Küre Örneklerinin Boyutuna Göre Islak Kararlılık İndeks Değerlerinin İncelenmesi Fatma Çiçek YÜKSEK LİSANS TEZİ Maden Mühendisliği Anabilim Dalı Temmuz 2016

(1)

Küre Örneklerinin Boyutuna Göre Islak Kararlılık İndeks Değerlerinin İncelenmesi Fatma Çiçek

YÜKSEK LİSANS TEZİ Maden Mühendisliği Anabilim Dalı

Temmuz 2016

(2)

Investigation of Slake Durability Index Values of Sphere Samples Depending on The Size

Fatma Çiçek

MASTER OF SCIENCE THESIS Department of Mining Engineering

July 2016

(3)

Küre Örneklerinin Boyutuna Göre Islak Kararlılık İndeks Değerlerinin İncelenmesi

Fatma Çiçek

Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Lisansüstü Yönetmeliği Uyarınca Maden Mühendisliği Anabilim Dalı

Maden İşletme Bilim Dalında YÜKSEK LİSANS TEZİ

Olarak Hazırlanmıştır

Danışman: Doç. Dr. Hüseyin Ankara

Temmuz 2016

(4)

Maden Mühendisliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans öğrencisi Fatma Çiçek’in YÜKSEK LİSANS tezi olarak hazırladığı “ Küre Örneklerinin Boyutuna Göre Islak Kararlılık İndeks Değerlerinin İncelenmesi “ başlıklı bu çalışma, jürimizce lisansüstü yönetmeliğin ilgili maddeleri uyarınca değerlendirilerek oybirliği ile kabul edilmiştir.

Danışman : Doç. Dr.Hüseyin ANKARA İkinci Danışman :--

Yüksek Lisans Tez Savunma Jürisi:

Üye: Doç. Dr. Hüseyin ANKARA Üye: Prof. Dr. Hasan TOSUN Üye: Prof. Dr. Hamdi AKÇAKOCA

Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu’nun……….. tarih ve………

sayılı kararıyla onaylanmıştır.

Prof. Dr. Hürriyet ERŞAHAN Enstitü Müdürü

(5)

ETİK BEYAN

Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü tez yazım kılavuzuna göre, Doç. Dr. Hüseyin ANKARA danışmanlığında hazırlamış olduğum “Küre Örneklerinin Boyutuna Göre Islak Kararlılık İndeks Değerlerinin İncelenmesi” başlıklı YÜKSEK LİSANS tezimin özgün bir çalışma olduğunu; tez çalışmamın tüm aşamalarında bilimsel etik ilke ve kurallara uygun davrandığımı; tezimde verdiğim bilgileri, verileri akademik ve bilimsel etik ilke ve kurallara uygun olarak elde ettiğimi; tez çalışmamda yararlandığım eserlerin tümüne atıf yaptığımı ve kaynak gösterdiğimi ve bilgi, belge ve sonuçları bilimsel etik ilke ve kurallara göre sunduğumu beyan ederim.15/07/2016

Fatma ÇİÇEK İmza

(6)

ÖZET

Islak Kararlılık İndeks deneyi Chandra ile Chandra ve Franklin tarafından önerilmiştir. Bu test ISRM ( The International Society for Rock Mechanics ) tarafından 1981 yılında kaya mekaniğinde yapılması önerilen testlerden biri olarak yer almış ve standartlaştırılmıştır. ASTM ( The American Society of Testing and Materials ) tarafından da 1987 yılında kabul edilmiş ve standartlaştırılmıştır.

Bu testin amacı, genellikle kil içeren kayaçların ıslanma ve kuruma çevrimi ile aşınmaya ve ayrılıp suda dağılmaya karşı direncini gösteren bir indeks değeri belirlemektir.

Bu tez, küre örneklerinin boyutlarının ıslak kararlılık indeksi değeri üzerindeki etkisini belirlemek için yapılmıştır. Bunun için; öncelikle, Tunçbilek Linyit İşletmeleri BY-H ve BY-G panolarından alınan masif marn ile Seyitömer Linyit İşletmeleri Höyük Pano’dan alınan laminalı marn kayacından elde edilen 60, 55, 50, 45 ve 40 g ağırlıklı her biri kendi içerisinde eşit boyut ve ağırlığa sahip olan 10 adet küresel örneklerden gruplar oluşturulmuş ve kuru-ıslak çevrime tabi tutulmuştur. Kuru-ıslak çevrimler sonucu elde edilen değerler kayıt edilmiş, birbirleriyle karşılaştırılmış ve küre boyutlarının ıslak kararlılık indeksi üzerindeki etkisi belirlenmiştir. Küre boyutlarının, ıslak kararlılık indeks değeri üzerinde fark edilebilir bir etkisinin olmadığı görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Islak Kararlılık İndeksi, Küre Örnek, Masif Marn, Laminalı Marn

(7)

SUMMARY

Slake durability index test was proposed by Chandra, Chandra and Franklin. This test has been taken place in rock mechanics as one of the recommended tests by ISRM (The International Society for Rock Mechanics) in 1981 and standardized. This test has been accepted by ASTM (The American Society of Testing and Materials) in 1987 and standardized.

The purpose of the test, which usually practices to clastic rocks as wetting and drying cycles is to determine an index value indicating wear and the resistance to dissolution in water. The index value which is determined by the test can be used stability problems related to open pit or pickling and reductions of the strength in underground openings.

This thesis was done to determine the effect of spheresizes on slake durability index value. Massive marl and laminated marl which were received from Tuncbilek Lignite Plant BY-G and BY-H panels and Seyitomer Lignite Plant were used for this thesis. Hence, primarily the groups which were consisted of 10 sphere samples having equal size and equal weight in itself were generated as 60, 55, 50, 45 and 40 g from rock samples and were subjected to dry and wet cycle. Values, which were obtained from dry and wet cycles recorded, the assessment was done by the comparing with each other and the effect of sphere size on the slake durability index value was determined. The noticeable effect of sphere sizes wasn’t observed on the slake durability index value.

Key Words: Slake Durability Index, Spherical Sample, Massive Marl, Laminated Marl

(8)

TEŞEKKÜR

Bu çalışma, 2015-747 Proje No’lu T.C. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi olan “Küre Örneklerinin Boyutuna Göre Islak Kararlılık İndeks Değerlerinin İncelenmesi” proje kapsamında hazırlanmıştır.

Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı’nda tamamlamış olduğum bu çalışmada, beni yönlendiren ve yardımlarını esirgemeyen danışman hocam Sayın Doç. Dr. Hüseyin ANKARA’ ya teşekkür ederim.

Çalışmalarım sırasında, tane boyutu analizinin yapımında bana yardım eden Sayın Araş. Gör. Hasan Serhan GÖKÇEN’ e teşekkür ederim.

Tez jürimde bulunan, Prof. Dr. Hasan TOSUN, Prof. Dr. Hamdi AKÇAKOCA ve Doç. Dr. Hüseyin ANKARA’ya değerli katkılarından dolayı teşekkür ederim.

(9)

İÇİNDEKİLER

Sayfa

ÖZET ... vi

SUMMARY ... vii

TEŞEKKÜR ... viii

İÇİNDEKİLER ... ix

ŞEKİLLER DİZİNİ ... xii

ÇİZELGELER DİZİNİ ... xvii

SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ ... xix

1. GİRİŞ ... 1

2. LİTERATÜR ARAŞTIRMASI ... 3

3. ISLAK KARARLILIK İNDEKSİNİ BELİRLEMEK ... 19

İÇİN KULLANILAN DENEYLER 3.1. Beher İçinde Suda Dağılma Deneyi ... 19

3.2. Suda Dağılma İndeksi Deneyi ... 20

3.3. Islak Kararlılık İndeksi Deneyi ... 21

3.4. Islak Kararlılık İndeksi Deneyine ... 21

Etki Eden Faktörler 3.4.1. Deneye tabi tutulan malzemeden kaynaklı faktörler ... 21

