İÇİNDEKİLER
Sayfa No:
ÖNSÖZ
TEŞEKKÜR
1. GİRİŞ 1
2. TEMEL KAVRAMLAR 2
2.1. Açılım Türleri 4
2.1.1. Wenner Elektrot Açılımı 4
2.1.2. Schulumberger Elektrot Açılımı 4
2.1.3. Dipol-Dipol Elektrot Açılımı 5
2.1.4. İki Elektrot Açılımı 6
2.1.5. Pol-Dipol Açılımı 6
2.2. Düşey Elektrik Sondajı (Des) 8
2.2.1. Düşey Elektrik Sondaj Eğrilerinin Değerlendirilmesi 8
2.2.2. Yardımcı Nokta Kartları İle Değerlendirme 9
2.3. DES Verilerinin Sunum 10
2.3.1. Haritalar 11
2.3.1.1. Görünür Özdirenç Düşey Kesit Haritası 11
2.3.1.2. Görünür Özdirenç Yatay Kesit Haritası 11
2.3.2. Yer Elektrik Kesiti 11
3. TAŞ OCAKLARI VE YARARLARI ................................................................. 12
4. ARAZİ UYGULAMALARI 13
4.1. Jeoloji 13
4.2. Jeofizik Uygulama 13
4.3. Arazi Profillerine Ait Yatay Kesit Haritaları.................................................. 16
4.4. Arazi Profillerine Ait Düşey Kesit Haritaları .................................................21
4.5. Arazi Profillerine Ait Yer Elektrik Kesitleri ..................................................27
4.6. Yer Elektrik Kesitlerinin Yorumu ................................................................. 33
5. SONUÇ VE ÖNERİLER......................................................................................34
6. KAYNAKLAR...35
ÖNSÖZ
Bu çalışma S.D.Ü. Mühendislik Mimarlık Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümünün öğretim yazýlýmına uygun olarak “bitirme ödevi” dersinin kapsamında hazırlanmıştır.
Çalışmada Karayolları Birinci Bölge Müdürlüğü Ferizli Arpalık Tepe Taş Ocakları DC Özdirenç Yöntemi ile Schlumberger açılımı kullanılarak düşey elektrik sondajı (D.E.S.) çalışma tekniği ile araştırılmıştır.
Her bir DES verisi Schlumberger açılımı yardımcı nokta kartları ile değerlendirilmiş ve katman parametreleri elde edilmiştir.
Arpalık Tepe’de 5 hatta 26 adet Schlumberger Jeoelektrik sondajı yapılmıştır.
Her bir profil için düşey kesit haritaları, yatay kesit haritaları çizilmiştir. Katman parametreleri kullanılarak yer elektrik kesit çıkartılarak yer altı yapısı belirlenmeye çalışılmıştır.
TEŞEKKÜR
Bu çalışmada çalışma konusu öneren, verilere ve her türlü literatüre ulaşmamı sağlayan, eleştirileri ile yönlendiren değerli hocam Yrd. Doç. Dr. M. Ali Kaya’ya teşekkürü bir borç bilirim.
Ayrıca verileri sağlayan Karayolları I. Bölge Müdürlüğü “Jeolojik Hizmetler Şube Müdürlüğünde çalışan Jeofizik Müh. Metin Altaya teşekkür ederim.
Harita çizimlerinde yardımcı olan Jeofizik Müh. Güneş Deniz Erk, Niger Gültekin ve manevi desteği sağlayan arkadaşlarım Hakan Kırklar, Ayvaz Atalar’a teşekkür ederim.
Gerek üniversite öğretimi ve gerekse bütün hayatım boyunca maddi manevi hiçbir desteği esirgemeyen aileme çok teşekkür ederim.
1. GİRİŞ
Özdirenç yöntemi dünyada en yaygın kullanılan yapay kaynaklı yöntemdir. Özellikle DC özdirenç yöntemi ekonomik olması ve kullanım kolaylığı nedeniyle bir çok jeolojik problemin çözümü için tercih edilmektedir (Kaya, 1998).
Elektrik özdirenç yöntemi yapay bir enerji kaynağı kullanılarak iki elektrot ile yere akım verilmesi ve diğer iki elektrot arasındaki potansiyel farkın ölçülmesi esasına dayanmakta olup genellikle dört elektrot ile uygulanmaktadır. Bu nedenle dolayı dört nokta özdirenç yöntemi diye adlandırılır (Ergin, 1981). Diğer taraftan farklı sayıda elektrotlar kullanılan açılımlarda vardır.
