Heyelan Nedir? Heyelan Çeşitleri ve Sınıflandırılması

1. Heyelan Nedir?

Heyelan, bir yamaçtaki kaya, toprak yüzeyin veya molozların yamaç aşağı doğru kayması, oynaması ya da hareket etmesi olarak tanımlanır. Heyelanlar, belirli bir zaman içinde, yamacın ilk geometrisini gözle görülür bir şekilde kaybetmesi, üzerinde ya da önündeki mühendislik yapılarının güvenliğinin kaybolmasına veya işlevini yitirmesine neden olan kitle hareketidir. Heyelanlar insanlara ve çevresine etki eden en büyük risk etkenlerinden birisi olarak kabul görmektedir.

Ülkemizde heyelanlar diğer doğal afetlere oranla daha sık meydana gelmektedir. Bu durum ülkemizde aşırı eğimli, engebeli ve yüksek arazilerin mevcut olmasından kaynaklanmaktadır.

Eğimli arazilerin insanoğlu tarafından kullanılması için araziye müdahale edilmesi, jeolojik özellikler, orman alanlarının zarar görmesi, ülkemizde çok kurak ve yarı kurak iklimlerin yaşanılıp peşine bol yağışlı geçen dönemin olduğu bölgelerin varlığı, uzun süreli yağışların olduğu ve nemli iklime sahip bölgelerin varlığı ülkemizde başlıca heyelan sebepleridir.

2. Heyelan Çeşitleri Nelerdir?

Dengeyi etkileyen tüm özellikler gözönünde tutulduğunda, doğal ya da yapay yamaçlarda heyelan çeşitleri 6 ana gruba ayrılır. Bunlar;

1. Düşme
2. Devrilme
3. Kayma
4. Yayılma (Yanal yayılma)
5. Akma
6. Karmaşık

(Heyelanların Nedenleri? Heyelan Neden Olur?)

2.1. Düşme

Aşırı konsolide olmuş killer ve kayaçlarda ayrışma veya aşınma sonucunda oluşan heyelan çeşididir. Çatlaklara su, buz girmesi, sıcaklık değişimleri ve özellikle deniz, göl gibi dalga ve rüzgar etkilerine açık yamaçlarda, aynı türdeki kayaç veya zeminlerin süreksizlikler boyunca ayrışıp, serbest kalan blokların düşey hareket yapmasıdır. Düşme türü heyelanın belirgin özeliği düşey ve çok hızlı olmasıdır.

Dik falez ve yamaçlardan ya da sivri dağ doruklarından çoğu zaman toprağın, büyük ya da küçük kaya parçalarının yerçekimi etkisi altında serbest düşmeye uğraması sonucunda sıçrama, sekme ya da yuvarlanma yoluyla meydana getirdikleri hareket tipine düşme adı verilir
Kaya ve toprak düşmeleri aniden ve çok hızlı meydana gelirler ve bu nedenle hasar ve ölümle sonuçlanan olaylara neden olabilirler. Bu nedenle, özellikle dağlık bölgelerden geçen yollarda kaya düşmesinin oluşma ihtimalini gösteren uyarı levhaları bulunmaktadır.
Eğer bir kaya veya toprak düşmesi aktif halde veya çok kısa bir süre önce meydana gelmişse, kopmuş olduğu ana yar üzerinde taze ve düzgün olmayan izleri gözlemek mümkündür. Bu izler, ana kütlenin çatlak sistemine ve tabakalanmasına uyan bir düzensizliktir.

Kaya düşmesinin esas nedeni; topuk oyulmaları, çatlak ve kırıklarda birbirini takip eden erime ve donma olayları, hidrostatik basınç sonucu genişleme ile yerçekiminin bağlayıcı kuvvetlerden daha büyük hale gelmesidir. Kaya düşmeleri çoğu zaman yataya yakın tabakalı yumuşak kayaçlar üzerinde asılmış durumda bulunan çatlaklı masif kayalarda meydana gelir.

2.2. Devrilme

Yamaç içine eğimli olan süreksizliklerde görülen bir duraysızlık türüdür. Devrilme olayının nedeni blokların ağırlık vektörünün taban dışına düşmesidir. Ayrıca blokların en/yükseklik oranı devrilme üzerinde etkili olur.

Devrilme türü yenilmeler düşmelere benzer, ancak bu tür duraysızlıklarda yenilme blokların ağırlık merkezlerinin daha altındaki nokta veya eksenler etrafında şev önüne doğru dönmeleri sonucunda gelişir. Bu tür yenilmeler özellikle şist ve sleyt türü kayalar ile kolonsal yapıya sahip kaya kütlelerinde yaygın olarak gözlenir, ancak bu diğer kaya türlerinde meydana gelmeyeceği anlamına gelmez. Bu tür yenilmelerin meydana geldiği şevlerde eğimi şevin içerisine doğru olup süreksizliklerin devamlılığı oldukça yüksektir.

