66 jeofizik by 1q91CylD

VIEWS: 50 PAGES: 15

									       ELEKTRİK İŞLERİ ETÜT İDARESİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

               MÜHENDİSLİK HİZMETLERİ NORMLARI




 BİRİNCİ
 BASKI                                                        NORM NO. EİE-066




MÜHENDİSLİK JEOFİZİĞİNDE KARŞIT KUYU (CROSS-HOLE) DENEYLERİ




           CROSS-HOLE TEST IN ENGINEERING GEOPHYSICS




               Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü

                      Eşkişehir Yolu 7. km Ankara
          EİE
                             MÜHENDİSLİK JEOFİZİĞİNDE KARŞIT KUYU (CROSS-
  Elektrik İşleri Etüt                                                                         EİE - 066
                                           HOLE) DENEYLERİ
       İdaresi


    BİRİNCİ BASKI                  Cross-Hole Test In Engineering Geophysics


O-KONU, TARİF, KAPSAM, UYGULAMA ALANI
0.1- KONU
Bu norm jeofizik Mühendisliğinde uygulanan Karşıt Kuyu (Cross-Hole) yönteminin uygulama ve
değerlendirme tekniğine dairdir.


0.2- TARİF
Bu normda EİE- 065 normunda verilen tarifler geçerlidir. Ayrıca;


0.2.1- Dinleme Kuyusu (Receiving Hole)
Uygulama alanında araştırmanın gereğine göre belirlenen derinlikte (10-100 m), en az 76 mm çapında
karotlu veya karotsuz olarak önceden açılır. Muhafaza borusu kullanılmaz. Çimentolama çok gerekmedikçe
yapılmaz. Üç bileşenli alıcı jeofonun deney kademelerine göre içine indirilip duvarına sıkıştırıldığı kuyudur.


0.2.2- Vuruş Kuyusu (Impact Hole)
Dinleme kuyusunun derinliğinde karotlu olarak test kademelerine göre aşamalı delinir. Bir deney bittikten
sonra bir sonraki deney kademisinekadar ilerlenir. Muhafaza borusu ve çimentolama sınırlamaları dinleme
kuyusundaki gibidir. Çapı değişken olabilir. Deney kademesine indirilen delme takımı üzerine çekiçle
vurularak enerji üretilir.


0.2.3- Kuyu Sapma Ölçümü
Vuruş ve dinleme kuyularının düşeyden olan sapmaları ölçülerek kuyuların birbirine olan yatay
uzaklıklarının her deney kademesinde hassas olarak belirlenmesi işlemidir.


0.2.4- Sismik Enerj Kaynağı
Her deney kademesinde dinleme kuyusunda bulunan alıcıya gönderilmek üzere vuruş kuyusunun
tabanında oluşturulan mekaniksel titreşimlerdir.


0.2.5- Jeofon
EİE 065 Jeofon normundaki gibidir.


0.2.6- Time Break Jeofonu
Kaynak kuyusunun ağzında tij takımının üzerine vurularak üretilen mekaniksel titreşimin kaynak kuyusunun
tabanına ulaştığı anı hassas olarak ölçmek için takımın en altına yerleştirilen jeofondur.
0.2.7- Sismik Cihaz, Sismik Kayıt
EİE - 065 normundaki gibidir


0.3- KAPSAM
Bu norma konu yöntem; yer katmanlarının birbirine yakın 3-25 m olarak delinen dinleme ve vuruş kuyuları
arasında kalan bölümündeki direkt yerinde sismik enine ve boyuna dalga hızlarının (V p, Vs) ölçülüp dinamik
parametrelerinin hesaplanmasını, kayaçların çatlaklık katsayılarının bulunmasını kapsar.


0.4- UYGULAMA ALANI
Bu norma konu yöntem; çok katlı bina, otel, tesis, köprü, viyadük, fabrika yerleşim alanı, metro, baraj,
termik ve nükleer santral ve benzeri mühendislik yapılarının zemin araştırmalarında uygulanarak temel
dinamik dizaynının projelendirilmesinde önemli fiziksel parametrelerin hesaplanmasını sağlamaktadır.