Özdirenç yöntemi; hidrojeoloji ve mühendislik jeolojisi problemlerinden olan Yer altı suyu aramalarında, zemin etütlerinde, baraj çalışmalarında, heyelan alanların saptanmasında, kum ocakların bulunmasında vb. kullanılır. Ölçüler görünür özdirenç değerlerinden yatay ya da az çok yatay olan yer altı tabakalarının kalınlıkları ile gerçek özdirençleri; eğimli katmanların eğimlerini ve doğrultularını; gömülü fayların ve Yer altı su seviyesinin derinliklerini saptamak mümkündür.
Kum ve taş ocağı araştırmaları, mühendislik amaçlı olduğu için “Mühendislik Jeofiziği” kapsamında ele alınabilirse de endüstriyel hammadde olmaları nedeniyle aynı zamanda “Maden Jeofiziği” nin de kapsamındadır. Önemli olan,hangi kapsamında incelendiği değil, araştırılırken genel olmalı jeofiziğin özel olarak da DC özdirenç yönteminin kullanılmasıdır (Kaya, 1999).
Büyük yatırımların gerçekleştirildiği ülkemizde kum ve taş ocaklarının hem aranması hem de niteliklerinin belirlenmesinde jeofiziğe büyük görevler düşmektedir.
Bu bağlamda Karayolları 1. Bölge Müdürlüğü’nün Arpalık Tepe taş ocakları özdirenç etüdü bu araştırmada yeniden ele alınmıştır. Görünür özdirençlerden yararlanılarak profiller için düşey kesit haritaları ve sahanın tamamı için yatay kesit haritaları çizilmiş ve yine profiller için yerelektrik kesitler çıkarılmıştır. Bu özdirenç verileri jeolojik verilerle desteklenerek olası yer altı taş ocakları ve kum ocakları varlığı ortaya konmaya çalışılmıştır.
2. TEMEL KAVRAMLAR
Özdirenç yönteminin en genel uygulaması yere herhangi iki noktadan elektrik akımının verilmesi ve bu elektrik akımının oluşturduğu V potansiyel farkından diğer iki nokta arasında ölçülmesi şeklindedir (Şekil 1). Burada A ve B akımın uygulandığı noktalar olup “akım elektrotu” ve M ve N ise gerilimin olup “gerilim elektrotu” olarak tanımlanmaktadır.
I
V
A (+I) M N B (-I)
Şekil 1. Homojen ortamlarda akım ve potansiyel hatlarının dağılımı.
Bilindiği gibi yeraltının homojen ve izotrop olması durumunda bu akımın akısı küresel olacaktır. Fakat havanın direnci sonsuz olduğu için hava ile sınırlandığı akımın dağılımı yarım küredir. Eğer yer ortamı homojen ve izotrop değil heterojen ve anizotrop ise bu durumda akımın dağılımı küresel yer ortamının iletkenliğine bağlı olarak değişecektir (Şekil 2).
1>2 2>1
Şekil 2. Heterojen ortamlarda akım dağılımı (Kaya 1995).
Yatay veya düşey katmanlı ortamlarda akım hatlarının dağılımı ise şekil 3’teki gibi gösterilmiştir.
Şekil 3. İki katmanlı bir ortamda (özdirenç farklılığı olan) özdirence göre akım hatlarının dağılımı (Kaya, 1998).
Şekil 4. Akım, dirençli ortamlara girerken normale yaklaşır (Kaya, 1998).
Şekil 5. Faylı bir ortamda özdirenç akım hatları (Kaya, 1998).
Akımın dağılımı, heterojen ortamlarda, doğrudan akım ve yöntem elektrotlarının konumu ile ilgilidir. İşte akım ve potansiyel elektrotların birbirine göre konumlarına bağlı olarak geliştirilen ölçü alım teknikleri, elektrot açılımları olarak tanımlanmaktadır.
2.1. Açılım Türleri
Özdirenç yönteminde düşey sondajı amaçlı arazide yapılan ölçümlerde en çok kullanılan Wenner, Schulumberger, Dipol-Dipol, Pol-Dipol ve iki elektrot açılımlarıdır.
2.1.1. Wenner ellektrot açılımı
I
V
A M O N B
a a a
Şekil 6. Wenner açılımı.
