JEO 302 KAYA MEKANİĞİ

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "JEO 302 KAYA MEKANİĞİ"

Belgin Uzunlar
6 yıl önce
İzleme sayısı:

1 JEO 302 KAYA MEKANİĞİ LABORATUVAR 1. HAFTA Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü JEO302 KAYA MEKANİĞİ dersi kapsamında Doç. Dr. Hakan Ahmet Nefeslioğlu ve Araş. Gör. Fatih Uçar tarafından hazırlanmıştır; Kaynak: Ulusay, R., Gökçeoğlu, C., Binal, A., Kaya Mekaniği Laboratuvar Deneyleri. TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası Yayınları No:58, Ankara. 1

2 GİRİŞ Deneysel çalışmalar, birçok bilim dalının olduğu gibi, kaya mekaniği bilim dalının da vazgeçilmez araştırma ve uygulama araçlarından biri olma özelliğini sürdürmektedir. KAYA KÜTLESİ SÜREKSİZLİK ve KAYA MALZEMESİ elemanlarından oluşmaktadır. Wyllie and Mah., GİRİŞ Mühendislik yapılarının üzerinde ve/veya içinde inşa edileceği kayaçların öncelikle litolojik, mineralojik - petrografik anlamda tanımlanması, ve bunu izleyen aşamada, indeks ve dayanım parametrelerinin belirlenmesi gerekmektedir. 2

3 GİRİŞ İndeks özellikler, kayaç malzemesini mühendislik sınıflaması açısından tanımlamaya yönelik özelliklerdir. Kökenine bakılmaksızın, yakın indeks özelliklere sahip kayaçların, benzer mühendislik davranışı göstermeleri beklenmektedir. Fakat, indeks özelliklerinin tayininde kullanılan deneylerden elde edilen veriler, mühendislik tasarımında doğrudan kullanılamamaktadır. Dayanım özellikleri, kayaçların tek eksenli-üç eksenli sıkışma koşulları altındaki, çekilme ve makaslama kuvvetleri altındaki davranışları olup, bunlar mühendislik tasarımında kullanılan parametrelerdir ve uygulanan deneyler tasarım deneyleri adı altında gruplandırılmaktadır. GİRİŞ a) Su İçeriği Tayini b) Yoğunluk/ Birim Hacim Ağırlık ve Porozite Tayinleri c) Ağırlıkça ve Hacimce Su Emme Deneyi d) Suda Dağılmaya Karşı Duraylılık İndeksi Deneyi e) Schmidt Çekici Deneyi f) Nokta Yükü Dayanım İndeksi Deneyi g) Islanma-Kuruma Deneyi h) Donma-Çözülme Deneyi FİZİKSEL ÖZELLİKLERİN VE İNDEKS ÖZELLİKLERİN TAYİNİNE YÖNELİK DENEYLER 3

4 GİRİŞ j) Brazilian Deneyi k) Tek Eksenli Sıkışma Dayanımı Deneyi l) Elastisite Modülü ve Poisson Oranı Tayini m) Üç Eksenli Sıkışma Deneyi n) Çift Makaslama Deneyi o) Sonik Hız Deneyi TASARIM DENEYLERİ AMAÇ Deneylerden sağlıklı sonuçlar elde edebilmek için, standartlara uygun boyutta ve nitelikte örnek hazırlamak, deneylerden önceki İLK ve EN ÖNEMLİ aşamadır. 4

AMAÇ Silindirik karot örneklerinin alınması, kesilmesi, düzeltilmesi amacıyla, delici, kesici, düzleyici ve parlatıcı gereçler kullanılarak yapılan işlemlerin tümü, olarak tanımlanmaktadır.

5 AMAÇ Silindirik karot örneklerinin alınması, kesilmesi, düzeltilmesi amacıyla, delici, kesici, düzleyici ve parlatıcı gereçler kullanılarak yapılan işlemlerin tümü, olarak tanımlanmaktadır. ARAÇ -GEREÇ Karot Alma Makinesi Sondajlardan alınmış numunelerin bulunmadığı durumlarda, örneklerin kaya bloklarından hazırlanması amacıyla kullanılmaktadır. Makineye takılan farklı çap ve boyuttaki karot alıcılar (karotiyerler) ile kaya bloklarından örnek alınması işlemi yapılır. Delme işlemi sırasında matkabın soğutulması ve kırıntıların atılması için, sisteme sürekli su verilmektedir. Standartlarda karot boyu / karot çapı oranı 2,5 3,0 olduğundan, karot alıcıların boylarının matkabın çapının en az 3 katı olması gerekmektedir. 5

