Yanal basınçların ve jeolojik süreksizliklerin keskilerin kesme performansına olan etkilerinin araştırılması /
Yazar: HAKAN TUNÇDEMİR
Danışman: PROF.DR. NUH BİLGİN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü
Derece: Yüksek Lisans, 1996
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Kesme işlemi = Cutting ; Süreksizlik = Discontinuity ; Yanal basınç = Lateral pressure

Özet:
ÖZET "Jeolojik Süreksizlikler ve Yanal Basıncın Keskilerin Kesme Performansı Üzerindeki Etkilerini Araştırmak" adlı bu tez çalışmasında kumtaşı ile benzer bir yapıya sahip olan beton numuneleri üzerinde, Î.T.Ü. Maden Fakültesi Maden Makinaları Laboratuvar'ında tesis edilmiş olan ISRM standartlarına uygun, küçük boyutlu doğrusal Planya Makinası ile yapılan kesme deneyleri sonucunda, sert ve kırılgan betonu kesmek için gerekli olan S. E. (birim hacimdeki kayacı kesmek için gerekli olan enerji, M J/m3) değerleri elde edilmiş ve daha önce aynı koşullarda yapılan kesme deneyleri sonucunda yumuşak yapıdaki alçıtaşından elde edilen S.E. değerleriyle karşılaştırılarak verimlilik analizi yapılmıştır. Deneylerde kullanılan 9 adet beton numunesi hazırlanırken kullanılan Çimento ( Portland Çimentosu) - Kum(+0.062-2mm inşaat kumu) - su belli oranlarda karıştırılarak her deneyde benzer özellikteki numuneler üzerinde çalışılması optimum sonuçlar alınabilmesi açısından önemli olmuştur. İkiyüze yakın kesme deneyinin yapıldığı beton numuneleri üzerinde deneyler sırasında değiştirilen parametreler keskiler arası mesafe (s=0, 5, 10, 15, 20mm, yardımsız), kesme yönüne göre jeolojik süreksizliklerin yönelimi ( dik, 45°, paralel) ve süreksizlikler arası mesafe ( S.A.=3.75, 5, 7.5cm) olmuştur. Sabit parametreler ise keski genişliği (w=12.5mm), kesme derinliği (d=5mm), keski ucu (tungsten karbit, %10 kobalt), kesme açısı (-5°) ve temizleme açısıdır (-5°). Yapılan deneyler sonucunda jeolojik süreksizlikler varken hangi süreksizlik aralığında ve kesme yönüne göre hangi yönelimde iken en verimli kesme işleminin yapıldığı tespit edilmiş, ayrıca masif ve yanal basmç verildiği durumda yapılan kesme işlemi sonucu elde edilen S.E. değerleriyle karşılaştırılarak en verimli kazının hangi fiziksel durumda gerçekleştirildiği belirlenmiştir. XVII

Abstract:
THE STUDY OF THE EFFECT OF GEOLOGICAL DISCONTINUITIES AND HORIZONTAL STRESSES ON CUTTING PERFORMANCE OF DRAG TOOLS SUMMARY It is essential that underground structures is opened fast for comfortable life in civil and mining industry, which have a large potential (140km/year) for tunneling as drifts, raise and shafts, hydroelectric projects, underground storage, highway, underway, sewer and irrigation tunnels. If the choises of mechanization systems in cutting aren't done suitable related to environmental conditions, the work may be delayed considerably. Therefore studies related to the excavation science are considered very important. In the universities and laboratories of first world countries, cutting experiments, excavation machine choice and related projects are the result of an extensive scientific activity. Due to this fact, NATO SfS ( Science for Stability ) Programme supported one of the research projects in İ.T.Ü. Mining Faculty of Turkey. Than a new research center has been started establishing. One of the main objective of this project is to collect data from underground spaces, which are considered to be opened with mechanic excavation methods in Turkey. Basic study covers in-situ cutting machine performance, the cuttability, cuttability experiments, rock classification, mechanical properties of rock in laboratories, rotary and linear cutting tests. The main objective of this report is to study the effect of the horizontal stresses and geological discontinuities on the cutting performance of drag tools. About two hundered cutting experiments were carried out on concrete blocks in order to understand the basic mechanism of rock cutting mechanics in mine mechanization laboratory of mining faculty of İ.T.