ΜΑΘΗΜΑ: ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ: ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ: Β. ΧΡΗΣΤΑΡΑΣ, Καθηγητής Β. ΜΑΡΙΝΟΣ, Αν.

Transcript

1 ΜΑΘΗΜΑ: ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ: ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ: Β. ΧΡΗΣΤΑΡΑΣ, Καθηγητής Β. ΜΑΡΙΝΟΣ, Αν.Καθηγητής ΒΟΗΘΗΤΙΚΟ ΦΥΛΛΑΔΙΟ 4 ης ΑΣΚΗΣΗΣ ΤΙΤΛΟΣ ΑΣΚΗΣΗΣ: Μονοαξονική θλιπτική αντοχή άρρηκτου βράχου UCS. Μέτρο παραμορφωσιμότητας E. Διατμητική αντοχή Βράχου-Βραχόμαζας - Εκτίμηση συνοχής και γωνίας τριβής από το κριτήριο αστοχίας Hoek-Brown. Γεωτεχνικές ταξινομήσεις Ταξινόμηση GSI. 1. ΣΚΟΠΟΣ ΑΣΚΗΣΗΣ Σκοπός της άσκησης είναι ο υπολογισμός της διατμητικής αντοχής (συνοχή c και γωνία τριβής φ) και παραμορφωσιμότητας (Ε) τόσο του άρρηκτου βράχου όσο και της βραχόμαζας. Τα τεχνικά έργα σχεδόν κατά κανόνα κατασκευάζονται επί ή εντός κερματισμένουδιαταραγμένου βραχώδους υλικού (βραχόμαζα) και όχι σε άρρηκτο βράχο. Συνεπώς, τελικός στόχος οι ιδιότητες (αντοχή και παραμορφωσιμότητα ) της βραχόμαζας. Αυτό επιτυγχάνεται από τη χρήση του γεωτεχνικού συστήματος ταξινόμησης GSI. i. Ο υπολογισμός της αντοχής του άρρηκτου βράχου: Γίνεται εργαστηριακά. Η διατμητική αντοχή ή καλύτερα της συνοχής (c: cohesion) και γωνίας τριβής (φ: angle of friction) βρίσκεται και εδώ μέσα από το κριτήριο αστοχίας Mohr- Coulomb. Προσοχή: Ο εργαστηριακός προσδιορισμός της αντοχής του βράχου εδώ αφορά μόνο τον άρρηκτο βράχο δηλαδή τον βράχο χωρίς καμιά ασυνέχεια (ρωγμάτωση). ii. Ο υπολογισμός της αντοχής της βραχόμαζας (δηλαδή βράχος + ασυνέχειες): Γίνεται με τη χρήση γεωτεχνικών ταξινομήσεων, δηλαδή εμπειρικά. Αυτή είναι και η μεθοδολογία που χρησιμοποιείται διεθνώς και έχει προκύψει από χιλιάδες περιπτώσεις αστοχιών παγκοσμίως. Το σύστημα γεωτεχνικής ταξινόμησης GSI χρησιμοποιείται ευρύτατα σε όλο το κόσμο για το σκοπό αυτό. Το σύστημα καλύπτει τόσο ασθενείς όσο και καλύτερης ποιότητας βραχόμαζες. Εργαστηριακά δεν μπορεί να γίνει προσδιορισμός της αντοχής καθώς το όποιο δείγμα (λίγων cm) δεν μπορεί να είναι αντιπροσωπευτικό της πραγματικής κλίμακας (λίγων m) βραχόμαζας στην ύπαιθρο, εκεί δηλαδή που πραγματοποιείται το τεχνικό έργο. Επίσης, δεν μπορεί να γίνει επιτόπου δοκιμή της αντοχής καθώς είναι πολύ ακριβή δοκιμή ενώ είναι αρκετά πιθανό να μην δοκιμαστεί η αντιπροσωπευτική, υπό την απαραίτητη κλίμακα, βραχόμαζα. Η καλύτερη μέθοδος να υπολογίσεις την αντοχή είναι μέσα από την «ανάστροφη ανάλυση». Δηλαδή να γίνει κάπου η αστοχία και μετά με δεδομένο την οριακή κατάσταση της αστοχίας (π.