6 ARAÇ -GEREÇ Karot Kesme ve Düzleme Makinesi Kesme Bıçağı ve karot yüzeylerini Düzleme Diskinin takılarak, alınan karotun önce kesilmesini daha sonra ise karot yüzeylerinin düzlenmesini sağlayan makinedir. Komparatör ve Kompas Kesilme ve Düzeltilme işlemlerinden sonra, örnek yüzeylerinin düzgünlüğünün ve birbirine paralelliğinin kontrolü amacıyla Komparatör kullanılmaktadır. 0,01 mm duyarlılıkta ölçülmesi tercih edilmektedir. Karot boyu ölçümleri Kompas ile yapılmaktadır. 0,1 mm duyarlılıkta ölçülmesi tercih edilmektedir. Karot Alma İşlemi Kaya blokları, hareketsiz olacak şekilde, karot alma makinesinin kelepçe ünitesinin arasına (V kanalına) yerleştirilir. Uygun karotiyer seçimi yapılarak, işlemlerin öncesinde sisteme su verilmeye başlanır. Karot alma işlemine başlanır, işlemin başlangıcında (ilk 10 mm lik ilerlemede) daha yavaş bir hız uygulanır. İşlem tamamlanınca, karot karotiyerden çıkarılır, bu aşamada karotun zorlanmamasına ve kırılmamasına özen gösterilir. 6

7 Örneğin Kesilmesi ve Düzlenmesi Karot örneği, düzeneğin kanalına yerleştirilerek sıkıştırılır. Kesme bıçağına su verilmesine başlanır, örneğin kesilmesi işlemine başlanır, her iki yüzey için de uygulanır. Kesme işleminden sonra kesme bıçağı sökülerek yerine düzleme diski takılır ve aynı kesme işleminde olduğu gibi örneğin sabitlenmesi yapılarak düzleme işlemine başlanır, her iki yüzey için de uygulanır. Örneğin Düzenlenmesi Düzleme işlemi sonrası komparatör kullanılarak kontrol işlemi yapılır. Örnek, birbirine dik yönde çizilmiş iki çap çizgisi üzerinde okuma alınacak şekilde, ileri geri yönde hareket ettirilir. 7

8 Örneğin Düzenlenmesi Düzleme işlemi sonrası komparatör kullanılarak kontrol işlemi yapılır. Aynı işlem, örnek V kanalına yerleştirilerek, lere karşılık gelen dört noktada da yapılabilir. Örneğin Düzenlenmesi Düzleme işlemi sonrası komparatör kullanılarak kontrol işlemi yapılır. Karşılıklı ölçümler (0-180 ve ) arasındaki mutlak farkın çapa oranı 0,005 ten fazla olmamalıdır. Aksi durumda düzleme ve yüzey düzlüğü kontrolü tekrar yapılmalıdır. ve 0,005 Burada l, 1. veya 2. yöndeki ölçümler olup, l ve l her iki yüzeyde belirlenen mutlak fark, D ise karot örneğinin çapıdır. 8

9 Örneğin Düzenlenmesi Düzleme işlemi sonrası komparatör kullanılarak kontrol işlemi yapılır. Karot örneğinin silindirik yan yüzeylerinin düzlüğü ise, örneğin doğrudan V kanalına yerleştirilip, kanal içinde döndürülmesiyle belirlenir. Örneğin Düzenlenmesi Yüzey düzlüğü kontrol edilen ve uygun olan örneklerin çapları ve boyları birbirine dik iki yönde ölçülür. = =

10 10

11 SU İÇERİĞİ TAYNİ AMAÇ Kayaç örneklerinin içerdiği su kütlesini belirlemek amacıyla yapılmaktadır. Örneğin içerdiği su miktarının, etüvde kurutulmuş kütlesine oranının yüzde olarak(%) ifadesidir. SU İÇERİĞİ TAYNİ ARAÇ -GEREÇ a. Etüv (105 3 C kapasiteli) b. Metal Örnek Kapları c. Desikatör d. Hassas Terazi (0,01 g duyarlılıkta) 11

