Dergiler / Yerbilimleri / 2023 / Cilt: 44 Sayı: 2

Kayalarda mikro çatlaklanma sürecine bağlı deformasyon evriminin sayısal analizi

Sayfa
123–141
Yayın Tarihi
2023-08-24
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Laboratuvar deneylerinin simülasyonlarında, sıkışma gerilmesi altındaki model örneklerinde mikro çatlaklanmanın başladığı (σci) ve ilerleyerek biriktiği (σcd) kritik eşik gerilme seviyeleri tespit edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Gerilmeye maruz kalan bir kayanın yenilme ve deformasyon karakteri mikro ölçekteki çatlaklanma sürecine bağlıdır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu sürecin nasıl evrildiğinin anlaşılması konusunda farklı laboratuvar ve analitik yöntemler kullanılmaktadır.
💡
Sonuç & Katkı:Laboratuvar deneylerinin simülasyonlarında, sıkışma gerilmesi altındaki model örneklerinde mikro çatlaklanmanın başladığı (σci) ve ilerleyerek biriktiği (σcd) kritik eşik gerilme seviyeleri tespit edilmiştir.
🔬Tür:Laboratuvar & Saha Deneyi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Kaya deformasyonu · kritik gerilme eşik değeri · ayrık elemanlar yöntemi (DEM)

Özet

Gerilmeye maruz kalan bir kayanın yenilme ve deformasyon karakteri mikro ölçekteki çatlaklanma sürecine bağlıdır. Bu sürecin nasıl evrildiğinin anlaşılması konusunda farklı laboratuvar ve analitik yöntemler kullanılmaktadır. Bu çalışmada söz konusu yöntemlere bir alternatif olarak mikro çatlaklanma sürecinin sayısal modelleme tekniği ile tespit edilebilirliği araştırılmıştır. İgnimbirit, mermer ve diyabaz olmak üzere üç farklı kaya türü üzerinde yapılan laboratuvar deneylerinden elde edilen makro mekanik parametreler, ayrık elemanlar yöntemine (DEM) dayalı sayısal kaya modellerinin kalibrasyonunda kullanılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde model tahminleri ile laboratuvar verilerinin uyumlu olduğu belirlenmiş ve bu durum sayısal çatlaklanma analizlerinin kaya ortamını temsil edecek şekilde yürütülebileceğini göstermiştir. Laboratuvar deneylerinin simülasyonlarında, sıkışma gerilmesi altındaki model örneklerinde mikro çatlaklanmanın başladığı (σci) ve ilerleyerek biriktiği (σcd) kritik eşik gerilme seviyeleri tespit edilmiştir. Bu gerilme seviyeleri sırasıyla ignimbirit için σci = 25 MPa ve σcd = 37 MPa; mermer için σci = 21 MPa ve σcd = 30 MPa ve diyabaz için σci = 38 MPa ve σcd = 55 MPa olarak belirlenmiştir. Tüm kaya modellerinde mikro çatlaklanma çekme mekanizması tarafından kontrol edilirken her üç kaya türü de kırılgan bir davranış sergilemektedir. Elde edilen tüm veriler, kayalardaki mikro çatlaklanma sürecinin araştırılmasında DEM tabanlı sayısal modelleme tekniğinin diğer yöntemlere alternatif olarak güvenli bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

GÖĞÜŞ, Ş. Ö. D., AVŞAR, E., DEVELİ, K., ÇALIK, A. (2023). Kayalarda mikro çatlaklanma sürecine bağlı deformasyon evriminin sayısal analizi. Yerbilimleri, Cilt: 44 Sayı: 2, 123–141. https://ajindex.com/articles/959070

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (8)

  1. ASTM, 2000. Annual Book of ASTM Standards-Soil and Rock, Building Stones, Section-4, Construction vol. 04.08. ASTM Publications, Philadelphia. Baud, P., Klein, E., and Wong, T., 2004. Compaction localization in porous sandstones: spatial evolution of damage and acoustic emission activity. Journal Structural Geology, 26:603–624.
  2. Besuelle, P., Desrues, J., and Raynau, S., 2000. Experimental Characterisation of the Localisation Phenomenon Inside a Vosges Sandstone in a Triaxial Cell. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 37 (8): 1223-1237.
  3. Bieniawski, Z.T., 1967. Mechanism of brittle fracture of rock. Part I: Theory of fracture process. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 4: 395-430.
  4. Brace, W.F., 1964. Brittle fracture of rocks. State of Stress in the Earth's Crust, edited by W.R. Judd. American Elsevier Publishing Company, New York, 111–180. Briševac, Z., Kujundžić, T., Čajić, S., 2015. Current cognition of rock tensile strength testing by Brazilian test. Mining-Geology- Petroleum Engineering Bulletin, https://doi.org/10.17794/rgn.2015.2.2.
  5. Cheng, H., Yang, X., Zhang, Z., Li, W., and Ning, Z., 2021. Damage evaluation and precursor of sandstone under the uniaxial compression: Insights from the strain-field heterogeneity. Plos One, 16(12): e0262054.https://doi.org/10.1371/journal.p one.0262054 PMID: 34965268 Desrues, J., and Andò, E., 2015. Strain localisation in granular media. Comptes Rendus. Physique, Académie des sciences, Paris, 16 (1): 26-36.
  6. Diederichs, M.S., 2007. The 2003 CGS Geocolloquium Address: Damage and spalling prediction criteria for deep tunnelling. Canadian Geotechnical Journal, 44, 9: 1082-1116. Dinç Göğüş Ö., 2021. Mikro Parametrelerin Makro Mekanik Kaya Davranışı Üzerindeki Etkisi: Ayrık Elemanlar Yöntemiyle Model Kalibrasyonu. Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 45: 67-82. Dinç Göğüş Ö., and Avşar, E., 2022. Stress levels of precursory strain localization subsequent to the crack damage threshold in brittle rock. Plos One, 17(11): e0276214. https://doi.org/10.1371/journal.pone.02762 14. Dinç, Ö., and Scholtès, L., 2018. Discrete Analysis of Damage and Shear Banding in Argillaceous Rocks. Rock Mechanics and Rock Engineering, 51:1521–1538.
  7. Dyskin, A., and Germanovich, L.N., 1993. A model of crack growth in microcracked rock. International Journal of Rock Mechanic Sciences and Geomechanics Abstracts, 30(7): 813-820.
  8. Eberhardt, E., Stead, D., Stimpson, B., and Read, R.S., 1998. Identifying crack initi