Wenner açılımında ellektrootların hepsi bir doğru boyunca sıralanır ve aralarındaki uzaklık eşittir (AM=MN=NB=a). Elektrotlar “O” noktasına simetriktir. Buna Wenner sistemi için geometrik faktör,
(1)
görünür özdirenç ise,
(2)
dir.
2.1.2. Schulumberger elektrot açılımı
I
V
A M O N B
b
a
Şekil 7. Schulumberger açılımı.
Schulumber diziliminde elektrotlar “O” noktasına göre yani M ve N’nin ortasına göre simetriktir. Yalnız MN aralığı BN aralığından küçüktür.
MN<BN
Schulumberger sistemi için geometrik faktör
(3)
görünür özdirenç ise,
(4)
dir.
2.1.3. Dipol-dipol elektrot açılımı
I V
A B M N
a na a
Şekil 8. Dipol-dipol açılımı.
potansiyel ifadesi,
geometrik faktör,
(5)
G sabit olduğundan geometrik a elektrot aralığı ile değişir.
Görünür özdirenç ise,
(6)
dir.
2.1.4. İki elektrot açılımı
M
N
L O
A B
Şekil 9. İki elektrot açılımı.
A ve N’nin sonsuza gittiği varsayılarak ölçüm diğer iki elektrot sayesinde yapılır. Her ölçüm sonrasında M ve B kenarlara doğru aynı doğrultu üzerinde gidecektir.
Geometrik faktör,
KL=2L (7)
Görünür özdirenç ise,
(
dir.
2.1.5. Pol-dipol açılımı
I
V
M N A
a na
(9)
Elektrot açılımlarının bir karşılaştırması Tablo 1’de verilmiştir.
Tablo 1.
Elektrik açılım türü Üstünlükleri Yetersizlikler Sinyal gürültü EM kuplaj Çalışma hızı
Wenner açılımı Simetrik belirtilidir. Birçok arazi uygulaması vardır. Zayıf çözüm gücü uzun kablo ve fazla personel İyi Güçlü Arazi hızı vasat veya orta
Schulumberger açılımı Az personel, katmanlı ortamda uygun bir çalışma, bir çok kuramsal modeli var Kayma çalışmasına uygun değildir. Yanal etkilere duyarsızdır. Vasat Güçlü Vasat
Pol-Dipol Çözüm gücü iyidir. Eğer üç elektrot uygulaması dik konumlu açılımlar dik ise EM kuplajı yok etmede idealdir. Asimetrik bir açılımdır. Orta Orta Orta
Dipol-dipol İyi penetrasyona sahiptir. Çözüm gücü iyidir. Kablo ihtiyacı azdır. Topografyadan etkilenir. Portatif alet ve donanıma ihtiyaç vardır. Zayıf Düşük Orta
(Kaya, 1999)
Özdirenç çalışmasında kullanılan elektrot dizilişine bakmaksızın başlıca iki temel çalışma tekniği bulunmaktadır. Birincisi “elektrik sondaj” (electric souding) ikincisi “elektrik haritalama” veya profil tekniğidir. (Kaya 1996)
2.2. Düşey Elektrik Sondajı (DES)
Düşey elektrik sondajının amacı yeraltındaki katmanların gerçek özdirenç ve kalınlıklarının bulunmasıdır. Bu amacı gerçekleştirmek için özdirencin derinliğe bağlı olarak grafiklenmesi akım elektrotları arası uzaklığın her ölçüm sonunda arttırılması ve gerekir. Böylece akım elektrotları arası uzaklığın arttırılması ile akımın daha derinliklere inmesi dolayısıyla daha derinlerden cevap alınması mümkün olabilir. DES prensip olarak bir noktada düşey doğrultuda yerin derinliklerine doğru araştırılması olayıdır (Kaya, 1995) (Şekil 11).
1 t1
2 t2
3
Şekil 11. Yatay katmanlı yer modeli.
Elektrot açılım türü ne olursa olsun araştırılmak istenen nokta merkez olmak üzere hareketli akım ve potansiyel elektrotları bu noktaya göre simetrik bir şekilde yanlara doğru her ölçüm sonunda açılarak ölçüm alınır. Böylece akım elektrotları arası uzaklığı arttırmakla daha derinlere inilmeye çalışılır. Ölçülen görünür özdirenç AB/2 yatay eksen ve a’lar düşey eksen olmak üzere grafiklenir ise bir DES eğrisi elde edilmiş olur.
