İstanbul Batı Yakasındaki Karbonifer Yaşlı Kayaçların Dayanım Özellikleri ve Yenilme Süreçleri

Abstract

Yüzeyde ve yeraltında gerçekleştirilen pek çok mühendislik çalışmasında, sedimenter

kayaçların mekanik özelliklerinin çok yakın mesafelerde dahi değişimler gösterdiği

bilinmektedir. Kayaçların çökelme süreçlerindeki pek çok etken kayaç bileşenlerini ve

dokularını etkilemekte, dolayısıyla bu kayaçların mekanik özellikleri değişim göstermektedir.

Bu çalışmada, İstanbul batı yakasından seçilen sedimenter kayaçların mekanik özelliklerindeki

değişimler, mineralojik, petrografik ve mikrofabrik özellikleri açısından ayrıntılı olarak

araştırılmıştır. Bu araştırmada, mühendislik projeleri ön çalışmalarında elde edilen mineralojik

ve petrografik verilerin, uygulama aşamasında değerlendirilecek dayanım parametrelerine

etkilerinin ortaya konması amaçlanmıştır. Araştırmaya kayaçların tek eksenli sıkışma

dayanımları (UCS) ve kırıklanma başlangıcı (CI) seviyelerinin tayin edilmesiyle başlanmış,

ayrıca deformabilite özellikleri de (Young modulü, Poisson oranı) belirlenmiştir. Mineralojik

bileşemin tespit edilebilmesi için X-ışını kırınımı (XRD) analizleri gerçekleştirilmiştir. İnce

kesit çalışmaları sırasında mikro- ve makro çatlakların yönelimleri ve dağılımları analiz

edilmiş, ayrıca kayacı oluşturan minerallerin boyutları ve alansal dağılımları belirlenmiştir.

Mekanik deney sonuçları, mineralojik ve petrografik veriler değerlendirildiğinde tek eksenli

sıkışma dayanımının ve kırıklanma başlangıcı değerlerinin kayacı oluşturan mineraller

içerisindeki diğer mineral tanelerine göre nispeten daha büyük taneler tarafından etkilendiği,

kırıkların iri taneler ile onları çevreleyen hamur arasında geliştiği ve heterojen yapının

artmasıyla UCS ve CI değerlerinin azalma gösterdiği sonucuna varılmıştır. Bu sonuçlara göre,

yeraltı yapılarında kazı yöntemleri ve destek sistemlerinin belirlenmesinde, ön çalışmalarda

elde edilen tek eksenli sıkışma dayanımlarının yanı sıra kırıklanma başlangıcı değerlerinin

mutlaka göz önününde bulundurulması gerekmektedir. Bunun yanı sıra, Young modulü ve

Poisson oranı değerlerinin 500 μm’den küçü minerallerin oluşurduğ ince taneli hamurun

alansal ve oransal dağıııile değşiğ belirlenmişir. Bu durum, yeraltıkazıarıdaki

deformasyonları bu tip kayalardaki hamur malzemesi tarafıdan kontrol edildiğni ortaya

koymaktadı.