Bir Tünel Güzergâhındaki Zayıf Kireçtaşlarının Aşınma ve Dayanım Özellikleri Arasındaki İlişkilerin Araştırılması

Öz

Kayaçların aşındırıcılığının belirlenmesinde CERCHAR Aşınma İndeks (CAI) verileri önemli bir yer tutmaktadır. Kayaçlarda aşınmayı etkileyen başlıca etmenler kayaçtaki kuvars gibi aşındırıcı minerallerin miktarı, kayacın yoğunluğu, çimentolanma derecesi ve dayanım özellikleridir. Bu çalışmada Austin (Teksas - ABD) şehir içi geçiş tüneli kaya örnekleri test edilerek zayıf kireçtaşlarının CAI verileri ile dayanım özellikleri arasındaki ilişkiler araştırılmıştır. Kayacın aşınması ve aşındırıcılığı bir arada düşünülerek, aşınan çelik üzerindeki ve aynı anda kayada gerçekleşen oyulma (yarık) miktarları birlikte ölçülmüş ve ilişkilendirilmeye çalışılmıştır. Sert kayalarda kazıcı ömrünün tahmininde kullanılan CERCHAR yönteminin zayıf kayalar için dayanım özelliklerinin tahmininde kullanılabilirliğine dönük bir araştırma yürütülmüştür. Çalışma sonucunda kayaç örneklerine ait CAI değerlerinin 1.72’nin altında, çoğunluğunun ise 0.2 – 1.0 aralığında olduğu görülmüştür. İstatistiksel çalışmalar sonucunda CAI ile Tek Eksenli Sıkışma Dayanımı (UCS) ve Dolaylı Çekme Dayanımı (TS) değerleri arasında ilişki olduğu belirlenmiştir. CAI ile Yarık Derinliği (YD) arasında ve YD ile UCS ve TS değerleri arasında da ilişkilerin olduğu belirlenmiştir. Kayaçların aşındırıcılığının belirlenmesinde kullanılan CAI parametresinin ve bunu elde etmekte kullanılan CERCHAR Yöntemi’nin, yumuşak kayalar için geliştirilmesi önerilmektedir. CERCHAR deneyinde CAI indeksine ek olarak yarık derinliğinin ölçülmesi ile kayanın diğer özelliklerinin tahmin edilmesinin mümkün olabileceği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Aşındırıcılık,Aşınma,CERCHAR,Dayanım,Zayıf kireçtaşı

Kaynakça

1. Al-Ameen, S.L., Waller, M.D.,1994. The influence of rock strength and abrasive mineral content on the CERCHAR abrasive index. Engineering Geology, 36, 293-301.
2. Altındağ, R., Şengün, N., Saraç, S., Mutlutürk, M., Güney, A., 2009. Evaluating the relations between brittleness and cerchar abrasion index of rocks. Eurock 2009, ISRM Regional Symposium, Crotia, 195-200.
3. Atkinson, R.H., 1993. Hardness Tests for Rock Characterization. (Ed.: Hudson) Comprehensive rock engineering. Rock testing and site characterization. Oxford: Pergamon Press, 3: 105–117.
4. Atkinson, T., Cassapi, V.B., Singh, R.N., 1986. Assessment of abrasive wear resistance potential in rock excavation machinery. International Journal of Mining and Geological Engineering, 3, 151-163.
5. ASTM D 2938, Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Intact Rock Core Specimens. ASTM International, West Conshohocken, PA.
6. ASTM D 3967, Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Intact Rock Core Specimens. ASTM International, West Conshohocken, PA.
7. ASTM D 5731, Standard Test Method for Determination of the Point Load Strength Index of Rock. ASTM International, West Conshohocken, PA.
8. ASTM D7625, Standard Test Method for Laboratory Determination of Abrasiveness of Rock Using the CERCHAR Method. ASTM International, West Conshohocken, PA.

9. Bilgin, N., 1989. İnşaat ve Maden Mühendisleri için Uygulamalı Kazı Mekaniği. Birsen Yayınevi, İstanbul, 192 s..
10. CERCHAR, 1986. The CERCHAR abrasiveness index. Centre d´Études et des Recherches des Charbonages de France. Verneuil.
11. Fowell, R.J., Abu Bakar, M.Z., 2007. A review of the Cerchar and LCPC rock abrasivity measurement methods. 11th Congress of the International Society for Rock Mechanics, Second half century for rock mechanics, Vol. 1, 155-160.
12. Hixon, S.B., 1959. Facies and petrography of the cretaceous Buda limestone of Texas and Northern Mexico. University of Texas, USA, MA Thesis,
13. Johnson, S.T., Fowell, R.J., 1986. Compressive strength is not enough (Assessing Pick Wear for Drag Tool-Equipped Machines). In: Proceedings of the 27th US Symp Rock Mech., Tuscaloosa, Ala., USA, 840–845.
14. Michalakopoulos, T.N., Anagnostou, V.G., Bassanou, M.E., Panagiotou, G.N., 2005. The influence of steel styli hardness on the Cerchar abrasiveness index value. Int. J. Rock Mech. Min Sci. & Geomech. Abstr. 43, 321-327.
15. Plinninger, R., Kasling, H., Thuro, K., and Spaun, G., 2003. Technical note – Testing conditions and
16. geomechanical properties influencing the CERCHAR abrasiveness index (CAI) value. International Journal of Rock Mechanics&Mining Sciences, 40 (2), 259-263.
17. Schimazek, J., Knatz, H., 1976. Die beurteilung der bearbeitbarkeit von gesteinen durch schneid - und rollenbohrwerkzeuge. Erzmetall Bd. 29, Heft3, 113-119.
18. Suana, M., Peters, T., 1982. The CERCHAR abrasivity index and its relation to rock mineralogy and petrography. Rock Mech. 15, 1–7.
19. Valantin, A., 1973. Test CERCHAR pour la mesure de la dureté et de l’abrasivité des roches. Annexe de l’exposée présenté aux Journées d’ Information « Techniques de creusement » Novembre 1973, Luxembourg.
20. West, G., 1986. Relation between abrasiveness and quartz content for some coal measures sediments. International Journal of Mining and Geological Engineering, 4, 73-78.