Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi

Ozturk, Hasan

Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi

Yürütücü

Hasan ÖZTÜRK (Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

2 0

Proje Grubu: MAG Sayfa Sayısı: 159 Proje No: 115M581 Proje Bitiş Tarihi: 01.09.2018 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 21-03-2020

Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi

Öz:

Püskürtme Ince Kaplamalar (PIK?ler), maden kazılarının tahkimatı için kaya yüzeyine püskürtme olarak uygulanan, hızlı kür alan, göreceli olarak ince (2-5 mm) kaplamalardır. Yüzeye püskürtülerek uygulanan püskürtme beton ve polimer kaplamalar gibi tahkimatların çok düsük kaya yerdegistirmelerinde bile tahkimat direnci gösterme özellikleri vardır. Kaya yerdegistirmesinin çok fazla oldugu durumlarda, daha esnek olan PIK?ler püskürtme betona oranla daha üstün tahkimat özelligi göstermektedir. Bu çalısmada PIK?lerin oda sıcaklıgındaki sünme özellikleri laboratuvar ortamında belirlenmistir.Sonrasında sünme davranıslarını matematik-mekanik modele oturtulmus ve sayısal olarak açıklık tahkimatı modellenmesinde zamana baglı mekanik özelliklerinin degisimi incelenmistir. Iki farklı PIK?in degisik sabit gerilmelerde gerinim-zaman (vizko elastik sünme) davranısları her kür süresi ve sabit gerilim degeri için en fazla 2 ay sürecek sekilde deneylerle tespit edilmistir. Sonrasında elde edilen deney sonuçları degerlendirilerek PIK?lerin kama bloklarını tasıma özelliklerine iliskin pratik grafikler olusturulmustur. Buna ek olarak deney sonuçları viskolastik ve viskoplastik matematik modellere oturtulduktan sonra, bulunan temel (constitutive) gerilim-gerinim iliskileri ABAQUS adlı sonlu elemanlar sayısal modelleme programına yeni bir altrutinle tanıtılmıstır. Olusturulan altrutinlerin dogrulaması yapıldıktan sonra PIK?lerin yeraltı açıklıklarındaki global stabilite durumuna olan etkisi zamana baglı olarak incelenmistir. Bu inceleme 4 farklı sıkısma davranısına sahip dairesel kesitlerde yapılmıstır. Bütün bu çalısmalar sonucunda, literatürde ilk kez PIK`lerin sünme davranısları incelenmis, PIK?lerin sünme davranıslarına karsı son derece duyarlı oldukları ortaya çıkarılmıstır. PIKlerin önemli tahkimat mekanizmalarından olan blok tasıma özelliginde blok agırlıgını genis kaplama alanlarına dagıttıgı için etkin olarak kullanılabilecek zaman dilimleri ortaya çıkarılmıstır. Ayrıca olusturulan altrutinler ile gelecekte PIK?lerin sünme davranıslarına iliskin farklı çalısmalar yapılabilecegi vurgulanmıstır. Gerçeklestirilen farklı sıkısma davranıslarına sahip dairesel kesit analizleri sonunda farklı PIK uygulama kalınlıklarına sahip PIK?lerin global stabiliteye etkisinin son derece düsük oldugu sonucuna varılmıstır.

Anahtar Kelime: zamana baglı davranıs. tahkimat viskoelastik sünme Püskürtme Ince Kaplama

