Kayaçların kırılma tokluğu (Mod-I) ile fiziko-mekanik özellikleri arasındaki ilişkilerinin değerlendirilmesi

Yıl 2010, Cilt: 31 Sayı: 2, 127 - 139, 01.03.2010

Nazmi Şengün , Raşit Altındağ

Öz

Anahtar Kelimeler

-

Kayaçların kırılma tokluğu (Mod-I) ile fiziko-mekanik özellikleri arasındaki ilişkilerinin değerlendirilmesi

Öz

Bu çalışmada, onbeş farklı kayacın Tür-I (Mod-I) kırılma tokluk değerleri V-çentikli Brazilian diski (CCNBD) yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Bu kayaçların kırılma tokluk değerlerinin yanı sıra, diğer fiziksel ve mekanik özellikleri de ilgili standartlar ve önerilen yöntemler çerçevesinde tayin edilmiştir. Kayaçların kırılma toklukları ile fiziko-mekanik özellikleri arasındaki ilişkiler araştırılmış ve en yüksek korelasyon katsayısı r = 0.84 ile Brazilian çekme dayanımı – kırılma tokluğu arasında bulunmuştur. Buna göre, Brazilian çekme dayanımı kullanılarak kayaçların kırılma tokluğunun daha pratik, hızlı, ekonomik ve gerçeğe en yakın bir şekilde tahmin edilebileceği sonucuna varılmıştır

