Kayaç ve betonlarda çatlak ilerlemesi ve tokluk ilişkisi

Bu tez çalışmasında kayaçlarda tokluk ve çatlak ilerleme ilişkisini incelemek amacıyla temel olarak masif yapıya sahip Meram Andeziti, Ankara Andeziti, Afyon Gri mermeri, Evliyatekke Tüfü, Sille Andeziti, Karaman Traverteni ve alçı tozu karışımından elde edilen laboratuvar ölçekli numuneler kullanılmıştır. Laboratuvar deneyleriyle çentikli standart yarım disk şeklindeki Mod-1 kırılma tokluğu deney numuneleri (SCB) ve bina kolon benzeri (kare-prizma), numuneler üzerinde, düşey yükleme şartları altında çatlak oluşum ve yayılımı izlenmiştir. Deneyler sırasında çatlak oluşumunun ve ilerlemesinin analizi için, dijital görüntü korelasyonu (DIC) ve gri seviye eş oluşum matrisi (GLCM) görüntü işleme sistemine uygun deney görüntü verileri oluşturularak deney sonrasında görüntülerin sunduğu çatlak oluşum anı ve ilerleme yönleri değerlendirilmeye alınmıştır. Numuneler üzerinde standart kaya mekaniği deneyleri olan tek eksenli basınç dayanımı, endirekt çekme dayanımı, su içeriği, yoğunluk, gözeneklilik belirleme, schmidt sertlik belirleme ve nokta yükleme dayanımı deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca numunelerin kırılganlıklarını belirlemek amacıyla kırılganlık deneyleri yapılmıştır. Yarım disk çentikli numuneler kullanılarak Mod-1 kırılma tokluğu değerleri belirlenmiştir. Tokluk ve çatlak ilerleme özelliklerini incelemek amacıyla alçı tozu karışımından elde edilen, kare kesitli prizmatik numuneler hazırlanmış, bu numunelerin masif ve üzerinde sonradan açılan dairesel deliklerle birlikte düşey yükleme şartlarında verdikleri deformasyonlar izlemeye alınmış, bunlar üzerinde çatlak oluşum ve ilerleme davranışları gözlemlenmiştir. İnşaat mühendisliği alanında, yapıların dayanıklılığı düşüncesi kapsamında betonarme bina kolonları için benzer yük taşıma deneyleri laboratuvar ölçeğinde araştırılmıştır. Bu deneyimlerle, bu çalışmada yapılan tokluk deney sonuçlarının karşılaştırmalı değerlendirmesi yapılmıştır. Çatlak ilerlemesini gözlemlemek amacıyla plaka şeklinde, çentikli ve çentiksiz numuneler düşey yükleme şartları altında çatlak ilerleme davranışları açısından incelenmiştir. Görüntü işleme yöntemleriyle numuneler üzerinde oluşan deplasmanlar çatlak ilerleme davranışlarını analiz etmek amacıyla yüksek hızlı ve çoklu fotoğraf çeken ekipmanlarla kaydedilmiştir. Bu kayıtların dijital görüntü korelasyonu (DIC) ve gri seviye eş oluşum matrisi (GLCM) yöntemleri kullanılarak incelenmesi çatlak tokluğu ve çatlakların ilerleme davranışları konusunda bilgi vermiştir. Kolon benzeri numuneler, masif olarak ve orta noktalarında açılan yatay karot benzeri silindirik deliklerle birlikte dayanım testine tabi tutulmuş, ilgili numunelerin tokluk değerleriyle bu numuneler üzerinde oluşan çatlaklar ve bunların mikro seviyedeki ilerlemeleri DIC ve GLCM yöntemleriyle değerlendirilmiştir.