3.4.1.1. Porozite (Gözeneklilik) ... 22

3.4.1.2. Malzemenin petro-fiziksel özellikleri ... 23

3.4.1.3. Kırılma derecesi ... 23

3.4.1.4. Taneler arası bağ mukavemeti ... 23

3.4.2. Kullanılan ekipmandan kaynaklı faktörler ... 24

3.4.3. Kullanılan deney sıvısından kaynaklı faktörler ... 24

3.5. Malzemenin Göstermiş Olduğu Dağılma Şekilleri ... 24

3.6. Islak Kararlılık İndeks Değerine Göre Kayaç Sınıflaması ... 25

4. MATERYAL VE YÖNTEM ... 27

4.1. Tunçbilek Formasyonu... 27

4.1.1. Stratigrafik jeoloji ... 27

4.1.2. Yapısal jeoloji ... 28

4.1.3. Volkanizma ... 29

4.1.4. Tektonik durum ... 29

4.2. Seyitömer Formasyonu ... 30

4.3. Uygulanacak Yöntem İçin Gerekli Araç ve Gereçler ... 32

(10)

İÇİNDEKİLER (Devam)

Sayfa

4.3.1. Kullanılan araç ve gereç ... 32

4.3.1.1. Çoklu küp kesme makinesi ... 32

4.3.1.2. Hassas kesme makinesi ... 33

4.3.1.3. V- kanal kesme kalıbı ... 34

4.3.1.4. Aşındırıcı çanaklar ... 35

4.3.1.5. Küre yapma makinesi ... 36

4.4. Yöntem ... 37

4.4.1. Eşdeğer boyutlu küre parça örneklerinin hazırlanması ... 37

4.4.1.1. Küp kesme geometrisi ve küp kesme... 37

4.4.1.2. Paşa (ön/kaba küre) kesim geometrisi ve paşa kesimi ... 40

4.4.1.3. Paşa (ön/kaba küre) kesimi ... 41

5. MARN KAYA ÖRNEKLERİ ÜZERİNDE YAPILAN DENEYSEL ... 44

ÇALIŞMALAR 5.1.Tunçbilek BY-H Pano 60 g’lık Marn Küre Örnekleri Üzerinde ... 44

Yapılan Deney 5.2. Tunçbilek BY-H Pano 50 g’lık Marn Küre Örnekleri Üzerinde ... 48

Yapılan Deney 5.6. Tunçbilek BY-H Pano Marn Kayacından Elde Edilen ... 60

Sonuçların Değerlendirilmesi ve Karşılaştırılması 5.7. Tunçbilek BY-G Pano 60 g’lık Marn Küre Örnekleri Üzerinde ... 61

Yapılan Deney 5.8. Tunçbilek BY-G Pano 55 g’lık Marn Küre Örnekleri Üzerinde ... 65

Yapılan Deney 5.9. Tunçbilek BY-G Pano 50 g’lık Marn Küre Örnekleri Üzerinde ... 68

Yapılan Deney 5.10. Tunçbilek BY-G Pano 45 g’lık Marn Küre Örnekleri Üzerinde ... 71 Yapılan Deney

(11)

İÇİNDEKİLER (Devam)

Sayfa

5.11. Tunçbilek BY-G Pano 40 g’lık Marn Küre Örnekleri Üzerinde ... 74

Yapılan Deney 5.12. Tunçbilek BY-G Pano Marn Kayacından Elde Edilen ... 77

Sonuçların Değerlendirilmesi ve Karşılaştırılması 5.13. S.L.İ. Laminalı Marn 60 g’lık Küre Örnekleri Üzerinde ... 78

Yapılan Deney 5.14. S.L.İ. Laminalı Marn 55 g’lık Küre Örnekleri Üzerinde ... 82

Yapılan Deney 5.18. S.L.İ. Laminalı Marn Kayacından Elde Edilen Sonuçların ... 94

Değerlendirilmesi ve Karşılaştırılması 6. BULGULAR VE TARTIŞMA ... 96

6.1. XRD, XRF ve Tane Boyutu Analizlerinin Değerlendirilmesi ... 96

7. SONUÇ VE ÖNERİLER ... 102

KAYNAKLAR DİZİNİ... 106

EK AÇIKLAMALAR ... 113

Ek Açıklamalar A. TBY-H Pano Marn Küre Örneklerinin İndeks Değerleri ... 114

Ek Açıklamalar B. TBY-G Pano Marn Küre Örneklerinin İndeks Değerleri ... 119

Ek Açıklamalar C. S.L.İ. Laminalı Marn Küre Örneklerinin İndeks Değerleri ... 124

Ek Açıklamalar D. Marn Küre Örneklerinin Döküntü Miktarlarının Karşılaştırılması ... 129

(12)

ŞEKİLLER DİZİNİ

Şekil Sayfa

3.1. Şeyl Kayacı İçin Beher İçinde Suda Dağılma Sınıflaması ... 20

3.2. Malzemeden Kaynaklı Faktörler ... 22

3.3. Gözeneklilik ile Duraylılık Arasındaki İlişki ... 22

3.4. Tek Eksenli Basınç Dayanımı ile Duraylılık Arasındaki İlişki ... 23

4.1. Tunçbilek Bölgesi Stratigrafik Litolojisi ... 27

4.2. Seyitömer Bölgesi Genelleştirilmiş Stratigrafi İstifi ... 31

4.3. Numune Hazırlamada Uygulanan İşlemler ve İşlemlerde... 32

Kullanılan Araç ve Gereçler 4.4. Çoklu Küp Kesme Makinesi ... 33

4.5. Hassas Kesme Testeresi ve Makinesi ... 34

4.6. V- Kanal Şematik Görünüşü ... 35

4.7. Aşındırıcı Çanağın Şematik Görünüşü ... 36

4.8. Aşındırıcı Çanakların Millere Bağlanması ... 36

4.9. Küre Yapma Makinesi ... 37

4.10. Kaya Bloğundan Küp Kesme İşlemi ... 38

4.11. Küplerin Kesimi ... 39

4.12. Hassas Kesme Makinesinde Kenarları Düzeltilmiş Küpler ... 39

4.13. Ön/Kaba Küre Görünüşü (Rhombicuboctahedron) (a) Üst Görünüş ... 40

(b) Yan Görünüş 4.14. Ön/Kaba Küre Görünüşü (Paşa Kesim) (a) Üst Görünüş (b) Yan Görünüş ... 40

4.15. Paşa Kesim; Marn (a) Yandan Görünüm (b) Üstten Görünüm ... 41

4.16. (a) Birinci Grup Kenar Kesimi, (b) İkinci Grup Kenar Kesimi ... 41

4.16. (devamı) (c) Üçüncü Grup Kenar Kesimi, (d) Kenar Kesimi Tamamlanmış Küpler ... 42

4.17. (a) Köşe Kesiminin Üstten Görünümü, (b) Köşe Kesiminin Yandan Görünümü ... 42

4.17. (devamı) (c) Köşe Kesiminin Tamamlanması ... 43

4.18. Köşe Kesiminde Kullanılan Yüzeyler ... 43

5.1. BY-H Pano 60 g’lık Marn Küre Örneklerinin Test Öncesi ve 25 Çevrim ... 46

Sonrası Görünümü 5.2. BY-H Pano 60 g’lık Marn Küre Örneklerinin İndeks Değerlerini ... 47

Gösterir Grafik 5.3. BY-H Pano 60 g’lık Marn Küre Örneklerinin Çevrim ... 47 Sayısına Göre Dökülen Malzeme Miktarını Gösterir Grafik

(13)

ŞEKİLLER DİZİNİ (Devam)

Şekil Sayfa 5.4. BY-H Pano 50 g’lık Marn Küre Örneklerinin Test Öncesi ve 25 Çevrim ... 49 Sonrası Görünümü

5.5. BY-H Pano 50 g’lık Marn Küre Örneklerinin İndeks Değerlerini ... 50 Gösterir Grafik

5.6. BY-H Pano 50 g’lık Marn Küre Örneklerinin Çevrim ... 50 Sayısına Göre Dökülen Malzeme Miktarını Gösterir Grafik

5.7. BY-H Pano 55 g’lık Marn Küre Örneklerinin Test Öncesi ve 25 Çevrim ... 52 Sonrası Görünümü

5.16. Tunçbilek BY-H Pano Marn Kayacından Oluşturulan ... 60 Küre Örneklerinin İndeks Değerlerinin Karşılaştırılması

5.17. Tunçbilek BY-H Pano Marn Kayacından Oluşturulan ... 61 Küre Örneklerinin Döküntü Miktarlarının Karşılaştırılması

5.18. BY-G Pano 60 g’lık Marn Küre Örneklerinin Test Öncesi ve 25 Çevrim ... 63 Sonrası Görünümü

5.19. BY-G Pano 60 g’lık Marn Küre Örneklerinin İndeks Değerlerini ... 64 Gösterir Grafik

(14)