χ. μια κατολίσθηση ή μια παραμόρφωσημετακίνηση σε μία σήραγγα) να αναλυθεί με ποια τιμή αντοχής φτάνουμε σε αυτή την οριακή κατάσταση. Αλλά...πρέπει να γίνει αστοχία (κάτι που δεν ευχόμαστε για την ασφάλεια και οικονομία των έργων). iii. Ο υπολογισμός της παραμορφωσιμότητας της βραχόμαζας. Τούτο γίνεται με το μέτρο παραμορφωσιμότητας (Ε). Το μέτρο παραμορφωσιμότητας για τον άρρηκτο βράχο (Ei) προσδιορίζεται εργαστηριακά Το μέτρο παραμορφωσιμότητας για την βραχόμαζα (Em) υπολογίζεται εμπειρικά, όπως η αντοχή της βραχόμαζας. Υπολογίζεται δηλαδή μέσα από διάφορους μαθηματικούς τύπους που έχουν προκύψει εμπειρικά. Οι εξισώσεις αυτές παρουσιάζονται στην σχετική παρουσίαση της άσκησης. Παρατηρήσεις Το σύστημα GSI χρησιμοποιείται ευρέως σε όλο τον κόσμο. Στην Ελλάδα αποτελεί τμήμα των προδιαγραφών μελέτης και κατασκευή των έργων του Μετρό, της Εγνατίας Οδού, των έργων Οδοποιίας και Σιδηροδρόμου. Θεμελιώθηκε σε πολλές περιπτώσεις ασθενών βραχομαζών που αντιμετωπίστηκαν κατά τη μελέτη και κατασκευή τεχνικών έργων τις τελευταίες 2 δεκαετίες στην Ελλάδα.

2 2. ΚΛΕΙΔΙΑ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΘΕΩΡΗΤΙΚΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ Α. Κλειδιά άσκησης: i Κριτήριο αστοχίας Mohr-Coulomb Β. Θεωρητικές γνώσεις για την επίλυση (Προσοχή: βρείτε τις αντίστοιχες διαφάνειες στην σχετική παρουσίαση!!!) 1. Πως ορίζουμε την διατμητική αντοχή ενός γεωυλικού (έδαφος και βράχος) (βλέπε κριτήριο θραύσης Mohr-Coulomb) 2. Πως υπολογίζουμε την μονοαξονική θλίψη του άρρηκτου πετρώματος;; ii Κριτήριο αστοχίας Hoek & Brown iii Γεωτεχνική ταξινόμηση GSI 3. Τι πληροφορίες παίρνουμε από το διάγραμμα τάσης-παραμόρφωσης;; 4. Τι είναι ελαστική και τι πλαστική (όλκιμη) συμπεριφορά;; σ - ε iv v vi ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΕ ΡΗΓΜΑΤΩΜΕΝΟΥΣ ΒΡΑΧΟΥΣ (Hoek and Marinos, 2000) Βασιζόμενοι στην εμφάνιση της βραχόμαζας (περιγραφή δομής και κατάσταση επιφάνειας ασυνεχειών) εκτιιμήστε τη μέση τιμή του GSI, χωρίς υποχρεωτικά μεγάλη ακρίβεια. Το να επιλέξετε ενα εύρος τιμών από 33 ως 37 είναι πιο ρεαλιστικό από το να δήλώσετε ότι GSΙ=35. Σημειώνεται ότι ο Πίνακας δεν εφαρμόζεται σε κινηματικά ελεγχόμενες αστάθειες. Στην περίπτωση που οι ασθενείς επίπεδες επιφάνειεςέχουν μη ευνοϊκό προσανατολίσμο σε σχέση με το πρανές εκσκαφής, τότε αυτές καθορίζουν την