Evaluation of Deterioration Effects on Some Historical Monuments in Kayseri Province Using Non-Destructive Testing Methods
Öz
Kayseri, an important settlement in Central Anatolia, is notable for its historical monuments from different periods as well as natural beauty. In the densely populated areas of the city center, there are many historical monuments such as mosques, tombs and madrasahs from the Seljuk Period built between the 12th and 14th centuries. These monuments, which are cultural heritage, were mostly constructed using ignimbrite rock materials with different colors and textures found in the close vicinity. These ignimbrites, which generally have low strength and are sensitive to water effects, deteriorate and lose their primary characteristics over time as a result of factors such as atmospheric effects, air pollution, vandalism, etc. Within the scope of this study, historical monuments from the Seljuk and Roman periods within the borders of the city center of Kayseri were investigated, and the deterioration that occurred in these monuments over time was examined. In addition to observational examination of the effects of deterioration, Needle Penetrometer, Schmidt Hammer and P-wave velocity tests, which are non-destructive test methods that do not damage monuments, were used. In addition, the values determined by in-situ tests on weathered ignimbrite blocks were compared with the physical-mechanical properties of fresh samples of the same material.
As a result of the evaluations, flaking and spalling type deterioration developed in the base sections of the historical monuments, especially due to capillarity, and the ignimbrites had significantly lost strength in these sections. In the improvement works carried out in some of the examined tombs, surface water drainage around the tombs was not sufficient and this caused the historical monuments to come into contact with more water. Therefore, in order to protect these historical monuments, which are considered cultural heritage, and to pass them on to future generations, it is recommended that improvement works be carried out for water drainage around historical tombs, considering that ignimbrites are quite sensitive to water.
Anahtar Kelimeler
Deterioration ignimbrite historical monument Kayseri Schmidt hammer needle penetrometer P-wave velocity
Kaynakça
- Akgül, M.K. (2021). Kayseri il merkezindeki bazı tarihi eserlerde bozunmanın değerlendirilmesi (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 122 sf.
- Akın, M. (2008). Eskipazar (Karabük) travertenlerinin bozunmasının araştırılması (Yayımlanmamış Doktora Tezi). Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
- Akın, M. & Özsan, A. (2011). Evaluation of the long-term durability of yellow travertine using accelerated weathering tests. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 70,101–114.
- Akın, M., Topal, T., Dinçer, İ., Akın, M.K., Özvan, A., Orhan, A. ve Orhan, A. (2020). İgnimbiritlerde kaynaşma derecesi ile litik malzeme şekli arasındaki ilişkinin değerlendirmesi (Yayımlanmamış). Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi (BAP18F25) Sonuç Raporu, 89 sf.
- Akın, M., Topal, T., Dinçer, İ., Akın, M.K., Özvan,A., A., Orhan, A. & Orhan, A. (2023). A new quantitative welding degree classification for ignimbrites. Environmental Earth Sciences, 82,345.
- ANON (1979). Classification of rocks and soils for engineering geological mapping part 1: Rock and soil materials. Bulletin of International Association of Engineering Geology, 19, 355-371.
- Aydan Ö. (2012). The inference of physico-mechanical properties of soft rocks and the evaluation of the effect of water content and weathering on their mechanical properties from needle penetration tests. Symposium of ARMA, Chicago, Paper No. ARMA12- 639 (on CD).
- Dal, M. & Öcal, A. (2017). Mardin şehrindeki taştan yapılanmış eserlerde görülen bozunmalar. BAUM Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 19(1),60-74.
- Dal, M., Yalçın, M. & Öcal, A.D. (2016). Gazimağusa Kale içindeki tarihi taş yapılarda görülen bozunmalar. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(2), 355-363.
- Dinçer, İ. & Bostancı, M. (2019). Capillary water absorption characteristics of some Cappadocian ignimbrites and the role of capillarity on their deterioration. Environmental Earth Sciences,78:7.
- Ergüler, Z.A. (2007). Su içeriğinin kil içeren kayaların mühendislik davranışı üzerindeki etkisinin araştırılması (Yayımlanmamış Doktora Tezi). Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
- Ergüler, Z.A. & Ulusay, R. (2007). Estimation of uniaxial compressive strength of clay-bearing weak rocks using needle penetration resistance. Proceedings of 11th Congress on International Society of Rock Mechanics, Lisbon, vol. 1, 265–268.
- Ertaş, B. & Topal, T. (2022). Durability assessment of some Cappadocian tuffs using factor analysis, multiple regression analysis, and analytical hierarchy process. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 81(6).
- Erten, Ş.Y. ve Mısırlı, A. (2023). Yığma yapılarda gözleme dayalı bozulma/hasar tespiti: Eski Harbiye Kışlası. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 6(1), 38-50.
