Akademik Veri Yönetim Sistemi
67. Türkiye Jeoloji Kurultayı, Ankara, Türkiye, 14 - 18 Nisan 2014, cilt.1, sa.1, ss.630-631
Yüzeyde ve yeraltında gerçekleştirilen pek çok mühendislik çalışmasında, sedimenter
kayaçların mekanik özelliklerinin çok yakın mesafelerde dahi değişimler gösterdiği
bilinmektedir. Kayaçların çökelme süreçlerindeki pek çok etken kayaç bileşenlerini ve
dokularını etkilemekte, dolayısıyla bu kayaçların mekanik özellikleri değişim göstermektedir.
Bu çalışmada, İstanbul batı yakasından seçilen sedimenter kayaçların mekanik özelliklerindeki
değişimler, mineralojik, petrografik ve mikrofabrik özellikleri açısından ayrıntılı olarak
araştırılmıştır. Bu araştırmada, mühendislik projeleri ön çalışmalarında elde edilen mineralojik
ve petrografik verilerin, uygulama aşamasında değerlendirilecek dayanım parametrelerine
etkilerinin ortaya konması amaçlanmıştır. Araştırmaya kayaçların tek eksenli sıkışma
dayanımları (UCS) ve kırıklanma başlangıcı (CI) seviyelerinin tayin edilmesiyle başlanmış,
ayrıca deformabilite özellikleri de (Young modulü, Poisson oranı) belirlenmiştir. Mineralojik
bileşemin tespit edilebilmesi için X-ışını kırınımı (XRD) analizleri gerçekleştirilmiştir. İnce
kesit çalışmaları sırasında mikro- ve makro çatlakların yönelimleri ve dağılımları analiz
edilmiş, ayrıca kayacı oluşturan minerallerin boyutları ve alansal dağılımları belirlenmiştir.
Mekanik deney sonuçları, mineralojik ve petrografik veriler değerlendirildiğinde tek eksenli
sıkışma dayanımının ve kırıklanma başlangıcı değerlerinin kayacı oluşturan mineraller
içerisindeki diğer mineral tanelerine göre nispeten daha büyük taneler tarafından etkilendiği,
kırıkların iri taneler ile onları çevreleyen hamur arasında geliştiği ve heterojen yapının
artmasıyla UCS ve CI değerlerinin azalma gösterdiği sonucuna varılmıştır. Bu sonuçlara göre,
yeraltı yapılarında kazı yöntemleri ve destek sistemlerinin belirlenmesinde, ön çalışmalarda
elde edilen tek eksenli sıkışma dayanımlarının yanı sıra kırıklanma başlangıcı değerlerinin
mutlaka göz önününde bulundurulması gerekmektedir. Bunun yanı sıra, Young modulü ve
Poisson oranı değerlerinin 500 μm’den küçü minerallerin oluşurduğ ince taneli hamurun
alansal ve oransal dağıııile değşiğ belirlenmişir. Bu durum, yeraltıkazıarıdaki
deformasyonları bu tip kayalardaki hamur malzemesi tarafıdan kontrol edildiğni ortaya
koymaktadı.
Many engineering applications on surface and subsurface encounter the variations of
mechanical properties of sedimentary rocks even in very close distances. During the
sedimentation processes many factors affect the constituents and the texture of sedimentary
rocks. As a consequence the mechanical behavior of these rocks varies.
In this study the change of the mechanical properties of some sedimentary rocks selected from
the western part of Istanbul are investigated from the view of mineralogical, petrographic
and microstructural features. In this investigation it is aimed to determine the effects of
mineralogical and petrographic data which are obtained during the preliminary studies of
engineering projects, to the strength parameters which will be used for application stage. The
investigation was initiated by determining the peak strength and crack initiation threshold,
besides the deformation characteristics (e.g. Young’s modulus and Poisson’s ratios) were also
obtained. X-Ray Diffraction (XRD) analyses were conducted to identify the mineralogical
composition. During thin section studies the orientation and distribution of micro- and
macro-cracks were analyzed, besides the dimensions and spatial distribution of mineral
grains were determined. The synthesis of mechanical tests results, mineralogical data and
petrographic data revealed that the peak strength and crack initiation thresholds are strongly
influenced by the content of minerals which are relatively larger in size than the overall grain
size of the whole specimen, the cracks are formed along the boundaries of larger grains and
surrounding matrix and also with increasing heterogeneous structure the UCS and CI values
decreases. According to these results, during the determination of excavation methods and
support systems in underground excavation, the crack initiation values with the unconfined
compressive strength which are obtained during the preliminary studies should be taken
into account. On the other hand the Young’s modulus and Poisson’s ratios are found to vary
due to the proportional and spatial distribution of fine grained matrix which is composed of
minerals with a grain size below 500μm. This situation reveals that the deformations in the
underground excavations are controlled by the matrix for such rock types.