THE RELATIONSHIPS BETWEEN FRACTURE TOUGHNESS AND OTHER MECHANICAL PROPERTIES OF ROCKS

Abstract

Various testing methods have been used to determine the fracture toughness of rocks by most of researchers. The Single Edge Crack Brazilian Disk (SECBD) method which is one of the used methods in the literature was used, and the fracture toughness values of the different origin rocks were determined. The relations between the fracture toughness and mechanical properties were examined.

Keywords

• Fracture toughness, Crack propagation, Brittleness, Uniaxial compressive strength, Tensile strength, Cone indenter value

KAYAÇLARDA KIRILMA TOKLUĞU VE DİĞER MEKANİK ÖZELLİKLER ARASINDAKİ İLİŞKİLER

Abstract

Kayaçların kırılma tokluğu değerlerini belirlemek için araştırmacılar tarafından çok sayıda deney yöntemi kullanılmaktadır. Bu yöntemlerden Brazilian diski üzerinde tek kama çatlağı yöntemi (SECBD) seçilerek farklı orijinli kayaçların kırılma tokluğu değerleri belirlenmiştir. Bu kayaçların mekanik özellikleri ile kırılma tokluğu değerleri arasındaki ilişkiler incelenmiştir.

Keywords

• Kırılma tokluğu, Çatlak gelişimi, Gevreklik, Tek ekseni basınc dayanımı, Çekme dayanımı, Koni delici değeri

References

1. Altındağ R., (1997): “Kayaç gevreklik ölçütlerinin kazı mekaniği amaçları için kullanılabilirlik analizleri”, Doktora Tezi, O.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir.
2. Bearman R.A., Barley R.W., (1991): “Prediction of power consumption and product size in cone crushing”, Min.Engng,4,pp.1243-1256.
3. Bearman R.A., Pine R.J., Wills B.A., (1989): “Use of fracture toughness testing in characterising the comminution potential of rock”, Proc.MMIJ/IMM Joint Symp., Kyoto, pp.161-180.
4. Brook N., (1993): “The measurement and estimation of basic rock strength”, Comprehensive Rock Engineering (Edited by Hudson J A.), V3,pp 41-66.
5. Gunsallus K.L., Kulhawy F.H., (1984): “A comparative evaluation of rock strength measures”, Int.J.Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 21, pp.233-248.
6. Huang S., Liu E., Sun J., Jian Z., (1987): “The application of fracture mechanics to fracture analysis of concrete dam”, Proc.SEM/RILEM Int.Cong. on Fracture of Concrete and Rock, Houton, TX,pp.520-527.
7. Huang J., Sijing W., (1985): “An experimental investigation concerning the comprehensive fracture toughness of some brittle rocks”, Int.J.Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 22, pp.99-104.
8. Hucka V., Das B., (1974): “Brittleness determination of rocks by different methods”, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 11, pp.389-392.

9. ISRM (1988): “Suggested methods for determining the fracture toughness of rocks (F.Ouchterlony, working Group Coordinator)”, Int.J.Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 25, pp.71-96.
10. ISRM (1985): “Suggested methods for determining point load strength”, Int.J.Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 22, pp.53-60.
11. Lajtai E.Z., Bielus L.P., (1986): “Stress corrosion cracking of Lac du Bonnet granite in tension and compression”, Rock Mech. Rock Engng, 19,pp.71-87.
12. Nelson P.P., Fong F.L.C., (1986): “Characterization of rock for borebility using fracture material properties”, Proc.27 th U.S. Symp.Rock Mechanics, pp,846- 852.,SME,Littleton,CO.
13. Pathan A.C., (1987): “A study of fracture toughness in relation to mine design”, PhD Thesis, Dept. Of Mining Eng. University of Nottingham, England.
14. Singh R.N., Pathan A.G., (1988): “Fracture toughness of some british rocks by diametral loading of discs”, Mining Scie. and Techn.,6,pp.179-190.
15. Szendi-Howarth G., (1982): “On the fracture toughness of coal”, Australian J. Coal Mining Technology Res., 2,pp.51-57.
16. TS 699 (1987): “Tabii yapı taşları–muayene ve deney metodları”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
17. TS 7654 (1989): “Kayaçların çekme mukavemetinin indirekt metodla tayini”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
18. TS 2030 (1975): “Kayaçların elastisite modülünün ve poisson oranının tek eksenli basma dayanımı ile tayini”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
19. Whittaker B.N., Singh R.N., Sun G., (1992): “Rock Fracture Mechanics - Principles, Design and Applications”, p.570, Elsevier, Amsterdam.