- Gökçeoğlu, C. (1996). Schmidt sertlik çekici kullanılarak tahmin edilen tek eksenli basınç dayanımı verilerinin güvenilirliği üzerine bir değerlendirme. Jeoloji Mühendisliği Dergisi,48:78–81.
- Hasbay, U. & Hattap, S. (2017). Doğal taşlardaki bozunma (ayrışma) türleri ve nedenleri. Munzur Üniversitesi Bilim ve Gençlik Dergisi, Cilt:5,Sayı:1, ISSN:2148-0273.
- İnce, İ., Bozdağ, A., Tosunlar, M.B., Hatır, M.E.& Korkanç, M. (2018). Determination of deterioration of the main facade of the Ferit Paşa Cistern by non-destructive techniques (Konya, Turkey). Environmental Earth Sciences, 77:420.
- ISRM (International Society for Rock Mechanics)(1981). Rock characterization testing and monitoring. E. Brown (Ed.), Pergamon Press, Oxford, 211 p.
- ISRM (International Society for Rock Mechanics)(2007). The complete ISRM suggested methods for rock characterization. Testing and Monitoring: 1974-2006. R. Ulusay, J.A. Hudson(Eds.), 628 p.
- Kaşmer, Ö. & Ulusay, R. (2013). Effects of geo-engineering characteristics of the soft tuffs and environmental conditions on the rock-hewn historical structures at Zelve Open Air Museum (Cappadocia, Turkey). Environmental & Engineering Geoscience, 19(2), 149–171.
- Korkanç, M. (2018). Characterization of building stones from the ancient Tyana aqueducts, Central Anatolia, Turkey: implications on the factors of deterioration processes. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 77, 237–252.
- Köksal, S. (2019). Kayseri ili yer adları: kimlik, kültür ve mekan (Yayımlanmamış Doktora Tezi). Balıkesir Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü.
- Maruto (2006). Penetrometer for soft rock: ModelSH-70 Instruction Manual. Tokyo, Japan.
- Özvan, A., Dinçer, İ., Akın, M., Oyan, V. & Tapan, M. (2015). Experimental studies on ignimbrite and the effect of lichens and capillarity on the deterioration of Seljuk Gravestones. Engineering Geology, 185, 81-95.
- Spennemann, D.HR., Pike, M. & Watson, M.J.(2017). Behaviour of pigeon excreta on masonry surfaces. Restoration of Buildings and Monuments, 23(1), 15–28.
- Topal, T. & Doyuran, V. (1998). Analyses of deterioration of the Cappadocian tuff, Turkey. Environmental Earth Sciences, 34(1), 5-20.
- Topal, T. & Sözmen, B. (2003). Deterioration mechanisms of tuffs in Midas monument. Engineering Geology, 68(3–4), 201-223.
- Tosunlar, M.B., Hatır, M.E., İnce, İ., Bozdağ, A.& Korkanç, M. (2018). The determination of deteriorations on the Mısırlıoğlu Bridge (Konya, Turkey) by non-destructive techniques (NDT). International Journal of Architecture & Planning,6(2), 399-412.
- Ulusay, R., Gökçeoğlu, C. ve Binal, A. (2001). Kaya Mekaniği Laboratuvar Deneyleri, 1. Baskı, TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası, Ankara,161 s.
- Varol, O.O. (2024). Nevşehir ignimbiritlerinde kapiler su emme özelliğinin incelenmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 2, 1064-1074.
- Yılmaz, I. & Sendir, H. (2002). Correlation of Schmidt Hardness with unconfined compressive strength and Young’s modulus in gypsum from Sivas. Engineering Geology, 66, 211–219.
Kayseri İlindeki Bazı Tarihi Eserlerde Bozunma Etkilerinin Tahribatsız Deney Yöntemleriyle Değerlendirilmesi
Öz
İç Anadolu’da önemli bir yerleşim merkezi olan Kayseri, farklı dönemlerden günümüze kadar gelen birçok tarihi esere ev sahipliği yapmaktadır. İlin farklı bölgelerinde özellikle yoğun yerleşimin bulunduğu alanlarda, Selçuklu Dönemi’ne ait 12. ve 14. yüzyıllar arası yapılmış çok sayıda cami, kümbet ve medrese türü tarihi esere rastlamak mümkündür. Kültürel miras niteliğindeki bu eserler çoğunlukla yakın çevrede yoğun olarak bulunan farklı renk ve dokudaki ignimbirit türü kaya malzemesi kullanılarak inşa edilmişlerdir. Genel olarak düşük dayanıma sahip ve su etkilerine karşı hassas olan bu ignimbiritler zaman içerisinde atmosferik etkenler, hava kirliği, vandalizm vb. gibi etkenler sonucunda bozunmakta ve ilksel özelliklerini kaybetmektedirler. Bu çalışmada Kayseri il merkezindeki Roma ve Selçuklu dönemlerine ait tarihi eserler ile bu eserlerde zaman içinde meydana gelen bozunma etkileri incelenmiştir. Bozunma etkilerinin gözlemsel olarak incelenmesinin yanı sıra, eserlere herhangi bir zararı bulunmayan tahribatsız deney yöntemlerinden İğne Penetrometresi, Schmidt Çekici ve P-dalga hızı deneylerinden faydalanılmıştır. Bunun yanı sıra, bozunmuş ignimbirit bloklarına ait yerinde deneylerle belirlenen değerler, aynı malzemeye ait taze örneklerin fiziko-mekanik özellikleri ile karşılaştırılmıştır.