Şekil Sayfa 5.20. BY-G Pano 60 g’lık Marn Küre Örneklerinin Çevrim ... 64 Sayısına Göre Dökülen Malzeme Miktarını Gösterir Grafik

5.23. BY-G Pano 55 g’lık Marn Küre Örneklerinin Çevrim ... 67 Sayısına Göre Dökülen Malzeme Miktarını Gösterir Grafik

5.33. Tunçbilek BY-G Pano Marn Kayacından Oluşturulan ... 77 Küre Örneklerinin İndeks Değerlerinin Karşılaştırılması

5.34. Tunçbilek BY-G Pano Marn Kayacından Oluşturulan ... 78 Küre Örneklerinin Döküntü Miktarlarının Karşılaştırılması

5.35. S.L.İ. Laminalı Marn 60 g’lık Küre Örneklerinin ... 80 Test Öncesi ve 25 Çevrim Sonrası Görünümü

(15)

Şekil Sayfa 5.36. S.L.İ. Laminalı Marn 60 g’lık Küre Örneklerinin İndeks Değerlerini ... 81 Gösterir Grafik

5.37. S.L.İ. Laminalı Marn 60 g’lık Küre Örneklerinin ... 81 Çevrim Sayısına Göre Dökülen Malzeme Miktarını Gösterir Grafik

5.39. S.L.İ. Laminalı Marn 55 g’lık Küre Örneklerinin İndeks Değerlerini ... 84 Gösterir Grafik

5.50. S.L.İ. Laminalı Marn Kayacından Elde Edilen Küre Örneklerinin ... 94 İndeks Değerlerinin Karşılaştırılması

5.51. S.L.İ. Laminalı Marn Kayacından Elde Edilen Küre ... 95 Örnekler İçin Çevrim Sayısına Göre Döküntü Miktarlarının Karşılaştırılması

(16)

Şekil Sayfa 6.1. BYH Pano 60 g’lık Küre Örneklerinin 25. Çevrim Boyunca ... 97 Tambur Altına Geçen Malzemenin Tane Boyutu Grafiği

6.2. BYH Pano 50 g’lık Küre Örneklerinin 25. Çevrim Boyunca ... 98 Tambur Altına Geçen Malzemenin Tane Boyutu Grafiği

6.3. BYH Pano 40 g’lık Küre Örneklerinin 25. Çevrim Boyunca ... 98 Tambur Altına Geçen Malzemenin Tane Boyutu Grafiği

6.4. BYG Pano 60 g’lık Küre Örneklerinin 25. Çevrim Boyunca ... 99 Tambur Altına Geçen Malzemenin Tane Boyutu Grafiği

6.7. S.L.İ. Laminalı Marn 55 g’lık Küre Örneklerinin 25. Çevrim Boyunca ... 100 Tambur Altına Geçen Malzemenin Tane Boyutu Grafiği

6.8. S.L.İ. Laminalı Marn 45 g’lık Küre Örneklerinin 25. Çevrim Boyunca ... 101 Tambur Altına Geçen Malzemenin Tane Boyutu Grafiği

(17)

ÇİZELGELER DİZİNİ

Çizelge Sayfa 3.1. Aufmuth (1974) ve ISRM (1979)’ye Göre 1. ve 2. Çevrim Değerlerine ... 25 Göre Islak Kararlılık (Suda Dağılmaya Karşı Duraylılık) İndisi Kayaç Sınıflaması

3.2. Gamble Kayaç Sınıflaması ... 26 5.1. BY-H Pano 60 g’lık Marn Küre Örneklerinin Boyutları ve Ağırlıkları ... 45 5.2. BY-H Pano 60 g’lık Marn Küre Örneklerinin 1. ve 25. Çevrim ... 46 Sonrası Kuru Ağırlıkları ve İndeks Değerleri

5.3. BY-H Pano 50 g’lık Marn Küre Örneklerinin Boyutları ve ... 48 Ağırlıkları

5.4. BY-H Pano 50 g’lık Marn Küre Örneklerinin 1. ve 25. Çevrim ... 49 Sonrası Kuru Ağırlıkları ve İndeks Değerleri

5.11. BY-G Pano 60 g’lık Marn Küre Örneklerinin Boyutları ve ... 62 Ağırlıkları

5.12. BY-G Pano 60 g’lık Marn Küre Örneklerinin 1. ve 25. Çevrim ... 63 Sonrası Kuru Ağırlıkları ve İndeks Değerleri

(18)

ÇİZELGELER DİZİNİ (Devam)

Çizelge Sayfa 5.16. BY-G Pano 50 g’lık Marn Küre Örneklerinin 1. ve 25. Çevrim ... 69 Sonrası Kuru Ağırlıkları ve İndeks Değerleri

5.21. S.L.İ. Laminalı Marn 60 g’lık Küre Örneklerinin Boyutları ve ... 79 Ağırlıkları

5.22. S.L.İ. Laminalı Marn 60 g’lık Küre Örneklerinin 1. ve ... 80 25. Çevrim Sonrası Kuru Ağırlıkları ve İndeks Değerleri

6.1. Kayaç Örneklerinin Mineralojik Yapısı ... 96 6.2. Kayaç Örneklerinin Elementer İçeriği ... 96

(19)

SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ

Simge Açıklama

Id Islak Kararlılık İndeksi

Kısaltma Açıklama

ASTM Amerikan Test ve Malzeme Kurumu

A.Z Ateş Zayiatı (Kızdırma Kaybı)

ISRM Uluslar arası Kaya Mekaniği Derneği

S.L.İ. Seyitömer Linyit İşletmesi

TBYG.M Tunçbilek Linyit İşletmesi BY-G Panosu Marn Kayacı

TBYH.M Tunçbilek Linyit İşletmesi BY-H Panosu Marn Kayacı

TSE Türk Standartları Enstitüsü

XRD X-Işınımları Kırınımı Analizi

XRF X-Işınımları Floresansı Analizi

(20)

1. GİRİŞ

Islak Kararlılık İndeksi (SDI) deneyi Chandra (1970) ile Franklin ve Chandra (1972) tarafından önerilmiştir. Bu deney kayaçların ıslak kararlılık indeksi değerlerinin belirlenmesi amacıyla ISRM (1981) ve ASTM (1990) tarafından standartlaştırılmıştır. Islak Kararlılık İndeksi deneyi özellikle çamur taşı, marn, ignimbrit, ve silt taşları için önemli bir mühendislik parametresidir.

Bu deneyin amacı, genellikle kil içeren kayaların ıslanma ve kuruma çevrimi ile aşınmaya ve ayrılıp suda dağılmaya karşı direncini gösteren bir indeks değeri belirlemektir.

Belirlenen bu indeks değer, açık ocak veya dekapaj ile ilgili stabilite problemlerinde ve yeraltı açıklıklarındaki dayanım azalmalarında kullanılabilmektedir.

Deney için, her biri 40-60 g kütleli, 10 adet temsili pürüzsüz, kabaca eş boyutlu kayaç parçası deney numunesi olarak tabii ya da çekiçle kırma ile elde edilebilir.

Numunelerin köşeleri kırılır ve tartmadan önce fırça ile tozu alınır. Toplam numune ağırlığı 450-550 g olmalıdır. Numune tabii su muhtevasında kalacak şekilde muhafaza edilir. Hazırlanan kayaç parçaları tambura konulur ve toplam kütle tartılır. Daha sonra, 105⁰C’de 16 saat veya kütle sabit oluncaya kadar etüvde kurutulur. Kayaç ve tambur oda sıcaklığında 20 dakika soğumaya bırakılır ve tekrar tartılır. Sonra tambur tekneye yerleştirilir ve motora bağlanır. Tekne tambur ekseninin 20 mm altına kadar oda sıcaklığında damıtık su ile doldurulur. Tambur 10 dakika süreyle 20 dev/dk hızla döndürülür. Döndürme işleminin başında ve sonunda su sıcaklığı kayıt edilir. Döndürme işleminden hemen sonra tambur tekneden çıkarılır. Tambur ve 16 saat kurutulan veya sabit kütleye erişinceye kadar etüvde kalan numune tartılır. Bu işleme çevrim denir. En az iki çevrim yapılarak tambur içinde kalan kayaç parçalarının kuru ağırlığı başlangıç kaya parçalarının kuru ağırlığına bağlı olarak yüzde olarak ifade edilen bir indeks değeri bulunur. (TSE, 8543)

Kayaçların ıslak kararlılık indekslerinin aşağıdaki özelliklere bağlı olarak değiştiği belirtilmektedir.

