Bu ders notunun çıkarılmasında değerlendirilen ve okunması tavsiye edilen kaynaklar

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Bu ders notunun çıkarılmasında değerlendirilen ve okunması tavsiye edilen kaynaklar"

Ayla Cihan
6 yıl önce
İzleme sayısı:

1 kaynaklar Amedei, B. and Stefanson, O., Rock Stress and Its Measurement. Chapman & Hall, London, 490p. Bell, F.G., 1983, Engineering Propeties of Soils and Rocks. Butterworth & Co., Second Edition, Kent, England, 149p. Goodman, R.E Introduction to Rock Mechanics. Wiley, 2nd ed., New York, 562p. Hoek, E. and Bray, J.W., Rock Slope Stability. IMM, London, 402p. Hoek, E. and Brown, E.T. Underground Excavations in Rock. Institution of Mining and Metallurgy, London, 527p. Hoek, E., Rock Engineering Course Notes. Hudson, J.A. and Harrison, J.P Engineering Rock Mechanics. Elsevier Science Ltd., Oxford, 444p. ISRM, The Complete ISRM Suggested Methods for Characterization, Testing and Monitoring: Eds: Ulusay and Hudson. Ankara, Turkey. 1 kaynaklar Jumikis, A.R., Rock Mechanics. Trans Tech Pub., 2nd ed., Texas, 613p. Karpuz, C ve Hindistan, M.A Kaya Mekaniği İlkeleri, uygulamaları. TMMOB Maden Mühendisleri Odası, Yayın No: 116, Ümit Ofset, 2. Baskı, Ankara, 346s. Tuncay, E., Kayaç Mekaniği Ders Notları. Hacettepe Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 259s (yayımlanmamış). Ulusay, R Uygulamalı Jeoteknik Bilgiler. TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası, 5. Baskı, Ankara, 458s. Ulusay, R. ve Sönmez, H., Kaya Kütlelerinin Mühendislik. TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası, 2. Baskı, Ankara, 292s. Ulusay, R., Gökçeoğlu, C., Binal, A., Kaya Mekaniği Laboratuvar Deneyleri. TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası, 3. Baskı, Ankara, 167s. Vallejo LG, Ferrer M, (2011) Geological Engineering. CRC Press, Taylor & Francis Group, London, 678p; (2014) Mühendislik Jeolojisi. Çeviri: Kamil Kayabalı, Ankara Üniversitesi Yayınevi, Ankara, 674s. Wyllie, D.C., Foundations on Rock. Chapman & Hall, London, 490p. 2 1

2 2. Kayaların Fiziksel ve Mekanik ; Kaya Karakteristikleri Katı malzeme mekaniğinde malzemeler normalde sürekli, izotrop, elastik ve doğrusal kabul edilseler de; bu kabul kaya için geçerli değildir. En küçük ölçekte, yani kırıksız kaya durumunda, kaya özelliklerinin ne olduğu ve nasıl değiştiğine dair bir incelemede kayaları oluşturan heterojen kristal yığışımlarının ve düzensiz şekilli taneciklerin kimyasal bileşimi ele alınır. 3 Kaya Karakteristikleri Özelliklerdeki büyük değişimler, kayanın kuvvetlere «malzeme dayanımı ve deformasyon modülü» olarak tanımlanan farklı mekanik tepkileri şeklinde yansıtılır. 4 2

3 5 6 3

4 7 Kaya Karakteristikleri Daha büyük bir ölçekte, yani kaya kütlesi ölçeğinde, kırıksız kaya genelde sürekli ve izotrop olarak düşünülür; Bazı özel kaya malzemeleri; ör. laminasyon ve şistozite içerenler) ile çalışırken anizotropi dikkate alınmalıdır. 8 4

5 Kaya Karakteristikleri Sağlam kaya kütlelerinin karakteristikleri ve mekanik davranışı; çatlaklanma ve bozuşma derecesi, suyun varlığı, süreksizliklerin türü ve yönelimi ile blokların boyutuna bağıldır. 9 Kayaların temel özelliklerini teşhis etmek ve tanımlamak üzere, jeoteknik amaçlı ilk sınıflamada bir dizi nicel parametre kullanılır; bunlara indeks özellikler denir. İndeks özellikler mineralojik bileşim ve doku ile birlikte ilk bakışta kırıksız kayanın özelliklerine ve mekanik davranışına işaret eder. 10 5

6 11 Bir kayanın jeolojik tanımı; kayanın adını, mineralojisini, dokusunu, çimentolanma türünü ve bozuşma derecesini kapsar. Petrografik tanımlama örneklerin makroskobik gözlemine ve mikroskobik analizine dayanır. Kayaların fiziksel özellikleri ya da indeks özellikleri laboratuvarda belirlenir. 12 6

