Silivri falezlerinde meydana gelen kütle hareketinin nedenleri, mekanizması ve ekolojik denge ile kent dokusuna uygun önlem çalışmalarının araştırılması
An analysis of mass movement mechanisms on silivri cliffs and the development of mitigation strategies integrated with ecological balance and urban context
- Tez No: 1020178
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖMER ÜNDÜL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Mühendislik jeolojisi, Engineering geology
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Çağın gerektirdiği mühendislik hizmetlerinden faydalanılmadığı durumlarda kaya ortam-yapı-insan etkileşimi, kaya düşmelerinin afete dönüşme riskini arttırmaktadır. Özellikle İstanbul gibi büyük metropollerde giderek artan nüfus ve yapılaşma baskısı, bu durumun meydana gelmesini hızlandırmaktadır. İstanbul'un güneybatısında yer alan Silivri falezlerinde uzun yıllardır meydana gelen kaya düşmeleri bu durumun örneklerindendir. Doğal, tarihi ve sosyo-kültürel özellikleri ile ön plana çıkan yerleşim alanlarında kaya düşmelerini engellemek amacıyla yapılan iyileştirme ve korunma çalışmalarında seçilecek olan yöntemlerin, kentsel mimari, ekolojik denge ve kültürel mirasa uygun tasarlanmış olması beklenmektedir. Silivri falezleri, jeolojik, tarihi, ekolojik ve turistik özellikleri ile ön plana çıkan ve maalesef sık sık kaya düşme olgusunun yaşandığı bir lokasyondur. Bölgedeki kaya düşmelerini engellemek amacıyla 2020 yılında kaya düşmesi ıslah projesi kapsamında çalışmalar yapılmıştır. Söz konusu falezlerde küçük kerkenez (Falco naumanni) türü kuşların yuvaları bulunmaktadır. Islah çalışmasından bir yıl sonra sivil toplum örgütlerinin talebi sonucunda kerkenezlerin yuvalarına rahat giriş-çıkış yapabilmesi amacıyla tel örgülerin bir kısmı kesilmiş ve yuvaların olduğu bölgelere geniş aralıklı çelik halatlar yerleştirilmiştir. Yapılan tüm bu müdahaleler, hem falezlerde meydana gelen kaya düşmelerini engellemekte yetersiz kalmış, hem de falezlerdeki kerkenez popülasyonunun azalmasına neden olmuştur. Ayrıca yapılan ıslah çalışmalarının amacına ulaşmasını engellemiştir. Bu tez çalışması kapsamında, Silivri falezlerinde meydana gelen kaya düşmelerinin nedenlerinin araştırılması, mekanizmasının ortaya konulması, bölgenin kentsel mimarisi ile ekolojik ve sosyo-kültürel dokusuna uygun bir şekilde kaya düşmesi engelleme çözümü getirilmesi hedeflenmiştir. Bu doğrultuda ilk olarak literatür çalışmaları kapsamında falezlerde meydana gelen kaya düşmeleri araştırılmıştır. Tez çalışması öncesi ve sırasını kapsayan 2013-2026 yılları arasında falezlerde yedi farklı kaya düşmesi olayı tespit edilmiştir. İkinci olarak falezleri oluşturan kaya kütlesinin özelliklerini ve davranışını anlamak amacıyla jeolojik ve mühendislik jeolojisi çalışmaları yürütülmüştür. Bu çalışmalar kapsamında arazi gözlemleri ve deneyleri, süreksizlik ölçümleri, laboratuvar deneyleri ve petrografik incelemeler gerçekleştirilmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda falezleri oluşturan kayaların Üst-Oligosen yaşlı Danişmen Formasyonunun Silivri Üyesine ait kumtaşları olduğu ortaya konulmuştur. Laboratuvar deney sonuçları ve arazi gözlemleri birlikte değerlendirildiğinde falezlerin %90'a yakın bir kısmı gevrek, zayıf çimentolu, ortalama UCS değeri 1.6 MPa olan çok zayıf dayanımlı kumtaşlarından meydana geldiği gözlemlenirken, %10'luk bir kısmının sağlam, kalsit-çimentolu, UCS değer ortalama 38 MPa olan orta dayanımlı kumtaşlarından meydana geldiği görülmüştür. Falezlere ortogonal olarak gelişmiş süreksizlikler ve çapraz tabaka yapıları, kaya kütlesini meydana getiren başlıca süreksizliklerdir. Yapılan bu çalışmalar kapsamında geleneksel ve sayısal şev ve yamaç duraylılık analizleri için gerekli olan girdi parametreleri elde edilmiştir. Silivri falezlerinin morfolojik yapısını incelemek, topoğrafik durumunu-değişimini görmek ve yamaç duraylılık analizlerine katkı sağlamak amacıyla çalışma alanında Temmuz 2024 ve Mart 2026 aylarında iki kez İHA-tabanlı fotogrametri çalışmaları yürütülmüştür. Bu çalışmalar kapsamında inceleme alanının 2.58 cm/pix değerli nokta bulutu ve sayısal yüzey modeli (DSM) üretilmiştir. Bu model kullanılarak CloudCompare yazılımı ile kütle hareketleri öncesi ve sonrası topoğrafik modeller birbirinden çıkarılarak Aralık 2024 tarihinde meydana gelen kaya düşmesinde kaynak zondan 183 m3 malzemenin koptuğu, Ekim 2025 tarihinde meydana gelen kaya düşmelerinde ise 319 m3'lük bir malzemenin kaynak zondan