ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΣΕ ΑΝΔΕΣΙΤΕΣ, ΔΑΚΙΤΕΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΔΟΤΙΤΕΣ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΜΕΘΑΝΩΝ ΚΑΙ ΚΑΛΛΙΔΡΟΜΟΥ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΣΕ ΑΝΔΕΣΙΤΕΣ, ΔΑΚΙΤΕΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΔΟΤΙΤΕΣ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΜΕΘΑΝΩΝ ΚΑΙ ΚΑΛΛΙΔΡΟΜΟΥ ΑΣΗΜΟΜΥΤΗ ΑΓΛΑΪΑ Α.Μ Επιβλέπων καθηγητής: Σαμπατακάκης Νικόλαος ΠΑΤΡΑ 2013

2 2

3 Λίγο πριν την παρουσίαση της διπλωματικής εργασίας θα ήθελα να ευχαριστήσω τον καθηγητή μου κ. Σαμπατακάκη Ν. για τις εξαιρετικά χρήσιμες όσο και καθοδηγητικές συμβουλές και την πολύτιμη βοήθειά του. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τον υποψήφιο διδάκτορα Τεχνικής Γεωλογίας Σπυρίδων Μπούμπουκα για τη βοήθεια όσο και το χρόνο που μου αφιέρωσε. Η εργασία αφιερώνεται στους γονείς μου. 3

4 4

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΣΤΙΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΜΕΘΑΝΑ, ΚΑΛΛΙΔΡΟΜΟ ΜΕΘΑΝΑ ΚΑΛΛΙΔΡΟΜΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ (ΑΝΑΛΥΤΙΚΑ) ΚΑΙ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΤΟΥΣ ΣΤΟΥΣ ΒΡΑΧΩΔΕΙΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΔΟΚΙΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ Προσδιορισμός πορώδους, πυκνότητας και λόγου κενών (με τη χρήση μικρομέτρου και συσκευής κενού) Προσδιορισμός πορώδους και λόγου κενών (με τη μέθοδο της άνωσης και συσκευής κενού) Προσδιορισμός του δείκτη κενών (Void index) ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ Προσδιορισμός της ταχύτητας των υπερήχων κυμάτων διαμέσου βραχωδών δειγμάτων (Ultrasonic Pulse Method) ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΑΝΤΟΧΗΣ Προσδιορισμός σκληρότητας με τη χρήση του σφυριού Schmidt (τύπου L) Προσδιορισμός του δείκτη σημειακής φόρτισης (Point load index) Προσδιορισμός της αντοχής σε μοναξονική θλίψη (Uniaxial compression test) Προσδιορισμός της αντοχής σε μοναξονική (ανεμπόδιστη) θλίψη με σύγχρονη μέτρηση και προσδιορισμό του μέτρου ελαστικότητας (Ε) και του λόγου Poisson (ν) (Uniaxial compression deformability test) Έμμεσος προσδιορισμός της εφελκυστικής αντοχής Θλίψη κατά γενέτειρα (Brazilian test) ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ (ΔΟΚΙΜΙΩΝ) ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ.51 5

6 Δειγματοληψία ανδεσιτών, δακιτών (Μέθανα) και περιδοτιτών (Καλλίδρομο) ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΚΑΙ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΩΝ ΔΟΚΙΜΩΝ Καταγραφή του αριθμού των δοκιμίων που αντιστοιχούν σε κάθε δοκιμή Προσδιορισμός πορώδους, πυκνότητας και λόγου κενών (αποτελέσματα) Προσδιορισμός σκληρότητας με το σφυρί Schmidt (αποτελέσματα) Προσδιορισμός του δείκτη σημειακής φόρτισης (αποτελέσματα) Προσδιορισμός δυναμικών παραμέτρων καθώς και παραμέτρων αντοχής Σύγκριση αποτελεσμάτων με άλλα δοκίμια ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΕΝΤΥΠΑ ΔΟΚΙΜΩΝ. 69 6

7 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας εκτελέστηκαν δοκιμές εντός του εργαστηρίου σε δοκίμια βραχωδών σχηματισμών, τα οποία είχαν συλλεχθεί προγενέστερα από περιοχές όπου η εμφάνιση των πετρωμάτων ήταν επιφανειακή. Η συλλογή έγινε με ιδιαίτερη προσοχή ώστε να συγκεντρωθούν τελικά αντιπροσωπευτικοί ογκόλιθοι και στη συνέχεια να μετατραπούν σε κυλινδρικά δοκίμια. Η εργασία εστιάζει σε δύο περιοχές εντός του Ελλαδικού χώρου και πιο συγκεκριμένα στα Μέθανα και στο Καλλίδρομο. Τα πετρώματα της περιοχής των Μεθάνων αντιστοιχούν σε ανδεσίτες και δακίτες, ενώ εκείνα του Καλλιδρόμου αντιστοιχούν σε περιδοτίτες. Βασικός σκοπός ήταν η μελέτη και ο καθορισμός των τεχνικογεωλογικών χαρακτηριστικών των πετρωμάτων από τις δύο προαναφερθείσες περιοχές. Προς την κατεύθυνση αυτή, έγιναν δοκιμές με στόχο τη διερεύνηση των φυσικών, δυναμικών και μηχανικών χαρακτηριστικών τους καθώς και συσχετίσεις μεταξύ τους. Συνολικά μελετήθηκαν εικοσιένα (21) κυλινδρικά δοκίμια ως προς τις φυσικές, δυναμικές και μηχανικές τους ιδιότητες, σύμφωνα πάντα με τις προδιαγραφές της ISRM και της ASTM. Τα αποτελέσματα των δοκιμών επεξεργάστηκαν με τη βοήθεια υπολογιστικού προγράμματος. 7

8 2. ΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΣΤΙΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΜΕΘΑΝΑ, ΚΑΛΛΙΔΡΟΜΟ 2.1 ΜΕΘΑΝΑ: Τα Μέθανα είναι μια χερσόνησος που βρίσκεται στα βορειοανατολικά της Πελοποννήσου και αποτελεί τμήμα του ΒΔ άκρου του Ηφαιστειακού Τόξου του Αιγαίου (Εικ 2.1). Στα βορειοδυτικά του νησιού υπάρχει μια εμφάνιση γκρίζου ασβεστόλιθου ηλικίας Ανώτερου Τριαδικού έως Κατώτερου Ιουρασικού ενώ στα νότια βρίσκονται οι ασβεστόλιθοι του Ασπροβουνίου ηλικίας Ανώτερου Ιουρασικού έως Κατώτερου Κρητιδικού (Εικ 2.4) (Dietrich and Gaitanakis, 1995). Αυτά τα ιζηματογενή πετρώματα αποτελούν το υπόβαθρο κάτω του ηφαιστείου και απαντώνται σε βάθη έως Εικόνα 2. 1 και 1000 μέτρων κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας (Volti, 1999). Το μεγαλύτερο τμήμα της χερσονήσου αποτελείται από ηφαιστειακά πετρώματα δακιτικής και ανδεσιτικής / βασαλτικής ανδεσιτικής σύστασης με τη μορφή δόμων αλλά και ροών λάβας (Εικ 2.2). Σύμφωνα με την Davis (1957) η ηφαιστειακή δραστηριότητα στα Μέθανα ξεκίνησε κατά το Πλειόκαινο ενώ η Pe (1974) προτείνει ως ηλικία έναρξης δραστηριότητας τα τέλη του Τριτογενούς ή τις αρχές του Τεταρτογενούς. Η Pe (1974) βασισμένη σε στοιχεία επαφής των λιθοτύπων μεταξύ τους αλλά και στο βαθμό της διάβρωσης αυτών, διέκρινε τέσσερις διαφορετικές ενότητες ηφαιστειακών πετρωμάτων στα Μέθανα(Εικ 2.3). Τα κανονικά ρήγματα που διατρέχουν τη χερσόνησο των Μεθάνων, καθώς αποτελούν σημεία απολέπτυνσης του φλοιού επιτρέπουν κατά μήκος τους αλλά και στα σημεία τομής τους, την άνοδο του μάγματος και τη δημιουργία δόμων. Η τελευταία ιστορική έκρηξη στα Μέθανα έλαβε χώρα το 230 π.χ και καταγράφηκε από τον Παυσανία στο έργο του «Ελλάδος Περιήγησις» και το Στράβωνα στο βιβλίο του «Γεωγραφικά». Αποτελείται από λάβες σύστασης ανδεσίτη. 8

9 Εικόνα 2.2: Τμήμα από γεωλογικό χάρτη του ΙΓΜΕ, φύλλο «ΜΕΘΑΝΑ» 9

10 10

11 11

12 12

13 Εικόνα 2.3 Τμήμα από γεωλογικό χάρτη του ΙΓΜΕ, φύλλο «ΜΕΘΑΝΑ» Εικόνα 2.4. Τμήμα από γεωλογικό χάρτη του ΙΓΜΕ, φύλλο «ΜΕΘΑΝΑ» 13

14 Όπως προαναφέρθηκε, οι λιθότυποι που αναγνωρίστηκαν στην ύπαιθρο και από τους οποίους έγινε η δειγματοληψία είναι δακίτες, ανδεσίτες και βασαλτικοί ανδεσίτες. Στη συνέχεια, δίνονται οι περιγραφές τους. Δακίτες: Οι δακίτες των Μεθάνων αποτελούνται από δόμους και απορρέουσες από αυτούς λάβες. Ο υψηλότερος δόμος του νησιού λέγεται Κοκκώνα, αποτελείται από δακίτη και έχει υψόμετρο μέτρα. Τοπικά ορισμένες εμφανίσεις είναι εξαλλοιωμένες πλησίον ρηγμάτων, γεγονός που αποτελεί ένδειξη ενεργού υδροθερμικού συστήματος. Οι δακίτες των Μεθάνων έχουν χρώμα που ποικίλλει από γκρίζο ως κοκκινωπό. Η χρωματική διαφορά οφείλεται στο ποσοστό αφυάλωσης και οξείδωσης του γυαλιού. Οι δακίτες δείχνουν ανώμαλες εξωτερικές επιφάνειες με ακίδες λάβας και φολίωση ροής αλλά και ατελή στηλοειδή κατάτμηση λόγω ψύξης. Εικόνα 2.5: Από την περιοχή δειγματοληψίας ΜΕΘ5 (Σύσταση: δακίτες) 14

15 Ανδεσίτες: Οι ανδεσίτες της περιοχής των Μεθάνων εντοπίζονται πλησίον των περιοχών Θειάφι και Βαθύ στα ανατολικά και στα δυτικά της χερσονήσου αντίστοιχα. Το χρώμα των ανδεσιτών είναι γκρίζο. Εικόνα 2.6: Από την περιοχή δειγματοληψίας ΜΕΘ7 (Σύσταση: ανδεσίτες) Ανδεσίτης / Βασαλτικός Ανδεσίτης: Η πιο πρόσφατη λάβα που εκχύθηκε από το ηφαίστειο των Μεθάνων στην περιοχή Καμμένη Χώρα, αποτελείται από ανδεσίτη με εγκλείσματα βασαλτικού ανδεσίτη και είναι καταγεγραμμένη από τον Παυσανία το 230 π.χ. Η λάβα είναι ορατή από μεγάλη απόσταση, κατά μήκος του οδικού δικτύου που συνδέει τη χερσόνησο των Μεθάνων με την Πελοπόννησο και από πλοίο κατευθυνόμενο προς τα Μέθανα από την Αίγινα, καθώς είναι νεότερη και έχει κοκκινωπό χρώμα, διαφορετικό από τα γύρω πετρώματα και έντονο ανάγλυφο με οβελίσκους και απότομο μέτωπο προς τη θάλασσα. Το χρώμα της λάβας αυτής οφείλεται στην επιφανειακή διάβρωση που έχει υποστεί. Το σημείο 15

16 από το οποίο τροφοδοτείται η λάβα της Καμμένης Χώρας βρίσκεται στη συνάντηση δύο συστημάτων ρηγμάτων πλησίον της επαφής με τους ασβεστολίθους του υποβάθρου της χερσονήσου. Τα ρήματα είναι Β-Ν και ΑΝΑ-ΔΒΔ διεύθυνσης (Makris et al., 2004). 2.2 ΚΑΛΛΙΔΡΟΜΟ: Η γεωλογική δομή του όρους Καλλιδρόμου (Εικ 2.7) είναι σχετικά απλή. Γεωτεκτονικά εντάσσεται στην Υποπελαγονική ζώνη και δομείται κυρίως από αλπικούς σχηματισμούς, οι οποίοι αποτελούν το υπόβαθρο, υπερκείμενοι των οποίων είναι μεταλπικοί σχηματισμοί και μολασσικές αποθέσεις. Εικόνα 2.7: Γεωγραφική θέση Καλλιδρόμου Στη συνέχεια, θα αναπτυχθεί κατά κύριο λόγο το οφιολιθικό σύμπλεγμα της περιοχής του Καλλιδρόμου. Το σύμπλεγμα αυτό αναπτύσσεται στο ανατολικό - νοτιοανατολικό τμήμα της οροσειράς. Οι αλπικοί σχηματισμοί που δομούν την περιοχή διαρθρώνονται από τους παλαιότερους προς τους νεότερους ως ακολούθως: Κρυσταλλικοί δολομίτες, δολομιτικοί ασβεστόλιθοι και ασβεστόλιθοι κατά θέσεις ωολιθικοί (Τριαδικό Μέσο Ιουρασικό). Στο Κάτω Ιουρασικό παρατηρούνται βωξιτικά κοιτάσματα του 16

17 πρώτου βωξιτικού ορίζοντα, ο οποίος αντιστοιχεί πλήρως με τον κατώτερο ορίζοντα βωξιτών της ζώνης Παρνασσού. Ασύμφωνα πάνω στους Μέσο Ιουρασικούς ασβεστόλιθους αποτίθενται σκοτεινόχρωμοι ασβεστόλιθοι και κατά θέσεις κόνδυλοι μαύρων πυριτολίθων (Άνω Ιουρασικής ηλικίας). Ραδιολαρίτες, Άνω Ιουρασικής ηλικίας, αποτίθενται με συμφωνία πάνω στην ασβεστολιθική ακολουθία (DANELIAN & ROBERTSON, 1995). Συχνά αυτοί εναλλάσσονται με πηλίτες και προς τους ανώτερους ορίζοντες παρατηρούνται αποθέσεις κλαστικών ιζημάτων, τα οποία περιέχουν θραύσματα οφιολιθικών πετρωμάτων. Τα οφιολιθικά πετρώματα επωθούνται επί των ασβεστολίθων, των ραδιολαριτικών και των κλαστικών ιζημάτων και όπως έχει ήδη αναφερθεί εμφανίζονται στο ανατολικό - νοτιοανατολικό τμήμα της οροσειράς. Διαχωρίζονται στην ενότητα της οφιολιθικής mélange και του οφιολιθικού καλύμματος. Πιο συγκεκριμένα, η mélange εμφανίζεται σε όλο αυτό το τμήμα, ενώ το κάλυμμα αναπτύσσεται στο κεντρικό κομμάτι του τμήματος. Στην οφιολιθική mélange συμμετέχουν τεμάχη σερπεντινιωμένων περιδοτιτών (σερπεντινιτών), γάββρων, βασαλτών, δολεριτών, αμφιβολιτών, ροδινγκιτών, ραδιολαριτών και ασβεστολίθων. Στο οφιολιθικό κάλυμμα συμμετέχουν σερπεντινιωμένοι περιδοτίτες - σερπεντινίτες με δουνιτικά σώματα. Ασύμφωνα πάνω στους υποκείμενους σχηματισμούς, αποτίθενται επικλυσιγενώς Κενομάνιοι ασβεστόλιθοι. Ακολουθούν ρουδιστοφόροι ασβεστόλιθοι και εν συνεχεία ο Άνω Κρητιδικός Φλύσχης. Οι επικλυσιγενείς Κρητιδικοί σχηματισμοί δεν εμφανίζονται στο ΝΑ τμήμα της οροσειράς, αλλά εμφανίζονται μόνο στο βόρειο τμήμα του Καλλιδρόμου, πλησίον της πεδιάδας του Σπερχειού ποταμού. Μολασσικές αποθέσεις, Ολιγοκαινικής ηλικίας, καλύπτουν τοπικά τις οφιολιθικές εμφανίσεις. Οι μεταλπικοί σχηματισμοί αναπτύσσονται κυρίως στις λεκάνες του Ρεγκινίου (βόρεια) και του Μόδιου (νότια). Μικρές μόνο εμφανίσεις τους απαντώνται κατά θέσεις μέσα στον ορεινό όγκο. Πρόκειται για λιμναίες αποθέσεις (μάργες, άργιλοι, ψαμμίτες και κροκαλοπαγή με παρεμβολές κοιτασμάτων λιγνίτη, Τριτογενούς ηλικίας) και χαλαρές αποθέσεις (Τεταρτογενούς ηλικίας). 17

18 Εικόνα 2.8: Γεωλογικός χάρτης του Καλλιδρόμου [από τα γεωλογικά φύλλα του ΙΓΜΕ (Αμφίκλεια, Ελάτεια), Διαμαντής Κωνσταντίνος (2010)] 18

