---- yeni-avusturya tahkimat dizaynı

8/2/2019 ---- yeni-avusturya tahkimat dizayn

1/12

Yeni Avusturya Yntemi leTnel Amnda TahkimatSisteminin BoyutlandrmaEsaslar

YAZIDA KULLANILANNTASTONLAR

: Alan boluun yarap

: Plastik zonun yarap

'. Radyal deformasyon

: lk veya n basn artlan

: Tektonik basnlar

: Ar-O deerine kar gelen radyalbask deeri

: Ar=0 deerine kar gelen teet-sel bask deeri

: r-Ar deerine kar gelen radyalbask deeri

: r-Ar deerine kar gelen teget-sel baskj deeri

: Pskrtme beton mukavemeti

: Denen demir mukavemeti

: Kaya kemerleme mukavemeti

: Bulon mukavemeti

: Toplam tahkimat kapasitesi

: Kayma dzlemi ile belirlenenEik-Kayc 20nun ykseklii

: Kaplama kalnl

: Bulonlar arasndaki mesafeler

: Kayma dzlemi uzunluu

: Tayc kemer genilii

; Kayann asal basn mukavemeti

: Kayacn kohezyonu

: tsel srtnme as

: Kaplama malzemesinin kesmemukavemeti

; Demir tehizatn kesme mukavemeti

: Kullanlan demir tehizatn elas-tste modl

; Kaplama malzemesinin elastisitemodl

: Kaplama malzemesinin kayma a-s

: Santimetre kare olarak bir metretnele kar gelen demir donatalam

: Bulonlarn alan

Prof. Dr. L.v. RABCEWICZY. Mh. J. GOLSEB

(Water Power, Mart 19*73) '

eviren :MERAN PAKEL(*)

(*) Maden Yksek Mhendisi

26


2/12

ast : Bulon eliinin akma snr

s : Kayann kesme mukavemetir

R : Kayma dzlemindeki normal ba-Vn sm mukavemeti

a : Kayataki kayma as

: Kayma dzlemi ortalama as

3 : Bulonlarn eimi

s : Emniyet Faktr

e : imento (Enjeksiyonu) ile kayaarasndaki srtnme as

a : imento ile kaya arasndaki ad-hesyon

1. GR

Son on sene iinde Avusturya ve dier yrelerde kazanlan tnel ama deneyimizellikle rk ta ve zeminlerde Yeni

Avusturya Ynteminin dier yntemlereoranla yararl olduunu kantlamtr.

Yeni Avusturya yntemi tamamen zemi

nin kendisini tamas prensibi zerinedayanmaktadr. Alan bir bolukta, boluu evreleyen yan talarda ortaya kanyeni kuvvetlerin dikkatle ve uygun olarakyeniden uyarlanmas ilemi ve kuvvetlerin kontrol ile ile buna bal olarak seilen tahkimatn uygulanmas bu yntemin ana dayanaklar olmaktadr. Koruyucu tahkimat adn alanilk tahkimat, yapy veya zemini dengelemek zere projelendirilmi olup hareketli veya kayc elikten bir d yaydr.

Zemini tamak zere sistematik tertiplenmi kaya bulonlan ile genellikle pskrtme beton veya beton kaplama veinvert betonu ile kaplanan yzey korunumu tahkimatn dier blmn oluturmaktadr. Koruyucu tahkimatla evresel kayalar arasnda sistemin uygulamas srasndaki davranlar mantksalbir l sistemi ile kontrol edilmelidir.Tahkimatn ikinci aamasnda, beton ikemer meydana getirilmeden nce, ta

yc d kemerin dengeye ulam olmas-

na dikkat edilmelidir. Bu i kemerinamac emniyet faktrlerini arttrmak veya gerekli emniyeti yaratmaktr.