συμπεριφορά της βραχόμαζας. Η διατμητική αντοχή επιφανειών σε βράχους που υπόκεινται σε εξασθένιση λόγω διακύμανσης της περιεκτικότητας σε υγρασία, είναι περαιτέρω μειωμένη όταν υπάρχει νερό. Οταν, οι βραχόμαζες ανήκουν στις μέτριες έως πτωχές κατηγορίες και υπάρχει νερό τότε μετακινούμαστε προς τα δέξια. Η υδροστατική πιέση λαμβάνεται υπόψη με την ανάλυση ενεργών τάσεων. ΔΟΜΗ INTACT OR MASSIVE - Άρρηκτα βραχώδη τεμάχη ή άστρωτος βράχος με λίγες ασυνέχειες σε μεγάλη απόσταση BLOCKY - Αδιατάρακτη βραχόμαζα με πολύ καλό αλληλοκλείδωμα που αποτελείται από κυβικά τεμάχη οριζόμενα από τρεις ορθογώνια τεμνόμενες οικογένειες ασυνεχειών VERY BLOCKY- Μερικώς διαταραγμένη βραχόμαζα με πολύπλευρα γωνιώδη τεμάχη ( blocks) που σχηματίζονται από τέσσερις ή περισσότερες οικογένειες ασυνεχειών BLOCKY/DISTURBED/SEAMY Πτυχωμένη με γωνιώδη τεμάχη που σχηματίζονται απο πολλές αλληλοτεμνόμενες οικογένειες ασυνεχειών. Εμμονή στρώσης ή σχιστότητας DISINTEGRATED - Ισχυρά κερματισμένη βραχόμαζα με πτωχό αλληλοκλείδωμα και με ταυτόχρονη παρουσία γωνιωδών και αποστρογγυλωμένων τεμαχών LAMINATED/SHEARED - Φυλλώδης ή σχιστοποιημένη και τεκτονικώς διατμημένη ασθενής βραχόμαζα. Η σχιστότητα επικρατεί έναντι οποιασδήποτε άλλης οικογένειας ασυνεχειών εμποδίζοντας την δημιουργία γωνιωδών τεμαχών ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ ΑΣΥΝΕΧΕΙΑΣ ΜΕΙΟΥΜΕΝΟ ΑΛΛΗΛΟΚΛΕΙΔΩΜΑ ΤΩΝ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΤΕΜΑΧΩΝ ΠΟΛΥ ΚΑΛΗ Πολύ τραχείες, μη αποσαθρωμένες επιφάνειες ΜΕΙΟΥΜΕΝΗ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ ΚΑΛΗ Τραχείες, ελαφρά αποσαθρωμένες και οξειδωμένες επιφάνειες ΜΕΤΡΙΑ Λείες, μετρίως αποσαθρωμένες και εξαλλοιωμένες επιφάνειες ΠΤΩΧΗ Επιφάνειες ολίσθησης, πολύ αποσαθρωμένες με συμπαγή επιφλοιώματα ή υλικό πλήρωσης με γωνιώδη θραύσματα 20 ΠΟΛΥ ΠΤΩΧΗ Επιφάνειες ολίσθησης πολύ αποσαθρωμένες με μαλακό αργιλικό υλικό πλήρωσης Μονοαξονική θλίψη άρρηκτου βράχου σ ci Σταθερά υλικού m i Δομή βραχόμαζας 10 σ Ελαστική - Πλαστική συμπεριφορά 5. Πως ορίζεται το μέτρο παραμορφωσιμότητας Ε του άρρηκτου βράχου;; π χ Ασβεστόλιθος 6. Ποιοί οι βασικοί τύποι δομής μιας βραχόμαζας;; 7. Πως μπορεί να αστοχήσει η βραχόμαζα;; 8. Τι είναι ισότροπη και τι ανισότροπη συμπεριφορά;; 9. Πως ποσοτικοποιούμε τη βραχόμαζα (δίνουμε έναν «αριθμό στη βραχόμαζα»). 