Investigation of Behavior of Nail-Supported Excavation in Weak Rocks by 1:1 Model Experiment

Abstract

Bu makalede, ayrışmış kumtaşı birimlerde yapılan derin kazıda uygulanan çivili destekleme sisteminin davranışı 1:1 ölçekli bir saha model deneyi ile incelenmiştir. Deney sahasında yapılan geoteknik araştırmalardan belirlenen kaya özellikleri dikkate alınarak yapılan limit denge ve sayısal analizler ile saha model deneyi tasarlanmıştır. Bu tasarıma göre yatayla 85° açı yapan, düşeyde 5 ve yatayda 7 sıra çivi ile desteklenen bir derin kazı yapılmıştır. Çiviler yatayda 15° açı ile yapılan 13 cm çaplı delgilere yerleştirilen ve enjeksiyonlanan 14 mm çaplı nervürlü inşaat çeliği ile imal edilmiştir. Deneyde nihai kazı kotuna kadar kademeli kazı yapılarak kesitin davranışı ölçüm ekipmanları ile gözlenmiş ve nihai kazı kademesinde kesit üzerine sürşarj yükü uygulanmıştır. Aletsel gözlemler çivilerin kafalarına yerleştirilen yük hücreleri (load cell), gövdelerine kaynaklanan şekil değiştirme ölçerler (strain gauge), düşey inklinometreler ve püskürtme beton kaplama üzerine yerleştirilen optik reflektörler ile gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarını daha iyi değerlendirebilmek için proje sahasında 28 mm çaplı nervürlü inşaat çeliğinden imal edilen ve üzerine şekil değiştirme ölçerler yerleştirilen bir çivi elemanı üzerinde sıyrılma deneyi ile enjeksiyon betonu üzerinde serbest basınç deneyleri yapılmıştır. Kazı kademeleri ve uygulanan sürşarj yükü altında yapılan aletsel gözlem sonuçları grafik ve çizimler ile değerlendirilmiştir. Yapılan değerlendirmeler ışığında ayrışmış kaya birimlerde çivilerin güvenle uygulanabileceği, çivi destekli kazının tasarımının yerel ve genel stabilitesinin ayrıntılı saha ve laboratuvar deneyleri ile belirlenemeyen kaya özellikleri dolayısı ile aşırı güvenli tarafta kaldığı sonuçlarına ulaşılmıştır.