2. STANDART VEYA ANA KESTLERN PROJELENDRLMES

Bir projede dokmanlara gre ana kesitleri planlayabilmek ve dzenleyebilmekiin tahkimatn farkl cins kayalardakigerekli tama kapasitelerinin bilinmesizorunludur. ekil 2'de grld gibi dhalkann tama kapasitesi ar/Ar erisiile tayin edilir. Bu eri ilk basn artlar (Arazi Basnlar) ve kaya cinsi iin

karakteristiktir. yi bilindii gibi, alanbolukta snr zonunun artmasna msaade edildii takdirde d baskya kar dengeyi salayacak gerekli p radyal basn

kuvveti decek ve srekli olarak bir plastik zon olumaya balayacaktr. (ekil 1).Bir kural olarak ok sratle meydana gelen bu olumada kar basn kuvvetinindme oran n basn artlan (a) ilekayacn isel srtnme asnn (ep) fonksiyonudur (ekil 2). of ile pt erilerinin

kesim noktasnda gerekli tahkimat direncine ulalarak denge kurulmu olacaktr.

Yeni Avusturya ynteminin bir zelliiolarak bu kesime daima erinin azalantarafnda devam edecektir, rnein, herhangi bir nedenle tahkimat grev yapamazsa ilave br kuvvet harcamadan yenibir denge bu kesime noktasnn daha altnoktalarnda kendiliinden oluacaktr.

Ancak bu nokta ekil 2 de belirtilen *r erisinin minimum noktas (B) nn altnadmemelidir. Bu noktada pt minimumolup gme balar.

t e yandan konvansiyonel yntemlerdekesime noktas daima ar erisinin daimaykselen tarafnda yer almaktadr. Herhangi bir uyumsuzlukta kesime noktassaa kayacak ve tahkimat gereksinmesiartacaktr. Bunun iin tahkimat yapsnn ilk tama kapasitesi zerine ktiin yeniden arttrlmas gerekecektir.

27


3/12

Zeminin kesme ve basn kuvvetlerini ta-syamryacann belirlendii ak kink veatlaklarn olutuu durumda Ayrlmann zararl ve tehlikeli olduu kabul edi

lir. Ayran ktlelerin arl kaplamaya ek olarak gelir ve serbest kaz alannda bu ayrlma sonucu artma grlr.


4/12

Bu denklemlerde c : Kohezyonu

(p : sel srtnme asn gstermektedir.

oy nin minimum deeri ise bir yanda

o m deerine ve dier yanda jeolojik

artlara bal olmaktadr. Aadaki r

nekle bu biraz aklanabilir.zerinde fazla rt tabakas bulunmayan

olduka kompakt kaya iinde yeralan bir

karayolu tnelinde teetsel evre geril

meleri kendi asal gerilmelerini ok az l

de etkileyecek ve pml n ok kk ola

caktr (Kayacn kendini tutabildii r

nein tabakalarn ekiyi ekilde kenet

lendii durumlarda).

29


5/12

Ayn tip kaya kaim bir rt tabakas al

tnda ise bu kez olduka geni bir plastik

zon alan boluun etrafnda oluacakve baz nemli deformasyonlara neden

olacaktr. Bu durumda kayata deiik

metrelere kadar uzanan krklar olacak ve

bu nedenle daha yksek pmi n deerini ge

rektirecektir ve bu deer tabakalarda ke

netlenme yerine krk sistemlerini kar

layacak deere kadar ulamaldr.

Tayc kemerin, gerekli tama kapasitesinin (p8) deeri yle seilmelidir ki ka

bul edilebilen emniyet snrlan iinde ol

mal ve maksimum ekonomiklii sala

maldr; Bu nedenlerle p3 pratik olarak

pnrf" deerine olanaklar orannda yakm

seilmeli; i kemer kaplama mukaveme

tine (p1) ek olarak yeterli bir emniyet

katsaysn salayabilmelidir.

D kemer iin rnein ekil 2 de (2) ile

iaretli salam bir tahkimat seilebilir.

Bu erinin ar

erisi ile kesimesi emniyet

faktr dzenli olarak derken; artan

ynde olacaktr.

Projelendirirken pfl+p' toplam mukave

metini o deeri kadar yksek almak her-r

hangi bir durumda gereksizdir, zellikle

derin bir rt tabakasnn olduu durum

da a deerine yaklamak gereki ve uy-r

gulamaya uygun bir zm olmayacaktr.i tayc kemerin minimum tama karpasitesi betona uygun kompaktl salayan en ince kaplama kalnl ile tayinedilir. Daha yksek pr deeri gerektiindekalnlk pB ve emniyet faktrne (s) bal

olarak seilebilir.

