PATLATMA KAYNAKLI YER SARSINTISI VE HASAR DEĞERLENDİRME PARAMETRELERİ

Abstract

Patlatma yöntemi, madencilik, tünel açma faaliyetleri, inşaat ve yıkım işlemleri ve enerji sektörü gibi birçok sektörde yoğun olarak kullanılmaktadır. Ancak, bu yöntem hız ve ekonomik yönden çok verimli bir yöntem olmasına rağmen çeşitli çevresel etkilere ve büyük hasarlara neden olabilmektedir. Bu çevreye verilen olumsuz etkilerin en önemlisi zemin titreşimleridir ve oluşan titreşimin şiddetine ve etki alanına göre maddi kayıplara ve hatta can kayıplarına sebep olabilmektedir. Bu sebeple bu muhtemel etkilerin en aza indirilmesi ya da en iyi ihtimalle bertaraf edilmesi için patlatma faaliyetlerinde zemin titreşimlerinin özel olarak irdelenmesi gerekmektedir. Bu çalışmada patlatmadan kaynaklı zemin titreşimlerinin özellikleri, sınıflandırılması ve temel büyüklükleri sunulmuştur. Ayrıca, yer sarsıntısının yapılar üzerinde oluşturduğu hasarlar, insanlar üzerindeki olumsuz etkiler ve insan algısı ile yapısal hasar arasındaki ilişki detaylı bir şekilde araştırılmıştır. Ayrıca, patlatmadan kaynaklanan sismik dalgalar, arazi katmanları ve yapılar arasındaki etkileşimler irdelenmiş ve Parçacık Hızı PPV, Bileşke Vektörel Toplamı PVS (Peak Vector Sum), parçacık yer değiştirmesi, parçacık ivmesi ve frekans başta olmak üzere yer sarsıntısı hasarının değerlendirmesinde sıkça kullanılan parametreler sunulmuştur.

Keywords

• Patlatma
• Çevresel etkiler
• Yer sarsıntısı
• Hasar parametreleri

Blast-Induced Ground Vibration and Damage Assessment Parameters

Abstract

Blasting operations are extensively practiced in mining, tunneling activities, construction and demolition projects and the energy sector. However, despite the efficiency of this method in terms of time and costs, blasting operations can generate numerous environmental impacts and major damages. Ground vibration is the most detrimental impact caused by blasting activities as it can cause material loss and even the loss of human lives depending on its intensity and impact area. Thus, ground vibrations should be thoroughly investigated in order to minimize or ideally prevent their possible impacts. This study examines the characteristics of blast-induced ground vibrations and investigates the properties and types of the body and surface waves resulting from blasting activities. In addition, structural damages caused by ground vibrations, their negative impacts on human health and the relationship between human perception and structural damages are presented in details. Furthermore, the study highlights the interaction mechanisms between seismic waves, ground layers and structures and investigates the most commonly used parameters in the assessment of ground vibration damages i.e. Peak Particle Velocity PPV, Peak Vector Sum PVS, particle displacement, particle acceleration and frequency.

Keywords

• Blasting
• Environmental impacts
• Ground vibration
• Damage Parameters

References

1. Aksoy, C.O., Yalçın, E., 1999, Kırmataş Üretim yöntemlerinin Ekonomik Analizi, 3. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, İzmiri Türkiye
2. Alpaydın, E., Alpsar, M., Elmacı, E., Halıcılar, G., İnal, H. S., İşcen, H. İ., Patır, O., ve Özkazanç, M.Ö., 2004, Patlayıcı maddeler ve patlatma teknikleri, Nitromak, Ankara, s. 129.
3. American National Standards Institute, 1983, Guide to the Evaluation of Human Exposure to Vibrations in Buildings, ANSI S3.29-1983, p.10.
4. Avellan, K., Belopotocanova, E., & Puurunen, M., 2017, Measuring, monitoring and prediction of vibration effects in rock masses in near-structure blasting, Procedia Engineering, 191, 504-511.
5. Bilim, N., Kekeç, B., 2017, Patlatma Kaynaklı Çevresel Etkiler ve Önlenmesi İçin Alınması Gereken Tedbirler, International Symposium on Mining and Environment (ISME 2017), 27-29 Sept. 2017, Bodrum-Turkey
6. Bormann, P., 2012, New Manual of Seismological Observatory Practice 2 (NMSOP2), GFZ German Research Centre for Geosciences, Potsdam, 33-103.
7. Cevizci, H., 2013, New Approach On Blasting For Excavation, SDU International Technologic Science, Vol. 5, No 1, pp. 104-111
8. Çağlar, S., 2008, Orman yolları yapımında kaya patlatma tekniği ve çevresel etkileri üzerine bir araştırma, Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, 29-34.

