GÜMÜŞHANE YÖRESİNDE YÜZEYLENEN MAGMATİK KÖKENLİ BAZI KAYALARIN JEOMEKANİK ÖZELLİKLERİ ARASINDAKİ İLİŞKİLERİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Bu çalışmada, Gümüşhane il merkezinde yüzeylenen andezit ve monzogranit bileşimindeki magmatik kökenli kayaların jeomekanik özellikleri belirlenmiş ve aralarındaki görgül ilişkiler araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda, andezit ve monzogranitlerin özgül ağırlık, birim hacim ağırlık, ağırlıkça su emme, hacimce su emme ve gözeneklilik değerleri belirlenmiştir. Her iki kaya türü için kuru ve doygun koşullarda P ve S dalga hızı ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Bu değerlere bağlı olarak dinamik elastik parametreler saptanmıştır. Mekanik özelliklerden tek eksenli basınç dayanımı, nokta yükü dayanım indeksi ve dolaylı çekilme dayanımı ile statik elastik parametrelerden elastisite modülü ve poisson oranı değerleri belirlenmiştir. Yapılan istatistiksel değerlendirmeler sonucunda, en yüksek korelasyon katsayısı andezitlerde r: 0.90 ve monzogranitlerde r: 0.94 değeri ile P ve S dalga hızı ölçümlerine ait verilerden elde edilmiştir. En düşük korelasyon katsayısı değeri ise monzogranitlerde Kuvars/Alkali Feldispat oranı ile gözeneklilik arasında tespit edilmiştir. Yapılan analizler neticesinde istatistiksel olarak anlamlı bulunan ve yüksek korelasyon katsayısına sahip ilişkilerin çalışma açısından önemli olduğu ve ilgili parametrelerin dolaylı tahminlerinde kullanılabilir nitelikte olduğu öngörülmüştür.

Keywords

• Andezit,Monzogranit,Jeomekanik Özellik,Petrografik Özellik,İstatistiksel Analiz

Investigation of the Relations Between Geomechanical Properties of Some Rocks of Magmatic Origins Outcrop in Gümüşhane Region

Abstract

In this study, the geomechanical properties of magmatic origin rocks of andesite and monzogranite composition in Gümüşhane province were determined and empirical relations between these properties were investigated. As a result of experimental studies,  specific gravity, unit volume weight, water absorption by weight, water absorption by volume and porosity values of andesite and monzogranites were determined. For both rocks types, P and S wave velocity measurements were carried out under dry and saturated conditions. Depending on these values, dynamic elastic parameters were confirmed. Mechanical properties such as uniaxial compressive strength, point load index, indirect tensile strength and elastic parameters such as modulus of elasticity and Poisson’s ratio values were determined. As a result of the statistical assessments, the highest correlation coefficient values which are 0.90 in andesites and 0.94 in monzogranites were obtained from the data of the P and S wave velocity measurements. The lowest correlation coefficient values were determined between Quartz/Alkaline Feldspar ratio and porosity in monzogranites. It is predicted that the relations which are statistically significant and have a high correlation coefficient are important for the study and that they can be used in the indirect estimation of the related parameters.

Keywords

• Andesite,Monzogranite,Geomechanical Property,Petrographical Property,Statistical Analysis

References

1. Alemdağ, S. ve Gürocak, Z. (2011) Üst Kretase yaşlı bazaltlarda (Trabzon/Türkiye) birleşik ayrışma indeksi (UAI) ile fiziksel, mekanik ve kimyasal özellikler arasındaki ilişkiler, Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 23(1), 1-10.
2. Altuğ, M. (2012) Sıcaklığın yapı malzemesi olarak kullanılan kayaçlar üzerindeki etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Niğde Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Niğde
3. Babacan, A.E., Ersoy, H. ve 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, 36(1), 63-73.
4. Başarır, H., Kumral, M. ve Özsan, A. (2004) Kayaların tek eksenli basınç dayanımının basit deney yöntemleriyle tahmini, Kayamek’2004-VII. Bölgesel Kaya Mekaniği Sempozyumu, Sivas, 111-117.
5. Dağ, S., Alemdağ, S. ve Alkan, F. (2015) Kayalarda gözeneklilik ile dayanım özellikleri arasında görgül ilişkilerin araştırılması, MÜHJEO’2015 Ulusal Mühendislik Jeolojisi Sempozyumu, Trabzon, Bildiriler Kitabı, 286-293.
6. Dağ, S. (2016) Comparison of the apparent porosity and porosity values on different rock types (Gümüşhane-Türkiye). International Conference on Engineering and Natural Sciences (ICENS), Saraybosna, 3, page 705-712.
7. Dağ, S. ve Soysal Z. (2017) The effect of anisotropy on some rock properties in sandstones. 2nd International Symposium on Multidisciplinary Studies, Rome, Page 109.
8. Dağ, S. ve Alkan F. (2017) Evaluation on the indirect estimation of rock strength in granites; example from Gümüşhane (NE/TÜRKİYE). 2nd International Symposium on Multidisciplinary Studies, Rome, Page 110.