Kaplama malzemesinin mukavemeti

(Pskrtme beton, beton vs.) iin (ekil

3)

30


6/12

olur.

I

Ek demir elik hasr vs. Buna ek muka

vemet verecektir.

Burada

(Beton iin)

Kaplama mukavemeti ise,

olur.\

Bulon mukavemetine gelince; Bulonlarradyal basn ile etki etmektedir.

o8 bask deeri se,

olur.

Morh zarf yardm ile kayacn kayma

amukavemeti r ve kayma as a tayin edilir (Burada asal basnlarn kaz alannaparalel ve dik a yapt kabul edilir).

1

Kayacn tayc kemerinin tama kapasitesi

Alan bolua doru kayan ktlenin

kaymasna kar bulonlarn gsterdii diren ise aada gsterilmitir.

Bulonlarn direncide eklenirse taycd kemerin toplam tama kapasitesi

min

olur.

Yeni Avusturya ynteminin ana tahkimat elemanlar ile (pskrtme beton ve

bulonlarla meydana getirilen kaya kemeri) hareketin tersine oluturulan bu tr

tahkimaf IVfeneyimi bize aadaki bilgileri kazandrmtr.

(1) Ayni tr kaya ve rt tabakalar iinbalanacak ktlelerin boyutlar ile kazkesidi arasndaki oran taman serbestmalzemenin boyutlar ile kararlatrlr.

(2) Kk kesitlerde rnein (10 -16M2) ve balanacak kayalann boyutlarnn, ufak dkntler; birka desimetrekp civarnda olduu durumlarda basit

bir pskrtme beton kaplama; yaklakolarak d = 3 cm = 0.017R kadar bir kalnlk genellikle tneli dengeler.

(3) Dier yandan yeralt kuvvet sant-railannda olduu gibi 400 - 600 M2 aklkalanlarda; ;ve bu aklkta balanacak ka

ya ktlelerinde, ktleler aynen kohezyon-suz ktleler gibi davranacak ve basit birpskrtme beton kaplama (0.017R =19 ~ 24 cm) hi bir zaman grev yapamayacaktr. Bu durumda sistematik birbulonlama ile bulonlu kaya kemeri gereklidir.

Ana tayc elaman olarak grev yapanpskrtme beton kaplama ayn zamanda

bulonlarn akld bulonlama noktalanarasndaki yzeyin dengelenmesi zelliine sahiptir.

^ in byk ve alan boluun (kesidin)

geni olduu durumlarda ve eer iselsrtnme katsays () kkse, pskrtme betona oranla bulonlama ok fazla

nem kazanmaktadr.Bu nedenle bu nemli konunun zerine

baz ek bilgi ve aklamalar yaplmasnda yarar vardr.

Bilindii gibi konvansiyonel; en ok kullanlan genilemeli veya uzamal bulon-larda zeminin yknn tanmas plaka

yardm ile yaplmaktadr ve bu nedenlebulon her noktasndan gerilmeye almakta ve bu gerilme her noktada aynolmaktadr.

31


7/12

32


8/12

te yandan enjeksiyonlu bulonlarda (rnein perfo veya sn tiplerde olduu gibi)ana tayc zellik enjeksiyonla kayaarasnda oluturulan ban; yzeyle yap

lan balantnn sonucudur. Bu ba dahaok kaya yzeyi ile oluturulan srtnme kuvveti ve bunun sonucu ortaya kantegetsel basn kuvvetleridir. Bulon zerinde kesme mukavemeti dalm ise bu-lonun ucunda sfr ve az plakasndamaksimumdur, ayrca ek evre ykleriplaka yerine, yerinde bulonla tanmolacaktr (ekil 4). Bu ekilde kayacnalan bolua doru hareketi nlenmiolmakta ve ekilde grld gibi komu

bulonlar arasnda Etki Kemerleri ya

ratlmaktadr.

