Süreksizliklerde dolgunun kesme dayanımına etkisinin nicelleştirilmesi

Abstract

Kaya kütlesi dayanımını etkileyen en önemli iki faktör yapısal jeoloji özellikleri ve litolojidir. Litoloji kaya malzemesinin dayanımını kontrol ederken, yapısal özellikler daha çok değişik şekillerdeki süreksizliklerle kaya kütlesinin dayanımını kontrol etmektedir. Süreksizliklerin varlığına ve sayısına bağlı olarak dayanımın azaldığı, süreksizliklerin dolgulu olması durumunda dayanımın dolgunun kalınlığına ve dolgu türüne bağlı olarak değiştiği, belli bir dolgu kalınlığından sonra dayanımın bu dolgu malzemesi tarafından kontrol edildiği ve dayanım parametrelerinin dolgu ile aynı olduğu bilinmektedir. Aralarında açıklık bulunan yüzeyler zamanla kil, kalsit ve kuvars gibi malzemeler ile doldurularak dolgulu süreksizlikleri oluşturmaktadır. Aynı kaya türü olsa bile, dolgulu ve dolgusuz süreksizliklerin makaslama dayanımını denetleyen özellikler değişmekte ve süreksizliğin makaslama dayanımı, dolgunun türü ve kalınlığından etkilenmektedir. Bu araştırmanın amacı, dolgulu süreksizliklerin statik kesme gerilmelerinin dolgusuz durum ile karşılaştırılarak dolgu türü ve kalınlığına bağlı kesme gerilmesinde meydana gelen değişimi nicel olarak ortaya koymak ve pratik bir eşitlik geliştirmektir. Bu kapsamda materyal olarak toplam 6 çeşit kaya ve 3 çeşit dolgu türü 1, 3 ve 5 mm kalınlıkta uygulanarak kullanılmıştır. Doğal süreksizliklerle çalışmanın pratik güçlükleri dikkate alınarak, 6 farklı kaya çeşidine ait 15 cm'lik kübik bloklar özel olarak yarılarak test edilmeye elverişli özdeş düzlemler elde edilmiştir. Yapay olarak elde edilen süreksizlikler yapay dolgularla birlikte doğrudan kesme deneyine tabi tutulmuştur. Elde edilen sonuçlara göre, doğrudan kesme deneyinden elde edilen kesme gerilmesinin uygulanan normal gerilme, kayacın tek eksenli sıkışma dayanımı, dolgu malzemesinin kohezyonu ve dolgu malzemesinin içsel sürtünme açısının fonksiyonu olduğu görülmüştür. Kesme dayanımının belirlenmesi amacıyla regresyon katsayısı 0,835 olan ampirik bir ilişki geliştirilmiştir.