Kaya malzemesinin nokta yükü dayanım indeksi, tek eksenli basınç dayanımı ve dolaylı çekme dayanımı arasındaki ilişkinin araştırılması

Abstract

Gelişen bilim ve teknolojinin etkisiyle, yapıların önceden planlama ve projelendirilmesi birçok mühendislik alanının bir araya gelip sistemli düşünmesini ve ekip çalışmasını gerektirmektedir. Bu birlikte çalışma en uygun ve en ekonomik projeyi ortaya çıkarmaktadır. Yeraltı ve yerüstü yapıları için en uygun ve en ekonomik projeyi ortaya çıkarmak için bu yapıların mekanik özelliklerinin bilinmesi önemlidir. Bu mekanik parametrelerin en önemlisi tek eksenli basınç dayanımıdır. Bu çalışmada; öncelikle yol göstermesi, karşılaştırma ve konunun önemini anlatmak için daha önce yapılmış ve literatürde kabul görmüş çalışmalara yer verilmiştir. Daha sonra deneylerde kullanılmak üzere çoğunluğu Zonguldak ili ve çevresi olmak üzere Türkiye'nin 14 farklı bölgesinden laboratuvar ortamına getirilen kayaçlar, petrografik olarak sınıflandırılmış ve getirilen bu kayaçlardan hazırlanacak örneklerin hangi standartlarda nasıl hazırlanacağı anlatılmıştır.Bu tez çalışmasını 2 kısımda incelemek mümkündür. İlk kısımda doğrudan belirlenmesi çok güç, önem isteyen ve zaman alıcı olan tek eksenli basınç dayanımını, nokta yükü dayanım indeksinden tahmin etme çalışmaları yapılmıştır ve tahmin eşitlikleri sunulmuştur. Daha sonra yükleme şekilleri basınç olan dolaylı çekme dayanımı deneyi, nokta yükü dayanım indeksi deneyi ve tek eksenli basınç dayanımı deneyi arasındaki ilişki araştırılmış ve üç deney için aralarındaki ilişkiyi gösteren tahmin eşitlikleri verilmiştir. İkinci kısımda ise tez kapsamında yapılan 3 deney için yükleme koşullarına göre aralarındaki ilişkiler incelenmiştir. Bu kapsamda, nokta yükü dayanım indeksi deneyinin geleneksel yolların aksine hidrolik katı yükleme makinesi kullanılarak deformasyon ve yük kontrollü olarak yapılmıştır. Tek eksenli basınç dayanımı deneyi ve dolaylı çekme dayanımı deneyi ise sadece yük kontrollü olarak yapılmıştır. Deformasyon kontrollü olarak yapılan deneylerde yükleme 1,5 mm/dk, yük kontrollü olarak yapılan deneylerde ise yükleme 200 N/sn olarak yapılmıştır. Yükleme koşullarına göre; tek eksenli basınç dayanımı deneyi ile nokta yükü dayanım indeksi deneyi arasındaki ilişkiyi yükleme şeklinin değişmesinin etkilemediği görülmüştür. Fakat dolaylı çekme dayanımı deneyi ile nokta yükü dayanım indeksi deneyi arasında yükleme şeklinin değişmesi farklı sonuçları ortaya çıkarmıştır. İki deney arasında aynı yükleme koşullarında ilişkinin daha yüksek çıktığı görülmüştür.

Preplanning and projecting of structures necessitates multidisciplinary work and team work with the advancing science and technology. This multidisciplinary effort brings out the most suitable and economic project. In order to produce the most suitable and economic project for underground and surface structures knowing the mechanical properties of such structures is quite important. The most important of these properties is uniaxial compressive strength. In this study, studies found in the literature were given to explain the importance of the subject and for guidance and comparison purposes. Then, the rocks obtained from 14 different regions, most from Zonguldak province, were petrographically classified and how these samples are to be prepared were explained.It is possible to examine this study in two parts. The first part contains predicting uniaxial compressive strength, direct determination of which is troublesome, from the point load index. Then, the relationships between indirect tensile strength test, point load index test and uniaxial compressive strength test whose loading type is pressure were investigated.In the second part of the study, the relations among the three tests performed within the scope of the study was investigated according to the loading conditions. In this context, point load index test was done by a hydraulic loading machine, on the contrary to conventional methods, with controlling deformation and load. Uniaxial strength and indirect tensile strength tests were conducted only by controlling the load. The loading was chosen as 1.5 mm/min for the deformation controlled tests and 200 N/s for the load controlled tests. According to the loading conditions; it was observed that a change in the type of loading does not change the relationship between the uniaxial strength test and point load index test. However, it was found that there is a higher statistical relationship between the indirect tensile strength test and point load index tests at the same loading conditions.