Examination Of The Relationships Between Porosity, P-Wave Velocity And Uniaxial Compressive Strength On Geologically Different Rock Types Used In Industry

Abstract

In this study, the relationships between the apparent porosity, porosity and uniaxial compressive strength and P-wave velocity of geologically different origins some natural stones that used as marble and building stone were investigated. For this purposes, 58 samples of diabase, andesite, trachyandesite, limestone and travertine were collected from the marble-quarries and potential industrial usable fields. According to results of the evaluation of the data while the porosity values in the igneous and sedimentary rocks decreases, which results increases in the P-wave velocity values and the highest value is observed in the hard, fossiliferous, calcite veined Balkırı Beige Limestone. The relation between uniaxial compressive strength and P-wave velocity was reveals that this relation not only depends on the porosity of the rocks, but also depends on the mineralogical, textural, alteration and structural characteristics of the rock types

Keywords

• P-wave velocity
• uniaxial compressive strength
• porosity
• marble
• building stone

Mermer Ve Yapıtaşı Olarak Kullanılan Farklı Jeolojik Kökenli Kayaçların Porozite, P-Dalga Hızı Ve Basınç Dayanımı İlişkisinin İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada mermer ve yapıtaşı olarak kullanılan jeolojik olarak farklı kökenli bazı doğal taşların görünür porozite, gözeneklilik oranı ve basınç dayanımı değerlerinin P- dalga hızı değerleri ile ilişkileri incelenmiştir. Bu amaçla mermer sahası olan ve olabilecek çeşitli yer ve ocaklardan 58 adet diyabaz, andezit, trakiandezit, kireçtaşı ve traverten örnekleri alınmıştır. Elde edilen verilerin değerlendirilmesi sonucu, magmatik ve tortul kökenli kayaçların porozite değerleri düştükçe P-dalga hızlarının arttığı ve en yüksek değer sert, fosilli, kalsit damarlı Balkırı Bej Kireçtaşında gözlenmiştir. Tek eksenli basınç dayanım ile P dalga hızının kayaçların gözenekliliğinin yanı sıra mineralojisi, dokusu, alterasyon ve yapısal özelliklerine de bağlı olduğunu ortaya koymuştur.

Keywords

• P dalga hızı
• Tek eksenli basınç dayanımı
• Porozite
• Mermer
• Yapıtaşı

References

1. Akyürek, B., Bilginer, E., Akbaş, B., Hepşen, N., Pehlivan, Ş., Sunu, O., Sosyal, Y., Dağer, Z., Çatal, E., Sözeri, B., Yıldırım, H., ve Hakyemez, Y., 1982. Ankara- Elmadağ-Kalecik dolayının jeolojisi: MTA, Derleme No. 7298 (yayınlanmamış).
2. Aygen, T., 1956. Balya bölgesinin jeolojisinin
3. incelenmesi. MTA Yayınları., Seri D, No:11, Ankara.
4. Babacan, A.E., Ersoy, H., Gelişli, K., 2009. Determination of physical and mechanic properties of rocks with direct and indirect methods: A case study on the beige limestones in the Eastern Pontides, Proceedings of the 21st International Mining Congress and Exhibition of Turkey, Antalya, 123-130.
5. Babacan, A.E., Ersoy, H., Gelişli, K., 2012. Kayaçların Fiziksel, Mekanik ve Elastik Özelliklerinin Ultrasonik Hız Tekniği ve Zaman - Frekans Analiziyle Belirlenmesi: Bej Kireçtaşları (KD Türkiye) Üzerine Örnek Bir Çalışma. Jeoloji Mühendisliği Dergisi, Teknik Not. 36 (1) 2012
6. Dumont, J.F. ve Kerey, E., 1975. Eğirdir Gölü Güneyinin Temel Jeolojik Etüdü, Türkiye Jeoloji Kurultayı Bülteni, Cilt:18, Sayı:2.
7. Ersoy, H. and Kanık, D., 2012. Multicriteria decision- making analysis based methodology for predicting carbonate rocks’ uniaxial compressive strength. Earth Science Research Journal Vol:16, No:1 : 65-74
8. Ersoy, H., Bulut, F., 2009. Spatial and multi-criteria decision analysis based methodology for landfill site selection in growing urban regions. Waste Management and Research, 27(5):489-500

