İTÜDERGİSİ/d, Cilt 5, Sayı 4 (2006)

Yazı Büyüklüğü:  Küçük  Orta  Büyük

Yüzey pürüzlülüğünün sayısal tanımı ve süreksizliğin kesme dayanımına etkisi

Kayhan DEVELİ, Mahir VARDAR

Özet


<!-- /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-language:EN-US;} p.MsoBodyText2, li.MsoBodyText2, div.MsoBodyText2 {margin-top:0cm; margin-right:0cm; margin-bottom:6.0pt; margin-left:0cm; line-height:200%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-language:EN-US;} p.zetmetni, li.zetmetni, div.zetmetni {mso-style-name:"Özet metni"; margin-top:6.0pt; margin-right:0cm; margin-bottom:0cm; margin-left:0cm; margin-bottom:.0001pt; text-align:justify; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; mso-bidi-font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-language:EN-US; font-style:italic; mso-bidi-font-style:normal;} @page Section1 {size:612.0pt 792.0pt; margin:70.85pt 70.85pt 70.85pt 70.85pt; mso-header-margin:35.4pt; mso-footer-margin:35.4pt; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} --> <!-- /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; text-align:justify; mso-pagination:widow-orphan; font-size:12.0pt; mso-bidi-font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-language:EN-US;} p.MsoBodyText2, li.MsoBodyText2, div.MsoBodyText2 {margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; text-align:justify; mso-pagination:widow-orphan; mso-hyphenate:none; tab-stops:3.0cm; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:EN-US; mso-fareast-language:EN-US;} p.zetmetni, li.zetmetni, div.zetmetni {mso-style-name:"Özet metni"; margin-top:6.0pt; margin-right:0cm; margin-bottom:0cm; margin-left:0cm; margin-bottom:.0001pt; text-align:justify; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; mso-bidi-font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-language:EN-US; font-style:italic; mso-bidi-font-style:normal;} @page Section1 {size:612.0pt 792.0pt; margin:70.85pt 70.85pt 70.85pt 70.85pt; mso-header-margin:35.4pt; mso-footer-margin:35.4pt; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} -->

Bu çalışmada, süreksizliklerin yüzey pürüzlülüğünün sayısal olarak tanımlanması amaçlanmıştır. Yüzeylerin sayısallaştırılması için tamamen bilgisayar kontrollü yeni bir yüzey tarama cihazı ile kesme dayanımlarının belirlenmesi için yeni bir laboratuvar doğrudan (direkt) kesme deney cihazı özel olarak geliştirilmiştir. Doğal süreksizlik örneklerinin yüzeyleri sayısallaştırılarak 2-boyutlu veri setleri elde edilmiştir. Bu örnekler sn=300 kPa sabit normal gerilme altında kesilerek en büyük kesme dayanımları (tp) bulunmuştur. 2-boyutlu veri setlerine, güç spektrum yoğunluğu analizi ile üçgen prizma yüzey alanı yöntemleri uygulanmış ve yüzeyler için fraktal boyutlar (Dpsd ve Dtpsam) iki farklı yöntemle hesaplanmıştır. Kesme deneylerindeki değme alanlarının önceden hesaplanması için yeni bir yaklaşım geliştirilmiş ve 2-boyutlu veri setlerine uygulanmıştır. Böylece literatürde daha önce de tanımlanmış olan ve bir süreksizlik yüzeyi üzerinde kesme yönündeki geometriyi tanımlayan parametreler; “maksimum olası değme alanı (A0), toplam potansiyel değme alanı (Aq*), en büyük görünür eğim açısı (q*max), şekil parametresi (C) ve yüzeydeki açısallığın değişimini tanımlayan q*max/C oranı” bu yeni yaklaşım ile de hesaplanmıştır. Yeni bir parametre olarak, A0/C oranı tanımlanmıştır. Dtpsam değerleri ile yöne bağlı C, q*max/C, A0/C değerleri arasında önemli ilişkiler bulunmuştur. q*max/C ve A0/C oranları arasında yüksek korelasyon izlenmiştir.  Dtpsam, C, q*max/C ve A0/C değerleri ile en büyük kesme dayanımı oranları (tp/sn) arasında önemli ilişkiler elde edilmiştir. Dpsd değerleri ile diğer yüzey parametreleri ve tp/sn oranları arasında önemli bir ilişki gözlenmemiştir. tp/sn oranı ile en iyi ilişkiyi A0/C oranı sunmuştur.

 

Anahtar Kelimeler: Yüzey pürüzlülüğü, sayısallaştırma, fraktal boyut, kontak alanları, yöne bağımlı yüzey parametreleri, kesme dayanımı.


Tam Metin: PDF