Show simple item record

dc.contributor.advisorUlusay, Reşat
dc.contributor.authorKarapınar, Dilek
dc.date.accessioned2017-06-16T11:21:38Z
dc.date.available2017-06-16T11:21:38Z
dc.date.issued2017
dc.date.submitted2017-06-09
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11655/3547
dc.description.abstractOne of the factors affecting physical and mechanical properties of rocks is temperature. This effect, which is called thermal effect, manifests itself in the applications of field of geo - engineering such as geological repositories for radioactive wastes, underground gasification of coal, geothermal energy, deep underground mining where rocks are subjected to high temperatures, and in the form of tempera ture increases in stone buildings which subject to fires. In studies related to the first type of thermal effect mentioned above, rock samples are heated until the desired temperature is reached and then physical and mechanical properties are determined un der this temperature. This application requires expensive and more sophisticated test devices and there is limited number of study on this kind of thermal effect. In the assessment of the other thermal effect, which represents fires, by considering the con ditions after fires, changes due to temperature are evaluated on the specimens which were first subjected to heating and then allowed to cool down to room temperature. Although the number of studies based on this approach is greater, in our country, ther e is limited study, which were conducted on the variation of physical and mechanical properties of only a few building stones. By considering the above mentioned issues, in this thesis study, it was aimed to investigate the changes in the physical and mech anical properties of granite and marble samples depending on temperature based on a thermal effect occurred in iv the near past and to assess general trends and threshold temperature values associated with the changes in these properties by comparing the resu lts from this and previous studies. For these purposes, the specimens prepared from both rock types to be used in different tests were subjected to thermal effect under temperatures reaching up to 1000 o C, and then they were allowed to cool down slowly to r oom temperature. Main physical and mechanical properties of all specimens were determined and assessed, besides their stre s s - strain curves were also drawn t o evaluate their variations depending on temperature. In addition, porosity of the specimens was al so determined using X - ray CT method and the results obtained from this study were compared t o those obtained fr o m the previous studies with similar purpose. Based on the results of the study, except small fluctuatio ns, generally no evident change in the m ineral composition of the granite and marble specimens depending on the increase in temperature has occurred. For both rock types, except porosity, it is understood that all physical and mechanical properties showed a decrease with increasing temperature . Both granite and marble specimens show transition from brittle to ductile behaviour as temperature increases and this trend confirms the results of the previous studies. If the granite and marble, of which the values of slake durability index significant ly reduced with the increase in temperature, are subjected to a number of wetting - drying cycles in the field and then used as a building stone, the se materials would be adversely influenced by thermal effect resulted from fires. The values of porosity dete rmined from the X - ray CT method and the method suggested by ISRM are consistent until a certain temperature. The comparisons between the results of this study and those from the previous similar studies conducted on granites and marbles indicated that the physical and mechanical properties of the specimens subjected to thermal effect generally show a similar trend to those in the previous investigations. According to the values of threshold temperature, which were estimated from the average trend lines for different rock properties, the threshold value indicating that the granite specimens are evidently influenced by the increase in temperature is 400 o C, while it is 100 o C for the marble specimens.tr_TR