Gözeneklilik ve geçirgenlik: Deneyde kullanılan sıvının kayaç dokusuna etkisini ve kayaç içerisindeki hareketini etkiler.

(21)

Kayaç içerisine nüfuz eden sıvılar: Yüzey enerji değişimlerine, kaya matriksinin (çimentosu) çözülmesine veya bağların kopmasına veya boşluk suyu basıncından dolayı kayaca zarar veren kuvvetlerin oluşmasına neden olurlar.

Kayaçların üzerine uygulanan kuvvetlere karşı koyma kapasitesi, kayaçta oluşacak zayıflama, şişme veya bütünüyle dağılma olaylarını belirlemektedir. (Kolay vd., 2006)

Bundan dolayı deneye etki eden faktörleri;

• Deney aletinden kaynaklanan faktörler ( elek açıklığı, dönme hızı, tambur boyutu vb. )

• Deneye tabi tutulacak olan numuneden kaynaklanan faktörler ( numunenin boyutu, şekli, numune sayısı, numunenin fiziksel, kimyasal ve mekanik özellikleri, numunenin mineralojik özellikleri vb. )

• Deneyde kullanılacak olan sıvıdan kaynaklanan faktörler ( kullanılan sıvının kimyası, sıcaklığı ve pH değeri )

• Numunenin saklanma ve kurutma sırasında ıslanmaya maruz kalma süresi,

• Deney çevrim sayısı,

sayabiliriz.

İndeks değerleri düzensiz ve yuvarlak deney örnekleri üzerinde yapılan çalışmalarda, hangi faktörün deneyi nasıl etkilediği araştırılmış ve bu etkileri azaltmak için ne yapılması gerektiğini belirlenmeye çalışılmıştır. Ancak küre örnekler üzerinde bu çalışmalar yapılmamıştır. Bu çalışmada, masif ve laminalı marn kaya bloklarından hazırlanan farklı boyut ve kütleye sahip küre örnekler üzerinde SDI deneyleri yapılmış ve indeks değerlerindeki değişimler irdelenmiştir.

(22)

2. LİTERATÜR ARAŞTIRMASI

Kayaçların ıslanma ve kuruma durumunda, suya karşı direncini belirlemek için, literatürde üç farklı deney önerilmiştir. Bunlar;

• Beher içinde suda dağılma (Jar Slake Test-JST)

• Suda dağılma indeksi (Slake Index-SI)

• Islak Kararlılık İndeksi (Slake Durability Index-SDI) deneyleridir.

Santi (1998), çalışmasında gerçek duraylılık karakteristiklerini test etmek için üç farklı suda dağılma deneyleri arasındaki farkı araştırmıştır. Beher içinde suda dağılma (Jar Slake) modifikasyonlarının, değişiklikleri üçte bir oranında azalttığını gözlemlemiştir.

Suda dağılma indeksinin tek bir numune yerine numune gruplarını test ettiği için sonucun kesin olarak belirlendiği bir test olduğunu belirlemiştir. Ayrıca, burada yaş eleme işleminin daha dikkatli bir şekilde yapılması gerektiğini görmüştür. Birinci çevrim suda dağılma indeksinin, daha sonraki çevrimleri tahmin etmede çok iyi olduğunu belirlemiştir. Bununla birlikte, ASTM D4664-87 tarafından önerilen ikinci çevrimin gerekli olmadığını öngörmüştür.

Wood ve Deo (1975), toprak dolgu barajlar için killi malzemenin su içerisinde 24 saatlik çevrimine dayalı niceliksel bir test önermişler ve Luttan (1977) bu öneriyi Beher içinde suda dağılma deneyi I “ Jar Slake Test I “ olarak tanımlamıştır.

Youn ve Tonon (2010), çalışmalarında kil içerikli kayaçların mühendislik özelliklerini belirlemek için toplamış oldukları örnekler üzerinde beher içinde suda dağılma deneyini uygulamışlardır. Yapmış oldukları deneyler sonrasında, örneklerin beher içinde suda dağılma indeks değerleri ile katyon değişim katsayısı (CEC), su limiti (WL), su içeriği (WC) arasında güçlü bir ilişkinin olduğunu görmüşlerdir.

Mohamad, Saad ve Abad (2011), yapmış oldukları çalışmada dayanımı zayıf kayaçların dayanıklılığını değerlendirmek için beher içinde suda dağılma deneyini kullanmışlardır. Bu deneyin düzensiz yığın numuneleri üzerinde test edilebilen, belirli zaman boyunca dayanımı zayıf olan kayaç malzemesinin suya karşı reaksiyonunu belirlemek için geliştirilmiş olan basit bir test olduğunu belirlemişlerdir. Bunun, malzemenin yoğunluğunu, taneler arası etkileşimini ve gözenekliliğini belirlediğini

(23)

gözlemlemişlerdir. Çalışmalarını oldukça bozunmuş ve tamamen bozunmuş olan şeyl ve kumtaşı üzerinde dört farklı zaman aralıklarında (10 dakika, 15 dakika, 30 ve 60 dakika) beher içinde suda dağılma deneyini uygulamışlardır. Buldukları sonuçları, Islak Kararlılık İndeksi deneyi Id1 ve Id2 ile karşılaştırdıklarında; özellikle dayanımı zayıf olan kayaçların duraylılığını belirlemek için beher içinde suda dağılma deneyinin Islak Kararlılık İndeksi testine göre daha uygun olduğunu bulmuşlardır.

Deo (1972), yapmış olduğu çalışmada suda dağılma indeksi deneyini uygulamıştır.

150 g olarak hazırlamış olduğu örneklerini sekiz saat boyunca etüvde kuruttuktan sonra her birinin ağırlığını kaydetmiştir. Her birini ayrı ayrı behere koyarak üzerine distile su ile kaplayacak şekilde muamele etmiştir. Altı saat sonra beherlerden almış olduğu numuneleri yıkamış ve kuruttuktan sonra tekrar ağırlıklarını ölçmüştür. İndeks değerini ise, tüm altı örneğin toplamda yüzdesel ağırlık kaybı olarak hesaplamıştır.

Bryson vd. (2012), sağlam ve bozunmuş olan şeyl örnekleri üzerinde Islak Kararlılık İndeksi deneyini uygulamışlardır. Standart Islak Kararlılık İndeksi deneyi ile şeyllerin duraylılık davranışını tam olarak belirleyememeleri nedeniyle çevrimleri, 10, 25, 60 ve 120 dakika olarak uygulamışlardır. Uyguladıkları bu kararlılık indeksine “ Loss Slake Index “ adını vermişlerdir. Bu indeks değeri ile, şeyllerin bozunma oranını belirlemişlerdir.

Hopkins ve Deen (1983), 40 farklı tipteki şeyl kayaçları üzerinde çalışmalar yapmışlardır. Şeyllerin mühendislik özelliklerini en iyi şekilde karakterize edebilmek için on farklı Islak Kararlılık İndeksi deneyini uygulamışlardır. Çalışmaları sonucunda, yeni tasarlamış oldukları Islak Kararlılık İndeksi ile şeyllerin şişme işlemleri tamamlandıktan sonraki su içerikleri arasında bir ilişkinin olduğunu gözlemlemişlerdir.

Araştırmacılar, genellikle çalışmalarında Islak Kararlılık İndeksi deneyini kullanmışlar ve deneye etki eden faktörler üzerinde çalışmalar yapmışlardır. Aşağıda bu çalışmalardan bahsedilmektedir.

Franklin ve Chandra, kayaç örneklerinin porozitesi ve geçirgenliğinin, örnek sayısının, şeklinin ve ağırlığının deney üzerindeki etkisini araştırmak için çalışmalar yapmışlardır. Kolay vd. deney sıvısının özellikleri üzerinde çalışmalar gerçekleştirmişlerdir.

