Investigation of the Effects of Mineralogic and Petrographical Characteristics of Basaltic Rocks on Acoustic Emission

Abstract

The neccesity of natural resource gradually increases with engineering projects which are currently being

carried out at the present time. For meeting the requirements, basaltic rocks are preferred due to their high strength

and durability. In this context, it is important to know the mineralogical and petrographic characteristics of basalts,

which used in engineering applications and when required different sectors, that affect their crack initiating, failure

threshold and as well as the behavior under load. This study aimed to reveal the mechanical behavior of basaltic rocks

which have different mineralogical and petrographic features. Research was carried out on samples that have been

collected from the basalt quarries within Marmara Region and its surroundings. After mineralogical and chemical

composition analysis, petrographic properties of basalts were digitized with the help of the image processing. At

the end of the laboratory studies, mechanic properties were obtained and load values of crack initiation and failure

threshold were determined with acoustic emission method. Obtained result show that load values of crack initiation

value were found between 0.33σc and 0.54σc and the failure threshold value between 0.83σc and 0.98σc.

Keywords

• Basalt,Acoustic emission

Bazaltik Kayaçların Mineralojik ve Petrografik Özelliklerinin Akustik Emisyon Üzerindeki Etkilerinin Araştırılması

Abstract

Günümüzde yapılmakta olan mühendislik projeleriyle birlikte doğal kaynak ihtiyacı da giderek artmaktadır.

İhtiyaçları karşılamak için, dayanımı ve dayanıklılığı yüksek olması nedeniyle bazaltik kayalar tercih edilmektedir.

Bu bağlamda, mühendislik uygulamalarında ve gerektiğinde farklı sektörlerde de kullanılabilecek bazaltların çatlak

başlangıçlarının, yenilme eşik değerlerinin ve yük altındaki davranışlarının yanı sıra, bunları etkileyen mineralojik

ve petrografik özelliklerinin de bilinmesi önemlidir. Bu çalışmada farklı mineralojik ve petrografik özelliklere

sahip bazaltik kayaların mekanik davranışlarının ortaya konulması amaçlanmıştır. Araştırmalar Marmara Bölgesi

ve çevresindeki bazalt taş ocaklarından getirilmiş örnekler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Mineralojik ve kimyasal

bileşimleri belirlenen bazaltların, görüntü analizi yapılarak petrografik özellikleri sayısallaştırılmıştır. Laboratuvar

çalışmaları sonucunda mekanik değerleri bulunmuş ve akustik emisyon yöntemiyle çatlak başlangıcı ve yenilme eşik

değeri yükleri tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre çatlak başlangıcı eşik değeri katsayıları 0.33σc - 0.54σc ve

yenilme eşik değeri katsayıları da 0.83σc - 0.98σc arasında bulunmuştur.

Keywords

• Bazalt,Akustik emisyon

References

1. ASTM E 1316, 2002, Standard Terminology for NDT. Aydan, Ö., Ulusay, R., Tuncay, E., Kumsar, H., Yılmazoğlu, M. ve Yüzer, E. 2001. Batı Anadolu’nun etkin gerilim ortamı. Jeoteknik III, İzmir ve Çevresinin Deprem ve Jeoteknik Sempozyumu, İzmir, Ö. Orhun ve Y. Tuner (eds.), Bildiriler CD’si, 14 s.
2. Brace, W.F., Paulding, B.R., Scholz, C., 1966. Dilatancy in fracture of crytalline rocks, J. Geoghys. Res,. 71 (16), 3939-3953.
3. Cai, M., Kaiser, P.K, Tasaka, Y., Maejima, T., Morioka, H., Minami, M., 2004. Generalized crack initiation and crack damage gerilims thresholds of brittle rock masses near underground excavations, İnternational Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 41(5), 833-847.