Su içeriğinin Kufa taşocağı kireçtaşının dayanım özelliklerine etkisi

Abstract

Su içeriğinin kaya numuneleri ve kaya kütlelerinin gerek fiziksel gerekse mekaniksel özellikleri üzerinde olumsuz etkisi vardır. Suyun kayaların mekanik davranışı üzerindeki etkisi, farklı inşaat ve madencilik yapılarında kaya kütlesinin stabilitesi açısından sorun teşkil edebilir. Bu tezin temel amacı, su içeriğinin Kufa taş ocağı kireçtaşının tek eksenli basma ve dolaylı çekme dayanımı (Brazilian) üzerindeki etkilerini incelemektir. Ayrıca, suya doyma derecesi fonksiyonu olarak numunelerin dayanımını hesaplayarak Irak'ta bulunan Kufa taş ocağı kireçtaşının tasarımı ve sınıflandırması için indeks test olarak kullanmak amacıyla serbest tek eksenli basma dayanımını dolaylı çekme dayanımı ile ilişkilendirmektedir. Suya doyma derecesi ile tek eksenli basma dayanımı, deformabilite parametreleri, nokta yük indeksi ve Brazilian testi arasındaki ilişkiler çalışılmıştır. Kufa taş ocağından toplanan 125 numune ASTM standartlarına göre deneyler için hazırlanmıştır. Numunelerin fiziksel özellikleri (kütle yoğunluğu, gözeneklilik ve özgül ağırlık) belirlenmiş ve tek eksenli basma dayanımı, nokta yükü dayanımı ve Brazilian testleri farklı su içeriklerinde (%0, %25, %50, %75 ve tam doyum) gerçekleştirildi miştir . Sonuçların analizi, dayanım test sonuçlarında ve elastisite modüllerinde su içeriği artışı ile birlikte önemli düşüşler olduğunu göstermektedir. Suya tam doyumda, tek eksenli basma dayanımı, nokta yükü dayanım indeksi, Brazilian testi, ortalama ve tanjant elastik modülü değerlerindeki en yüksek düşüşler sırasıyla %33, %80, %75, %87 ve %74 olarak bulunmuştur. Beş farklı su içeriği için, tek eksenli basma dayanımı ile çekme dayanımı, nokta yükü dayanımı ve elastisite modülleri arasında görgül eşitlikler geliştirildi. Benzer bir korelasyon su içeriği derecesi ile basma dayanımı, çekme dayanımı, nokta yükü dayanım indeksi ve elastisite modülü arasında elde edilmiştir. Ayrıca çekme dayanımı ile nokta yükü dayanım indeksi arasında da korelasyon geliştirilmiştir. Nokta yükü dayanım indeksinin tek eksenli basma dayanımı ile korelasyonu Brazilian çekme dayanımından daha iyi çıkmıştır. Nokta yükü dayanım indeksi ile Brazilian çekme dayanımı arasında anlamlı bir korelasyon çıkmamıştır. Anahtar Kelimeler: Kireçtaşı, su içeriği, Kufa taş ocağı, tek eksenli basma dayanımı; Brazilian testi; nokta yükü dayanım indeksiWater content has a negative effect on both physical and mechanical properties of rock materials and rock masses. The influence of water on the mechanical behavior of rocks can be problematic for the stability of rock mass in different civil and mining structures. The main objective of this thesis is to investigate the effect of water content on uniaxial compressive strength and indirect tensile strength of limestone of Kufa quarry. This thesis also relates the uniaxial compressive strength to indirect tensile strength test to use indirect strength tests to estimate the strength of specimens as a function of degree of saturation to use it in design and classification purposes of Kufa quarry limestone in Iraq. Furthermore, meaningful relationships between degree of saturation of specimens with uniaxial compressive strength, deformability parameters, and both of point load strength index and Brazilian test were developed. One hundred and twenty five specimens collected from the same zone in Kufa quarry limestone in Iraq were prepared for some mechanical tests according to American Society for Testing Materials (ASTM). Their physical properties were determined (bulk density, porosity, and specific gravity) and tested under uniaxial compressive, point load, and indirect tensile tests for different degree of saturations (0%, 25%, 50%, 75%, and fully saturated).According to the results a significant decrease was observed in strength test results and modulus of elasticity with an increase in water content. The maximum decreases in uniaxial compressive strength, point load strength index, Brazilian test, average and tangent modulus of elasticity were determined as 33%, 80%, 75%, 87% and 74% respectively for fully saturated specimens.Empirical equations developed as correlations between the uniaxial compressive strength and tensile strength, point load strength index, and modulus of elasticity under the five degrees of saturation. Another correlation obtained between the degree of saturation with compressive strength, tensile strength, point load strength index, also the modulus of elasticity. As well as a correlation between tensile strength and point load strength index were developed. Point load strength index has a better correlation with uniaxial compressive strength than Brazilian tensile strength. The correlation between point load strength index and Brazilian tensile strength was not good. Keywords: Limestone; Water content; Kufa quarry; Uniaxial compressive strength; Brazilian test; Point load strength index;