D. Akbay, N. Şengün, S. Demirdağ, R. Altındağ, İ. Uğur Süleyman Demirel Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Isparta

Bazı Doğal Taşların Farklı Koşullar Altında Dayanım Değerlerinin Değişiminin İncelenmesi Investigating the Strength Values of Some Natural Stones Under Different Conditions D. Akbay, N. Şengün, S. Demirdağ, R. Altındağ, İ. Uğur Süleyman Demirel Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Isparta ÖZET Günümüzde özellikle inşaat sektöründe doğal taşların kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Doğal taşlar kullanıldıkları yere göre uzun süre yağmur, rüzgâr, nem, donmaçözülme ve gece gündüz sıcaklık farklılıkları gibi atmosfer olaylarına maruz kalmaktadır. Doğal taşın bu koşullar karşısında görünümünde bir kötüleşme olabildiği gibi hem fiziksel hem de mekanik özelliklerinde değişimler meydana gelmektedir. Doğal taşlar servis ömrü süresince atmosfer şartlarına bağlı olarak kuru, suya doygun veya gözeneklerinin içindeki su donmuş halde bulunabilmektedir. Bu çalışmada, bu üç farklı koşul altında doğal taşların fiziksel ve mekanik özelliklerinin nasıl değiştiği incelenmiştir. Çalışma kapsamında, farklı yapısal ve dokusal özelliklere sahip magmatik, metamorfik ve sedimanter kökenli doğal taşlara, üç farklı durum için; tek eksenli basınç dayanımı ve yoğun yük altında bükülme dayanımı deneyleri yapılıp elde edilen sonuçlar ışığında farklı koşullar için değişim oranları irdelenmiştir. ABSTRACT Nowadays, the use of natural stone in the construction industry is increasing day by day. Natural stones are exposed to different atmospheric conditions as rain, wind, moisture, freezing-thawing and temperature difference between night and day. Thus, it is known physical appearance, physical and mechanical properties of natural stones change by the effects of atmospheric conditions. During their service life natural stones stand in the state of dry, saturated or frozen water in the pores. In order to determine or examine how change the strength of natural stones by those under three different conditions, uniaxial compressive strength and bending strength tests were applied to natural stones which have different structural and textural properties (magmatic, metamorphic, sedimentary). The strength values were statistically analyzed and strength loss rates were determined for the three different conditions. 1 GĠRĠġ Doğal taşlar günümüzde özellikle inşaat sektöründe zeminlerde, bina iç ve dış cephe kaplamalarında dayanıklılığı ve estetik görünümü nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Doğal taşlar kullanıldıkları yere göre uzun süre yağmur, rüzgâr, nem, donma-çözülme ve gece gündüz sıcaklık farklılıkları gibi atmosfer olaylarına maruz kalmaktadır. Bu nedenle servis ömürleri boyunca maruz kaldığı atmosferik koşullara karşı dirençli olmalıdır. Özellikle, dış ortam koşullarında döşeme ve kaplama elemanı olarak kullanıldıklarında, yağmur, yüzey veya zemin suları doğal taşın bünyesinde bulunan kılcal çatlaklar ve/veya boşluklar sayesinde yapı boyunca ilerleyerek bünyeye nüfuz etmektedir. Hava sıcaklığının suyun donma derecesinin altına düşmesiyle, doğal taşın bünyesindeki su donmakta, hacmi