B

Bulonlarn toplam tama kapasitesi ptanalitik olarak aadaki denklemle tanmlanabilir.

ptB= .d.-n- (a+tan E om') -f F T ^ f a0

Burada, F ar deeri


9/12

ieki deiime bal olarak ayda bire kadar indirilir, lm sonulan zamannfonksiyonu olarak ve kayata gerek mekanik gerekse kaz ilemlerindeki deimeler belirtilerek grafik olarak gsterilir.(ekil 6).

Bu tr basn - zaman grafik yntemi

yksek bir emniyet salad gibi herhangi bir durumun tehlikeli hale gelmedenfarkedilmesini salar. Bu grafikler tptaki Hasta-Ate grafikleri veya elektro kar-diogramlara benzetilebilir.

Tarama ve yeniden uygun hale getirmeilemleri ok uzun zaman almaktadr. Ge-

34


10/12


11/12

nellikle ksmi veya belli blmlerde jeolojik artlarn deiimlerinin bir sonucuolan (rnein evre talarmdaki su miktarndaki artm) bu tr tneli etkileyen,

kabartan durumlar iin teorik ve pratikynden i kaplamada da l yaplmasve gerilmeler ile deformasyonlarn llmesini zorunlu klmaktadr. Bu ilem, birseri basn takozlarnn veya gerilme l aletlerinin ve ayrca konverjans lapar atlar nn kullanlmas ile salanr.Basn takozlar i ve d kaplamada olmak zere ift olarak yerletirilmelidir.

4. SONULAR

Yeni Avusturya tnel yntemi tam am enprat ik deneyimden olumutur. Bizlerkaplamalarn durumunu ve kaplama yaplan evre talarn durumunu ok bykaralarda kilometrelerce tnel ve galerilerin lm sonucunda farkl kaya vefarkl zemin ykleri altnda etd ettik-

Grlen durum ve karlalan sorunlarlamodern kaya mekanii kanunlar arasndaki uyumu bulmaya altk. Bu yazmz

da tamamen basitletirilmi olarak verdiimiz formller gerekte olan ok karmak ilemlerin grld gibi basite indirgenmi bir yaklamdr. Sorunla rnkarmaklna, kesin hassasiyet hibirzaman uymayacaktr, bunun nedeni parametrelerin ok deiik deerde ve fark-* oluu yannda ok ksa aralarda bile tnel in farkllk lar gstermesi ve kayacinsinin deimesidir. Standart tnel kesitle rinin projelendirilmesi halihaz rdaok byk deneyim ve ok fazla teorik

bilgiyi gerektirmektedir.

Bu arada uygulama esnasnda bu iin ka-litesi ve dzgn uygulanmas standartlariin ok daha nemli olmaktadr. phesiz ki in uygulamasnda veya yaplmasnda kat olmamak ve birtakm deiimlerin yaplmas gereklidir. Bu deiiklikler iin yaplmas srasndaki yerinde lmlerin sonucu olmaldr. Ve bu deiikliklerle en ekonomik zmlere gidilebilir. Bu tr kesit boyutlandrmasmdaki bi

limsel yerine amprik yntemle tay in bukonu ile ilgili kiilere yardmc olmasiindir, fakat unutulmamaldr ki analitik grlerle teori birletirilmeden anali

tik dnceler tahkimat boyutlandrma-da yalnzca yer alamaz.

K A Y N A K L A R

1. Fenner, R, Untersuchungen zur Erkennt-ns des Gebirgsdruckes Glckauf, ann 74vol 32, 33,1938

2. Rabcewicz, L.v. Bolted Support for Tunnels Water Power, April; May 1954 Mineand Quarry Engineering feb, March 1955.

3. Talobre, J. La Mchanique des Roches, Du-nod, Pans 1957.

4. Rabcewicz, L.v. Ankerung im TunnelbauErsetzt Bisher Gebruchliche Elntoaumet-hoden Schweizerische Bauzeitung, ann. 75March 1957.