19 Οφιολιθικό κάλυμμα Καλλιδρόμου, με έμφαση στα υπερβασικά: Το οφιολιθικό κάλυμμα του Καλλιδρόμου αναπτύσσεται κυρίως στην περιοχή που περικλείεται μεταξύ των οικισμών Καλλίδρομο Ρεγκίνιο Μόδιο, δηλαδή στο ανατολικό νοτιοανατολικό τμήμα του ορεινού όγκου του Καλλιδρόμου (Εικ. 2.8). Αποτελείται κυρίως από σερπεντινιωμένα υπερβασικά πετρώματα, τα οποία καταλαμβάνουν μία έκταση περίπου 5.5 km² και είναι επωθημένα στην οφιολιθική mélange του Καλλιδρόμου. Συχνά στη βάση του απαντώνται αμφιβολιτικά σώματα ποικίλων διαστάσεων, τα οποία αποτελούν το «μεταμορφικό πέλμα». Επιπρόσθετα, στο οφιολιθικό κάλυμμα του Καλλιδρόμου απαντώνται κυρίως ελαφρά ως πολύ σερπεντινιωμένοι χαρτσβουργίτες και σε μικρότερη έκταση λερζόλιθοι, δουνίτες, γάββροι, διαβάσες, ηφαιστειακά και ιζηματογενή πετρώματα. Ιδιαίτερα, τα υπερβασικά πετρώματα είναι δυνατόν να διακριθούν κυρίως σε τρεις (3) πετρολογικές ενότητες σχηματισμούς, οι οποίοι από κάτω προς τα πάνω είναι (Εικ. 2.9): (α) Σχιστώδεις σερπεντινίτες (se.s). (β) Σερπεντινίτες (se). (γ) Σερπεντινιωμένοι περιδοτίτες (κυρίως χαρτσβουργίτες, ha) Οι σχιστώδεις σερπεντινίτες και οι υπερκείμενοί τους σερπεντινίτες (70 100% σερπεντινίωση) αποτελούν μια ενιαία μάζα, με συνεχή μείωση προς τα ανώτερα μέλη της τεκτονικής παραμόρφωσης, στην οποία βρίσκονται επωθημένοι οι σερπεντινιωμένοι περιδοτίτες (κυρίως χαρτσβουργίτες). Οι σχιστώδεις σερπεντινίτες αποτελούν μία ανομοιογενή μάζα από πλήρως σερπεντινιωμένους και σχιστοποιημένους σερπεντινίτες που χαρακτηρίζονται από έντονη φυλλώδη δομή. Στο εσωτερικό των σχιστωδών σερπεντινιτών διαπιστώθηκαν και ζώνες διάτμησης. Πέραν, όμως, της σχιστοποίησης έχουν υποστεί και έντονο κατακερματισμό, τέτοιον που μπορεί σε πολλές θέσεις να τους χαρακτηρίσει και ως κατακλασίτες. Οι σερπεντινίτες αποτελούν μία έντονα τεκτονισμένη και πλήρως σερπεντινιωμένη υπερβασική μάζα με ποικίλο βαθμό παραμόρφωσης τύπου boudinage, συνήθως γκριζοπράσινου χρώματος. Αυτοί υπέρκεινται του σχιστώδους σερπεντινίτη και αποτελούν τα λιγότερο παραμορφωμένα τμήματα μιας σχεδόν πλήρους σερπεντινιωμένης υπερβασικής μάζας. Στο εσωτερικό τους και με μεγαλύτερη συχνότητα κοντά στην επαφή τους με τους υπερκείμενους σερπεντινιωμένους χαρτσβουργίτες απαντώνται ζώνες 19

20 διάτμησης. Οι ζώνες αυτές οριοθετούνται παράλληλα ή υποπαράλληλα με την όλη δομή του οφιολιθικού καλύμματος και χαρακτηρίζονται από έντονο κατακερματισμό (μυλονίτες ή/και κατακλασίτες). Εικόνα 2.9: Λιθοστρωματογραφική στήλη των υπερβασικών πετρωμάτων τα οποία είναι επωθημένα πάνω στους ασβεστόλιθους στην περιοχή του Καλλίδρομου. kj: ασβεστόλιθοι, sh: σχιστοκερατολιθική διάπλαση (οφιολιθική mélange), Vo: ηφαιστειακά, ab: αμφιβολίτες, se.s: σχιστώδεις σερπεντινίτες, se: σερπεντινίτες, ha: χαρτσβουργίτες, sz: ζώνη διάτμησης (ΕΡΓΟΣΕ, 2003) Οι σερπεντινιωμένοι περιδοτίτες (κυρίως χαρτσβουργίτες) καταλαμβάνουν τα ανώτερα μέλη του οφιολιθικού τεκτονικού καλύμματος διαφοροποιημένοι πλήρως από τις υποκείμενες έντονα παραμορφωμένες και εξολοκλήρου σερπεντινιωμένες υπερβασικές μάζες στις οποίες και έχουν επωθηθεί. Πρόκειται για συμπαγή πετρώματα, τα οποία παρουσιάζουν ασαφή σχιστότητα. Στο νοτιοδυτικό τμήμα της μάζας εμφανίζονται μαζί με φλέβες, 20

21 ενώ στο βορειοανατολικό τμήμα δεν υπάρχουν φλέβες. Οι σερπεντινιωμένοι περιδοτίτες (30 100% σερπεντινίωση) γενικά αποτελούν μια ομοιογενή, ανισότροπη όμως μάζα, της οποίας η συνέχεια διακόπτεται από συστηματική παρουσία επιφανειών διάρρηξης και ζωνών διάτμησης. Οι ζώνες διάτμησης που τη διασχίζουν είναι τόσο θραυσιγενείς (brittle), όσο και θραυσιγενείς - πλαστικές (brittle ductile). To πάχος τους κυμαίνεται από λίγα εκατοστά μέχρι και 30 50m. Οι θραυσιγενείς ζώνες διάτμησης χαρακτηρίζονται από ασαφή σχιστότητα και παρουσία λατυποπαγών ή και κατακλασιτών, ενώ οι θραυσιγενείς πλαστικές από ασαφή σχιστότητα, η οποία σε πολλές θέσεις παρουσιάζει και έντονη πτυχωσιγενή δομή. Προς τα ανώτερα τμήματα των σερπεντινιωμένων περιδοτιτών η παραμόρφωση και ο βαθμός σερπεντινίωσης μειώνονται και μάλιστα όταν ο τελευταίος γίνει μικρότερος από 30%, τα πετρώματα χαρακτηρίζονται ως υγιείς περιδοτίτες. Εικόνα 2.10: Από την περιοχή δειγματοληψίας ΚΑΛ1 (Σύσταση: περιδοτίτες) 21

22 3. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ (ΑΝΑΛΥΤΙΚΑ) ΚΑΙ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΤΟΥΣ ΣΤΟΥΣ ΒΡΑΧΩΔΕΙΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥΣ 3.1 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Η εκτέλεση των εργαστηριακών δοκιμών Βραχομηχανικής έχει σαν σκοπό: 1) Την απόκτηση της βασικής πληροφόρησης σχετικά με τις φυσικές ιδιότητες και τη μηχανική συμπεριφορά του ακέραιου πετρώματος. 2) Τη γεωτεχνική ταξινόμηση και το χαρακτηρισμό του βραχώδους υλικού (ακέραιου πετρώματος) με βάση τους διάφορους δείκτες ταξινόμησης. 3) Την εκτίμηση των παραμέτρων εκείνων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν άμεσα στο σχεδιασμό των διάφορων τεχνικών έργων στο πέτρωμα. Εργαστηριακές δοκιμές Βραχομηχανικής: Πίνακας 3.1: Σπουδαιότερες και συχνότερα εκτελούμενες ή «κλασσικές» εργαστηριακές δοκιμές 22

23 3.2 ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΔΟΚΙΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ Οι εργαστηριακές δοκιμές Βραχομηχανικής είναι επακριβώς και σαφώς προδιαγραμμένες σε κανονισμούς και οδηγίες, οι πιο σημαντικοί των οποίων είναι της I.S.R.M. (Διεθνής Ένωση Βραχομηχανικής), A.S.T.M. (Aμερικάνικη Ένωση Δοκιμών και Υλικών), B.S. (Βρετανικά Πρότυπα) και οι αντίστοιχες Ελληνικές προδιαγραφές του Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. (Ε1Ο3-84). Ο μηχανολογικός εξοπλισμός που χρησιμοποιείται (συσκευές, πρέσες κ.τ.λ.) πρέπει να είναι διακριβωμένος (δηλαδή να υπάρχουν πιστοποιητικά ελέγχου καλής λειτουργίας που εκδίδονται σε ετήσια περίπου βάση) και όλη διαδικασία εκτέλεσης των δοκιμών γίνεται αυστηρά σύμφωνα με τις προδιαγραφές και τα προβλεπόμενα από τα πιστοποιητικά ποιότητας. Παρακάτω αναφέρονται οι προδιαγραφές των «κλασσικών» δοκιμών Βραχομηχανικής, όπως αυτές αναφέρονται στις αντίστοιχες πρότυπες οδηγίες. 1. Εργασία προετοιμασίας κυλινδρικών δοκιμίων βραχωδών δειγμάτων Διάτρηση με καροταρία για λήψη κυλινδρικού δοκιμίου Κοπή και λείανση των άκρων του δοκιμίου 2. Προσδιορισμός φυσικής υγρασίας (Ε103-84, ISRM 1981, ASTM D ) 3. Προσδιορισμός πορώδους και πυκνότητας (Ε103-84, ISRM 1981, ASTM D ) 4. Προσδιορισμός αντοχής σε μοναξονική θλίψη (Ε103-84, ISRM 1981, ASTM D ) 5. Προσδιορισμός αντοχής σε σημειακή φόρτιση (Ε103-84, ISRM 1985) 6. Προσδιορισμός αντοχής σε τριαξονική θλίψη (Ε103-84, ISRM 1981, ASTM D ) 7. Προσδιορισμός σκληρότητας με το σφυρί Schmidt (L) (Ε103-84, ISRM 1981) 8. Προσδιορισμός διατμητικής αντοχής ασυνεχειών (ISRM 1981, ASTM D ) 9. Προσδιορισμός δείκτη χαλάρωσης (ISRM 1981, ASTM D ) 10. Προσδιορισμός εφελκυστικής αντοχής (Brazilian) (ISRM 1981) 11. Προσδιορισμός αντοχής σε μοναξονική θλίψη με σύγχρονη μέτρηση και προσδιορισμό Ε και ν (Ε103-84, ISRM 1981, ASTM D ) 12. Προσδιορισμός ταχύτητας διάδοσης υπερήχων (ISRM 1981, ASTM D ) 23

24 3.3 ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ Είναι γνωστό ότι το ακέραιο πέτρωμα (βραχώδες υλικό) αποτελείται από το στερεό μέρος και από κενά (πόροι) που υπάρχουν μεταξύ των ορυκτών ή του συνδετικού υλικού. Τα κενά αυτά πιθανό να περιέχουν νερό ενώ ο υπόλοιπος χώρος που καταλαμβάνουν περιέχει ατμοσφαιρικό αέρα ή διάφορα άλλα αέρια (μεθάνιο, φυσικό αέριο). Η εικόνα αυτή του πετρώματος δίνεται στο Σχήμα 3.1, όπου διακρίνονται το στερεό μέρος και τα κενά (πόροι), που μερικώς έχουν πληρωθεί με νερό. Σχήμα 3.1: Ενδεικτικό διάγραμμα σχέσεων βαρών και όγκων των στερεών, του νερού και του αέρα στο ακέραιο πέτρωμα. (ΚΟΥΚΗΣ & ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ, 2002) Αρκετές σχέσεις που αναφέρονται στις φυσικές ιδιότητες του ακέραιου πετρώματος, μπορούν εύκολα να γίνουν απόλυτα κατανοητές με τη βοήθεια του συγκεκριμένου σχήματος. 24

25 Προσδιορισμός πορώδους, πυκνότητας και λόγου κενών (με τη χρήση μικρομέτρου και συσκευής κενού) Με τη μέθοδο αυτή προσδιορίζονται η πυκνότητα (ή φαινόμενο βάρος), το πορώδες (n) και ο λόγος κενών (e) σε δοκίμια πετρώματος κανονικού γεωμετρικού σχήματος. Επίσης είναι δυνατός ο προσδιορισμός της υγρής πυκνότητας (ρsat). Για την εκτέλεση της δοκιμής απαιτείται ο παρακάτω εξοπλισμός: Φούρνος που διατηρεί σταθερή θερμοκρασία στους 105 ± 5 C Ξηραντήρας Ζυγός ακριβείας 0.01 gr Μικρόμετρο (παχύμετρο) ακριβείας 0.1 mm Συσκευή δημιουργίας κενού της τάξης των 800 Pa (Εικ 3.1) Εικόνα

26 Εκτέλεση δοκιμής - Υπολογισμοί: 1. Από ένα δείγμα πετρώματος διαμορφώνονται τρία δοκίμια σε κανονικό γεωμετρικό σχήμα (πρίσμα ή κύλινδρος) που το καθένα έχει μάζα μεγαλύτερη των 50 gr. Με μικρόμετρο μετριούνται οι διαστάσεις κάθε δοκιμίου με ακρίβεια 0.1 mm και υπολογίζεται ο όγκος (Vt) του καθενός σε m³. 2. Τα δείγματα τοποθετούνται στη συσκευή κενού όπου και παραμένουν μία ώρα βυθισμένα στο νερό ώστε να υποστούν κορεσμό. Η συσκευή ανακινείται περιοδικά για απομάκρυνση φυσαλίδων αέρα. 3. Τα δείγματα απομακρύνονται από τη συσκευή κενού, σφογγίζονται με υγρό πανί επιφανειακά, προσεκτικά ώστε να μην απομακρυνθεί κάποιο χαλαρωμένο κομμάτι πετρώματος, ζυγίζονται και υπολογίζεται η υγρή μάζα του καθενός (Msat). 4. Τοποθετούνται σε φούρνο σε θερμοκρασία 105 C για 24 ώρες και στη συνέχεια σε ξηραντήρα για 1 ώρα. Ζυγίζονται και υπολογίζεται η μάζα του καθενός (Ms) Προσδιορισμός πορώδους και λόγου κενών (με τη μέθοδο της άνωσης και συσκευής κενού) Η δοκιμή αυτή έχει σαν σκοπό τον προσδιορισμό του πορώδους (n) και του λόγου κενών (e) σε δοκίμια πετρώματος ακανόνιστου σχήματος. Επίσης είναι δυνατός ο υπολογισμός της ξηρής πυκνότητας (ρd) καθώς επίσης και της υγρής πυκνότητας (ρsat). Για την εκτέλεση της δοκιμής απαιτείται ο εξής εξοπλισμός: Φούρνος που διατηρεί σταθερή θερμοκρασία στους 105 ± 5 C Δοχείο από μη διαβρώσιμο υλικό με αεροστεγές πώμα Ξηραντήρας Συσκευή δημιουργίας κενού της τάξης των 800 Pa Ζυγός ακριβείας 0.01 gr Ένα συρμάτινο καλάθι με κατάλληλο σύστημα ανάρτησης από το κέντρο του δίσκου του ζυγού Ένα δοχείο για τη βύθιση του συρμάτινου καλαθιού στο νερό 26

27 Εκτέλεση δοκιμής - Υπολογισμοί: 1. Ένα δείγμα πετρώματος, από 10 τουλάχιστον τεμάχια ακανόνιστου σχήματος, που το καθένα έχει μάζα μεγαλύτερη των 50 gr ξεπλένεται για την απομάκρυνση της σκόνης. Στη συνέχεια το δείγμα τοποθετείται στη συσκευή δημιουργίας κενού 800 Pa, όπου και παραμένει για μία ώρα βυθισμένο στο νερό για να υποστεί κορεσμό. 2. Η συσκευή ανακινείται περιοδικά για την απελευθέρωση των φυσαλίδων του αέρα. 3. Απομακρύνεται το δείγμα από τη συσκευή κενού και τοποθετείται στο συρμάτινο καλάθι, που είναι αναρτημένο από το κέντρο του δίσκου του ζυγού και βυθίζεται στο νερό μέσα στο ειδικό δοχείο. Προσδιορίζεται η μάζα του εμβαπτισμένου δείγματος (Μsub) με ακρίβεια 0.1 gr σαν διαφορά μαζών: (δείγμα + καλάθι) μείον καλάθι. 4. Καθαρίζεται το δοχείο με το πώμα και προσδιορίζεται η μάζα του (Α). 5. Αφού σφογγισθούν τα ταμάχια του δείγματος με ένα υγρό πανί επιφανειακά, με προσοχή ώστε να απομακρυνθεί μόνο το νερό και όχι κάποιο χαλαρό κομμάτι πετρώματος, τοποθετούνται στο δοχείο, σφραγίζονται με το πώμα και υπολογίζεται η μάζα τους (Β). 6. Στη συνέχεια αποσφραγίζεται το δοχείο και τοποθετείται στο φούρνο σε θερμοκρασία 105 ± 5 C για 24 ώρες. Μετά την ξήρανση του δείγματος σφραγίζεται το δοχείο και τοποθετείται στον ξηραντήρα για μία ώρα και προσδιορίζουμε τη μάζα (C) του δοχείου με το ξηρό δείγμα. Το πορώδες (n) και ο λόγος κενών (e) υπολογίζονται από τις σχέσεις: Για τον υπολογισμό των παραπάνω είναι απαραίτητη η εκτίμηση των εξής: Όγκος δείγματος, Όγκος στερεού, Όγκος πόρων, Όπου, ρw = 1 gr/cm³ (πυκνότητα του νερού) 27

