Evaluation of Slope Stability Problems Using Probabilistic Method in Adilcevaz Limestones Along the Adilcevaz-Ahlat E-99 Highway

Abstract

Ulaşım güzergahları boyunca ileri derecede bozunmuş veya deformasyona uğramış kaya kütlelerinde açılan kaya şevlerinde meydana gelen duraysızlıklar can ve mal kayıplarına yol açabilmektedir. Uygulamada şev duraylılık incelemeleri çoğunlukla analitik veya numerik analizler kullanılarak ve özellikle güvenlik katsayısı kavramı göz önüne alınarak yapılmaktadır. Ancak, kaya kütleleri hatta sağlam kaya malzemesi, fiziko-mekanik parametrelerde önemli oranda değişime neden olabilecek şekilde heterojenlik gösterebilirler. Bunların haricinde, duraylılık üzerinde önemli etkisi olan süreksizlik yüzeyleri de heterojendir. Öte yandan, doğru sonuçlar elde edebilmek için tasarım parametrelerine en uygun değerleri atamak da oldukça zordur. Son yıllarda şev duraylılığı değerlendirmelerindeki belirsizliklerin ortadan kaldırılması amacıyla olasılık yaklaşım artan şekilde uygulanmaktadır. Bu çalışmada, Adilcevaz-Ahlat devlet karayolu güzergahı üzerindeki sedimanter kaya şevlerindeki şev duraylılık olasılıkları Şev Duraylılık Olasılığı Hesabı (SSPC) yöntemiyle değerlendirilmiştir. Bunun yanı sıra, kaya kütlesinin makaslama dayanım parametreleri yine aynı yöntem yardımıyla hesaplanmış ve sonuçlar Hoek-Brown görgül yenilme ölçütünden elde edilen değerlerle karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, olasılıksal değerlendirme süreksizlik kontrollü ve yönelimden bağımsız duraysızlıkların neden olduğu önemli şev duraylılık problemlerini işaret etmektedir. İncelenen kaya şevlerindeki duraylılık problemleri arazi incelemeleriyle de doğrulanmaktadır. Bu nedenle, çalışılan lokasyonlarda şevlerin yeniden tasarlanması ve çelik hasır, püskürtme beton ve kaya bulonları kullanılarak şev güçlendirmesi gerçekleştirilmelidir.

Rock slope instabilities may lead to casualties as well as property losses along transportation lines in highly weathered or highly deformed rock masses. In practice, stability assessments are frequently executed by analytical or numerical analyses, particularly considering the factor of safety concept. However, the rock masses even the rock material may exhibit inhomogeneity resulting in significant variation in physico-mechanical parameters. Apart from those, discontinuity surfaces, which have a great impact on the stability, are heterogeneous as well. Furthermore, it is quite difficult to assign the most appropriate value for the design parameters to get accurate outcomes. In recent years, the probabilistic approach has been increasingly put into practice in cut slope projects to overcome uncertainties in stability evaluations. In this study, slope stability probabilities of sedimentary rock cut slopes along Adilcevaz – Ahlat state highway are evaluated using the Slope Stability Probability Calculation (SSPC) method. Moreover, the shear strength parameters of the rock mass is calculated through the same approach and compared to the results obtained from Hoek-Brown empirical failure criterion. Consequently, the probabilistic assessment indicates major slope stability problems as a result of discontinuity controlled and orientation independent instabilities. The stability problems along the investigated rock slopes are also verified by field reconnaissance. Therefore, slope redesign and slope reinforcement at the studied locations should be performed in the form of steel mesh, shotcrete and rock bolts.