Bir konu acmak istiyorum cunku son projemde tasarimci ile uzun bir tartismaya girdim, neticeyi forumla paylasmak istedim.

Tasarimci dedi ki: "Sizin lab triaxial sigma_ci 65 MPa veriyor, ama saha kaya kutlesi olarak gercek dayanim 20-25 MPa, lab degerleri kullanilmaz". Ben de "lab degeri intact rock'in dayanimi, GSI ile rock mass'e oluctekledi, 25 MPa civari cikar" dedim. Tartismayi cozmek icin Hoek-Brown kullandik ama bu olcek-asagi indirme islemi tam olarak ne kadar guvenilir? Lab numunesi 54 mm cap, saha kaya kutlesi metrelerce. Boyut etkisi nasil hesaplaniyor?

Daha pratik soru: bazi sahalarda dilatometre veya plate load test (PLT) ile saha-icinde dogrudan kaya kutle dayanim olculur. Bu ile triaxial sigma_ci'nin GSI ile asagi olceklendigi degeri karsilastirma yapilmali mi?

Boyut etkisi (size effect) kaya mekaniginde derin bir konu. Hoek-Brown 2002'de "scale" parametresinin sigma_ci uzerinde etkisi formul olarak yer aliyor:

sigma_ci(d) = sigma_ci(50mm) * (50/d)^0.18

Burada d numune capi mm cinsinden. Yani 54 mm yerine 540 mm cap (saha) numune olsa, sigma_ci yaklasik %35 dusuk cikardi. Saha kaya kutlesi metrelerce ise bu formul artik dogrusal degildir, ekstrapolasyon yapilmaz.

Hoek-Brown 2018 revizyonu (Hoek-Brown failure criterion: a 2018 update) brittle/ductile gecisi acisindan yeni bakis getirdi, ama scale formul ayni kaldi.

Egemen'in formulu intact rock scale icin, evet. Rock mass (kaya kutlesi) olarak ele alinca bu formul yetmez, GSI uzerinden mb ve s ile zaten kutle olceklemesi yapiliyor. Suat'in tasarimcisinin 65 MPa'dan 20-25 MPa'a inisi su sekilde:

GSI ~ 50 (orta), D = 0 (kazi yok varsayim), mi (intact, triaxial fit) diyelim 18, sigma_ci = 65 MPa.

mb = 18 * exp((50-100)/28) = 18 * exp(-1.786) = 18 * 0.168 = 3.02

s = exp((50-100)/9) = exp(-5.556) = 0.0039

a = 0.5 + (1/6)(exp(-50/15) - exp(-20/3)) = 0.5 + (1/6)(0.0357 - 0.00126) = 0.506

Kaya kutle dayanimi sigma_cm = sigma_ci * s^a = 65 * 0.0039^0.506 = 65 * 0.0598 = 3.9 MPa.

Aslinda daha dusuk cikiyor, 4 MPa civari. Tasarimcinin "20-25 MPa" rakami muhtemelen sigma_cm degil, tunel cevresinde "operasyonel" bir dayanim. Karistirma var burada.

IksaKurucu yazdi:

Tasarimcinin "20-25 MPa" rakami muhtemelen sigma_cm degil

IksaKurucu, formul detaylari icin tesekkurler. Tasarimcinin 20-25 MPa'sini kontrol ettim, "sigma1 at sigma3 = 5 MPa for rock mass" dedi. Yani triaxial-zarf uzerinde bir nokta, kaya kutlesi icin. Bu durumda HB formuluyle hesaplayinca makul: sigma1 = sigma3 + sigma_ci*(mb*sigma3/sigma_ci + s)^a = 5 + 65*(3.02*5/65 + 0.0039)^0.506 = 5 + 65*(0.236)^0.506 = 5 + 65*0.483 = 5 + 31.4 = 36.4 MPa. Hmm, 36 cikar, 20-25 degil. Yine fark var.

Belki tasarimcinin GSI tahmini benimkinden dusuk, 35-40 araliginda. O zaman daha dusuk cikar.

Suat'in dedigi nokta cok onemli: GSI kestirimi 5-10 puan farkla sigma_cm'yi yari yariya degistirir. Tasarimci ile saha jeologu birlikte saha gozlemi yapip GSI'yi tek noktada belirlemeli, sonra hesap o degerden gider. Iki kisinin ayri GSI ile hesap yapmasi tartisma uretir, sonuc gelmez.

Pratik tavsiye: GSI degerini saha gozleminden 3 farkli kisi (lab muhendis, saha jeolog, tasarimci) ayri ayri tahmin etsin, ortalama ve std hesaplansin, ortalama+/-std araligi senaryolarda gosterilsin. Hoek (1994) "GSI consensus" prosedurunde boyle yapilmasini onerir.