28 Μsat = B - A (Mάζα υγρού δείγματος) Μs = C - A (Μάζα ξηρού δείγματος) Μsub = Μάζα εμβαπτισμένου δείγματος Επίσης μπορούν να υπολογιστούν οι παρακάτω φυσικές παράμετροι: Ξηρή πυκνότητα, Υγρή πυκνότητα, Προσδιορισμός του δείκτη κενών (Void index) H δοκιμή αυτή έχει σαν σκοπό τον προσδιορισμό του δείκτη κενών (Ιν), ο οποίος εκτιμάται σαν ποσοστό της μάζας του νερού που περιέχεται σε ένα βραχώδες δοκίμιο μετά από τοποθέτησή του για μία ώρα σε λουτρό νερού (δηλαδή διαδικασία γρήγορης απορρόφησης - quick absorption), προς την αρχική του ξηρή μάζα. Ο δείκτης κενών συσχετίζεται με το πορώδες καθώς επίσης και άλλες ιδιότητες του ακέραιου πετρώματος όπως την αποσαθρωσιμότητα, δηλαδή τη γρήγορη αποσάθρωσή του. Είναι παρόμοιος με το λεγόμενο δείκτη Hamrol (έχουν ακριβώς την ίδια μεθοδολογία υπολογισμού με τη διαφορά ότι για το δείκτη Hamrol η γρήγορη απορρόφηση γίνεται με τη χρήση αντλίας νερού) που συχνά αναφέρεται και σαν δείκτης αποσάθρωσης. Η δοκιμή αυτή έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να απαιτεί τον ελάχιστο εξοπλισμό. Για την εκτέλεση της δοκιμής απαιτούνται: Φούρνος που διατηρεί σταθερή θερμοκρασία στους 105 ± 5 C Ξηραντήρας Ζυγός ακριβείας 0.1 gr Στεγανό δοχείο από μη διαβρώσιμο υλικό ικανοποιητικής χωρητικότητας 28

29 Εκτέλεση δοκιμής - Υπολογισμοί: Επιλέγεται ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα από τουλάχιστον 10 τεμάχια πετρώματος ώστε η μάζα του κάθε ενός από αυτά να υπερβαίνει τα 50 gr. 1. Τα τεμάχια του πετρώματος τοποθετούνται στο φούρνο και ξηραίνονται για 24 ώρες σε θερμοκρασία 105 ± 5 C, κατόπιν τοποθετούνται στον ξηραντήρα ώστε το υλικό του ξηραντήρα να καλύπτει τα κομμάτια για άλλες 24 ώρες. 2. Απομακρύνονται τα τεμάχια από τον ξηραντήρα, καθαρίζονται με βούρτσα από τη σκόνη και τυχόν χαλαρά θραύσματα πετρώματος και προσδιορίζεται η ξηρή μάζα τους (Α) με ακρίβεια 0.1 gr. 3. To συνολικό δείγμα τοποθετείται στο δοχείο όπου προστίθεται νερό μέχρι να καλυφθούν όλα τα τεμάχια πετρώματος για μία ώρα (συνθήκες γρήγορης απορρόφησης). Το δοχείο περιοδικά ανακινείται για να απομακρυνθούν οι φυσαλίδες του αέρα που σχηματίζονται. 4. Απομακρύνονται τα ταμάχια και σφογγίζονται επιφανειακά με ένα βρεγμένο πανί. Απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή ώστε να απομακρυνθεί μόνο το νερό που υπάρχει επιφανειακά χωρίς κανένα χαλαρό κομμάτι πετρώματος. Κατόπιν το δείγμα ζυγίζεται και προσδιορίζεται η υγρή του μάζα (Β) Ο δείκτης κενών (Ιν) υπολογίζεται από τη σχέση: Ο δείκτης κενών πρέπει να αναφέρεται με ακρίβεια 0.1% 29

30 3.4 ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ Προσδιορισμός της ταχύτητας των υπερήχων κυμάτων διαμέσου βραχωδών δειγμάτων (Ultrasonic Pulse Method) Σκοπός της δοκιμής είναι ο προσδιορισμός των ταχυτήτων Vp και Vs των κυμάτων (διαμήκων και διατμητικών) των υπερήχων μέσα στο βραχώδες υλικό. Με τον τρόπο αυτό είναι δυνατή η εκτίμηση των δυναμικών παραμέτρων Εο, ν και Go του ακέραιου πετρώματος. Η δοκιμή εκτελείται σε βραχώδη δοκίμια ορθού κυλινδρικού σχήματος με ελάχιστες διαστάσεις, μήκος L = 10 cm και διάμετρο D = 8 cm, με τη χρήση της ειδικής συσκευής η οποία γενικά περιλαμβάνει (Εικ 3.2): Σύστημα παραγωγής κυμάτων υπερήχων γνωστής συχνότητας (περίπου 50 khz). Δύο πιεζοηλεκτρικούς μετατροπείς που τοποθετούνται σε επαφή με τις δύο βάσεις του κυλινδρικού δοκιμίου, για την εκπομπή και τη λήψη των κυμάτων αντίστοιχα. Παλμογράφος αποτύπωσης της κυματομορφής. Φυλλάρια μολύβδου (ή γράσσο κ.λπ.). Συσκευή φόρτισης (πρέσσα). Θα πρέπει να τονιστεί ότι υπάρχουν αρκετοί τύποι συσκευών προσδιορισμού ταχύτητας των υπερήχων, οι οποίες βασίζονται στην ίδια αρχή λειτουργίας και προσομοιάζουν μεταξύ τους. Πιθανόν να έχουν διαφορετικές δυνατότητες μέτρησης και η ακρίβειά τους να είναι ανάλογη. Η περιγραφή που ακολουθεί αναφέρεται σε σχετικά σύγχρονη συσκευή με πολλαπλές δυνατότητες μέτρησης. 30

31 Εικόνα 3.2: Σύστημα συσκευής μέτρησης ταχύτητας υπερήχων, σε βραχώδες δοκίμιο Εκτέλεση δοκιμής - Υπολογισμοί: 1. Πριν την έναρξη της δοκιμής γίνεται ρύθμιση και μηδενισμός όλου του συστήματος. Αυτό επιτυγχάνεται ως εξής: Αφού γίνει η συνδεσμολογία των επί μέρους τμημάτων της συσκευής, τοποθετείται από ένα φυλλάριο μολύβδου, τόσο ώστε να καλύπτει τις επιφάνειες επαφής των πιεζοηλεκτρικών μετατροπέων. Τοποθετείται ο ένας μετατροπέας επάνω στον άλλο, με τις δύο επιφάνειές τους να είναι σε επαφή και στη σωστή θέση (η έξοδος των P πάνω από την είσοδο των P και το ίδιο και για τα S) και ενδιάμεσά τους να πιέζονται τα δύο φυλλάρια μολύβδου. Οι δύο σε επαφή μετατροπείς τοποθετούνται στη συσκευή φόρτισης και εφαρμόζεται σε αυτούς ένα φορτίο της τάξεως kgf. Τοποθετείται ο διακόπτης επιλογής (mode) της συσκευής παραγωγής κυμάτων στη θέση P και στην οθόνη του παλμογράφου από μία ευθεία γραμμή που υπήρχε, τώρα εμφανίζεται μία συγκεκριμένη κυματομορφή. Περιστρέφοντας τον ειδικό διακόπτη μέτρησης χρόνου (transmit time) ο φωτεινός δρομέας στον παλμογράφο μετακινείται πάνω στην κυματομορφή. Όταν ο δρομέας φτάσει στη θέση που η κυματομορφή από ευθεία γραμμή παίρνει τη μορφή ημιτονοειδούς καμπύλης (σημείο καμπής), ρυθμίζεται με το 31

32 διακόπτη μηδενισμού ώστε ο ψηφιακός πίνακας που δείχνει το χρόνο να έχει την ένδειξη Η ίδια εργασία επαναλαμβάνεται και για τα κύματα S, αφού πρώτα τοποθετηθεί ο διακόπτης επιλογής στη θέση S. Τώρα πλέον έχει ολοκληρωθεί η ρύθμιση και ο μηδενισμός όλου του συστήματος και μπορεί να γίνει η έναρξη της δοκιμής. Σε άλλου τύπου πιο απλές συσκευές χρησιμοποιείται γράσσο αντί για φυλλάριο μολύβδου και η ρύθμιση γίνεται άμεσα στην οθόνη ψηφιακών ενδείξεων χρόνου (οι συσκευές αυτές δε διαθέτουν παλμογράφο). Επίσης, σε μερικές συσκευές η ρύθμιση του χρόνου γίνεται με τη χρήση μεταλλικού πρότυπου δοκιμίου γνωστών χρόνων διέλευσης κυμάτων P και S. 2. Τοποθετείται το δοκίμιο του πετρώματος μεταξύ των δύο μετατροπέων, προσέχοντας πάντα το φυλλάριο μολύβδου να μην είναι τσακισμένο ή σχισμένο και η θέση των μετατροπέων να είναι σωστή. Τώρα όλο το σύστημα (μετατροπέας, φυλλάριο μολύβδου, δοκίμιο, φυλλάριο μολύβδου, μετατροπέας) τοποθετείται στη συσκευή φόρτισης και επιβάλλεται το φορτίο ( kgf). 3. Ρυθμίζεται ο διακόπτης επιλογής στη θέση P και στον παλμογράφο φαίνεται η κυματομορφή των P κυμάτων. Με το διακόπτη μεγέθυνσης γίνεται ρύθμιση της ευκρίνειας της κυματομορφής και περιστρέφοντας το διακόπτη μέτρησης χρόνου γίνεται μέτρηση του χρόνου εισόδου των κυμάτων P στη θέση της πρώτης καμπής της κυματομορφής. Στο σημείο αυτό καταγράφεται ο χρόνος εισόδου (Τ) των διαμήκων κυμάτων P στο ψηφιακό πίνακα του οργάνου σε μs (Tp). 4. H ίδια εργασία επαναλαμβάνεται και για τον υπολογισμό του χρόνου (Τ) των διατμητικών κυμάτων S (Ts) αφού τοποθετηθεί ο διακόπτης επιλογής στη θέση S. 5. Oι τιμές Tp και Ts καταχωρούνται στο έντυπο της δοκιμής μαζί με τα άλλα στοιχεία του δοκιμίου (έργο, γεώτρηση, βάθος, περιγραφή, διαστάσεις, βάρος και διάφορες παρατηρήσεις). Αφού προσδιορίστηκαν οι χρόνοι Tp και Ts, μπορούν να υπολογιστούν οι ταχύτητες των επιμήκων Vp και εγκαρσίων κυμάτων Vs από την παρακάτω σχέση: Όπου: L το μήκος του δοκιμίου σε m και Τ ο χρόνος διέλευσης (Tp και Ts) σε sec 32

33 Από τις ταχύτητες διέλευσης των κυμάτων υπολογίζονται οι ελαστικές δυναμικές παράμετροι δηλαδή το δυναμικό μέτρο ελαστικότητας Εο, ο λόγος Poisson ν και δυναμικό μέτρο διάτμησης Go, που αντίστοιχα δίνονται από τις παρακάτω σχέσεις: Όπου : ρ η πυκνότητα του πετρώματος η οποία συσχετίζεται με το συνολικό φαινόμενο βάρος με βάση τη σχέση: (όπου g η επιτάχυνση της βαρύτητας και γt σε kn/m³) Vp, Vs Εο, Go η ταχύτητα των κυμάτων P και S αντίστοιχα σε m/sec και σε kpa. Οι τιμές των Εο και Go δίνονται τελικά σε GPa ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΑΝΤΟΧΗΣ Προσδιορισμός σκληρότητας με τη χρήση του σφυριού Schmidt (τύπου L) Η δοκιμή αυτή έχει σαν σκοπό τον καθορισμό της σκληρότητας δειγμάτων πετρώματος με τη χρήση του σφυριού αναπήδησης Schmidt τύπου L (Εικ 3.3) και επίσης είναι δυνατή η εκτίμηση της αντοχής τους σε ανεμπόδιστη θλίψη. 33

34 Εικόνα 3.3. Εκτέλεση δοκιμής - Υπολογισμοί: Το σφυρί Schmidt τύπου L είναι ελαφρύ και μπορεί να χρησιμοποιηθεί το ίδιο καλά στο εργαστήριο όσο και στην ύπαιθρο. Η ενέργεια κρούσης του είναι 0.74 Ν και είναι εφοδιασμένο με κλίμακα ενδείξεων των «τιμών αναπήδησης» που αντιστοιχούν στη σκληρότητα του πετρώματος. Για την εξέταση στο εργαστήριο κυλινδρικών δοκιμίων πετρώματος απαιτείται ειδική μεταλλική βάση βάρους 20 kg περίπου στην οποία είναι χαραγμένη αυλακωτή τομή σχήματος U ή V για τη συγκράτηση του δοκιμίου. Το εξεταζόμενο στο εργαστήριο δοκίμιο, πρέπει να είναι ορθού κυλινδρικού σχήματος (πυρήνας γεώτρησης) με διάμετρο μεγαλύτερη των 54 mm (NX) ή κυβικού σχήματος με ακμή μεγαλύτερη των 6 cm. Στην περίπτωση που το σχήμα του δοκιμίου είναι διαφορετικό πρέπει να αναφέρεται στο έντυπο δοκιμής. Η επιφάνεια του δοκιμίου πρέπει να είναι λεία και καθαρή χωρίς μικρορωγμές ή άλλες ασυνέχειες μέχρι βάθους 6 cm τουλάχιστον. Στην ύπαιθρο η επιλογή των θέσεων δοκιμής πρέπει να γίνεται με προσοχή, ώστε τα αποτελέσματα των δοκιμών να αντιστοιχούν στο σύνολο της βραχομάζας ή 34

35 της εξεταζόμενης επιφάνειας ασυνέχειας. Το σφυρί χρησιμοποιείται σε θέση οριζόντια, κατακόρυφη με το έμβολο προς τα κάτω, ή κατακόρυφη με το έμβολο προς τα πάνω. Στο εργαστήριο που χρησιμοποιείται η μεταλλική βάση, το σφυρί τοποθετείται σε κατακόρυφη θέση με το έμβολο προς τα κάτω, ενώ για κάθε άλλο προσανατολισμό χρησιμοποιούνται οι καμπύλες διόρθωσης του κατασκευαστή. Η διεύθυνση καθώς επίσης και οι διορθωμένες τιμές αναγράφονται στο ειδικό έντυπο της δοκιμής. Επίσης στο έντυπο αναγράφονται οι διαστάσεις του δοκιμίου, διάμετρος (D), ύψος (H) καθώς και το βάρος (W) για τον προσδιορισμό της ξηρής πυκνότητάς του (ρd) με τη γεωμετρική μέθοδο. Για κάθε δοκίμιο λαμβάνονται τουλάχιστον είκοσι (20) μετρήσεις αναπήδησης, από τις οποίες οι 10 με τις χαμηλότερες τιμές απορρίπτονται και από τις υπόλοιπες 10 υπολογίζεται ο μέσος αριθμός των κρούσεων (SHV) που αναγράφονται στο έντυπο της δοκιμής. Το έμβολο του σφυριού πιέζεται σταθερά πάνω στην επιφάνεια του δείγματος, μέχρι να απελευθερωθεί το ελατήριο κρούσης και να ακουστεί ο χαρακτηριστικός ήχος. Η ένδειξη σκληρότητας διαβάζεται στη βαθμονομημένη κλίμακα που υπάρχει στο κυρίως σώμα του σφυριού, ενώ κάθε κρούση που θα επιφέρει θραύση πρέπει να απορρίπτεται. Στην περίπτωση που τα πετρώματα είναι πολύ σκληρά ή πολύ μαλακά, η μέθοδος έχει περιορισμένη εφαρμογή. Τα αποτελέσματα της δοκιμής (οι μέσοι όροι) χρησιμοποιούνται για την ταξινόμηση των πετρωμάτων με βάση μόνο τη σκληρότητά τους. Στο έντυπο της δοκιμής θα πρέπει να αναφέρονται επίσης: Η προέλευση του δοκιμίου (έργο, γεώτρηση, βάθος) Πετρογραφική περιγραφή Προσανατολισμός του άξονα του σφυριού. Η δοκιμή αυτή αποτελεί μία απλή μέθοδο για τον έμμεσο προσδιορισμό της αντοχής του πετρώματος σε ανεμπόδιστη θλίψη. Ο μέσος όρος από τις μετρήσεις αναπήδησης σε συνδυασμό με την ξηρή πυκνότητα του πετρώματος δίνει έμμεσα την αντοχή σε ανεμπόδιστη θλίψη (σc), όπως φαίνεται και στο ακόλουθο διάγραμμα (Σχήμα 3.2). 35

36 Σχήμα 3.2: Διάγραμμα υπολογισμού της αντοχής σε ανεμπόδιστη θλίψη του ακέραιου πετρώματος με βάση το μέσο όρο των μετρήσεων σκληρότητας (SHV) και της πυκνότητάς του (ρd) (DEERE and MILLER, 1966) H εκτέλεση της δοκιμής δεν συνίσταται για πετρώματα: που παρουσιάζουν πυκνά κατανεμημένες μικροασυνέχειες, μαλακά στα οποία η κρούση προκαλεί τοπικές παραμορφώσεις (βαθουλώματα), κλαστικά (λατυποπαγή, κροκαλοπαγή) που αποτελούνται από αδρομερή υλικά με σχετικά μαλακή συνδετική ύλη, μεταμορφωμένα με σχιστότητα που παρουσιάζει πολύπλοκη δομή (μικροπτυχώσεις), που έχουν υποστεί κατάκλαση, ανακρυστάλλωση και παρουσιάζουν επιφάνειες ασυνεχειών με δευτερογενές υλικό πλήρωσης. 36

