Kömür damarı çevre kayaçlarının mekanik özellikleri ile şişme davranışı arasındaki ilişkilerin incelenmesi

Bu çalışma, TKİ-GLİ-Ömerler yeraltı maden ocağında hazırlık çalışmalarının yürütüldüğü A1, A2 ve A6 uzunayak panosunda gerçekleştirilmiştir. Kalın kömür damarı tabanında, tavanında ve ara kesmelerinde konumlanan zayıf ve tabakalı kil ve kiltaşı birimlerine ait dayanım parametrelerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Yerinde, büyük ölçekli kazı arınlarında Schmidt sertlik belirleme (SH) ve nokta yükleme dayanımı (NYD) indeks deneyleri yapılmıştır. Bu amaç doğrultusunda, 13 adet kazı arınında SH deneyleri, 25 adet bölgede NYD indeks deneyleri gerçekleştirilmiştir. Toplam 142.75 m2 olan deney bölgeleri, kendi içlerinde her biri 0.15-0.25 m2 olacak şekilde 398 birim ölçüm hücresine bölünmüştür. Birim hücrelerin orta noktasında en az üç kez tekrarlanmak kaydı ile SH deneyleri (876 adet), aynı birim hücrelerden alınan üç adet düzensiz örnek üzerinde NYD indeks deneyleri (1194 adet) yapılmıştır. Ayrıca laboratuvara getirilen bloklardan yoğunluk (26 adet), suda dağılma (12 adet), tek eksenli basma dayanımı (72 adet), dolaylı (Brazilian) çekme dayanımı (7 adet), tek eksenli deformabilite deneyleri (38 adet) gerçekleştirilmiştir. Sahada karşılaşılan kil malzemesinin tanımlanmasına yardımcı olması için XRD analizleri yapılmıştır. Kil malzemesi, belirlenen mekanik davranışları yardımıyla üç ayrı sınıfa bölünmüştür. Özellikle suda dağılma dayanımı sonuçlarına göre bu sınıflama, çok zayıf kayadan sağlam kayaya doğru K-1, K-2, K-3 (K:Kil, Kiltaşı) şeklinde olmuştur. Mekanik özellikleri belirlenen kil malzemesinin ayrıca şişme davranışı belirlenmiştir. K-1 sınıfına giren kil malzemesi için şişme davranışı ortalama 7.8 mm, K-2 sınıfında yer alan kil malzemesi için şişme davranışı 1.59 mm olurken K-3 sınıfı için herhangi bir şişmenin olmadığı görülmüştür. Bu çalışmada belirlenen tüm mekanik davranışlar ile şişme davranışı arasındaki istatistiksel ilişkiler araştırılmıştır. Gerçekleştirilen istatistik analizler neticesinde yoğunluk, suda dağılma dayanımı, nokta yükleme dayanım indeksi, Schmidt sertlik, tek eksenli basma dayanımı ile şişme davranışı arasında güçlü ilişkilerin olduğu belirlenmiştir. Ayrıca suda dağılma dayanımı-nokta yükleme dayanım indeksi, suda dağılma dayanımı-tek eksenli basma dayanımı, nokta yükleme dayanım indeksi-tek eksenli basma dayanımı arasında güçlü istatistiksel ilişkilerin olduğu tespit edilmiştir. Bu tez çalışmasından elde edilen kaya mekaniği deneylerinde suda dağılma ve nokta yükleme indeks dayanımı deney sonuçları ile şişme deney sonuçları yardımıyla bir bütünleyici yaklaşım (abak) geliştirilmiştir.