10. Τι είναι η γεωτεχνική ταξινόμηση GSI και πως εκτιμάται;; ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΕ ΡΗΓΜΑΤΩΜΕΝΟΥΣ ΒΡΑΧΟΥΣ (Hoek and Marinos, 2000) Βασιζόμενοι στην εμφάνιση της βραχόμαζας (περιγραφή δομής και κατάσταση επιφάνειας ασυνεχειών) εκτιιμήστε τη μέση τιμή του GSI, χωρίς υποχρεωτικά μεγάλη ακρίβεια. Το να επιλέξετε ενα εύρος τιμών από 33 ως 37 είναι πιο ρεαλιστικό από το να δήλώσετε ότι GSΙ=35. Σημειώνεται ότι ο Πίνακας δεν εφαρμόζεται σε κινηματικά ελεγχόμενες αστάθειες. Στην περίπτωση που οι ασθενείς επίπεδες επιφάνειεςέχουν μη ευνοϊκό προσανατολίσμο σε σχέση με το πρανές εκσκαφής, τότε αυτές καθορίζουν την συμπεριφορά της βραχόμαζας. Η διατμητική αντοχή επιφανειών σε βράχους που υπόκεινται σε εξασθένιση λόγω διακύμανσης της περιεκτικότητας σε υγρασία, είναι περαιτέρω μειωμένη όταν υπάρχει νερό. Οταν, οι βραχόμαζες ανήκουν στις μέτριες έως πτωχές κατηγορίες και υπάρχει νερό τότε μετακινούμαστε προς τα δέξια. Η υδροστατική πιέση λαμβάνεται υπόψη με την ανάλυση ενεργών τάσεων. ΔΟΜΗ INTACT OR MASSIVE - Άρρηκτα βραχώδη τεμάχη ή άστρωτος βράχος με λίγες ασυνέχειες σε μεγάλη απόσταση BLOCKY - Αδιατάρακτη βραχόμαζα με πολύ καλό αλληλοκλείδωμα που αποτελείται από κυβικά τεμάχη οριζόμενα από τρεις ορθογώνια τεμνόμενες οικογένειες ασυνεχειών VERY BLOCKY- Μερικώς διαταραγμένη βραχόμαζα με πολύπλευρα γωνιώδη τεμάχη ( blocks) που σχηματίζονται από τέσσερις ή περισσότερες οικογένειες ασυνεχειών BLOCKY/DISTURBED/SEAMY Πτυχωμένη με γωνιώδη τεμάχη που σχηματίζονται απο πολλές αλληλοτεμνόμενες οικογένειες ασυνεχειών. Εμμονή στρώσης ή σχιστότητας DISINTEGRATED - Ισχυρά κερματισμένη βραχόμαζα με πτωχό αλληλοκλείδωμα και με ταυτόχρονη παρουσία γωνιωδών και αποστρογγυλωμένων τεμαχών LAMINATED/SHEARED - Φυλλώδης ή σχιστοποιημένη και τεκτονικώς διατμημένη ασθενής βραχόμαζα. Η σχιστότητα επικρατεί έναντι οποιασδήποτε άλλης οικογένειας ασυνεχειών εμποδίζοντας την δημιουργία γωνιωδών τεμαχών ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ ΑΣΥΝΕΧΕΙΑΣ ΜΕΙΟΥΜΕΝΟ ΑΛΛΗΛΟΚΛΕΙΔΩΜΑ ΤΩΝ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΤΕΜΑΧΩΝ ΠΟΛΥ ΚΑΛΗ Πολύ τραχείες, μη αποσαθρωμένες επιφάνειες ΜΕΙΟΥΜΕΝΗ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ ΚΑΛΗ Τραχείες, ελαφρά αποσαθρωμένες και οξειδωμένες επιφάνειες ΜΕΤΡΙΑ Λείες, μετρίως αποσαθρωμένες και εξαλλοιωμένες επιφάνειες 40 ΠΤΩΧΗ Επιφάνειες ολίσθησης, πολύ αποσαθρωμένες με συμπαγή επιφλοιώματα ή υλικό πλήρωσης με γωνιώδη θραύσματα GSI= ΠΟΛΥ ΠΤΩΧΗ Επιφάνειες ολίσθησης πολύ αποσαθρωμένες με μαλακό αργιλικό υλικό πλήρωσης 10 ε vii Ποιότητα ασυνεχειών 11. Πότε χρησιμοποιούμε το κριτήριο αστοχίας Hoek & Brown και αντίστοιχα το GSI;; 12. Πως υπολογίζουμε το c και φ της βραχόμαζας;;

