Kayaç Kesme Teorilerinin Tarihsel Gelişimi: Kama Uçlu Keskiler

Year 2016, Issue: 10, 31 - 41, 01.07.2016

Serdar Yaşar Ali Osman Yılmaz

Abstract

Bu çalışmada kısaca kazı makinelerinden, kazı makinelerinde kullanılan kesici uçlardan, kayaç kesme deneylerinden ve keskiler için geliştirilen kesme teorilerinden bahsedilmiştir. Bu keskiler arasından, insanoğlunun kullandığı ilk el aletlerinde olan ve kaya/kömür ve metal kesme makinelerinde kullanılan ilk keskilerden olan kama tipi keskiler için geliştirilen kesme teorilerinden bahsedilmiştir. Bu kapsamda ilk metal kesme teorisi olarak kabul edilen Merchant’ın teorisinden, ardından Potts ve Shuttleworth’un bu teoriyi kömür kesme için uyarlamasından bahsedilmiştir. Ardından, Evans’ın kömür kesme mekaniği hakkındaki çalışmalarına ve son olarak ta Nishimatsu’nun kaya kesme teorisine yer verilmiştir. Bunlara ek olarak kama tipi keskiler üzerinde yapılmış diğer çalışmalara (sayısal modelleme ve kırılma mekaniği) da kısaca değinilmiştir. Geliştirilmiş olan kesme teorileri farklı yaklaşımlarla kaya kesme olayını ele almışlardır ve her tip kayada aynı performansı sergileyememektedir. Kömür gibi nispeten dayanımı düşük kayalarda Evans’ın teorisi gerçeğe daha yakın sonuçlar verirken, dayanımı yüksek kayalarda Nishimatsu’nun teorisi daha gerçeğe yakın sonuçlar vermektedir. Bundan dolayı, şu açıkça görülmektedir ki, kayaç-keski etkileşiminin daha iyi açıklanabilmesi için daha fazla kayaç kesme deneyine, kırılma mekaniği ve sayısal modelleme gibi yöntemlerin yardımına daha çok ihtiyaç duyulmaktadır

Keywords

Kazı Mekaniği, Mekanize Kazı, Kayaç Kesme Teorileri

Historical Evolution of Rock Cutting Theories: Chisel Cutters

Abstract

In this study, rock cutting machines, rock cutting tools, laboratory tests and theories which were developed for explanation of rock cutting with given tools were briefly mentioned. Among these tools, rock cutting theories for chisel cutters were given which were the first hand tools of mankind and first cutting tools which were used in rock/coal and metal cutting machinery. With this regard, first metal cutting theory of Merchant and adaptation of this theory to coal cutting by Potts and Shuttleworth were presented. Then Evans’ studies about coal cutting were supplied. Finally, rock cutting theory of Nishimatsu was given. In addition to these, other works (fracture mechanics and numerical modelling) in regard to rock cutting with chisel cutters were given. Developed cutting theories handled the problem from different perspectives and they could not show same performance for all kinds of rocks. Evans’ theory gives more reasonable results for relatively low strength rocks like coal. In contrast, for high strength rock, it has been seen that Nishimatsu’s rock cutting theory is more satisfactory. Therefore, it is clear that for a better understanding of basic tool-rock interaction, more rock cutting tests, application of fracture mechanics and numerical modelling is vulnerable

Keywords

Rock Cutting Mechanics, Mechanized Excavation, Rock Cutting Theories.