37 Πολλές φορές σε αποτελέσματα δειγματοληπτικών γεωτρήσεων (γεωτεχνικές τομές γεωτρήσεων), ενδείκνυται η χρησιμοποίηση του μέσου όρου (SHV) της σκληρότητας στα βραχώδη δείγματα, χωρίς να γίνεται αναφορά στην εκτιμούμενη αντοχή τους. Η παρουσίαση των αποτελεσμάτων γίνεται σε διάγραμμα σε σχέση πάντα με το βάθος. Η δοκιμή σκληρότητας είναι γενικά αξιόπιστη για πετρώματα που η αντοχή τους σε ανεμπόδιστη θλίψη είναι πάνω από 20 ΜPa (Πίνακας 3.2). Κατηγορία Πετρωμάτων Μέση Ένδειξη Σφυριού (SHV) Πολύ μαλακά πετρώματα <10 Μαλακά πετρώματα Μέτρια πετρώματα Σκληρά πετρώματα Πολύ σκληρά πετρώματα >60 Πίνακας 3.2: Ταξινόμηση ακέραιου πετρώματος με βάση τη σκληρότητά του. (ΚΟΥΚΗΣ & ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ, 2002) Προσδιορισμός του δείκτη σημειακής φόρτισης (Point load index) H δοκιμή σημειακής φόρτισης είναι μία απλή δοκιμή που έχει σαν σκοπό την ταξινόμηση του ακέραιου πετρώματος από πλευράς αντοχής, καθώς επίσης και τον έμμεσο προσδιορισμό της αντοχής σε μοναξονική θλίψη. Η δοκιμή γίνεται συνήθως στο εργαστήριο αλλά και επιτόπου του έργου, λόγω της σχετικά εύκολης μεταφοράς της ειδικής συσκευής που χρησιμοποιείται. Η αντοχή του πετρώματος μετριέται με την εφαρμογή μιας αντιδιαμετρικά ασκούμενης δύναμης από τα δύο κωνικά άκρα της ειδικής συσκευής και προσδιορίζεται ο δείκτης σημειακής φόρτισης (Ιs) (Εικ 3.4). Συσκευές σημειακής φόρτισης υπάρχουν δύο κυρίως τύπων και αποτελούνται από ένα μεταλλικό πλαίσιο, δύο μεταλλικές πλάκες που φέρουν κωνικά άκρα 60 με ακτίνα καμπυλότητας 5 mm, μία χειροκίνητη υδραυλική αντλία για την επιβολή της πίεσης, ένα έμβολο για τη μετακίνηση της μίας πλάκας και ένα ή δύο μανόμετρα για τη μέτρηση της πίεσης του εμβόλου ή του επιβαλλόμενου φορτίου. 37

38 Εικόνα 3.4. Εκτέλεση δοκιμής - υπολογισμοί: Για την εκτέλεση της δοκιμής χρησιμοποιούνται συνήθως κυλινδρικά δοκίμια του πετρώματος για διαμετρική ή αξονική φόρτιση, αλλά είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν και δοκίμια σε μορφή κύβου ή ακόμα και σε ακανόνιστη μορφή. Βασική προϋπόθεση για τη δοκιμή κάποιου συγκεκριμένου είδους (δηλαδή διαμετρική, αξονική ή σε ακανόνιστο δείγμα) είναι να ικανοποιούνται οι σχέσεις μεταξύ της απόστασης των κωνικών άκρων (D), του μήκους (L) και της χαρακτηριστικής διάστασης (W) του δοκιμίου που φαίνονται στο αμέσως επόμενο σχήμα (Σχήμα 3.3). 38

39 Σχήμα 3.3: Σχέσεις μεταξύ των διαστάσεων του δείγματος για τα διάφορα είδη των δοκιμών: (α) Διαμετρική δοκιμή, (β)αξονική δοκιμή, (γ) Δοκιμή σε ακανόνιστης μορφής δείγμα, (δ) Δοκιμή σε μορφής κύβου δείγμα (ISRM, 1985). (ΚΟΥΚΗΣ & ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ, 2002) To δοκίμιο τοποθετείται μεταξύ των κωνικών άκρων, ώστε η φόρτιση να γίνεται στο μέσο μήκος του δοκιμίου και κατά τη διάμετρό του. Η επιβολή του φορτίου πρέπει να γίνεται βαθμιαία και με σταθερή ταχύτητα μέχρι τη θραύση του δοκιμίου. Το φορτίο θραύσης σημειώνεται στο δελτίο δοκιμής. Με την εκτέλεση της δοκιμής υπολογίζεται ο δείκτης σημειακής φόρτισης ΙS (Point Load Index), που είναι ο λόγος του φορτίου θραύσης (P) προς το τετράγωνο της ισοδύναμης διάστασης (De). Όπου: P σε N, De σε mm οπότε και ΙS σε MPa. Η ισοδύναμη διάσταση ή διάμετρος (De) για διαμετρική δοκιμή είναι ίση με την απόσταση D (διάμετρος του δοκιμίου). Στους άλλους τύπους δοκιμών η ισοδύναμη διάσταση De δίνεται από τη σχέση: όπου οι διαστάσεις D και W σε mm 39

40 Στο δελτίο της δοκιμής αναγράφονται: στοιχεία του έργου, ο αριθμός γεώτρησης, το βάθος, ο τύπος της δοκιμής, η απόσταση D των κωνικών άκρων σε mm, η χαρακτηριστική διάσταση (W) σε mm, το φορτίο θραύσης (P) σε N και διάφορες παρατηρήσεις σχετικά με τη θραύση. Ο δείκτης σημειακής φόρτισης ΙS μεταβάλλεται ανάλογα με την ισοδύναμη διάμετρο του δοκιμίου (De). Για το λόγο αυτόν απαιτείται να γίνει διόρθωση του δείκτη αυτού και η εύρεση ενός ανηγμένου δείκτη σημειακής φόρτισης που θα αναφέρεται σε μια τυποποιημένη διάμετρο δοκιμίου. Ο νέος αυτός δείκτης ΙS(50) καλείται ανηγμένος δείκτης σημειακής φόρτισης και αναφέρεται δε διαμετρική δοκιμή με τυποποιημένη διάμετρο δοκιμίου D = 50 mm. Ο δείκτης ΙS(50) υπολογίζεται από τη σχέση: Ιs(50) = F Ιs Όπου F είναι ένας συντελεστής διόρθωσης που εκτιμάται από τη σχέση: Τελικά, Ο ανηγμένος δείκτης ΙS(50) εκφράζεται επίσης σε MPa. Η αξιοπιστία εκτέλεσης της δοκιμής εξαρτάται από το είδος θραύσης των δοκιμίων. Η θραύση γενικά πρέπει να γίνεται κατά μήκος των δύο αιχμών της συσκευής, όπως φαίνεται και παρακάτω (Σχήμα 3.4). Θα πρέπει να τονισθεί ότι η δοκιμή αυτή, δίνει αξιόπιστα αποτελέσματα για D μεγαλύτερο των 42 mm. Γενικά η διαμετρική δοκιμή είναι περισσότερο αξιόπιστη σε σχέση με την αξονική και τη δοκιμή σε ακανόνιστο ή κυβικού σχήματος δείγμα. Τα αποτελέσματα της δοκιμής μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ταξινόμηση των πετρωμάτων ως προς την αντοχή τους (Πίνακας 3.3). 40

41 Έγκυρες διαμετρικές δοκιμές Έγκυρες αξονικές δοκιμές Έγκυρες δοκιμές σε πρισματικά δοκίμια Άκυρη διαμετρική δοκιμή Άκυρη αξονική δοκιμή Σχήμα 3.4: Τρόποι θραύσης σε έγκυρες και άκυρες δοκιμές σημειακής φόρτισης (ISRM, 1985). (ΚΟΥΚΗΣ & ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ, 2002) Χαρακτηρισμός αντοχής Δείκτης σημειακής φόρτισης, ΙS(50) (MPa) Πολύ υψηλής αντοχής > 8 Υψηλής αντοχής 4-8 Μέσης αντοχής 2-4 Χαμηλής αντοχής 1-2 Πολύ χαμηλής αντοχής Δεν συνιστάται η δοκιμή Πίνακας 3.3: Ταξινόμηση ακέραιου πετρώματος με βάση το δείκτη σημειακής φόρτισης ΙS(50) (BIENIAWSKI, 1975). 41

42 H αντοχή σε μοναξονική θλίψη (σc) συνδέεται με τον ανηγμένο δείκτη σημειακής φόρτισης ΙS(50) με τη σχέση: σc = Κ ΙS(50) Η τιμή του Κ είναι 24 για δοκίμια διαμέτρου ΝΧ (54 mm) (ISRM, 1981) (Πίνακας 3.4) αλλά νεότερες έρευνες έχουν δείξει ότι η τιμή του Κ μεταβάλλεται σημαντικά ανάλογα με το είδος του πετρώματος, το βαθμό διαγένεσης, την αποσάθρωση κ.τ.λ. Είναι αναγκαίο για κάθε είδος πετρώματος σε συγκεκριμένη θέση να υπολογίζεται το Κ στατιστικά, με την εκτέλεση δοκιμών σημειακής φόρτισης και μοναξονικής θλίψης και τη διατύπωση αντίστοιχης εμπειρικής σχέσης. Πίνακας 3.4: Προτεινόμενες τιμές του Κ (από NORBURY, 1984). (ΚΟΥΚΗΣ & ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ, 2002) 42

43 Με τη δοκιμή σημειακής φόρτισης υπολογίζεται και ο δείκτης ανισοτροπίας αντοχής (Strength Anisotropy Index, Ιa(50)), που ορίζεται σαν ο λόγος της μέσης τιμής του ΙS(50) που μετριέται κάθετα στο επίπεδο αδυναμίας του βραχώδους υλικού (π.χ. σχιστότητα), προς αυτό που μετριέται παράλληλα. Για θεωρητικά ισότροπο πέτρωμα, ο δείκτης Ιa(50) έχει τιμές περίπου ένα(1) και υψηλότερες όταν γίνεται ανισότροπο Προσδιορισμός της αντοχής σε μοναξονική θλίψη (Uniaxial compression test) H δοκιμή αυτή έχει σαν σκοπό τον άμεσο και ακριβή προσδιορισμό της αντοχής σε μοναξονική θλίψη δοκιμίων πετρωμάτων. Τα δοκίμια είναι ορθού κυλινδρικού σχήματος με λόγο ύψους (L) προς διάμετρο (D), L/D 2.0 μέχρι 3.0 και διάμετρο όχι μικρότερη των 54 mm (NX). Οπωσδήποτε η διάμετρος του δοκιμίου θα πρέπει να είναι δεκαπλάσια του μεγέθους του μεγαλύτερου κόκκου των ορυκτών που αποτελούν τη δομή του πετρώματος. Τα άκρα του δοκιμίου είναι λεία και επίπεδα με μέγιστη απόκλιση 0.02 mm και παράλληλα μεταξύ τους, ώστε να μην αποκλίνουν από την κάθετο προς τον άξονα του δοκιμίου περισσότερο από rad. Η περιμετρική κυλινδική επιφάνεια είναι ελεύθερη από προεξοχές, δηλαδή λεία και απαλλαγμένη από απότομες ανωμαλίες με μέγιστη απόκλιση από την ευθεία για όλο το μήκος του δοκιμίου 0.3 mm. Εκτέλεση δοκιμής - Υπολογισμοί: 1. Mετριέται η διάμετρος του δοκιμίου με ακρίβεια 0.1 mm, με τη λήψη του μέσου όρου δύο μετρήσεων της διαμέτρου σε ορθή γωνία μεταξύ τους στο μέσο του δοκιμίου, καθώς και στο άνω και κάτω άκρο αυτού. Ο μέσος όρος των έξι αυτών μετρήσεων χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της εγκάρσιας διατομής του δοκιμίου. Το ύψος (L) του δοκιμίου μετριέται με ακρίβεια 0.1 mm. 43

44 Εικόνα 3.5: Μηχανή φόρτισης (πρέσα) βραχώδους δοκιμίου 1. Καταγράφεται το βάρος (W) του δοκιμίου με ακρίβεια 0.1 gr για τον υπολογισμό της πυκνότητας (φαινόμενο βάρος). Οι συνθήκες υγρασίας του δοκιμίου κατά τη δοκιμή καλό θα είναι να αντιπροσωπεύουν τις πραγματικές και επιτόπου συνθήκες. Είναι δυνατόν όμως οι συνθήκες υγρασίας να είναι διαφορετικές ή το δοκίμιο να είναι σε ξηρή κατάσταση, οπότε οι συνθήκες αυτές θα πρέπει να αναφέρονται στο έντυπο της δοκιμής. Τα δοκίμια που εξετάζονται σε ξηρή κατάσταση τοποθετούνται σε φούρνο θερμοκρασίας 105 ± 5 C για 24 ώρες. 2. Τοποθετείται το δοκίμιο στη μηχανή φόρτισης (πρέσα) (Εικ 3.5). Η πρέσα διαθέτει δύο χαλύβδινες πλάκες κυλινδρικού σχήματος και σκληρότητας όχι μικρότερης του HRC 58. Η μία από τις πλάκες πρέπει 44

45 να έχει σφαιρική έδραση και η άλλη να είναι άκαμπτη και επίπεδη. Οι πλάκες αυτές έχουν πάχος μεγαλύτερο των 15 mm και οι επιφάνειές τους δεν θα πρέπει να αποκλίνουν του επιπέδου περισσότερο από mm. Το δοκίμιο, οι χαλύβδινες πλάκες και η σφαιρική έδραση είναι κεντρωμένα σε σχέση με τον άξονα φόρτισης. 3. Εφαρμόζεται το φορτίο στο δοκίμιο συνεχώς και βαθμιαία με σταθερή ταχύτητα φόρτισης MPa/sec. Η θραύση του δοκιμίου πρέπει να επέλθει μέσα σε 5 10 min. Το μέγιστο φορτίο που επιβάλλεται στο δοκίμιο σε kn ή MN αναγράφεται στο έντυπο της δοκιμής. Επίσης σχεδιάζεται το σχέδιο θραύσης του δοκιμίου. Η αντοχή του δοκιμίου υπολογίζεται από τη σχέση: όπου, σc : η αντοχή σε μοναξονική θλίψη σε kpa ή MPa P : το μέγιστο φορτίο σε kn ή MN Α : το εμβαδόν της διατομής του δοκιμίου σε m² Στο έντυπο της δοκιμής πρέπει να αναφέρονται επίσης: α. Η προέλευση του δοκιμίου (έργο, γεώτρηση, βάθος) β. Η πετρογραφική περιγραφή γ. Η ταχύτητα θραύσης, και δ. Ο χρόνος εκτέλεσης της δοκιμής Με τη βοήθεια του παρακάτω πίνακα (Πίνακας 3.5) γίνεται ταξινόμηση του πετρώματος με βάση την αντοχή του σε μοναξονική θλίψη. 45

46 Κατάταξη πετρώματος Εξαιρετικά υψηλής αντοχής Αντοχή σε μοναξονική θλίψη (ΜPa) >250 Πολύ υψηλής αντοχής Υψηλής αντοχής Μέσης αντοχής Χαμηλής αντοχής 5-25 Πολύ χαμηλής αντοχής 1-5 Εξαιρετικά χαμηλής αντοχής Επί τόπου εκτίμηση Ο πυρήνας (δείγμα) δεν σπάζει με το γεωλογικό σφυρί Για να σπάσει ο πυρήνας (δείγμα) χρειάζονται πολλά κτυπήματα με το γεωλογικό σφυρί Για να σπάσει ο πυρήνας χρειάζονται περισσότερα από ένα κτυπήματα Ο πυρήνας δεν χαράσσεται με μαχαιρίδιο και μπορεί να σπάσει με ένα κτύπημα του γεωλογικού σφυριού Ο πυρήνας χαράσσεται δύσκολα με το μαχαιρίδιο και η μύτη του γεωλογικού σφυριού δημιουργεί αβαθείς χαραγές Ο πυρήνας σπάει σε πολλά κομμάτια με ένα κτύπημα με το γεωλογικό σφυρί και χαράσσεται εύκολα με το μαχαιρίδιο Ο πυρήνας χαράσσεται εύκολα με το νύχι του αντίχειρα Πίνακας 3.5: Ταξινόμηση βραχώδους υλικού με βάση την αντοχή του σε μοναξονική θλίψη (I.S.R.M., 1981). (ΚΟΥΚΗΣ & ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ, 2002) Προσδιορισμός της αντοχής σε μοναξονική (ανεμπόδιστη) θλίψη με σύγχρονη μέτρηση και προσδιορισμό του μέτρου ελαστικότητας (Ε) και του λόγου Poisson (ν) (Uniaxial compression deformability test) H δοκιμή αυτή γίνεται όπως περιγράφεται προηγουμένως για τον προσδιορισμό της αντοχής σε μοναξονική θλίψη, μόνο που κατά τη διάρκεια εκτέλεσής της γίνεται ταυτόχρονη μέτρηση των αξονικών και διαμετρικών (πλευρικών) παραμορφώσεων του δοκιμίου. Για το λόγο αυτόν χρησιμοποιούνται ειδικά συστήματα μέτρησης των παραμορφώσεων του δοκιμίου που συνήθως είναι: 46