Yapılan değerlendirmeler sonucunda tarihi eserlerin taban bölümlerinde özellikle kılcallık sebebiyle pullanma ve kavlaklanma türü bozunmaların geliştiği ve ignimbiritlerin bu bölümlerde dayanımlarını önemli ölçüde kaybettiği tespit edilmiştir. İncelenen kümbetlerin bazılarına uygulanan iyileştirme çalışmalarında ise kümbetlerin çevresinde bulunan yüzey suyu drenajlarının yeterli ölçüde yapılamadığı ve yağmur ile biriken suların tarihi eserlerin daha fazla bozunmasına sebep olduğu saptanmıştır. Kültürel miras olarak değerlendirilen bu tarihi yapıların korunup gelecek nesillere aktarılması amacıyla, ignimbirit yapılarının yüzeysularına karşı duyarlılığı dikkate alınarak tarihi kümbetlerin çevresinde su drenajı iyileştirme çalışmaları yapılması önerilmektedir.
Anahtar Kelimeler
Bozunma ignimbirit tarihi eser Kayseri Schmidt çekici iğne penetrometresi P-dalga hızı
Teşekkür
Bu çalışma, Muhammed Kamil Akgül’ün Nevşehir Hacı Bektaş Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü bünyesinde gerçekleştirdiği Yüksek Lisans Tez çalışmasına ait verilerden üretilmiştir. Yazarlar, Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi’ne ve çalışma sırasında gerekli desteği sağlayan Kayseri Vakıflar Bölge Müdürlüğü’ne teşekkür ederler.
Kaynakça
- Akgül, M.K. (2021). Kayseri il merkezindeki bazı tarihi eserlerde bozunmanın değerlendirilmesi (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 122 sf.
- Akın, M. (2008). Eskipazar (Karabük) travertenlerinin bozunmasının araştırılması (Yayımlanmamış Doktora Tezi). Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
- Akın, M. & Özsan, A. (2011). Evaluation of the long-term durability of yellow travertine using accelerated weathering tests. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 70,101–114.
- Akın, M., Topal, T., Dinçer, İ., Akın, M.K., Özvan, A., Orhan, A. ve Orhan, A. (2020). İgnimbiritlerde kaynaşma derecesi ile litik malzeme şekli arasındaki ilişkinin değerlendirmesi (Yayımlanmamış). Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi (BAP18F25) Sonuç Raporu, 89 sf.
- Akın, M., Topal, T., Dinçer, İ., Akın, M.K., Özvan,A., A., Orhan, A. & Orhan, A. (2023). A new quantitative welding degree classification for ignimbrites. Environmental Earth Sciences, 82,345.
- ANON (1979). Classification of rocks and soils for engineering geological mapping part 1: Rock and soil materials. Bulletin of International Association of Engineering Geology, 19, 355-371.
- Aydan Ö. (2012). The inference of physico-mechanical properties of soft rocks and the evaluation of the effect of water content and weathering on their mechanical properties from needle penetration tests. Symposium of ARMA, Chicago, Paper No. ARMA12- 639 (on CD).
- Dal, M. & Öcal, A. (2017). Mardin şehrindeki taştan yapılanmış eserlerde görülen bozunmalar. BAUM Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 19(1),60-74.
- Dal, M., Yalçın, M. & Öcal, A.D. (2016). Gazimağusa Kale içindeki tarihi taş yapılarda görülen bozunmalar. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(2), 355-363.
- Dinçer, İ. & Bostancı, M. (2019). Capillary water absorption characteristics of some Cappadocian ignimbrites and the role of capillarity on their deterioration. Environmental Earth Sciences,78:7.
- Ergüler, Z.A. (2007). Su içeriğinin kil içeren kayaların mühendislik davranışı üzerindeki etkisinin araştırılması (Yayımlanmamış Doktora Tezi). Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
- Ergüler, Z.A. & Ulusay, R. (2007). Estimation of uniaxial compressive strength of clay-bearing weak rocks using needle penetration resistance. Proceedings of 11th Congress on International Society of Rock Mechanics, Lisbon, vol. 1, 265–268.