koptuğu ortaya konmuştur. Bunlara ek olarak, falezlerin dik-dike yakın olması ve süreksizliklerin düzlem verdiği bölgelere erişimin zor olması nedeniyle Süreksizlik Seti Çıkarıcı (DSE) yazılımı kullanılmıştır. Duraylılık analizleri ile birlikte 2013-2026 yılları arasında meydana gelen yedi kütle hareketinin nedenleri yağış ve deprem ile ilişkilerine göre analiz edilmiştir. Bu çalışmalar doğrultusunda, meydana gelen kaya düşmelerinden beş tanesinin yağışlı günleri takiben meydana geldiği ortaya konulmuştur. Söz konusu tarihler arasında meydana gelen 26 Eylül 2019 ve 23 Nisan 2025 Silivri Depremleri ile kaya düşmeleri arasında bir ilişki saptanamamıştır. Kaya yamaç duraylılık analizleri için gerekli olan girdi parametreleri elde edildikten sonra, ilk olarak söz konusu yamaçtaki potansiyel yenilme mekanizmalarını ortaya koymak amacıyla kinematik analiz çalışması gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma ile, düzlemsel, devrilme ve kama tipi yenilmelerinin üçünün de falezlerde geometrik olarak gerçekleşme potansiyeli ortaya konulmuştur. Ardından, yamacın potansiyel yenilme mekanizmasını incelemek, süreksizlik harici yenilmelerin olasılığını araştırmak, yamaca ait kritik hatlardaki gerilme-deformasyon ilişkisini görmek amacıyla RS2 yazılımı kullanılarak eklem ağı-tabanlı Sonlu Elemanlar Analizi (FEM) analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan bu analizler neticesinde falezlerin yenilme mekanizmasının yamaca paralel ve dik açılı eklem setleri nedeniyle meydana geldiği ortaya konulmuştur. Sayısal analizler kapsamında son olarak FEM analizleri ve topografik bulgular ile elde edilen kritik kesitler boyunca 2B ve 3B kaya düşme simülasyonları gerçekleştirilmiştir. RocFall ve RocFall3 yazılımları kullanılarak gerçekleştirilen bu analizler sayesinde potansiyel riskli blokların düşme durumları olasılık tabanlı istatistiki analizler ile incelenmiştir. Böylece, düşen kaya bloklarının topoğrafyaya bağlı olarak en fazla ulaşım mesafesi ve yörüngelerindeki değişim analiz edilmiştir. Buna ek olarak, kaya ıslah çalışmaları için gerekli olan, blokların yörüngeleri boyunca meydana gelen kinetik enerji ve sıçrama yüksekliği değerlerindeki değişimler de detaylı bir şekilde ortaya konulmuştur. Yamaç duraylılık analizlerini takiben, Silivri Falzelerindeki şev ve yamaçların barındırdığı risk ve yaratacakları tehlike Kaya Düşmesi Risk Sınıflama Sistemi kullanılarak incelenmiştir. Yapılan puanlama sonucunda risk sınıfının IV olduğu, bu durumun yüksek risk teşkil ettiği, aktif ve pasif yöntemlerin kombinasyonu olan bir ıslah çalışmasının falezler için gerekli olduğu kanaatine varılmıştır. Elde edilen bulgular neticesinde çalışma alanı için uygun kaya yamaç ıslah tasarımına gidilmeden önce mühendislik kısıtları net bir şekilde ortaya konmuştur. Silivri falezlerindeki mühendislik kısıtları temel olarak dört kategoriye ayırt edilmiştir. Bunlar sırasıyla kerkenez kuşlarının yuvalarından kaynaklanan ekolojik kısıtlar, kaya malzemesinin zayıflığından kaynaklı jeolojik kısıtlar, tarihi Silivri kalesi ve nekropol (antik şehirlerdeki mezarlık) alanının varlığından kaynaklanan tarihi-kültürel kısıtlar, falezlerin hemen üst kotunda binaların mevcut olması ve denize girilen plaj kısmının dar olması nedeniyle ortaya çıkan mekânsal kısıtlardır. Yapılan tüm gözlemler, deneyler, analizler ve ortaya konulan kısıtlar neticesinde falezlerdeki kaya düşmelerini engellemek ve korunmak için birbirini tamamlayan dört aşamalı çözüm önerisi sunulmuştur. Falezlerdeki ıslah adımlarının ilki düşme riski yüksek olan, serbest halde bulunan kaya bloklarının kontrollü bir şekilde düşürülmesidir. İkinci adım ise, falezlerdeki kuş yuvalarının olduğu bölgelerde kuşların rahatça giriş-çıkış yapabileceği tel kafesler olacak şekilde, düşme riski olan ufak blokları tutabilecek, çelik halat ile güçlendirilmiş tel ağların uygulanmasıdır. Ancak bu çözüm, Aralık 2024 ve Ekim 2025'teki kaya düşmelerini engelleyebilecek enerji kapasitesine sahip değildir. Bu nedenle, falezlerde meydana gelen kaya düşmelerinden korunmak amacıyla, plajın bittiği yerden başlayarak batı tarafına doğru uzanan kaya tutucu toprakarme bariyer inşa edilmesi gerekmektedir. Bu çözüm, falezlerin plaj kısmında sahil şeridinin dar olması nedeniyle mümkün değildir. Bu nedenle, plaj tarafındaki yaklaşık 40-45⁰'lik eğimli topoğrafyanın olduğu alana enerji sönümleyici bariyer inşa edilmesi önerilmektedir. Bu sayede, plaj ve sahil kullanılmaya devam edebilecek ve meydana gelebilecek kaya düşmelerinin afete dönüşmesi engellenmiş olacaktır.
