Bir ay icinde Ankara cevre yolunda iki ayri kazi sevi raporu yazdim, ikisinde de RocData fit'inden cikan ayni soruyla ugrastim. Aklimi forumla paylasayim, belki tartisma ufkumu acar.

Sondaj ekibi karotlari getirdi, ben sigma3 setlerini planliyorum: 1, 3, 5, 8 MPa diye. Lab sahibi telefon etti, "abi sigma3=0'i (yani UCS'i) zarfa katsak nasil olur, ucuz olur, hem zarfin sol ucu net oturur" dedi. Ben hep "UCS'i ayri olc, triaxial zarfi sigma3>0 ile fit et, UCS'i anchor olarak kullanma" diye ezberlemisim, ama duruyorum ne kadar saglam temele dayanir bu kural?

ASTM D7012'nin yeni revizyonunda Method A (UCS) ve Method B/C (triaxial) ayri tarif edilmis, "kombine fit" diye bir bolum yok. Ama Hoek 1980 kitabinda zarfi cizdirirken UCS'i kullaniyor, yine 2002 paper'inda da. Turkiye'de pratikte cogu firma UCS'i triaxial veriyle birlikte fit'e atiyor. Hangimiz dogru, hangimiz tembel? Sigma3=0 noktasinin teorik olarak zarfta yeri var mi yok mu?

Suat abi, klasik tartisma. Cevap kismen ikisi de dogru ama detayda bir incelik var.

Hoek-Brown denklemi sigma1 = sigma3 + sigma_ci * (mb*sigma3/sigma_ci + s)^a — sigma3=0 oldugunda sigma1 = sigma_ci * s^a. Yani UCS, intact rock icin (s=1, a=0.5) tam olarak sigma_ci'ye esit, denklem fiziksel olarak UCS'yi zarfin sol ucuna anchor ediyor. Bu yuzden teorik olarak UCS hem ayri bir veri hem de zarfin ucuncu nokta sayilmali.

Ama pratik problem: UCS deneyi (sigma3=0) ile triaxial deneyi (sigma3>0) arasinda numune dispersiyonu farkli davranir. UCS'te numune yenilirken end-cap kontrol kotu — eksenel catlak baskin, sonuc daginik. Triaxial'de hucre basinci catlak yayilmasini bastirir, sonuc daha tutarli. Bu yuzden UCS verisinin standart sapmasi triaxial verisinden 2-3 kat fazla olur tipik. Tek noktayi (UCS = sigma_ci) zarfa anchor edersen daginik bir noktayi disiplinli noktalarla esit aglikta fit ediyorsun, regresyon bozulur.

IksaKurucu yazdi:

tek noktayi (UCS = sigma_ci) zarfa anchor edersen daginik bir noktayi disiplinli noktalarla esit aglikta fit ediyorsun

Iksa'nin nokta tam yerinde. Modern yaklasim Marquardt-Levenberg non-linear fit + nokta agirligi (variance weighting). Her noktanin ters varyansi ile carpilir, daha tutarli noktalar zarfi daha cok belirler. UCS varyansi yuksekse otomatik olarak az agirlik alir, fit bozulmaz. RocData 5'te bu var, "weighted regression" sec.

Suat abi pratikte UCS'i fit'e dahil ediyorum ama variance weighting acik. Bes-alti UCS + dort-bes triaxial nokta ile fit etmek standart sapma analizini saglamlastiriyor. UCS'i fit'ten cikartirsan zarf solda free floating olur, sigma3<1 MPa bolgesinde ekstrapolasyon hatasi buyur.

Akademik bir ek: Hoek-Brown 2002 paper'inin EK 2'sinde tensile cutoff (sigma_t = -s*sigma_ci/mb) tarif ediliyor — zarf gercekte sigma3 = sigma_t noktasinda kesilir, dort dortluk fit icin bu ucu da yakalamak isabet. Yani ideal veri seti: 1 dogrudan tension testi (Brazilian disk veya direct tension) + 4-5 UCS + 4-5 triaxial. Sigma3 ekseninin tum aralidigini kapsayan zarf en saglam.

Suat abi sahanda direct tension yapmiyorsan Brazilian disk kolay, lab cogu yerde yapar. Sigma_t verisini de fit'e koyarsan sigma3<1 MPa bolgesi ekstrapolasyon degil, interpolasyon olur. Sev stabilitesinde kritik bolge orasi cunku.

17 yildir bu konuyu defalarca tartistik, en sonunda sahaya oturan kural su: UCS ve triaxial ayri raporlanir, fit ayri tutulur, ANCAK Hoek-Brown zarfi cizdirilirken UCS noktasi grafik uzerinde gosterilir, fit cizgisi onun yanindan gecip gecmedigi gozle kontrol edilir. Eger zarf UCS'in 2 sigma uzaginda ise zarf ya numune secimi ya cihaz kalibrasyonu sorunu var demektir, yeni veri istenir.

Yani UCS "fit'e zorla anchor edilen" deger degil, "fit'in dogrulugunu test eden" bagimsiz nokta. Bu mantik raporda da savunulabilir, mahkemede de.

