You are here

Bir Tünel Güzergâhındaki Zayıf Kireçtaşlarının Aşınma ve Dayanım Özellikleri Arasındaki İlişkilerin Araştırılması

Investigation of the Relationships Between Abrasiveness and Strength Properties of Weak Lime-stones Along a Tunnel Route

Journal Name:

Publication Year:

Author NameUniversity of Author
Abstract (2. Language): 
CERCHAR Abrasiveness Index (CAI) plays an important role in determination of rock abrasivity. The main factors affecting the abrasiveness of rocks are amount of hard minerals such as quartz, rock density, degree of cementation and strength characteristics. In this study, rock samples of Austin (Texas - USA) were tested, weak limestone samples were tested according to CERCHAR method and relationships between abrasiveness and the strength properties of the soft rocks were investigated. Considering abrasion of the rock and steel together, wear on the steel and indentation on the rock that occur at the same time were measured and tried to be correlated. Potential usage of CERCHAR method, which is currently used for estimation of life of excavation tools, was investigated for prediction of strength properties of weak rocks. As a result of the study, CAI values of the limestone samples were found less than 1.72, while the majority of the results was found in the range of 0.2 to 1. In this study a good relationship has been found among CAI and UCS and TS values, by the statistical analysis of the test results. Another good relationship was observed between CAI and indentation depth (ID). Similarly, ID has good correlation with the UCS and TS. . CAI parameter used in the determination of rock abrasivity and CERCHAR method used to obtain it have been suggested be improved for the soft rocks. It is concluded that, in addition to CAI values, by means of indentation depth measurements in CERCHAR tests, prediction of other rock properties will be possible.
Abstract (Original Language): 
Kayaçların aşındırıcılığının belirlenmesinde CERCHAR Aşınma İndeksi (CAI) verileri önemli bir yer tutmaktadır. Kayaçlarda aşınmayı etkileyen başlıca etmenler kayaçtaki kuvars gibi aşındırıcı minerallerin miktarı, kayacın yoğunluğu, çimentolanma derecesi ve dayanım özellikleridir. Bu çalışmada, Austin (Teksas - ABD) şehir içi geçiş tüneli kaya örnekleri test edilerek zayıf kireçtaşlarının CAI verileri ile dayanım özellikleri arasındaki ilişkiler araştırılmıştır. Kayacın aşınması ve aşındırıcılığı bir arada düşünülerek, aşınan çelik üzerindeki ve aynı anda kayada gerçekleşen oyulma (yarık) miktarları birlikte ölçülmüş ve ilişkilendirilmeye çalışılmıştır. Sert kayalarda kazıcı ömrünün tahmininde kullanılan CERCHAR yönteminin zayıf kayalar için dayanım özelliklerinin tahmininde kullanılabilirliğine dönük bir araştırma yürütülmüştür. Çalışma sonucunda kayaç örneklerine ait CAI değerlerinin 1.72’nin altında, çoğunluğunun ise 0.2 – 1.0 aralığında olduğu görülmüştür. İstatistiksel çalışmalar sonucunda CAI ile Tek Eksenli Sıkışma Dayanımı (UCS) ve Dolaylı Çekme Dayanımı (TS) değerleri arasında ilişki olduğu belirlenmiştir. CAI ile Yarık Derinliği (YD) arasında ve YD ile UCS ve TS değerleri arasında da ilişkilerin olduğu belirlenmiştir. Kayaçların aşındırıcılığının belirlenmesinde kullanılan CAI parametresinin ve bunu elde etmekte kullanılan CERCHAR Yöntemi’nin, yumuşak kayalar için geliştirilmesi önerilmektedir. CERCHAR deneyinde CAI değerlerine ek olarak yarık derinliğinin ölçülmesi ile kayanın diğer özelliklerinin tahmin edilmesinin mümkün olabileceği sonucuna varılmıştır.
23-34

REFERENCES

References: 