Anahtar Kelimeler

Fiziko-mekanik özellikler, kırılma tokluğu, V-çentikli Brazilian diski

Kaynakça

• Adefashe, H.A., 2006, Determining the fractu- re mechanics properties of sedimentary rocks using double torsion testing. The- sis of Master of Science, The University of Texas at Austin (unpublished).
• Altındağ, R., 2000. Kayaçlarda kırılma tokluğu ve diğer mekanik özellikler arasındaki ilişkiler. 9 Eylül Üniversitesi, Mühendis- lik Fakültesi, Fen ve Mühendislik Dergi- si, 2(2), 39-47.
• Bearman R.A., 1991. The application of rock mec- hanics parameters to the prediction of crusher performance. PhD Thesis, Cam- borne School of Mines, UK (unpublished).
• Bearman, R.A., 1999. The use of the point load test for the rapid estimation of mode I fracture toughness. International Jour- nal of Rock Mechanics and Mining Sci- ence, 36, 257–263.
• Bieniawski, Z.T., 1967. Mechanism of brittle fracture of rock. International Journal of Rock Mechanics and Mining Science, 4, 395-406.
• Boone, T.J., Wawrzynek, P.A., and Ingraffea, A.R., 1986. Simulation of the fractu- re process in rock with application to hydrofracturing. International Journal of Rock Mechanics Mining Science and Geomechanics. Abstract, 23, 255–265.
• Brown, G.J., and Reddish, D.J.,1997. Experi- mental relations between rock fractu- re toughness and density. International
• Journal of Rock Mechanics and Mining
• Science, 34 (1), 153-155.
• Donovan, J.G., and Karfakis, M.G., 2004. Adap- tation of a simple wedge test for the ra- pid determination of Mod I fracture to- ughness and the assessment of relative fracture resistance. International Jour- nal of Rock Mechanics and Mining Sci- ence, 41, 695 – 701.
• Evans, I., and Pomeroy, C.D., 1966. The Strength Fracture and Workability of Coal. Ox- ford, Pergamon Press Ltd., London.
• Fowell R.J., and Chen, J.F., 1990. The third chevron-notched rock fractu- re specimen-the cracked chevron- notched Brazilian disc. In: Rock Mec- hanics: Contributions and Challen- ges, W.A., Hustrulid and G.A., Johnson (eds.), Taylor and Francis, pp.295-302.
• Fowell, R.J., Xu, C., and Dowd, P.A., 2006. An update on the fracture toughness tes- ting methods related to the crac- ked chevron-notched Brazilian disk (CCNBD) specimen. Pure Application Geophysics. 163, 1047–1057.
• Griffith, A.A., 1921. The phenomena of rapture and flow in solids. Philosophical Tran- sactions of the Royal Society, A221, 163-197.
• Gunsallus, K.L., and Kulhawy, F.H., 1984. A comparative evaluation of rock strength measures. International Journal of Rock Mechanics Mining Science and Geo- mechanics Abstract, 21 (5), 233–248.
• Irwin, G.R., 1957. Analysis of stress and strain near the end of crack traversing a plate.
• Transaction ASME, Journal of Applica
• tions Mechanics, 24, 361-364.
• ISRM, 1988. Suggested methods for determi- ning the fracture toughness of rocks. International Journal of Rock Mecha- nics Mining Science and Geomecha- nics Abstract, 25, 71-96.
• ISRM, 1995. Suggested method for determi- ning Mod-I of fracture toughness using Cracked Chevron Notched Brazilian Disc (CCNBD) specimens. International
• Journal of Rock Mechanics Mining Sci
• ence and Geomechanics Abstract, 32, 57–64.
• ISRM, 2007. The Complete ISRM Sugges- ted Methods for Rock Characteriza- tion, Testing and Monitoring: 1974- 2006. Suggested Methods prepared by the Commission on Testing Methods, ISRM, R. Ulusay and J.A. Hudson (eds.), Kozan Ofset, Ankara.
• Kim, K., 2006. Blasting design using fracture toughness and image analysis of the bench face and muckpile. Master of Science, Mining and Mineral Enginee- ring, Virginia Tech, Blacksburg.
• Köksal, N., 1991. Ankara andeziti kırılma toklu- ğunun araştırılması. 12. Türkiye Maden- cilik Bilimsel ve Teknik Kongresi Bildiri- ler Kitabı, Ankara, s. 403-416.
• Nelson, P.P., and Fong, F.L.C., 1986. Charac- terization of rock for boreability evalu- ation using fracture material properties. Proceedings of the 27th U.S. Symposi- um on Rock Mechanics (USRMS), pp. 846-852.
• Ouchterlony F., 1974. Fracture mechanics app- lied to rock blasting. Proceedings of 3rd Congress ISRM, Denver, pp.1377-1383.
• Roegiers, J.C., McLennan, J.D., and Schultz, L.D., 1982. In-situ stress determi- nations in northeastern Ohio, issu- es in rock mechanics. Proceedings of 23rd Symposium on Rock Mechanics, Society of Mining Engineers of the AIME, New York, pp. 219-229.
• Shetty, D.K., Rosenfield, A.R., and Duckworth, W.H., 1985. Fracture toughness of ce- ramics measured a chevron-notched diametral-compression test. Journal of American Ceramic Society, 68 (12), C325-C32.
• Şengün, N., 2009. Kayaçların kırılma tokluğu ve gevrekliğinin dairesel testereler ile kes- me verimi üzerine etkileri. Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bi- limleri Enstitüsü, Isparta (yayımlanma- mış).
• TS EN 14157, 2005. Doğal taş - aşınma diren- cinin tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• TS EN 12372, 2007. Doğal taşlar - deney metot- ları - yoğun yük altında bükülme daya- nımı tayini. Türk Standartları Enstitüsü, AnTS EN 1926, 2007. Doğal taşlar- de- ney metotları- basınç dayanımı tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• TS EN 1926, 2007. Doğal taşlar- deney metot- ları - basınç dayanımı tayini. Türk Stan- dartları Entitüsü, Ankara.
• TS EN 1936, 2007. Doğal taşlar- deney metotla- rı- gerçek yoğunluk, görünür yoğunluk, toplam ve açık gözeneklilik tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• TS 699, 2009. Doğal yapı taşları - İnceleme ve laboratuar deney yöntemleri. Türk Stan- dartları Enstitüsü, Ankara.
• Whittaker, B.N., Singh, R.N., and Sun, G., 1992. Rock Fracture Mechanics: Princip- les, Design and Applications. Elsevier, Amsterdam.
• Zhang, Z.X., 2002. An empirical relation betwe- en mode I fracture toughness and the tensile strength of rock. International Journal of Rock Mechanics and Mining Science, 39, 401–406.