Suat abi, sondaj tarafindan bakayim. UCS ile triaxial numuneler ayni karottan kestiriliyorsa numune kalitesi karsilastirilabilir, ama farkli karotlardan kestirilirse zaten asagi yukari farkli kayalardan kesilmis demek. Lab buna dikkat etmiyor cogu zaman, kim eline ne aldi onu kesiyor. Bizim Murat 99'da Adapazari sondajinda ogrenmistik bunu, ayni metreden cikan parcalari numuneye birlikte verirsen daha az savul saparsin.

Karot yalan soylemez ama numuneyi kim hangi karottan kesti yalanin merkezi orada.

KarotCu_Murat yazdi:

ayni metreden cikan parcalari numuneye birlikte verirsen daha az savul saparsin

Murat abi, hakli. Lab listesini revize ediyorum, ayni metre araligindan 1 UCS + 1 triaxial pair haline getirip 4-5 cift halinde gondercem. Hem UCS hem triaxial anchor olarak ayni numune ailesinden gelmis olur. Kim hangi karottan kesti sorusu kayboluyor.

Ekonomik tarafa deginelim, lab sahibinin "ucuz olur" dedigi konu: UCS deneyi 600-800 TL, triaxial 2500-3500 TL/numune. UCS'i fit'e katmak 4-5 katsayi ucuzlatma demek degil, sadece zarfin sol ucunu UCS ile temel atmak. Lab sahibi bu noktayi yanlis pazarliyor — gercek ucuzlama "UCS yap, triaxial yapma" demek olur ki bu yanlis. UCS + triaxial paralel uzun vadede tasarima kalite katar.

Tasarimcinin emniyet katsayisi UCS-only fit'te %25 ek konulur tipik (belirsizlik nedeniyle). Para hesaplaninca UCS-only "ucuz" gozukmesine ragmen, projenin total maliyetinde ek beton/celik destek gerektirir, kar kapanir.

Sigma3=0 dedin mi aklima zamanin sifir noktasi geliyor, romantik. Triaxial test denedikce sahabe oluyor adam sanki, sigma3=8 MPa filan, kahraman.

Bir bilimsel detay: Hoek-Brown'un sigma3=0 noktasi sigma_ci'ye esitlenir ama "true uniaxial" noktasi degildir aslinda. Numune yan yuzeyleri serbest oldugu icin (atmosferik basinc ~ 0.1 MPa) lateral konfinman tam sifir degil. Bu mikro-confinement Casagrande-Pierce et al. (2018) makalesinde tartisilmisti, 0.1 MPa'lik atmosferik etkinin sigma_ci'yi %0.5-1 etkiledigini gosterdiler. Pratikte ihmal edilir ama bilimsel olarak "sigma3=0" isareti aslinda "sigma3=0.1 MPa" demektir.

Begum guzel detay. Sahanin pratigi acisindan bir not daha: ISRM 1983 SM'de UCS deneyinde "platen friction" yuzunden numune yenilme bicimi conical olur, gercek dayanim altinda. End-cap surfactant veya Teflon disk koyularak friction azaltilir, "true UCS" elde edilir. Cogu lab bu adimi atlayip ham UCS rapor eder. Triaxial'da bu sorun yok cunku hucre basinci end-cap stress concentrasyonunu dengelir. Bu da UCS'in triaxial fit'ten sapmasinin teknik sebeplerinden.

ank_ezgi yazdi:

platen friction yuzunden numune yenilme bicimi conical olur

Ezgi, lab'a sorduğum zaman "Teflon disk kullanir misiniz" sorusunun cevabini hicbirisi tam vermedi. Galiba cogu lab bu adimi standart kabul ediyor degil. Bu sefer rapor ekinde "platen condition" sorgulamasi koyacam, lab cevabini eklemeleri zorunlu olsun.

TBM tarafindan kucuk bir not: Avrasya Tuneli'nde Karaburun kalkeri icin yapilan zarflarda UCS variance %25, triaxial variance %12 idi — Iksa'nin dedigi 2-3 kat orani tam dogrulanmis. Tasarimci o donem UCS'i fit'ten dislamis, sadece grafik uzerinde isaretli birakmisti. Sonuca bakinca dogru karardi.

Ozet ciktigim: UCS ayri olcum, triaxial ayri olcum, fit Marquardt-Levenberg variance-weighted, UCS noktasi grafikte gozle kontrol icin gosteriliyor, Brazilian disk ile sigma_t da aliniyor, ayni metre araligindan UCS+triaxial cift kesim. Lab'a Teflon platen sorusu eklenecek. Bu rapor cercevesi gunesli geldi simdi.

Iksa, Ezgi, Mehmet abi, herkes — sagolun. Sahada cevre yolu sevini saglam ayakta tutuyoruz boyle.

Suat abi, son bir oneri: rapora "UCS ve triaxial fit'in karsilikli tutarlilik kontrolu" diye bir bolum koy. Hoek'in 2007 "Practical Rock Engineering" kitabinda bu tip bagimsiz dogrulama notlari oneriliyor. Bes-on satir yazi tasarimci icin altin degerinde.

Iyi sonuc Suat. Ankara cevre yolu kazi sevi calismasi bittiginde paylas, biz de bizim 17 yilda gormus oldugumuzla kıyaslayalim. Bekliyoruz.