Adana baseni tersiyer birimlerinden seçilmiş kumtaşlarının yönlere bağlı dayanım ve deformasyon özelliklerinin araştırılması

TEZ6505Tez (Yüksek Lisans) -- Çukurova Üniversitesi, Adana, 2007.Kaynakça (s.105-114) var.xiii, 115 s. : res. ; 29 cm.Rock anisotropy, may be defined as variation of the physical and mechanical behavior of the rocks with respect to the direction of the fabric such as foliation, stratification or jointing. In this study, the variation of anisotropic strength, static and dynamic properties of 7 laminated sandstone blocks, selected from the Cingöz formation of Tertiary sequence of the Adana Basin were investigated. According to the mineralogical and petrographic assessments, selected sandstones were classified as lithic sandstones representing very fine(block 4), fine (1,2,3 and 4) and medium (6-7) grained sandstones. 310 core samples were prepared with respect to the various lamination surfaces as 0, 30, 45, 60, and 90 degrees. Density, porosity and water absorption ratios were determined from the physical properties. Strength anisotropy characteristics were determined from unconfined compressive and indirect tensile tests. Static and dynamic deformation anisotropy chara teristics were determined from elasticity modulus and sonic wave velocity tests, respectively. According to the uniaxial strength test results, the strength anisotropy ratio (Rc: ?cmax/?cmin) values were found between 1.27-2.07 referring to low and medium degree anisotropy. Simple regression relations among the uniaxial compressive strength, static and dynamic elasticity modulus, s and p-wave velocities were obtained depicting high coefficients of correlations varying between 0.83 and 0.98 Besides, the variation of uniaxial compressive strength regarding to the orientation angle and density were assessed based on simple and multiple non-linear regression models where coefficient of correlations were found 0.96 and 0.93, respectively.Kayalarda anizotropi, kayacın sahip olduğu yönlü fabrik, mikroyapı ve mevcut süreksizliklerin etkisiyle dayanım ve deformasyon özelliklerinin yönlere göre değişiklik göstermesidir. Bu çalışmada Adana Baseni, Tersiyer istifine ait Cingöz formasyonundan seçilmiş 7 adet laminalı kumtaşı bloğu üzerinde dayanım ile statik ve dinamik deformasyon özelliklerinin yönlere bağlı olarak değişimi araştırılmıştır. Mineralojik ve petrografik değerlendirmeler sonucu seçilen numunelerin litik kumtaşı ve tane boyu sınıflamasına göre blokların çok ince (4), ince (1,2,3 ve 5) ve orta taneli (6-7) kumtaşı olduğu saptanmıştır. Kumtaşı bloklarından, laminalanma düzlemleri dikkate alınarak 0, 30, 45, 60 ve 90 derecelik yönelim açılarına sahip 310 adet karot numunesi alınmıştır. Fiziksel özelliklerden yoğunluk, porozite ve ağırlıkça su emme oranları belirlenmiştir. Statik ve dinamik özelliklerin belirlenmesi amacıyla, tek eksenli sıkışma dayanımı (?c), dolaylı çekme dayanımı (?t), statik deformasyon modülü (Est) ve P (Vp) ile S (Vs) dalga hızlarına göre dinamik deformasyon modülü (Edin) parametrelerinin yönelim açısına (?) göre değişimleri incelenmiştir. Tek eksenli sıkışma dayanımı deneylerine göre kumtaşlarının dayanım anizotropisi oranlarının (Rc: ?cmax/?cmin) 1,27 - 2,07 arasında değiştiği ve zayıf-orta anizotropi derecelerine sahip olduğu belirlenmiştir. Deneylerlerden elde edilen ?c, Est, Vp, Vs, ve Edin parametreleri arasında basit regresyon ilişkileri sonucu 0.83 ile 0.98 arasında değişen yüksek korelasyon katsayıları elde edilmiştir. Ayrıca, tek eksenli sıkışma dayanımının yönelim açısı (?) ve yoğunluk (?) ile değişiminin dikkate alınarak kestirilmesine yönelik basit ve çoklu doğrusal olmayan regresyon modelleri ile değerlendirilmesi sonucu sırasıyla 0.96 ve 0.93 korelasyon katsayılarına sahip regresyon modelleri elde edilmiştir.Bu çalışma Ç.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No:MMF2007YL

Investigation of the anisotropic strength behavior of some selected sandstones and their prediction using multivariate polynomial regression analyses