artmakta ve iç gerilmelere sebep olmaktadır (Şekil 1). Bu olay neticesinde doğal taşların fiziksel ve mekanik özelliklerinde değişiklikler meydana gelmektedir. Şekil 1. Kayacın gözeneğine yerleşmiş buz (Powers ve Helmuth, 1953). Birçok araştırmacı kayaçların sıcaklığa ve suya doygunluk derecelerine bağlı olarak fiziksel ve mekanik özelliklerinin nasıl değiştiğini anlamak için çalışmalar yapmışlardır. Fakat literatür incelendiğinde kayacın bünyesindeki su donduktan sonra donmuş halde kayacın fiziksel ve mekanik özelliklerinde ne gibi değişiklikler meydana geldiğini inceleyen çok fazla çalışmaya rastlanılmamaktadır. Sayles ve Haines (1974) donmuş kumtaşı ve kilin sabit gerilme altında dayanımının nasıl değiştiğini ve kayaçların dayanımı ile sıcaklık arasındaki ilişkiyi incelemişlerdir. Haynes ve Karalius (1977) farklı yükleme hızlarında kayaçların dayanımlarının sıcaklığa bağlı olarak nasıl değiştiğini belirlemeye çalışmışlardır. Bragg ve Andersland (1981), Bourbonnais ve Ladanyi (1985) ve Wu vd. (1994) donmuş kaya malzemesinin sıcaklıkla dayanımı arasındaki ilişkiyi incelemişler. Haynes vd. (1975) -9,4 C deki killi kumtaşının deformasyon oranının dayanım üzerindeki etkisini araştırmışlar ve serbest basınç dayanımı ile deformasyon hızı arasında bir ilişki olduğunu belirlemişlerdir. Baker (1979) donmuş kayaçlar üzerinde yaptığı çalışmada tek eksenli basınç dayanımı ile deformasyon hızı arasında üssel bir fonksiyon olduğunu belirtmiştir. Parameswaran ve Jones (1981) donmuş kaya malzemesinin dayanımı ile deformasyon hızı arasındaki ilişkinin doğrusal olabileceğini önermişlerdir. Chamberlain vd. (1972) -1 C de donmuş kumtaşı üzerinde üç eksenli basınç dayanımı deneyi yapmışlar ve farklı yanal basınç değerlerinde (-275,6 MPa) kumtaşının mekanik özelliklerinin nasıl değiştiğini araştırmışlardır. Fish (1991) ve Ma vd. (1994) donmuş kaya malzemesi için çevresel basınç ile malzemenin dayanımı arasında doğrusal olmayan parabolik dayanım kriteri önermişlerdir. Ma vd. (1999) yüksek çevresel basınç altında donmuş kaya malzemesinin yenilme mekanizmasını analiz etmişlerdir. Arenson vd. (24), Sayles ve Carbee (1981) ve Vyalov (1962) kaya malzemesinin buz içeriği ile mekanik özellikleri arasındaki ilişkileri inceleyen çalışmalar yapmışlarıdır. Andersland ve Akili (1967) RPT ye (Rate ProcessTheory) bağlı olarak donmuş kilin sünme karakteristiğini tanımlamışlardır. Fish (1984) yaptığı çalışmada termodinamiğe bağlı olarak donmuş kaya malzemesinin sünme modelini önermiştir. Zhu ve Carbee (1987) eksenel gerilme altında donmuş kaya malzemesinin sünme davranışını araştırmışlar ve ampirik bir eşitlik önermişlerdir. Zhu ve Zhang (1982) eksenel yük altında donmuş kilde meydana gelen deformasyonu incelemişlerdir. Zhu vd. (1992) yaptıkları çalışmalar sonucunda tek eksenli basınç altında donmuş kaya malzemesinin davranışını açıklayan bir seri model önermişlerdir. Ma