Konular: Malzeme Bilimleri, Kaplamalar ve Filmler Jeoloji

Erişim Türü: Erişime Açık

Archibald, J. F., Lausch P. 1999. “Thin spray-on linings for rock failure stabitization”. Proc. 37th US Rock Mechanics Symp., Vail. Rock Mechanics for Industry, Balkema, Rotterdam, 617-624.
1- Creep behaviour investigation of a thin spray-on liner (Makale - Indeksli Makale),
Archibald, J. F. Espley S.J. St. Lausch P. 1997. “Field and laboratory response of mineguard spray-on polyurethane liners”. Proc. Int. Symp. on Rock Support, Lillehammer, pp. 475-490.
2- TENSILE/CREEP TEST SPECIMEN PREPARATION PRACTICES OF SURFACE SUPPORT LINERS (Bildiri - Uluslararası Bildiri - Sözlü Sunum),
3- CREEP BEHAVIOUR OF A POLYMER-BASED UNDERGROUND SUPPORT LINER (Bildiri - Uluslararası Bildiri - Sözlü Sunum),
Archibald, J. F., ve Degagne D.O. 2000. “Recent Canadian advances in the application of sprayon polymeric linings”, Mining Health and Safety Conference, Sudbury, Ontario.
4- Isothermal Creep Behaviour Investigation ofThin Spray-on Liners (Bildiri - Uluslararası Bildiri - Sözlü Sunum),
Archibald, J. F., ve Dirige PA. 2006. “Thin spray-on lining applications for rockburst, blast and fire damage mitigation”. Proceedings of the 41st U.S. Rock Mechanics Symposium.
5- TIME-DEPENDENT MATERIAL BEHAVIOUR OF AGED SURFACE SUPPORT LINER (Bildiri - Uluslararası Bildiri - Sözlü Sunum),
ASTM Standard D-2990. 2010. “Standard test methods for tensile, compressive, and flexural creep and creep-rupture of plastics”. ASTM International, West Conshohocken, PA, USA. DOI: 10.1520/D2990-09.
ASTM Standard D-638-1., 2010. "Standard test method for tensile properties of plastics-1," ASTM International, West Conshohocken, PA, USA DOI: 10.1520/D0638-10
Dirige, A., Archibald J. 2009. “Numerical modeling simulations of spray-on liners support potential in highly stressed and rockburst prone rock conditions”. Proceedings of the 3rd CANUS Rock Mechanics Symposium, Toronto.
EFNARC, 2008. “Specification and guidelines on thin spray-on liners for mining and tunneling”. http://www.efnarc.org/pdf/ENC%20250TSL%20v7.2%2025-07-08_r1.pdf. ENC 250TSL v7.2 25- 07-08. Son erişim tarihi: 15 Ekim 2018.
Esterhuizen, A. P., Bosman, J. D. 2009. “Practical experience with the use of thin sprayed liners at two rivers platinum mine”, 43rd U.S. Rock Mechanics Symposium and 4th U.S.-Canada Rock MechanicsSymposium, Asheville
Findley, W. N., Lai. J. S., Onaran K.1989. Creep and Relaxation of Nonlinear Viscoelastic Materials. New York: Dover Publications.
Guner, D. (2014). Experimental and numerical analysis of effect of curing time on mechanical properties of thin spray-on liners (yüksek lisans tezi, ODTÜ).
Guner, D., Ozturk H. 2016. "Experimental and numerical analysis of the effects of curing time on tensile mechanical properties of thin spray-on liners." Rock Mechanics and Rock Engineering 49.8. 3205-3222.
Guner, D., Ozturk H. 2018. “Creep behaviour investigation of a thin spray-on liner”. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 108, 58-66.
Hannon, A., 2009 “Thin Sprayed Liners (TSLs) and a safe working place”. The Southern African Institute of Mining and Metallurgy Hard Rock Safe Safety Conference,Sun City. pp. 99-114 Harding, W. 2008 “Numerical modelling of thin spray-on liners using FLAC”.Research Project, University of New South Wales, Australia
Hoek, E., Marinos P.2000. "Predicting tunnel squeezing problems in weak heterogeneous rock masses." Tunnels and tunnelling international 32.11: 45-51.
Jensen, P., 2013. “Managing the engineering, health & safety aspects of thin spray- on liner application”. (Yüksek lisans tezi, Luleå University of Technology.Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering).
