Macka tunel projesinin guzergah disinda kalan ama ek istinat duvari icin etudunu yaptigimiz bir kesimde kayrak sisti (slate) cikti. UCS deney sonuclari beklenenden cok dusuk geldi, sebebini paylasalim.

15 numune, hepsi NQ karottan kesilmis, L/D 2.6-2.8, end flatness 0.02 mm icinde, yukleme hizi 0.7 MPa/s. Sonuclar: 18, 22, 47, 19, 24, 51, 21, 28, 45, 23, 19, 49, 22, 26, 44 MPa. Ortalama 30.5 MPa, std sapma 12.8 MPa, CV %42. Bu CV degeri cok yuksek, kayrak sisti icin Hoek-Brown intact rock degeri olarak savunulamaz.

Numuneleri tekrar inceledigimde gozledim: yuksek cikan dort numune (44-51 MPa) yuklemenin sistozite duzlemine dik (perpendicular) yapildigi numuneler, dusuk cikan onbir numune sistozite duzlemine paralel veya 30-60 derece acili numuneler. Anizotropi etkisi net.

Soru: bu durumda UCS'yi nasil raporlayayim? Dort numune ile 11 numune ayri istatistik mi, yoksa Donath (1964) tipi anizotropi fonksiyonu uydurmak mi gerek? Tasarimci ekip "ortalama deger ver" diyor, ben buna karsi geliyorum.

Harun hoca, kayrak sistinde ortalama UCS verirsen tasarima yanlis girer. Anizotropik kayalar (sist, kayrak, fillit, gnays) icin Donath 1964 ve Ramamurthy 1993 framework'leri standart yaklasim — UCS yonu ile sistozite arasindaki acinin (beta) fonksiyonu olarak veriyorsun. Beta=0 (yukleme sistoziteye paralel) ve beta=90 (yukleme sistoziteye dik) farkli UCS verir, arada minimum genelde beta=30 civarinda.

Senin verinde beta=90 numuneleri (yukleme dik, sistozite duzlemleri yatay) 44-51 MPa veriyor, dogru. Beta=0 ve beta=30-60 numuneleri 18-28 MPa, cok dusuk. Bu klasik U-sekilli anizotropi egrisi. Rapora "anizotropik kaya, UCS_max (beta=90) = 47.3 MPa, UCS_min (beta=30) = 19.8 MPa, anizotropi orani Rc = UCS_max/UCS_min = 2.4" diye ver. Tek deger yazma.

Mehmet abi'nin yaklasimi standart, Ramamurthy (1993) "Strength and modulus responses of anisotropic rocks" makalesinde anizotropi orani Rc tanimini sinifladi:

- Rc < 1.1: izotropik

- Rc 1.1-2.0: zayif anizotropik

- Rc 2.0-4.0: orta anizotropik

- Rc 4.0-6.0: yuksek anizotropik

- Rc > 6.0: cok yuksek anizotropik

Senin Rc=2.4 orta anizotropik, kayrak sisti icin tipik. Tasarim icin sigma_ci karakterizasyonu yapilirken tunel/duvar yonelim ile sistozite duzlem yonelimi arasindaki gercek beta acisi hesaplanmali, ona gore UCS girilmeli. Tek "ortalama" tasarimci kafasini kariştirir.

konya_arge_begum yazdi:

tunel/duvar yonelim ile sistozite duzlem yonelimi arasindaki gercek beta acisi hesaplanmali

Begum, istinat duvari guzergahi sistozite duzlemine yaklasik dik kesiyor (saha haritasinda olctugumuz dip 65 derece, duvar ekseni dip yonune normal). Yani gercek beta tasarimda yaklasik 60-70 derece. Bu beta'da UCS minimumun bir miktar uzerinde olur, 25-30 MPa civari bekleyebilirim.

Ramamurthy formuluyle hesaplayacagim, rapora beta-bagli UCS egrisi koyacagim.

Bir not: Donath 1964 orijinal makale Martinsburg slate uzerinde yapilmis, sistozite duzlemine paralel yuklemede UCS minimum genelde beta=15-30 araliginda gozlenmis. Senin numunelerinde beta=30-60 dusuk cikiyor, bu Donath bulgusuyla uyumlu, kayrak sistinin tipik davranisi.

Rapor formati onerisi: ana tabloda "UCS_perp = X MPa (n=4)", "UCS_par = Y MPa (n=N)", "UCS_inclined = Z MPa (n=M)" diye uc satir, altina Ramamurthy fit egrisi ve Rc orani. Tasarim girdi tablosu icin beta=fonksiyon sutununu acikca yaz.

