Bearing capacity analysis of layered rock for an underground mine

Abstract

ÖZET YERALTI OCA?INDA TABAKALI KAYALARIN TAŞIMA KAPASİTELERİNİN ANALÎZÎ GÖKAY, Mehmet Kemal Yüksek Lisans Tezi, Maden Müh. Bölümü Tez Yöneticisi: Do c. Dr. Erdal Ünal Şubat 1988, 135 sahife Simav yeraltı boraks madeninde.. bul unan sedimenter ka- yaçlarda birçok plaka-yükleme deneyi yapılmıştır. Taşıma kapasitesinde ki boyut etkisini bulmak için değişik boyut taki kare kesitli plakalar kullanılmıştır. Arazi çalışmala- rinda, üzerinde deney yapılan önemli kayaçlerîn; üleksit, kolemanit ve kiltaşi laminalı kireçtaşı olduğu gözlenmiş ayrıca kiltaşi laminalı kireçtaşınm taşıma kapasitesinin lamina kalınlığına göre büyük farklıliklar gösterdiği gö rülmüştür. Arazi çalışmalar! sonucu elde edilen bilgilerden yola çıkarak yeraltı ocağında kullanılacak bireysel hidro lik direk altlıkları, değişik tabakalar için alternatif tasarımlar şeklinde verilmiştir. Labaratuvar deney sonuçlarını kullanarak arazi taşıma kapasitesine, zemin mekaniği formülleri kullanılarak ula-ı şilmaya çalışılmış fakat hasaplar sonucu elde edilen değer lerin ölçülen arazi taşıma değerlerinden yüksek olduğu görülmüştür. Bununla birlikte özellikle Hoek & Brown' nun amprik yenilme kriteri, kayaçlarin düzenlenmiş mekanikdeğerleri kullanıldığında, arazi taşıma kapasitelerine yakın sonuçlar verdiği gözlenmişdir. Süreksizlik özelliklerinin yük plakası altındaki kayaç yenilmesine etkisi teorik olarak analiz edilmiş, tabakalı ve kross-anizotropik kayaçlarda; yükleme plakası altında oluşan gerilme-def ormasyon dagilımlari incelenmiş tir. Yenilme analizlerinde Mohr-Coulomb yenilme kriteri kullanılarak, süreksizlikler arası uzaklığın ve süreksizlik pekliğinin taşıma kapasitesine etkisi analiz edilmiştir. Anahtar kelimeler : taşıma kapasitesi, laminalı kayaç, boyut etkisi. vı

ABSTRACT BEARING CAPACITY ANALYSIS OP LAYERED ROCK FOR AN UNDERGROUND MINE GÖKAY'-', Mehmet Kemal - M.S. in Mining Eng. Supervisor : Assoc. Prof.. Dr. Erdal Ünal February 1988, 1J5' pages A series of plate bearing tests was carried out on sedimentary rock units in an underground borax mine. Square section loading plates with different sizes were used in order to investigate the size effect on the plate bearing capacity. Major rock types tested in the field included ulexite, colemanite, and a bedded and laminated limestone with claystone. It was observed that this lime stone showed large variations for bearing capacity depending upon the spacing of bedding and laminations. Based on the field results, alternative designs for base plates of individual hydraulic props to be used in the mine were suggested. In order to estimate in-situ bearing capacity values from laboratory test results emprical approaches suggested in Foundation Engineering and Soil Mechanics were used. It was found however that these values were higher than in-situ measured values. When proper rock failure criteria, especially Hoek &. Brown's emprical failure criterion were nxused with corrected strength parameters for in-situ condi tion, better estimates of field bearing capacity were obtained. Â theoretical analysis was conducted in order to investigate the effect of discontinuity properties, i.e. normal and shear stiffnesses and the spacing on the initi ation of bearing capacity failures. Stress distribution in a bedded or cross-anisotropic rock under plate loading was studied. A failure analysis based on the Mohr-Coulomb failure criterion was conducted to estimate the reductions in the bearing capacity with spacing and stiffness para meters of the beds. Key words : bearing capacity, laminated rock, size effect, IV