Kaya kütle karakteristiğinin belirlenmesinde yeraltı suyunun etkisi

Kaya mühendislik tasarımlarında üç farklı yöntem vardır. Bunlar sırasıyla analitik tasarım, görgül (amprik) tasarım ve gözleme dayalı tasarım yöntemleridir. Yeraltı suyu görgül tasarım yaklaşımında önemli bir girdi tasarım parametresidir. Bu tasarıma ait girdi parametresinin büyüklüğüyerinde gözlemlere bağlı niteliksel olarak belirlenmektedir. Suyun etkisi, Uluslar Arası Kaya Mekaniği Derneği-ISRM (1981) tarafından önerilen suda dağılma dayanımı indeks test sonuçlarına bağlı olarak belirlenmektedir. Suda dağılma dayanımı testi, standart kurutma ve ıslatma çevrimleri ile bir kaya numunesinin bozunmaya ve aşınmaya karşı direncini tanımlayabilmektedir. Bu testin ana amacı şeyi, çamurtaşı, şilt taşı ve diğer kil içeren kayaların bozunmalarmı değerlendirmektir. Bu çalışmada ilk önce kaya mühendisliğindeki yapı tasarımında yealtı suyunun etkisi ve önemi üzerine kritik bir değerlendirme sunulmaktadır. Daha sonra laboratuvar çalışmalarında, yedi farklı kaya biriminin suda dağılma dayanımı test sonuçları verilmektedir. Ayrıca mevcut koşulları ve numune özellikleri değiştirilerek yapılan deneylerden elde edilen sonuçlar sunulmaktadır. Her bir test koşulu için elde edilen sonuçlar grafikler yardımıyla değerlendirilmekte ve yorumlanmaktadır.

The effect of underground water on rock mass characterization

The three design approaches used in rock engineering are analytical, emprical and observational. Underground water is a very significant input parameter considered in emprical design approach. The absulate magnitude of this parameter is determined based on in-sittu observations. The effect of water is determined based on the results of slake durability test suggested by the International Society Rock Mechanics-ISRM(1981). The slake durability index test describes the resistance of a rock sample to weakining and disintegration resulting from a standart cycles of drying and wetting. This test mainly evaluates the weathering resistance of shales, mudstones, siltstones, and other clay-bearing rocks. In this study, firstly, a critical evaluation is made on the effect and importance of the underground water in design of rock engineering structures..In addition, the weathering resistance of seven different rock samples are evaluated by slake durability test in laboratory. Additional tests were also carried out by changing the test conditions and mechanical structure of rock samples by drying and freezing. The test results for each conditions are presented graphically and interpreted.

___

Brook, N and Dharmaratne, G.R., 1985, Simplified Rock Mass Ratjng System for Mine Tunnel Support; Trans.Inst. Min. Metall.94, pp.Al92-103.

Butler, A.G. and Franklin, J.A.,1990, Classex:Expert Systemfor Rock Mass Classification; Static and Dynamic Consideration in Rock Eng., Edited by Brummer, Balkema, Rotterdam, pp.73- 80.

Bieniawski, Z.T., 1973, Engineering Classification of Jointed Rock Masses; Trans. S. Afr. Inst. Civ. Eng., 15, pp. 335-344.

Bieniawski, Z.T., 1979, The Geomechanics Classification in Rock Engineering Applications; Proc. 4 Int. Congr. Rock Mech., ISRM, Vol. 2, Montreux, pp. 448.

Ceylanoğlu, A., Özkan, İ. ve Erdem, B., 1998, Divriği YNK-3 No'lu İstihsal Kuyusunda Karşılaşılacak Kayaçların Mekanik ve Fiziksel özelliklerinin Belirlenmesi ve Mühendislik Sınıflaması Çalışmaları; C.Ü. Maden Müh. Böl., Nihai Rapor , Sivas.

Ferguson, G.A., 1979, Optimization of Block Caving with a Complex Enviroment; Mining Magazine, Vol. 140, pp.126-139.

Franklin, J, A. and Chandra, R.,1971, The Slake Durability Test; Rock Mech., pp.325-341. Gamble, J.C., 1971, Durability-plasticity classification of shales and other argillaceous rocks; Ph.D. Thesis l^niv., of Illinois.

Goodman, R.E., 1980,Intrıduction to Rock Mechanics, Wiley, New york, 478p.

Hoek, E. and Brown, E.T.,1980, Underground Excavations in Rock, London,U.K.,527p.

Hem, J.D.,1970, Study and Interpretation of the Chemical Characteristics of Natural Water; Washington, pp. 92-97.

ISRM, 1981, Rock Characterization, Testing and Monitoring-ISRM Suggested Method; Pergamon, Oxford, 211p.

Kaçaroğlu, F., Değirmenci, M. and Cerit, O.,1996, Hydrogeological Investigation of the Cumhuriyet University Campus Area and Vicinity, Sivas.

Kaçaroğlu, F.,1998, Kişisel Görüşme, Cumhuriyet Üniversitesi, Jeoloji Bölümü, Sivas.