Neojen ya l Adana Baseni’nde denizalt yelpaze çökellerinden seçilmi be adet laminal kumta blo$u üzerinde dayan m anizotropisi özelliklerinin incelenmesi amac yla, tek eksenli s k ma dayan m (TSD) deneyleri gerçekle tirilmi tir. Mineralojik ve petrografik de$erlendirmeler sonucu kumta lar feldispatik literanit s n f nda olup, ince- orta tanelidir. Yönlü karot numuneleri, laminalanma düzlemlerine göre 0°, 30°, 45°, 60°, ve 90°’lik yönelim aç lar nda haz rlanm t r. Her blok için, herbir yönelim aç s ndan, en az üç adet olmak üzere, toplam 84 silindirik numune haz rlanm t r. Fiziksel özelliklerden porozite de$erleri$ rl k de$erleri ise 23.72-25.41 kN/m3 aras nda bulunmu tur. TSD deneylerinde en yüksek de$erler, 17 ile 37 MPa aras nda de$i en de$erlerde 90°’lik yönelim aç lar nda, en dü ük de$erler ise 30°’de elde edilmi tir. TSD deneylerine göre kumta lar n n dayan m anizotropisi oranlar n n (Rc = 90/ 30), 1.29 ile 1.74 aras nda de$i en U-tipi dayan m anizotropisi davran gösterdi$i ve dü ük anizotropi derecelerine sahip olduklar belirlenmi tir. Anizotropik TSD dayan m davran lar n n ba$ ms z de$i kenlerden yönelim aç s – birim hacim a$ rl k ve yönelim aç s – porozite veri çiftlerine ba$l olarak kestirilmesi amac yla çoklu polinomal regresyon analizleri gerçekle tirilmi tir. Herbir regresyon modelinin performans belirlik katsay s (R2) ve ortalama karekök hata (RMSE) de$erlerine göre de$erlendirilmiştir. Herbir regresyon modelinde, TSD ile yönelim açısı arasında Utipi davranış koruyan, yüksek performans de$erleri elde edilmi olup, en küçük TSD dayan m deneysel verilerde oldu$u gibi 30°’lik yönelim aç lar nda elde edilmi tir.Uniaxial compressive strength (UCS) tests were carried out to investigate the anisotropic strength behavior of five laminated sandstones blocks, selected from submarine fan deposits in the Neogene Adana Basin. According to the mineralogical and petrographic properties, all the sandstones have been classified as feldspathic litharenite ranging from fine to medium grained sizes. The oriented core specimens were prepared at orientation angles of 0°, 30°, 45°, 60°, and 90° with respect to the planes of lamination. At least three specimens were taken from each orientation angles of each block, and 84 cylindrical specimens were evaluated. From the physical properties, the porosity values were found between 2.4% and 8.9 %, while the unit weight values ranges from 23.72 to 25.41 kN/m3 . The maximum UCS values were obtained at an orientation angle of 90° ranging between 17 and 37 MPa, whereas the minimum UCS values were observed at 30°. U-type strength anisotropy with strength anisotropy ratios (Rc = 90/ 30) varying between 1.29 to 1.74 were found, referring to a low degree of anisotropy. An attempt has been made to estimate the anisotropic UCS behavior as a function of orientation angle - unit weight and, orientation angle - porosity pairs as independent variables by multivariate polynomial regression analysis. The prediction performance of the each regression model was evaluated by the coefficient of multiple determination (R2 ) and the root mean square error (RMSE). In each regression model, high prediction performances were obtained preserving the U-shape pattern between UCS and orientation angle, and minimum values were observed at an orientation angle of 30° following the same trends as that of the experimental values

Predicting the strength anisotropy in uniaxial compression of some laminated sandstones using multivariate regression analysis

In this study, uniaxial compressive strength (UCS) tests were carried out to investigate the anisotropic strength behavior of laminated sandstones selected from submarine fan deposits in the Neogene Adana Basin of Southern Turkey. The core specimens were prepared at orientation angles (b) of 0 , 30 , 45 , 60 , and 90 with respect to the planes of lamination. U-type strength anisotropy with strength anisotropy ratios (Rc = r90/rmin) varying between 1.29 and 1.74 were found, referring to a low degree of anisotropy. An attempt has been made to estimate the anisotropic UCS behavior taking into account orientation angles, unit weight (c) and porosity (n) as independent variables by multivariate regression analysis. The second orders of each independent variable as well as the third order of the orientation angle values were also considered in regression analyses to take into consideration their nonlinear relationships on UCS. The prediction performance of the best fit regression model was evaluated by the standard error of estimate (SEE), the coefficient of multiple determination (R2), and the adjusted coefficient of multiple determination (R2 a), which were obtained as 2.27, 0.927, and 0.923, respectively, indicating high prediction capacity