Düşük dayanımlı kayalarda yüzey pürüzsüzlüğünün ıslak kararlılık indisine etkisi
The influence of surface roughness on slake durability index for low-strength rocks
- Tez No: 151072
- Danışmanlar: DOÇ.DR. KAMİL KAYABALI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Islak kararlılık deneyi, yüzey pürüzlülüğü, fraktal boyut, kil içeren kaya, Slake durability test, surface roughness, fractal dimension, clay-bearing rocks
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yerkabuğunun üçte birini kil içeren kayalar oluşturmaktadır. Kil içeren, zayıf-orta zayıf dayanımlı kayalarda karşılaşılan başlıca mühendislik sorunları; kavlama, erozyon, şev duraysızlığı, oturma ve dayanım azalmasıdır. Bu tip kayaların mühendislik sınıflarını ve davranışlarını ortaya koymak için bazı özellikleri araştırılmalıdır. Bu özelliklerden, birisi ıslak kararlılıktır. Islak kararlılık deneyinde, iki standart ıslanma-kuruma devrine tabi tutulan kaya numunelerinin zayıflama ve ayrılıp suda dağılmaya karşı gösterdiği direnç belirlenmektedir.Literatürde ıslak kararlılık deneyi ile ilgili çalışmaların bir kısmında araştırmacılar, ıslak kararlılık deneyinden faydalanarak kayaların ıslanma-kuruma durumundaki davranışlarını ortaya koymuşlar ve kayaları daha iyi tanımlamaya çalışmışlardır. Bir kısım araştırmacılar da, Franklin ve Chandra (1972) tarafından geliştirilen ıslak kararlılık deneyinin uygulanma şeklini irdelemişler ve deney sonuçlarını etkileyen parametreleri ortaya koymuşlardır (kayaların mineralojik bileşiminin etkisi, döngü sayısının etkisi, deney çözeltisinin etkisi gibi). Bu çalışmada ise, farklı cins kayalardan (marn, killi kireçtaşı, tüf, kumtaşı, bozuşmuş granit), farklı yüzey pürüzlülüğüne sahip agregalar hazırlanmış (köşeli, yarı köşeli, yuvarlak) ve her grupta dört döngülü ıslak kararlılık deney yapılarak, agrega yüzey pürüzlülüğünün ıslak kararlılık indeksine etkisi araştırılmıştır. Kayaların ıslak kararlılık indeksi değerleri Üzerinde, incelenen kaya cinslerinin, agrega yüzey pürüzlülüğünün, yapısal özelliklerin ve kaya içerisindeki mineral dağılımının etkili olduğu belirlenmiştir. Masif yapılı, Iaminalanma ve tabakalanma göstermeyen kayalarda yuvarlatılmış ve köşeli (pürüzlü) yüzeye sahip agregalarm deney sonuçlan birbirinden oldukça farklı değerlerde çıkmaktadır. Tabakalı- laminalı kayalarda agrega yüzey pürüzlüğünün deney sonuçlan üzerinde belirleyici bir etkisi olmadığı gözlenmiştir. İri taneli kayalar olarak gruplandınlan kumtaşı, töf ve bozuşmuş granit türü kayalarda agrega yüzey pürüzlülüğünün ıslak kararlılık indeksi Üzerindeki etkisi, ince taneli kayalardan (marn, killi kireçtaşı) daha fazla olmuştur. Tüm kayalarda yuvarlak profile sahip grupların ıslak kararlılık indeksi (la) sonuçlan arasındaki farklar oldukça az çıkarken, yan köşeli ve köşeli gruplarda U değerleri daha geniş aralıklarda yayılmaktadır. Ayrıca, kaya gruplannda çoğunlukla yuvarlak agregalann U değerleri ile kuru yoğunluk (p<ı) ve nokta yükü dayanımı (l^sn) arasında daha yüksek korelasyon değerleri oluşmaktadır. Bu sebeple, ıslak kararlılık deneyi ortalama fraktal boyutu 1.030 olan agregalarla yapıldığında, agregalann pürüzlülüğünden kaynaklanacak hatalar büyükölçüde ortadan kaldırılmış olacaktır. Özellikle iri taneli kayalar grubunda, köşeli agregalarla yapılmış deneylerden elde edilen ıslak kararlılık indekslerinin (I^m), lam = 0,86161^^34,562 dönüşüm fonksiyonuyla, yuvarlatılmış agregalardan elde edilebilecek ıslak kararlılık indekslerine (Imn) dönüştürülmesi durumunda, agregalann köşeli olmasmdan-kaynaklanacak hatalar belirli ölçülerde (R2=0.92) giderilebilmektedir. Regresyon model çalışmalannda kayaların iç değerleri bağımlı, fraktal boyut (D), I^mj ve pd değerleri bağımsız değişkenler olarak seçilmiştir. Aynca bağımsız değişkenlerin arasındaki etkileşimlerin (D*I,(50), D* pa, Pd« ls(5o)) oluşturulacak modele etkisi araştırılmıştır. Her iki grup kayada oluşturulan modellerde fraktal boyutun Ia değerleri üzerinde etkili bir parametre olduğu görülmüştür. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar on noktadan alınan ve yukanda belirtilen kayalar için geçerlidir. Farklı türlerdeki pek çok kaya üzerinde benzer çalışmalar yapılarak bu kayalarda agrega yüzey pürüzlülüğünün ıslak kararlılık indisine etkisi araştınlmalıdır.
