Gökçeada’da Yüzeylenen Andezit ve Riyodasit Bileşimli Kayaların İçyapı Özelliklerinin Dayanım ve Deformasyon Özelliklerine Etkileri

Year 2016, Volume: 40 Issue: 2, 123 - 148, 15.12.2016

Ömer Ündül , Namık Aysal

https://doi.org/10.24232/jeoloji-muhendisligi-dergisi.295420

Cited By: 1

Abstract

Kayaların iç yapı unsurlarının, fiziksel – mekanik ve elastik
özelliklere ve çatlak gelişimine etkileri bilinmektedir. Bu çalışmada; Gökçeada’nın
farklı bölgelerinden alınan farklı iç yapı özelliklerine ve bileşenlerine sahip
volkanik kayaların mineralojik, petrografik ve mikroyapısal unsurlarının,
kayanın fiziksel, elastik ve dayanım özelliklerine etkileri
değerlendirilmiştir. Bunun yanı sıra, yük altında çatlak gelişim süreçlerinin belirlenmesi
için ayrıntılı analizler gerçekleştirilmiştir. Çatlak gelişim süreçleri,
mekanik deneylere tabi tutulan örneklerden hazırlanan ince kesitler üzerinde
yapılan ayrıntılı çalışmalar ile ortaya konmuştur. Mineralojik ve petrografik incelemelerden
elde edilen sayısal veriler ve gözlemler, minerallerin kütlece oranlarının
özgül ağırlık ve ateşte kızdırma kaybı (LOI) değerlerini etkilediğini göstermiştir.
Bununla birlikte tek eksenli sıkışma dayanımı (UCS) ve elastik özelliklerin
büyük oranda petrografik özelliklere bağlı olduğu anlaşılmıştır. Volkanik
kayaçlarda UCS değerleri, hamurun fenokristallere oranla artmasıyla
azalmaktadır. Biyotit mineralinin, tek eksenli sıkışma dayanımını etkileyen tek
mineral olduğu ortaya konmuştur. Ayrıca, opak minerallerin ve biyotitin
geometrik özelliklerinin, Young modülüne etkilerinin de önemli olduğu sonucuna
varılmıştır. Eksenel yükler altında, çatlak gelişimi fenokristal ve hamur malzemesinin
oransal dağılımı ile yakından ilişkilidir. Hamur miktarının artışı ile eksenel
kırıkların arttığı gözlenmiştir. Yük etkisi ile gelişen kırıklar altere olmamış
fenokristallere gelince yön değiştirmektedir. Böylece eksenel ve makaslama
kırıkları fenokristal artışı ile birlikte değişmektedir. Gerilme etkisi ile
gelişen kırıkların uygulanan yüke ve konumlarına göre altere olmuş ve
opaklaşmış fenokristallerin içine girebileceği de yer yer gözlenmiştir. Ayrıca,
UCS deney sonuçlarının ve ince kesitlerin birlikte değerlendirilmesi ile fenokristallerdeki
artışın yanal deformasyonda ve dolayısıyla Poisson oranında artış oluşturduğu
da belirlenmiştir. Değerlendirilen diğer özelliklerin ise çalışılan kayaların
fiziksel ve mekanik özellikleri üzerindeki etkilerinin zayıf olduğu belirlenmiştir.
 

 

Keywords

Çatlak Gelişimi, Elastik Özellikler, Fiziko-Mekanik özellikler, Gökçeada, Volkanik Kayaçlar

References

• Akartuna, M., 1950. Imroz Adasinda bazi Jeolojik müşahadeler. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni 2(2), 8–18.
• Åkesson, U., Hansson, J., Stigh, J., 2004. Characterisation of microcracks in the Bohus granite, western Sweden, caused by uniaxial cyclic loading. Engineering Geology, 72, 131–142.
• Amann, F., Button, E. A., Evans, K. F., Gischig, V. S., Blümel, M., 2011. Experimental study of the brittle behavior of clay shale in shortterm unconfined compression. Rock Mechanics and Rock Engineering 44 (4), 415–430.
• Amann, F., Ündül, Ö., Kaiser, P., 2014. Crack initiation and crack propagation in heterogeneous sulfate rich clay rocks. Rock Mechanics and Rock Engineering, 47 (5), 1849–1865.
• ANON, 1995. The description and classification of weathered rocks for engineering purposes. Quaterly Journal of Engineering Geology, 28, 207-242.
• Arıkan, F., Ulusay, R., Aydın, N., 2007. Characterization of weathered acidic volcanic rocks and a weathering classification based on a rating system. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 66, 415–430.
• Barton, N., 2007. Rock Quality, Seismic Velocity, Attenuation and Anisotropy. Taylor and Francis, London, 729 p.
• Baud, P., Wong, T. F., Zhu, W., 2014. Effects of porosity and crack density on the compressive strength of rocks. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 67, 202–211.
• Bieniawski, Z. T., 1967. Mechanism of brittle failure of rock part I—theory of fracture process. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 4 (4), 395–406.
• Brace, W. F., 1964. Brittle fracture of rocks. In: Judd,W.R. (Ed.), State of Stress in the Earth's Crust: Proc., International Conference, Santa Monica, Calif.American Elsevier Publishing Company, New York, 110–178 p.
• Brace, W. F., Paulding, B. R., Scholz, C., 1966. Dilatancy in fracture of crystalline rocks. Journal of Geophysical Research, 71 (16), 3939–3953.
• Brace, W. F., Silver, E., Hadley, K., Goetze, C., 1972. Cracks and pores: a closer look. Science 178 (4057), 162–164.
• Chen, S., Yue, Z. Q., Tham, L. G., 2004. Digital image-based numerical modeling method for prediction of inhomogeneous rock failure. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 41, 939–957.
• Coggan, J. S., Stead, D., Howe, J. H., Faulks, C. I., 2013. Mineralogical controls on the engineering behavior of hydrothermally altered granites under uniaxial compression. Engineering Geology, 160, 89–102.
• Eberhardt, E., Stimpson, B., Stead, D., 1999. Effect of grain size on the initiation and propagation threshold of stress-induced brittle fracture. Rock Mechanics and Rock Engineering, 32 (2), 81–99.
• Gerçek, H., 2007. Poisson’s ratio values for rocks. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 44, 1–13.
• Griffith, A. A., 1924. Theory of rupture. Proceedings of the First International Congress of Applied Mechanics: Delft, 55–63 p.
• Gupta, V., Sharma, R., 2012. Relationship between textural, petrophysical and mechanical properties of quartzites: a case study from northwestern Himalaya. Engineering Geology, 135–136, 1–9.