(24)

Franklin ve Chandra (1972), deneye tabi tutulan kayaç örneklerinin porozitesinin ve geçirgenliğinin deney üzerindeki etkisini incelemişlerdir. Aynı zamanda, kayaç örneklerinin muhafazası, kayaç örneklerinin sayısı, şekli ve ağırlığı, deneyde kullanılacak sıvının özellikleri üzerinde çalışmalar yapmışlardır. Çalışmaları sonucunda, her biri 40-60 g ağırlığında olan 10 adet örnek hazırlanmasının en uygun yöntem olduğunu belirtmişlerdir. Araştırmaları sonucunda, en yüksek duyarlılık indeksinin; 20⁰C’de sodyum hexametafosfat sıvısının kullanılmasıyla, yine aynı sıcaklıkta en düşük duyarlılık indeksinin hidroklorik asit kullanımıyla elde edildiğini bulmuşlardır.

Kolay vd. (2006), deneyde kullanılan sıvının pH değerinin, kararlılık indeksine etkisini araştırmışlardır. Çalışmalarında, sekiz farklı tipteki jips mineralini farklı pH değerlerine sahip sıvılarla deneye tabi tutmuşlardır. Farklı pH koşulları altında, kararlılık indeksi değerlerinin orta derece değerlerden çok yüksek değerlere kadar çıkabildiğini görmüşler ve jips mineralinin kararlılık indeksi değerinin, test sıvısının pH’ından bağımsız olduğunu fark etmişlerdir.

Tonon vd. (2009), kireçtaşları üzerinde ASTM D4644 standardına göre Islak Kararlılık İndeksi deneyini uygulamışlardır. İkinci çevrim sonrasında kayaçların küçük parçacıklar halinde dağıldığını gözlemlemişlerdir. SDI değerlerini, %85 ile %97 arasında bulmuşlar ve bu kayaçların orta derece yüksek veya yüksek dayanıma sahip olduğunu göstermişlerdir.

Koralay vd. (2014), Bitlis ignimbiritinin ayrışma derecesini belirlemek için bir çalışma yapmışlardır. Yapmış oldukları Islak Kararlılık İndeksi deneylerinde değerlerin yüksekten çok yükseğe doğru çıktığını gözlemlemişlerdir.

Bazı araştırmacılar ise, deneye tabi tutulan kayaç örneklerinin mineralojik özelliklerinin indeks değeri üzerindeki etkisini araştırmak için çalışmalar gerçekleştirmişlerdir.

Morgenstern ve Eigenbrod (1974), çok sayıda kuru ve ıslak çevrim deneyinden killi malzemenin su içeriğini hesaplayarak ıslak kararlılık indeksi deneyini önermişlerdir.

(25)

Bella vd. (1997), zayıf ve kil içeren kayaçların dayanımını belirlemek için çalışmalar yapmışlardır. Çalışmalarında, taze çamur taşı ve bozunmuş çamur taşının ıslak kararlılık indeksi üzerinde durmuşlardır.

Çetin vd. (2000), çalışmalarında kaya dokusunun kayacın bozunma ve duraylılığı üzerinde önemli bir etkisinin olduğunu göstermişlerdir.

Dhakal vd. (2002), çalışmalarında piroklastik kayaçların, çamur taşlarının ve tüflü kumtaşlarının kararlılık indeksini irdelemişlerdir. Smektitçe zengin tüflü kumtaşı ve piroklastik kayaçların her ikisinin de belirgin bir biçimde farklı duraylılık davranışı gösterirken, piroklastik kayaçların düşük duraylılık gösterdiğini belirlemişler ve bu durumun altere olan zeolit ve smektitten kaynaklandığını görmüşlerdir.

Ergüler ve Ulusay (2009), Türkiye’den seçtikleri farklı kil içerikli kayaçlar üzerinde çalışmalar yapmışlardır. Bu çalışmalar sonucunda Islak Kararlılık İndeksi deneyinin bazı kısıtlamalarını en aza indirmek için dağılma indeksi testini önermişlerdir.

Bu teste göre, kil içeren kayacın dağılımını belirlemek için suda dağılmaya karşı duyarlılık değerlendirmesi adı altında yeni bir parametre geliştirmişlerdir.

Dick ve Shakoor (1992), yapmış oldukları çalışmada 51 adet çamur taşı örneklerinin ıslak kararlılık üzerindeki litolojinin etkisini, geliştirilmiş kapsamlı kararlılık sınıflamasıyla birlikte araştırmışlardır. Tane boyu dağılımı, kil mineralojisi, boşluk oranı, mikro-çatlak sıklığı, Atterberg limitleri ve elektron mikroskobu görüntülemeleri litolojiyi karakterize etmek için kullanırlarken; ikinci çevrimi Islak Kararlılık İndeksi değerini ölçmek için kullanmışlardır. Çamur taşı örneklerini, 10 adet kil taşı, 18 adet çamur taşı, 12 adet şeyl, 15 adet silt taşı ve 6 adet arjilit olmak üzere beş farklı litolojide sınıflandırmışlardır. Ek olarak; kil içeriği, laminalanma varlığı ve Atterberg limitlerini litolojik sınıfları birbirinden ayırt etmek için kullanmışlardır. İkinci çevrim Islak Kararlılık İndeksi değerinin, her bir çamur taşı litotipinin litolojik özellikleriyle ilişkili olduğunu görmüşlerdir. Buldukları sonuçlar, kil taşları için; Islak Kararlılık İndeksi değeri ile kil minerallerinin kabarması arasında kabul edilebilir güçlü bir ilişkinin olduğunu, çamur taşları için; Islak Kararlılık İndeksi değeri ile mikro-çatlak sıklığı indeksi arasında bir ilişkinin olduğunu göstermiştir. Şeyllerde ise, boşluk oranı ile kararlılık indeksi arasında güçlü bir ilişkinin olduğu görülmüştür.

(26)

Taylor, Moon ve Beattie, Ulusay vd., Bell vd., Gökçeoğlu vd., çevrim sayısının deney üzerindeki etkisini araştırmışlardır. Amaçları, en ideal değerlere kaç çevrimde ulaşılacağını bulmaktır.

Taylor (1988), ortalama kil minerali içeriği %75’ten fazla olan çamur taşları üzerinde çalışmalar yapmıştır. Islak Kararlılık İndeksi testini 3 çevrim olarak uygulamış ve kararlılık indeksini %60’ın üzerinde ve tek eksenli basınç dayanımını da 3,6 MN/m²’den daha büyük bulmuştur.

Moon ve Beattie (1995), düşük kararlılık indeksine sahip, kaolinit killerinin baskın olarak bulunduğu, ince taneli ve karbonatlı çamur taşları üzerinde çalışmalar yapmışlardır.

Düşük kararlılık indeksinin nedenini, kabaran killer olmadığını aksine, duraylılığın; kil yüzeylerinin suyu emmesiyle kayaç içindeki artık gerilmelerin salınması sonucu oluştuğunu ve bu durumun bütünlüğe zarar verdiğini görmüşlerdir. Yaptıkları çalışma, suya duyarlı parçaların suda küçük parçalar halinde dağılması yerine killerin dağılımını desteklemiştir. Deneylerde ikinci çevrim sonrası tambur içinde kalan kayaç parçalarını fark edince çevrimleri üçe çıkararak deneyleri yapmışlardır.

Ulusay vd. (1995), laminalı, laminalı-masif ve bozunmuş marnlar üzerinde çalışmalar yapmışlardır. Çalışmada, her bir örnek için beş çevrim uygulamışlardır. Seçilen her bir bozunmuş örnek için, yapılmış suda dağılmaya karşı indeks deneyinde, çevrim sayısının arttırılmasıyla kararlılık indeksi değerinin azaldığını gözlemlemişlerdir. Bu azalmanın, laminalı marn ve laminalı masif marnların taze ve bozunmuş kayaçlarının her ikisinde oldukça belirgin olduğunu görmüşlerdir. Ayrıca, ince laminalı marnların üzerindeki basıncın kalkmasıyla, tabakaların birbirinden ayrıldığını; çünkü diajenetik kuvvetlere maruz kalmış kayaçların, eğer suyun etkisiyle taneler arası bağları zayıflamışsa elastik gerilmeleri saklayabileceğinin muhtemel olacağını fark etmişlerdir. Bunun yanında, beş çevrim sonunda tamburdan geçen malzeme için hazırlanan tane boyu dağılım analizinde, ince silt ve kil franksiyonlarında %55 ile %85 arasında ortalama %67’lik fark edilebilir bir azalmanın olduğunu belirlemişlerdir.