Özet (Çeviri)
When the necessary engineering services of the age are not utilized, the interaction between rock environment, structure, and human beings increases the risk of rockfalls turning into disasters. In particular, the increasing population and construction pressure in large metropolises like Istanbul accelerates this phenomenon. The rockfalls that have occurred for many years in the cliffs of Silivri, located in the southwest of Istanbul, are an example of this. In settlements that stand out with their natural, historical, and socio-cultural characteristics, the methods chosen for improvement and protection efforts aimed at preventing rockfalls are expected to be designed in accordance with urban architecture, ecological balance, and cultural heritage. The cliffs of Silivri are a prominent location due to their geological, historical, ecological, and touristic features. In 2020, work was carried out as part of a rockfall mitigation project to prevent rockfalls in the area. Nests of the Lesser Kestrel (Falco naumanni) are located on these cliffs. A year after the mitigation work, at the request of non-governmental organizations, some of the wire fences were cut and wide-spaced steel cables were installed in the nesting areas to allow the kestrels easier access to their nests. However, all these interventions proved insufficient in preventing rockfalls and led to a decrease in the kestrel population. Furthermore, they prevented the mitigation efforts from achieving their intended purpose. This thesis aims to investigate the causes and mechanisms of rockfalls occurring on the cliffs of Silivri, and to propose solutions for rockfall prevention that are compatible with the urban architecture, ecological, and socio-cultural fabric of the region. To this end, rockfalls on the cliffs were first investigated through literature research. Seven different rockfall incidents were identified on the cliffs between 2013 and 2026, encompassing the period before and during this thesis study. Secondly, engineering geological studies were conducted to understand the characteristics and behavior of the rock mass forming the cliffs. These studies included field observations and experiments, discontinuity measurements, laboratory tests, and petrographic investigations. As a result of these investigations, it was determined that the rocks forming the cliffs are sandstones belonging to the Silivri Member of the Upper Oligocene Danişmen Formation. When laboratory test results and field observations are evaluated together, it is observed that nearly 90% of the cliffs consist of brittle, weakly cemented sandstones with an average UCS value of 1.6 MPa and very low strength, while 10% consist of solid, calcite-cemented sandstones with an average UCS value of 38 MPa and medium strength. Discontinuities and cross-bedding structures developed orthogonally to the cliffs are the main discontinuities forming the rock mass. Within the scope of these studies, the input parameters necessary for conventional and numerical slope stability analyses were obtained. To examine the morphological structure of the Silivri cliffs, observe their topographical condition and changes, and conduct slope stability analyses, UAV-based photogrammetry studies were carried out twice in the study area in July 2024 and March 2026. As part of these studies, a point cloud and digital surface model (DSM) with a value of 2.58 cm/pix were produced for the study area. Using this model, the CloudCompare software was used to subtract the pre- and post-rockfall topographic models. This revealed that 183 m³ of material was detached from the source zone during the rockfall in December 2024, and 319 m³ of material was detached from the source zone during the rockfall in October 2025. Additionally, due to the steepness of the cliffs and the difficulty of accessing areas where discontinuities form planes, the Discontinuity Set Extractor (DSE) software was used. Prior to stability analyses, the causes of seven mass movements that occurred between 2013 and 2026 were analyzed in relation to precipitation and earthquakes. These studies revealed that five of the rockfalls occurred following rainy days. No correlation was found between the rockfalls and the Silivri earthquakes of September 26, 2019, and April 23, 2025. After obtaining the necessary input parameters for rock slope stability analyses, a kinematic analysis