dc.description.tableofcontentsİÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET ................................ ................................ ................................ ....................... İ ABSTRACT ................................ ................................ ................................ ........... İİİ TEŞEKKÜR ................................ ................................ ................................ ............ V İÇİNDEKİLER ................................ ................................ ................................ ........ Vİ ŞEKİLLER ................................ ................................ ................................ ........... Vİİİ ÇİZELGELER ................................ ................................ ................................ ...... Xİİİ SİMGELER VE KISALTMA LAR ................................ ................................ .......... XİV 1. GİRİŞ ................................ ................................ ................................ ........... 1 2. SICAKLIĞIN KAYA ÖZEL LİKLERİNE VE DAVRANI ŞINA ETKİLERİYLE İLGİLİ ÖNCEKİ ÇALIŞM ALAR ................................ ................................ ............... 5 2.1. Isıl Etkiye Maruz Kalmış Granitlerin Fiziksel ve Mekanik Özelliklerindeki Değişimin Araştırıldığı Çalışmalar ................................ ................................ .......... 5 2.2. Isıl Etkiye Maruz Kalmış Mermerlerin Fiziksel ve Mekanik Özelliklerindeki Değişimin Araştırıldığı Çalışmalar ................................ ................................ .......... 8 2.3. Isıl Etkiye Maruz Kalmış Diğer Kaya Türlerinin Fiziksel ve Mekanik Özelliklerindeki Değişimin Araştırıldığı Çalışmalar ................................ ............... 11 3. MALZEMELER VE KULLAN ILAN DENEYSEL YÖNTEM LER .................. 16 3.1. Kaya Türü Seçimi ve Örnekleme ................................ ................................ ... 16 3.2. Deney Yöntemleri ................................ ................................ .......................... 18 3.2.1. Mineralojik Çözümlemelerde Kullanılan Yöntemler ................................ .... 18 3.2.2. Isıtma Yöntemi ................................ ................................ ........................... 20 3.2.3. Kay a Mekaniği Deneylerinde Kullanılan Yöntemler ................................ .... 21 3.2.4. X - ışınları Bilgisayarlı Tomografi Çekim Yöntemi ................................ ........ 21 4. İNCELENEN KAYA TÜRLE RİNİN FİZİKSEL VE ME KANİK ÖZELLİKLERİNİN SICAK LIKLA DEĞİŞİMİ ................................ .......................... 25 4.1. İncelenen Kaya Türlerinin Mineralojik Özelliklerinin Sıcaklıkla Değişimi ....... 25 4.1.1. Granit Örneklerinin Mineralojik Özelliklerinin Sıcaklıkla Değişimi ............... 25 4.1.2. Mermer Örneklerinin Mineralojik Özelliklerinin Sıcaklıkla Değişimi ........... 31 4.2. İncelenen Kaya Türlerinin Fiziksel ve İndeks Özelliklerin in Sıcaklıkla Değişimi ................................ ................................ ................................ ............................. 36 4.2.1. Granit Örneklerinin Fiziksel ve İndeks Özelliklerinin Değişimi .................... 36 vii 4.2.2. Mermer Örneklerinin Fiziksel ve İndeks Özelliklerinin Değişimi .................. 41 4.3. İncelenen Kaya Türlerinin Mekanik Özelliklerinin Sıcaklıkla Değişimi ........... 46 4.3.1. Granit Örneklerinin Mekanik Özelliklerinin Değişimi ................................ ... 46 4.3.2. Mermer Örneklerinin M ekanik Özelliklerinin Değişimi ................................ . 50 4.4. İncelenen Kaya Türlerinin Diğer Özelliklerinin Sıcaklıkla Değişimi ................ 54 4.4.1. Renk değişimi ................................ ................................ ............................ 54 4.5. X - ışınları Bilgisayarlı Tomografi Çekimlerinin Değerlendirilmesi ................... 56 5. BULGULARIN ÖNCEKİ ÇALIŞMALARIN SONUÇLA RIYLA KARŞILAŞTIRILMASI ................................ ................................ .......................... 63 5.1. Granitler Üzerinde Yapılan Çalışmaların Sonuçlarının Karşılaştırılması ....... 64 5.1.1 Fiziksel Özelliklerin Karşılaştırılması ................................ ........................... 64 5.1.2 Mekanik Özelliklerin Karşılaştırılması ................................ .......................... 67 5.2. Mermerler Üzerinde Yapılan Çalışmaların Sonuçlarının Karşılaştırılması ..... 74 5.2.1 Fiziksel Özelliklerin Karşılaştırılması ................................ ........................... 74 5.2.2 Mekanik Özelliklerin Karşılaştırılması ................................ .......................... 79 6. SONUÇLAR VE ÖNERİLER ................................ ................................ ............ 85 KAYNAKLAR ................................ ................................ ................................ ........ 87 ÖZGEÇMİŞ ................................ ................................ ................................ .......... 92 EKLER ................................ ................................ ................................ ................. 93tr_TR
dc.language.isoturtr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectIsıl etkitr_TR
dc.subjectsıcaklıktr_TR
dc.subjectgranittr_TR
dc.subjectmermertr_TR
dc.subjectfiziksel ve mekanik özelliklertr_TR
