Tek eksenli basınç dayanımını kullanarak kaya malzemesinin elastisite modülünün tahmini

Prediction of intact rock's elasticity modulus based on uniaxial compressive strength

Özet

Elastisite modülü (Ei) tünel ve madencilik kazıları ile kaya şev stabilitesi analizi gibi pek çok mühendislik projesinin tasarımında kullanılan önemli bir parametredir. Elastisite modülünün doğrudan belirlenebilmesi güç olup, deney için yüksek kalitede karotlar gerekmektedir. Bu nedenle elastisite modülünün tayini için dolaylı yollara da başvurulmaktadır. Literatürde değişik istatistiksel yöntemleri kullanarak elastisite modülünün kestirimini amaçlayan bu yöntemlerin en önemli eksikliği az sayıda veriye dayanmalarıdır. Bu çalışmada, İstanbul’daki metro kazıları kapsamında yapılan sondajlardan alınan karotlardan elde edilen 441 adet veri kullanılarak değişik litolojilerdeki kayaçların tek eksenli basınç dayanımları (UCS) ile elastisite modülü arasındaki ilişki araştırılmıştır. Sonuçta, tek eksenli basınç dayanımı ile elastisite modülü arasında kuvvetli bir ilişki olduğu ve bu ilişkiye dayanılarak elastisite modülünün yaklaşık olarak tahmin edilebileceği görülmüştür.

Abstract

The modulus of elasticity (Ei) is an important parameter which is used in the planning of several engineering projects such as tunneling, mining excavations and slope stability analysis. However, it is usually difficult to determine the modulus of elasticity directly and high-quality cores are necessary for the experimental studies. For this reason, indirect methods have been recommended for estimating the modulus of elasticity. The most significant deficiency of these methods aiming at estimate for the modulus of elasticity by using different statistical techniques is that some of them are based on insufficient data. In this study, the relationship between the uniaxial compressive strength (UCS) and the elasticity modulus of rocks in different lithologies was investigated by using 441 data obtained from the Istanbul metro excavations. As a result, a satisfactory relationship between the modulus of elasticity and the compressive strength was found and the modulus of elasticity could be estimated by using the proposed predictor equations.