Akımın daha derinlere indirilmesinin yani daha derinlerden cevap alınmasıdır. Daha derinlerden cevap alınmasının koşulu sadece akım elektrotları dikkate alınmıştır. Halbuki klasik olarak Schulumberger açılımı için AB/2 kadar derine inilmektedir. Bu durumda cevap alınan derinliğinin büyüklüğüne potansiyel elektrotlarda etki etmektedir.
Eğer sadece akım elektrotlarının durumuna göre yeraltına inilen derinlik tanımlanırsa buna “akım penetrasyonu” denir. Hem akım hem de potansiyel elektrotlarının etkisi ile belirlenen derinlik ve “araştırma derinliği” olarak tanımlanır (Dept of ınvest).
Yanal süreksizliklerde bile DES, yerelektrik kesitler yardımı ile süreksizliği gösterebileceği için daha avantajlı olduğundan genellikle yatay kaydırmaya göre daha çok tercih edilir.
Düşey elektrik sondajı yeraltındaki katman parametrelerini bulmada kullanılmaktadır. Düşey elektrik sondajı değerlendirme şekilleri aşağıdaki gibidir.
2.2.1. Düşey Elektrik Sondajı Eğrilerinin Değerlendirilmesi
Arazide elde edilen görünür özdirenç eğrilerinden gerçek katman parametrelerinin (özdirenç ve kalınlık) bulunmasına değerlendirme denir.
Değerlendirme teknikleri şunlardır.
1. Asimtotik değerlendirme
2. Yaklaşık değerlendirme teknikleri
a. İki katman eğrilerinin değerlendirilmesi
b. Üç katman model eğrileri ile değerlendirme
c. Yardımcı nokta kartları ile değerlendirme
3. Ardışık yaklaşma yorum yöntemi
4. Doğrudan yorum yöntemi
Bu çalışmada yaklaşık değerlendirme tekniklerinden yardımcı nokta kartları ile değerlendirme yoluna gidilmiştir.
2.2.2. Yardımcı nokta kartları ile değerlendirme
Bu değerlendirme yöntemi üç ve dört katman arazi eğrileri çözümünde kullanılır daha az doğrulukla beş katman arazi eğrilerinin değerlendirilmesine olanak verir.
Yöntem esas olarak iki katman model eğrileri yardımı ile üç katman arazi eğrilerinin değerlendirilmesi için verilmiştir. İlk iki katmanın değerlendirilmesi çakıştırma yolu ile yapılır.
İlk iki katman; birinci ve ikinci katmanların kalınlıkları yerine eşdeğer kalınlık (He), özdirençleri yerine eşdeğer özdirenci yerine (e) olan tek katman haline getirilir. Böylece üç katman arazi eğrisi, birinci katman aralığı (He) ve özdirenci e olan iki katman eğrisine dönüşür ve iki katman abakları ile yorumlanabilir.
Yardımcı nokta kartları yöntemi ilk kez Ebert 1943 tarafından sunulmuş, Orellana ve Mooney 1966, Ebert 1943 in yöntemini geliştirmişlerdir (Başokur, 1984).
Üçkatman durumunda akımın, katmanlar içinde ana yönlenmesine göre, her eğri türü için indirgeme işlemi şöyledir;
H tipi (1>2<3): Bu tip eğrilerde birinci katman, ikinci dirençlidir. Kırılma yasaları gereğince akımın ilk katmandaki doğrultusundaki yaklaşık olarak katmanlara paralel olacaktır.
Değerlendirme işlemi şöyledir:
1. Arazi eğrisinin sol yarısı iki katman model eğrileri ile çakıştırılır. Eğrinin ilk kısmı iki katman problemi gibi ele alınarak, çakıştırma yöntemi ile ilk “+” işareti konur ve t1, 1, 2 bulunur. 2/1 oranı not edilir.