Karst tarafi degil ama metamorfik kayalarda anizotropi kacinilmaz. Ek bir gozlem: kayrak sistinde slaking de problem oluyor zaman zaman, ozellikle alterasyon olmus zonlarda. Karot saklama suresine dikkat ettin mi? 15 numune ayni gun mu testlendi yoksa aralikli mi?

Bahadir, karotu aldiktan sonra polietilen sargiyla kapadik, 4 gun icinde tum testler bitti. Slaking riski minimum. Kayrak alterasyon yok gozle, taze siyah-koyu gri renkli, klivaj yuzeyleri parlak. Saha gozlem temiz.

CV %42 ortalama icin saglikli olmasa da, anizotropik kaya icin total veri seti uzerinde CV hesaplamak zaten anlamsiz. Beta gruplarinin her biri icin ayri CV hesapla — beta=90 grubunda 4 numune (44, 45, 49, 51) CV %6.7, beta dusuk grubunda CV biraz yuksek olabilir ama mineraloji homojense %10-15 mertebesinde olur.

Iste asil mesele: anizotropik veri tek dagilim degil, iki/uc dagilimin birlesimi. Ortalama ve std anlamsiz, gruplara ayrilmali.

Ramamurthy modelinin formulu pratik: sigma_c(beta) = sigma_c90 - (sigma_c90 - sigma_cmin) * cos^2(2*(beta - beta_min)). Burada beta_min minimumun gozlendigi aci, kayrak sistinde tipik 30 derece. Senin verini bu formule fit edersen sigma_c90 ve sigma_cmin parametrelerini cikarirsin, betaya gore tahmin egrisi olur.

Excel'de solver ile non-linear fit cikar, R^2 0.85-0.95 araliginda olur saglikli kayrak sisti icin.

ank_ezgi yazdi:

Excel'de solver ile non-linear fit cikar

Ezgi, ogrenciyle birlikte fit yapiyoruz. Ilk denemede sigma_c90 = 47.3 MPa, sigma_cmin = 19.5 MPa, beta_min = 32 derece, R^2 = 0.89 cikti. Ramamurthy formulasyonu temiz oturuyor, veri kendi icinde tutarli demek.

Sondaj tarafindan ek: kayrak sistinden NQ ile saglam karot almak zor, klivaj duzlemi karot eksenine yakinsa kirilir. Senin 15 numune icinde sadece 4 numunenin sistoziteye dik gelmesi karot yonelim sansiyla degil, sondaj acisiyla iliskili. Vertical sondaj + yatay sistozite ise tum numuneler beta=90 olur, ama sondaj egikse karisir.

Saha sondaj yonelim ile sistozite yonelimini rapora ekle, gelecekte revize edilirken faydali olur.

Kayrak sistini sevmem, deneyde anizotropik, evde de sismeci yapar bahceye kapakliysa. Sahibinin ev sahibinden daha az ilgili oldugu yapi malzemesi kategorisi.

Istinat duvari icin kritik soru: temel taban kotunda kayrak sisti hangi yonelimde geliyor? Eger duvar tabani sistozite duzlemine kayma yonunde temas ediyorsa, intact UCS'den ziyade duzlemsel kayma stabilitesi onemli. UCS sadece dusey yuk tasiyici parametre, kayma icin eklem (klivaj) yuzeyinde kayma dayanimi (cohesion ve friction angle) gerekir. Direct shear deneyi planlandi mi?

Suat abi, direct shear klivaj yuzeyleri uzerinde 6 numune planli, gelecek hafta yapacagiz. Kayrak sistinde duvar guvenligi icin sigma_ci+m_i+GSI yaninda klivaj yuzeyi kayma parametreleri kritik, tamamen aynisini dusunuyorum.

Ek akademik referans: Saroglou & Tsiambaos (2008) "A modified Hoek-Brown failure criterion for anisotropic intact rock" Int. J. Rock Mech., anizotropik kayalar icin Hoek-Brown framework'unu modifiye etmis. m_i parametresinin de beta'ya bagli oldugunu gostermis, m_i(beta) fonksiyonu var. Tezde veya rapor methodolojisinde referans alabilirsin.

Ozet plan:

1) Veri uc gruba ayrilacak (beta=90, beta=30-60, beta=0-30), her grup ayri istatistik (ortalama, std, CV)

2) Ramamurthy formuluyle non-linear fit (sigma_c90 = 47.3, sigma_cmin = 19.5, beta_min = 32, R^2 = 0.89)

3) Saroglou & Tsiambaos 2008 referansiyla anizotropik Hoek-Brown framework

4) Direct shear klivaj yuzeyleri (gelecek hafta)

5) Saha sondaj yonelim + sistozite yonelim rapor ekinde

6) Tasarim girdisi olarak duvar ekseni-sistozite acisina gore beta-bagimli UCS

Cok tesekkurler herkese, anizotropi raporu standartlasmis bir metodoloji ile cikacak.