The bearing capacity of the basaits at the atasu (Trabzon) dam site

Abstract

In this study, it was aimed to determine the bearing capacity of the basalt at the Atasu (Trabzon) Dam site. For this purpose, the physical, the mechanical and the elastic properties of these basalts and the diorites which will be used as filling material in the dam, were determined. In addition, the orientation, spacing, persistence, aperture, roughness and weathering degree of the discontinuities in the basalts were examinated. The basalts have dry unit weight of 26,00 kN/m3, uniaxial compressive strength of 90 MPa, internal friction angle of 34o, cohesion of 13 MPa, P wave velocity of 3600 m/s, elastic module of 25,5 GPa and Poisson’s ratio of 0,324. The diorites have dry unit weight of 28,3 kN/m3, internal friction angle of 57o, cohesion of 19 MPa, P wave velocity of 3200 m/s, elastic module of 20,7 GPa and Poisson’s ratio of 0,324. The basalts have two joint sets. These joint sets are of very close spacing, low persistence, moderately wide, moderately weathered, rough-undulating. These joints have gouge and clay filling with thickness varying between 1-5 mm. The effective normal stress was determined using the Finite Element Method and found to be 1,90 MPa. Furthermore, Hoek-Brown Amprical Failure Criterion was performed and effective cohesion and effective internal friction angle of the basalt mass were determined. The basalt mass has the effective cohesion of 1,6 MPa and the effective internal friction angle of 59o. According to these data, the bearing capacity of basalt mass is approximately 60 MPa.

Özet

Bu çalışmada Atasu (Trabzon) baraj yerindeki bazaltların taşıma gücünün belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla baraj yerindeki bazaltların ve dolgu malzemesi olarak kullanılacak diyoritlerin; fiziksel, mekanik ve elastik özellikleri belirlenmiştir. Ayrıca bazaltların içerdiği süreksizlik düzlemlerinin; yönelim, devamlılık, aralık, açıklık, dolgu, pürüzlülük ve bozunma derecesi incelenmiştir. Bazaltların kuru birim hacim ağırlığı 26,00 kN/m3, tek eksenli sıkışma dayanımı 90 MPa, içsel sürtünme açısı 34o, kohezyonu 13 MPa, P dalga hızı 3600 m/s, elastisite modülü 25,5 GPa ve Poisson oranı 0,324 tür. Diyoritlerin kuru birim hacim ağırlığı 28,3 kN/m3, içsel sürtünme açısı 57o, kohezyonu 19 MPa, P dalga hızı 3200 m/s, elastisite modülü 20,7 GPa ve Poisson oranı 0,324 tür. Bazaltlar iki ana eklem seti içermektedir. Bu eklem setleri dar aralıklı, düşük devamlı, orta derecede geniş, orta derecede bozunmuş ve pürüzlü dalgalı özellikte olup kalınlıkları 1-5 mm arasında değişen kalsit ve kil dolgu içermektedir. Bu çalışmada etkin normal gerilme Sonlu Elemanlar Yöntemi’ne göre belirlenmiştir ve baraj yerindeki etkin normal gerilme 1,90 MPa dır. Ayrıca, Hoek-Brown amprik yenilme kriteri kullanılarak, bazalt kütlesinin anlık etkin kohezyon ve anlık etkin sürtünme açısı belirlenmiştir. Bazalt kütlesinin anlık etkin kohezyonu 1,6 MPa, anlık etkin sürtünme açısı ise 59o dir. Bu verilere göre bazalt kütlesinin izin verilebilir taşıma gücü yaklaşık 60 MPa dır.