Anizotropik davranış gösteren metamorfik kaya kütlelerinde şev stabilitesi analizleri

Anizotropi, kayacın fabrik, mikroyapı veya mevcut süreksizliklerin etkisinde farklı yönelimlerde değişik dayanım, deformasyon vb. özellikleri göstermesidir. Anizotropik özelliğe sahip kaya kütlelerinde inşa edilen yeraltı ve yerüstü mühendislik yapılarında, genellikle tabaka düzlemlerine dik veya rastgele seçilen yönelim açıları dikkate alınarak yapılan çalışmalardan elde edilen verilerle projeler değerlendirilmektedir. Bu durum özellikle açık ocak şevlerinin emniyet katsayısı değerlerini etkilemektedir. Bu çalışmada, Kastamonu ili Hanönü ilçesinde bulunan Acacia Maden İşletmeleri A.Ş. bakır madeni sahasında, duraysızlığa sebep olan metamorfik kaya kütlesinin (yeşil şist ve mika şist) yönlü olarak değişen anizotropik özelliklerinin şev stabilitesine etkisi uygulamalı olarak araştırılmıştır. Sahada duraylılıkla ilgili problemlere sebep olan, yönlere bağlı olarak mekanik davranışları değişebilen, yeşil şist ve mika şist içerikli metamorfik kaya kütleleri değerlendirilmiştir. Tabaka düzlemlerine dik konumdaki kayaç özellikleri (dayanım, vb.) genellikle daha yüksek değerlerde olmaktadır. Ancak tabakalanma düzlemlerinin farklı derecelerinde kaya malzemesinin dayanım ve deformasyon gibi değerleri de farklı olabilmektedir. Bu farklılığın ortaya konulması ve anizotropinin şev stabilitesine etkisinin belirlenmesi amacıyla anizotropi düzleminin düşey ile yaptığı farklı yönelim açılarında (0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75° ve 90°) deneysel çalışmalar yürütülmüştür. Bu kapsamda, yönlere göre tek eksenli ve üç eksenli sıkışma dayanımı, ultrasonik ses hızı (P ve S), dolaylı çekme dayanımı, deformasyon özellikleri (elastisite modülü) ve makaslama dayanımı değerleri (kohezyon (c) ve içsel sürtünme açısı (ϕ)) belirlenmiştir. Ayrıca, anizotropi tipi (U, dalgalı, omuz) ve derecesi (düşük, orta ve yüksek) de değerlendirilmiştir. Şev stabilitesi çalışmalarında genellikle Mohr-Coulomb ve Genelleştirilmiş Hoek-Brown yenilme kriterleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada, söz konusu kriterlerin yanında, "Anizotropik Lineer" ve "Snowden Modifiye Edilmiş Anizotropik Lineer" yenilme ölçütleri de kullanılmıştır. Buna göre; 60° yönelim açısında maksimum, 0°'de minimum şev emniyet katsayıları elde edilmiştir. Ayrıca, bu derecelerde yapılacak şev çalışmaları için uygun şev geometrisi de (şev yüksekliği, açısı, genişliği) belirlenmiştir. Yönelim açısı dikkate alınarak yapılan şev stabilite analizlerinden elde edilen şev parametresi sonuçları, çalışma sahasındaki şev duraysızlıklarının önlenmesinde etkili olacaktır. Anahtar Kelimeler: Anizotropik Lineer, Kayaç Anizotropisi, Mika Şist, Snowden Anizotropik Lineer, Yeşil Şist.