Investigation into spatial variability of rock cutting data of a conical tool
Kaya kesme verilerinin bölgesel değişkenliklerinin bir konik keski için incelenmesi
- Tez No: 485202
- Danışmanlar: PROF. HANİFİ ÇOPUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mühendislik Bilimleri, Mining Engineering and Mining, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 319
Özet
Günümüzde jeoistatiksel analiz çeşitli problemlerin çözülmesi ve analiz edilmesi için madencilik faaliyetlerinde cevher noktalarının olasılık dağılımlarını tahmin etmek için geliştirilmiştir, şu anda petrol jeolojisi, hidrojeoloji, hidroloji, meteoroloji, oşinografi, jeokimya, jeometalurji, coğrafya, ormancılık, çevre kontrolü, peyzaj ekolojisi, toprak bilimi ve tarım gibi farklı disiplinlerde uygulanmaktadır. Jeoistatistik coğrafyanın çeşitli dalları, hastalıkların yayılması (epidemiyoloji), ticaret ve askeri planlama (lojistik) uygulaması ve etkin mekansal ağların gelişmesini ilgilendiren özelliklerde uygulanır. Jeoistatistiksel metotlar, yer özelliklerinin yersel değişkenliğinin sayısallaştırılmasında, yer özelliklerinin yersel değişkenliğinin zamana ve uzaya bağlı olarak tanımlanmasında ve örneklemenin sınırlı olduğu alanlarda yer özelliklerinin tahmin edilmesinde karşılaşılan problemlerin çözümünde incelenen yer özelliğinin fonksiyonunu tanımlamak için yaygın bir biçimde kullanılmaktadır. Yer biliminde son dönemlerde jeoistatistiksel metotların uygulamaları farklı kriging metotları kullanılarak, toprak özelliklerinin tahmin edilen yersel değişkenliğine odaklanmıştır. Jeoistatistikte işlemler metotlar iki aşamalıdır. İlk aşamada, incelemeye konu olan yer özelliğinin ölçülen noktaları arasındaki otokorelasyonun, yani doğal olarak bulunan yersel bağımlılığın derecesi belirlenmekte, ikinci aşamada ise ileri bir interpolasyon tekniği yardımıyla incelenen özelliğin örneklenmeyen nokta ve alanlardaki değerleri tahmin edilerek dağılım deseni belirlenmeye çalışılmaktadır. Semivariogramlar yersel bağımlılık derecesinin belirlenmesi ve kriging analizi ise interpolasyon aşamasında yaygın olarak kullanılan araçlardır. Ancak kazı mekaniğinde jeoistatistiğin uygulanması konusunda şu ana kadar yeterli bir çalışma yapılmamıştır. Bu tez çalışmasının ana amacı, bir boyutlu kesme sinyallerini (verilerini) jeoistatiksel yöntemlerle analiz ederek kazı mekaniğinin daha iyi anlaşılmasını sağlayabilmektir. Tezin ilk kısmında kazı mekaniğinin tarihsel gelişimi, kullanıldığı alanlar, kaya kesme mekanizması, kullanılan konik keskiler ve jeoistatiksel yöntemler hakkında genel bilgiler ve teorik bilgiler ile jeoistatistiğin yer bilimlerine uygulanışı hakkında daha önce yapılmış çalışmalar kısaca özetlenmiştir. İkinci olarak, altı farklı kayaçtan daha önce elde edilmiş olan kaya kesme verilerinin GS+ programı yardımıyla külçe etkisi (nugget), sil ve etki mesafesi (range) gibi variogram parametrelerinin hesaplanması anlatılmıştır. Daha sonra, variogram parametrelerinin (külçe etkisi, sil ve etki mesafesi) yardımlı (etkileşimli) ve yardımsız (etkileşimsiz) kesme koşullarında elde edilen ortalama normal kuvvet, ortalama kesme kuvveti, maksimum ortalama normal kuvvet, maksimum ortalama kesme kuvveti, pasa irilik katsayısı, optimum pasa irilik katsayısı, spesifik enerji ve optimum spesifik enerji gibi kaya kesme performans parametreleri ve kaya özellikleri (basınç dayanımı, çekme dayanımı, statik elastisite modülü ve dinamik elastisite modülü) ile ilişkileri incelenmiştir. Variogram parametreleri ve kesme derinliği arasındaki ilişki incelendiğinde, etkileşimli (yardımlı) ve etkileşimsiz (yardımsız) kesme koşullarındaki hem normal hem de kesme kuvveti verileri arasında genel olarak olumlu yönde (artan) trend bulunmuştur. Etkileşimsiz (yardımsız) normal kuvvet datalarının analizi sonucunda, hem 5 