dc.subjectThermal effecttr_TR
dc.subjecttemperaturetr_TR
dc.subjectgranitetr_TR
dc.subjectmarbletr_TR
dc.subjectphysical and mechanical propertiestr_TR
dc.titleIsıl Etkiye Maruz Kalmış Granit Ve Mermer Örneklerinin Fiziksel Ve Mekanik Özelliklerindeki Değişiminin Araştırılmasıtr_TR
dc.title.alternativeInvestigation Of The Variation In Physical And Mechanical Properties Of Granite And Marble Samples Subjected To Thermal Effecttr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetKayaların fiziksel ve mekanik özelliklerinde değişimlere neden olan fak törlerden biri de sıcaklıktır. Isıl etki olarak adlandırılan bu etki; günümüzde yer mühendisliği alanında kaydedilen gelişmeler kapsamında radyoaktif atıkların depolanması, kömür damalarından gaz üretimi, jeotermal enerji, derin maden işletmeleri gibi uygu lamalarda kayaların ortaya çıkan yüksek sıcaklıklara maruz kalmaları ve ayrıca yangınların meydana geldiği taş yapılarda yangınla birlikte gelişen sıcaklık artışlarıyla birlikte kendisini göstermektedir. Isıl etkinin yukarıda belirtilen ilk türüyle ilgili çalışmalarda kaya örnekleri istenilen sıcaklığa ulaşılana değin ısıtılmakta ve fiziksel ve mekanik özellikler bu sıcaklık altında tayin edilmekte olup, bu uygulama pahalı ve daha karmaşık deney cihazlarını gerektirmekte ve bu tür etkiyle ilgili sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır. Yangınları temsil edilen diğer ısıl etkinin değerlendirilmesinde ise, genellikle yangın sonrası durum dikkate alınarak, önce ısıtılıp sonra soğutulmuş örnekler üzerinde yapılan deneylerle sıcaklığa bağlı değişimler incelenmektedir. Bu yaklaşıma göre yapılmış çalışmalar daha fazla olmakla birlikte, ülkemizde sadece yapı taşı olarak kullanılan bazı kaya türlerinin fiziksel ve mekanik özelliklerinin sıcaklıkla değişiminin incelendiği oldukça sınırlı sayıda çalışma mevcuttur. Yukarıda belirtilen hususlar dikkate alınarak bu tez çalışmasında; geçmişte maruz kalınmış ısıl etkiye bağlı olarak granit ve mermer örneklerinin fiziksel ve mekanik özelliklerinde sıcaklıkla değişimin araştırılması ve sonuçların aynı tür kayalarla ilgili önceki benzer çalışmaların sonuçlarıyla karşılaştırılarak, bu özelliklerin sıcaklıkla değişimindeki genel eğilimlerin ve bunlara ilişkin eşik sıcaklık değerlerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçlar doğrultusunda her iki kaya türünden farklı deneylerdekullanılmak üzere hazırlanan örnekler, önce 1000o C’ye kadar değişik sıcaklıklarda ısıl etkiye maruz bırakılmışlar, daha sora yavaş şekilde oda sıcaklığına kadar soğutulmuşlardır. Bu şekilde hazırlanmış tüm örneklerin başlıca fiziksel ve mekanik özellikleri tayin edilerek değerlendirilmiş, ayrıca gerilme-birim deformasyon eğrileri çizilerek bunların sıcaklığa bağlı değişimleri ortaya konulmuştur. Bunların yanı sıra, granit ve mermer örneklerinin gözeneklilikleri X -ışınları CT yöntemiyle de tayin edilmiş ve ayrıca bu çalışmadan elde edilen sonuçlar aynı tür kayalar üzerinde yapılmış önceki çalışmaların sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonuçlarına göre; sıcaklık arttıkça, küçük dalgalanmalar dışında, incelenen granit ve mermer örneklerinin mineralojik bileşimlerinde sıcaklıkla belirgin bir değişimin olmadığı anlaşılmaktadır. Her iki kaya türü için görünür gözeneklilik dışında, incelenen fiziksel ve mekanik özelliklerin sıcaklık arttıkça azaldıkları anlaşılmaktadır. Granit ve mermer örneklerinin yenilme davranışı sıcaklık artıkça kırılgandan sünümlüye doğru bir geçiş göstermekte olup, bu durum önceki çalışmaların sonuçlarını desteklemektedir. Sıcaklıktaki artışla birlikte suda dağılmaya karşı duraylılık indeksi değerleri oldukça azalan granit ve mermerin doğada yüzeye yakın kesimlerde çok sayıda ıslanma-kuruma süreçlerine maruz kalmaları ve bu durumda yapı malzemesi olarak kullanılmaları halinde çıkabilecek yangınlardan kaynaklanacak ısıl etkinin bu malzemeleri olumsuz yönde etkilemesi söz konusu olab ilecektir. X-ışınları CT yöntemi ve ISRM’nin önerdiği yöntem kullanılarak belirlenen gözeneklilik değerleri belirli bir sıcaklığa kadar örtüşmektedir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar granit ve mermerler üzerinde yapılmış benzer amaçlı önceki çalışmalarla karşılaştırıldığında, ısıl etkiye maruz kalmış örneklerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin genel olarak önceki çalışmalardakilerle oldukça benzer bir eğilim sergiledikleri anlaşılmaktadır. Karşılaştırılan özelliklerin ortalama eğilim çizgilerinden farklı özelikler esas alınarak belirlenen eşik sıcaklık değerlerine göre, granitin sıcaklık artışından genel olarak belirgin şekilde etkilenmeye başladığı eşik sıcaklık 400oC iken, bu sıcaklığın mermer için 100 C olduğu belirlenmiştir.tr_TR
dc.contributor.departmentJeoloji Mühendisliğitr_TR


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record