3 3. ΒΗΜΑΤΑ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ Τα τεχνικά έργα σχεδόν κατά κανόνα κατασκευάζονται επί ή εντός κερματισμένουδιαταραγμένου βραχώδους υλικού (βραχόμαζα) και όχι σε άρρηκτο βράχο. Συνεπώς, τελικός στόχος οι ιδιότητες (αντοχή και παραμορφωσιμότητα ) της βραχόμαζας. Είναι πολύ δύσκολο (βλέπε Σκοπό στην 1 η σελίδα) να προσδιοριστούν οι παράμετροι που την περιγράφουν ως ενιαίο, ομοιογενές και ισότροπο υλικό Για τη βραχόμαζα πως υπολογίζουμε την αντοχή της? i. Αρχικά υπολογίζουμε τις παραμέτρους του άρρηκτου βράχου και στη συνέχεια με απομείωση αυτών. ii. Απομείωση? (Γίνεται μέσα από το GSI) iii..καταλήγουμε στις αντίστοιχες παραμέτρους της βραχόμαζας Άρα ας ξεκινήσουμε από τη μελέτη του άρρηκτου βράχου... Πάμε λοιπόν στην άσκηση Α Τα βήματα επίλυσης της άσκησης είναι: Ερώτημα 1i: Επιλύστε την εξίσωση Hoek & Brown βάζοντας διάφορες τιμές σ 3 (π.χ. 0,5-3 MPa) i. Φτιάχνουμε ένα διάγραμμα τ-σ n (διατμητικής τάσης-ορθής τάσης). ii. Προβάλλουμε τους κύκλους Mohr ανάλογα με τα ζευγάρια σ 1 και σ 3 που έγιναν οι 3 δοκιμές. iii. Φέρνουμε την περιβάλλουσα θραύσης iv. Με βάση την περιβάλλουσα θραύσης υπολογίζουμε τη συνοχή (c σε MPa) και τη γωνία τριβής (φ σε μοίρες o ). Ερώτημα 1ii: Σας δίνεται ένα ζευγάρι σ 1 και σ 3. Αν προβάλετε τον κύκλο Mohr για αυτό το ζευγάρι θα δείτε ότι δεν εφάπτεται και δεν τέμνει την περιβάλλουσα θραύσης που έχετε ήδη βρει από το 1 ο ερώτημα. Στο ερώτημα σας λέει ότι το δείγμα όμως πρέπει να αστοχήσει. Θα αστοχήσει αν ασκηθεί κάποια πίεση πόρων (υδατική πίεση). Μπορείτε να βρείτε την πίεση των πόρων γραφικά. Αφού βρήκαμε τις ιδιότητες του άρρηκτου βράχου (η μέγιστη αντοχή που μπορεί να έχει το υλικό που δουλεύουμε απαντάται όταν είναι σε αυτή την κατάσταση)...πάμε να απομειώσουμε την αντοχή αυτή και να βρούμε την αντοχή της βραχόμαζας. Πάμε λοιπόν στις ασκήσεις Β και Γ Για να προσδιορίσουμε την αντοχή της βραχόμαζας χρειαζόμαστε τις ακόλουθες παραμέτρους: 1. Αντοχή άρρηκτου βράχου (Εργαστηριακές δοκιμές) Μονοαξονική θλιπτική αντοχή σ ci Σταθερά υλικού m i 2. Παράγοντες απομείωσης της αντοχής του άρρηκτου βράχου Βαθμονόμηση της ποιότητας της βραχόμαζας (σύστημα ταξινόμησης GSI) Διαταραχή της βραχόμαζας κατά την κατασκευή (D) Μέσω του κριτηρίου Hoek and Brown και του GSI βρίσκουμε: την αντοχή (συνοχή c