2. Birinci “+” işareti, yardımcı nokta kartlarının merkezine konur ve 2/1 oranını veren eğri kesik çizgilerle çizilir.
3. Yeniden iki katman model eğrileri ele alınır. Model eğrilerinin merkezi, kesik çizilmiş çizgi üstünde kalacak şekilde ve eksenler birbirine paralel olarak gezdirilir. Arazi eğrisinin sağ bölümü iki katman model eğrilerinden biriyle çakıştığı anda ikinci “+” işareti işaretlenir. Çalışmanın sağlandığı eğrinin 2/1 oranı not edilir. Aslında bu ikinci 2/1 oranı 3/e’dir. İkinci “+” işaretinin düşey eksen değeri e’ye eşit olduğundan ve 3/e oranı bilindiğinden 3 hesaplanır.
4. Arazi eğrisi yeniden yardımcı nokta kartı ile çakıştırılır. Bu çakıştırmada birinci “+” işareti, yardımcı nokta kartının merkezine konulmalıdır. İkinci işaretin yardımcı nokta kartında kesik çizgilerle verilmiş t2/t1 kalınlık oranının çizgilerine paralel olarak apsisi kestiği yer (t1 + t2)’yi verir. t1 bilindiğinden t2 hesaplanabilir. t1 ve t2, katmanların kalınlıklarıdır. h1 ve h2 ise katmanların alt sınırlarının derinlikleridir. İkinci katman derinliği h2, t1 ve t2 kalınlıklarının toplamıdır (Ergin, 1961).
A tipi (1<2<3): Bu durumda akımın doğrultusu katmanlara ne paralel ne de diktir.
Değerlendirme işlemi şöyledir;
1. İki katman model eğrileri ile arazi eğrisinin ilk bölümü değerlendirilir (Ergin, 1961).
2. Arazi eğrisi, 2/1 oranına göre yardımcı nokta kartında düşey eksen üzerindeki, aynı oran için verilen başlangıç noktasına konur. 2/1 oranını veren eğri kesik çizgilerle çizilir.
3. Yeniden model eğri alınır ve H tipi için anlatılan yolla ikinci “+” işareti konur. Çalışmanın sağlandığı eğrinin 2/1 oranı not edilir. Bu ikinci 2/1 oranı 3/e’dir. kinci “+” işaretinin düşey eksen değeri e’ye eşit olduğundan ve 3/e oranı bilindiğinden 3 hesaplanır.
4. Arazi eğrisi yeniden yardımcı nokta kartı ile çakıştırılır. Bu çakışmada birinci “+” işareti, yardımcı nokta kartında ilk 2/1 oranı başlangıç noktasına gelmelidir. t2/t1 oranı için kesik çizgilerle eğriler verilmiştir. İkinci “+” işareti bu eğrilerle hangisi üzerinde ise, eğri takip edilerek yardımcı nokta kartının apsisini kestiği yer bulunur. Bu noktanın arazi eğrisi apsisini kestiği değer (t2+t1) olduğundan t1 bilindiğinden t2 hesaplanabilir.
K tipi (1<2>3): Küçük elektrot açılımları için ilk iki tabaka içindeki akım dağılımı a tipindeki gibidir. Büyük elektrot açılımları için 3. tabakanın iyi bir iletken olması durumunda, akım doğrultusu a tipinden farklı ve katmanlara dik doğrultuda olacaktır.
Değerlendirme işlemi;
A tipine benzer şekilde K tipi yardımcı nokta kartı ile yapılır.
Q tipi (1>2>3): Bu tipte 1>2 olduğundan, küçük elektrot açılımlarından ilk iki katmandaki akım dağılımı yaklaşık katmanlara paralel doğrultudadır. Bu bakımdan durum H tipindeki gibidir. Ancak 3.katmanın ikinci iletken oluşu bu benzerliği bozar.
Değerlendirme işlemi:
H tipine benzer şekilde Q tipi yardımcı nokta kartları ile yapılır.
2.3. DES Verilerinin Sunumu
DES ölçü değerlerinin; görünür özdirenç değerleri ölçü derinliğine bağlı olarak çift logaritmik kağıda çizilerek sunulur. Bundan başka gerek e ve AB/2 değerlerine gerekse özdirenç ve kalınlıkları kullanılarak izleyen sunum şekilleri elde edilir (Kaya, 1996).
2.3.1. Haritalar
Hangi jeofizik yöntem olursa olsun, haritalar; yer altı yapılarının uzanımı, süreksizliği, derinliği, meyili gibi parametrelere bir ön kestirim için gereklidir. Bu nedenle özdirenç çalışmalarında yerin derinlerine doğru veya varolan bir yapının hangi doğrultuda uzandığını belirleyebilmek için haritalar çizilir.