vd. (1998) donmuş kumtaşında üç eksenli basınç dayanımı deneyinde deformasyon karakteristiğini incelemişlerdir. Ma vd. (2) donmuş kilde normalizasyon metoduna göre deformasyon karektristiğini inceleyen bir çalışma yapmışlardır. Zhang vd. (27) donmuş kilde üç eksenli basınç dayanımı deneyinde meydana gelen hacimsel deformasyon karakteristiğini analiz etmişlerdir. Li vd. (29) donmuş kaya malzemesi için Mohr- Coulomb kriterine dayanan istatistiksel yapısal bir deformasyon modeli önermişlerdir. Lai vd. (29) donmuş kumtaşı için bir elasto-plastik yapısal deformasyon bağıntısı belirlemişlerdir. Lai

vd. (21) donmuş kil için genel plastik mekaniğine dayanan elasto-plastik deformasyon bağıntısı önermişlerdir. Baker vd. (1981) ve Sayles vd. (1987) donmuş kaya malzemesinin mekanik özellikleri üzerine yaptıkları çalışmalarla, donmuş kaya malzemelerine uygulanacak mekanik test yaklaşımları için standartlar geliştirmişlerdir. Fakat Arenson vd. (27) deney koşullarının farklı araştırmacılar için farklı olduğunu vurgulamışlar ve bir genelleme yapmanın uygun olmayacağını ifade etmişlerdir. Arenson vd. (27) yaptıkları çalışmada, donmuş zeminler için hacimsel buz içeriğine bağlı olarak bir sınıflama önermişler ve ayrıca buzca zengin diye yeni bir tanımlama yapmışlardır. Arenson vd. (23) ve Arenson ve Springman (25a, b) buzca zengin sürekli donmuş tabakalar üzerinde çalışmalar yapmışlardır. Kodama vd. (213) farklı doygunluk derecelerine sahip kayaçların farklı sıcaklıklarda ve yükleme hızlarında dayanımlarında meydana gelen değişiklikleri incelemişlerdir. Yapılan çalışmalar göstermiştir ki donmuş kayaçların dayanımı büyük ölçüde sıcaklığa, deformasyon hızına, çevresel basınca ve buz içeriğine bağlıdır. Bu çalışma kapsamında, üç farklı koşul altında kayaçların fiziksel ve mekanik özelliklerinin nasıl değiştiği incelenmiştir. Çalışma kapsamında, farklı yapısal ve dokusal özelliklere sahip magmatik, metamorfik ve sedimanter kökenli doğal taşlara, üç farklı durum için; tek eksenli basınç dayanımı ve yoğun yük altında bükülme dayanım deneyleri yapılıp elde edilen sonuçlar ışığında farklı koşullar için değişim oranları belirlenmiştir. 1.1 Buz ve Buzun Yapısı Buz değişik yapılarda bulunabilmektedir. Hacim olarak buzun sıcaklık ve basınca bağlı olarak değişik halleri veya durumları Şekil 2 de verilmiştir. Normal sıcaklık ( C ve altı) ve basınç altında buzun yapısı altıgen durumundadır. Mikro gözenekli malzemelerdeki buzun yapısı üzerine araştırmalar yapmış olan Anderson a (1967) göre, -8 C nin üzerindeki sıcaklıklardaki malzemelerde bulunan buz normal halindedir. Şekil 2. Buzun faz diyagramı Buzun sıcaklıkla dayanımı arasındaki ilişkinin belirlendiği çalışmada, sıcaklık derecesi eksi yönde artıkça dayanımların arttığı Çizelge 1 de verilmiştir (Postacıoğlu, 1987). Görüldüğü gibi sıcaklık derecesi azaldıkça buzun dayanımı artmaktadır. Çizelge 1. Buzun farklı sıcaklıklardaki dayanımı Sıcaklık Derecesi ( C) Buzun Basınç Dayanımı (MPa) -5 59-1 19-15 164-2 194 Yeryüzünde kıtalar ve bölgeler bulundukları yere göre değişik sıcaklıklara maruz kalmaktadırlar. Ekvatora yakın bölgelerde sıcaklık derecesi ve süresi uzun iken, kutup bölgelerine doğru yaklaşıldığında sıcaklık derecesi ve süresi değişmektedir. Bazı bölgeler uzun süre buzun etkisi altında kalabilmektedir. Ülkemizde de özellikle doğu bölgelerde kış ayları 4-5 ay sürmekte ve yapıların kış ayları boyunca sıfırın altında (-) sıcaklıklar altında bulunmaktadır. 