Bell vd. (1997), çamur taşları üzerinde yapmış oldukları deneylerde, çamur taşlarının duraylılığını belirlemek için en iyi yolun üç çevrimli test uygulamak olduğunu belirlemişlerdir.

(27)

Gökçeoğlu vd. (2000), Çalışmalarındaki birinci amaçları, çevrim sayısının kararlılık indeksi testi üzerindeki etkisini araştırmaktır. Çoklu çevrim testlerinden elde edilen ıslak kararlılık indeksi değerlerini, laboratuvar deneylerinden elde edilen tek eksenli basınç dayanımı ve mineralojik özellikleriyle karşılaştırmışlardır. Bunun için Türkiye’den topladıkları farklı tipteki dayanımsız ve kil içerikli kayaçların duraylılığı üzerindeki dayanımı ve mineralojik etkiyi araştırmışlardır. Çalıştıkları kayaçların karakteristikleri ile ıslak kararlılık indeksi arasındaki ampirik ilişkiyi, tekli ve çoklu varyasyon analizlere bağlı olarak oluşturmuşlardır. Araştırmalarının temel varsayımı, kil içerikli dayanımsız kayaçların kısa süreli ıslanma ya da bozunma sırasında dayanımlarındaki değişimin iki çevrimli kararlılık indeksi testi ile belirlenemeyeceğini vurgulamaktır.

Gökçeoğlu ve Aksoy (2000), kil içerikli kayaçların sınıflandırılmasında yeni bir yaklaşım geliştirmek için çalışmalar yapmışlardır. Bunun için Türkiye’nin farklı yerlerinden toplamış oldukları 13 farklı kil içerikli, çatlaklı ve dayanımı düşük kayaçlar üzerinde çalışmışlardır. Çalışmaları sonucunda, suyun kayaçlar üzerindeki etkisini belirlemek için; Islak Kararlılık İndeksi deneyinin 2 çevrim yerine 4 çevrim olarak uygulanmasının daha doğru sonuçlar elde etmede iyi olduğunu görmüşlerdir.

Aufmuth, Koncagül ve Santi, Sharma ve Singh, kayacın mekanik özellikleri üzerinde durmuşlardır.

Aufmuth (1974), kayacın elastisite modülü ve Schmidt çekici değerleriyle ıslak kararlılık indeksi değerlerini karşılaştırmıştır.

Koncagül ve Santi (1999), tek eksenli basınç dayanımını tahmin etmek için Shore sertlik testlerini ve ıslak kararlılık indeksi değerlerini kullanmışlardır.

Czerewko ve Cripps (2006), çamur taşlarının mühendislik ve bozunum özellikleri üzerindeki diajenetik etkiyi belirlemek için çalışma yapmışlardır. 41 farklı çamur taşı örneği üzerinde, Islak Kararlılık İndeksi deneyini, beher içinde suda dağılma deneyini ve hacimsel kabarma testini uygulamışlardır. Çalışmaları sonucunda, Islak Kararlılık indeksinin dinamik açıklıklarda; beher içinde suda dağılma deneyinin ise statik (durağan) çevrelerde kullanılmasının uygun olduğunu gözlemlemişlerdir.

(28)

Sharma ve Singh (2008), çalışmasında 1 adet magmatik, 3 adet sedimanter ve 3 adet magmatik kayaçtan aldıkları örnekleri, kayacın mekanik özelliklerini belirlemek için P- dalga hızıyla birlikte deneye tabi tutmuşlardır. Sıkıcı laboratuvar deneylerinden kurtulmak ve zaman kaybının önüne geçmek için P-dalga hızından, Islak Kararlılık İndeksi ve dayanım etki indeksini tahmin edebilmek için ampirik eşitlikler geliştirmişlerdir.

Solak (2012), Kapadokya yöresinde geniş yayılım gösteren Kızılkaya İgnimbiriti, Kavak İgnimbiriti, Gördeles İgnimbiritleri ile Melendiz Tüfleri üzerinde bazı çalışmalar yapmıştır. Topladığı farklı renkteki ve dokudaki piroklastik örneklerin kuru ve doygun birim ağırlıklarını, ağırlıkça su emme potansiyellerini, boşluk oranlarını, Islak Kararlılık İndeksi değerlerini, P-dalga hızı değerlerini, nokta yükü dayanım indekslerini, tek eksenli basınç dayanımlarını, çivi penetrasyon derinliklerini ve kılcal su emme değerlerini belirlemek için bir takım deneyler yapmıştır. Yapmış olduğu deneyler sonucunda, Kızılkaya İgnimbiritlerinin Islak Kararlılık İndeksi değerlerine göre, Gamble sınıflamasında “ orta derece yüksek ve çok yüksek derecede duraylı “ olduğunu görmüştür.

Melendiz Tüflerinin duraylılığını etkileyen en önemli faktörün ise, malzemenin matriks oranı ve litik tanelerin kenetlenme derecesi olduğunu belirlemiştir.

Bell ve Culshaw, Yağız, Bozkurtoğlu ve Mert, Akın, Ayakwah, Özvan, Swain, Moradian, Khalily vd., Hopkins, kayacın hem mineralojik hem de mekanik özelliklerinin suda dağılmaya karşı indeks değerini nasıl etkilediğini araştırmışlardır.

Hopkins (1988), Kentuck Bölgesi’nde yer alan farklı tipteki şeyl kayaçlarının sıvı limitlerini, plastisite limitlerini, spesifik yoğunluklarını, tane-boyu dağılımlarını, doğal su içerikleri ve beher içinde suda dağılma indekslerini içeren bir takım fiziksel özelliklerini belirlemek için çalışmalar yapmıştır. Bunun yanında, kayaçların Islak Kararlılık indeksini, nemlilik ve yoğunlukları arasındaki ilişkiyi, üç eksenli basınç dayanımlarını ve kabarma potansiyellerini belirlemek için bir takım testler uygulamıştır. Çalışmaları sonunda, Islak kararlılık indeksi değeri ile, malzemenin doğal su içeriği, boşluk oranı, içerdiği kil minerallerinin boyutu arasındaki ilişkiyi belirlemiştir.

Bell ve Culshaw (1998), kumtaşları üzerinde yapmış oldukları çalışmada kumtaşlarının mineralojik özelliklerinin; Islak Kararlılık İndeksi, tek eksenli basınç

(29)

dayanımı, Brazilian dayanımı, Young modülünü nasıl etkilediğini araştırmışlardır.

Kumtaşının kuvars içeriğinin artmasıyla, Young modülünün arttığını fakat kil içeriğinin artmasıyla azaldığını gözlemlemişlerdir. Benzer şekilde, Islak Kararlılık İndeksi değerinin kuvars içeriğinin artmasıyla arttığını, kil içeriğinin artmasıyla azaldığını gözlemlemişlerdir.

Akın (2008), Eskipazar ( Karabük ) sarı travertenlerinin bozunumunu belirlemek için bir çalışma gerçekleştirmiştir. Çalışmasında, toplamış olduğu örnekler üzerinde, tek eksenli sıkışma dayanımı, laminaya dik indirekt çekme dayanımı, laminaya dik ve paralel yönlerde P- dalga hızı ( Vp ) ölçümlerini gerçekleştirmiştir. Öte yandan, malzemenin petrografik incelemeleri kapsamında X- Işınları Kırınımı (XRD) analizleri ve taramalı elektron mikroskobisi (SEM) incelemelerini gerçekleştirmiştir. Numuneler üzerinde ıslanma-kuruma, donma-çözülme ve tuz kristallenmesi deneylerini uygulamış ve sonuç olarak tuz kristallenmesinden dolayı oluşan basınçların bozunmayı etkileyen en önemli unsur olduğunu gözlemlemiştir.

Ayakwah (2009), yapmış olduğu çalışmada, nokta yükü dayanımı indeksi, Islak Kararlılık İndeksi, kayacın mekanik ve kimyasal özellikleri, kayacın bozunumu, hidrotermal alterasyon ve diğer jeoteknik parametreler arasındaki ilişkiyi incelemiştir.

