| dc.description.abstract | In this study, it was aimed at comparing the two and three-dimensional limit equilibrium methods, which were applied to different slope geometries and a real case study. Also, each method individually investigated with the aid of computer codes. Four very well-known and one inspired hypothetical slope geometries have been chosen from the literature for the investigations. Many combinations of scenarios have been integrated to these slope geometries including different conditions with groundwater levels, ponded waters, pseudo-static condition and external loadings. Total of 164 scenarios has been modelled in both two and three-dimensions. Morgenstern & Price’s procedure was taken as the reference method as it is one of the well-known methods for its accuracy under various conditions.
During the two-dimensional analyses, underestimation and overestimation of the safety factors were noticed in different scenarios with various methods by up to - % 40 and + % 60. The same comparison between the three-dimensional analyses indicated that the safety factors were varying between - % 34 and + % 14 in all of the scenarios. The most intriguing results have been found in between the comparison of two and three-dimensional analyses. The calculated factors of safety were as low as 70 per cent and as much as 540 per cent different in some scenarios.
In addition to the hypothetical cases, a landslided area was chosen for the investigation using the limit equilibrium method at Denizkonak region in Kastamonu, Turkey. The investigations were started with a field study following the laboratory tests. The investigated area was generally formed by highly disintegrated flysch with layered siltstones. Therefore, Hoek-Brown failure criterion and Geological Strength Index were chosen for the strength and visual definition of the flysch. Two separate, but interdependent, landslides were observed at the investigated area, and possible cross-sections before the failures were drawn based on the current topography. Back-analyses were performed to obtain the conditions of failure and found that a high pore-pressure ratio was needed to trigger the landslide. However, the second landslide has failed with a lower pore-water pressure and the current topography was determined to be on the edge of failure with a slight increase in the pore-pressure ratio. Also, three-dimensional analyses of the landslide area have generated unconservative results. | tr_TR |
| dc.description.ozet | Şev duraysızlıklarına ilişkin değerlendirmeler, gerek insan yaşamı, gerekse yapılan ve/veya yapılması tasarlanan mühendislik yapıları için son derece önemli bir konudur. Bu konuya ilişkin çok sayıda yaklaşım, teori ve uygulama bulunmakla birlikte, geçmişteki temel yaklaşım, duraysızlıkların olduğu ve/veya olası olduğu yerlerde güvenlik katsayısı hesaplamalarının yapılıp, gerekiyorsa önlemlerin alınmasına yönelik uygulamaları içermektedir. Günümüzde ise, öncelikle daha büyük alanların, genel olarak analiz edilmesi/haritalanması, daha sonra ayrıntılı analizlerin yapılması şeklinde olup, genelden özele inen bir yöntembilimin izlenmesi yönündedir. Bu şekilde izlenen bir yöntemin, ekonomi ve zaman açısından önemli kazanımlar getirdiği, literatürde sıklıkla ifade edilmektedir.
Gerek insan yapımı, gerekse de doğal yollarla şekillenmiş olan her türlü yer yüzeyi şekli, eğime sahip olması ve gerekli diğer kaydırıcı etkenlerin sağlanması durumunda kaymaya karşı duyarlı durumdadır. Bu yer yüzeyi yapılarının kaymaya karşı olan güvenliğinin hesaplanması ve buna yönelik iyileştirme çalışmalarının yapılması, olası maddi zararların azaltılması ve insan yaşamını kısıtlayıcı unsurların giderilmesi ve en önemlisi, insan yaşamının güvenliği açısından çok önemli bir yer tutmaktadır. Bu tip duraysızlıkların tespit edilip ve modellenebilmesi için birçok teori ortaya sunulmuştur. Bu teoriler arasından limit denge teorisi neredeyse 100 yılı aşkın bir süredir kullanılmakla birlikte, çeşitli vakalar üzerinde uygulanarak, güvenilirliğini uzun yıllar önce kanıtlamıştır.
Şev duraysızlıkları, ya da geniş anlamıyla heyelanlar, tüm dünyada olduğu gibi, Türkiye’de de önemli zararlara yol açan doğa kaynaklı afet türlerinden biridir. Gerek nüfus artışı, gerekse doğal tehlikenin içerildiği alanlarda yapılan veya yanlış seçilen yerleşim alanları, bu doğal afet türünün sayısında da son 50 yıl içinde önemli bir artışa neden olmuştur. Dünyada ve ülkemizde, özellikle son 20 yıl içinde bu konuyla ilgili olarak, çok sayıda proje, uygulama ve araştırma yapılmış ve hayata geçirilmiştir. Bununla birlikte, karar vericilerin, planlamacıların ve yöneticilerin konuya daha fazla önem vermeleri ve uygulamada bu tür çalışmaları dikkate alarak hayata geçirmeleri de son derece büyük bir önem arz etmektedir.
Yukarıda değinilen hususlar gözetilerek, bu tez çalışması kapsamında, limit denge yöntemlerinin şev duraylılığı problemlerine uygulanması üzerine kapsamlı bir araştırma yapılmıştır. Bu araştırma hipotetik şevlerle birlikte, geçmişte heyelana maruz kalmış bir alanı da kapsamaktadır. Limit denge yöntemleri ilk kullanıldığı yıllarda iki boyutlu kesitler üzerinde kullanılıyor olsa da, ilerleyen senelerde üç boyutlu modeller üzerinde çalışmalar yapılmış ve teoriler geliştirilmiştir. Günümüze kadar çok sayıda iki ve üç boyutlu yöntem geliştirilmiş olsa da, bunlardan sadece bazıları günümüzde sıklıkla kullanılmaktadır.