2 MATERYAL VE METOT Çalışma kapsamında ülkemizin çeşitli yörelerinden 11 farklı doğal taş temin edilmiştir (Çizelge 2). Bu doğal taşlar laboratuvar ortamına getirilerek, her bir

deney koşulu için kayaçlardan 5 er adet boyutları 5x5x5 mm küp ve 25x5x15 mm prizmatik numuneler hazırlanmıştır (Şekil 3). Çizelge 2. Çalışmada kullanılan doğal taşlar Kayaç Kodu Orijini Sivrihisar Granit SG Magmatik Isparta Andezit IA Magmatik Akşehir Siyah AS Metamorfik Muğla Gümüş MG Metamorfik Afyon Kaplanpostu AK Metamorfik Elazığ Vişne EV Sedimanter LightTraverten LT Sedimanter Kırmızı Traverten KT Sedimanter Light Emperador LE Sedimanter Perla Limra PL Sedimanter Adin Bej AD Sedimanter saat bekletildikten sonra 3 saat süre desikatörde soğutulduktan sonra kademeli olarak suya doyurulmuştur. Numuneler, 48 saat su içerisinde bekletildikten sonra -3 C ye ayarlanmış dondurucuda 48 saat süre ile dondurulmuştur. Hazırlanan numuneler, her üç koşulda belirtilen deneylere tabii tutularak dayanım değerlerindeki değişimler incelenmiştir. 2.1 Fiziksel Özelliklerin Belirlenmesi Doğal taşların kuru birim hacim ağırlık değerleri, ağırlıkça ve hacimce su emme değerleri, toplam porozite ve yoğunluk değerleri TS EN 1936 (21) standardında belirtilen esaslara göre kenar uzunluğu 5 mm olan küp numuneler üzerinde belirlenmiştir. Sismik hız deneyleri TS EN 14579 da (26) belirtilen esaslara göre, kenar uzunluğu 5 mm olan küp numuneler kullanılarak yapılmıştır. Her bir deneyde en az 5 er numune kullanılmış ve elde edilen değerlerin aritmetik ortalamaları Çizelge 3 de verilmiştir. Çizelge 3. Çalışmada kullanılan doğal taşların fiziksel özellikleri Şekil 3. Deneylerde kullanılan numuneler Hazırlanan numuneler, 3 farklı koşulda (kuru, suya doygun ve donmuş) tek eksenli basınç dayanımı ve yoğun yük altında bükülme dayanımı deneylerine tabi tutulmuşlardır. Kuru durumdaki deneyler için numuneler 15 C ye ayarlanmış etüvde 24 saat bekletildikten sonra etüvden çıkarılmış ve 3 saat süreyle desikatörde soğutulduktan sonra deneyler yapılmıştır. Suya doygun durumdaki deneyler için numuneler 15 C ye ayarlanmış etüvde 24 saat bekletildikten sonra etüvden çıkarılmış ve 3 saat süre desikatörde soğutulduktan sonra kademeli olarak suya doyurulmuştur. Numuneler 48 saat su içerisinde bekletildikten sonra deneye tabii tutulmuştur. Donmuş durumdaki deneyler için ise, numuneler 15 C ye ayarlanmış etüvde 24 Kayaç KBHA ASE HSE P t Vp Kodu g/cm 3 g/cm 3 % % % m/s SG 2,66 2,75,35,93 3,1 565 IA 2,32 2,59 2,94 6,8 1,51 4624 AS 2,7 2,72,28,76,88 4866 MG 2,74 2,78,16,43 1,72 4855 AK 2,69 2,72,29,77 1,3 547 EV 2,73 2,92,59 1,6 6,48 5444 LT 2,41 2,61 1,58 3,81 7,85 4797 KT 2,51 2,7 1,29 3,24 6,86 4876 LE 2,66 2,81 1,74 4,61 5,61 4843 PL 2,24 2,54 5,13 11,49 11,79 3566 AD 2,7 2,72,9,25,84 6263 BHA: Kuru birim hacim ağırlık; Gerçek yoğunluk; ASE: Ağırlıkça su emme; HSE: Hacimce su emme; P t : Toplam gözeneklilik; Vp: P-dalga hızı 2.2 Tek Eksenli Basınç Dayanımı Tek eksenli basınç dayanımı deneyleri TS EN 1926 (27) standardında belirtilen esaslara göre kenar uzunluğu 5 mm olan