Laubscher, D.H. and Taylor, H.W.,1976, Importance of Geomechanics Classification of Jointed Rock Masses in Mining Operations; Proc. Symp. on Exploration for Rock Engineering, Johannesburg,V.I, AA. Balkema, pp.119-128.

Laubscher, D.H., 1977, Geomechanics Classification of Jointed Rock Masses - Mining Applications; IMM Transactions., Vol. 86, pp. A1-A7.

Laubscher, D.H., 1984, Design Aspects and Effectiveness of Support Systems in Different Mining Conditions; Transactions of IMM, Vol. 93, pp. A70-A81.

Laubscher, D.H., 1990, A Geomechanics Classification System for the Rating of Rock Mass in Mine Design; J.S. Afr. Inst. Min. Metali., Vol. 90, No. 10, Oct., pp. 257-273.

Molinda, G.R. and Mark, C.,1993, The Total Mine Roof Rating (CMRR) a Practical Rock Mass Classification for Coal Mines; Proc.12 Confr.on Ground Control Mining, West Virginia Univ., Morgantown, pp.92-103.

Newman, D..A., and Bieniawski, Z.T., 1985, Modified Version of the Geomechanics Classification for Entry Design in Underground Coal Mines; Trans. Soc. Min. Eng., AIME 280, pp. 2134- 2138.

Ulusay, R., Arikan, F., Yoleri, M. F. and Çağlan, D., 1995, Engineering geological characterization of coal mine waste material and an evaluation in the context of back-analysis of spoil pile instabilities in a strip mine.SW Turkey; Engineering Geology 40, pp. 77-101.

Ünal, E., 1996, Modified rock mass classification: M-RMR system; Milestones in Rock Engineering A Jubilee Collection; Z.T.Bieniawski, Editor; Balkema.pp. 203-223.

Ünal, E ve Tutluoğlu, L.,1986, Kaya Mekaniği İlkeleri ve Uygulamaları, ODTÜ yayını, 210p.

Ünal, E. and Özkan, İ.,1990, Determination of Classification Parameters for Clay Bearing and Stratified Rock Mass; Proc. 9th Conf. On Ground Control in Mining W.V. Morgantown, pp.250-259.

Ünal, E., Özkan, I. and Ulusay, R., 1992, Characterization of Weak, Stratified and Clay-Bearing Rock Masses; EUROCK'92 - Int. Symp. on Rock Characterization, Chester, UK, eptember, pp. 330-335.

Ünal,.E., Ulusay, R. and Özkan, I., 1997a, ETİBANK Rock Engineering Evaluations and Rock Mass Classification at Beypazarı Trona Site; Proje Kod No: 97-03-05-01-02, Nihai Rapor, ODTÜ, 1997.

Ünal, E., Ulusay, R. and Özkan, I., 1997b, ETİBANK Rock Engineering Evaluations and Rock Mass Classification at Beypazarı Trona Field: Borehole TS-3 Site; Proje Kod No: 97-03-05- 01-06, Nihai Rapor, ODTÜ, 1997.

Özkan, İ.,1995, Modified Rock Mass Rating (M-RMR) System and Roof Behavior Model; PhD. Thesis, METU, 370p.

Özkan, İ. ve Ünal, E., 1988, Zayıf Kayaların Bazı Malzeme Özelliklerinin Belirlenmesi ve Bu Özelliklerin Kaya Kütlesi Sınıflama Sistemlerine Etkisi; Cumhuriyet Üniversitesi, I. . Jeoloji ve Madencilik Sempozyumu, Sivas, 12-15 Ekim.

Özkan,-1. ve Ünal, E., 1996, Kaya Kütlesi Sınıflama Sistemleri Üzerine Kritik Bir Değerlendirme; III. Ulusal Kaya Mekaniği Sempozyumu, Türk Ulusal Kaya Mekaniği Derneği (TUKMD), Ankara, pp.181-195.

Panet, M., 1993, Understanding deformation in Tunnels; Comprehensive Rock Engineering, Edited by Hudson, Pergoman Press, Vol.1, pp.663-689.

Paşamehmetoğlu, Gv Ünal, E. ve Tutluoğlu, L.,1989, Etibank Bigadiç Madenleri İşletmesi Müessesesi Müdürlüğü, Simav Yer altı Ocağı Kaya Mekaniği Etüdleri; ODTÜ-Maden Mühendisliği Araştirma Projesi, Son Rapor, Ankara.

Singh, K. B., T. N., Jethwa,J.L.,1994, Effect of Discontinuities on strata Movement Problems in Colliers: a rewiew; Geotecnical and Geological Engineering, V.12, pp.43-62.

Smith, D., 1994, Rock Mass Classification Studies; Internal Report, ÇBÎ Mines, Çayeli. Turkey.

Terzaghi, K., 1946, Rock Defect and Loads on Tunnel Support Rock Tunneling With Steel Support, Edited by R.V. Proctor and T. White, Commercial Shearing Cav Young Stown, pp. 15- 99.

Venkateswarlu, V., 1986, Geomechanics Classification of Coal Measure Rocks vis -a- vis Roof Support; PhD. Thesis, Indian School of Mines, Dhanbad, 251p.