1- AYGITLAR
Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğünde norm konusu yöntem uygulamalarında aşağıdaki aygıtlar
kullanılmaktadır:


1.1- Sismik Cihaz
Bu normda EİE- 065 de 1.1.4 ve 1.1.5 te tanımı verilen cihazlar kullanılabilir


1.2- Jeofon
EG-G Firması üretimi üç eksenli (iki yatay bir düşey), 14 Hz.lik, 45 mm çapında kuyu jeofonu
kullanılmaktadır:


1.3- Jeofon Sabitleştirici
Yukarda bahsedilen üç eksenli jeofonu dinleme kuyusu duvarına yaslamak için kullanılan, EİE Jeofizik
birimince üretilen bir sistemdir. Basınçlı hava hortumu, basınçlı havatüpü, manometre, lastik toptan
meydana gelen bir kombinasyondur. (Şekil 3).


1.4- Sismik Enerji Kaynağı
Vuruş kuyusunda deney derinliğine indirilen delme takımının üzerine 5 kg balyoz vuruşları ile mekanik yolla
enerji üretilmektedir. üretilen enerji düşük düzeyde olduğundan bellekli, biriktirme özellikli sismik cihazlar
kullanılarak sismik puls varışları netleşene yani sinyal / görüntü oranı gerekli düzeyde arttırılana kadar
balyoz vuruşları tekrarlanmaktadır.


1.5- Starter
Balyoz sapının alt yüzeyine yerleştirilir. Balyozun tij takımına değdiği anı alete başlangıç anı alete
başlangıç zamanı olarak iletir ve aletin çalışmaya başlamasnı sağlar.
1.6- Time Break Jeofonu
Tij takımının en altına EİE jeofizik laboratuvarında üretilen bir sistem vasıtasıyla yerleştirilir. EİE- 065 1.2.1
de tanımı verilen jeofonun sisteme uyarlamasıdır. (Şekil 1-d)


1.7- Eğim Ölçer
Kanada yapımı Tripori adlı cihaz zaman saati, pusula ve açı ölçerin bir bileşimidir. Paslanmaz, su geçirmez
pirinç muhafazası ile birlikte tij takımının alt ucuna monte edilerek istenen derinliğe indirilir.


2. YÖNTEMİN UYGULANIŞI
Karşıt kuyu yöntemi dik açılı veya doğrusal bir hatta açılan üç veya daha fazla kuyuda uygulanır. (Şekil 2).
Dinleme kuyularından biri diğerlerinden önce açılır, deskripsiyonu yapılır, kuyudan elde edilen karotlar
üzerinde Vp -Vs hızları tesbit edilerek dinleme kuyusu ile vuruş kuyusu arasında yer alan tabakalar ve
tabaka hızlarını ihtive eden düşey kesit çıkarılır. Normun 3 üncü bölümüne konu olan hesaplama teknikleri
kullanılarak kuyular arası mesafenin ne olması gerektiğine karar verilir. Jeolojik değerlendirmelerde göz
önüne alınarak diğer dinleme kuyularının ve vuruş kuyusunun yeri belirlenerek dinleme kuyularının
açılmasına devam edilir Açılan her kuyun deskripsiyonu yapılır ve karotlarının laboratuvarda boyuna /
enine dalga hızları bulunur. Dinleme kuyuları üzerindeki işlemler tamamlandıktan sonra yine bu normun 3
üncü bölümüne konu olan hesaplama teknikleri kullanılarak deney kademeleri belirlenerek vuruş kuyusu ilk
kademeye kadar açılır. Sondaj takımı yukarıya çekilerek karotiyer çıkartılır ve yerine 1-5 bölümünde
bahsedilen parça takılır. Takım deney kademesinde tabana kadar indirilir. Dinleme kuyusuna aynı
kademeye 1. bölümünde;verilen üç eksenli jeofon indirilir, jeofonun kuyu duvarına yaslanması 1.3.
bölümünde bahsedilen sistem vasıtasıyla (şekil 3) gerçekleştirilir.


