Örnek mikro yapısının ve köşeliliğinin suda dağılmaya karşı duraylılık indeksine etkisi ve suda dağılmaya duraylılık indeksiyle bazı fiziksel özellikler arasındaki ilişki

Kil içeren kayaların ıslanma-kuruma evreleri sonucunda aşınma ve ayrılıp suda dağılmaya karşı gösterdiği davranışını kontrol eden suda dağılmaya karşı duraylılık deneyinde, deney sonuçlarını etkileyebilen pek çok faktör vardır. Deney örneklerinin köşeliliği ile yapısal özellikleri de bu faktörler arasında yer almaktadır. Bu çalışmada, suda dağılmaya karşı duraylılık deneyinde kullanılmak üzere hazırlanan örneklerin köşeliliği ile yapısal özelliklerinin deney sonuçlarını nasıl etkilediğinin nicel olarak belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla kil içeren kumtaşı, marn, kireçtaşı, tüf ve bozunmuş granit türü kaya birimleri çalışmanın malzemesi olarak seçilmiştir. Her kaya türünden köşeli, yarı köşeli ve yuvarlak örnekler hazırlanarak suda dağılmaya karşı duraylılık deneyine tabi tutulmuştur. Suda dağılmaya karşı duraylılık deney sonuçları, mikro süreksizlik içermeyen kayalarda, köşeliliğin suda dağılmaya karşı duraylılık indeksi ($I_{d2}$) üzerinde etkili olduğu göstermektedir. Bu tür kayaların $I_{d2}$ değerlerinde köşeliliğe bağlı olarak % 26'ya varan farklar elde edilmiştir. Mikro süreksizlik içeren kayalarda ise, ikinci çevrim sonunda her köşelilik grubunda parçalanma meydana gelmiş ve örnek şeklinin $I_{d2}$ üzerinde belirgin bir etkisi olmamıştır. Çalışmada kullanılan kaya türlerinin, çok çevrimli suda dağılmaya karşı duraylılık indekslerinin tek çevrimin sonunda belirlenen suda dağılmaya karşı duraylılık indeksinden kestirilebilmesi amacıyla geliştirilen görgül eşitlikler çok kuvvetli istatistiksel ilişkiler göstermektedir. Nokta yükü dayanım indeksi ve kuru birim hacim ağırlığından görgül eşitliklerle kestirilen ve deneyle belirlenen ld değerleri arasında oldukça yüksek ortalama mutlak hata değerleri oluşmuştur.

The effect of micro-structure and angularity of aggregates on the slake durability index and the relationship between the slake durability index and some physical properties

There are several factors affecting the results of the slake durability test which defines the disintegration of clay-bearing rocks through wetting and drying cycles as well as slaking behavior in water. These factors include angularity of the test specimens and structural properties of the rock material. This study aims to assess the effects of these factors on the results of the slake durability test. The. materials selected for this purpose include clay bearing rocks such as clayey sandstone, marl, clayey limestone, tuff, and weathered granite. Angular, subangular and rounded specimens were prepared from each rock type and subjected to the slake durability test. The results of the slake durability tests indicate that angularity effects the slake durability index ($I_{d2}$) values of the rock groups without any micro discontinuity. The $I_{d2}$ values of these types of rocks show differences as high as 26% depending on the aggregate angularity. For the rock groups with micro discontinuities, disintegration was observed at the end of the second cycle for each group and it was concluded that the aggregate shape has no significant effect on the $I_{d2}$ value of these rock groups. The regression analyses conducted to determine multi-cycled slake durability index via single-cycle slake durability index for the rock types used in the study indicate a strong statistical relationship. High average absolute error values occurred between experimentally and empirically defined ld values as a function of $I_{s(5O)}$ and $\gamma_d$.