Ü. These cutting experiments that will be done, must be planned very well in advance. Concrete samples that will be used should be prapared according to specific standarts. Measuring tools are calibrated before experiments did not start. All these works, which should be completed, are important to reach optimum results from experiments. XVIHÖZET "Jeolojik Süreksizlikler ve Yanal Basıncın Keskilerin Kesme Performansı Üzerindeki Etkilerini Araştırmak" adlı bu tez çalışmasında kumtaşı ile benzer bir yapıya sahip olan beton numuneleri üzerinde, Î.T.Ü. Maden Fakültesi Maden Makinaları Laboratuvar'ında tesis edilmiş olan ISRM standartlarına uygun, küçük boyutlu doğrusal Planya Makinası ile yapılan kesme deneyleri sonucunda, sert ve kırılgan betonu kesmek için gerekli olan S. E. (birim hacimdeki kayacı kesmek için gerekli olan enerji, M J/m3) değerleri elde edilmiş ve daha önce aynı koşullarda yapılan kesme deneyleri sonucunda yumuşak yapıdaki alçıtaşından elde edilen S.E. değerleriyle karşılaştırılarak verimlilik analizi yapılmıştır. Deneylerde kullanılan 9 adet beton numunesi hazırlanırken kullanılan Çimento ( Portland Çimentosu) - Kum(+0.062-2mm inşaat kumu) - su belli oranlarda karıştırılarak her deneyde benzer özellikteki numuneler üzerinde çalışılması optimum sonuçlar alınabilmesi açısından önemli olmuştur. İkiyüze yakın kesme deneyinin yapıldığı beton numuneleri üzerinde deneyler sırasında değiştirilen parametreler keskiler arası mesafe (s=0, 5, 10, 15, 20mm, yardımsız), kesme yönüne göre jeolojik süreksizliklerin yönelimi ( dik, 45°, paralel) ve süreksizlikler arası mesafe ( S.A.=3.75, 5, 7.5cm) olmuştur. Sabit parametreler ise keski genişliği (w=12.5mm), kesme derinliği (d=5mm), keski ucu (tungsten karbit, %10 kobalt), kesme açısı (-5°) ve temizleme açısıdır (-5°). Yapılan deneyler sonucunda jeolojik süreksizlikler varken hangi süreksizlik aralığında ve kesme yönüne göre hangi yönelimde iken en verimli kesme işleminin yapıldığı tespit edilmiş, ayrıca masif ve yanal basmç verildiği durumda yapılan kesme işlemi sonucu elde edilen S.E. değerleriyle karşılaştırılarak en verimli kazının hangi fiziksel durumda gerçekleştirildiği belirlenmiştir. XVIITHE STUDY OF THE EFFECT OF GEOLOGICAL DISCONTINUITIES AND HORIZONTAL STRESSES ON CUTTING PERFORMANCE OF DRAG TOOLS SUMMARY It is essential that underground structures is opened fast for comfortable life in civil and mining industry, which have a large potential (140km/year) for tunneling as drifts, raise and shafts, hydroelectric projects, underground storage, highway, underway, sewer and irrigation tunnels. If the choises of mechanization systems in cutting aren't done suitable related to environmental conditions, the work may be delayed considerably. Therefore studies related to the excavation science are considered very important. In the universities and laboratories of first world countries, cutting experiments, excavation machine choice and related projects are the result of an extensive scientific activity. Due to this fact, NATO SfS ( Science for Stability ) Programme supported one of the research projects in İ.T.Ü. Mining Faculty of Turkey. Than a new research center has been started establishing. One of the main objective of this project is to collect data from underground spaces, which are considered to be opened with mechanic excavation methods in Turkey. Basic study covers in-situ cutting machine performance, the cuttability, cuttability experiments, rock classification, mechanical properties of rock in laboratories, rotary and linear cutting tests. The main objective of this report is to study the effect of the horizontal stresses and geological discontinuities on the cutting performance of drag tools. About two hundered cutting experiments were carried out on concrete blocks in order to understand the basic mechanism of rock cutting mechanics in mine mechanization laboratory of mining faculty of İ.T.