2.3.1.1. Görünür özdirenç düşey kesit haritası
Amaç; bir özdirenç profili boyunca yeri dikey yönde derine doğru keserek yeryüzünden derinlere doğru jeolojik yapılanmaya görmek, yerin elektriksel özelliklerine, göreceli olarak öğrenmektir.
Bu amaca gerçekleştirmek için profil üzerinde bulunan yerlerine belirli bir ölçekle DES noktaları konulur. Bu yatay mesafeyi oluşturur. Düşey eksen ise AB/3 değerine karşılık gelir. Düşey eksendeki AB/2 değeri her bir DES noktasında işaretlenerek her bir AB/3 için ölçülen aw değeri bu noktalara yazılır. Optimum a aralığı belirlenerek eş özdirenç eğrileri geçirilir (Kaya, 1996).
2.3.1.2. Görünür özdirenç yatay kesit haritaları
Amaç; yeraltında belirli bir derinlikte bulunan bir süreksizliği veya bir tabakanın coğrafik olarak ne şekilde uzandığını görmektir.
Söz konusu olan profil değil sahanın tamamıdır. Bu amaçla bir AB/3 değeri serilir ve her bir DES noktasına AB/2 değerine karşı gelen görünür özdirenç değeri özdirenç haritası çizilir. Her bir AB/3 (metre) için bu yapılabilir.
Kontur sıklaşması diğer bütün haritalarda olduğu gibi burada da süreksizliği gösterir.
2.3.2. Yer elektrik kesiti
Düşey kesit haritasına benzer yani bir profil boyunca yer altının derinlemesine değişimi incelenir. Haritalardan farklı olarak a ve AB/3 değerleri değil; katmanlara ait gerçek özdirenç ve kalınlıklar kullanılır. Burada özdirenç eğrileri değil katmanların durumlarına bakılarak benzer özdirence sahip ortamlar ortaya konulur. Çizim sırasında düşey kesit haritalarından yararlanılabilir (Kaya, 1996).
Düşey eksen derinlik, yatay eksen ise DES noktalarını gösterir.
3. TAŞ OCAKLARI VE YARARLARI
Bilindiği gibi yapı malzemesi olarak kullanılan doğal ve yapay endüstriyel mineral ve kayaçlar “mineral agregaları” olarak adlandırılırlar. Doğal mineral agregallarını bileşimi kayaç ve minerallerdir. Mineraller kimyasal bileşimleri tanımlamış, özel kristal yapısına sahip doğal oluşumlardır. Kayaçlar ise bu mineralleri bir araya gelmesiyle oluşmuşlardır. Doğal agregallar başlıca;
- Kırılabilir taşlar
- Hafif agregalar
- Kum, çakıl olarak
üç grupta sınıflandırılır.
Doğal agregalar olarak tanımlanan kırma taşları meydana getiren kayaçlar, kökenlerine göre mağmatik, metamorfik ve sedimanter olabilir.
Yeryüzü tarihi boyunca, zaman aralıklarının pek çoğunda oluşumlarında izlenen karbonatlı kayaçlar kırılarak agrega, kesilerek ve şekillendirilerek yapı taşı, öğütülerek dolgu malzemesi pigment, kalsine edilerek veya yüzeyi kaplanarak kağıt ve plastik üretiminde kullanılmaktadır.
Karbonatlı kayaçların farklı kullanım alanlarından farklı kalite talepleri vardır. Pek çok nokta endüstri dalı için fiyat, kolay elde edilebilirlik ve süreklilik oranının en önemli özelliklerdir.
Kireçtaşı, dolomit ve aragonit ile bunların metamorfik ürünleri doğada ve özellikle ülkemizde çok yaygın olarak bulunan karbonatlı kayaçları oluşturmaktadır. Karbonatlı kayaçlar kullanım alanları ve miktarı gözönüne alındığında modern günlük yaşamın vazgeçilmez hammaddeleri kaynakları olarak tanımlanabilir. Doğada çıkarıldıkları gibi ham olarak kullanımlarının yanısıra kırılarak, öğütülerek, elenerek ve kalsine edilerek kullanılmaları için sahip olmaları gereken özellikler ulusal ve uluslar arası standart tanımlanmıştır.
Türkiye tüm karbonatlı kayaçların zengin ve kaliteli rezervlerine sahiptir. Bu nedenle çimento, kireç, agrega üretiminde kalite ve miktar bakımlarında başarı grafiği her geçen yıl yükselmektedir.