eğ, MPa c, MPa küp numuneler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Deneylerde 2 ton yükleme kapasitesine sahip hidrolik pres kullanılmıştır. Tek eksenli basınç dayanımı değerleri her 3 koşul için de Eşitlik 1 kullanılarak hesaplanmış ve sonuçlar Çizelge 3 te verilmiştir. (1) Burada; c, kayacın tek eksenli basınç dayanımı (MPa), F, kırılmanın gerçekleştiği maksimum yük (N)ve A, yüzey alanı (mm 2 ). 2.3 Yoğun yük altında bükülme dayanımı Yoğun yük altında bükülme dayanımı deneyleri TS EN 12372 (27) standardında belirtilen esaslara göre kenar uzunluğu 25x5x15 mm olan prizmatik numuneler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yoğun yük altında bükülme dayanımı değerleri her 3 koşul için de Eşitlik 2 kullanılarak hesaplanmış ve sonuçlar Çizelge 3 te verilmiştir. (2) Burada; eğ, yoğun yük altında bükülme dayanımı (MPa), F, kırılmanın gerçekleştiği maksimum yük (N), l, mesnetler arasındaki mesafe (mm), b, numune genişliği (mm), h, numune kalınlığı (mm). 3 DEĞERLENDĠRMELER Doğal taşların mekanik özelliklerinden olan tek eksenli basınç dayanımı ve yoğun yük altında bükülme dayanımı değerlerinin kuru duruma göre, suya doygun ve donmuş koşullarda nasıl değiştiğinin belirlenmesi amacıyla yapılan bu çalışma kapsamında elde edilen sonuçlar Çizelge 4, Şekil 4 ve 5 te verilmiştir. Şekiller incelendiğinde, tüm kayaçlar için hem basınç dayanım değerleri hem de yoğun yük altında bükülme dayanım değerleri donmuş durumdaki koşullarda (-3 C) diğer koşullara göre daha yüksek çıktığı, doygun durumda ise kuru duruma göre daha düşük çıktığı görülmektedir. Çizelge 4. Kayaçların farklı koşullar altındaki dayanım değerleri Tek eksenli basınç dayanımı (MPa) Yoğun yük altında bükülme day. (MPa) Kayaç Kodu kuru doygun donmuş kuru doygun donmuş SG 152,4 145,7 164,5 16,4 15,9 21,1 IA 85,5 77,7 91,9 14,6 13,6 21, AS 45,7 4,6 52,5 16, 14,1 18,2 MG 12,8 99,7 111,2 14,7 13,4 23,2 AK 5,3 47,9 53, 16,8 16, 21,2 EV 119,8 115,3 127,8 16,1 14,3 17, LT 34,5 32,8 39,1 12,8 1, 19,5 KT 9,9 85,3 11,6 16,2 14,3 18,7 LE 97,7 91,2 112,8 9,5 7,2 15,8 PL 62,6 49,4 74,8 9,3 7, 21,8 AD 117, 11,9 125,8 13,3 13, 14,9 18 15 12 9 6 3 SG IA AS ÖZ KP EV LT KT LE PL AD Şekil 4. Numunelerin farklı koşullardaki tek eksenli basınç dayanım değerleri 25 2 15 1 5 doygun kuru donmuş doygun kuru donmuş SG IA AS ÖZ KP EV LT KT LE PL AD Şekil 5. Numunelerin farklı koşullardaki yoğun yük altında bükülme dayanım değerleri Çalışmada kullanılan doğal taşların kuru duruma göre, suya doygun ve donmuş durumda ne derece etkilendiğini belirlemek amacıyla yüzdesel değişim oranları hesaplanmış ve Çizelge 5 te verilmiştir.

