Derinliğin düşük dayanımlı kaya kütlelerinin deformasyon modülü üzerindeki etkisinin araştırılması

Mühendislik tasarımları açısından çok önemli olan ve kaya kütlesinin deformasyon davranışını ifade eden kaya kütlesi deformasyon modülü, yerinde deneylerin yanı sıra; çeşitli yaklaşımlar ile elde edilen ampirik eşitliklerle de belirlenebilmektedir. Bu çalışmada, kaya kütlesi deformasyon modülünün tahmininde derinlik ve örtü yükünün etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, farklı kaya gruplarından faydalanılarak 12 yeni kestirim modeli geliştirilmiştir. Kestirim modellerinin geliştirilmesinde kullanılmak üzere oluşturulan veri tabanı, İstanbul İli'nde 4 farklı çalışma bölgesinden 124 adet araştırma sondajından yerinde ölçülen kaya kütlesi deformasyon modülü, kaya kalite göstergesi (RQD), kaya kütle puanı (RMR), kaya malzemesi tek eksenli sıkışma dayanımı, elastisite modülü ve birim hacim ağırlık verilerini içermektedir. Tespit edilen kaya grupları ve tüm parametreler için, veri tabanının güvenilirliğini artırmak ve genel dağılıma aykırı verilerin tespitini sağlamak amacı ile uç değer analizleri gerçekleştirilmiştir. Rafine edilen veri tabanı kullanılarak, deformasyon modülünün tespitinde 10 mevcut ampirik eşitlik yardımı ile deformasyon modülleri hesaplanmış, yerinde ölçülen deformasyon modülleri karşılaştırılarak bu eşitliklerin performansları irdelenmiştir. Deformasyon modülünün derinlikle ilişkisini araştırmak amacı ile, öncelikle korelasyon analizleri ve basit regresyon analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan korelasyon analizlerinde, kaya kütlesi deformasyon modülü ve RMR puanlarının derinlik – örtü yükü ile anlamlı bir ilişki içerisinde olduğu; kaya malzemesi parametrelerinin derinlik ile daha düşük anlamlılık derecesine sahip olduğu anlaşılmıştır. Gerçekleştirilen basit regresyon analizlerinde; veri çiftlerinin önemli bir kısmında 0.40 ve üzeri korelasyon katsayıları hesaplanmıştır. Kaya kütlesi deformasyon modülünün derinlik – örtü yükü ve diğer parametrelerle kestirimine yönelik olarak, nihai modelin oluşturulması ve ampirik eşitliklerin ortaya konulması amacıyla, çok değişkenli doğrusal ve doğrusal olmayan regresyon modelleri çalışılmıştır. Elde edilen modellerde, deformasyon modülünün kestiriminde en yüksek performansın örtü yükü ve RMR puanı kullanılan modellerden elde edildiği tespit edilmiştir. Oluşturulan 12 farklı ampirik eşitlik için, 0.40 – 0.84 arası korelasyon katsayıları elde edilmiştir. Söz konusu eşitliklerin tahmin performanslarını değerlendirebilmek için, VAF ve RMSE indeksleri hesaplanmıştır. Elde edilen RMSE ve VAF değerlerine göre; ampirik eşitliklerin tahmin performanslarının yüksek ve başarılı olduğunu belirlenmiştir. Elde edilen ampirik eşitliklerde, sığ derinliklerde (< 5 m) ve masif kayalarda kullanıma yönelik sınırlamalar bulunmaktadır. Sonuç olarak, kaya kütlesinde deformasyon modülünün derinlik ve örtü yükü ile değişiminin belirgin olduğu çalışmada ortaya konulmuş ve ampirik olarak ifade edilmiştir