9. Ersoy, Ş., 1989. Fethiye (Muğla) - Gölhisar (Burdur) Arasında Güney Dağı ile Kelebekli Dağı ve dolayının jeolojisi; İ.Ü. Fen Bil. Enst., Doktora Tezi, 246s.
10. Ersoy, Ş., 1990. Batı Toros (Likya) naplarının yapısal öğelerin ve evriminin analizi: TBMMO. Jeol. Müh. Derg., 37, 5-16
11. Helvacı, C., Ersoy, E.Y., Sözbilir, H., Erkül, F., Sümer, Ö., Uzel, B., 2009. Geochemistry and 40Ar/39Ar geochronology of Miocene volcanic rocks from the Karaburun Penninsula: Implications for amphibole- bearing lithospheric mantle source, Western Anatolia. Journal of Volcanology and Geothermal Research 186 181-202.
12. Kahraman, S., 2001. A correlation between P-wave velocity, number of joints and schmidt hammer rebound number, bit J rock Mech of Min Sei, 38, 729- 773
13. Monod, O., 1978. Güzelsu-Akseki Bölgesindeki Antalya Napları üzerine açıklama (Orta-Batı Toroslar, Türkiye): Türkiye Jeol.Kur.Bült., 21, 27-29
14. Özgül, N., 1983. Stratigraphy and tectonic evolution of the Central Taurid; Geology of the Taurus Belt, Proceedings Int. Sym., 26-29 September, Ankara- Turkey.
15. Panzera, T.H., Christoforo, A.L., Cota, F.P., Borges, P.H.R. and Bowen, C.R., 2011. Ultrasonic Pulse Velocity Evaluation of Cementitious Materials, Chapter 17. Advances in Composite Materials - Analysis of Natural and Man-Made Materials, 572 pages, Publisher InTech, ISBN 978-953-307-449-8
16. Poisson, A., 1977. “Recherdes Geologive Danslles Taurides Occidentales These Doct. d’Etat Orsoy, N 1902.
17. Singh, T.N., Sharma, P.K., 2008. A correlation between P-wave velocity, impact strenght index, slake durability index and uniaxial compressive strength. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Volume 67, 1, 17-22.
18. Sözbilir, H., 1994. Kaklık (KD Denizli) Çevresindeki Mesozoyik - Tersiyer İstiflerinin Stratigrafisi ve Çökelme Ortamları. Isparta, VIII Mühendislik Haftası Bil. Özetleri, Sayı. 3.
19. Şenel, M. 1984. Discussion on the Antalya nappes. In: Geology of Taurus Belt Proceed. Int. Symposium (Tekeli, O. & Göncüoğlu, M.C., eds.), 41-51.
20. Şenel, M., Serdaroğlu, M., Kengil, R, Ünverdi, M., Gözler, M.Z., 1983. “Teke Torosları Güneydoğusunun Jeolojisi” Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü Dergisi, S.95-96, s.13-43. Ankara.
21. Şengün, N., Altındağ, R., Koççaz, C.E., 2009. Isparta yöresinde bulunan bazı mağmatik kökenli kayaçların kesilebilirlik analizi. DEÜ mühendislik fakültesi, Fen ve Mühendislik Dergisi Cilt: 11 Sayı: 31 Yıl: 2009.
22. TS EN 14579, 2006. Doğal Taşlar - Deney Metodları - Ses Hızı İlerlemesinin Tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara
23. TS EN 1926, Doğal Taşlar - Deney Metodları - Basınç Dayanımı Tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara. TS EN 1936, Doğal Taşlar - Deney Metodları - Gerçek yoğunluk, görünür yoğunluk, toplam ve açık gözeneklilik tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
24. Türkecan, A., Ercan, T., Sevin, D., 1998. Karaburun Yarımadası’ nın Neojen volkanizması. M.T.A. Genel Müdürlüğü, Jeoloji Dairesi Raporu, No:10185
25. Yalçınkaya, S., Engin, A., Taner, K., Afşar, Ö.P., Dalkılıç, H., Özgönül, 1986. Batı Torosların Jeolojisi: MTA Raporu, 7898.
26. Yalçınkaya, S., 1989. Isparta-Ağlasun (Burdur) dolaylarının jeolojisi, İ.Ü. Fen Bilim Enst. Doktora Tezi 176 s, İstanbul, (yayımlanmamış).