Kayalar Üzerinde Yapılan Kırılma Deneyleri Hakkında

Year 1969, Volume: 12 Issue: 1-2, 29 - 41, 30.10.1969

Erdoğan Yüzer

Abstract

Arz üzerinde geniş alanlar kaplayan tektonik olayların izlerini, çeşitli kırık, çatlak ve fayları birbirine bağlı olarak arazide gözlemek ve bunları meydana getiren kuvvetlerin mekanizmasını çözmek çoğu zaman mümkün değildir. Yapılan saha araştırmaları genellikle küçük bölgeler içinde sınırlı kalmakta, dolayısıyle olayların mekaniğini, tesir eden çeşitli gerilme (birim alana düşen kuvvet) sistemlerini çözememektedir. Bu güçlüğün açıklanmasına ışık tutacak, onların anlaşılmasında bazı ipuçları verebilecek tektonik deneylerin yapılması 1.5 asır öncesine kadar iner. Başlangıçta sadece killer üzerinde yapılan model çalışmalarına, 1911 de Von Karman'ın kayalar üzerindeki deneyleriyle önemli bir katkıda bulunulmuştur. İlk deneyler sadece kayaların elastiktik ve plastiklik sınırını izafî olarak izlemeyi gaye edinmiş, bunlarla kırılma ve fayların açıklanması araştırılmıştır. Bu konudaki esas güçlük, kayaların kırılma esasları üzerinde düğümlenmektedir. Taşların, çeşitli gerilmeler altındaki çok küçük deformasyonları (genellikle % 1 civarında) deneyler esnasında bunları ölçebilen ayrı bir tekniği gerektirir. 15 sene evveline kadar bu gibi tekniklerin yokluğu sebebiyle kayalar üzerindeki çalışmalarda önemli adımlar atılamamıştır. 1950 den bu yana deformasyon ölçme tekniğinle gelişmesine paralel olarak, kendine kayaların çeşitli gerilmeler altındaki deformasyonunu incelemeyi konu edinen «Kaya Mekaniği» adiyle bir ilim kolu doğmuştur. Özellikle 1960 tan sonra kendine has disiplinleriyle gelişen kaya mekaniğinde çalışan çeşitli orijinden gelme araştırıcılar, özel sahalarındaki güçlükler üzerine eğilmişlerdir. Bu arada jeolojiyle uğraşanların başlıca çalışma konusu, kayaların kırılmalarını araştırmak olmuştur. Kayalarla ilgili çeşitli mühendislik dallarında çalışanlar da, büyük yeraltı ve yerüstü tesislerinin yapılmasında karşılaşacakları gerilme dağılımlarını önce öğrenmeye, ölçmeye, sonra güçlükleri yenmeye uğraşmaktadır. Külteler içinde mevcut gerilmelerin kültelerin gravitelerinin yanısıra, geçirdikleri tektonik hareketlerden kalan «residual gerilmeler» sonucu oluşu, jeolojiyi kaya mekaniğinin ayrılmaz bir parçası haline getirmiştir. Bu sebeple arazide yapılan kaya mekaniği deneyleri sonuçları, ancak bölgenin tektonik yapısının ışığı altında değerlendirilebilmektedir.

Laboratuvar çalışmalarında da gerek tane ve kristaller arasındaki ilginin, gerekse tabakalaşma, foliasyon, şistiyet v.b. gibi süresizlik ortamlarının araştırılması yine jeolojinin çeşitli konulan içinde yer alır. Kısaca, jeoloji hızla gelişmekte olan kaya mekaniğinin en büyük yardımcısı olmaktadır.

Keywords

Kırılma Deneyleri

References

• BAIDYUK, V. B. (1967): Mechanical properties of rocks at high temperatures and pressures. Consultants Bureau, New York.
• BRACE, W. F. (1964): Brittle fracture of rock. State of stress in the Earth’s crust. Elsevier Publishing Co.
• CLAUSING, D. P. (1959): Comparison of Griffith's theory with Mohr's failure criteria. Quart. Colo. School of Mines, 5A, no. 3, s. 285-297.
• GRAMBERG, J. (1965): Axial cleavage fracturing, a significant process in mining and geology. Engineering Geology, vol. 1, no. 1, s. 31-71.
• GRIFFITH, A. A. (1924):The theory of rupture. Proc. Intern. Congr. Appl. Mechanics, s. 55-63.
• GRIGSS, D. T. (1951): Deformation of Yule marble. Bull. Geol. Soc. of Amer, no. 62, s. 1385-1406.
• HANDIN, J. & FAIRBAIRN, H. W. (1955): Experimental deformation of Hasmark dolomite, Bull. Geol. Soc. Am. vol. 66.
• HEARD, C. H. (I960): Transition from brittle fracture to ductile flow in Solenhofen limestone as a function of temperature, confining pressure and interstital pressure. Rock Deformation. The Geol. Soc. of America, Memoir 79, s. 193-226.
• KVAPIL, R. (1963): Tectonic experiments on natural rocks. Int. J. Rock Mech. Mining Sci., vol. I, s. 17-30.
• MAZANTI, B. B. & SOWERS, G. F. (1966): Laboratory testing of rock strength, ASTM, STP. 402.
• SCHWARTZ, A. E. (1964): Failure of rock In the trlaxial shear test. Proceedings, 6th Symposium on Rock Mechanics, University of Missouri. Rolla. Mo.
• YÜZER, E. (1967): Kaya mekaniği ve jeolojisi, İ.T.Ü. Dergisi, cilt 25, no. 2.