Al-Ameen, S.L., Waller, M.D.,1994. The influence
of rock strength and abrasive mineral content
on the CERCHAR abrasive index. Engineering
Geology, 36, 293-301.
Altındağ, R., Şengün, N., Saraç, S., Mutlutürk,
M., Güney, A., 2009. Evaluating the relations
between brittleness and cerchar abrasion
index of rocks. Eurock 2009, ISRM Regional
Symposium, Crotia, 195-200.
ASTM D 2938, Standard Test Method for Unconfined
Compressive Strength of Intact Rock Core
Specimens. ASTM International, West
Conshohocken, PA.
ASTM D 3967, Standard Test Method for Splitting
Tensile Strength of Intact Rock Core Specimens.
ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM D 5731, Standard Test Method for
Determination of the Point Load Strength
Index of Rock. ASTM International, West
Conshohocken, PA.
ASTM D7625, Standard Test Method for Laboratory
Determination of Abrasiveness of Rock Using
the CERCHAR Method. ASTM International,
West Conshohocken, PA.
Atkinson, R.H., 1993. Hardness Tests for Rock
Characterization. In: Hudson, J. (ed)
Comprehensive rock engineering. Principles,
practice and projects, vol 3. Pergamon- Oxford
Press, 105–117.
Atkinson, T., Cassapi, V.B., Singh, R.N., 1986.
Assessment of abrasive wear resistance potential
in rock excavation machinery. International
Journal of Mining and Geological Engineering,
3, 151-163.
Bilgin, N., 1989. İnşaat ve Maden Mühendisleri için
Uygulamalı Kazı Mekaniği. Birsen Yayınevi,
İstanbul, 192 s..
CERCHAR, 1986. The CERCHAR abrasiveness
index. Centre d´Études et des Recherches des
Charbonages de France. Verneuil.
DataFitX v.2 Curve Fitting (nonlinear regression) and
Data Plotting Software, Oakdale, PA-USA
(http://www.oakdaleengr.com/)
Di̇pova
Bir Tünel Güzergâhindaki Zayif Kireçtaşlarinin Aşinma ve Dayanim Özellikleri Arasindaki İlişkilerin Araştirilmasi 34
Fowell, R.J., Abu Bakar, M.Z., 2007. A review of the
Cerchar and LCPC rock abrasivity measurement
methods. 11th Congress of the International
Society for Rock Mechanics, Second half century
for rock mechanics, Vol. 1, 155-160.
Hixon, S.B., 1959. Facies and petrography of the
cretaceous Buda limestone of Texas and Northern
Mexico. University of Texas, USA, MA Thesis,
152 p, (yayımlanmamış).
Iconico Screen Calipers, Iconico Inc., New York, NY-USA (http://www.iconico.com/caliper/).
Johnson, S.T., Fowell, R.J., 1986. Compressive
strength is not enough (Assessing Pick Wear for
Drag Tool-Equipped Machines). In: Proceedings
of the 27th US Symp Rock Mechanics,
Tuscaloosa, Alabama, USA, 840–845.
Michalakopoulos, T.N., Anagnostou, V.G., Bassanou,
M.E., Panagiotou, G.N., 2005. The influence of
steel styli hardness on the Cerchar abrasiveness
index value. International Journal of Rock
Mechanics Mining Sciences and Geomechanical
Abstracts, 43, 321-327.
Plinninger, R., Kasling, H., Thuro, K., Spaun, G.,
2003. Technical note – Testing conditions
and geomechanical properties influencing the
CERCHAR abrasiveness index (CAI) value.
International Journal of Rock Mechanics &
Mining Sciences, 40 (2), 259-263.
Schimazek, J., Knatz, H., 1976. Die beurteilung der
bearbeitbarkeit von gesteinen durch schneid -
und rollenbohrwerkzeuge. Erzmetall, 29 (3),
113-119.
Suana, M., Peters, T., 1982. The CERCHAR abrasivity
index and its relation to rock mineralogy
and petrography. Rock Mechanics and Rock
Engineering, 15, 1–7.
Valantin, A., 1973. Test CERCHAR pour la mesure de
la dureté et de l’abrasivité des roches. Annexe de
l’exposée présenté aux Journées d’ Information
« Techniques de creusement » Novembre 1973,
Luxembourg.
West, G., 1986. Relation between abrasiveness and
quartz content for some coal measures sediments.
International Journal of Mining and Geological
Engineering, 4, 73-78.
West, G., 1989. Technical Note – rock brasiveness
testing for tunnelling, in International Journal
of Rock Mechanics, Mining Sciences and
Geomechanics Abstracts, 26 (2), 151-160.
Yaralı, O., Yaşar, E., Bacak, G., Ranjith, P.G., 2008.
A study of rock abrasivity and tool wear in coal
measures Rocks. International Journal of Coal
Geology, 74, 53–66.

Thank you for copying data from http://www.arastirmax.com