Kaya Malzemesinin Kohezyon ve İçsel Sürtünme Açısının Dolaylı Yöntemlerle İrdelenmesi

Kadir Karaman; Ferdi Cihangir; Ayhan Kesimal

Investigation of Cohesion and Internal Friction Angle of Rock Materials by Indirect Methods

Year 2013, Volume: 4 Issue: 2, 13 - 19, 01.12.2013

Kadir Karaman Ferdi Cihangir Ayhan Kesimal

Abstract

Kayaların makaslama dayanım parametreleri (kohezyon, c, ve içsel sürtünme açısı, ), kaya mühendisliği projelerinin tasarımında sıklıkla kullanılmaktadır. Ancak, bu parametrelerin belirlenmesi deneyim gerektiren, zahmetli ve pahalı bir işlemdir. Bu nedenle bu çalışmada, kaya malzemelerinin kohezyon ve içsel sürtünme açılarının pratik yönden tahmini amaçlanmıştır. Bu amaçla 24’ü magmatik, 8’i metamorfik ve 5’i tortul kaya olmak üzere bir tünel güzergâhında 37 farklı noktadan alınan farklı kaya türü örnekleri üzerinde tek (TEBD) ve üç eksenli basınç dayanımı (ÜEBD) ile dolaylı çekme (Brazilian) dayanımı (DÇD) deneyleri yapılmıştır. Kohezyon ve içsel sürtünme açıları deneysel olarak; i) ÜEBD ile ii) TEBD ve DÇD deneylerinden elde edilmiştir. Mohr Coulomb yenilme kriterine göre ÜEBD’nden doğrudan, TEBD ve DÇD deneylerinin sonuçları kullanılarak dolaylı yoldan elde edilen c ve  değerleri arasında korelasyon analizleri yapılmıştır. Analizlere göre c değerlerinin, ÜEBD deneyine gerek kalmadan, DÇD ve TEBD değerleri kullanılarak güçlü bir şekilde tahmin edilebileceği anlaşılmıştır (r = 0.94). Ancak, tahmini ve ölçülmüş  değerleri arasında ilişki elde edilememiştir. Bu nedenle projelerin ön analizlerinde kullanılmak üzere  tahmini için farklı yaklaşımlar önerilmiştir.

Keywords

Kohezyon, İçsel sürtünme açısı, Mohr Coulomb yenilme kriteri, Üç eksenli basınç dayanımı

References

Altındağ, R. (2012). Correlation between P-wave velocity and some mechanical properties for sedimentary rocks. The Southern Afr. Inst. Min. Metall. 112: 229-237.
ASTM, (1986). Standard test method of unconfined compressive strength of intact rock core specimens. D2938.
ASTM, (2004). Standard test method for triaxial compressive strength of undrained rock core specimens measurements. D2664. pore pressure
Bieniawski, Z.T., Hawkes, I. (1978) Suggested methods for determining tensile strength of rock materials. Mechanics and Mining Sciences 15: 99-103. Journal of Rock
Coviello, A., Lagioia, R., Nova, R., (2005). On the measurement of the tensile strength of soft rocks. Rock Mech. Rock Eng. 38 (4): 251–273.
Hobbs, D.W., (1964). The Strength and the Stress- Strain Characteristics of Coal in Triaxial Compression. Journal of Geology, 72: 214-231.
Hudson, J.A., Rummel, F., Brown, E.T., (1972). The controlled failure of rock disks and rings loaded in diametral compression. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 9: 241-248.
ISRM., (2007). The complete ISRM suggested methods for monitoring: 1974–2006. In: Ulusay, Hudson (Eds.), Suggested methods prepared by the commission on testing methods, International Society for Rock Mechanics. ISRM Turkish National Group, Ankara, Turkey.628 pp.
Kahraman, S., (2001). Evaluation of simple methods for assessing the uniaxial compressive strength of rock. Int. J. Rock Mech. Min. Sci, 38:991-994.
Kahraman, S., Alber, M., (2008).Triaxial strength of a fault breccia of weak rocks in a strong matrix. Bull. Eng. Geol. Environ., 67:435–441.
Karaman, K., Kesimal, A., (2012). Kayaçların tek eksenli basınç dayanımı tahmininde nokta yükü deney yöntemleri ve porozitenin değerlendirilmesi, Madencilik, 51 (4): 3–14.
Karaman, K., Kesimal, A. (2013). Evaluation of the influence of porosity on the Engineering properties of volcanic rocks from the Eastern Black Sea Region: NE Turkey, Arab. J. Geosci. DOI 10.1007/s12517-013-1217-6.
Karaman, K., Kesimal, A., (2014). A comparative study of Schmidt hammer test methods for estimating the uniaxial compressive strength of rocks. Bulletin of Engineering Geology and the Environment. DOI: 10.1007/s10064-014-0617- 5.
Li, D., Ngai, L., Wong, Y., (2013). The Brazilian Disc Test for Rock Mechanics Applications: Review and New Insights. Rock Mech. Rock Eng. 46:269-287.
Mellor, M., Hawkes, I., (1971). Measurement of tensile strength by diametral compression of discs and annuli. Engineering Geology, 5:173-225. Tugrul, A., Zarif, I.H., (1999). Correlation of mineralogical and textural characteristics with Engineering properties of selected granitic rocks fromTurkey. Eng. Geol., 51:303–317.
Yagiz, S., (2009). Predicting uniaxial compressive strength, modulus of elasticity and index properties of rocks using the Schmidt hammer. Bull. Eng. Environ., 68:55–63.
Yang, S.Q., Jing, H.W., Li, Y.S., Han, L.J., (2011). Experimental behavior of coarse marble under six different loading 51:315–334. on mechanical paths. Experimental Mechanics,