study was first conducted to reveal the potential failure mechanisms on the slope. This study revealed the potential for all three types of failures – planar, toppling, and wedge failures – to occur geometrically on the cliffs. Subsequently, Finite Element Analysis (FEA) analyses based on a network of joints were performed using RS2 software to examine the potential failure mechanism of the slope, investigate the probability of non-discontinuous failures, and observe the stress-strain relationship in the critical lines of the slope. As a result of these analyses, it was shown that the failure mechanism of the cliffs occurs due to sets of joints parallel and perpendicular to the slope. As part of the numerical analyses, 2D and 3D rockfall simulations were performed along critical sections obtained from FEM analyses and topographic findings. Using RocFall and RocFall3 software, these analyses allowed for the investigation of the fall conditions of potentially risky blocks through probability-based statistical analyses. Thus, the maximum reach distance and changes in the trajectories of falling rock blocks depending on the topography were analyzed. In addition, the changes in kinetic energy and bounce height along the trajectories of the blocks, which are necessary for rock stabilization studies, were revealed in detail. Following slope stability analyses, the risks and dangers posed by the slopes and embankments in the Silivri Cliffs were examined using the Rockfall Risk Classification system of Saroglou et al. (2012). The scoring revealed a risk class of IV, indicating a high risk, and it was concluded that a protection effort combining active and passive methods is necessary for the cliffs. Based on the findings, engineering constraints were clearly defined before proceeding with a suitable rock slope stabilization design for the study area. The engineering constraints on the Silivri cliffs were primarily categorized into four groups. These are, respectively, ecological constraints arising from the nesting of kestrels, geological constraints due to the weakness of the rock material, historical-cultural constraints arising from the presence of the historical Silivri castle and necropolis area, and spatial constraints arising from the presence of buildings immediately above the cliffs and the narrowness of the beach area used for swimming. Based on all observations, experiments, analyses, and identified limitations, a four-stage, complementary solution has been proposed to prevent and protect against rockfalls on the cliffs. The first step in the cliff rehabilitation process is the controlled removal of loose rock blocks with a high risk of falling. The second step involves installing wire mesh reinforced with steel cables in areas where bird nests are located, allowing birds easy access, and holding small blocks at risk of falling. However, this solution does not have the energy capacity to prevent the rockfalls in December 2024 and October 2025. Therefore, to protect against rockfalls on the cliffs, it is necessary to construct a rockfall protection embankment extending westward from where the beach ends. This solution is not feasible due to the narrowness of the coastline on the beach side of the cliffs. Therefore, it is proposed to construct an rockfall protection fence in the area with an approximately 40-45⁰ sloping topography on the beach side. In this way, the beach and coastline can remain usable, and potential rockfalls will be prevented from turning into a disaste.
Benzer Tezler
- Silivri-Çatalca-Büyükçekmece bölgesinde içme ve kullanma sularının bakteriyolojik yönden değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
CAHİT ŞİMŞEK
- Silivri yoğurdundan izole edilen laktik asit bakterilerinin metabolik ve antimikrobiyal aktiviteleri
Başlık çevirisi yok
ŞENER TULUMOĞLU
- Silivri Ortaköy beldesinde 15-49 yaş evli kadınların aile planlaması ile ilgili bilgi, tutum ve davranışları
The Knowledge and attitudes of married women between 15-49 ages on family planning in Silivri Ortaköy district
İBRAHİM HALİL ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
1997
Halk Sağlığıİstanbul ÜniversitesiHalk Sağlığı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ ERGİNÖZ
YRD. DOÇ. DR. SELÇUK KÖKSAL
- Silivri-Eski Çantaköy civarının mühendislik jeolojisi ve bölgedeki heyelanların yeniden yerleşim yönünden irdelenmesi
Başlık çevirisi yok
CENK KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHİR VARDAR