2.3. Kayma

Makaslama yenilmeleri sonucunda, bir veya daha fazla bloğun tanımlanabilen bir kayma yüzeyi boyunca şev aşağı hareket etmesi olayına kayma denir.  Kayma ile denge kaybı, bir veya birkaç yüzey boyunca kitle içinde uyanan kayma direncinin azalması sonucu oluşur. Kayma bir düzlemde olursa, kayan kütlede deformasyon çok olmaz. Kayma yüzeyi eğri olursa, kayma sonucunda kütlede kırılma ve büyük şekil değiştirmeleri görülür.

 

2.3.1. Dönel Kayma

Kütlenin bir merkez çevresinde moment yaratacak biçimde dönme hareketi göstermesidir. Homojen, yumuşak killer ve sıkıştırılmış yapay şevlerde tipik hareket olarak görülür. Kütle hacmi kısıtlı ise hareket bir kaşık biçiminde oluşur. Heyelan kütlesinde önemli bir şekil değişikliği görülmez. Malzeme türüne, kayma yüzeyinin şekline ve hesaba yaklaşım yöntemlerine göre çeşitli alt gruplara ayrılır.

2.3.1.a-Genel şekilli kayma

Kayma yüzeyi helezondan birkaç doğruyla gösterilecek şekle kadar değişebilir.

2.3.1.b-Dairesel kayma

Doğada hiçbir zaman oluşmamasına karşılık sayısal çözümde kolaylık sağlaması bakımından ayrılmaktadır. Bu tür kayma, homojen yapay şevlerde oluşur. Yüksekliğine oranla sonsuz sayılabilecek uzunlukta bir kütle kaydığında kayma yüzeyi silindir şeklinde kabul edilir. Dairesel kaymalar, belirgin içbükey dairesel makaslama yüzeyleri boyunca kütle hareketini tanımlar. Bu türden yenilmeler çoğunlukla dolgular gibi homojen malzemelerde gelişirler ve hızları genellikle yavaş veya orta derecededir. Kayma sonundaki geometri, geriye doğru yatmış bir kayan kütle ile açıklanabilir. Dairesel kaymalar; daha çok zeminlerde (kil, şilt, kum gb.), ileri derecede eklemli kaya kütleleri ile ileri derecede aynşmış kayalarda meydana gelirler.

2.3.1.c- Ardışık kayma

Dairesel kaymanın özel bir türü olarak görülür, kayan hacmin büyük ve zemin direncinin düşük olduğu durumlarda hareket sert taban üstünde oluşursa gövde dilimlenir.

2.3.1.d- Karışık kayma

Dönel kaymanın alt sınıflarından bir veya birkaçının birlikte izlendiği yamaç hareketidir.

2.3.2. Düzlemsel Kayma

Öncelikle tabakalı kayaçlarda ve ortamda tek veya daha fazla süreksizlik yüzeyinin bulunması durumunda oluşur, duraysızlığın kaynağı kayma dirençlerindeki farklılıktır. Dönel hareketten farklı olarak dengeyi bozan kuvvetlerdeki zaman ya da hareket miktarlarında çökme sonucu kopmalar tipik belirti olup, kütlede aşırı deformasyonlar izlenmez. Ötelenmeli kaymalar, oldukça düz kayma yüzeyleri boyunca kütle hareketleri şeklinde tanımlanabilirler. Bu yüzeyler genellikle zayıf zonlar ve tabaka düzlemleri olup kalınlık/uzunluk oram genellikle 0.1’ den daha küçüktür. Zayıf bir düzlem üzerinde şev aşağı harekete düzlemsel kayma, iki süreksizliğin meydana getirdiği bir kama kütlesinin kesişme hattı boyunca şev aşağı harekete ise kama türü kayma adı verilir. Kimi zaman ise, birden fazla yüzey üzerinde hareket söz konusu olabilir. Bu tür duraysızlıklara ise iki veya çok yüzeyli kayma adı verilir.

2.3.2.a- Blok kayması

Kütle ve yamaçlarda harekete olanak sağlayan zayıf tabakanın varlığı, topukta kazı, su düzeyinin yükselmesi gibi nedenlerden ötürü oluşur.

2.3.2.b- Kama kayması

Kayaçtaki iki veya üç çatlak sisteminin uygun biçimde kesişmesiyle oluşur. Blok ve kama kaymalarında önemli delormasyonlar gelişmez.

2.3.2.c- Heterojen yamaçla kayma

Şevlerdeki farklı malzemelerde görülen kayma hareketidir. Tipik örneği, baraj gölünde su seviyesinin hızla düşmesi sonucu kaya dolgunun kil çekirdek üzerinden kaymasıdır.