47 Ηλεκτρικά μηκυνσιόμετρα (strain gauges) τα οποία επικολλούνται στο δοκίμιο παράλληλα και κάθετα στον άξονα φόρτισης για τη μέτρηση αξονικών και διαμετρικών παραμορφώσεων αντίστοιχα. Η επικόλληση γίνεται με ειδική κόλλα και ακολουθεί επίστρωση με προστατευτικό υλικό (π.χ. σιλικόνη). Το μήκος τους πρέπει να είναι μεγαλύτερο του 10πλασίου του μέσου μεγέθους των κόκκων του βράχου και η επικόλληση γίνεται στο κεντρικό τμήμα του δοκιμίου και σε απόσταση όχι μικρότερη του D/2 από τα άκρα του (όπου D η διάμετρος του δοκιμίου). Μηχανικά μηκυνσιόμετρα τα οποία προσδένονται κατάλληλα πάνω στο δοκίμιο (με ειδικό δακτύλιο) που έχουν ακρίβεια mm. Η τοποθέτησή τους γίνεται στο κεντρικό τμήμα του δοκιμίου και σε απόσταση όχι μικρότερη του D/2 από τα άκρα του (όπου D η διάμετρος του δοκιμίου). Ηλεκτρονικά μηκυνσιόμετρα προσαρμοσμένα σε κατάλληλο παραμορφωτικό δακτύλιο που «προσδένεται» πάνω στο δοκίμιο (Εικ 3.6). Εικόνα 3.6: Ηλεκτρονικό μηκυνσιόμετρο Η τοποθέτηση διάφορων συστημάτων για τη λήψη έμμεσων μετρήσεων εκτός δοκιμίου (π.χ. μέτρηση μετακινήσεων στις πλάκες της πρέσας ή στο έμβολο αυτής) δεν είναι αποδεκτές για την εκτέλεση της δοκιμής. Οι μετρήσεις λαμβάνονται κατά τη διάρκεια της φόρτισης του δοκιμίου ενώ κάθε μέτρηση αναφέρεται σε συγκεκριμένη τιμή ορθού φορτίου και ο αριθμός τους θα πρέπει να είναι τουλάχιστον δέκα μέχρι τη θραύση του δοκιμίου. Μετριούνται η αξονική (εa) και η πλευρική ή διαμετρική (εd) παραμόρφωση (axial and diametric strain). 47

48 Η αξονική παραμόρφωση σε κάθε συγκεκριμένη τιμή ορθού φορτίου υπολογίζεται από τη σχέση: Όπου: lo το αρχικό μήκος του δοκιμίου και Δl η μεταβολή του μήκους του. Η διαμετρική παραμόρφωση σε κάθε συγκεκριμένη τιμή ορθού φορτίου υπολογίζεται από τη σχέση: Όπου: do η αρχική διάμετρος του δοκιμίου και Δd η μεταβολή της διαμέτρου. Σχεδιάζονται οι καμπύλες τάσεων παραμορφώσεων και υπολογίζεται το στατικό μέτρο ελαστικότητας (Ε) και ο λόγος Poisson (ν). Στη συνέχεια δίνονται τα διαγράμματα των αξονικών και διαμετρικών παραμορφώσεων από την εκτέλεση της δοκιμής σε δοκίμιο ασβεστολίθου, καθώς επίσης και οι τιμές του μέτρου ελαστικότητας (Ε) και του λόγου Poisson (ν). Σχήμα 3.5: Διαγράμματα τάσεων παραμορφώσεων (αξονικών και πλευρικών) σε ασβεστόλιθο (από ΚΕΔΕ). 48

49 Έμμεσος προσδιορισμός της εφελκυστικής αντοχής Θλίψη κατά γενέτειρα (Brazilian test) H δοκιμή αυτή έχει σαν σκοπό τον έμμεσο προσδιορισμό της εφελκυστικής αντοχής (σt) του πετρώματος. Τα δοκίμια είναι σχήματος δίσκου του οποίου το ύψος (L) είναι περίπου ίσο με το μισό της διαμέτρου (D/2). Οπωσδήποτε η διάμετρος του δοκιμίου θα πρέπει να είναι το 10πλάσιο του μεγέθους του μεγαλύτερου κόκκου των ορυκτών που συμμετέχουν στη δομή του πετρώματος. Τα άκρα του δοκιμίου είναι επίπεδα και παράλληλα μεταξύ τους. Η διάμετρος του δοκιμίου (D) καθώς και το ύψος (L) μετριούνται με ακρίβεια 0.1 mm. Επίσης μετριέται και το βάρος του δοκιμίου (W) και αυτό με ακρίβεια 0.1 gr για τον υπολογισμό της πυκνότητας (φαινόμενο βάρος). Τα στοιχεία αυτά καταγράφονται στο ειδικό έντυπο της δοκιμής. Οι συνθήκες υγρασίας του δοκιμίου κατά τη δοκιμή καλό θα είναι να αντιπροσωπεύουν τις πραγματικές και επί τόπου συνθήκες. Είναι δυνατόν όμως οι συνθήκες υγρασίας να είναι διαφορετικές ή τα δοκίμια να είναι σε ξηρή κατάσταση, οπότε θα πρέπει να αναφέρονται στο ειδικό έντυπο της δοκιμής. Τα δοκίμια που εξετάζονται σε ξηρή κατάσταση τοποθετούνται σε φούρνο θερμοκρασίας 105 ± 5 C για 24 ώρες. Εκτέλεση δοκιμής - Υπολογισμοί: 1. Το δοκίμιο διαμορφώνεται στις παραπάνω διαστάσεις, ενώ η κυλινδρική επιφάνειά του (περίμετρος) είναι ελεύθερη από προεξοχές, δηλαδή λεία και απαλλαγμένη από απότομες ανωμαλίες με μέγιστη απόκλιση από την ευθεία για όλο το μήκος του δοκιμίου 0.3 mm. Επίσης, οι δύο επιφάνειες του δοκιμίου πρέπει να είναι λείες και επίπεδες με μέγιστη απόκλιση 0.02 mm και παράλληλες μεταξύ τους ώστε να μην αποκλίνουν από την κάθετο προς τον άξονα του δοκιμίου περισσότερο από rad. 2. To δοκίμιο τυλίγεται περιμετρικά με χάρτινη κολλητική ταινία πάχους mm και πλάτους ίσο με το δοκίμιο. 3. Τοποθετείται το δοκίμιο στη μηχανή φόρτισης (πρέσα). Η πρέσα πρέπει να είναι εξοπλισμένη με δύο χαλύβδινες πλάκες σκληρότητας όχι μικρότερης του HRC 58 (κατά Rockwell), μία άνω και μία κάτω. Οι πλάκες αυτές έχουν πάχος μεγαλύτερο των 15 mm, είναι άκαμπτες και επίπεδες και οι επιφάνειές τους δεν θα πρέπει να αποκλίνουν του 49

50 επιπέδου περισσότερο από mm. Το δοκίμιο και οι χαλύβδινες πλάκες, που συνήθως προτείνονται κοίλες, είναι κεντρωμένα σε σχέση με τον άξονα φόρτισης. 4. Το φορτίο εφαρμόζεται στο δοκίμιο συνεχώς και βαθμιαία με σταθερή ταχύτητα φόρτισης περίπου Ν/sec, ώστε η θραύση του δοκιμίου να επέλθει σε sec. 5. Εάν η συσκευή είναι εφοδιασμένη με καταγραφέα (φορτίου παραμόρφωσης) η καταγραφή γίνεται από την αρχή της δοκιμής, έτσι ώστε το φορτίο της πρώτης θραύσης να μπορεί να προσδιοριστεί επακριβώς. Εάν η συσκευή δεν είναι εφοδιασμένη με καταγραφέα τότε χρειάζεται προσοχή από τον χειριστή, ώστε να προσδιοριστεί το φορτίο της πρώτης θραύσης. Στις περισσότερες περιπτώσεις η διαφορά του ολικού τελικού φορτίου με το φορτίο της πρώτης θραύσης, είναι περίπου 5%. (Στην πρώτη θραύση η βελόνα του μανόμετρου σταματά για δευτερόλεπτα). 6. Το μέγιστο φορτίο που επιβλήθηκε στο δοκίμιο αναγράφεται στο ειδικό έντυπο δοκιμής σε Nt. Επίσης παρουσιάζεται το σχέδιο θραύσης του δοκιμίου. Η εφελκυστική αντοχή (σt) του δοκιμίου υπολογίζεται από τη σχέση: Όπου, P: φορτίο σε N. D: διάμετρος σε mm. L: ύψος σε mm. Στο ειδικό έντυπο της δοκιμής αναφέρονται: Η πετρογραφική περιγραφή Η προέλευση του δοκιμίου Η ταχύτητα θραύσης Το σχέδιο θραύσης Ο χρόνος θραύσης Σημείωση: Έχει παρατηρηθεί ότι η εφελκυστική αντοχή του πετρώματος είναι 8 έως 12 φορές μικρότερη της αντοχής του σε μοναξονική θλίψη. 50

51 4. ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ (ΔΟΚΙΜΙΩΝ) ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ Η δειγματοληψία των πετρωμάτων γίνεται συνήθως με τους παρακάτω τρόπους: 1. Με την εκτέλεση των δειγματοληπτικών γεωτρήσεων, όπου υπάρχει δυνατότητα δειγματοληψίας στο επιθυμητό βάθος. 2. Δειγματοληψία σε επιφανειακές εμφανίσεις πετρώματος. Και στις δύο περιπτώσεις, για την εκτέλεση εργαστηριακών δοκιμών απαιτείται καθόλου ή κανονική διαμόρφωση των δειγμάτων, ανάλογα με το είδος της δοκιμής που πρόκειται να εκτελεστεί. Η δειγματοληψία της επιφανειακής μάζας του πετρώματος απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή και πείρα, καθόσον τα δείγματα που θα ληφθούν πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο αντιπροσωπευτικά της μάζας από την οποία προέρχονται. Επειδή όμως η μάζα του πετρώματος, στην έκταση που ενδιαφέρει είναι κατά κανόνα ανομοιογενής, τα δείγματα που θα ληφθούν από μία συγκεκριμένη θέση είναι πολύ πιθανόν να διαφέρουν σημαντικά από εκείνα μιας άλλης θέσης της ίδιας μάζας. Αυτό σημαίνει ότι η αντιπροσωπευτική δειγματοληψία πρέπει να περιλαμβάνει δείγματα από πολλές θέσεις της ίδιας μάζας, ιδιαίτερα όταν τα χαρακτηριστικά της διαφοροποιούνται σημαντικά σε όλη της την έκταση. Οι θέσεις δειγματοληψίας πρέπει να καθορίζονται μετά από συστηματική μακροσκοπική εξέταση της βραχομάζας. Εντοπίζονται περιοχές όπου παρατηρούνται ορυκτολογικές διαφοροποιήσεις, διαφορές στη σύσταση του συνδετικού υλικού, διαφορές στο βαθμό αποσάθρωσης ή του χρώματος του πετρώματος. Επίσης σημειώνεται η παρουσία διακλάσεων, ρωγμών και άλλης μορφής ασυνεχειών της μάζας του πετρώματος και ανάλογα λαμβάνονται δείγματα με ασυνέχειες ή χωρίς αυτές. Τέλος, πρέπει να ληφθεί υπόψη, ότι το πέτρωμα κοντά σε τεκτονικές δομές (ρήγματα, πτυχές κ.τ.λ.) παρουσιάζει διαφοροποίηση ως προς τη μηχανική συμπεριφορά του σε σχέση με την υπόλοιπη βραχομάζα. Πρέπει λοιπόν να καταγράφεται όχι μόνον η θέση δειγματοληψίας, αλλά και τα γενικότερα χαρακτηριστικά της βραχομάζας από την οποία λαμβάνεται το δείγμα. 51

52 Τα δείγματα εξορύσσονται από τη μάζα του πετρώματος σε ογκόλιθους μορφής κύβου (κυβόλιθοι). Στην περίπτωση μαλακών πετρωμάτων η εξόρυξη μπορεί να γίνει εύκολα με τη βοήθεια κατάλληλου κοπτήρα. Σε σκληρά πετρώματα συχνά χρησιμοποιούνται εκρηκτικά για την εξόρυξη των ογκολίθων αλλά στην περίπτωση αυτή πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι ο όγκος του πετρώματος έχει ήδη υποβληθεί σε μία δυναμική εντατική κατάσταση, που ενδεχόμενα να έχει προκαλέσει τη δημιουργία νέων ή την επέκταση υφιστάμενων μικρορωγμών στο πέτρωμα. Η δειγματοληψία με τον τρόπο αυτό είναι σχετικά απλή, αλλά έχει τρία μειονεκτήματα: 1. Τα ασθενέστερα τμήματα του πετρώματος θραύονται κατά την εξόρυξη σε μικρότερα τεμάχια, τα οποία κατά κανόνα είναι αυτά από τα οποία επιλέγεται το δείγμα. 2. Το σπασμένο πέτρωμα έχει ήδη υποβληθεί κατά την εξόρυξή του σε εντατική κατάσταση, και 3. Είναι σχετικά δύσκολο να προσανατολισθεί το δείγμα σε σχέση με τη μάζα του πετρώματος, από την οποία προέρχεται. Μερικά από τα παραπάνω προβλήματα μπορούν να ξεπεραστούν με τη λήψη δειγμάτων που διαμορφώνονται με ένα ελαφρό σφυρί από μεγαλύτερα βραχώδη τεμάχια. Η θέση από την οποία λαμβάνεται το δείγμα καθώς και ο ακριβής προσανατολισμός του, σημειώνονται με τρόπο σαφή επάνω στο δείγμα, ώστε να μπορεί αυτό να επανατοποθετηθεί στη φυσική του θέση. Με αύξοντα αριθμό ή με άλλον τρόπο σημειώνονται επίσης τα στοιχεία αναγνώρισης του δείγματος. Κατά τη μεταφορά, λαμβάνονται τα κατάλληλα μέτρα ώστε να περιοριστεί η πιθανότητα καταστροφής τους (π.χ. θραύση), ενώ στο εργαστήριο προστατεύονται κατάλληλα μέχρι να χρησιμοποιηθούν. 52

53 Δειγματοληψία ανδεσιτών, δακιτών (Μέθανα) και περιδοτιτών (Καλλίδρομο) Η δειγματοληψία των συγκεκριμένων δοκιμίων συντελέστηκε σε περιοχές με επιφανειακή εμφάνιση πετρωμάτων. Οι ακριβείς θέσεις από όπου ελήφθησαν τα δείγματα είναι, όπως παρουσιάζονται αμέσως παρακάτω (Πίνακας 4.1), οι εξής: ΜΕΘ1, ΜΕΘ2, ΜΕΘ3, ΜΕΘ5, ΜΕΘ7, ΚΑΛ1. Από τις έξι προαναφερθείσες θέσεις συλλέχθηκαν ογκόλιθοι διαστάσεων 30 x 30 x 20. ΕΓΣΑ 87 Χ Υ ΜΕΘ ΜΕΘ ΜΕΘ ΜΕΘ ΜΕΘ ΚΑΛ Πίνακας 4.1 Στον παραπάνω πίνακα παρουσιάζονται το ακριβές γεωγραφικό πλάτος και μήκος έξι σημείων, απ όπου συλλέχτηκαν μάζες πετρωμάτων προς δοκιμή. Τα σημεία αυτά απεικονίζονται και σχηματικά - ένα προς ένα- στις ακόλουθες εικόνες (Εικ 4.1, 4.2). Εικόνα 4.1: Θέσεις δειγματοληψίας, Μέθανα. 53

54 Εικόνα 4.2: Θέση δειγματοληψίας, Καλλίδρομο ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ Από τα δείγματα που έχουν συλλεχθεί και συγκεντρωθεί στο εργαστήριο πρέπει να διαμορφωθούν δοκίμια για την εκτέλεση των εργαστηριακών μετρήσεων. Τα δοκίμια που χρησιμοποιούνται για τις εργαστηριακές δοκιμές είναι δυνατό να έχουν σχήμα: 1. Κανονικό, δηλαδή κυλινδρικής και σπανιότερα κυβικής μορφής. 2. Ακανόνιστο. 3. Ειδικής μορφής. Συνήθως οι μηχανικές ιδιότητες προσδιορίζονται σε κυλινδρικά δοκίμια με τυπικές διαμέτρους μεταξύ cm, ενώ σπανιότερα χρησιμοποιούνται διάμετροι μέχρι 10 ή 15 cm. Τα κυλινδρικά δοκίμια λαμβάνονται στο ύπαιθρο με την εκτέλεση δειγματοληπτικής γεώτρησης ενώ στο εργαστήριο με εργαστηριακό αδαμαντοτρύπανο (απλή καροταρία), που είναι εφοδιασμένο με ειδικό κοπτικό άκρο λεπτού τοιχώματος με διαμάντια για οικονομία υλικού (Εικ 4.3, 4.5). Το βραχώδες δείγμα, πριν τοποθετηθεί στην τράπεζα της εργαστηριακής καροταρίας για τη διάτρηση των δοκιμίων, διαμορφώνεται με τη βοήθεια αδαμαντοτροχού σε μικρών διαστάσεων κυβόλιθο (μέχρι 30 cm περίπου πλευρά) με επίπεδη βάση για καλή έδραση στην τράπεζα. 54

55 Εικόνα 4.3: Εργαστηριακή καροταρία για τη διαμόρφωση κυλινδρικών δοκιμίων πετρώματος (1) Τα δοκίμια μορφής πυρήνα, που προκύπτουν από τη διάτρηση του κυβόλιθου ελέγχονται μακροσκοπικά και στη συνέχεια αποκόπτονται στα άκρα με αδαμαντοτροχό και σε κατάλληλα μήκη, ανάλογα με το είδος της προβλεπόμενης εργαστηριακής δοκιμής (την επιθυμητή σχέση μήκους προς διάμετρο πυρήνα). Ακολουθεί προσεκτική λείανση της κυλινδρικής επιφάνειας, εάν είναι αναγκαία, σε τόρνο και των βάσεων σε ειδικό δίσκο λείανσης (Εικ 4.4, 4.6). Σε ένα ιδανικά διαμορφωμένο δοκίμιο, οι βάσεις πρέπει να είναι τελείως παράλληλες μεταξύ τους και κάθετες προς το μεγάλο άξονα του δοκιμίου. Σημειώνεται τέλος ότι, κατά τη λήψη των κυλινδρικών δοκιμίων από την εργαστηριακή καροταρία, αντί νερού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ψύξη του κοπτικού άκρου και την απαγωγή των θραυσμάτων πεπιεσμένος αέρας, στα πετρώματα εκείνα που επηρεάζονται από το νερό (π.χ. μαργόλιθοι, ιλυόλιθοι). Στην περίπτωση αυτή, η διάτρηση είναι βραδύτερη και χρειάζεται μεγαλύτερη προσοχή. 55