Özet (Çeviri)
Clay-bearing rocks form two third of the Earth's Crust The engineering problems encountered with weak and moderately weak clayey rocks are lowering of slaking, erosion, slope stability, settling and loading strength. A number of tests are applied for revealing the engineering classes and behavior of such clayey rocks. One of such tests is the slake durability. By this test, the rocks are to be subjected to the two standard wetting-drying stages and examination of the weakening they experience and subsequent resistance they show against dissipation in water. In some of the literature concerning slake durability experiments, the researchers displayed the characteristics of these rocks and tried better understanding their nature by taking the advantage of this test Some of the researchers have evaluated the applicability of Franklin and Chandra's (1972) slake durability experiment and put forward the parameters affecting the outcome of this test such as the effects of mineralogical composition, number of cycles and trie solution used in experiment In the current research, aggregates having different surface roughness (angular, sub-angular and rounded) were prepared from different kind of rocks (marl, clayey limestone, sandstone, tuff and weathered granite); each group was tested by four cycled slake durability experiment and the effect of the slake durability index was investigated. The results showed that the investigated rock type, surface roughness of the aggregate, structural characteristics and the pattern of distribution of the constituting minerals have affected the values of the slake durability index of these rocks. The aggregates prepared from rocks of massive structure with neither lamination nor bedding showed quite different results.The surface roughness of the aggregates prepared from bedded-laminated rocks have no decisive effect on the test results. The effect of surface roughness of aggregates on the slake durability index was higher in the coarse-grained rock groups, sandstone, tuff and weathered granite than those of the finer-grained rock group, marl and clayey limestone. The difference in U values of all rocks with rounded outlines was very low; meanwhile, the sub-rounded and rounded groups showed wider ranges. Furthermore, the rounded aggregates among the rock groups showed higher correlation values between U and those of pd and Is (J()). For this reason, when the slake durability test is performed on the aggregates with average fractal dimension of 1.030, the errors caused by the roughness of these aggregates would be widely eliminated. When the regression function I^yi " 42.4 l*ln (ld2tk)) - 96.375 of the slake durability index law obtained particularly from experimenting angular aggregates within the coarse-grained group of rocks is transformed into slake durability index I,e<y) of the rounded aggregates, the errors which could be resulted because of the angularity of the aggregates can be greatly avoided (R2-0.90). In the regression 'model workings, the I<q values of rocks were selected as dependent and those of D, I, (so) and pd as independent variables. Furthermore, the effect of the effecting factors among the independent variables (D*I, (50),D* pd, pd» Is (M, were investigated in the proposed model. It was noticed that it constituted an affecting factor on the fractal dimension U in the proposed model of both rock groups. The results obtained in this research are valid for the ten rock groups mentioned above. Similar work on many other rock types to investigate the effect of surface roughness of these rock aggregates on the slake durability index is recommended.
Benzer Tezler
- Burdur ili mermer sektörünün kurumsal ve ekonomik yapısı
İnstitutional and economic structure of marble sector in burdur
AHMET SARITAŞ
- Titanyum alaşımlarının ısıl işlem ve mekanik özellikleri
Heat treatments and mechanical properties of titanium alloys
ALPTEKİN İŞLER
- Disk makaslama indeks deneyi ile dayanım anizotropisinin araştırılması
Investigation of strength anisotropy by the block punch index test
HASAN KARAKUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Jeoloji MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. REŞAT ULUSAY
- Zonguldak taşkömür havzası kömür çevre kayaçlarının dayanım ve deformasyon anizotropisi
A study on the strengh and deformation anisotropy of coal measure rocks at Zonguldak basin
KENAN ÇOLAK
Doktora
Türkçe
1998
Maden Mühendisliği ve MadencilikZonguldak Karaelmas ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. YADİGAR MÜFTÜOĞLU
- Kızıldağ yayla (Adana) dolayının jeoloji incelenmesi
Başlık çevirisi yok
ULVİ CAN ÜNLÜGENÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Jeoloji MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CAVİT DEMİRKOL
PROF. DR. AHMET ACAR
DOÇ. DR. MAHMUT SAYIN