Geniş disk aşınma deneyinin kaya karot örnekleri üzerinde uygulanabilirliğinin araştırılması

Abstract

Geniş Disk Aşınma Deneyi (GDA), doğaltaş olarak kullanılan kayaçların aşınma dirençlerinin belirlenmesi için önerilmiş ve prizmatik örnekler üzerinde gerçekleştirilen pratik ve ekonomik bir deney yöntemidir. Tez kapsamında, GDA deney cihazı üzerinde ek bir karot tutucu aparat kullanılarak karot örneklerin aşınma değerlerinin belirlenebilmesi araştırılmıştır. GDA cihazının karot örnekler üzerinde kullanılabilmesi yoluyla aşınma değerlerinin pratik olarak elde edilebilmesi mümkün olabilecek ve çeşitli mühendislik projelerinde yeni bir aşınma parametresi olarak kullanılabilecektir. Seçilen 9 kayaç türünden yaklaşık 27, 40, 48, 58 ve 68 mm çaplarında karot örnekler hazırlanmıştır. Örneklerin kuru ve doygun birim hacim ağırlık (gk, gd), görünür gözeneklilik (ng), ağırlıkça su emme (As), boyuna dalga hızı (VP), Leeb sertlikleri (HLD) ardından karot aşınma (IA) ve tek eksenli sıkışma dayanımı değerleri (UCS) belirlenmiştir. Aynı tür ancak farklı çaplı örnekler üzerinde farklı IA değerleri elde edilmektedir. Bu durumun değerlendirmelerde karışıklıklara neden olmaması için 50 mm çaplı örnekler üzerinde aşınma deneyinin gerçekleştirilmesi önerilmiş ve bu değer karot aşınma indeksi olarak tanımlanmıştır (IA-50). Tüm örnekler üzerinde elde edilen IA değerleri örnek grupları için önerilen düzeltme katsayıları ile çarpılarak IA-50 değerleri elde edilmiştir. Ayrıca yöntemin numune yetersizliği gibi durumlarda yarım karot örnekler üzerinde uygulanabilirliği araştırılmış ve IA deneyinin yarım karotlar üzerinde de gerçekleştirilebildiği (DA) ortaya konmuştur. IA-50 değerleri ile diğer malzeme özellikleri arasında elde edilen korelasyon denklemlerini kullanılarak, IA- 50 değerinden kaya malzeme özelliklerinin tahmini veya IA-50 değerinden UCS gibi önemli bir tasarım parametresinin tahmininin mümkün olduğu ortaya konmuştur. IA-50 parametresinin kaya malzeme aşınmasının önemli olduğu mühendislik projelerinin tasarımlarında alternatif bir aşınma parametresi olarak kullanılabileceği öngörülmüştür.

The Wide Wheel Abrasion Test (GDA) is a practical and economical test method that has been proposed to determine the abrasion resistance of rocks used as natural stones and is carried out on prismatic samples. Within the scope of this thesis, it was investigated that the abrasion values of the core samples could be determined by using an additional core holder apparatus on the GDA test device. By using the GDA device on core samples, it will be possible to obtain practical abrasion value and can be used as a new abrasion parameter in various engineering projects. Core samples of approximately 27, 40, 48, 58 and 68 mm in diameters were prepared from selected 9 rock types. After determining the dry and saturated unit weights (gk, gd), apparent porosity (ng), water absorption by weight (As), longitudinal wave velocity (VP) and Leeb hardness (HLD) of the samples, core abrasion tests were carried out on all samples (IA) finally uniaxial compressive strength tests (UCS) were carried out on all samples. Different IA values are obtained on samples of the same rock types but with different diameters. In order to overcome some misinterpretations, it was suggested to perform the abrasion test on 50 mm diameter samples within the scope of this thesis and this value was defined as the core abrasion index (IA-50). IA-50 values were obtained by multiplying the IA values with the correction factors which were obtained in this study for each sample group. In addition, the applicability of the method on half-core samples was investigated in cases such as sample insufficiency, and it was revealed that the IA test can also be performed on half-cores (DA). By using the correlation equations obtained between IA-50 values and other material properties, it has been revealed that it is possible to estimate rock material properties from IA-50 value or to estimate an important design parameter such as UCS from IA-50 value. It is believed that the IA-50 parameter can be used as an alternative abrasion parameter in the design of engineering projects where rock material abrasion is an important aspect.