PDF

___

ASTM, 1990. Standard test method for slake slake durability of shales and similar weak rocks (D4644). Annual Book of ASTM Standards Vol. 4. 08. ASTM, Philadelphia, PA. 863-865.
Aufmuth, R.E., 1974. Site engineering indexing of rocks: Field testing and instrumentation of rock. American Society for Testing and Materials, Special Technical Publication, 554, 81-99.
Aydan, O., and Ulusay, R., 2003. Geotechnical and geoenvironmental characteristics of man-made underground structures in Cappadocia, Turkey. Engineering Geology, 69, 245-272.
Bayhan, E., Temel, A., Şahbaz, A., Varol, B., Kazancı, N., Görmüş, S. ve Ergin, M., 1998. Mudanya-Ulubat Gölü (Bursa Yöresi) Orta-Üst Miyosen-Kuvaterner istifinin mineralojik incelenmesi. Yerbilimleri, 20, 55-62.
Bell, F.G., Entwisle, D.C., and Culshaw, M.G., 1997. A geotechnnical survey of some British Coal Measures mudstones, with particular emphasis on durability. Engineering Geology, 46, 115-129.
Çetin, H., Laman, M., and Ertunç, A., 2000. Settlement"and slaking problems in the world's fourth largest rock-fill dam, the Atatürk Dam in Turkey. Engineering Geology, 56, 225-242.
Dhakal, G., Yoneda, T., Kato, M., and Kaneko, K., 2002. Slake durability and mineralo-gical properties of some pyroclastic and sedimentary rocks. Engineering Geology, 65, 31-34
Franklin, J.A., and Chandra, R., 1972. The slake durability test. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 9,-325-341.
Gamble, J.C., 1971. Durability-plasticity classification of shales and other argillaceous rocks. PhD Thesis, University of Illinois (yayımlanmamış).
Gökçeoğlu, C, Ulusay, R., and Sönmez., H., 2000. Factor effecting the durability of selected weak and clay-bearing rocks from Turkey, with particular emphasis on the influence of the number of drying and wetting cycles. Engineering Geology, 57, 215-237.
Golden Software, 2000. Didger 2.0, Golden Software Inc.,USA.
ISRM, 2007. The Complete IŞRM Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring: 1974-2006. R.. Ulusay and J.A. Hudson (eds.), Ankara.
Kayabalı, K., Beyaz., T., and Kolay, E., 2006. The effect of the ph of the testing liquid on the slake durability of gypsum. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 65, 65-71.
Ketin, L, 1955. Yozgat bölgesinin jeolojisi ve Orta Anadolu masifinin tektonik durumu. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 6, 1-40.
Kolay, E. ve Kayabalı, K,, 2005. Agregaların köşeliliğinin ve pürüzlülüğünün belirlenmesinde fractal boyut yönteminin kullanılması. Yerbilimleri, 26 (2), 49-61.
Kolay, E., and Kayabalı, K., 2006. Investigation of the effect of aggregate shape and surface roughness on the slake durability index using the fractal dimension approach. Engineering Geology, 86, 271-284.
Koncagül, E., and Santi, P.M., 1998. Predicting the unconfined compressive strength of the Breathitt shale using slake durability, Shore hardness and rock structural properties. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 36, 139-153.
Mandelbrot, B.B., 1967. How long is the coast of Great Britain: Statical self similarity and the fractional dimension. Science, 156,636-638.
Moon, V.G., and Beattie, A.G., 1995. Textural and microstructural influences on the durability of Waikato coal measures mudrocks. Quarterly Journal of Engineering Geology, 28, 303-312.
MTA, 1997. Türkiye jeoloji haritaları. Maden Tetkik Arama Enstitüsü, 55. Ankara F15 paftası.
Taylor, R.K., 1988. Coal Measures mudrocks: composition, classification and weathering processes. Quarterly Journal of Engineering Geology. 21, 85-99.
Temel, A,, i 992. Kapadokya eksplozif volkanizmasının petrolojik ve jeokimyasal özellikleri. Doktora Tezi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Hacettepe Üniversitesi (yayımlanmamış).
Ulusay, R., Arıkan,F., Yoleri, M.F., and Çağlayan, D., 1995. Engineering geological characterization of coal mine waste material and evaluation in the context of back-analysis of spoil pile instabilities in a strip mine SW Turkey. Engineering Geology, 40, 77-101.
Vallejo, L.E., 1994. Fractal analysis of the slake durability test. Canadian Geotechnical Journal, 31, 1003-1008.
Yılmaz, I., and Karacan, E., 2005. Slaking durability and its effect on the Doline formation in the gypsum. Environmental Geology, 47, 1010-1016.