56 Εικόνα 4.4: Αδαμαντοτροχός για κόψιμο δοκιμίων (1) Όταν όμως απαιτούνται δείγματα ακανόνιστης μορφής, αυτά γενικά διαμορφώνονται με τη βοήθεια ελαφρού σφυριού απομακρύνοντας όλες τις αιχμηρές προεξοχές, ώστε τελικά να σχηματισθεί δοκίμιο περίπου σφαιρικού σχήματος. Εικόνα 4.5: Εργαστηριακή καροταρία για τη διαμόρφωση κυλινδρικών δοκιμίων πετρώματος (2) 56

57 Ανεξάρτητα από τη μεθοδολογία προετοιμασίας των δοκιμίων και την αυστηρή συμμόρφωση προς την πειραματική διαδικασία, η εκτέλεση της ίδιας δοκιμής σε δύο δοκίμια που έχουν διαμορφωθεί από ένα συγκεκριμένο μεγάλο δείγμα σπάνια δίνει ακριβώς ίδια αποτελέσματα. Οι αποκλίσεις, που παρατηρούνται στα πετρώματα, είναι πολύ μεγαλύτερες από εκείνες των τεχνικών υλικών, διότι εκτός από τα συνήθη πειραματικά σφάλματα υπάρχουν εδώ επιπρόσθετα, που προκύπτουν από τα εξής: Τη γεωμετρία του δοκιμίου, που δεν μπορεί να φτάσει σε τελειότητα εκείνη των δοκιμίων των τεχνικών υλικών, και Τη δομή του πετρώματος, που λόγω της παρουσίας μικροασυνεχειών, δεν μπορεί να πλησιάσει εκείνη των τεχνικών υλικών. Εάν συνεπώς απαιτείται σε ένα πέτρωμα πολύ καλή προσέγγιση μιας τιμής μιας εργαστηριακής παραμέτρου, τότε ο αριθμός των δοκιμίων που θα χρησιμοποιηθούν θα πρέπει να αυξηθεί σημαντικά, ώστε να έχουμε ένα σχετικά πλούσιο στατιστικό δείγμα. Για τον περιορισμό όμως του κόστους και του χρόνου των δοκιμίων, χωρίς να μειωθεί η ζητούμενη αξιοπιστία των πειραματικών αποτελεσμάτων, είναι απαραίτητο να καθοριστεί ένας ελάχιστος για κάθε περίπτωση απαιτούμενος αριθμός δοκιμίων, που πρέπει να δοκιμαστούν εργαστηριακά. Ο αριθμός αυτός εξαρτάται από τη διασπορά των εργαστηριακών τιμών σε σχέση με τη μέση τιμή και από την επιθυμητή ακρίβεια. Η διασπορά εξαρτάται με τη σειρά της από την ανομοιογένεια του πετρώματος και από το μέγεθος του δοκιμίου, καθόσον τα μικρά δοκίμια δίνουν μεγαλύτερη διασπορά. Συνεπώς, όταν χρησιμοποιούνται για δοκιμές στο εργαστήριο μικρών διαστάσεων δοκίμια, ο αριθμός τους πρέπει να είναι σχετικά μεγαλύτερος. Ικανοποιητική μαθηματική σχέση, που να καθορίζει για κάθε περίπτωση τον απαιτούμενο αριθμό δοκιμίων για δοκιμή, δεν υπάρχει. 57

58 Εικόνα 4.6: Αδαμαντοτροχός για κόψιμο δοκιμίων (2) 58

59 5. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΚΑΙ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΩΝ ΔΟΚΙΜΩΝ 5.1. Καταγραφή του αριθμού των δοκιμίων που αντιστοιχούν σε κάθε δοκιμή ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΑΝΤΟΧΗΣ - ΠΟΡΩΔΕΣ (n) 10 ΔΟΚΙΜΙΑ -ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ (ρ) -ΔΕΙΚΤΗΣ ΚΕΝΩΝ (e) -ΓΡΗΓΟΡΗ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ (Iv) -ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΔΙΑΔΟΣΗΣ ΥΠΕΡΗΧΩΝ (Vp) -ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑ (SHV) -ANTOXH ΣΕ ΣΗΜΕΙΑΚΗ ΦΟΡΤΙΣΗ (Is(50)) -ΑΝΤΟΧΗ ΣΕ ΜΟΝΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ (σc) -ΜΕΤΡΟ ΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ (E) ΚΑΙ ΛΟΓΟΣ POISSON (ν) -ΑΝΤΟΧΗ ΣΕ ΕΦΕΛΚΥΣΜΟ (σt) Πίνακας ΔΟΚΙΜΙΑ 10 ΔΟΚΙΜΙΑ 10 ΔΟΚΙΜΙΑ 6 ΔΟΚΙΜΙΑ 7 ΔΟΚΙΜΙΑ 4 ΔΟΚΙΜΙΑ 3 ΔΟΚΙΜΙΑ 3 ΔΟΚΙΜΙΑ 2 ΔΟΚΙΜΙΑ Στον παραπάνω πίνακα (Πίνακας 5.1) αναγράφονται, το είδος των εργαστηριακών δοκιμών Βραχομηχανικής που εκπονήθηκαν καθώς και ο αριθμός των δοκιμίων για κάθε μία από αυτές Προσδιορισμός πορώδους, πυκνότητας και λόγου κενών (αποτελέσματα) Για τον προσδιορισμό των φυσικών παραμέτρων εκτελέστηκαν 10 εργαστηριακές δοκιμές (Πίνακας 5.2). Υπολογίστηκε με τη βοήθεια των δοκιμών αυτών το πορώδες (n), που κυμαίνεται από 0,15% έως 10,46% με μια μέση τιμή να αντιστοιχεί στο 3,99%. Ακόμα, υπολογίστηκαν ο λόγος κενών (e) και η πυκνότητα (ρd), το υγρό φαινόμενο βάρος (ρsat) και ο δείκτης γρήγορης 59

60 απορρόφησης (Iv). Η μέγιστη τιμή του λόγου κενών βρέθηκε 0,117 και η ελάχιστη 0,001 (μέση τιμή = 0,043). Η μέση τιμή της ξηρής πυκνότητας στα συγκεκριμένα δοκίμια είναι 25,48 kn/m³, με τη μέγιστη να ισούται με 31,57 kn/m³ και την ελάχιστη με 18,46 kn/m³. Το μέγιστο υγρό φαινόμενο βάρος ισούται με 31,60 kn/m³ ενώ το ελάχιστο με 19,51 kn/m³ και η μέση τιμή με 25,88 kn/m³. Τέλος, ο μέσος δείκτης απορρόφησης συναντάται στο 1,62% (μέγιστο = 3,17%), (ελάχιστο = 0,05%). Παρατηρείται μεγαλύτερο πορώδες, μεγαλύτερος λόγος κενών και μεγαλύτερος δείκτης απορρόφησης στους Ανδεσίτες και Δακίτες των Μεθάνων σε σχέση με τους Περιδοτίτες του Καλλίδρομου. Το αντίστροφο συμβαίνει με τις τιμές της πυκνότητας και του υγρού φαινόμενου βάρους. ΚΩΔΙΚΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ ΠΟΡΩΔΕΣ (n) (%) ΛΟΓΟΣ ΚΕΝΩΝ (e) ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ (kn/m³) (ρd) ΥΓΡΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΒΑΡΟΣ (kn/m³) ΔΕΙΚΤΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ (Iv) (%) ΤΥΠΟΣ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ (ρsat) ΚΑΛ1br2 0,15 0,001 31,20 31,21 0,05 Περιδοτίτης ΚΑΛ1br1 2,27 0,023 27,58 27,81 0,54 Περιδοτίτης ΚΑΛ1Α 2,50 0,026 27,64 27,88 0,19 Περιδοτίτης ΚΑΛ1Β 1,57 0,016 28,38 28,53 0,23 Περιδοτίτης ΚΑΛ1Γ 0,60 0,006 27,96 28,02 0,06 Περιδοτίτης ΚΑΛ1Η 0,32 0,003 31,57 31,60 0,05 Περιδοτίτης ΜΕΘ1Α 5,30 0,056 22,88 23,41 1,73 Ανδεσίτης ΜΕΘ2Α 9,31 0,103 19,30 20,23 3,17 Δακίτης ΜΕΘ2Β 7,38 0,080 19,85 20,59 2,43 Δακίτης ΜΕΘ2Γ 10,46 0,117 18,46 19,51 3,17 Δακίτης Πίνακας

61 ΔΕΙΚΤΗ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ - ΞΗΡΗΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ Iv - ρd y = -3,5949x + 29,659 R² = 0, ,5 1 1,5 2 2,5 3 3, Προσδιορισμός σκληρότητας με το σφυρί Schmidt (αποτελέσματα) Για τον προσδιορισμό της σκληρότητας των πετρωμάτων με τη βοήθεια της σφύρας Schmidt τύπου L εκτελέστηκαν επτά εργαστηριακές δοκιμές (Πίνακας 5.3). Η πλειονότητα των πετρωμάτων χαρακτηρίστηκαν ως «σκληρά», με εξαίρεση έναν Ανδεσίτη που σύμφωνα με τη μέση ένδειξη σφυριού (SHV) έλαβε το χαρακτηρισμό «πολύ σκληρό» καθώς και έναν Δακίτη που έλαβε το χαρακτηρισμό «μέτριο». ΚΩΔΙΚΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ ΜΕΣΗ ΕΝΔΕΙΞΗ ΣΦΥΡΙΟΥ (SHV) ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ ΚΑΛ1Β 58 Σκληρό πέτρωμα ΜΕΘ1 55 Σκληρό πέτρωμα ΜΕΘ1Α 55 Σκληρό πέτρωμα ΜΕΘ2Γ 47 Μέτριο πέτρωμα ΜΕΘ3Δ 52 Σκληρό πέτρωμα ΜΕΘ5Α 51 Σκληρό πέτρωμα ΜΕΘ7Ε 63 Πολύ σκληρό πέτρωμα Πίνακας

62 5.4. Προσδιορισμός του δείκτη σημειακής φόρτισης (αποτελέσματα) Για τον προσδιορισμό του δείκτη σημειακής φόρτισης εκτελέστηκαν τέσσερις δοκιμές (Πίνακας 5.4). Συγκεκριμένα, εκτελέστηκαν τρεις διαμετρικές δοκιμές σε πυρήνα (τύπου d) και μία αξονική δοκιμή σε πυρήνα (τύπου a) (βλ. αντίστοιχα έντυπα). Από τις τέσσερις δοκιμές, έγκυρες ήταν οι τρεις (ποσοστό εγκυρότητας = 75%). Οι δύο Περιδοτίτες (ΚΑΛ1Ε, ΚΑΛ1ΣΤ) χαρακτηρίστηκαν αντίστοιχα υψηλής και μέσης αντοχής, ενώ οι Δακίτες χαρακτηρίστηκαν χαμηλής αντοχής. ΚΩΔΙΚΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ ΤΥΠΟΣ ΔΟΚΙΜΗΣ Is(50) (MPa) ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ BIENIAWSKI (1974) ΕΓΚΥΡΗ/ΑΚΥΡΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ ΚΑΛ1Ε d 5,33 Υψηλή ΑΚΥΡΗ Περιδοτίτης ΚΑΛ1ΣΤ d 2,84 Μέση ΕΓΚΥΡΗ Περιδοτίτης ΜΕΘ2Γ d 1,40 Χαμηλή ΕΓΚΥΡΗ Δακίτης ΜΕΘ5pl a 1,94 Χαμηλή ΕΓΚΥΡΗ Δακίτης Πίνακας

63 5.5. Προσδιορισμός δυναμικών παραμέτρων καθώς και παραμέτρων αντοχής ΚΩΔΙΚΟΣ Pd Vp Is(50) SHV σc σt E ν ΜR ΤΥΠΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ (kn/m3) (m/sec) (MPa) (MPa) (ΜPa) (GPa) ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ ΜΕΘ1 23, ,26 55 Ανδεσίτης ΜΕΘ1Α 22,64 55 Ανδεσίτης ΜΕΘ2Γ 25,82 1, Δακίτης ΜΕΘ2Δ 20, ,25 Δακίτης ΜΕΘ2ΣΤ 19,20 21,50 2,5753 0, ,792 Δακίτης ΜΕΘ3Δ 22, ,5 52 Ανδεσίτης ΜΕΘ5pl 19,87 1,94 Δακίτης ΜΕΘ5Α 22, ,27 51 Δακίτης ΜΕΘ7Ε 25, Ανδεσίτης ΜΕΘ7w 26,25 133,61 36,025 0, ,618 Ανδεσίτης KAΛ1br2 31,20 13,58 Περιδοτίτης ΚΑΛ1br1 27,58 2,21 Περιδοτίτης ΚΑΛ1Β 28,38 58 Περιδοτίτης ΚΑΛ1Δ 28,10 98,59 16,319 0, ,523 Περιδοτίτης ΚΑΛ1Ε 5, Περιδοτίτης ΚΑΛ1ΣΤ 2, Περιδοτίτης ΚΑΛ1Η 31, ,37 Περιδοτίτης Πίνακας 5.5. Ο παραπάνω (Πίνακας 5.5.) είναι ένας συνδυαστικός πίνακας φυσικών, δυναμικών και παραμέτρων αντοχής. Πιο αναλυτικά, οι παράμετροι που απεικονίζονται από αριστερά προς τα δεξιά είναι οι εξής: ξηρή πυκνότητα, ταχύτητα διάδοσης υπερήχων, αντοχή σε σημειακή φόρτιση, σκληρότητα, αντοχή σε μοναξονική θλίψη, αντοχή σε εφελκυσμό, μέτρο ελαστικότητας, λόγος Poisson και συντελεστής ταξινόμησης του ακέραιου πετρώματος. Πιο συγκεκριμένα, τα δοκίμια ΚΑΛ1Ε, ΚΑΛ1ΣΤ, ΜΕΘ2Γ και ΜΕΘ5pl σύμφωνα με τα αποτελέσματα της δοκιμής για εύρεση της αντοχή τους σε σημειακή φόρτιση χαρακτηρίστηκαν αντίστοιχα υψηλής, μέσης και τα δύο τελευταία, χαμηλής αντοχής. 63

64 ΞΗΡΗΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ - ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΥΠΕΡΗΧΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ρd- Vp y = 508,94x ,2 R² = 0, ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΥΠΕΡΗΧΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ - ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑΣ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ Vp - SHV y = 0,0037x + 45,05 R² = 0,

65 ΞΗΡΗΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ - ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑΣ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ ρd - SHV y = 0,8635x + 33,211 R² = 0, ΠΟΡΩΔΟΥΣ - ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΥΠΕΡΗΧΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ n - Vp y = 18083x ,8 R² = 0, ,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 Στα δοκίμια ΜΕΘ2ΣΤ, ΜΕΘ7w και ΚΑΛ1Δ εκτελέστηκαν δοκιμές για εύρεση της αντοχής τους σε μοναξονική θλίψη και με βάση τα αποτελέσματα των δοκιμών έγινε η ταξινόμηση του υλικού. Για το πρώτο δοκίμιο η δοκιμή 65

