KAYA MALZEMESİNDE BRAZİLİAN ÇEKME DAYANIMI İLE SONİK HIZ ARASINDAKİ İLİŞKİLER

Abstract

Kaya mekaniği araştırmaları ve mühendislik tasarımlarında genellikle kayanın tek eksenli sıkışma dayanımına odaklanılmasına karşın, kaya malzemesinin çekme dayanımının da sıkışma dayanımı kadar önemli bir parametre olduğu son yıllarda yapılan çalışmalarda vurgulanmaktadır. Doğrudan ve dolaylı yöntemler kullanılarak belirlenebilen çekme dayanımının belirlenmesinde, uygulanması zorluklar içeren doğrudan yöntemler yerine dolaylı yöntemlerin kullanımı tercih edilmektedir. En çok tercih edilen dolaylı yöntem ise Brazilian yöntemidir. Ancak bu deney yöntemi de belli özellik ve boyutlara sahip örnek gerekliliği nedeniyle bazı zorluklar içermektedir. Bu zorlukların üstesinden gelebilmek için en pratik yaklaşım ise tahribatsız deney yöntemlerini kullanarak kayanın çeknme dayanımının tahmin edilmesidir. Bu çalışmanın amacı, kaya malzemesinin Brazilian çekme dayanımını tahribatsız bir deney türü olan sonik hız deneyinden elde edilen P dalgasının kaya malzemesindeki yayılma hızlarını kullanarak tahmin etmektir. Bu amaçla 8 farklı kaya grubundan toplam 90 karot örneği hazırlanmış ve bu örneklerde Brazilian ve sonik hız deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel veriler basit regresyon modelleri ile değerlendirilmiş ve kaya malzemesinin Brazilian çekme dayanımının P dalga hızı kullanılarak tahmin edilebilirliği belirlenmiştir. Regresyon modellerinden ortaya çıkan sonuçlar her bir kaya grubunun Brazilian çekme dayanımı ve P dalga hızı parametreleri arasında çok kuvvetli-kuvvetli korelasyonların var olduğunu göstermektedir. Ancak tüm kaya gruplarına ait verilerin birlikte değerlendirildiği regresyon modeline göre Brazilian çekme dayanımı ve P dalga hızı parametreleri arasında zayıf bir korelasyon vardır. Bunun ana nedeni ise çekme dayanımının ve P dalgası yayılma hızının litolojik özelliklerden önemli ölçüde etkilenmesidir.

Recent studies emphasize that the tensile strength of rock material is just as important a parameter as compressive strength although rock mechanics research and engineering designs often focus on the uniaxial compressive strength of rocks, in determining tensile strength, which can be identified through direct and indirect methods, the use of indirect methods is preferred over direct methods due to the difficulties associated with their application. The most commonly used indirect method is the Brazilian test. However, this testing method also involves certain challenges due to the requirement for samples with specific properties and dimensions. The most practical approach to overcoming these challenges is to estimate the tensile strength of the rock using non-destructive testing methods. The aim of this study is to predict the Brazilian tensile strength of rock material using the propagation velocities of P-waves obtained from a non-destructive test type, the sonic velocity test. For this purpose, a total of 90 core samples from 8 different rock groups were prepared, and Brazilian and sonic velocity tests were conducted on these samples. Experimental data were evaluated using simple regression models to determine the predictability of Brazilian tensile strength based on P-wave velocity in rock material. The results from the regression models indicate a very strong-strong correlation between the Brazilian tensile strength and P-wave velocity parameters within each rock group. However, the regression model that evaluates the data from all rock groups together shows a weak correlation between the Brazilian tensile strength and P-wave velocity parameters. The primary reason for this is that both tensile strength and P-wave propagation velocity are significantly influenced by lithological properties.