Nevşehir yöresindeki ignimbiritlerin dayanımının tahmininde schmidt geri sıçrama değerlerinin kullanımı

Abstract

Tahribatsız deney yöntemlerinden biri olan Schmidt çekici, kaya malzemelerinin dayanımlarının dolaylı olarak tespitinde yaygın şekilde kullanılmaktadır. Ancak, literatürde dayanımı çok yüksek ve çok düşük kaya malzemelerinin tespitinde hatalı sonuçlar verebileceği ifade edilmektedir. Öte yandan, dayanımı düşük olan çeşitli kaya türleri için dayanım ve Schmidt çekici geri sıçrama sertliği arasında ilişkilerde çeşitli araştırmacılar tarafından ortaya konmuştur. Piroklastik bir kaya türü olan ignimbiritler yüksek gözeneklilik ve düşük dayanımları ile karakteristiklerdir. Bunun yanı sıra Kapadokya bölgesinde Nevşehir, Kayseri ve Aksaray illerindeki ignimbirit malzemeleri yapıtaşı sektöründe özellikle dış cephe kaplaması olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında Nevşehir ve Kayseri illerinde bulunan iki farklı ignimbirit türünün fiziksel ve mekanik özellikleri ile Schmidt çekici geri sıçrama sertliği değerleri arasındaki istatiksel ilişkiler deneysel veriler ışığında araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar Nevşehir ilinden çıkarılan kırmızı renkli ignimbiritler ile Kayseri'nin Tomarza ilçesine ait gri renkli ignimbiritlerin çok gözenekli ve düşük dayanımlı olduklarını ortaya koymaktadır. Bunun yanı sıra, gerçekleştirilen basit regresyon analizleri sonucunda Nevşehir kırımızı renkli ignimbiritlerinde Schmidt geri sıçrama sertliği (SHR) ile doygun koşullardaki tek eksenli basınç dayanımı (c) arasında bir ilişki olduğu ortaya konmuştur. Bu örnek grubu için kuru koşullardaki dayanım ve SHR arasında benzer bir ilişki elde edilememiştir. Tomarza gri ignimbiritlerin kuru ve doygun koşullarda gözenekliliği ile SHR değerleri arasında yüksek belirleme katsayısına sahip eşitlikler belirlenmiştir. Ancak, bu örnek grubu için SHR ile tek eksenli basınç dayanımı (c) arasındaki ilişki daha düşük R2 değerlerine (0.52 ve 0.54) sahiptir. Bu çalışmada en anlamlı sonuçlar tüm örneklere ait verilerin birlikte değerlendirilmesiyle belirlenen kuru ve doygun koşullardaki tek eksenli basınç dayanımı (c) ile SHR ilişkisi arasındadır. Buna göre, kuru koşullarda c ve SHR arasındaki belirleme katsayısı 0.80 iken, doygun koşullarda bu değer 0.98'e kadar yükselmektedir. Buna göre ignimbiritlerin özellikle dayanım değerleri ile SHR değerleri arasında bu çalışma kapsamında belirlenen eşitlikler, bu malzemenin tek eksenli basınç dayanımının tahmininde kullanılabilir. İgnimbiritlerin heterojen yapısı göz önünde bulundurulduğunda, daha fazla deney verisi ile söz konusu ilişkilerin daha detaylı incelenmesi önerilmektedir.

Schmidt hammer which is one of the non-destructive test methods, is widely used for the indirect determination of the strength of rock materials. Nevertheless, it is stated in the literature that it may reveal improper results during the determination of rock material strength for very strong and very weak rocks. On the other hand, relationships between rock material strength and Schmidt hammer rebound values for various low-strength rock types have been suggested by various researchers. Ignimbrites, a pyroclastic rock type, are characterized by their high porosity and low strength. In addition, ignimbrite material is widely used as facade cladding in the dimension stone sector in the Cappadocia region of Nevsehir, Kayseri and Aksaray. In the context of this study, the physical and mechanical properties of two different types of ignimbrite in the cities of Nevşehir and Kayseri were investigated with respect to experimental data. Experimental studies indicate that the red ignimbrites quarried from the province of Nevşehir and the gray ignimbrites of the town of Tomarza of Kayseri are very porous with low strength. In addition, as a result of simple regression analyses, it was revealed that there is a relationship between Schmidt hammer rebound values (SHR) and the saturated uniaxial compressive strength (c) for the Nevşehir red colored ignimbrites. For this sample group, a similar relationship could not be obtained between strength and SHR in dry conditions. Equations with high determination coefficients between SHR values and porosity of Tomarza gray ignimbrites in dry and saturated conditions were determined. However, the relationship between SHR and uniaxial compressive strength (c) for this sample group revealed lower R2 values (0.52 and 0.54). The most significant results in this study are between the uniaxial compressive strength (c) and SHR relationship in dry and saturated conditions determined by the evaluation of all samples' data together. Accordingly, in dry conditions, the coefficient of determination between c and SHR is 0.80, whereas in saturated conditions this value rises as high as 0.98. Therefore, the suggested equations specifically between the strength and SHR can be used to estimate the uniaxial compressive strength of this material. Considering the heterogeneous structure of ignimbrites, it is recommended to derive these relationships in more detail with more experimental data.