Bunun için, Questa ocağından toplamış olduğu çöküntü malzemeler üzerinde çalışmalarını gerçekleştirmiştir. Çalışmaları sonucunda, toplamış olduğu malzemelerin ortalama nokta yükü dayanımını 4,0 MPa ve Islak Kararlılık İndeksi değerlerini ise %98,4 olarak bulmuştur. Bu durumun, malzemenin çok iyi çimentolaşmış olduğundan ileri geldiğini gözlemlemiştir.

Özvan (2009), çalışmasında Yumurtalık Bölgesi’nden toplamış olduğu bazalt ve kireçtaşlarının dayanımını belirlemek için bazı deneyler gerçekleştirmiştir. Almış olduğu örneklerin; birim hacim ağırlıklarına, su emme potansiyellerine ve gözenekliliklerine bakmıştır. Numunelerin, tek eksenli basınç dayanımını, nokta yükü dayanımını, sonik hızını, don kaybı miktarını, metilen mavisi emme değerini, Los Angeles aşınma direncini ve son olarak Islak Kararlılık indeksini belirlemek için bir takım deneyler gerçekleştirmiştir. Gerçekleştirmiş olduğu deneyler sonucunda; çalışma alanı içerisinde bulunan masif bazalt ve mikritik kireçtaşlarının dayanımının yüksek olduğunu, boşluklu bazalt ve kristalize kireçtaşlarının orta derece dayanıma sahip olduğunu, çalışma alanındaki diğer malzemelerin ise düşük dayanıma sahip olduğunu gözlemlemiştir.

(30)

Yalım (2009), Turunçlu Bölgesi’nden toplamış olduğu bazaltik oluşumların derinliğe bağlı değişimlerinin jeomekanik özelliklerini belirlemek için bazı çalışmalar gerçekleştirmiştir. Toplamış olduğu numunelerin; birim hacim ağırlıklarını, ağırlıkça ve hacimce su emme potansiyellerini, gözeneklilik ve boşluk oranlarını, sonik hız ( P-dalga hızı ) değerlerini, tek eksenli basınç dayanımlarını, don kaybı değerlerini, Los Angeles aşınma değerlerini ve son olarak Islak Kararlılık İndeksi değerlerini belirlemiştir. Yapmış olduğu, Islak Kararlılık İndeksi deneyleri sonucunda masif bazaltların boşluklu bazaltlara göre daha yüksek duraylılığa sahip olduğunu göstermiştir.

Yağız (2010), Türkiye’nin güneybatısından toplamış olduğu yedi çeşit karbonatlı kayaçlar üzerinde çalışmalar yapmıştır. Kayaçların; Islak Kararlılık İndeksi, tek eksenli basınç dayanımı, Schmidt çekici ile yüzey sertliği, P-dalga hızı, Elastisite modülü, etkin porozite gibi özellikleri arasındaki ilişkiyi irdelemiştir.

Swain (2010), çalışmasında topladığı numunelerin Islak Kararlılık İndeksi değeri, protodyakonov indeksi değeri ile Los Angeles aşınma kaybı değerlerini belirlemek için çeşitli analizler yapmıştır. Islak Kararlılık İndeksi deneyini kömür örnekleri üzerinde uygulamıştır ve yapmış olduğu birinci çevrim sonunda indeks değerlerini %94,7 ile

%96,79 arasında ortalama bir değer bulurken ikinci çevrim sonunda ise, %87,55 ile

%93,69 arasında değerler bulmuştur. Protodyakonov indeksi değerlerini ise, 8,823 ile 9,677 arasında bulmuştur. Son olarak; yapmış olduğu Los Angeles aşınma kaybı testinde ise aşınma kaybını %78,2 olarak bulmuştur. Bulmuş olduğu Islak Kararlılık İndeksi değerleri ile Los Angeles aşınma kaybı testi değerleri arasında benzerlik olduğunu gözlemlemiştir.

Moradian vd. (2010), yapmış oldukları çalışmada kumtaşlarının Islak Kararlılık İndeksi değerlerini, tek eksenli basınç dayanımı, yoğunluk ve porozite arasında oluşturmuş oldukları çoklu regresyon denklemleri ile tahmin etme yoluna gitmişlerdir. Çalışmada, her bir parametrenin diğer bir parametre ile arasında güçlü bir ilişkinin olduğunu gözlemlemişlerdir.

Bozkurtoğlu ve Mert (2012), çalışmasında Kandıra taşı olarak da bilinen karbonat çimentolu kumtaşı-mikritik kireçtaşının suda dağılmaya karşı duraylılığı ile kayaç değişim

(31)

değeri (KDD), kayaç değişim oranı, fiziksel ve mekanik özellikler arasındaki ilişkiyi irdelemişlerdir.

Khalily vd. (2013), çalışmalarında, Islak Kararlılık İndeksi deneyi sonuçları ile deneye tabi tutulan malzemenin su emme potansiyeli, nokta yükü dayanımı, kuru yoğunluğu ve kalsiyum karbonat içeriği gibi fiziksel ve mekanik özellikleri arasındaki ilişkiyi incelemişlerdir. Toplamış oldukları numuneleri, 4 çevrim olarak Islak Kararlılık İndeksi deneyine tabi tutmuşlardır. Numunelerin, yüksek veya daha yüksek dayanım gösterdiğini gözlemlemişlerdir. Numunelerin kalsiyum karbonat içeriği ile duraylılığı arasında bir ilişkinin olduğunu belirlemişlerdir.

Binal vd., Hale ve Shakoor, Ergüler ve Shakoor, iklimsel özelliklerinin deneye etkisini irdelemişlerdir. Deneylerini sadece ıslak-kuru çevrim olarak uygulamamışlardır.

İklimsel özelliklerin etkisini gözlemleyebilmek için ısıtma-soğutma ve donma-çözülme çevrimlerini de uygulamışlardır.

Binal vd. (1997), çalışmalarında tarihi Midas anıtının da yer aldığı, Eskişehir- Yazılıkaya Bölgesindeki Neojen yaşlı volkano sedimenter kayaçların bazı parametrelerinin donma-çözülme çevrimlerinin etkisi altındaki değişimlerini incelemişlerdir.

Hale ve Shakoor (2003), yaptıkları çalışmada, hem ısıtma ve soğutmanın hem de ıslanma ve kurumanın kumtaşlarının dayanımını azalttığını görmüşlerdir fakat donma ve çözünmenin altı kumtaşından en az üçünün dayanımını önemli ölçüde azalttığını belirlemişlerdir.

Ergüler ve Shakoor (2009), ısıtma ve soğutma, ıslanma ve kuruma, donma ve çözülme gibi iklimsel süreçlerin; kil içerikli kayaçların (şeyl, kiltaşı, çamurtaşı ve silt taşı gibi) dağılma karakteristikleri üzerindeki etkisini araştırmışlardır. Isıtma ve soğutma, ıslanma ve kuruma, donma ve çözülme; doğal koşullar altındaki kayaçların fiziksel dağılımında ana sebep olmasına rağmen, önceki araştırmacıların pek çoğu kil içerikli kayaçların dağılımını tayin etmek için su içerikli metotlar kullanmışlardır. Bu araştırmacılar ise yeni yaklaşım geliştirerek dağılma oranını kullanmışlardır.

Nandi ve Whitelaw, Ergüler ve Shakoor, kayaçların fiziko-kimyasal özellikleri üzerinde durmuşlardır ve “ dağılma oranı “ terimini geliştirmişlerdir.

(32)

Nandi ve Whitelaw (2009), yapmış oldukları çalışmada, kalkerli şeyllerin dağılma davranışı üzerindeki fiziko-kimyasal faktörlerin etkisini araştırmışlardır. Taze şeyl kayaçlarından aldıkları örnekleri, çoklu çevrimli Islak Kararlılık İndeksi deneyine tabi tutmuşlardır. Kalsit ve jips gibi kalkerli mineral varlığı ile dağılma oranı arasında güçlü bir ilişkinin olduğunu görmüşlerdir.

Ergüler ve Shakoor (2009), Islak Kararlılık İndeksi testinden sonra kil içerikli kayaçların parça tane boyutunun belirlenmesi üzerine çalışma yapmışlardır. Çalışmaları sonucunda, tane boyu dağılım eğrisi altında kalan alanın eğrilerin tamamını kapsayan toplam alana oranı olarak tanımlanan “dağılma oranı“ terimini geliştirmişlerdir. Kil içerikli kayaçlarının duraylılığını belirlemek için, dağılma oranına bağlı duraylılık sınıflama sistemini tavsiye etmişlerdir.