c değişimi, % eğ değişimi, % Çizelgede doğal taşların dayanım değerlerinin kuru duruma göre, suya doygun durumda azaldığı, donmuş durumda ise arttığı gözlemlenmiştir. Suya doygun durumda en fazla basınç dayanım kaybının % 21, donmuş durumda ise en fazla basınç dayanımı artışının % 16,3 ile PL kodlu numunede meydana geldiği görülmektedir. Doymuş durumda en fazla eğilme dayanımı kaybının % 25,3, donmuş durumda ise en fazla eğilme dayanım değeri artışının % 57,2 ile yine PL kodlu numunede meydana geldiği belirlenmiştir. Sonuçlar irdelendiğinde, çalışmada kullanılan kayaçlar için suya doygun durumda (gözeneklerinin suyla doldurulması ile) yapısında bulunan kılcal çatlaklardaki dolguyu zayıflatması sonucu kuru duruma göre daha düşük dayanım değerleri gösterdiği ifade edilebilir. Kayaçların donmuş halde dayanım değerlerinin daha yüksek çıkmasının nedeni şu şekilde açıklanabilir; Kayaçların çatlak ve gözeneklerindeki suyun dondurulması ile suyun kristalleşmesine bağlı olarak, çatlak ve gözenek duvarlarında kayaç ile bağ yapması sonucu, kayacın daha masif bir yapıya ulaşmış olduğu düşünülmektedir. Bu sonuçla, kayaçların dayanımlarındaki değişim değerleri ile açık gözenekliliğin göstergesi (kayaç içerisine suyun girebileceği boşlukların oranı) olan hacimce su emme değerleri arasındaki ilişkiyi ortaya koymak için Şekil 6 ve Şekil 7 de dağılım grafikleri çizilmiştir. Grafiklerde, farklı durumlarda dayanım değişimleri ile hacimce su emme değerleri arasında anlamlı ve doğrusal ilişkiler elde edilmiştir. Çizelge 5. Kayaçların kuru duruma göre dayanımlarındaki yüzdesel değişim oranları Tek eksenli basınç dayanım değişimi (%) Yoğun yük altında bükülme dayanım değişimi (%) Kayaç Kodu doygun donmuş doygun donmuş SG -4,4 7,4-2,8 22,6 IA -9,1 7, -6,5 3,5 AS -11,2 13, -11,9 11,8 MG -3, 7,5-8,7 36,7 AK -4,8 5,3-4,7 2,5 EV -3,7 6,3-11,2 5,3 LT -4,8 11,6-22,4 34,4 KT -6,1 1,5-11,9 13,4 LE -6,7 13,3-24,4 4, PL -21, 16,3-25,3 57,2 AD -5,3 7, -2,8 1,7 2 15 1 5 r =.63 5 1 15 HSE, % a) r =.75 Şekil 6. Doygun (a) ve donmuş (b) durum için basınç dayanımı değerlerindeki değişim ile hacimce su emme değerleri arasındaki ilişkiler 7 6 5 4 3 2 1 b) 5 1 15 HSE, %

c değişimi, % eğ değişimi, % 25 2 15 1 5 r =.81 5 1 15 HSE, % a) Şekil 7. Doygun (a) ve donmuş (b) durum için bükülme dayanımı değerlerindeki değişim ile hacimce su emme değerleri arasındaki ilişkiler 3 25 2 15 1 5 b) r =.66 5 1 15 HSE, % 4 SONUÇLAR Bu çalışmada, kış aylarında özellikle çok yağış alan ve çok soğuk bölgelerde bulunan diğer bir deyişle uzun süre su veya buzun etkisi altında bulunan doğal taşların dayanım özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla, ülkemizin farklı bölgelerinden temin edilen farklı orijine sahip 11 farklı doğal taş üzerinde, kuru, suya doygun ve donmuş durumlarda deneyler yapılmıştır. Bu çalışma sonucunda ulaşılan sonuçlar ile daha önce yapılan çalışmaların sonuçlarının benzerlik gösterdiği görülmektedir. Veriler incelendiğinde, elde edilen sonuçlar aşağıda verilmiştir. Hem basınç dayanımı hem de yoğun yük altında bükülme dayanımı için, doygun durumdaki dayanım değerleri kuru duruma göre düşük çıkmıştır. Yine bütün deneylerde donmuş haldeki dayanım değerleri, kuru duruma göre yüksek çıkmıştır. Dayanım değerlerindeki en yüksek değişim, en yüksek gözenekliliğe sahip olan Perla Limra (PL) kodlu numunede meydana gelmiştir. Tüm kayaçlar için, donmuş