2.3.2.d- Yüzeysel kaymalar

Ayrışmış kil veya rezidüel malzemenin ana kayaç üzerinde hareketi sonucu oluşur.

2.3.2.e- Aktif blok kayması

Zayıf tabaka üzerinde bulunan yamaçta, bu tabakada ıslanma sonucunda kayma direncinde azalma ya da topukta kazı veya aşınma sonucu malzeme kaybı şeklinde oluşur.

2.4. Yayılma (Yanal yayılma)

Çekme ve makaslama deformasyonlarının birlikte izlendiği heyelan türüdür. Belirgin bir kayma yüzeyi veya bölgesi bulunmaz. Kayaçlarda, altta oluşan kilin kayma direncindeki azalma ile üstteki kayaç tabakalannın yanlara doğru hareket etmesi, hassas killerde ise titreşim, su etkisi gibi nedenlerle ortamın sıvılaşarak yayılması sonucu oluşur.

Yayılmalarda (veya yanal yayılmalar) bloklar birbirlerinden ayrılırlar ve parçalar halinde hareket ederler. Bu tür yenilmeler sıklıkla yumuşak ve hassas killerin altlarındaki sağlam malzeme üzerindeki yanal hareketleri sonucunda gelişir. Yayılmalar yaygın olarak yaklaşık düzden orta düzeyde şev eğimlerine kadar değişen şevlerde gelişirler ve genellikle nehir/göl kıyılarında sona ererler. Uzun mesafelerde etkin hareketleri ve geniş alanları etkilemeleri nedeni ile yıkıcı olabilirler. Bu nedenle çoğu zaman özellikle köprülerde olmak üzere önemli yapılarda hasara neden olmaları mümkündür. Hareket genel olarak ansızın başlar ve önceden belirtisi yoktur.

2.5. Akma

Belirgin özelliği son derece yavaş olması ve sonuçta plastik davranış göstermesidir. Kumda, kilde, yamaç molozunda ve ana kayaçta görülebilir. Geçmişte buzul altında kalmış ve içinde kum ve şilt bulunan killerde toprak ve çamur akmaları tipik harekettir. Kum akması, yamaçlarda yağış ve titreşim sonucu oluşur. Moloz akması yüzeyin bitki örtüsünden yoksun olduğu kurak bölgelerde görülür.

Akma, pekişmemiş toprak malzemesini viskoz (kıvamlı) bir sıvı şeklinde yamaç aşağı hareket etmesi olarak tanımlanabilir. Bu tür yenilmede, kayma yüzeyi boyunca hareket eden tanımlanabilir bloklar söz konusu değildir. Görünür hız dağılımları ve yer değiştirmeler yüksek viskoziteli sıvılardaki duruma benzer. Hareket eden kütle içindeki kayma yüzeyleri çoğunlukla görülmez ya da çok kısa ömürlü olur. Kaya blokları, toprak ve bozuşmuş kaya parçaları karışımından ibaret olan katı malzemenin daha fazla su alması sonucunda, şev aşağı hareketle debris akmaları meydana gelir ve bunlar oldukça büyük yıkıcı etkiye sahiptirler. Akmaların yüksek hızları ve uzun mesafelerde hareket edebilme kabiliyetleri nedeni ile bu tür yenilmeler, şev duraysızlıkları içinde en tehlikeli ve yıkıcı duraysızlık türü olarak sınıflanabilirler. Akmalar çoğunlukla yağış veya kar erimeleri sonucunda tetiklenirler.

Yamacın ya da şevin yüzeysel kısmının, sürekli fakat çok yavaş yer değiştirmesine ise krip (yavaş akma) denir. Burada hareket genellikle çok yavaştır, ancak devamlı yapılan gözlem ve aletsel ölçümlerle anlaşılabilir. Hareket hızı senede 2-3 cm kadar olabilir. Kripin en karakteristik belirtileri; bitki örtüsünün eğilmesi, duvarların ve telefon direklerinin düşeyden sapması, tabaka uçlarının dışarıya doğru kıvrılması ve tabakaların aşağı doğru akmasıdır.

2.6. Karmaşık

Yukarıda anlatılan beş çeşit heyelanın iki veya daha fazlasının birlikte izlendiği yamaç hareketidir.

Kaynaklar; Mühendislik Jeolojisi İlkeler ve Temel Kavramlar - Işık Yılmaz
Yapıların Projelendirilmesinde Mühendislik Jeolojisi- ERDAL ŞEKERCİOĞLU
HEYELAN TANIMLAMA VE VERİ OLUŞTURMA KILAVUZU - ULAŞTIRMA, DENİZCİLİK ve HABERLEŞME BAKANLIĞI KARAYOLLARI GENEL MÜDÜRLÜĞÜ