Blokların Fraktal Boyutunun Bloklu Piroklastik Kayaların Makaslama Dayanımına Etkisi

Bu çalışmada, piroklastik çökellerden oluşan bir tür bloklu kaya kütlesinin makaslama dayanımı ile bu kaya kütlesinin içerdiği blokların fraktal boyutu arasındaki ilişkiler araştırılmıştır. Çalışma kapsamında, jeo-mekanik açından “hamurda kaya” olarak tanımlanan bir bloklu piroklastik kaya kütlesinden derlenen örnekler üzerinde üç eksenli makaslama deneyleri uygulanmıştır. Hamurda kayanın kohezyonu (c) ve içsel sürtünme açısı (φ) değerleri belirlenmiştir. Bununla birlikte, fraktal boyut çözümlemeleri ve sayısal görüntü işleme analizleri yardımıyla hamurda kayanın içerdiği blokların parçalanma fraktal boyutu (DF ) ve pürüzlülük fraktal boyutu (DR) değerleri hesaplanmıştır. Ayrıca, hamurda kayanın ve bu kaya kütlesinin içerdiği matriks ve blok bileşenlerinin de tek eksenli sıkışma dayanımı değerleri belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, DR ve DF ile c ve φ arasında pozitif ve negatif doğrusal ilişkilerin olduğu görülmüştür. DR ve DF değerlerinin her ikisinin de artmasına bağlı olarak φ değerleri artış gösterirken, c değerlerinin ise azaldığı belirlenmiştir. DR’nin artmasıyla φ’nin artış göstermesi blok yüzeylerinin pürüzlüğünün artmasına bağlı olarak makaslama gerilmelerine karşılık sürtünmenin de arttığının işaretidir. Sonuç olarak, DR’nin artmasıyla pürüzlü blok yüzeyleri ile matriks arasındaki temas alanlarının genişlediği ve böylece kaya kütlesini gevşeten zayıflık zonlarının artmasına bağlı olarak kohezyonun azalabileceği sonucuna ulaşılmıştır.