HEYELAN ARAŞTIRMALARINDA

JEOFİZİK YÖNTEMLERİN BÜTÜNLEŞİK

UYGULAMASI ve ÇOK BOYUTLU

GÖRÜNTÜLEMENİN ÖNEMİ

HEYELAN ARAŞTIRMALARINDA

JEOFİZİK YÖNTEMLERİN BÜTÜNLEŞİK

UYGULAMASI ve ÇOK BOYUTLU

GÖRÜNTÜLEMENİN ÖNEMİ

Hakan Karslı*,1, Mustafa Şenkaya1, Gülseda Vanlı Şenkaya1, Mustafa Kirici2

(1)Karadeniz Teknik Üniversitesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü, Trabzon(2)Zimer Mühendislik, Trabzon

*hkarsli@ktu.edu.tr

- Çalışmanın Amacı

- Temel Bilgiler

- Jeofizik Yöntemlerin Tanıtımı-Sismik Yöntemler (yansıma, kırılma, tomografi)-Elektrik Özdirenç Yöntemleri (DES, tomografi)-Doğal Potansiyel-Yer Radarı Yöntemi-Mikrotremör Yöntemi-Aktif -Pasif Yüzey Dalgası Yöntemleri

- Uygulama Örnekleri

Sunum İçeriği

Çalışmanın Amacı

(1) Bir heyelanın incelenmesi, takip edilmesi ve gerekli önlemlerin alınması sürecinde Jeofizik yöntemlerin birkaçının birlikte kullanımın yararlarını açıklamak

(2) Heyelan kütlesinin çok boyutlu görüntülerin oluşturulmasının katkılarını belirtmek

Heyelan doğal ve yapay faktörlerin etkisinden dolayı oluşabilir. Bu kapsamdaheyelana neden olan faktörler Jeolojik, Morfolojik ve İnsan etkileri olmak üzereüç temel grupta toplanabilir.

Yamaç (şev) eğimi (Eğimli topoğrafya, Jeomorfoloji, Şev kazıları),Yağış, (Yoğun yağış, Ani kar erimesi, Uzun süreli yağış)Tekrar aktivite kazanabilecek eski heyelan kütlelerinin varlığıAna kaya ve üzerinde iyi sıkışmamış birimlerin litolojik özellikleri (Jeoloji),Depremler, Patlatmalar, Yoğun trafik, çevresel titreşimler

Heyelanların Oluşum Nedenleri

(Varnes, 1978)

JEOFİZİK YÖNTEMLER

Sismik Yöntemler (yansıma, kırılma, tomografi)

Özdirenç Yöntemleri (DES, tomografi)

Doğal Potansiyel Yer Radarı Yöntemi Mikrotremör Yöntemi Aktif -Pasif Yüzey Dalgası

Yöntemleri (MASW ve ReMi)

JEOFİZİK YÖNTEMLER

Sismik Yöntemler (yansıma, kırılma, tomografi)

Özdirenç Yöntemleri (DES, tomografi)

Doğal Potansiyel Yer Radarı Yöntemi Mikrotremör Yöntemi Aktif -Pasif Yüzey Dalgası

Yöntemleri (MASW ve ReMi)

1) Ön Çalışmalar• Arşiv çalışmaları• Arazi keşfi• İnsanlarla konuşma• Mantıklı mühendislik jeolojisi modeli

2) Heyelan Yerinde İncelenmesi• Mühendislik jeolojisi haritalaması• Boyuna ve enine jeolojik kesitler• Sondajlar, deneme çukurları, kayaç ve toprak

örnekleme, arazi testleri• Jeofizik Mühendisliği Ölçümleri• Laboratuar testleri

3) Yırtılma veya Kayma Yüzeyi Derinliği• Sayısal Modelleme Yöntemleri• Jeofizik Mühendisliği Ölçümleri

4) Heyelanın İzlenmesi• Deformasyon izleme• Hidrojeolojik izleme• Gerilme ölçümleri• Periyodik Jeofizik Mühendisliği

Ölçümleri

4) Tahmin Yöntemleri• Uzaysal tahmin• Mekanizmanın ve bozulmasın boyutunun tahmini• Zaman tahmini

Heyelan İnceleme/Araştırma İş Akışı

Heyelan araştırmalarında kullanılan jeofizik yöntemlerin listesi (Perrone vd., 2014).

Heyelanlı Sahalarda Anomali Olabilecek

Fiziksel Değişimler;•Elektrik iletkenlik artar, Doğal potansiyel artar,•Sismik ve elektromanyetik dalga hızları azalır, •Kütlenin ağırlığı artar, Manyetik duyarlık azalır,•Yer titreşimleri sıklaşır, Zemin büyütmesi artar,

Jeomorfolojik Değişimler

Hedeflenenler Jeoteknik ÇözümHeyelanın oluştuğu yüzey (leri) topoğrafyası ve derinlik değişimi

Ankarj, enjeksiyon , diğer güvenlik önlemleri

Temel veya sağlam zemin/kaya derinlikleri

Ankarj, enjeksiyon , diğer güvenlik önlemleri

Su içeriği, dağılımı ve yer altı su seviyesi 

Drenaj, kurutma

Heyelan malzemesinin yapısı, litolojisi ve heyelanlı alanın 3B sınırları (kütlenin yaklaşık miktarı)

Heyalanın jeolojik kesitinin elde edilmesi ve topuktan destekleme, topuktan yük alma