και γωνία τριβής φ) την παραμορφωσιμότητα Ε Με το GSI εκφράζεται αριθμητικά η απομείωση των σταθερών του υλικού ανάλογα με τη ρωγμάτωση της βραχόμαζας. Σημαντικό στοιχείο στην επίλυση του κριτηρίου θραύσης Hoek and Brown Η πρόσφατη επίλυση του κριτηρίου Hoek and Brown γίνεται με το πρόγραμμα Rocdata ( Πρέπει να ανοίξετε το πρόγραμμα Rocdata για να λύσετε το ερώτημα 3. Οδηγίες για να βρείτε το πρόγραμμα αυτό και να το «τρέξετε» δίνονται στο e-learning σε σχετική ανακοίνωση με τίτλο: Επίλυση κριτηρίου Hoek and Brown

4 3. ΒΗΜΑΤΑ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ Άσκηση Β Ταξινομήσετε τους 3 τύπους της βραχόμαζας με το Δώστε τις παραμέτρους ανά τύπο βραχόμαζας διάγραμμα GSI (φωτογραφίες) σε πίνακες. Πρέπει πρώτα να βρείτε την δομή (γραμμή) και Ερώτημα 4: έπειτα την ποιότητα των ασυνεχειών (κολώνα). Λύστε την εξίσωση για κάθε βραχόμαζα. Μπορεί μια βραχόμαζα να είναι ανάμεσα σε 2 Προσοχή η εξίσωση είναι εμπειρική: Ενώ το γειτονικές δομές (π.χ. κερματισμένη- πολύ σci δίνεται σε MPa το Ε τελικά υπολογίζεται σε κερματισμένη) ή ποιότητα ασυνεχειών (π.χ. GPa. μέτρια- καλή). Δείτε παραδείγματα από την παρουσίαση. D s (MPa) Em (GPa) = (1 - ) ci 10(GSI - 10) / 40 ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΕ ΡΗΓΜΑΤΩΜΕΝΟΥΣ ΒΡΑΧΟΥΣ BLOCKY - Αδιατάρακτη βραχόμαζα με πολύ καλό αλληλοκλείδωμα που αποτελείται από κυβικά τεμάχη οριζόμενα από τρεις ορθογώνια τεμνόμενες οικογένειες ασυνεχειών ΚΑΛΗ Τραχείες, ελαφρά αποσαθρωμένες και οξειδωμένες επιφάνειες 90 DISINTEGRATED - Ισχυρά κερματι- σμένη βραχόμαζα με πτωχό αλληλο- κλείδωμα και με ταυτόχρονη παρουσία γωνιωδών και αποστρογ- γυλωμένων τεμαχών LAMINATED/SHEARED - Φυλλώδης ή σχιστοποιημένη και τεκτονικώς διατμημένη ασθενής βραχόμαζα. Η GSI=45-55 Πάντως μια συμβουλή είναι να αποκλείσετε πρώτα τις απίθανες δομές και να επικεντρώσετε πιο συγκεκριμένα. σχιστότητα επικρατεί έναντι οποιασδήποτε άλλης οικογένειας ασυνεχειών εμποδίζοντας την δημιουργία γωνιωδών τεμαχών 80 VERY BLOCKY- Μερικώς διαταρα- γμένη βραχόμαζα με πολύπλευρα γωνιώδη τεμάχη (blocks) που σχηματίζονται από τέσσερις ή περισσότερες οικογένειες ασυνεχειών BLOCKY/DISTURBED/SEAMY Πτυχωμένη με γωνιώδη τεμάχη που σχηματίζονται απο πολλές αλληλο- τεμνόμενες οικογένειες ασυνεχειών. Εμμονή στρώσης ή σχιστότητας Δώστε τις απαντήσεις σε πίνακα!!! ΜΕΙΟΥΜΕΝΗ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ ΔΟΜΗ INTACT OR MASSIVE - Άρρηκτα βραχώδη τεμάχη ή άστρωτος βράχος