PARAMETRICAL ANALYSES ON SHEAR STRENGTH TEST

Year 2002, Volume: 4 Issue: 3, 81 - 101, 01.09.2002

İhsan Özkan Bülent Erdem

Abstract

In this study, firstly the basic principles of the direct shear test have been evaluated and then the
direct shear strength of different rock units were determined. The study covered white limestone,
yellow limestone and travertine units.
Shear tests were performed under the suggested conditions of the International Society for Rock
Mechanics on 29 normal, heated and wetted samples (ISRM, 1981). Then, normal displacement vs.
normal stress, shear displacement vs. shear stress and normal stress vs. shear strength relations have
been obtained. Then, physical properties like peak and residual shear strengths, apparent cohesion
(c), apparent friction angle (Fb) and residual friction angle (Fr) have been determined and
interpreted. In addition, the engineering design analyses have been performed considering the HoekBrown
and Barton’s failure criteria which are based on rock mass parameters (Hoek vd, 1995;
Barton, 1993).

Keywords

Shear strength, Cohesion, Internal friction angle, Rock failure criteria

MAKASLAMA DAYANIMI TESTİ ÜZERİNE PARAMETRİK ANALİZLER

Abstract

Bu çalışmada doğrudan makaslama dayanımı testinin temel prensipleri incelenmiş ve değişik kaya birimlerinin makaslama dayanımları belirlenmiştir. Çalışma kapsamında beyaz kalker, sarı kalker ve traverten olmak üzere üç ayrı kaya birimi üzerinde çalışılmıştır. Deneylerde 29 numune, Uluslararası Kaya Mekaniği Derneği tarafından önerilen yöntemler kullanılarak normal, kurutulmuş ve suya doyurulmuş olmak üzere üç ayrı koşul altında teste tabi tutulmuştur (ISRM, 1981). Takiben, kaya birimlerinin normal yer değiştirme-normal gerilme, makaslama yer değiştirmesi-makaslama gerilmesi ve normal gerilme-makaslama dayanımı ilişkileri elde edilmiştir. Her kaya biriminin bu koşullar altında tepe ve kalıcı makaslama dayanımları, görünür kohezyon (c), görünür sürtünme açısı (Φb) ve kalıcı sürtünme açısı (Φr) değerleri bulunmuş ve sonuçlar yorumlanmıştır. Ayrıca kaya kütle parametrelerine bağlı Hoek-Brown ve Barton, Görgül yenilme kriterleri göz önüne alınarak mühendislik analizleri yapılmıştır (Hoek vd, 1995; Barton, 1993)

Keywords

Makaslama dayanımı, Kohezyon, İçsel sürtünme açısı, Kaya yenilme kriteri

References

• Balmer G. (1952): "A General Analytical Solution for Mohr's Envelope", American Society for Testing Materials, vol. 52, pp. 1260-1271.
• Barton N. (1976): "The Shear Strength of Rock and Rock Joints", International Journal of Rock Mechanics Mineral Science and Geomechanics Abstracts, Vol. 13, No:9, pp. 255- 279.
• Barton N. (1993): "Physical and Discrete Element Models of Excavation and Failure in Jointed Rock", Assessment and Prevention of Failure Phenomena in Rock Engineering, (Ed.) Pasamehmetoğlu, A.G., Turkish National Society for Rock Mechanics, Istanbul, Balkema, Rotterdam, pp. 35-46.
• Hoek E., Brown E.T. (1980a): “Underground Excavations in Rock”, Institution of Mining and Metallurgy, London.
• Hoek E., Brown E.T. (1980b): "Emprical Strength Criterion for Rock Masses", Journal of Geotechnical Engineering Division, ASCE 106 (GT9), pp. 1019-1035.
• Hoek E., Wood D., Shah S. (1992): “A Modified Hoek-Brown Criterion for Jointed Rock Masses”, ISRM Symp.: EUROCK’92-Rock Characterization, J.A. Hudson (ed.), pp. 209- 213.
• Hoek E., Kaiser P.K., Bawden W.F. (1995): “Support of Underground Excavations in Hard Rock”, Balkema, Rotterdam.
• ISRM (1981): “Rock Characterization, Testing and Monitoring - ISRM Suggested Method”, Pergamon, Oxford, pp. 211.
• Özkan İ., Özel R. (2000): “Kaya Mühendislik Yapılarının Duyarlılık Analizlerinde Kullanılan Kaya Yenilme Ölçütleri”, V. Ulusal Kaya Mekaniği Semp., Isparta, ss.129-137. Sayfa No: 101
• Ünal E., Tutluoğlu L. (1986): “Kaya Mekaniği İlkeleri”, ODTÜ Maden Müh. Böl., TKİ Eğitim Semineri, Ankara, s. 223.