5. Rabcewicz, L.v. Aus der Praxis des Tun-nelbaues, einige Erfahrungen ber echtenGebirgsdruck Gologie und Bauwesen, yl27, Cilt 34:, 1962.

6. Kastner, H. Statik des Tunnel und Stol-len Baues Springer, Berlin, Gttingen,

19627. Mller, L. Der Felsbau Ferdinand enke

verlag, Stutgart

8. Veder, C. Die Bedeutung NatrlicherElektrischer Felder fur Elektroosmose undElektrokataphorese im Grundbau Bauin-genleur, yl 38, Cilt 10,1963.

9. Pacher, F. Deformatlonsmessungen im Ver-suchstollen als Mittel zur Erforschung desQbirgsverhaltens und Zur Bemessung des

Ausbaues Felsmechanik und Ingenieurge-ologie, Suppl, 1: 1964.

10. Rabcewicz, L.v. The new Austrian Tunneling Method Water Power, Kasm - Aralk1964, Haziran 1965.

11. Rabcewicz, I*v. ve Sattler K. Die neue s-terreichlsche Tunnelbauweise Bauingen-eur, Y 40, CUt 8,1965.

12. Szechy, K. The Art Of Tunnelling Aka-demiai Kiado, Budapest, 1967.

13. Rescher, O. Erfahrungen Beim Ausbau derKavernen Zentrale Vitaux Mit Spritzbetonund Felsankem Felsmechanik und nge-nieurgeologie, Suppl. IV. 1969.

36


12/12

14. Detzlhofer, H. Verbrche in DruckstollenFelsmechimik und Ingenieurgeologie, Suppl.IV. 1968.

15. Sattler, K. Neauarge Tunnel - Modell-

versuche. Ergebnisse und FolgerungenFelsmechamk und Ingenieurgeologie, SupplIV. 1968.

16. Rabcewicz, L.v. Die Halbsteife Schale alsMittel zur EmpirischwissenschaftUchen Bemessung von Hohlraumbauten Rock Mechanics, Suppl 1,1970.

17. Kovar, K, Kin Beitrag zur Bemessung vonUntertagebauten Schweizenschc Bauzei-tung, 87, No. 9 1969.

18. Rabcewicz, L.v. Stability of Tunnels Under Rock Load, Water Power, June, July,

August.

19. Hayashi, M. Kitahara Y ve Hbno, S. Time - Dependent Analysis in UndergroundStructure in Visco Plastic Rock MassesProceedings, Int. Symposium on the Determination of Stresses m Rock Masses, Lis

bon, 1969.

20. Detzihoter, H. Erfahrungen Bei der Siche-rung von Stolles Ausbruchen in Gebrchenund Druckhaften Gebirgsstrecken Fels-mechanik und Ingenieurgeologie, Suppl. V.1969.

21. Nussbaum, H. Recent Development of theNew Austrian Tunneling Method Preprintasce National Meeting of Structural Engineering, Cleveland, Ohio, April 1972.

22. Rabcewicz, L.v. The New Austrian Tunnelling Method The Pakistan Engineer1970.

23. Lombard, O. Der Einfluss Der Felseigen-schaften auf die Stabllitat von Hhlru-men Scbweizererische Bauzeitung, vol 87No. 3,1969.

24. Millier, K. Zeitabhangige Spannungsum-lagerungen Beim Felshohlraumbau BerichtNo. 72.4/1972. Institut Fur Statik, TechnicalUniversity ot Brunswick.

25. Berti, P. Tunneling on The New Rome Metro Tunnels and Tunneling, Sept-Oct. 1972.

26. Rabcewicz, L.v. : Golser, J. : Hack!, E. DieBedeutung Der Messung m HohlraumbauDer Baumgenieur, .vol 47 No. 7 ve 8; 1972.

27. Lendi, P. Beitrag Zur Erdstatischen Be-rechnung Von Verankerungen im Locker-gestein Institut Fur BauwissenschaftlicheForschung No. 6 1969.

28. Compte, Ch. Technologie Des Tirants Institut Fur Bauwissenschaftliche FarschungNo. 17 Ocak 1971.

37

Documents

---- yeni-avusturya tahkimat dizaynı