με λίγες ασυνέχειες σε μεγάλη απόσταση ΜΕΤΡΙΑ Λείες, μετρίως αποσαθρωμένες και εξαλλοιωμένες επιφάνειες ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ ΑΣΥΝΕΧΕΙΑΣ Βασιζόμενοι στην εμφάνιση της βραχόμαζας (περιγραφή δομής και κατάσταση επιφάνειας ασυνεχειών) εκτιιμήστε τη μέση τιμή του GSI, χωρίς υποχρεωτικά μεγάλη ακρίβεια. Το να επιλέξετε ενα εύρος τιμών από 33 ως 37 είναι πιο ρεαλιστικό από το να δήλώσετε ότι GSΙ=35. Σημειώνεται ότι ο Πίνακας δεν εφαρμόζεται σε κινηματικά ελεγχόμενες αστάθειες. Στην περίπτωση που οι ασθενείς επίπεδες επιφάνειεςέχουν μη ευνοϊκό προσανατολίσμο σε σχέση με το πρανές εκσκαφής, τότε αυτές καθορίζουν την συμπεριφορά της βραχόμαζας. Η διατμητική αντοχή επιφανειών σε βράχους που υπόκεινται σε εξασθένιση λόγω διακύμανσης της περιεκτικότητας σε υγρασία, είναι περαιτέρω μειωμένη όταν υπάρχει νερό. Οταν, οι βραχόμαζες ανήκουν στις μέτριες έως πτωχές κατηγορίες και υπάρχει νερό τότε μετακινούμαστε προς τα δέξια. Η υδροστατική πιέση λαμβάνεται υπόψη με την ανάλυση ενεργών τάσεων. ΠΟΛΥ ΚΑΛΗ Πολύ τραχείες, μη αποσαθρωμένες επιφάνειες (Hoek and Marinos, 2000) ΠΤΩΧΗ Επιφάνειες ολίσθησης, πολύ αποσαθρωμένες με συμπαγή επιφλοιώματα ή υλικό πλήρωσης με γωνιώδη θραύσματα ΠΟΛΥ ΠΤΩΧΗ Επιφάνειες ολίσθησης πολύ αποσαθρωμένες με μαλακό αργιλικό υλικό πλήρωσης ΜΕΙΟΥΜΕΝΟ ΑΛΛΗΛΟΚΛΕΙΔΩΜΑ ΤΩΝ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΤΕΜΑΧΩΝ Άσκηση Γ Ερώτημα 1: Δουλεύετε όπως και στην άσκηση Β. Ταξινομήσετε τους 3 τύπους της ασβεστολιθικής βραχόμαζας με το διάγραμμα GSI Ερώτημα 2: Πρέπει να σκεφτείτε αν η κατάσταση (κερματισμός - ποιότητα ασυνεχειών) που βλέπεται στην φωτογραφία είναι διαμορφωμένη σημαντικά από τις επιφανειακές συνθήκες ή/και από την τεκτονική διαταραχή μιας περιοχής. Βλέπε παρουσίαση άσκησης. Τι μπορεί να αλλάζει στο βάθος; Τι μπορεί να μην αλλάζει στο βάθος; Σκεφτείτε: o Πρωτογενή χαρακτηριστικά (π.χ. στρώση) o Τεκτονική o Αποσάθρωση Ερώτημα 3: Θα λύσετε την εξίσωση που σας δίνεται για κάθε βραχόμαζα (για κάθε δηλαδή GSI). Σας δίνονται όλα τα δεδομένα ((σci, mi (βλέπε πίνακα από παρουσίαση για τον σχηματισμό αυτό), D)). Θα την λύσετε δύο φορές για τα δύο σ3 που σας δίνονται: Θα βρείτε δύο τιμές σ1. Συνεπώς θα έχετε δύο ζευγάρια σ1 και σ3 και θα μπορείτε να σχεδιάσετε δύο κύκλους Mohr και κατά συνέπεια περιβάλλουσα θραύσης και να υπολογίσεττε την συνοχή C και γωνία τριβής φ. Προσοχή: Οι τιμές να συνοδεύονται με τις κατάλληλες μονάδες τους.