Antalya tarafinda kirectasi sahalarinda biz dilatometre yapmaya basladik son 2 yildir. Lab triaxial ile dilatometre arasi karsilastirma yaptik, saha modulu E_dilato = 0.4-0.6 * E_intact (lab triaxial) cikiyor genelde. Bu 0.4-0.6 katsayisi GSI ile uyumlu, GSI 50-60 araliginda olmasi bekleniyor (Hoek-Diederichs 2006 ile uyumlu).

Yani saha olcum varsa lab triaxial scale-down dogrulanmis oluyor, hep guvenli. Saha olcum yoksa lab+GSI kestirim, bu da Suat'in durumu sanirim.

Bir akademik ekleme: Hoek-Brown size effect formulu Pratt et al. (1972) coal pillar deneylerinden cikma, original veri seti komurun davranisi uzerinde. Uygulanmasi sert kayalarda (granit, bazalt) %15 hata bile yapabilir. Bu yuzden formul "ortalama" bir behavior, kesin degil.

Daha modern yaklasim: Carter et al. (2008) "Rock mass strength based on field measurements" makalesinde direkt saha olcum veri ile triaxial verinin karsilastirmali bir veritabani olusturulmus, scale faktoru kaya tipine gore tablolanmis. Granit icin 0.25-0.35, kirectasi icin 0.4-0.6, sist icin 0.15-0.25 araliginda saha/intact sigma_ci orani.

Suat'in projesi hangi kaya?

konya_arge_begum yazdi:

Suat'in projesi hangi kaya?

Kirectasi-dolomit alternasyonu. Begum'un Carter (2008) tablosuna gore 0.4-0.6 oran beklenir, 65 MPa intact ise 26-39 MPa saha kutlesi. Tasarimcinin 20-25 MPa'i alt sinirin altinda, yani biraz muhafazakar. Egemen-IksaKurucu hesabiyla 36 MPa, Begum tablosuyla 26-39 MPa, makul bir mutabakat.

Tasarimciyla bu karsilastirmayi gosterip GSI tahminini gozden gecirmesini isteyecegim. Muhtemelen 40 yerine 45-48 GSI'a cikar, 28-32 MPa civari kaya kutle dayanimi cikar, ortada bulusuruz.

Karot lab'da farkli, sahada farkli — ben yillar gorduyum, sahada karotum 54 mm, kaya kutlesi metrelerce, ayni adam degil. Lab bir nicelik, saha baskasi.

Suat hocam, tasarimci 20 derken sen 36, ortada bulusup 28 yapmak Turk muhendisliginin ozetidir. Pazarlik degil, mutabakat diyoruz ama temelde pazarlik bu.

Sarkayasinegi'nin esprili dokunsa da haksiz degil. Pratik muhendislikte "true value" yoktur, "best estimate with uncertainty bounds" vardir. Suat'in durumu klasik: lab + saha mutabakat noktasi karakteristik deger olarak alinir, +/- std olarak alt-ust senaryolar yapilir, tasarim her ikisini de dogrulayacak.

Eurocode 7 dilinde "characteristic value" cautious estimate, agirlikli ortalama mean - 0.5*std civari. Suat'in mutabakat 28-32 MPa ise karakteristik 26 MPa, alt sinir 22 MPa, ust sinir 32 MPa raporlanabilir.

Suat ozet: lab triaxial sigma_ci 65 MPa intact, GSI 45-50 ortalama, D=0 varsayim, Hoek-Brown formulleri ile sigma_cm 4 MPa civari (failure-onset), sigma1 at sigma3=5 MPa orasi 30-36 MPa rock mass. Carter (2008) tablosuyla 26-39 MPa (kirectasi). Tasarimcinin 20-25'i muhafazakar, sen 36, mutabakat 28-32 MPa makul.

Rapora "kaya kutle dayanimi 28-32 MPa karakteristik araligi, 22 MPa alt sinir senaryosu" diye yaz, tasarimci ikisini de hesaplar. Bu tartismayi forumda kayit altina alalim, bence iyi bir referans olur.

IksaKurucu, Begum, Egemen, Yilmaz, Bahadir, Ezgi, Murat, sarkayasinegi — herkese tesekkur. Yarin tasarimciyla tekrar oturacagim, bu hesaplamalari sunup mutabakat noktasi bulacagim. Sonucu burada paylasacagim.

Iyi tartismaydi. Saha vs lab konusu kaya mekaniginin ozudur, hep canli. Sonucu beklerim Suat.