Ü. These cutting experiments that will be done, must be planned very well in advance. Concrete samples that will be used should be prapared according to specific standarts. Measuring tools are calibrated before experiments did not start. All these works, which should be completed, are important to reach optimum results from experiments. XVIHÖZET "Jeolojik Süreksizlikler ve Yanal Basıncın Keskilerin Kesme Performansı Üzerindeki Etkilerini Araştırmak" adlı bu tez çalışmasında kumtaşı ile benzer bir yapıya sahip olan beton numuneleri üzerinde, Î.T.Ü. Maden Fakültesi Maden Makinaları Laboratuvar'ında tesis edilmiş olan ISRM standartlarına uygun, küçük boyutlu doğrusal Planya Makinası ile yapılan kesme deneyleri sonucunda, sert ve kırılgan betonu kesmek için gerekli olan S. E. (birim hacimdeki kayacı kesmek için gerekli olan enerji, M J/m3) değerleri elde edilmiş ve daha önce aynı koşullarda yapılan kesme deneyleri sonucunda yumuşak yapıdaki alçıtaşından elde edilen S.E. değerleriyle karşılaştırılarak verimlilik analizi yapılmıştır. Deneylerde kullanılan 9 adet beton numunesi hazırlanırken kullanılan Çimento ( Portland Çimentosu) - Kum(+0.062-2mm inşaat kumu) - su belli oranlarda karıştırılarak her deneyde benzer özellikteki numuneler üzerinde çalışılması optimum sonuçlar alınabilmesi açısından önemli olmuştur. İkiyüze yakın kesme deneyinin yapıldığı beton numuneleri üzerinde deneyler sırasında değiştirilen parametreler keskiler arası mesafe (s=0, 5, 10, 15, 20mm, yardımsız), kesme yönüne göre jeolojik süreksizliklerin yönelimi ( dik, 45°, paralel) ve süreksizlikler arası mesafe ( S.A.=3.75, 5, 7.5cm) olmuştur. Sabit parametreler ise keski genişliği (w=12.5mm), kesme derinliği (d=5mm), keski ucu (tungsten karbit, %10 kobalt), kesme açısı (-5°) ve temizleme açısıdır (-5°). Yapılan deneyler sonucunda jeolojik süreksizlikler varken hangi süreksizlik aralığında ve kesme yönüne göre hangi yönelimde iken en verimli kesme işleminin yapıldığı tespit edilmiş, ayrıca masif ve yanal basmç verildiği durumda yapılan kesme işlemi sonucu elde edilen S.E. değerleriyle karşılaştırılarak en verimli kazının hangi fiziksel durumda gerçekleştirildiği belirlenmiştir. XVIITHE STUDY OF THE EFFECT OF GEOLOGICAL DISCONTINUITIES AND HORIZONTAL STRESSES ON CUTTING PERFORMANCE OF DRAG TOOLS SUMMARY It is essential that underground structures is opened fast for comfortable life in civil and mining industry, which have a large potential (140km/year) for tunneling as drifts, raise and shafts, hydroelectric projects, underground storage, highway, underway, sewer and irrigation tunnels. If the choises of mechanization systems in cutting aren't done suitable related to environmental conditions, the work may be delayed considerably. Therefore studies related to the excavation science are considered very important. In the universities and laboratories of first world countries, cutting experiments, excavation machine choice and related projects are the result of an extensive scientific activity. Due to this fact, NATO SfS ( Science for Stability ) Programme supported one of the research projects in İ.T.Ü. Mining Faculty of Turkey. Than a new research center has been started establishing. One of the main objective of this project is to collect data from underground spaces, which are considered to be opened with mechanic excavation methods in Turkey. Basic study covers in-situ cutting machine performance, the cuttability, cuttability experiments, rock classification, mechanical properties of rock in laboratories, rotary and linear cutting tests. The main objective of this report is to study the effect of the horizontal stresses and geological discontinuities on the cutting performance of drag tools. About two hundered cutting experiments were carried out on concrete blocks in order to understand the basic mechanism of rock cutting mechanics in mine mechanization laboratory of mining faculty of İ.T.Ü. These cutting experiments that will be done, must be planned very well in advance. Concrete samples that will be used should be prapared according to specific standarts. Measuring tools are calibrated before experiments did not start. All these works, which should be completed, are important to reach optimum results from experiments. XVIH