Vuruş kuyusunda bulunan tij takımı üzerine 5 kg.lık balyozlarla vurularak üretilen enerji biriktirilerek şekil 1
deki kayıtlar elde edilir. Bu kayıtlar okunarak boyuna (P) ve enine (S) dalgaların katrnan içindeki yayınım
süreleri bulunur. Daha sonra 3.1 inci bölümde anlatılan teknikle kuyular arası mesafeler saptanarak
katmanın boyuna ve enine dalga hızları, dinamik modül değerleri direk olarak hesaplanır. Karşıt kuyu
yöntemi uygulanırken şunlara dikkat edilir.


- Kuyularda asla çelik muhafaza borusu kullanılmaz.


- Kuyu duvarının sağlamlaştırılması için bentonit. çimento gibi yöntemler kullanılabilir ancak çimentonun
oldukça kıvamlı olmasına dikkat edilir. Aksi taktirde çimento kayaç içinde yatay olarak yayılacak ve kayacın
boşluklarını doldurarak gerçekte olduğundan büyük değerler hesaplanmasına neden olacaktır.


- Gerçek formasyon hızını tesbit etmek için gerekenden büyük vuruş kuyusu-dinleme kuyusu uzaklığı
kullanılmaz ve uzaklık hesaplamalarla bulunur. Yine aynı amaçla deney kademelerinin sıklığı da
hesaplanır.
- Kuyulardaki düşeyden olan sapmalar ve bu nedenle kuyular arasındaki mesafelerdeki değişimler hassas
olarak hesaplanır.
- Karşıt kuyu yöntemi yanlız başına uygulanmaz, up-hole, down-hole gibi yan yöntemlerle birlikte kullanılır.
Jeofizik şartlar karot tanımlamaları göz önüne alınır, laboratuvarda karot numunelerinin boyuna-enine
dalga hızları saptanır.


3- HESAPLAMA
3.1- Kuyu Sapma Ölçümleri
Vuruş ve dinleme kuyularında her ölçüm kademesinde yapılan sapma ölçüleri alınır (Tablo 1. Daha sonra
milimetrik kağıda bu değerler ve kuyuların başlangıç noktaları yönler gözönüne alınarak işaretlenerek her
ölçüm kademesindeki sismik enerji kaynağı-jeofon mesafesi yani gerçek yatay mesafe ölçülerek bulunur
(şekil 4).


3.2- Kuyular Arası Maksimum Mesafe (D)
Şekil 5 te A kaynağından E alıcısına V2 tabakasından geçerek gelen dalganın yayınım süresi:


TV2 = D / V2


dır. Yine A kaynağından E alıcısına ABCE yolunu izleyerek gelen dalganın yayınım süresi ise;


TV2V3 = TAB+TBC+TCE = AB/V2+BC/V3+CE/V2 = 2(H-z)/V2cosα+DV/V2+2V(H-z)tgα/V2


şeklinde yazılabilir. V1,V2, V3 Hızları karot numunelerinden ölçülür, H tabaka kalınlığı ise kuyu
deskripsiyonundan saptanır ve TV2 V3 = TV2 eşitliğinde yerlerine konarak vuruş kuyusu ve dinleme kuyusu
arasındaki maksimum D mesafesi hesaplanır.


3.3- Ölçü Kademelerinin Kritik Değerleri
Şayet tabakaların kuyular arasındaki mesafeye göre ince olduğu çok tabaka i ı bir ortamda çalışılırsa ölçti
kademeleri her tabakanın ortasına en az bir ölçü düşecek şekilde ayarlanır.

Tabakaların kalınlıklarının (H) çok fazla olduğu şekil 5 teki gibi iki yada üç tabakalı ortamlarda z
mesafesinin alabileceği en küçük ve en büyük değerler şöyle hesaplanır;


T V1V2 = DV’/V2+2(2/V2cosα’-2V’tgα’/V2)                          V’ = V2/V1         V = V2/V3
TV2 = D/V2
TV2V3 = DV/V2+(H-z) (2/V2cosα –2Vtgα/V2)