Mühendislik ile ilgili uygulamalarda çok gerekli ve kullanım kaçınılmaz olduğu alanlarda bile henüz arzu edilen kullanım şekli ve düzeyine ulaştığımız söylenemez.
4. ARAZİ UYGULAMALARI
4.1. Jeoloji
Arpalık tepe taş ocağı, ocakta alttan itibaren devon yaşlı kireçtaşı ve eosen yaşlı filiş yüzeylenmektedir.
Ancak filişler ocak alanında işletme yapılması düşünülen alanın dışında yüzeylenmektedir.
Kireçtaşı konglomeratik yapıda, siyahımsı, koyu, gri, regristalize dokuda ve çok çatlaklıdır.
Çatlaklar sıkı, yer yer gelişmiş ve karstik boşluklara neden olmuştur. Arada puding (kalsirudit) seviyeleri vardır. Kireçtaşı masif yapıda çok serttir. Boşlukları ve çatlakları ise kil doludur.
Arpalık Tepe taş ocağındaki kireçtaşları kırılabilir taşlar olarak yol yapımında kullanılmaktadır. Bu kireç taşları öğütülerek dolgu malzemesi olarak kullanılmaktadır. Özellikleri (Bölüm 3.’de) verilmiştir.
4.2. Jeofizik Uygulama
Arpalık Tepe jeoelektrik sondaj noktalarının konumları jeoelektrik sondaj noktalarını gösteren krokide verilmiştir. Arpalık Tepe’de 5 hatta 26 adet Schlumberger jeoelektrik ölçüsü alınmıştır.
Arpalık Tepe Taş Ocağı
Jeoelektrik
Sondaj Noktası Deinlik
(m) Jeoelektrik
Sondaj Noktası Deinlik
(m)
ES-A 50 ES-C1 50
ES-A1 50 ES-C2 50
ES-A2 50 ES-C3 50
ES-A3 70 ES-C4 45
ES-A4 50 ES-D1 50
ES-A5 50 ES-D2 30
ES-B 50 ES-D3 50
ES-B1 50 ES-D4 50
ES-B2 50 ES-D5 50
ES-B3 100 ES-E1 40
ES-B4 50 ES-E2 40
ES-B5 30 ES-E3 50
ES-C 50 ES-E4 50
Jeoelektrik sondaj eğrileri Orellano-mooney iki tabaka abağında değerlendirilerek jeolojik birimlere ait gerçek özdirenç ve kalınlıklar bulunmuştur. Arazide elde ettiğimiz görünür özdirenç değerlerinden yardımcı nokta kartları ile değerlendirmeye yapılarak gerçek özdirenç değerleri elde edilmiştir.
Arazide elde ettiğimiz görünür özdirençlerden yararlanılarak düşey kesit ve yatay kesit haritaları çizilmiştir.
Değerlendirme sonucu elde ettiğimiz katman parametreleri değerlerinden yer elektrik kesitleri elde edilmiş olur ve yer elektrik kesit haritalarından arazinin jeolojisi hakkında yoruma gidilmektedir.
4.6. Yer Elektrik Kesitlerinin Yorumu
A Profili : Bu profil incelendiği zaman alüvyon A - Aı arasında kil'i girilmiş Aı - A4 arasında kireçtaşı ve kil ardalanması gözükmüş A5 'de ise kırıklı çatlaklı kireçtaşının boşluklarına kil dolmuştur. Alüvyon yer yer 20 m. üzerindedir. Kireçtaşına ulaşmak zordur.
B Profili : Bu profile bakıldığında ise B1 - B5 'e kadar 15 - 20 m. alüvyon B profilinde ise yüzeye yakın çakıltaşları gözlenmektedir. İkinci ve üçüncü tabaka ayrımı kesikli çizgilerle yapılmış, birimlerde geçişler söz konusudur.
C Profili : Yüzeyden derinlere doğru C - C1 arasında Alüvyon kırıklı çatlaklı kireçtaşı alüvyon ve kireçtaşı C1 - C2 - C3 profilleri arasında alüvyona girilmiş, daha sonra ise kırıklı çatlaklı kireçtaşına ve en sonunda kireçtaşına girilmiştir. C3 - C4 arasında ise Alüvyon, kırıklı çatlaklı kireçtaşı ve merceklenmiş kireçtaşı bulunmaktadır.
