Orta Dayanımlı Kayaçlar Için Farklı Sabit Yükler Altında Zamana Bağlı Deformasyon Davranışının Yeniden Modellenmesi

Yıl 2024, Sayı: 26, 13 - 26, 26.08.2024

Süleyman Şafak

Öz

Kaya kütleleri içine inşa edilen kaya yapıları, inşaat aşamasından başlayarak hizmet ömrü boyunca devam eden süreçte sürekli yük altında kalacaktır. Özellikle orta mukavemete sahip kayaçlar, madencilik veya inşaat mühendisliği çalışmalarının başlamasından sonra sabit yük altında zamana bağlı deformasyona uğrayacaktır. Süreksizliklerin kapanımıyla birlikte deformasyonlar başladıktan sonra kayaç malzemesi maruz kaldığı yüke bağlı olarak deformasyona uğrayacaktır. Bu durumda, kaya kütlesinin deformasyon özellikleri mühendislik yapısının stabilitesi açısından önemli hale gelmektedir. Kaya yapılarının tasarımında ampirik denklemlerin üretilmesi, pahalı ve zaman alıcı yerinde testler yerine daha pratik tasarımların önünü açacaktır. Bu denklemler, kayaçların laboratuvarda elde edilen tek eksenli basınç dayanımı ve elastisite modülü değerlerini parametre olarak kullanmaktadır. Tasarım için üretilen bu formüller mühendislikte güvenle kullanılabilmektedir. Bu çalışmada, farklı konumlardaki dört farklı ve orta dayanımlı kayanın sabit yük altında zamana bağlı deformasyon özellikleri analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, orta sertlikteki kayaçların çeşitli sabit yükler altında farklı şekilde deforme olduklarını göstermiştir. Ayrıca, farklı kayaç türleri üzerinde çeşitli sabit yükler altında yapılan laboratuvar deneylerinin sonuçlarından önemli bir zaman-yük-dayanım-deformasyon fonksiyonu elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Deformasyon mekanizması, hiperyüzey yaklaşımı, orta dayanımlı kayalar

Kaynakça

• Aksoy O.C., Uyar G.G., Yaman H.E.: (2022) The importance of deformation modulus on design of rocks with numerical modeling, Geomech. Geophys. Geo-energ. Geo-resour 8:103
• Aksoy C.O., Şafak S., Uyar G.G., Özacar V.: (2018) A new mathematical approach for representing the deformation mechanism of rocks under constant load. Geotech Lett 8:80–90
• Aksoy C.O., Geniş M., Aldaş G.U., Özacar V., Özer S.C., Yılmaz Ö.: (2012) A comparative study of the determination of rock mass deformation modulus by using different empirical approaches, Engineering Geology 131–132
• Bazaraa M.S., Sherali H.D., Shetty C.M.: (1993) Nonlinear Programming: Theory and Algorithms, Second Edition, John Wiley and Sons, New York
• Barla G.: (2002) Tunnelling under squeezing rock conditions, In: Tunnelling Mechanics-Eurosummer school, Innsbruck, 2001 / Kolymbas D. Logos Verlag Berlin, p: 169-268, ISBN: 9783897228733
• Bieniawski Z.T.: (1970) Time-Dependent Behavior of Fractured Rock, Rock Mechanics, 2, 123-137, Springer-Verlag
• Brown E.T.: (2008) Estimating the mechanical properties of rock masses In:Proceedings of the first southern hemisphere rock mechanics symposium, Perth: AustralCentre Geomech; p.3–22
• Cai M., Moriokb H., Kaiser P.K., Tasaka Y., Kurose H., Minami M., Maejima T.: (2007) Back-analysis of rock mass strength parameters using AE monitoring data, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 44 538–549
• Carter T.G., Diederichs M.S., Carvalho J.L.: (2007) A unified procedure for prediction of strength and post yield behavior for rock masses at the extreme ends of the integrated GSI and UCS rock competence scale. In: Proceedings of the 11th congress of the international society for rock mechanics, Lisbon, London: Taylor & Francis; p. 161–4
• Carvalho J.L., Carter T.G., Diederichs M.S.: (2007) An approach for prediction of strength and post yield behavior for rock masses of low intact strength. In: Proceedings of the first Canada–US rock symposium, Vancouver; p. 249–257
• Diederichs M.S., Carvalho J.L., Carter T.G.: (2007) A modified approach for prediction of strength and post yield behavior for high GSI rock masses in strong, brittle ground. In: Proceedings of the first Canada–US rock symposium, Vancouver; p. 277–285
• Dinc O.S., Sonmez H., Tunusluoglu C., Kasapoglu K.E.: (2011) A new general empirical approach for the prediction of rock mass strengths of soft to hard rock masses, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 48 650–665
• Hoek E., Diederichs M.S.: (2006) Empirical estimation of rock mass modulus. Int. J. Rock Mec. Min. Sci. 43, 203–215
• Internatıonal society for rock mechanics (ISRM) “The complete ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 1974-2006”, edited by Reşat Ulusay & John A. Hudson, ISBN: 978-975-93675-4-1
• Kalamaris G.S., Bieniawski Z.T.: (1995) A rock mass strength concept for coal incorporating the effect of time In: Proceedings of the Eighth ISRM congress, Rotterdam:Balkema;p295–302
• Komurlu, E., Kesimal, A., Aksoy, C.O. (2017). Use of Polyamide-6 type Engineering Polymer as Grouted Rock Bolt Material. International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering, Vol. 3, Paper no: 37, https://doi.org/10.1007/s40891-017-0114-6
• Mitri H.S., Edrissi R., Henning J.: (1994) Finite element modelling of cable-bolted stopes in hard rock ground mines. In: SME Annual Meeting. Albuquerque, New Mexico, pp. 94-116 Nicholson G.A., Bieniawski Z.T.: (1990) A nonlinear deformation modulus based on rock mass classification. Int. J. Min. Geol. Eng. 8, 181–202
• Palmström A., Singh R.: (2001) The deformation modulus of rock masses-comparisons between in situ tests and indirect estimates; Tunneling and Underground Space Technology, Vol. 16, No. 3, pp. 115 – 131
• Penrose R .: (1955) A generalized inverse for matrices, Proc. Cambridge Philos. Soc., 51 406-413
• Penrose R.: (1956) On the best approximate solutions of linear matrix equations, Proc. Cambridge Philos. Soc., 52 17-19