En uygun deney örnek şeklinin belirlenmesi üzerinde yapılan çalışmalarda;

Vallejo (1994), silttaşları üzerinde yaptığı çalışmada, yüzey pürüzlülüğünün ıslak kararlılık indeksi değerine etkisini araştırmış ve fraktal boyut analiz yöntemini irdelemiştir.

Kolay ve Kayabali (2006), tane şekli ve yüzey pürüzlülüğünün Islak Kararlılık İndeksi deneyine etkisini araştırmışlardır. Çalışmalarında farklı tipteki kayaçların (marn, killi kireçtaşı, tüf, kumtaşı ve bozunmuş granit) Islak Kararlılık İndeksi testi için köşeli, yarı köşeli ve yuvarlak örnekler hazırlayıp deneye tabi tutmuşlardır. Her bir örnek parçasının deneyden önce yüzey pürüzlülüğünü ölçmek için fraktal boyut ölçme yöntemini kullanmışlardır. Islak Kararlılık İndeksi testi ile yüzey pürüzlülüğü arasında ampirik bir ilişki olduğunu gözlemlemişler ve Islak Kararlılık İndeksi deneyinde kullanmak için çeşitli yüzey pürüzlülüğü değerlerinden oluşan bir tablo geliştirmişlerdir.

Kıncal vd. (2010), çalışmalarında tüflerin ayrışmasını belirlemek için fraktal boyut analizini kullanmışlardır. Duraylılık testinden önce ve sonraki fraktal boyut arasındaki değişimi fraktal parametre olarak tanımlamışlardır.

Agustajiwaya (2003), numune şekli ve boyutunun numunenin tambur içerisindeki hareketini nasıl etkilediğini irdelemiştir. Çalışmaları sonucunda yuvarlatılmış örneklerin, dikdörtgen prizma biçimindeki örneklere göre daha yüksek kararlılık indeksine sahip olduğunu bulmuştur. Bu durumun, deney sırasında dikdörtgen prizma biçimindeki

(33)

örneklerin tambur içerisinde dönerken sivri kısımlarının çarpışmalar sonucu ana kütleden kırılıp ayrılmasından kaynaklandığını görmüştür. Ayrıca, kayacın kil ve jips minerali içeriğinin Islak Kararlılık İndeksi üzerinde önemli bir rolünün olduğunu gözlemlemiştir.

Kolay vd. (2004), kil içerikli bazı kayaç örneklerinden az köşeli, köşeli, az yuvarlak ve yuvarlak olmak üzere farklı şekil ve pürüzlülüğe sahip olan numune örnekleri hazırlayıp Islak Kararlılık İndeksi deneyine tabi tutmuşlardır ve numune şekli ve pürüzlülüğünün etkisini gözlemlemişlerdir. Deney sonunda, masif yapılı, laminalanma ve tabakalanma göstermeyen kayalarda (killi kireçtaşı, tüf, bozuşmuş granit) yuvarlatılmış ve köşeli- pürüzlü yüzeye sahip örneklerin Id2 değerlerinde % 3 ile % 25 arasında farklar oluştuğunu ve bu durumun kaya sınıflamasını etkilediğini görmüşlerdir. Marndan hazırlanan örnekler üzerinde yapılan deneyler sonucunda ise, Id2 değerleri arasındaki farkın %18,42 gibi önemli bir aralıkta (%61,07-%79,49) çıktığını gözlemlemişlerdir.

Bu farklı sonuçların deney örneklerinin şekil ve pürüzlülüğünden değil, kayaç yapısındaki 2-5 mm’lik tabakalanmalar sonucu oluşan dokusal anizotropiden kaynaklandığını tespit etmişlerdir. Buldukları sonuçlar bu tip tabakalanmalı kayaçlarda örnek yüzey pürüzlülüğünün belirleyici bir özelliğinin olmadığını göstermektedir.

Ankara vd. (2013), kayaç parçalarının şekillerinin deney üzerindeki olumsuz etkisini azaltmak için eşdeğer boyut ve ağırlıkta küreler hazırlanmasına yönelik bir yöntem geliştirmişlerdir. Çalışmalarında küre ve yuvarlak parçalı örnek gruplarının indeks değerlerini birebir karşılaştırmışlar ve küre örnek gruplarının indeks değerlerinin yuvarlak parçalı örnek gruplarının indeks değerlerine göre yüksek çıkma oranını sırasıyla %90,47 ve

%74,19 olarak bulmuşlardır.

Ankara vd. (2015), yapmış oldukları çalışmada Islak Kararlılık İndeksi deneyinde kullanılan örneklerin yüzey profilinden kaynaklanan zorlukları minimize etmek için

“Pasha Method” olarak adlandırdıkları yeni numune hazırlama metodunu kullanmışlardır.

Deneye tabi tutacakları örneklerin bir kısmını, ISRM ve ASTM standartlarına uygun olarak jeolog çekici yardımıyla keskin kenarlarının kırılması ve aşındırma ile hazırlamışlardır.

Diğer örnekleri, geliştirmiş oldukları yeni metoda göre eşdeğer boyutlu küreler şeklinde hazırlamışlardır. Yapmış oldukları Islak Kararlılık İndeksi deneyleri sonucunda, yeni metot

(34)

ile hazırlanmış olan örneklerin diğer örneklere göre daha yüksek duraylılık indeks değerine sahip olduğunu gözlemlemişlerdir.

Deney örnek ağırlığının deney üzerindeki etkisi ile ilgili araştırmalarda;

Rintrawilai (2010), yapmış olduğu çalışmada büyük ölçekli Islak Kararlılık İndeksi deneyi ile standart Islak Kararlılık İndeksi deneyini karşılaştırmıştır. Çalışmada, Tayland’ın doğu ve kuzeydoğusundan toplanan üç çeşit kumtaşını (Khok Kruat (KK), Phu Kradung (PK), Phra Wian (PW)) deneylere tabi tutmuştur. Deneyler için her bir kayaç ve deney koşulu için minimum on adet numune hazırlamıştır. Test ettiği tüm kumtaşlarının suya karşı duyarlı olduğunu fakat Khok Kruat kumtaşının diğer iki kumtaşından daha fazla suya karşı duyarlı olduğunu gözlemlemiştir. Deneyleri büyük ölçekli ve standart ölçekli uygulayarak, kayaç bozulmasını büyük ölçekli deneyde standart ölçekli deneye göre iki kat daha fazla doğrulukla bulmuştur. Ayrıca, küçük kayaç örneklerinin büyük kayaç örneklerine göre daha az kütle kaybına uğradığını görmüştür.

Rintrawilai vd. (2011), Çalışmalarında, büyük ölçekli Islak Kararlılık İndeksi deneyini kullanarak bazı kumtaşlarının aşınma ve bozunma karakteristiklerini araştırmayı amaçlamışlardır. Bunun için çalışmada, Khuk Kruat, Phu Kradung ve Phra Wilhan kumtaşları üzerinde büyük ölçekli Islak Kararlılık İndeksi deneyini uygulamışlardır. Kayaç parçalarını yerleştirmek için 64 cm çapında ve 40 cm uzunluğunda döner silindir üretmişlerdir. Deneyleri; büyük ölçekli testler için 10 çevrim olarak, standart ölçekli testler için 6 çevrim olarak uygulamışlardır.

Walsri vd. (2012), çalışmalarında yukarıdaki araştırmacıların çalışmış olduğu kumtaşları üzerinde çalışmışlardır. Çalışmaları sonucunda, ıslak koşullar altındaki kütle kayıplarının Khok Kruat, Phu Kradung ve Phra Wian kumtaşında sırasıyla; %12, %8 ve

%3 olduğunu belirlemişlerdir. Bu değerlerin, kuru koşullar altında elde edilen değerlerden daha büyük olduğunu görmüşlerdir. Ayrıca, 10 çevrim sonrası Khok Kruat, Phu Kradung ve Phra Wian kumtaşlarının su emme değerlerinin sırasıyla %12, %3 ve %2 olduğunu görmüşlerdir.

Bazı araştırmacılar Islak Kararlılık İndeksi değerinin, granitik kayaçların ayrışma özelliklerinin belirlenmesinde de kullanılabilip kullanılamayacağını araştırmışlardır.