haldeki eğilme dayanım değişim değerleri, yine donmuş haldeki basınç dayanım değişim değerlerine göre daha yüksek çıkmıştır. Doygun durumdaki kayaçların dayanım değerlerindeki azalma durumunu, kayacın gözenek yapısı ve kılcal boşlukların birbiri ile olan bağlantılarının durumunun etkilediği düşünülmektedir. KAYNAKLAR Andersland, O.B., Akili, W., 1967. Stress effect on creep rates of a frozen clay soil, Geotechnique, 17 (1), 27 39. Anderson, D.M., 1967. The Interface Between Ice and Silicate Surfaces, J. Colloid and Interface Science, 25, pp 174-191. Arenson, L.U., Almasi, N., Springman, S.M., 23. Shearing response of ice-rich rock glacier material, Eight International Conference on Permafrost, pp. 39 44, Zurich, Switzerland. Arenson, L.U., Johansen, M.M., Springman, S.M., 24. Effects of volumetric ice content and strain rate on shear strength under triaxial conditions for frozen soil specimens, Permafrost and Periglacial Processes, 15, 261 271. Arenson, L.U., Springman, S.M., 25a. Mathematical descriptions for the behaviour of ice-rich frozen soils at temperatures close to C, Canadian Geotechnical Journal, 42, 431 442. Arenson, L.U., Springman, S.M., 25b. Triaxial constant stress and constant strain rate tests on ice-rich permafrost specimens, Canadian Geotechnical Journal, 42, 412 43. Arenson, L.U., Springman, S.M., Sego, D.C., 27. The rheology of frozen soils, Applied Rheology, 17 (1), 1 14. Baker, T.H.W., Jones, V.R., Parameswaran, V.R., 1981. Confined and unconfined compression tests of frozen sand, The Roger J.E. Brown Memorial Volume Proc. Fourth Canadian Permafrost Conference, pp. 387 393. Baker, T.H.W., 1979. Strain rate effect on the compressive strength of frozen sand, Proceedings of the First Symposium on Ground Freezing, pp. 223 231, Bochum, Germany.

Bragg, R.A., Andersland, O.B., 1981. Strain rate, temperature, and specimen size effects on compression and tensile properties of frozen soil, Engineering Geology, 18, 35 46. Bourbonnais, J., Ladanyi, B., 1985. The mechanical behavior of frozen sand down to cryogenic temperatures. Proceedings of the Fourth International Symposium on Ground Freezing, Vol. 1, pp. 235 244, Sapporo, Japan. Chamberlain, E., Groves, C., Perham, R., 1972. The mechanical behavior of frozen earth materials under high pressure triaxial test conditions, Journal of Geotechnical, 22 (3), 469 483. Fish, A.M., 1984. Thermodynamic model of creep at constant stress and constant strain rate, Cold Regions Science and Technology, 9 (2), 143 161. Fish, A.M., 1991. Strength of frozen soil under a combined stress state, Proceedings of the Sixth International Symposium on Ground Freezing, Vol. 1, pp. 135 145, Beijing, China. Haynes, F.D., Karalius, J.A., Kalafut, J., 1975. Strain rate effect on the strength of frozen silt, USA Cold Regions Research and Engineering Laboratory, Research Report, p. 35. Haynes, F.D., Karalius, J.A., 1977. Effect of temperature on the strength of frozen Silt, USA Cold Regions Research and Engineering Laboratory, CRREL Report 77-3, pp. 1 21. Kodama vd., 213.Theeffects of water content, temperature and loading rate on strength and failure process of frozen rocks, International Journal of Rock Mechanics&Mining Sciences, 62, 1 13. Lai, Y.M., Long, J., Chang, X.X., 29. Yield criterion and elasto-plastic damage constitutive model for frozen sandy soil, International Journal