Öztaş, T.; Erdoğan, M.; Vardar, M.; Türk, N.; Dumlu, O.; Mahmutoğlu, Y.; Koca, Y.; Eyüboğlu, R.; Koçak, C.; Özorul, A., İzmir Belediyesi İzmir Metro Sistemi (İZRAY) Fahrettin Altay - Basmane Güzergahının (1. Aşama) Mühendislik Jeolojisi, Rapor no: 9210-TR-03., İTÜ Yerbilimleri ve Yeraltı Kaynakları Uyg.-Araştırma Merkezi, İstanbul, 1993.
• İzray, İ.B.B. İzmir Hafif Raylı Sistemi, 2. Aşama (2. Kısım) Ön Jeoteknik Değerlendirme Raporu, 1997.
• ISRM (International Society for Rock Mechanics)., Rock Characterization, Testing and Monitoring, International Society of Rock Mechanics Suggested Methods, Edited by E.T. Brown, Pergamon Press., Oxford, 1981; 211 pp.
• Arıoğlu, E., Tünel Dersi 6. Bölüm – Klasik kazı yöntemleri (Kazı şekilleri, iksa sistemleri ve kazı makinelerinin – kollu ve hidrolik kırıcılar – kapasiteleri), Yapı Merkezi Merkezi ARGE Bölümü, 2009.
• Karayolu Teknik Şartnamesi, (Yol Altyapısı, Sanat Yapıları, Köprü Ve Tüneller, Üstyapı Ve Çeşitli İşler), T.C. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Karayolları Genel Müdürlügü, Ankara, 2006.
• İzmir Hafif Raylı Sistemi Jeoteknik Bilgileme Çizelgesi, İzmir Büyükşehir Belediyesi, İzmir, 1993.
• Ulusay, R.; Sönmez, H., Kaya Kütlelerinin Mühendislik Özellikleri, Güncellenmiş ve Genişletilmiş 2. Baskı, TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası Yayınları, Ankara, 2007; 292 pp.
• Koca Y. Site Investigation, Doktora dersi ders notları, 2012.
• Attawell, P.B.; Yeates J.; Selby A.R., Soil Movement Induced by Tunneling and Their Effects on Pipelines and Structures, New York, 1986.
• Bieniawski, Z.T., Engineering Rock Mass Classifications, Mc Graw Hill; John Willey and Sons, Newyork, 1989; 237 pp.
• Barton,N.; Lien, R.; Lunde; J., Engineering Classification of Rock Masses for the Design of Tunnel Support, Rock Mechanics. 1974; 6 (4), 189-239.
• Grimstad, E.; Barton, N., Updating the Q-system for NMT, Proceeding International Sympposium on Sprayed Concrete, Oslo; Norwegian Concrete Association. 1993; 89, 30-36.
• Deere, D. U.; Peck, R.B.; Parker, H.; Monsees, J.E.; Schmidt, B., Design of Tunnel Support Systems, Highway Res. Rec. No: 339, Illinois, 1970; 26-33.
• İzmir Hafif Raylı Sistemi Projesi 2. Aşama İnşaatı Güzergah Jeolojisi Haritası ve Jeoteknik Profili, STFA Mühendislik Anonim Şirketi. 2006.
• İzmir Hafif Raylı Sistemi Projesi 2.Aşama Inşaati Delme Tünel Tip 1 Zemin Tipi B2 Kazı ve Ankraj Detayları Uygulamaya Esas Proje, STFA Mühendislik Anonim Şirketi, 2004.
• İzmir Hafif Raylı Sistemi Projesi 2. Aşama İnşaatı Delme Tünel Tip 1 Zemin Tipi B3 Kazı ve Ankraj Detayları Uygulamaya Esas Proje, STFA Mühendislik Anonim Şirketi, 2004.
• Rocscience, Phase2, Version 7, Two Dimensional Finite Element Program for Geotechnical Analysis., Rocscience Inc., Toronto, ON, Canada, 2008.
• Rocscience, RocData, Version 4.0, Program for Analysis of Rock and Soil Strenght Data, and the Determinaton of Strenght Envelopes and Other Physical Parameters, Rocscience Inc., Toronto, ON, Canada, 2004.