9. Duncan, C.W. (1999) Foundations on Rock. 2nd ed. E & F.N.Spon.
10. Ersoy, H., Özdemir, A. ve Yalçınalp, B. (2009) Geology and geotechnical properties of Kalecik (Gümüşhane) travertines. Proceedings of The 21st International Mining Congress and Exhibition of Turkey, Antalya, 639-648.
11. Goodman, R.E. (1989) Introduction to Rock Mechanics. John Wiley & Sons.
12. Gurocak, Z., Solanki, P., Alemdag, S. ve Zaman, M. (2012) New consiredations for empirical estimation of tensile strength of rocks. Engineering Geology, 145-146,1-8. doi:10.1016/j.enggeo.2012.06.005.
13. Gurocak, Z., Alemdag, S., Bostanci, H.T., and Gokceoglu, C. (2017) Discontinuity controlled slope failure zoning for a granitoid complex: A fuzzy approach. Rock Mechanics and Engineering, Volume 5: Surface and Underground Projects, CRC Press Taylor & Francis Group, eBook ISBN: 978-1-317-48188-1, Pages 1–25.
14. Güven, İ.H. (1993) Doğu pontidlerin jeolojisi ve 1/250.000 ölçekli komplikasyonu, MTA, Ankara.
15. ISRM (2007) The complete isrm suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 1974-2006. R. Ulusay and J.A. Hudson (Eds.), Suggested methods prepared by the commission on testing tethods, international society for rock mechanics, compilation arranged by the ISRM Turkish National Group, Kozan Ofset, Ankara,Turkey, 628 P.
16. Johnson, R.B. ve De Graff, J.V. (1998) Principles of Engineering Geology. John Wiley & Sons.
17. Jianhong, Y., Wu, F. Q. ve Sun, J. Z. (2009) Estimation of the tensile elastic modulus using brazilian disc by applying diametrically opposed concentrated loads, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 46, 568–576. doi:10.1016/j.ijrmms.2008.08.004
18. Kandemir, R. (2004) Gümüşhane ve yakın yörelerindeki erken-orta jura yaşlı şenköy formasyonu’nun çökel özellikleri ve birikim koşulları, KTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, Trabzon.
19. Kanık, D. (2010) Karbonat kayaların tek eksenli basınç dayanımlarının basit indeks deneyler kullanılarak tahmini, KTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Trabzon.
20. Karakul, H. ve Ulusay, R. (2012) Kayaların dayanım özelliklerinin farklı doygunluk koşullarında P-dalga hızından kestirimi ve P-dalga hızının fiziksel özelliklere olan duyarlılığı, Yerbilimleri Dergisi, 33(3), 239-268.
21. Karaman, K. ve Kesimal, A. (2012) Kayaların tek eksenli basınç dayanımı tahmininde nokta yükü deney yöntemleri ve porozitenin değerlendirilmesi, Madencilik, 51(4), 3-14.
22. Ketin, İ. (1966) Türkiye’nin tektonik birlikleri, MTA Dergisi, 66, 20-34.
23. Luis I. Gonzalez de V. ve Mercedes, F. (2011) Geological Engineering, CRC Press, London.
24. Moradian, Z. A. ve Behnia, M. (2009) Predicting the uniaxial compressive strength and static Young’s modulus of intact sedimentary rocks using the ultrasonic test, International Journal of Geomechanics, 9(1), 14-19. doi:/10.1061/(ASCE)1532-3641(2009)9:1(14)
25. Ocak, İ. (2008) Tek eksenli basınç dayanımı kullanılarak kaya malzemesinin elastisite modülünün tahmini, İstanbul Yer Bilimleri Dergisi, 21(2), 91-97.
26. Pelin, S. (1977) Alucra (Giresun) güneydoğu yöresinin petrol olanakları bakımından jeolojik incelenmesi, KTÜ Yayını, No:87, Trabzon.
27. Rahn, P.h. (1986) Engineering Geology, An Environmetal Approach, Elsevier.
28. Singh, T.N. ve Sharma, P.K. (2008) A correlation between P-wave velocity, impact strength index, slake durability index and uniaxial compressive strength, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 67(1), 17-22. doi:10.1007/s10064-007-0109-y
29. Tokel, S. (1972) Stratigraphical and volcanic history of the Gümüşhane region, N.E. Turkey, University College, London.
30. Topuz, G., Altherr, R., Wolfgang, S., Schwarz, W.H., Zack, T., Hasanözbek, A., Mathias, B,. Satır, M. ve Şen, C. (2010) Carboniferous high-potassium I-type granitoid magmatism in the Eastern Pontides: The Gümüşhane pluton (NE Turkey), Lithos, 116(1-2), 92-110. doi:10.1016/j.lithos.2010.01.003
31. Tomašić, I., Lukić D., Peček N. ve Kršinić A. (2011) Dynamics of capillary water absorption in natural stone, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 70(4), 673–680. doi: 10.1007/s10064-011-0355-x
32. Tuğrul, A. ve Zarif, I.H. (1999) Correlation of mineralogical and textural characteristics with engineering properties of selected granitic rocks from Turkey, Engineering Geology 51, 303-317. doi: 10.1016/S0013-7952(98)00071-4
33. Tüysüz, N. ve Yaylalı, G. (2005) Jeoistatistik Kavramlar ve Bilgisayarlı Uygulamalar, 1. Baskı, K.T.Ü. Yayınları, Trabzon.