Son 20 sene içerisinde bilgisayar kullanımının son derece yaygınlaşmış olması ve gerek yazılımsal, gerekse de donanımsal özelliklerin son derece gelişmiş olması nedeniyle, mühendislik uygulamalarının pratikleştirilmesi için paket programlar piyasaya sürülmüştür. Bu çalışma kapsamında, Kanada kökenli Rocscience firmasının piyasa sürdüğü Slide ve Slide3 isimli programlar iki ve üç boyutlu şevlerin modellenmesi ve güvenlik katsayının hesaplanabilmesi için kullanılmıştır.
Tez çalışmasında, iki ve üç boyutlu analizler için toplamda 10 farklı yöntemden yararlanılmıştır. Bu yöntemler literatürde teorik çalışmalar için sıklıkla kullanılan ve iyi tanınmış olan 5 farklı şev geometrisi üzerinde uygulanmıştır. Bu şev geometrileri üzerine yeraltı suyu seviyesi, şev önünde su birikintisi, sismik ivme ve dış yükler eklenerek farklı kombinasyonlar üretilmiştir. Bu kombinasyonlar neticesinde iki ve üç boyutlu analizlerde kullanılmak üzere toplamda 164 farklı model oluşturulmuştur. Bu modeller üzerinde kayma yüzeyinin şekline göre uygun olan yöntemler ayrı ayrı uygulanmış ve karşılığında elde edilen güvenlik katsayıları kaydedilmiştir.
Bu araştırmalar sırasında güvenlik katsayısının kıyaslanabilmesi için dünyaca kabul görmüş, neredeyse her kayma koşuluna uyarlanabilen Morgenstern & Price’ın yöntemi referans değer olarak alınmıştır. Bu çalışmalar sonrasında her bir yöntemin ürettiği sonuç yüzdece ayrı ayrı incelenmiştir. İncelemeler iki ve üç boyutlu yöntemlerin karşılıklı kıyaslanmasına ek olarak kendi içlerinde de kıyaslanmıştır. İki boyutlu analizlerin tüm senaryolar üzerinde kıyaslanmaları sonucunda, bazı yöntemler güvenlik katsayısını % 40’a kadar daha düşük üretirken bazı durumlarda da % 60’a kadar daha yüksek hesaplamıştır. Bu durum üç boyutlu analizlerde de kendi içerisinde incelenmiş ve güvenlik katsayısı bazı durumlarda % 34 daha düşük sonuç verirken, bazen de % 14 daha yüksek sonuç verdiği saptanmıştır. Analiz sonuçlarının belki de en ilgi çekici bulgusu, aynı yöntemlerin iki ve üç boyutlu modeller üzerindeki performanslarının incelenmesi ile elde edilmiştir. Buna göre, iki boyutlu analizlerde hesaplanan güvenlik katsayılarına göre üç boyutlu analizler bazı durumlarda % 70 daha tutucu sonuç üretirken bazen de % 540’a kadar daha yüksek bir güvenlik katsayısı üretmiştir.
Tez kapsamında seçilen limit denge yöntemi, Kastamonu ilinin Cide ilçesinin Denizkonak beldesindeki bir paleoheyelan sahası üzerinde uygulanmıştır. Burada yapılan saha gözlemleri sırasında arazide farklı zamanda gelişen iki ayrı heyelanın varlığı tespit edilmiştir. Arazi gözlemleri ve insansız hava aracı ile çekilen fotoğraflara dayalı olarak, bunlardan ilkinin dönel tipte kayması ile birlikte, diğerinin kayan heyelan malzemesi içerinde yeniden duraysızlığını yitirerek akma tipi bir hareket gösterdiği tespit edilmiştir. Yapılan saha incelemesi sırasında bölgeye siltli ve killi birimlerin ardalanması ile gelişen aşırı bozunmuş ve ayrışmış filiş özelliğindeki birimin egemen olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, arazi gözlemleri sırasında heyelan bölgesinin batı sınırında mostra vermiş litolojik birimlerin heyelan malzemesine göre dayanımındaki yüksek farklılık ve yamaç eğimindeki ani artışlar, olası bir yapısal unsurun varlığını işaret etmektedir.
Heyelanların kayma sırasındaki koşullarının incelenebilmesi için güncel topoğrafya üzerinden kesit alınmış ve bu kesite göre kayma öncesine ait iki farklı topoğrafya çizilmiştir. Kesitlerin modellenmesi sırasında saha gözlemleri temel alınarak, yenilme ölçütü olarak Hoek-Brown seçilmiştir. Sahadan alınan örnekler üzerinden disk makaslama indeksi deneyi yapılmış ve tek eksenli sıkışma dayanımı ile birim hacim ağırlık tayin edilmiştir. Çizilen ilksel geometri üzerinden yapılan geriye dönük analizler ile ilk heyelanın kayma anında jeolojik dayanım indeksi 20 olarak tespit edilmiştir. Bu sonuç, literatür ve saha gözlemleri ile de uyumludur. Yapılan analizler, ilk kayma gerçekleşmeden önce gözenek basıncı oranının en az 0.44 olduğu, ancak, örselenmiş malzeme içerisinde gerçekleşen ikinci kaymanın yaklaşık 0.24 gözenek basıncı oranıyla kaydığı tespit edilmiştir. Güncel topoğrafya üzerinde yapılan çalışmalar bölgenin gözenek basıncı oranının 0.33’ü geçmesi durumunda halen kaymaya karşı duyarlı olduğunu göstermektedir. Bu sonuçlar iki ve üç boyutlu analizlerin kıyaslanması üzerine iki boyutlu yöntemlerin daha tutucu sonuç vermesi neticesinde seçilmiştir. | tr_TR |