5 4. ΜΟΡΦΗ ΑΠΑΝΤΗΣΕΩΝ 1. Στα ερωτήματα που ζητάει παραμέτρους φτιάξτε πίνακες με τα αποτελέσματά σας!!! Εύρη τιμών σ ci και m i Λιθολογία Τιμές σ ci (MPa) Τιμή m i Ψαμμίτης ± 2 Ιλυόλιθος ± 2 Κροκαλοπαγές ± 3 Πολύ γενικό παράδειγμα 2. Οι απαντήσεις να δίνονται μέσα από ανεπτυγμένο κείμενο. Είστε στο τελευταίο έτος και πρέπει να απαντάτε με τη μορφή έκθεσης και όχι επιγραμματικά. Τούτο θεωρείται αυτονόητο όποια ειδικότητα-επαγγελματικό κλάδο και να επιλέξετε. 4. Μην αντιγράψετε τα θεωρητικά στοιχεία που σας δίνονται στις παρουσιάσεις!!! Αυτά αποτελούν μόνο τη βάση για τις πιο εξειδικευμένες για την άσκηση απαντήσεις. 5. Οι καλές έως πολύ καλές ασκήσεις αξιολογούνται με ακόμα καλύτερο συντελεστή για τη τελική βαθμολογία (αυτό ισχύει τόσο για τους «οριακούς» όσο και για τους «υψηλότερους» βαθμούς). 6. Οι απαντήσεις δεν πρέπει να δίνονται πρόχειρα και επιγραμματικά. Οι ασκήσεις αυτές θα βαθμολογούνται αρκετά χαμηλά και δεν θα λαμβάνονται - θετικά υπόψη στο τέλος. 7. Οι «αντιγραφές» δεν θα λαμβάνονται βέβαια υπόψη. 3. Οι πλήρεις απαντήσεις σας θα σας βοηθήσουν στο διάβασμα για τις τελικές εξετάσεις (θα κατανοείτε τι διαβάζετε!!!). 6. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΆΣΚΗΣΗΣ 1. Hoek, E., Carranza-Torres, C., Corkum, B., Hoek - Brown failure criterion edition. In: Bawden H.R.W., Curran, J., Telesnicki, M. (eds). Proceedings of NARMS-TAC 2002, Toronto, pp Hoek, E. and Marinos, P A brief history of the development of the Hoek-Brown failure criterion. Soils and Rocks, No. 2., November Marinos, V., Marinos, P., Hoek, E. The geological Strength index: applications and limitations. Bull. Eng. Geol. Environ. 64, (2005). 4. Marinos, P and Hoek, E GSI A geologically friendly tool for rock mass strength estimation. Proc. GeoEng2000 Conference, Melbourne Μαρίνος Β., (2007), «Γεωτεχνική ταξινόμηση και τεχνικογεωλογική συμπεριφορά ασθενών και σύνθετων γεωυλικών κατά τη διάνοιξη σηράγγων», Διδακτορική Διατριβή, Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, Τοµέας Γεωτεχνικής, Ε.Μ.Π.

6 5. ΔΕΝΔΡΟΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