66 έδειξε ότι είναι χαμηλής αντοχής, για το δεύτερο ότι είναι πολύ υψηλής αντοχής, ενώ για το τρίτο η δοκιμή έδειξε ότι είναι υψηλής αντοχής. Στα δοκίμια ΚΑΛ1br1, KAΛ1br2 εκτελέστηκε εργαστηριακή δοκιμή με σκοπό την εύρεση της εφελκυστικής τους αντοχής. Είναι εύκολο να παρατηρήσει κανείς ότι παρόλο που τα δοκίμια αυτά συλλέχτηκαν από την ίδια ακριβώς περιοχή (ΚΑΛ1), τα αποτελέσματα της δοκιμής παρουσιάζουν σημαντική απόκλιση. Στο δοκίμιο ΚΑΛ1br1 η θραύση έγινε κατά μήκος μιας προϋπάρχουσας ρωγμής στην επιφάνεια του πετρώματος, πιθανότατα εξαιτίας της έντονης σερπεντινίωσης που είχε υποστεί. Για το λόγο αυτό, θεωρούμε πιο αντιπροσωπευτική τη δοκιμή του δείγματος ΚΑΛ1br ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΜΕ ΑΛΛΑ ΔΟΚΙΜΙΑ Τα δοκίμια των περιδοτιτών του Καλλίδρομου συγκρίθηκαν ως προς τις φυσικές, δυναμικές και μηχανικές τους ιδιότητες με άλλα δοκίμια, στα οποία είχαν εκτελεστεί οι ίδιες εργαστηριακές δοκιμές σε διαφορετικό όμως εργαστήριο και έχοντας συλλεχθεί από διαφορετικές θέσεις δειγματοληψίας (Διαμαντής Κωνσταντίνος, 2010). Πιο συγκεκριμένα, τα δοκίμια αυτά ελέγχθηκαν ως προς την ομοιότητά τους με βάση τους εξής παράγοντες: ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ ΠΡΟΣ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΠΑΛΑΙΟΤΕΡΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΟ ΠΟΡΩΔΕΣ Ελάχιστη τιμή: 0.06 Μέγιστη τιμή: 0.29 ΛΟΓΟΣ ΚΕΝΩΝ Ελάχιστη τιμή: Μέγιστη τιμή: ΥΓΡΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ Ελάχιστη τιμή: ΒΑΡΟΣ Μέγιστη τιμή: ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΔΙΑΔΟΣΗΣ Ελάχιστη τιμή: 7048 ΥΠΕΡΗΧΩΝ Μέγιστη τιμή: 8007 ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑ Ελάχιστη τιμή: 58 Μέγιστη τιμή: 65 ΑΝΤΟΧΗ ΣΕ Ελάχιστη τιμή: ΜΟΝΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ Μέγιστη τιμή: ΑΝΤΟΧΗ ΣΕ ΣΗΜΕΙΑΚΗ Ελάχιστη τιμή: 5.05 ΦΟΡΤΙΣΗ Μέγιστη τιμή: ΑΝΤΟΧΗ ΣΕ ΕΦΕΛΚΥΣΜΟ Ελάχιστη τιμή: Μέγιστη τιμή: ΜΕΤΡΟ ΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ Ελάχιστη τιμή: 26.1 Μέγιστη τιμή: 69.3 ΛΟΓΟΣ POISSON Ελάχιστη τιμή: Μέγιστη τιμή: Πίνακας 5.6. ΠΑΡΟΥΣΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ Ελάχιστη τιμή: 0.15 Μέγιστη τιμή: 2.50 Ελάχιστη τιμή: Μέγιστη τιμή: Ελάχιστη τιμή: Μέγιστη τιμή: Μοναδική τιμή: Μοναδική τιμή: 58 Μοναδική τιμή: Ελάχιστη τιμή: 2.84 Μέγιστη τιμή: 5.33 Ελάχιστη τιμή: 2.21 Μέγιστη τιμή: Μοναδική τιμή: Μοναδική τιμή:

67 6. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. A.S.T.M. "Commitee on soil and rocks" Race Street, Philadelphia, ΡΑ USA. 2. I.S.R.M. (1985). "Suggested method for determing point load strength". Ιnt. J. Rock Mech. Μin. Sci. and Geomech. Abstr. 22, pp I.S.R.M. Suggested Methods (1981). "Rock Characterization Testing and Monitoring", Editor Ε. Brown, Pergamon Press. 4. ΥΠΕΧΩΔΕ/ΚΕΔΕ. Προδιαγραφές επί τόπου δοκιμών Βραχομηχανικής (Ε102-84) & εργαστηριακών δοκιμών Βραχομηχανικής (Ε103-84) (ΦΕΚ ). 5. ΚΟΥΚΗΣ Γ. & ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ Ν., (2002). Τεχνική Γεωλογία. Εκδόσεις Παπασωτηρίου. 6. ΚΟΥΚΗΣ Γ. & ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ Ν., (2007). Γεωλογία Τεχνικών Έργων. Εκδόσεις Παπασωτηρίου. 7. ΔΙΑΜΑΝΤΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ, (2010). Τεχνικογεωλογικά Χαρακτηριστικά Των Υπερβασικών Πετρωμάτων Όρθυος Και Καλλιδρόμου (Κεντρική Ελλάδα), Διδακτορική Διατριβή, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών. 8. ΑΛΕΞΟΠΟΥΛΟΥ ΝΙΚΟΛΕΤΑ, (2011). Πιθανές Συγγενετικές Σχέσεις Και Φαινόμενα Μείξης Στα Ηφαιστειακά Κέντρα Του Δυτικού Ηφαιστειακού Τόξου Του Αιγαίου Και Προσδοκιμότητα Του Ηφαιστειακού Κινδύνου Στην Περιοχή, Διδακτορική Διατριβή, Τμήμα Γεωλογίας, Πανεπιστήμιο Πατρών. 9. ΠΑΠΑΣΤΑΜΑΤΙΟΥ Ι., ΤΑΤΑΡΗΣ Α., ΚΑΤΣΙΚΑΤΣΟΣ Γ., ΒΕΤΟΥΛΗΣ Δ., ΖΑΦΕΙΡΗΣ Γ., ΛΑΛΕΧΟΣ Ν. & ΕΛΕΥΘΕΡΙΟΥ Α., (1959). Γεωλογική Χαρτογράφηση Φύλλου Αμφίκλειας. Δελτ. Ι.Γ.Ε.Υ., 4-5, Αθήνα. 10. ΠΑΠΑΣΤΑΜΑΤΙΟΥ Ι., ΤΑΤΑΡΗΣ Α., ΒΕΤΟΥΛΗΣ Δ., ΚΑΤΣΙΚΑΤΣΟΣ Γ., ΛΑΛΕΧΟΣ Ν. & ΕΛΕΥΘΕΡΙΟΥ Α., (1962). Γεωλογικός Χάρτης Της Ελλάδος, Φύλλο «ΑΜΦΙΚΛΕΙΑ». ΙΓΕΥ, κλίμακα 1: CELET P., (1962). Contribution a l etude geologique du Parnasse-Kiona et d'une partie des regions meridionales de la Grece continentale. Ann. Geol. Pays Hellen, 13, 1-446, Athenes. 12. CLEMENT B., (1977). Relations structurales entre la zone du Parnasse et la zone Pelagonienne en Beotie (Grece continentale). VI Colloquium on the Geology of the Aegean Region, Edit. G. Kalergis, IGME, Vol. 1, , Athens. 13. CELET P., CLEMENT B. & FERRIERE J., (1976). La zone beotienne en Grèce: Implications paleogeographiques et structurales. Eclogae Geol. Helv., 63/3, LELUC H., (1978). Contribution a l etude geologique du Massif du Kallidromon (Grece continentale). D.E.A., Univ.Lille, p

68 15. INTERNATIONAL SOCIETY FOR ROCK MECHANICS. SUGGESTED METHODS, (1985), Suggested method for determining point load strength, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. and Geomech. Abstr. 22, pp DANELIAN T. & ROBERTSON A.H.F., (1995). Radiolarian evidence of Middle Jurassic collapse of the Pelagonian carbonate platform (Kallidromon mountains, Central Greece). Geol. Soc. Greece, Sp. Publ, 4, & Proceed. 15th Congress of Carpatho-Balcan Geol. Assoc, , September 1995, Athens, Greece. 17. ΚΑΡΙΠΗ Σ., (2004), Οι Οφιολιθικές Εμφανίσεις Της Οίτης Και Του Καλλιδρόμου, Γεωλογική μελέτη, Πετρογενετική εξέλιξη, Γεωτεκτονική ερμηνεία, Διδακτορική διατριβή, Πάτρα ΕΡΓΟΣΕ Α.Ε., (2003), Γεωλογική Μελέτη Σήραγγας Καλλιδρόμου. 19. Dietrich V. J., Gaitanakis P., Mercolli I., Oberhäusli R., (1995), Geological Map of Greece, Zürich: Stiftung Vulkaninstitut Immanuel Friedlander. 20. Volti T., (1999), Magnetotelluric measurements on the Methana Peninsula (Greece): modelling and interpretation. Tectonophysics 301: Pe G.G., (1974), Volcanic Rocks of Methana, South Aegean Arc, Greece. Bulletin Volcanologique, 38: D' Alessandro W., Brusca L., Kyriakopoulos K., Michas G., Papadakis G., (2008), Methana, the westernmost active volcanic system of the South Aegean Αrc (Greece): Insight from fluids geochemistry. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 178: Makris J., Papoulia J., Ilinski D., Karastathis V., (2004), Crustal study of the Saronikos - Corinthiakos basins from wide aperture seismic data: intense crustal thinning below the Saronikos basin. X Conference of the Hellenic Geological Society, Thessalloniki, Greece. Abstracts. 68

69 7. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ - ΕΝΤΥΠΑ ΔΟΚΙΜΩΝ 69

70 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ημ/νία 22/10/2013 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΠΟΡΩΔΟΥΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΛΟΓΟΥ ΚΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ (Με τη χρήση μικρομέτρου και συσκευής κενού) ΒΡΑΧ. Ε (2), I.S.R.M 1981 ΕΡΓΟ: Στ. Δοκιμίου ΚΑΛ1br1 ΚΑΛ1br1 Ύψος Δοκιμίου, H 2,50 cm Διάμετρος Δοκιμίου, D 5,41 cm Πλάτος Δοκιμίου, B cm Μήκος Δoκιμίου, L cm Όγκος Δείγματος, V t 0, m 3 Μάζα κορεσμένου δείγματος, M sat 162,96 gr = 0, kn Μάζα ξηρού δείγματος, M s 161,63 gr = 0, kn Όγκος κενών, V u = (M sat -M s ) / ρ w 0, m 3 Όγκος στερεών, V s = V t - V u 0, m 3 Πορώδες, n = (V u / V t ) x 100 2,27 (%) Λόγος κενών, e = V u / V s 0,023 Ξηρή πυκνότητα, ρ d = M s / V t 27,58 kn/m 3 Υγρό φαινόμενο βάρος, ρ sat = (M s + V u x ρ w ) / V t 27,81 kn/m 3 Περιγραφή: Περιδοτίτης ΔΕΙΚΤΗΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ I v (%) I v : M sat (g) 162,56 I v : [(M sat - M s )/M s ] * 100% M s (g) 161,68 I v = 0,54 % Παρατηρήσεις: Τα kg μετετρέπονται σε kn με τη σχέση kn = kg x 9,807 / 1000 ρ w = Πυκνότητα νερού = 1gr / cm ³ = 10 ³ kg / m ³ 70

71 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ημ/νία 22/10/2013 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΠΟΡΩΔΟΥΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΛΟΓΟΥ ΚΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ (Με τη χρήση μικρομέτρου και συσκευής κενού) ΒΡΑΧ. Ε (2), I.S.R.M 1981 ΕΡΓΟ: Στ. Δοκιμίου KAΛ1br2 ΚΑΛ1br2 Ύψος Δοκιμίου, H 2,64 cm Διάμετρος Δοκιμίου, D 5,41 cm Πλάτος Δοκιμίου, B cm Μήκος Δoκιμίου, L cm Όγκος Δείγματος, V t 0, m 3 Μάζα κορεσμένου δείγματος, M sat 193,14 gr = 0, kn Μάζα ξηρού δείγματος, M s 193,05 gr = 0, kn Όγκος κενών, V u = (M sat -M s ) / ρ w 0, m 3 Όγκος στερεών, V s = V t - V u 0, m 3 Πορώδες, n = (V u / V t ) x 100 0,15 (%) Λόγος κενών, e = V u / V s 0,001 Ξηρή πυκνότητα, ρ d = M s / V t 31,20 kn/m 3 Υγρό φαινόμενο βάρος, ρ sat = (M s + V u x ρ w ) / V t 31,21 kn/m 3 Περιγραφή: Περιδοτίτης ΔΕΙΚΤΗΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ I v (%) I v : M sat (g) 193,15 I v : [(M sat - M s )/M s ] * 100% M s (g) 193,05 I v = 0,05 % Παρατηρήσεις: Τα kg μετετρέπονται σε kn με τη σχέση kn = kg x 9,807 / 1000 ρ w = Πυκνότητα νερού = 1gr / cm ³ = 10 ³ kg / m ³ 71

72 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ημ/νία 21/10/2013 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΠΟΡΩΔΟΥΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΛΟΓΟΥ ΚΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ (Με τη χρήση μικρομέτρου και συσκευής κενού) ΒΡΑΧ. Ε (2), I.S.R.M 1981 ΕΡΓΟ: Στ. Δοκιμίου ΚΑΛ1H ΚΑΛ1H Ύψος Δοκιμίου, H 10,97 cm Διάμετρος Δοκιμίου, D 5,40 cm Πλάτος Δοκιμίου, B cm Μήκος Δoκιμίου, L cm Όγκος Δείγματος, V t 0, m 3 Μάζα κορεσμένου δείγματος, M sat 809,55 gr = 0, kn Μάζα ξηρού δείγματος, M s 808,73 gr = 0, kn Όγκος κενών, V u = (M sat -M s ) / ρ w 0, m 3 Όγκος στερεών, V s = V t - V u 0, m 3 Πορώδες, n = (V u / V t ) x 100 0,32 (%) Λόγος κενών, e = V u / V s 0,003 Ξηρή πυκνότητα, ρ d = M s / V t 31,57 kn/m 3 Υγρό φαινόμενο βάρος, ρ sat = (M s + V u x ρ w ) / V t 31,60 kn/m 3 Περιγραφή: Περιδοτίτης ΔΕΙΚΤΗΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ I v (%) I v : M sat (g) 809,15 I v : [(M sat - M s )/M s ] * 100% M s (g) 808,74 I v = 0,05 % Παρατηρήσεις: Τα kg μετετρέπονται σε kn με τη σχέση kn = kg x 9,807 / 1000 ρ w = Πυκνότητα νερού = 1gr / cm ³ = 10 ³ kg / m ³ 72

73 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ημ/νία 15/10/2013 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΠΟΡΩΔΟΥΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΛΟΓΟΥ ΚΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ (Με τη χρήση μικρομέτρου και συσκευής κενού) ΒΡΑΧ. Ε (2), I.S.R.M 1981 ΕΡΓΟ: Στ. Δοκιμίου ΚΑΛ1Α ΚΑΛ1Α Ύψος Δοκιμίου, H 10,96 cm Διάμετρος Δοκιμίου, D 5,40 cm Πλάτος Δοκιμίου, B cm Μήκος Δoκιμίου, L cm Όγκος Δείγματος, V t 0, m 3 Μάζα κορεσμένου δείγματος, M sat 713,71 gr = 0, kn Μάζα ξηρού δείγματος, M s 707,32 gr = 0, kn Όγκος κενών, V u = (M sat -M s ) / ρ w 0, m 3 Όγκος στερεών, V s = V t - V u 0, m 3 Πορώδες, n = (V u / V t ) x 100 2,50 (%) Λόγος κενών, e = V u / V s 0,026 Ξηρή πυκνότητα, ρ d = M s / V t 27,64 kn/m 3 Υγρό φαινόμενο βάρος, ρ sat = (M s + V u x ρ w ) / V t 27,88 kn/m 3 Περιγραφή: Περιδοτίτης ΔΕΙΚΤΗΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ I v (%) I v : M sat (g) 709,21 I v : [(M sat - M s )/M s ] * 100% M s (g) 707,83 I v = 0,19 % Παρατηρήσεις: Τα kg μετετρέπονται σε kn με τη σχέση kn = kg x 9,807 / 1000 ρ w = Πυκνότητα νερού = 1gr / cm ³ = 10 ³ kg / m ³ 73

74 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ημ/νία 15/10/2013 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΠΟΡΩΔΟΥΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΛΟΓΟΥ ΚΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ (Με τη χρήση μικρομέτρου και συσκευής κενού) ΒΡΑΧ. Ε (2), I.S.R.M 1981 ΕΡΓΟ: Στ. Δοκιμίου KAΛ1Β ΚΑΛ1Β Ύψος Δοκιμίου, H 10,95 cm Διάμετρος Δοκιμίου, D 5,40 cm Πλάτος Δοκιμίου, B cm Μήκος Δoκιμίου, L cm Όγκος Δείγματος, V t 0, m 3 Μάζα κορεσμένου δείγματος, M sat 729,67 gr = 0, kn Μάζα ξηρού δείγματος, M s 725,65 gr = 0, kn Όγκος κενών, V u = (M sat -M s ) / ρ w 0, m 3 Όγκος στερεών, V s = V t - V u 0, m 3 Πορώδες, n = (V u / V t ) x 100 1,57 (%) Λόγος κενών, e = V u / V s 0,016 Ξηρή πυκνότητα, ρ d = M s / V t 28,38 kn/m 3 Υγρό φαινόμενο βάρος, ρ sat = (M s + V u x ρ w ) / V t 28,53 kn/m 3 Περιγραφή: Περιδοτιτης ΔΕΙΚΤΗΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ I v (%) I v : M sat (g) 728,02 I v : [(M sat - M s )/M s ] * 100% M s (g) 726,36 I v = 0,23 % Παρατηρήσεις: Τα kg μετετρέπονται σε kn με τη σχέση kn = kg x 9,807 / 1000 ρ w = Πυκνότητα νερού = 1gr / cm ³ = 10 ³ kg / m ³ 74

75 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ημ/νία 15/10/2013 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΠΟΡΩΔΟΥΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΛΟΓΟΥ ΚΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ (Με τη χρήση μικρομέτρου και συσκευής κενού) ΒΡΑΧ. Ε (2), I.S.R.M 1981 ΕΡΓΟ: Στ. Δοκιμίου KAΛ1Γ ΚΑΛ1Γ Ύψος Δοκιμίου, H 10,86 cm Διάμετρος Δοκιμίου, D 5,40 cm Πλάτος Δοκιμίου, B cm Μήκος Δoκιμίου, L cm Όγκος Δείγματος, V t 0, m 3 Μάζα κορεσμένου δείγματος, M sat 710,59 gr = 0, kn Μάζα ξηρού δείγματος, M s 709,06 gr = 0, kn Όγκος κενών, V u = (M sat -M s ) / ρ w 0, m 3 Όγκος στερεών, V s = V t - V u 0, m 3 Πορώδες, n = (V u / V t ) x 100 0,60 (%) Λόγος κενών, e = V u / V s 0,006 Ξηρή πυκνότητα, ρ d = M s / V t 27,96 kn/m 3 Υγρό φαινόμενο βάρος, ρ sat = (M s + V u x ρ w ) / V t 28,02 kn/m 3 Περιγραφή: Περιδοτιτης ΔΕΙΚΤΗΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ I v (%) I v : M sat (g) 709,56 I v : [(M sat - M s )/M s ] * 100% M s (g) 709,16 I v = 0,06 % Παρατηρήσεις: Τα kg μετετρέπονται σε kn με τη σχέση kn = kg x 9,807 / 1000 ρ w = Πυκνότητα νερού = 1gr / cm ³ = 10 ³ kg / m ³ 75