of Plasticity, 25, 1177 125. Lai, Y.M., Yang, Y.G., Chang, X.X., Li, S.Y., 21. Strength criterion and elastoplastic constitutive model of frozen silt in generalized plastic mechanics, International Journal of Plasticity, 26, 1461 1484. Li, S.Y., Lai, Y.M., Zhang, S.J., Liu, D.R., 29. An improved statistical damage constitutive model for warm frozen clay based on Mohr Coulomb criterion, Cold Regions Science and Technology, 57, 154 159. Ma, W., Wu, Z.W., Chang, X.X., Sheng, Y., 1998. Effects of the shear stress strength and the average normal stress on deformation of frozen soil, Progress in Natural Science, 8 (1), 77 81. Ma, W., Wu, Z.W., Zhang, L.X., Chang, X.X., 1999. Analyses of process on the strength decrease in frozen soils under high confining pressures, Cold Regions Science and Technology, 29, 1 7. Ma, W., Wu, Z.W., Zhang, C.Q., 1994. Strength and yield criterion of frozen soil, Progress in Natural Science, 4 (3), 319 322. Ma, W., Zhu, Y.L., Ma, W.T., Chang, X.X., 2. Analysis of deformation in frozen clayey Soils, Journal of Glaciology and Geocryology, 22 (1), 43 47. Parameswaran, V.R., Jones, S.J., 1981. Triaxial testing of frozen sand, Journal of Glaciology, 27 (95), 147 155. Postacıoğlu, B., 1987. Beton, Cilt 2, s. 333-337. Powers, T.C., Helmuth, R.A, 1953. Theory of Volume Changes in Hardened Portland-Cement Paste During Freezing, Proceedings of Highway Research Board, Vol. 32, p. 285-295. Sayles, F.H., Baker, T.H.W., Gallavresi, F., Jessberger, H.L., Kinosita, S., Sadovskiy, A.V., Sego, D.C., Vyalov, S.S., 1987. Classification and laboratory testing of artificially frozen ground, Journal of Cold Regions Engineering, 1 (1), 22 39. Sayles, F.H., Carbee, D.L., 1981. Strength of frozen silt as a function of ice content and dry unit weight, Engineering Geology, 18, 55 66. Sayles, F.H., Haines, D., 1974. Creep of frozen silt and clay, USA Cold Regions Research and Engineering Laboratory, Technical Report 252. TS EN 1926, 27. Doğal taşlar- Deney metotları- Basınç dayanımı tayini, TSE, Ankara. TS EN 1936, 21. Doğal taşlar - Deney metotları - Gerçek yoğunluk, görünür yoğunluk, toplam ve açık gözeneklilik tayini, TSE, Ankara. TS EN 12372, 27. Doğal Taşlar - Deney metotları - Yoğun yük altında bükülme dayanımı tayini, TSE, Ankara. TS EN 14579, 26. Doğal taşlar - Deney metotları - Ses hızı ilerlemesinin tayini, TSE, Ankara. Vyalov, S.S., 1962. Strength and creep of frozen soils and calculations in ice-soil retaining structures, USA Cold Regions Research and Engineering Laboratory, Translation 76.AD 48493. Wu, Z.W., Ma, W., Zhang, C.Q., Sheng, Z.Y., 1994. Strength characteristics of frozen sandy Soil, Journal of Glaciology and Geocryology, 16 (1), 15 2. Zhang, S.J., Lai, Y.M., Sun, Z.Z., Gao, Z.H., 27. Volumetric strain and strength behavior of frozen soils under confinement, Cold Regions Science and Technology, 47, 263 27. Zhu, Y.L., Carbee, D.L., 1987. Creep and strength behavior of frozen silt in uniaxial Compression, USA Cold Regions Research and Engineering Laboratory, CRREL Report 87-1, pp. 1 6. Zhu, Y.L., Zhang, J.Y., Peng, W.W., Sheng, Z.Y., Miao, L.N., 1992. Constitutive relations of frozen soil in uniaxial compression, Journal of Glaciology and Geocryology, 14 (3), 21 217. Zhu, Y.L., Zhang, J.Y., 1982. Elastic and compressive deformation of frozen soils, Journal of Glaciology and Geocryology, 4 (3), 29 39.