Farklı Petrografik Kökenli Kayaçların Yüksek Sıcaklık Altındaki Jeomekanik Davranışlarının Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi

Öz

Bu çalışmada, deney veri setinde yer alan Andezit, Traverten, Kireçtaşı-2 ve Kireçtaşı-3 örneklerinin 105°C, 400°C ve 800°C sıcaklıklara ısıtıldıktan sonra gösterdiği jeomekanik değişimler karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalar kapsamında, ISRM (International Society for Rock Mechanics, Uluslararası Kaya Mekaniği Derneği) tarafından önerilen yöntemler kapsamında NX çapında (54,7 mm) hazırlanan silindirik kayaç numuneleri üzerinde kuru ve suya doygun koşullarda ultrasonik dalga hızı (P ve S dalgaları), birim hacim ağırlık, tek eksenli sıkışma dayanımı, statik ve dinamik elastisite modülü değerlerini belirlemek amacıyla deneyler gerçekleştirilmiştir. Bulgular, karbonatlı sedimanter kayaçların (Traverten ve Kireçtaşı-2) özellikle 800°C’deki sıcaklıkta kalsinasyon reaksiyonuna uğrayarak iç yapısal bütünlüklerini kaybettiğini ve dayanımlarında ciddi düşüşler yaşandığını göstermiştir. Buna karşın, kuvars içerikli matrise sahip olan Kireçtaşı-3 örneği, termal şoklara karşı daha kararlı bir davranış sergilemiştir. Deney serisinde en yüksek termal stabiliteyi ise, düşük gözenekli volkanik matrisi ve mineraller arası termal kenetlenme mekanizması sayesinde andezit numuneleri göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

• Andezit
• Jeomekanik özellikler
• kireçtaşı
• termal şok
• traverten

Kaynakça

1. Gautam, P. K., Verma, A. K., Jha, M. K. & Singh, T.N. (2018). Effect of high temperature on physical and mechanical properties of Jalore granite. Journal of Applied Geophysics, 159, 460-474.
2. Idris, M. A. (2018). Effects of elevated temperature on physical and mechanical properties of carbonate rocks in South-Southern Nigeria. Journal of Mining of Mineral Deposits, 12(4), 20-27.
3. ISRM. (2007). The complete ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 1974-2006. (Ulusay, R., & Hudson, J.A.) Kozan Ofset.
4. Jin, J., Liu, J., Chen, W., Li, G., Cheng, W., Zhang, X., & Luo, Y. (2024). The impact of high temperature on mechanical properties and behaviors of sandstone. Frontiers in Earth Science., volume 12. journals/earth-science/articles/10.3389/feart.2024.1322495/full
5. Li, X., Fan, X., Tao, M., Yin, T., & Huang, S. (2023). Damage Effect of Thermal Shock on the Heated Granite at Different Cooling Rates. Buildings. 13 (3), 629.
6. Moghrabi, R., Törük, A., & Vasarhelyi, B., (2026). High Temperature Effects on the Engineering Properties of Sandstone. Rock Mechanics Letters 3(1):295-301.
7. Qi, H., Ba, J., & Müller, T. B. (2021). Temperature Effect on the Velocity‐Porosity Relationship in Rocks. Journal of Geophysical https://doi.org/10.1029/2019JB019317. Research: Solid Earth. 126(1) Sirdesai, N. N., Ranjith, P. G., Singh, T. N., & Mahanta, B. (2017). Effects of thermal treatment on physico-morphological properties of Indian fine-grained sandstone. Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 78, 883-897.
8. Vagnon, F., Colombero, C., Colombo, F., Comina, C., Ferrero, A. M., Mandrone, G., & Vinciquerra, S. C., (2019). Effects of thermal shocks on the physical and mechanical properties of Valdieri Marble. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 116, 75-86.

9. Yan, Q., Tian, H., Xu, N., & Chen, Y. (2019). Physical and Mechanical Properties of Granite After High-Temperature Treatment. Rock Mechanics and Rock Engineering, 53(1), 305-322.
10. Yang, S. Q., Ranjith, P. G., Jing, H. W., Tian, W.L., & Ju, Y. (2017). An experimental investigation on thermal damage and failure mechanical behavior of granite after exposure to different high temperature treatments. Geothermics, 65, 180-197.
11. Zhang, W., Sun, Q., Hao, S., Geng, J., & Lv, Chao. (2016). Experimental study on the variation of physical and mechanical properties of rock after high temperature treatment. Applied Thermal Engineering, 98, 1297-1304.