Bağıntılardan, laboratuvarda elde edilen hız değerleri ve kuyular arası D mesafesi bilindiğine göre şekil 6
daki grafik elde edilir. Bu grafikteki hız değerlerinin V2 hızına uygunluk gösterdiği en küçük ve en büyük z
değerleri arasında alınan ölçüler V2 tabakamızın gerçek hızı olarak kabul edilir.
3.4- Dinamik Değerlerin Hesaplanması
Karşıt kuyu yöntemiyle zeminin/kayaçların yerinde ölçülen boyuna (Vp) ve enine (Vs) dalga hızlarını Tablo 3
deki formüllere uygulayarak zeminin/kayacın Dinamik Elastisite Modülü (E), Dinamik Kayma Modülü (G),
Bulk Modülü (k) hesaplanır ve bu değerlerin kuyular boyunca düşey değişimi grafik olarak gösterilir.


3.5- Kalite Sınıflaması (RQD) ve Çatlaklık Katsayısı
Materyalin tanımlamasında etkin bir indis olan sismik hız dizayn için kullanılan önemli bir indis
durumundadır. Arazide ve laboratuvarda elde edilen boyuna dalga hız oranı (VPF/VPL) kayanın sağlamlık
göstergesi olarak kullanılmakta ve özellikle çok örselenmemiş masif ve eklemsiz kayalarda bu oran 1
değerine yaklaşırken, kayacın zayıflama ölçüsüne yani eklem, çatlak sıklığı ve diğer bazı süreksizlik
zonlarına bağlı olarak 1 den küçük olmaktadır (Tablo 4).


Ayrıca yerinde ve laboratuvarda hesaplanan dinamik elastisite katsayıları oranı bir sağlamlık göstergesi
olarak kullanılmakta ve bu değerler arasında (Ed-ed)/Ed analitik ilişkisi kurularak "çatlaklık katsayısı" adı
altında başka bir kaya sınıflaması Tablo 5 deki gibi yapılmaktadır.


4- RAPOR
Karşıt kuyu (cross-hole) deneyleri sonucunda hazırlanan raporlar enaz aşağıdaki bilgi ve ekleri
kapsamalıdır;
-Çalışmanın yapıldığı yerin adı, çalışmanın amacı,
-Proje hakkında kısa genel bilgi,
-Deney yapılan kuyuları gösteren bir lokasyon haritası.
Kuyu derinlikleri ve deney kuyularının logları,
Deney kademeleri ve kullanılan cihaz hakkında bilgi,
Kuyular boyunca Vp,Vs hız değişim grafikleri,
Kuyular boyunca hesaplanan dinamik modül değeri değişim grafiği,
Değerlendirme tekniği, kullanılan formüller,
Deneyi yapan tarafından vurgulanması gereken konular,
Sonuç ve öneriler bölümü,
Kaynaklar bölümü
Rapor tarih ve numarası
                                      2              2
                       u = 1-2(Vs/Vp) / 2-2(Vs/Vp)
                               2
                       G = d Vs

                       E = 2(1+u) G

                       k = 2(1+u) G / 3(1-2u)

                       d = O,2Vp+1.6

                       u : Poisson oranı

                                                                 2
                       G : Dinamik kayma modülü (kg/cm )

                                                                     2
                       E : Dinamik elastisite modülü (kg/cm )

                                                2
                       k : Bulk modülü (kg/cm )

                                                     3
                       d : Kütle yoğunluğu (gr/cm )

                       Vp : Boyuna dalga hızı (km/sn)

                       Vs : Enine dalga hızı (km/sn)



               Tablo 3 : Dinamik elastik sabitlerin hesaplanması




Kalite Sınıflaması         RQD(%)                   VPF/VPL              Kırık İndeksi(metrede)

    Çok zayıf                0-25                        0-0,2                    >15

      Zayıf                  25-50                  0,2-0,4                      15-8

      Orta                   50-75                  0,4-0,6                       8-5

       İyi                   75-90                  0,6-0,8                       5-1

     Çok iyi                90-100                  0,8-1,0                       <1



                       VPF: Yerinde boyuna dalga hızı
                       VPL : Laboratuvarda boyuna dalga hızı

               Tablo 4 : Yerinde / Laboratuvarda sismik hızlara göre kalite sınıflaması.

								
To top