9. Dowding, C. H., 1985, Blast vibration monitoring and control, Prentice Hall, Inc, Englewood Cliffs, NJ, p. 297.
10. Duarte, M. L. M., Misael, M. R., & Filho, L. E. F., 2002, Experimental evaluation of vibration comfort for a residential environment, Proceedings of SPIE, The International Society for Optical Engineering 4753, 1376-1381.
11. Elevli, B., & Arpaz, E., 2010, Evaluation of parameters affected on the blast induced ground vibration (BIGV) by using relation diagram method (RDM), Acta Montanistica Slovaca Ročník, 15 (4), 261-268.
12. Erçikdi, R., Kesimal, A., Yılmaz, E., & Cihangir, F., 2004, Patlatma kaynaklı yersarsıntısı ölçüm sonuçlarinin değerlendirilmesi, Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 7, 195-215.
13. Ghiloufi, D., 2020, Farklı Zeminlerin Yer Titreşim Dalgalarının Yayılım Mekanizması Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Konya Teknik Üniversitesi, Konya, s. 111
14. International Organisation for Standardisation, 2010, Mechanical vibration and shock - Vibration of fixed structures -guidelines for the measurement of vibrations and evaluation of their effects on structures, ISO 4866, Geneva, Switzerland.
15. Işık, M. E., & Kuruşcu, A. O., 2018, Yapısal titreşimlerin kullanıcı konforuna etkisinin incelenmesi, Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi, 01, 20-34.
16. Kaypak, B., 2019, Sisimik dalgalar (Yüzey dalgaları) [online], Ankara Üniversitesi, https://acikders.ankara.edu.tr/mod/resource/view.php?id=95608 [Ziyaret Tarihi: 25 Şubat 2019]
17. Moğulkoç, Y., Çıldıroğlu, H.A., 2017, Fizik Laboratuvar Ders Notları, Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Ankara, s.65
18. Nicholson, R. F., 2005, Determination of Blast Vibrations Using Peak Particle Velocity at Bengal Quarry, in St Ann, Jamaica, Master's Thesis, Luleå University of Technology, 33-41.
19. Oriard, L. L., & Emmert, M. W., 1980, Short-delay Blasting at Anaconda’s Berkeley Open-pit Mine, AIME Annual Meeting, Las Vegas, NV, 60-80.
20. Orica Nitro., t.y., Case Study Selection of Blasting Limits for Quarries and Civil Construction Projects, ORICA-NİTRO, p. 14.
21. Peng, Y., Wenbo, L., Jing, Z., Yujun, Z., & Ming, C., 2017, Evaluation of human response to blasting vibration from excavation of a large scale rock slope: A case study, Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 16 (2), 435-446.
22. Siskind, D. E., Stagg, M. S., Kopp, J. W., & Dowding, C. H., 1980, Structure response and damage produced by ground vibration from surface mine blasting, U.S. Bureau of Mines, p. 84
23. Society of Explosive Engineers, t.y., Human perception [online], https://explosives.org/vibration- basics/human-perception/ [Ziyaret Tarihi: 05 Ağustos 2019]
24. Srbulov, M., 2008, Geotechnical earthquake engineering: Simplified analyses with case studies and examples, Springer Science & Business Media, Berlin, p. 244.
25. Singh, N.T., 2012, New Trends in Economical and Safe Rock Blasting, J Powder Metall Min. V. 1:1, http://dx.doi.org/10.4172/2168-9806.1000e104
26. Taqieddin, S. A., 1986, Ground vibration levels: Prediction and parameters, Mining Science and Technology, 3, 111-115.
27. Torres V.F., N., Silveira, L. G. C., Lopes, P. F. T., & M. de Lima, H., 2018, Assessing and controlling of bench blasting-induced vibrations to minimize impacts to a neighboring community, Journal of Cleaner Production, 187, 514-524.
28. Transport and Road Research Laboratory, 1986, Ground vibration caused by civil engineering works, Department of Transport, Research report 53, Crowthorne, Berkshire, p. 19.
29. Wu, X., & Wu, R. S., 2008, Handbook of Signal Processing in Acoustics, Springer, New York, NY, 1535- 1544.
30. Yılmaz, T., 2017, Maden İşletme laboratuvari -2 deney adı: Delme - Patlatma ve çevresel etkileri [online], Konya Teknik Üniversitesi, http://www.ktu.edu.tr/dosyalar/maden_9137e.pdf