Komurlu, E., Demir D. A. 2017. “A Numerical modelling study on performance of thin spray-on (TSL) liners, 25th International Congress and Exhibition of Tukey (IMCET 2017).
Krishnaswamy, P., Tuttle, M. E., Emery, A. F., Ahmad J. 1992. “Finite element modeling of the time‐dependent behavior of nonlinear ductile polymers”. Polymer Engineering & Science, 32(16), 1086-1096.
Kuijpers, J. S., Sellers, E. J., Toper, A. Z., Rangasamy, T., Ward, T., Van Rensburg, A. J., Yilmaz, H., Stacey T. R.2004. “Required technical specifications and standard testing methodology for thin sprayed linings”. SIMRAC Final raporu. Research agency: CSIR Division of Mining Technology.
Project No: SIM 020206, Report No-0404; 2004 http://www.mhsc. org.za/sites/default/files/ SIM%20020206%20Fin%20Report.pdf. Son erişim tarihi: 16 Ekim 2018.
Lacerda, L., Rispin M. 2002. “Current ground support membrane applications in north american underground mines”. 2nd Int. seminar on Surface Support Liners: Thin Sprayed Liners, Shotcrete, Mesh. Crowne Plaza Sandton, RSA.
Lee, C., Chang, S. H., Lee, K., Kim D. 2015. “Numerical study on contact behavior of TSL (Thin Spray-on Liner)”. Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, 17(6), 665- 674.
Lee, C., Kim, D., Chang, S. H., Choi, S. W., Park, B., Lee D. 2018. “Numerical approach to assessing the contact characteristics of a polymer-based waterproof membrane”. Tunnelling and Underground Space Technology, 79, 242-249.
Liu, H. 2007. Material modelling for structural analysis of Polyethylene (Yüksek lisans tezi, University of Waterloo).
Lockett, F. J. 1972. Nonlinear viscoelastic solids. Academic Press.
Lukey, C. S., Baafi, E., Porter, I., Nemcik J. 2008. “Polymer-based alternative to steel mesh for coal mine strata reinforcement”. 13th Australian Tunnelling Conference Melbourne, PP. 327-330.
Malan, D. F., Napier J. A. L. 2008. Numerıcal modelling of tunnel liner and fracture ınteraction. 6th. International Symposium on Ground Support in Mining and Civil Engineering Construction, SA.
Mirzamani, B., Tavassoli, M., Oraee K. 2011. ”Designing shotcrete as primary support in tunnels”. Proc. 30th International Conference on Ground Control in Mining, pp. 320-325.
Nater, P., Mena-Cabrera A. 2010. "Thin sprayed liners–an approach with numerical models." Rock Mechanics in Civil and Environmental Engineering. 445.
O’Donnell, J. D. P., Tannant D. D. 1998. “Field pull tests to measure insitu capacity of shotcrete”. Canadian Institute of Mining and Metallurgy Annual General Meeting, Montreal; 1998.
Ozturk, H., Tannant D. D. 2007. “factors affecting adhesive strength of different thin spray-on liners”. Canadian Mining and Metallurgical Bulletin, 100(1100):1-7.
Ozturk, H. 2012. “Work of adhesion of thin spray-on liners” Rock Mechanics and Rock Engineering. 1095-1102.
Ozturk, H. 2011. “Püskürtülen ince kaplamaların elastik malzeme özellikleri”. Madencilik, Vol.50, No.2, 41-45.
Pappas, D. M., Barton, T. M., Eric S. W. 2003. “The long-term performance of surface support liners for ground control in a underground limestone mine”. 3rd Int. Seminar on Surface Support Liners: Thin Spray-On Liners, Shotcrete and Mesh, Quebec City, Canada. Sect.22.
Potvin, Y. 2002. “Towards a common understanding of tsl applications in mines”. 2nd Int. Seminar on Surface Support Liners: Thin Sprayed Liners, Shotcrete, Mesh. SAIMM, Sandton, RSA, Sect.A1,1-9.
Potvin Y. 2006. “Australian rockfall research reveals ındustry advancement”. Canadian Mining Journal. Pritchard, C., Swan, G., Henderson A. 1998. “Tekflex as a spray-on screen replacement in an underground hard rock mine” 18th Conference On Ground Control in Mining. 90-97.
