Zayıf Kayalardaki Pürüzlülüğe Sahip Süreksizliklerin Makaslama Dayanımlarının Araştırılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: KEMAL CEM SOLAK
Danışman: Ergün Tuncay
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Tez çalışması kapsamında pürüzlülüğe sahip süreksizliklerinin makaslama dayanımlarının araştırılmasında yaygın biçimde kullanılan Barton-Bandis kriterinin zayıf kayalardaki performansının değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Kriterde kullanılan girdi parametrelerinin tayinine yönelik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmaların ilk kısmında standart süreksizlik profillerine sahip örnekler üretilmiştir. Alçı ile üretilen örnekler üzerinde yapılan deneyler ile jeomekanik parametreler belirlenmiş ve devamında makaslama deneyleri gerçekleştirilmiştir. İkinci kısımda ise yapay örneklerde gerçekleştirilen deneylerin benzerleri doğal örnekler üzerinde tekrar edilmiştir. Alçı örnekler üzerinde yapılan çalışmalarda, kriterin girdi parametresi olan JCS değerinin Schmidt çekici ile belirlenmesinde karşılaşılan zorluklar tespit edilmiş ve Schmidt çekicine alternatif olarak yumuşak malzemelerde iğne penetrometresinin kullanılabileceği ortaya konmuştur. Bir diğer girdi parametresi olan JRC'nin belirlenmesinde kullanılan farklı yöntemler incelenmiştir. Süreksizlik yüzeyleri profilometre, optik tarayıcı ve fotogrametri yöntemleriyle sayısallaştırılmış ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Üç yönteme ait sayısallaştırma sonuçları standart profillere ait sayısal verilere çok yakın değerler vermiş ve başarılı bulunmuştur. Sayısallaştırma yöntemlerinden elde edilen veriler ile pürüzlülük tanımlamada kullanılan istatistiksel parametreler belirlenmiştir. Bu parametreler ile JRC değeri hesaplanmış ve sayısallaştırma yöntemlerinin JRC belirleme konusundaki performansı değerlendirilmiştir. Diğer yöntemlere kıyasla profilometre ile sayısallaştırma yöntemi izlenen süreçler nedeniyle daha pratik bulunmuştur. Alçılarda gerçekleştirilen makaslama deneylerinden elde edilen sonuçlarla Barton-Bandis kriterinden belirlenen yenilme zarfları karşılaştırılmıştır. Kriter ile çizilen zarflardaki JCS/n>100 olduğu şartlarda karşılaşılan olumsuzluklar irdelenmiştir. Bu duruma karşı önerilen eşik açı uygulaması ile çizilen zarfların makaslama deney sonuçlarını temsil etmede yetersiz kaldığı görülmüştür. Kriterin JCS/n oranının 100'den büyük olduğu durumlarda da başarılı şekilde çalıştığı ve bu oranın tek başına eşik açı uygulaması için yeterli bir gösterge olmadığı anlaşılmıştır. JRC ve b değerine bağlı olarak kriterin sorunsuz şekilde çalışabileceği JCS/n seviyeleri belirlenmiştir. İgnimbiritlerde gerçekleştirilen çalışmalarda da JCS değerinin belirlenmesinde iğne penetrometresi ön plana çıkmıştır. JRC değerinin tayini için yaygın şekilde tercih edilen standart profillerle görsel karşılaştırmanın yanı sıra üç farklı sayısallaştırma yöntemi kullanılmış ve bu yöntemlerle istatistiksel parametreler belirlenmiştir. Görsel karşılaştırmaya en yakın sonuçlar profilometre ile sayısallaştırma yönteminden elde edilmiştir. Fotogrametri yöntemiyle süreksizlik yüzeyini temsil eden üç boyutlu pürüzlülük parametreleri belirlenmiştir. İgnimbiritlerde beş farklı JRC sınıfı için makaslama deneyleri yapılmış eşik açı ile çizilen yenilme zarflarının deney sonuçlarını temsil etmede yetersiz kaldığı görülmüştür. Eşik açı uygulanmadan çizilen yenilme zarflarında, üç JRC sınıfı için gerçekleştirilen deneylere ait sonuçların kriter ile oldukça uyumlu olduğu görülmüştür. Kriterden kaynaklı olumsuzluklara karşılık iki ve üç boyutlu pürüzlülük parametrelerini kullanan alternatif yenilme kriterleri ile yenilme zarfları çizilmiştir. Ancak bu kriterlerin de deney sonuçlarını yansıtmaktan uzak kaldığı belirlenmiştir. Barton-Bandis kriterinin kullanımında karşılaşılan olumsuzluklara rağmen makaslama dayanımının belirlenmesinde alternatif kriterlere göre daha başarılı olduğu anlaşılmıştır. Kritere ve kriterde kullanılacak parametrelere yeni alternatifler üretmektense, gözlenen eksikliklerin Barton-Bandis kriterine ait parametrelere bağlı kalınarak giderilmesinde fayda olduğu sonucuna varılmıştır.