Geniş disk aşınma deneyinin kaya karot örnekleri üzerinde uygulanabilirliğinin araştırılması
Investigation of the applicability of the wide wheel abrasion test on rock core samples
Yazar: TUFAN KOLGİTTİ
Danışman: DOÇ. DR. SEFER BERAN ÇELİK
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Aşınma = Wear ; Aşınma deneyleri = Wear tests ; Karotlar = Cores

Özet:
Geniş Disk Aşınma Deneyi (GDA), doğaltaş olarak kullanılan kayaçların
aşınma dirençlerinin belirlenmesi için önerilmiş ve prizmatik örnekler üzerinde
gerçekleştirilen pratik ve ekonomik bir deney yöntemidir. Tez kapsamında, GDA
deney cihazı üzerinde ek bir karot tutucu aparat kullanılarak karot örneklerin
aşınma değerlerinin belirlenebilmesi araştırılmıştır. GDA cihazının karot örnekler
üzerinde kullanılabilmesi yoluyla aşınma değerlerinin pratik olarak elde
edilebilmesi mümkün olabilecek ve çeşitli mühendislik projelerinde yeni bir aşınma
parametresi olarak kullanılabilecektir. Seçilen 9 kayaç türünden yaklaşık 27, 40, 48,
58 ve 68 mm çaplarında karot örnekler hazırlanmıştır. Örneklerin kuru ve doygun
birim hacim ağırlık (gk, gd), görünür gözeneklilik (ng), ağırlıkça su emme (As),
boyuna dalga hızı (VP), Leeb sertlikleri (HLD) ardından karot aşınma (IA) ve tek
eksenli sıkışma dayanımı değerleri (UCS) belirlenmiştir. Aynı tür ancak farklı çaplı
örnekler üzerinde farklı IA değerleri elde edilmektedir. Bu durumun
değerlendirmelerde karışıklıklara neden olmaması için 50 mm çaplı örnekler
üzerinde aşınma deneyinin gerçekleştirilmesi önerilmiş ve bu değer karot aşınma
indeksi olarak tanımlanmıştır (IA-50). Tüm örnekler üzerinde elde edilen IA değerleri
örnek grupları için önerilen düzeltme katsayıları ile çarpılarak IA-50 değerleri elde
edilmiştir. Ayrıca yöntemin numune yetersizliği gibi durumlarda yarım karot
örnekler üzerinde uygulanabilirliği araştırılmış ve IA deneyinin yarım karotlar
üzerinde de gerçekleştirilebildiği (DA) ortaya konmuştur. IA-50 değerleri ile diğer
malzeme özellikleri arasında elde edilen korelasyon denklemlerini kullanılarak, IA-
50 değerinden kaya malzeme özelliklerinin tahmini veya IA-50 değerinden UCS gibi
önemli bir tasarım parametresinin tahmininin mümkün olduğu ortaya konmuştur.
IA-50 parametresinin kaya malzeme aşınmasının önemli olduğu mühendislik
projelerinin tasarımlarında alternatif bir aşınma parametresi olarak
kullanılabileceği öngörülmüştür.

Abstract:
The Wide Wheel Abrasion Test (GDA) is a practical and economical test
method that has been proposed to determine the abrasion resistance of rocks used
as natural stones and is carried out on prismatic samples. Within the scope of this
thesis, it was investigated that the abrasion values of the core samples could be
determined by using an additional core holder apparatus on the GDA test device. By
using the GDA device on core samples, it will be possible to obtain practical abrasion
value and can be used as a new abrasion parameter in various engineering projects.
Core samples of approximately 27, 40, 48, 58 and 68 mm in diameters were
prepared from selected 9 rock types. After determining the dry and saturated unit
weights (gk, gd), apparent porosity (ng), water absorption by weight (As),
longitudinal wave velocity (VP) and Leeb hardness (HLD) of the samples, core
abrasion tests were carried out on all samples (IA) finally uniaxial compressive
strength tests (UCS) were carried out on all samples. Different IA values are
obtained on samples of the same rock types but with different diameters. In order
to overcome some misinterpretations, it was suggested to perform the abrasion test
on 50 mm diameter samples within the scope of this thesis and this value was
defined as the core abrasion index (IA-50). IA-50 values were obtained by multiplying
the IA values with the correction factors which were obtained in this study for each
sample group. In addition, the applicability of the method on half-core samples was
investigated in cases such as sample insufficiency, and it was revealed that the IA
test can also be performed on half-cores (DA). By using the correlation equations
obtained between IA-50 values and other material properties, it has been revealed
that it is possible to estimate rock material properties from IA-50 value or to estimate
an important design parameter such as UCS from IA-50 value. It is believed that the
IA-50 parameter can be used as an alternative abrasion parameter in the design of
engineering projects where rock material abrasion is an important aspect.