7 Gözeneklilik (Porozite, n); kayanın gözenek hacminin (V v ) toplam hacmine (V; katı tanecikler + gözenek boşluklarına) oranıdır; n (%) = V v / V Dayanım ve mekanik özellikleri en çok etkileyen özellik; dayanım ve yoğunluk ile ters orantılı ve şekil değiştirebilirlik ile doğru orantılıdır. Normal değerleri %15-30 arasında; ancak %0 ile %90 arasında olabilir. 13 Etkin Gözeneklilik (n e ); birbiri ile bağlantılı gözeneklerin hacminin toplam hacme oranı olup; numunenin kuru ve doygun ağırlıkları kullanılarak elde edilebilir; n e = (W sat W kuru ) / (g w V) g w suyun birim ağırlığı olarak veriliyor. Boşluk oranı (e); boşlukların hacminin (V v ) katı taneciklerin hacmine (V katı ) oranıdır; e = V v / V katı 14 7

8 Birim ağırlık; kayanın bileşenlerine bağlı olup, birim hacim başına ağırlık olarak tanımlanır; yoğunluk (r) = kütle / hacim birim ağırlık (g) = r x g 1 kg kütle /m 3 x 1 m/s 2 = 1 N/m

9 Geçirgenlik; bir kayanın su iletme yeteneğidir. Bir kayanın geçirgenliği m/s, cm/s, veya m/gün cinsinden ifade edilen geçirgenlik veya hidrolik iletkenlik katsayısı (k) ile ölçülür. Darcy yasasına göre birim alan (A) başına akış hızı (Q) akış yönünde ölçülen hidrolik eğim (i) ile doğru orantılıdır; Q = k x i x A

10 Kararlılık; kayanın zayıflama ve parçalanma sürecine direncidir. Kil minerali içeren bazı kayalarda havayla temas veya suyun varlığı dayanım özelliklerini kötüleştirir. Atmosferle temasta orta vade davranışları göz önüne alınmadığı taktirde, yüzey kazıları, tüneller ve dolgular gibi mühendislik uygulamalarında bu kayaların dayanımı alınması gerekenden fazla olabilir. 19 Kayanın kararlılığı yoğunluk ile birlikte artarken; su içeriğiyle birlikte azalır. Karalılık Islak Kararlılık Deneyi ile ölçülür; I D (%) = (1 veya 2 döngü sonra kuru kütle) / Numunenin ilk kütlesi Standart sınıflama I D2 değerine göre yapılır; ikinci döngüden sonra %10 dan düşük I D2 değerleri veren çok zayıf killi kayalar durumunda birinci döngüye I D1 e karşılık gelen indeks tavsiye edilir

11 21 Tek eksenli sıkışma dayanımı (s c ); kayanın tek eksenli sıkışma altında taşıyabileceği en büyük gerilmedir; s c = F c / A F c uygulanan kuvvet; A uygulama alanı olarak veriliyor

12 Arazi indeksleri kaya dayanım değeri hakkında ilksel bir yaklaşım sağlar

13 Çekme dayanımı (s t ); bir malzemenin tek eksenli çekmede yenilmeden önce dayanabileceği en büyük gerilmedir; s t = F t / A F t uygulanan çekme kuvveti; A numunenin kesit alanı olarak veriliyor. Kırıksız kaya için s t değeri genellikle tek eksenli sıkışma dayanımının %5-10 u arasında değişir

14 Elastik dalga yayılma hızı; malzemenin yoğunluğu ve elastik özellikleri ile ilgilidir. Bir sınıflama indeksi olarak kullanılan boyuna veya sıkışma dalgası hızı (V p ), kayalarda m/s arasında değişir. Kayaların çoğu için geçerli olan geniş aralıklar başlıca yoğunluktan kaynaklanır; dolayısıyla gözeneklilik veya mineral bileşimindeki değişiklikten etkilenir

15 Jeoteknik Amaçlı Kaya Sınıflaması Jeolojik veya litolojik sınıflamalar mühendislik jeolojisinde hayati derecede önemlidir. Kaya için kullanılan sert/sağlam veya yumuşak/zayıf gibi nitel terimler bunlara karşılık gelen tek eksenli sıkışma dayanımı değeri ile birlikte tanımlanmalıdır. Islak koşullardaki kayalar kuru oldukları zamankinden genellikle daha zayıftır

16 31 Jeoteknik Amaçlı Kaya Sınıflaması Kırıksız kaya mekanik sınıflamasında kullanılan bir başka değer, elastisite modülü ile tek eksenli sıkışma dayanımı arasındaki oran olup (modül oranı; E/s c ), genellikle litolojiye dayalıdır; 32 16

17 33 17

Benzer belgeler

JEO302 Kaya Mekaniği

JEO302 Kaya Mekaniği Ders Notları Ders İçeriği 1) Giriş 1.1. Tanım, hedefler ve amaç 1.2. Kaya ve zemin 1.3. Kaya kütleleri 2) Kayaların Fiziksel ve Mekanik Özellikleri 2.1. Kaya karakteristikleri 2.2.