Kaya heyelanları için ayrışma, çatlak ve kırıklılık durumları

Ankarj, enjeksiyon , diğer güvenlik önlemleri

Heyelan kütlesinin jeotekniközellikleri (Hız, elektrik, yoğunluk, gibi fiziksel değişkenlerin değişimi)

Heyelan kütlesinin duraylık durumu ve izlenmesi

1. Heyelanlı sahanın karmaşık olması nedeniyle, 2B’ ve 3B’l u çalışmalar (arazi ve büro),2. Ölçümler mümkün olduğunca sık ve birbirine paralel alınmalıdır,3. Heyelanın yüzey ve kayma düzlemi topoğrafyasının hesaba katılması için, kayma

doğrultusuna dik hatlar atılmalıdır,4. Hatlar boyunca koordinat ve topoğrafik bilgiler (kotlar) not edilmelidir,5. Heyelan alanın dışından ölçümler alınarak, heyelan kütlesi üzerinde alınan ölçümlerle

karşılaştırılmalı ve değişimler gözlenmelidir,6. Elde edilen Jeofizik yer kesiti, kesinlikle Jeolojik kesitle ile denetleştirilmelidir.7. Jeofizik bulgulara göre belirlenen yerlerde sondajlar yapılarak sonuçlar karşılaştırılmalıdır

JEOFİZİK VERİ TOPLANMASINDA DİKKAT EDİLMESİ GEREKENLER

(Dış hatlar)

Heyelanın kayma yönüne Dik (yanal değişimler)

Paralel (topoğrafik etkiler-kayma düzlemi)

Sismik Yöntemler

9

S

A-Hava dalgası, D-doğrudan gelen, S-Yüzey dalgasıRF-Kritik kırılma, RC-Yansıma dalgası

Alıcılar

Kanal No

Zaman

(ms)

(Kırılma)

(Yansıma)

Elektrik, Yer Radarı, MikrotremörElektrik Özdirenç)

(DES eğrisi)(2D ERT)

(Elektrikselyapı kesiti)

(Yer Radarı-GPR) Farklıkaynaklardanyayılanyeryüzündekisüreklititreşimlerdir. Butitreşimleringenlikleri 0.1-1mikronarasında,periyotları ise0.05-2snarasında değişir.

Zemin hakimsalınım vebüyütmesininbelirlenmesindekullanılır

(Mikrotremör)

10

ÖRNEK ÇALIŞMALAR

352

906

1410

Kayma yüzeyi

Trabzon-Gürbulak (2005, 2012)

ERT sonucu

Yılmaz, S., 2005

Sliding surface

Kayma yüzeyi

Oluwafemi O. Ogunsuyi, Douglas R. Schmitt*, and Derek Martin, 2011, Geophysical Study of the Peace River Landslide, Recovery –2011 CSPG CSEG CWLS Convention

SF:strong reflector

Sismik Yansımaİlk varış tomografisiERT

Göktürkler et al., (2008)

Alan-1Yer Radarı: 13 profilde toplam 12756m (~15056m2)alan taranmıştır.

(Alan 1: 25 Mhz korumasız anten)

(Alan 7: 25 Mhz korumasız anten)

(Alan 6: 25 Mhz korumasız, 100 ve 300Mhz korumalıanten)

K

Alan-6

Alan-7

23 adet mikrotremör verisinden elde edilen zemin hakim salınım ve büyütme değerleri haritası (Trabzon-Ortahisar İlçesi)

Heyelan kütlesi

Heyelan kütlesi

(Kirici,2015)

(Capizzi ve Martorana, 2014-JGE)

Aynı yılın iki farklı zamanında elde edilmiş Doğal Potansiyel SP haritaları (Lapenna vd., 2005).

(-) SP

(+) SP

(a) 2D ERT carried out on August 2008 (b) 2D ERT carried out on February 2009 (c) Resulting differential resistivity image

(after Chambers et al., (2009)).

Whitby Mudstone Formation (WMF)Staithes Sandstone Formation (SSF)

2B/3B ters Çözüm

(Candansayar, vd. 2011)

TÜBİTAK 3001 Projesi: Işıklar (Trabzon-Maçka) Potansiyel Heyelan Alanının Bütünleşik Çok Boyutlu Jeofiziksel Anatomisi

Ön keşif profili

Sonuçlar ve Öneriler(1) Heyelanı tüm yönleri tanımlamak için Jeofizik yöntemleri bir

arada kullanılmalıdır.(2) Tek bir profil ölçüsü yerine çoklu profil ölçümleri yapılmalıdır

(2B ve 3B)(3) Elde edilen jeofizik kesitler yorumlanarak sunulmalıdır.(4) Heyelanı izlemek ve gerekli tedbirleri almak için belirli

zamanlarda periyodik ölçümler (4B) alınmalıdır.(5) Heyelan çalışmaları ile ilgili yasa ve yönetmeliklerde yukarıda

sıralanan dört uygulama zorunlu hale getirilmelidir.

KATILIM ve İLGİNİZDEN

DOLAYITEŞEKKÜR EDERİM

Davetlerinden ve desteklerinden dolayı,

HEYSEM-2018 Düzenleme Kuruluna

Katkı ve desteklerinden dolayı,

Dr. Mustafa Şenkaya’ya,Jfz. Y. Müh. Gülseda Vanlı Şenkaya’ya,Jfz. Müh. Mustafa Kirici’ye,

ve sizlerin