mm hem de 9 mm kesme derinliğinde sil ile keski kuvvetleri arasında olumlu yönde (artan) ilişkiler gözlemlenirken aynı ilişki pasa irilik katsayısı ile bulunmamıştır. Fakat aynı kesme derinliklerinde külçe etkisi ile keski kuvvetleri arasında data boşluğu olmasından kaynaklı aynı ilişkiler bulunamamıştır. Etki mesafesi de külçe etkisine benzer şekilde keski kuvvetleri ile arasında iyi ilişkiler bulunamamıştır. Normal kuvvet verileri için spesifik enerji ve pasa irilik katsayısı ile variogram parametreleri arasında bu kesme koşullarında anlamlı ilişki bulunamamıştır. Etkileşimsiz (yardımsız) kesme kuvveti datalarının analizi sonucunda, hem 5 mm hem de 9 mm kesme derinliğinde sil ve külçe etkisi ile keski kuvveti ve spesifik enerji arasında olumlu yönde (artan) ilişkiler gözlemlenmiştir. Fakat etki mesfesi ile aynı ilişkiler bulunamamıştır. 5 mm kesme derinliğinde kesme kuvveti datalarından elde edilen külçe etkisi ile normal kuvvet arasında doğrusal bir ilişki gözlemlenmiştir. Kesme kuvveti verileri için pasa irilik katsayısı ile variogram parametreleri arasında bu kesme koşullarında anlamlı ilişki bulunamamıştır. Optimum kesme koşullarında (keskiler arası mesafenin kesme derinliğine oranının optimum şartları sağladığı nokta) elde edilen etkileşimli (yardımlı) kesme ve normal kuvvet verileri analiz edilmiştir. 5 mm kesme derinliğinde normal kuvvet verilerinden elde edilen sil ile optimum pasa irilik katsayısı, ortalama maksimum normal kuvvet, ortalama normal kuvvet, kesme kuvveti, ortalama maksimum kesme kuvveti ve optimum spesifik enerji arasında oldukça iyi korelasyonlar gözlemlenmiştir. 5 mm kesme derinliğinde etkileşimli kesme kuvveti verilerinin analizi sonucunda optimum spesifik enerji haricinde normal kuvvet verilerinde olduğu gibi yüksek korelasyonlar elde edilmiştir. Optimum spesifik enerji ile kesme kuvveti verilerinden elde edilen variogram parametreleri arasında da genel bir trend bulunmuştur. 5 mm derinlikteki normal kuvvet verilerinin analizi sonucundaki külçe etkisi ile variogram parametreleri arasında çok yüksek korelasyonlar bulunamasa bile genel bir trend bulunmaktadır. 5 mm derinlikteki etki mesafesi ile hem kesme hem de normal kuvvet verileri arasında ilişki incelendiğinde, normal kuvvet verileri ile ilişiki kurulamamasına rağmen, kesme kuvvetinde optimum spesifik enerji hariç genel trendler bulunmuştur. Optimum kesme koşulları altında 9 mm kesme derinliğinde normal ve kesme kuvveti verileri analiz edildiğinde; hem kesme hem de normal kuvvet dataları için kesme performansı parametreleri ve sil arasında optimum pasa irilik katsayısı haricinde olumlu yönde (artan) ilişkiler bulunmuştur. Külçe etkisi ile kesme performansı parametreleri arasında trend gözlemlenmiştir fakat etki mesafesi ile aynı trendler bulunamamıştır. Kaya özellikleri (basınç ve çekme dayanımları, statik ve dinamik elastisite modülleri) ve variogram parametreleri arasındaki ilişkiler incelendiğinde ise herhangi bir trend bulunamamıştır. Bu çalışma ile konik tip keskilerin bazı kesme performansı göstergelerinin, bölgesel değişkenliği belirleyen variogram parametreleri kullanılarak genel olarak tahmin edilebileceği gösterilmiştir. Ayrıca, etki mesafesi parametresinin kırıntı boyutu ve/veya kesme mekanizmasını açıklamak için yeterli olmadığı gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