12 SU İÇERİĞİ TAYNİ 1) Örnek kap ve kapakları temizlenip kurutulduktan sonra tartılarak kütleleri belirlenir.(a) 2) Her biri en az 50g olan düzensiz şekilli ve örneği temsil eden en az 5 adet parça seçilir. 3) Örnekler kaplara konularak kapakları kapatılır, tartılır, nemli örnek+kap+kapak kütleleri belirlenir.(b) SU İÇERİĞİ TAYNİ 4) Kapların kapakları çıkarılarak, örnekler metal kaplar içinde etüve yerleştirilir. 105 C de 24 saat bekletilerek kurutulur. 5) Kurutma işleminden sonra kapaklar tekrar takılır ve örnekler desikatörde 30 dakika bekletilir. Daha sonra kuru örnek+kap+kapak kütleleri belirlenir.(c) 12

13 SU İÇERİĞİ TAYNİ HESAPLAMALAR Örnekteki Su Kütlesi(g) : = Kuru Örnek Kütlesi (g) : = Su İçeriği (%) : =! "! #

14 YOĞUNLUK-BİRİM HACİM AĞIRLIK TAYİNİ (KOMPAS) AMAÇ Düzenli bir geometriye sahip karot veya prizmatik örneklerin kütlesel (gözenekler de dahil) yoğunluğunun ve birim hacim ağırlığının belirlenmesi amacıyla yapılır. Bu yöntemle yoğunluğu ve birim hacim ağırlığı belirlenecek örnekler, şişebilen ve ıslanma-kuruma sonucu kolaylıkla dağılabilecek özellikte olmamalıdır. YOĞUNLUK-BİRİM HACİM AĞIRLIK TAYİNİ (KOMPAS) ARAÇ -GEREÇ a. Etüv (105 3 C kapasiteli) b. Desikatör c. Hassas Terazi (0,01 g duyarlılıkta) d. Kompas (0,1 mm duyarlılıkta) 14

15 YOĞUNLUK-BİRİM HACİM AĞIRLIK TAYİNİ (KOMPAS) 1) Düzgün bir geometrik şekle sahip biçimde hazırlanmış (silindirik) en az 3 deney örneğinin çapı (D) ve boyu (L), kompas ile birbirine dik iki ayrı yönde, 0,1 mm duyarlılıkta ölçülür. Her bir örnek için değerlerin ortalaması alınır. Prizmatik örneklerin kullanılması durumunda, kısa ve uzun kenarları ile kalınlıkları birbirine dik yönde ikişer kez ölçülür. Her bir örnek için değerlerin ortalaması alınır. YOĞUNLUK-BİRİM HACİM AĞIRLIK TAYİNİ (KOMPAS) 2) Silindirik karot örnekleri için boy ve çap değerleri kullanılarak HACİM hesaplanır.(v) Prizmatik örnekler için de üç ayrı yönde ölçülmüş değerler kullanılarak HACİM hesaplanır. 15

16 YOĞUNLUK-BİRİM HACİM AĞIRLIK TAYİNİ (KOMPAS) 3) Örneklerin kütleleri hassas terazide tartılarak belirlenir(en az 50 g).(m) Kuru yoğunluk ve kuru birim hacim ağırlık değerleri belirlenecekse, örnekler 105 C ye ayarlanmış etüvde en az 24 saat kurutulduktan sonra soğumaları için 30 dakika süreyle desikatörde bekletilir. Daha sonra hassas terazi ile tartılarak kuru kütle belirlenir. YOĞUNLUK-BİRİM HACİM AĞIRLIK TAYİNİ (KOMPAS) HESAPLAMALAR Belirlenen Mve Vdeğerleri ile yoğunluk(ρ) ve birim hacim ağırlık (γ) değerleri aşağıdaki bağıntılar ile hesaplanır. Yoğunluk (g/cm 3 ) : &=! ' Birim Hacim Ağırlık (kn/m 3 ) : (=9,81(, -.) & 16

17 17

Benzer belgeler

JEO 302 KAYA MEKANİĞİ

JEO 302 KAYA MEKANİĞİ LABORATUVAR 2. HAFTA Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü JEO302 KAYA MEKANİĞİ dersi kapsamında Doç. Dr. Hakan Ahmet Nefeslioğlu ve Araş. Gör. Fatih Uçar tarafından