D Profili : D1 - D2 - D3 - D4 jeoelektrik noktalarında yüzeyden derinlere doğru alüvyon, kırıklı çatlıklı kireçtaşı ve kireçtaşı gözlenir. D4 - D5 arasında ise Alüvyondan sonra kırıklı çatlıklı kireçtaşı ve altında merceklenmiş çakıltaşı bulunmaktadır.
E Profili : Bu profilde ise Alüvyon tabakası kalınlığı diğer profillere göre daha azdır. Kireçtaşına 10 m. sonra ulaşılmaktadır.
3. Profil : Yer elektrik kesitlerinde görüldüğü gibi A3 ve B3 noktalarında Alüvyon kalınlığı son derece fazla iken C3 - D3 ve E3 noktalarında Alüvyon kalınlığı diğer noktalara göre daha düşüktür. Kireçtaşına ulaşmak daha kolaydır.
SONUÇ
Ocak alanında yapılan jeoelektrik sondajlar sonucunda çalışma alanındaki birimler 3 gruba ayrılmıştır.
1 – Yüzeyde bulunan ve kalınlığı 5-30 m arasında değişen alüvyon tabakanın biriminin özdirenci 10-150 arasında değişmektedir. Bu birimin içinde az miktarda kireçtaşı blokları da mevcuttur. Kesitlerde - 1 – ile gösterilmiştir.
2 – Parçalı bloklu çok çatlaklı, çatlakları kil dolgulu kireçtaşı bu birimin özdirenci 150-400 m arasında değişmektedir. Kireçtaşı parçalanmış bloklar halindedir. Kil bantları halinde olup parçalanmış bloklu kireçtaşının boşluklarının içine doldurulmuştur. Kesitlerde – 2 – ile gösterilmiştir.
3 – Çatlıklı kireçtaşı gerçek özdirenci > 400 m’dir. Kesitlerde – 3 – ile gösterilmiştir. Çalışılan alanda en fazla 70 m. koduna kadar ulaşılmaktadır. Genellikle bu kodun altında bulunmamaktadır. – 3 – ile gösterilen çatlaklı kireçtaşı üzerinde ortalama 15 – 20 m. civarında kil ve – 2 – ile gösterilen parçalı bloklu, çatlık kil dolgulu olan birim mevcuttur. Bu birime ulaşmak için – 1 – ve yer yer de – 2 – ile gösterilen birimin kazanıp atılması gerekir. Bu nedenle bu ocağın işletilmesinde büyük sorunlar çıkacaktır. – 2 – ile – 3 – no’lu birim kesitlerde kesikli çizgi ile gösterilmesinin nedeni birbirine geçitler gösterilmesidir. – 3 – ile gösterilen birimin işletilmesi düşünülürse ES – E1 ve ES – E2 noktalarından ayna açılarak kuzeye doğru işletilmesi uygun olacaktır. ES – A3, ES – E3 hattı üzerinde yapılan DES ölçümü sonucunda kireçtaşının doğuya doğru (ES-E3 noktasına) daha yüzeyde batıya (A3 noktasına) doğru daha derin olduğu görülmektedir.
- 1 – ve – 2 – no’lu birimin çok kalın olması topoğrafyanın konumundan dolayı ocak işletim kotunun belirlenememesinden – 3 – no’lu birimin rezervi hesaplanamamıştır.
KAYNAKLAR
Başokur, A.T., 1984, Düşey Elektrik Sondajı, T.P.A.O. Yayınları, Ankara
Christensen, N., 1989, A. C. Saudings, First Break
Dizioğlu ve Keçeli, 1981, Elektrik ve Elektromanyetik Prospeksiyon, İ.Ü. Yayınları
Ergin K., 1981, Tatbiki Jeofizik, İ.T.Ü. Yayınları, İstanbul
ISRM, 1981, Rock Characterization testing and monitoring-ISRM suggestet methods E.T. Brown (editor), Pergamen Press P. 211
Kaya, M.A., 1996, Elektrik Prospeksiyon Ders Notları (Yayınlanmamıştır)
Kumbasar V. Kumbasar, F. Ve Önalp A. 1970 Yol Mühendisleri İçin Zemin Mekaniği İ.T.Ü. İnşaat Fakültesi Yayınları, No:783
İletileri Göster