- Ertaş, B. & Topal, T. (2022). Durability assessment of some Cappadocian tuffs using factor analysis, multiple regression analysis, and analytical hierarchy process. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 81(6).
- Erten, Ş.Y. ve Mısırlı, A. (2023). Yığma yapılarda gözleme dayalı bozulma/hasar tespiti: Eski Harbiye Kışlası. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 6(1), 38-50.
- Gökçeoğlu, C. (1996). Schmidt sertlik çekici kullanılarak tahmin edilen tek eksenli basınç dayanımı verilerinin güvenilirliği üzerine bir değerlendirme. Jeoloji Mühendisliği Dergisi,48:78–81.
- Hasbay, U. & Hattap, S. (2017). Doğal taşlardaki bozunma (ayrışma) türleri ve nedenleri. Munzur Üniversitesi Bilim ve Gençlik Dergisi, Cilt:5,Sayı:1, ISSN:2148-0273.
- İnce, İ., Bozdağ, A., Tosunlar, M.B., Hatır, M.E.& Korkanç, M. (2018). Determination of deterioration of the main facade of the Ferit Paşa Cistern by non-destructive techniques (Konya, Turkey). Environmental Earth Sciences, 77:420.
- ISRM (International Society for Rock Mechanics)(1981). Rock characterization testing and monitoring. E. Brown (Ed.), Pergamon Press, Oxford, 211 p.
- ISRM (International Society for Rock Mechanics)(2007). The complete ISRM suggested methods for rock characterization. Testing and Monitoring: 1974-2006. R. Ulusay, J.A. Hudson(Eds.), 628 p.
- Kaşmer, Ö. & Ulusay, R. (2013). Effects of geo-engineering characteristics of the soft tuffs and environmental conditions on the rock-hewn historical structures at Zelve Open Air Museum (Cappadocia, Turkey). Environmental & Engineering Geoscience, 19(2), 149–171.
- Korkanç, M. (2018). Characterization of building stones from the ancient Tyana aqueducts, Central Anatolia, Turkey: implications on the factors of deterioration processes. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 77, 237–252.
- Köksal, S. (2019). Kayseri ili yer adları: kimlik, kültür ve mekan (Yayımlanmamış Doktora Tezi). Balıkesir Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü.
- Maruto (2006). Penetrometer for soft rock: ModelSH-70 Instruction Manual. Tokyo, Japan.
- Özvan, A., Dinçer, İ., Akın, M., Oyan, V. & Tapan, M. (2015). Experimental studies on ignimbrite and the effect of lichens and capillarity on the deterioration of Seljuk Gravestones. Engineering Geology, 185, 81-95.
- Spennemann, D.HR., Pike, M. & Watson, M.J.(2017). Behaviour of pigeon excreta on masonry surfaces. Restoration of Buildings and Monuments, 23(1), 15–28.
- Topal, T. & Doyuran, V. (1998). Analyses of deterioration of the Cappadocian tuff, Turkey. Environmental Earth Sciences, 34(1), 5-20.
- Topal, T. & Sözmen, B. (2003). Deterioration mechanisms of tuffs in Midas monument. Engineering Geology, 68(3–4), 201-223.
- Tosunlar, M.B., Hatır, M.E., İnce, İ., Bozdağ, A.& Korkanç, M. (2018). The determination of deteriorations on the Mısırlıoğlu Bridge (Konya, Turkey) by non-destructive techniques (NDT). International Journal of Architecture & Planning,6(2), 399-412.
- Ulusay, R., Gökçeoğlu, C. ve Binal, A. (2001). Kaya Mekaniği Laboratuvar Deneyleri, 1. Baskı, TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası, Ankara,161 s.
- Varol, O.O. (2024). Nevşehir ignimbiritlerinde kapiler su emme özelliğinin incelenmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 2, 1064-1074.
- Yılmaz, I. & Sendir, H. (2002). Correlation of Schmidt Hardness with unconfined compressive strength and Young’s modulus in gypsum from Sivas. Engineering Geology, 66, 211–219.
Ayrıntılar
| Birincil Dil | Türkçe |
|---|---|
| Konular | Mühendislik Jeolojisi, Uygulamalı Jeoloji |
| Bölüm | Makaleler - Articles |
| Yazarlar | |
| Yayımlanma Tarihi | 11 Haziran 2025 |
| Gönderilme Tarihi | 5 Kasım 2024 |
| Kabul Tarihi | 9 Mart 2025 |
| Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Cilt: 49 Sayı: 1 |
