Kaya Oyma Yapıların Mühendislik Jeolojisi ve Sayısal Modellenmesi

Abstract

Kapadokya, sahip olduğu jeolojik yapı ve farklı amaçlar için oluşturulan kaya oyma yapılara sahip olmasından dolayı dünyanın en önemli doğal ve tarihi miraslarından biridir. Söz konusu yapıların büyük bir bölümü günümüzde hala otel, restoran, dükkân vb. amaçlar için kullanılmaktadır. Bu çalışmada söz konusu yapıların tipik örnek niteliğinde bir kaya oyma yapı mühendislik jeolojisi açısından incelenmiştir. Bu amaç için Ürgüp ilçesinin güneyinde ve Mustafapaşa Köyü merkezinde yer alan ve 10 farklı kayadan oyma boşluklardan oluşan kayadan oyma yapı seçilmiştir. Yapı düşük birim hacim ağırlığa ve düşük dayanıma sahip İgnimbirit kaya kütleleri içinde yer almaktadır. Son 40 yıldır kullanılmayan yapı oldukça deforme olmuş durumdadır. Çalışma kapsamında bir dizi saha ve kaya malzemesinin fiziksel ve mekanik özellikleri belirlemek için laboratuvar çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Kaya oyma yapının rölöve projeleri kullanılarak yapıyı karakterize eden 5 farklı kesit boyunca sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Sayısal modeller için sonlu elemanlar yöntemine göre analizler gerçekleştiren RS2 9.0 yazılımı kullanılmıştır. Kaya oyma boşluklar etrafında gerilme deformasyon davranışları incelenmiştir. Buna göre maksimum düşey gerilme 1.40 MPa olarak belirlenirken, maksimum toplam deformasyon ise 0.732 mm olarak hesaplanmıştır. Gerilme dağılımına bağlı bir stabilite problemi beklenmemesine rağmen, kaya oyma yapının üst bölümünde geniş açıklığa sahip süreksizlikler problem oluşturabilecek niteliktedir. Bundan dolayı süreksizlikler için yalıtım ve güçlendirme gibi çalışmaların yapılması önerilir.

Cappadocia is one of the most important natural and historical heritages of the world due to its geological structure and rock hewn structures are built for different purposes. Most of these rock hewn structures have been used for hotel, restaurant, shop etc. In this study, a typical rock hewn structure is examined in terms of engineering geology. For this aim, rock hewn structure which consists of 10 different caves is selected. The rock hewn structure is located in Mustafapaşa village where is southern of Ürgüp. The rock hewn structure is located in ignimbrite rock mass with low unit weight and very low strength. The structure, which has not been used for the last 40 years and it is very deformed. Field and laboratory works were carried out to determine the physical and mechanical properties of rock mass in this study. Numerical analyses were performed in 5 different sections that characterize the rock hewn structure by using RS2 9.0 geotechnical software that performs analysis based on finite element method. According to this, maximum vertical stress was determined as 1.40 MPa and maximum total deformation was calculated as 0.732 mm. Although a stability problem due to stress distribution is not expected, discontinuities with a large opening in the upper part of the rock hewn structure may cause stability problem. Therefore, it is recommended to perform insulation and reinforcement works in this part of rock hewn structure.