Blokların Fraktal Boyutunun Bloklu Piroklastik Kayaların Makaslama Dayanımına Etkisi

Year 2021, , 115 - 128, 18.06.2021

Elif Avşar

https://doi.org/10.24232/jmd.935871

Abstract

Bu çalışmada, piroklastik çökellerden oluşan bir tür bloklu kaya kütlesinin makaslama dayanımı ile bu kaya
kütlesinin içerdiği blokların fraktal boyutu arasındaki ilişkiler araştırılmıştır. Çalışma kapsamında, jeo-mekanik
açından “hamurda kaya” olarak tanımlanan bir bloklu piroklastik kaya kütlesinden derlenen örnekler üzerinde üç
eksenli makaslama deneyleri uygulanmıştır. Hamurda kayanın kohezyonu (c) ve içsel sürtünme açısı (φ) değerleri
belirlenmiştir. Bununla birlikte, fraktal boyut çözümlemeleri ve sayısal görüntü işleme analizleri yardımıyla
hamurda kayanın içerdiği blokların parçalanma fraktal boyutu (DF
) ve pürüzlülük fraktal boyutu (DR) değerleri
hesaplanmıştır. Ayrıca, hamurda kayanın ve bu kaya kütlesinin içerdiği matriks ve blok bileşenlerinin de tek eksenli
sıkışma dayanımı değerleri belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, DR ve DF
ile c ve φ arasında pozitif ve negatif
doğrusal ilişkilerin olduğu görülmüştür. DR ve DF
değerlerinin her ikisinin de artmasına bağlı olarak φ değerleri artış
gösterirken, c değerlerinin ise azaldığı belirlenmiştir. DR’nin artmasıyla φ’nin artış göstermesi blok yüzeylerinin
pürüzlüğünün artmasına bağlı olarak makaslama gerilmelerine karşılık sürtünmenin de arttığının işaretidir. Sonuç
olarak, DR’nin artmasıyla pürüzlü blok yüzeyleri ile matriks arasındaki temas alanlarının genişlediği ve böylece kaya
kütlesini gevşeten zayıflık zonlarının artmasına bağlı olarak kohezyonun azalabileceği sonucuna ulaşılmıştır.

Keywords

Blok pürüzlülüğü, fraktal boyut, hamurda kaya, makaslama dayanımı

References

• Altınsoy, H., 2006. Matriks içinde blok içeren kayaların makaslama dayanımının belirlenmesi için fiziksel model esaslı bir araştırma. Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Yüksek Lisans Tezi, 91s (yayımlanmamış).
• Avsar, E., 2020. Contribution of fractal dimension theory into the uniaxial compressive strength prediction of volcanic welded bimrock. Bulletin of Engineering Geology and the Environment,79, 3605-3619.
• Barton, C.C., Paul, R., Pointe, L., 1995. Fractals in the Earth Sciences. Plenum, NY. Besang, C., Eckhardt, F. J., Harre, W., Kreuzer, H., Müller, P., 1977. Radiometrische altersbestimmungen an Neogenen eruptivgesteinen der Turkei. Geologisches Jahrbuch, B. 25, 3-36