Qiao, Q. 2015. Experimental and numerical analysis of thin spray-on liner materials for use in underground mines. (Doktora tezi, University of Wollongong)
Richardson, J., Mitra, R., Saydam S. 2009. Investigation of thin spray-on liners using numerical modeling”. ARMA, American Rock Mechanics Association, Asheville
Smith, N. 2012. “The use and application of thin spray liners (TSLs) in mining”. Seventh International Symposium, Rockbolting and Rock Mechanics in Mining. Aachen, Germany,197- 204.
Spearing, A., J., S., Champa J. 2000. “The design, testing and application of ground support membranes for use in underground mines” Proc. MASSMIN.
Stacey, T. R. 2001. “Review of membrane support mechanisms, loading mechanisms, desired membrane performance, and appropriate test methods”. J S Afr Inst Min Metall. 2001;101(7):343– 351.
Swan, G., Henderson A. 1999. “Water-based Spray-on liner implementation at Falconbridge Limited. Proceedings” CIM/AGM, Calgary
Tannant, D. D., Wang, C. 2003, “Thin tunnel liners modelled with particle flow code”. Engineering Computations, Vol.21, pp. 318-341.
Tannat, D. D. 2001, “Thin spray-on liners for underground rock support”. 17. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi, 57-68.
Villaescusa, E. 2014. Geotechnical Design for Sublevel Open Stoping. London: CRC Press. Wojno, L., Kuijper J. S. 1997. “Spray-on, user friendly and flexible support for mine excavations.” Proc. Int. Symp. An Rock Support, Lillehammer. 671-683.
Yilmaz, H., Saydam, S., Toper A. Z. 2003. “Emerging support concept: thin spray-on liners”. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Sergisi,. 2003:65–72.
Yilmaz, H. 2010. “Tensile Strength Testing of Thin Spray-on Liner Products (TSL’s) and Shotcrete”. The Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy, Volume 110, pp. 559-569
Yilmaz, H. 2011. Development of testing methods for comparative assessment of Thin Spray-on Liner (TSL) shear and tensile properties. (Doktora tezi, University of the Witwatersrand ).
Yilmaz, H. 2007. “Shear-bond strength testing of thin spray-on liners”. J. S. Afr. Inst. Min. Metall., vol. 107, no. 8. pp. 519-530.
Zhang, C., Moore I. D. 1997. “Nonlinear mechanical response of high density polyethylene. Part II: Uniaxial constitutive modeling”. Polymer Engineering & Science, 37(2), 414-420.

APA	Ozturk H (2018). Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi. , 1 - 159.
Chicago	Ozturk Hasan Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi. (2018): 1 - 159.
MLA	Ozturk Hasan Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi. , 2018, ss.1 - 159.
AMA	Ozturk H Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi. . 2018; 1 - 159.
Vancouver	Ozturk H Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi. . 2018; 1 - 159.
IEEE	Ozturk H "Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi." , ss.1 - 159, 2018.
ISNAD	Ozturk, Hasan. "Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi". (2018), 1-159.

APA	Ozturk H (2018). Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi. , 1 - 159.
Chicago	Ozturk Hasan Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi. (2018): 1 - 159.
MLA	Ozturk Hasan Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi. , 2018, ss.1 - 159.
AMA	Ozturk H Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi. . 2018; 1 - 159.
Vancouver	Ozturk H Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi. . 2018; 1 - 159.
IEEE	Ozturk H "Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi." , ss.1 - 159, 2018.
ISNAD	Ozturk, Hasan. "Farklı Püskürtülen Ince Kaplamaların Sünme Özelliklerinin Belirlenmesi Ve Sayısal Modellenmesi". (2018), 1-159.