The main purpose of this thesis is to analyze the one dimensional rock cutting signals by geostatistical methods. To provide for better understanding of rock cutting mechanisms. At the first part of thesis, descriptions of rock cutting theory and geostatistical methods are briefly summarized. Secondly, variogram analyses are applied to rock cutting signals obtained from linear cutting tests of 6 different rock samples with a conical cutting tool by using GS+ software to calculate variogram parameters which are sill, nugget and range. Then, the variogram parameters are correlated to cutting performance parameters obtained in relieved and unrelieved cutting modes such as depth of cut, average and maximum cutting cutting and normal forces, specific energy, optimum specific energy, coarseness index and optimum coarseness index previously obtained from linear cutting tests and rock properties. The relationship between variogram parameters and depth of cut indicate general and positively proportional trends for both relieved and unrelieved cutting modes and for both normal and cutting force data. Analysis of the unrelieved normal force data indicates that while the sill has good correlations (positively proportional trends) with the tool forces at both 5 and 9 mm depths of cut, the nugget and range do not have any significant relationships. Specific energy and coarseness index do not significant relationships with variogram parameters at these cutting conditions for normal force data. Analysis of the unrelieved cutting force data indicates that while the sill and nugget have good correlations (positively proportional trends) with the tool forces and specific energy at both 5 and 9 mm depths of cut, the range does not have any significant relationships. Specific energy and coarseness index do not significant relationships with variogram parameters at these cutting conditions for cutting force data. Analysis of the relieved normal and cutting force data obtained at optimum cutting conditions indicates that all the variogram parameters have promising correltaions with the cutting performance parameters, except for coarseness index, at both 5 and 9 mm depths of cut. Any significant relationships can not be found between the rock properties (uniaxial compressive strenght, tensile strenght, static and dynamic elasticity modulus) and the variogram parameters. This study shows that some of the cutting performance parameters of conical tools can be generally predicted by variogram parameters determining spatial variability of regionalized parameters. However, it is indicated that the range parameter is not enough to explain chip size and/or chipping mechanism for conical tools.
Benzer Tezler
- Investigation into spatial variability of rock cutting data and its relationship with cutting performance
Kaya kesme verilerinin bölgesel değişkenliklerinin incelenmesi ve kesme performansı ile ilişkisi
ALIBEK BEKBOSSYN
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HANİFİ ÇOPUR
- Ortaköy (Kumluca, Antalya) bölgesinde gözlenen hidrotermal alterasyonlar ile cevherleşmelerin, jeolojik, jeokimyasal, kökensel ve altın potansiyeli açısından incelenmesi
Investigation of the geological, geochemical origin and gold potential of mineralizations and hydrothermal alterations in the ortakoy (Kumluca, Antalya) region
NYAMSARI DANIEL GANYI
Doktora
Türkçe
2021
Jeoloji MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA GÜRHAN YALÇIN
- Uzaktan algılama verileriyle orman yangını analizi
Forest fire analysis with remote sensing data
COŞKUN ÖZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiJeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİLİZ SUNAR
- Space/time design of water design of water quality monitoring networks by the entropy method
Su kalitesi gözlem ağlarının entropi yöntemi ile zaman/konuma göre buyutlandırılması
SEVİNÇ ÖZKUL
Doktora
İngilizce
1996
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NİLGÜN B. HARMANCIOĞLU
- Kil çekirdekli dolgu barajlarda sızmanın belirsizlik temelli incelenmesi
Uncertainty-based investigation of seepage in embankment dams with clay core
ARİFE GÜNAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiGazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAMİ OĞUZHAN AKBAŞ