76 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ημ/νία 14/5/2013 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΠΟΡΩΔΟΥΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΛΟΓΟΥ ΚΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ (Με τη χρήση μικρομέτρου και συσκευής κενού) ΒΡΑΧ. Ε (2), I.S.R.M 1981 ΕΡΓΟ: Στ. Δοκιμίου ΜΕΘ1Α ΜΕΘ1Α Ύψος Δοκιμίου, H 11,07 cm Διάμετρος Δοκιμίου, D 5,48 cm Πλάτος Δοκιμίου, B cm Μήκος Δoκιμίου, L cm Όγκος Δείγματος, V t 0, m 3 Μάζα κορεσμένου δείγματος, M sat 623,22 gr = 0, kn Μάζα ξηρού δείγματος, M s 609,10 gr = 0, kn Όγκος κενών, V u = (M sat -M s ) / ρ w 0, m 3 Όγκος στερεών, V s = V t - V u 0, m 3 Πορώδες, n = (V u / V t ) x 100 5,30 (%) Λόγος κενών, e = V u / V s 0,056 Ξηρή πυκνότητα, ρ d = M s / V t 22,88 kn/m 3 Υγρό φαινόμενο βάρος, ρ sat = (M s + V u x ρ w ) / V t 23,41 kn/m 3 Περιγραφή: Ανδεσίτης ΔΕΙΚΤΗΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ I v (%) I v : M sat (g) 619,76 I v : [(M sat - M s )/M s ] * 100% M s (g) 609,21 I v = 1,73 % Παρατηρήσεις: Τα kg μετετρέπονται σε kn με τη σχέση kn = kg x 9,807 / 1000 ρ w = Πυκνότητα νερού = 1gr / cm ³ = 10 ³ kg / m ³ 76

77 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ημ/νία 14/5/2013 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΠΟΡΩΔΟΥΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΛΟΓΟΥ ΚΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ (Με τη χρήση μικρομέτρου και συσκευής κενού) ΒΡΑΧ. Ε (2), I.S.R.M 1981 ΕΡΓΟ: Στ. Δοκιμίου ΜΕΘ2Α ΜΕΘ2Α Ύψος Δοκιμίου, H 11,07 cm Διάμετρος Δοκιμίου, D 5,40 cm Πλάτος Δοκιμίου, B cm Μήκος Δoκιμίου, L cm Όγκος Δείγματος, V t 0, m 3 Μάζα κορεσμένου δείγματος, M sat 523,03 gr = 0, kn Μάζα ξηρού δείγματος, M s 498,95 gr = 0, kn Όγκος κενών, V u = (M sat -M s ) / ρ w 0, m 3 Όγκος στερεών, V s = V t - V u 0, m 3 Πορώδες, n = (V u / V t ) x 100 9,31 (%) Λόγος κενών, e = V u / V s 0,103 Ξηρή πυκνότητα, ρ d = M s / V t 19,30 kn/m 3 Υγρό φαινόμενο βάρος, ρ sat = (M s + V u x ρ w ) / V t 20,23 kn/m 3 Περιγραφή: Δακίτης Καστανότεφρου χρώματος ΔΕΙΚΤΗΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ I v (%) I v : M sat (g) 514,85 I v : [(M sat - M s )/M s ] * 100% M s (g) 499,01 I v = 3,17 % Παρατηρήσεις: Τα kg μετετρέπονται σε kn με τη σχέση kn = kg x 9,807 / 1000 ρ w = Πυκνότητα νερού = 1gr / cm ³ = 10 ³ kg / m ³ 77

78 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ημ/νία 14/5/2013 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΠΟΡΩΔΟΥΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΛΟΓΟΥ ΚΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ (Με τη χρήση μικρομέτρου και συσκευής κενού) ΒΡΑΧ. Ε (2), I.S.R.M 1981 ΕΡΓΟ: Στ. Δοκιμίου ΜΕΘ2Β ΜΕΘ2Β Ύψος Δοκιμίου, H 11,07 cm Διάμετρος Δοκιμίου, D 5,48 cm Πλάτος Δοκιμίου, B cm Μήκος Δoκιμίου, L cm Όγκος Δείγματος, V t 0, m 3 Μάζα κορεσμένου δείγματος, M sat 548,21 gr = 0, kn Μάζα ξηρού δείγματος, M s 528,57 gr = 0, kn Όγκος κενών, V u = (M sat -M s ) / ρ w 0, m 3 Όγκος στερεών, V s = V t - V u 0, m 3 Πορώδες, n = (V u / V t ) x 100 7,38 (%) Λόγος κενών, e = V u / V s 0,080 Ξηρή πυκνότητα, ρ d = M s / V t 19,85 kn/m 3 Υγρό φαινόμενο βάρος, ρ sat = (M s + V u x ρ w ) / V t 20,59 kn/m 3 Περιγραφή: Δακίτης Καστανότεφρου χρώματος ΔΕΙΚΤΗΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ I v (%) I v : M sat (g) 541,50 I v : [(M sat - M s )/M s ] * 100% M s (g) 528,65 I v = 2,43 % Παρατηρήσεις: Τα kg μετετρέπονται σε kn με τη σχέση kn = kg x 9,807 / 1000 ρ w = Πυκνότητα νερού = 1gr / cm ³ = 10 ³ kg / m ³ 78

79 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ημ/νία 14/5/2013 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΠΟΡΩΔΟΥΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΛΟΓΟΥ ΚΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ (Με τη χρήση μικρομέτρου και συσκευής κενού) ΒΡΑΧ. Ε (2), I.S.R.M 1981 ΕΡΓΟ: Στ. Δοκιμίου ΜΕΘ2Γ ΜΕΘ2Γ Ύψος Δοκιμίου, H 10,98 cm Διάμετρος Δοκιμίου, D 5,48 cm Πλάτος Δοκιμίου, B cm Μήκος Δoκιμίου, L cm Όγκος Δείγματος, V t 0, m 3 Μάζα κορεσμένου δείγματος, M sat 515,20 gr = 0, kn Μάζα ξηρού δείγματος, M s 487,57 gr = 0, kn Όγκος κενών, V u = (M sat -M s ) / ρ w 0, m 3 Όγκος στερεών, V s = V t - V u 0, m 3 Πορώδες, n = (V u / V t ) x ,46 (%) Λόγος κενών, e = V u / V s 0,117 Ξηρή πυκνότητα, ρ d = M s / V t 18,46 kn/m 3 Υγρό φαινόμενο βάρος, ρ sat = (M s + V u x ρ w ) / V t 19,51 kn/m 3 Περιγραφή: Δακίτης Καστανότεφρου χρώματος ΔΕΙΚΤΗΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ I v (%) I v : M sat (g) 504,50 I v : [(M sat - M s )/M s ] * 100% M s (g) 489,00 I v = 3,17 % Παρατηρήσεις: Τα kg μετετρέπονται σε kn με τη σχέση kn = kg x 9,807 / 1000 ρ w = Πυκνότητα νερού = 1gr / cm ³ = 10 ³ kg / m ³ 79

80 80

81 81

82 82

83 83

84 84

85 85

86 86

87 87

88 88

89 89

90 90

91 91

92 92

93 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ημ/νία 23/10/2013 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΔΕΙΚΤΗ ΣΗΜΕΙΑΚΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗΣ Βραχώδους Δοκιμίου (POINT LOAD INDEX) ΒΡΑΧ. Ε (5), I.S.R.M Στοιχεία Δοκιμίου Περιοχή ΚΑΛ1Ε ΚΑΛΛΙΔΡΟΜΟ ΤΥΠΟΣ ΔΟΚΙΜΗΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΑΚΜΩΝ D 54,00 mm ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΔΙΑΣΤΑΣΗ L 76,00 mm ΙΣΟΔΥΝΑΜΗ ΔΙΑΣΤΑΣΗ De 54,00 mm ΦΟΡΤΙΟ ΘΡΑΥΣΗΣ P 15,00 kn ΔΕΙΚΤΗΣ Ι s = P/De 2 5,14 MPa ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΔΙΟΡΘΩΣΗΣ f = (De/50) 0,45 1,0352 ΑΝΗΓΜΕΝΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ I s(50) = I s Χ f 5,33 MPa d Τύποι Δοκιμών: (a) Αξονική δοκιμή σε πυρήνα (b) Δοκιμή σε κυβικό δείγμα (d) Διαμετρική δοκιμή σε πυρήνα (ι ) Δοκιμή σε δείγμα ακανόνιστου σχήματος Φ ΩΤΟΓΡ. ΘΡΑΥΣΗΣ Χαρακτηρισμός Αντοχής BIENIAWSKI (1974) Υψηλής αντοχής Περιγραφή δείγματος: Παρατηρήσεις : Περιδοτίτης Ακυρη Δοκιμή 93

94 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ημ/νία 23/10/2013 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΔΕΙΚΤΗ ΣΗΜΕΙΑΚΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗΣ Βραχώδους Δοκιμίου (POINT LOAD INDEX) ΒΡΑΧ. Ε (5), I.S.R.M Στοιχεία Δοκιμίου Περιοχή ΚΑΛ1ΣΤ ΚΑΛΛΙΔΡΟΜΟ ΤΥΠΟΣ ΔΟΚΙΜΗΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΑΚΜΩΝ D 54,00 mm ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΔΙΑΣΤΑΣΗ L 85,60 mm ΙΣΟΔΥΝΑΜΗ ΔΙΑΣΤΑΣΗ De 54,00 mm ΦΟΡΤΙΟ ΘΡΑΥΣΗΣ P 8,00 kn ΔΕΙΚΤΗΣ Ι s = P/De 2 2,74 MPa ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΔΙΟΡΘΩΣΗΣ f = (De/50) 0,45 1,0352 ΑΝΗΓΜΕΝΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ I s(50) = I s Χ f 2,84 MPa d Τύποι Δοκιμών: (a) Αξονική δοκιμή σε πυρήνα (b) Δοκιμή σε κυβικό δείγμα (d) Διαμετρική δοκιμή σε πυρήνα (ι ) Δοκιμή σε δείγμα ακανόνιστου σχήματος Φ ΩΤΟΓΡ. ΘΡΑΥΣΗΣ Χαρακτηρισμός Αντοχής BIENIAWSKI (1974) Μέσης αντοχής Περιγραφή δείγματος: Παρατηρήσεις : Περιδοτίτης Κανονική Θραύση 94

95 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ημ/νία 18/10/2013 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΔΕΙΚΤΗ ΣΗΜΕΙΑΚΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗΣ Βραχώδους Δοκιμίου (POINT LOAD INDEX) ΒΡΑΧ. Ε (5), I.S.R.M Στοιχεία Δοκιμίου Περιοχή ΜΕΘ2Γ (d) ΜΕΘΑΝΑ ΤΥΠΟΣ ΔΟΚΙΜΗΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΑΚΜΩΝ D 54,50 mm ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΔΙΑΣΤΑΣΗ L 109,50 mm ΙΣΟΔΥΝΑΜΗ ΔΙΑΣΤΑΣΗ De 54,50 mm ΦΟΡΤΙΟ ΘΡΑΥΣΗΣ P 4,00 kn ΔΕΙΚΤΗΣ Ι s = P/De 2 1,35 MPa ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΔΙΟΡΘΩΣΗΣ f = (De/50) 0,45 1,0395 ΑΝΗΓΜΕΝΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ I s(50) = I s Χ f 1,40 MPa d Τύποι Δοκιμών: (a) Αξονική δοκιμή σε πυρήνα (b) Δοκιμή σε κυβικό δείγμα (d) Διαμετρική δοκιμή σε πυρήνα (ι ) Δοκιμή σε δείγμα ακανόνιστου σχήματος Φ ΩΤΟΓΡ. ΘΡΑΥΣΗΣ Χαρακτηρισμός Αντοχής BIENIAWSKI (1974) Χαμηλής αντοχής Περιγραφή δείγματος: Παρατηρήσεις : Δακίτης Κανονική Θραύση 95

96 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ Ημ/νία 7/11/2013 ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΔΕΙΚΤΗ ΣΗΜΕΙΑΚΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗΣ Βραχώδους Δοκιμίου (POINT LOAD INDEX) ΒΡΑΧ. Ε (5), I.S.R.M Στοιχεία Δοκιμίου Περιοχή ΜΕΘ5pl ΜΕΘΑΝΑ ΤΥΠΟΣ ΔΟΚΙΜΗΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΑΚΜΩΝ D 37,70 mm ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΔΙΑΣΤΑΣΗ W 54,10 mm ΙΣΟΔΥΝΑΜΗ ΔΙΑΣΤΑΣΗ De 50,96 mm ΦΟΡΤΙΟ ΘΡΑΥΣΗΣ P 5,00 kn ΔΕΙΚΤΗΣ Ι s = P/De 2 1,93 MPa ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΔΙΟΡΘΩΣΗΣ f = (De/50) 0,45 1,0086 ΑΝΗΓΜΕΝΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ I s(50) = I s Χ f 1,94 MPa a Τύποι Δοκιμών: (a) Αξονική δοκιμή σε πυρήνα (b) Δοκιμή σε κυβικό δείγμα (d) Διαμετρική δοκιμή σε πυρήνα (ι ) Δοκιμή σε δείγμα ακανόνιστου σχήματος Φ ΩΤΟΓΡ. ΘΡΑΥΣΗΣ Χαρακτηρισμός Αντοχής BIENIAWSKI (1974) Χαμηλής Αντοχής Περιγραφή δείγματος: Δακίτης Παρατηρήσεις : Κανονική Θραύση 96

97 σ c (MPa) σ c (MPa) ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ UNIVERSITY OF PATRAS DEPARTMENT OF GEOLOGY LABORATORY OF ENGINEERING GEOLOGY ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΕ ΜΟΝΟΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΔΟΚΙΜΙΟΥ ΜΕ ΣΥΓΧΡΟΝΟ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟ ΤΟΥ ΜΕΤΡΟΥ ΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ (Ε) ΚΑΙ ΤΟΥ ΛΟΓΟΥ POISSON (ν) ROCK MATERIAL DEFORMABILITY IN UNIAXIAL COMPRESSION E103-84, I.S.R.M. 1981, ASTM D Ημ/νία 22/10/2013 ΠΕΡΙΟΧΗ - SITE: ΚΑΛΛΙΔΡΟΜΟ ΕΡΓΟ - PROJECT: ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΓΕΩΤΡΗΣΗ: ΚΩΔΙΚΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ: ΚΑΛ1Δ ΒΑΘΟΣ: Περιγραφή: Διάμετρος Ύψος Βάρος Επιφάνεια Περίμετρος Περιδοτίτης D o 54 (mm) H 138,7 (mm) W 910,14 (gr) Α 0,00229 (m 2 ) C 169,65 (mm) ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΤΑΣΕΩΝ - ΑΞΟΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΩΝ axial stress - axial strain ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΤΑΣΕΩΝ - ΠΛΕΥΡΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΩΝ axial stress - diametric strain ,00 0,50 1,00 1,50 ε α % ,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 ε d % ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΤΑΣΕΩΝ - ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΩΝ (ΑΞΟΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΠΛΕΥΡΙΚΩΝ) axial stress - strain (axial and diametric) 120 ΦΩΤΟΓΡ. ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ ΜΕΤΑ ΤΗ ΘΡΑΥΣΗ Post failure photo ,20 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 ε d (%) ε α (%) P max 231,60 (kn) Παρατηρήσεις: σ c 98,59 (MPa) Ε 16, (GPa) ν 0,05 ΜR 165,523 97

98 σ c (MPa) σ c (MPa) ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ UNIVERSITY OF PATRAS DEPARTMENT OF GEOLOGY LABORATORY OF ENGINEERING GEOLOGY ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΕ ΜΟΝΟΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΔΟΚΙΜΙΟΥ ΜΕ ΣΥΓΧΡΟΝΟ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟ ΤΟΥ ΜΕΤΡΟΥ ΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ (Ε) ΚΑΙ ΤΟΥ ΛΟΓΟΥ POISSON (ν) ROCK MATERIAL DEFORMABILITY IN UNIAXIAL COMPRESSION E103-84, I.S.R.M. 1981, ASTM D Ημ/νία 1/11/2013 ΠΕΡΙΟΧΗ - SITE: ΜΕΘΑΝΑ ΕΡΓΟ - PROJECT: ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΓΕΩΤΡΗΣΗ: ΚΩΔΙΚΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ: ΜΕΘ2ΣΤ ΒΑΘΟΣ: Περιγραφή: Διάμετρος Ύψος Βάρος Επιφάνεια Περίμετρος Δακίτης D o 54,2 (mm) H 152,7 (mm) W 689,85 (gr) Α 0,00231 (m 2 ) C 170,27 (mm) ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΤΑΣΕΩΝ - ΑΞΟΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΩΝ axial stress - axial strain ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΤΑΣΕΩΝ - ΠΛΕΥΡΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΩΝ axial stress - diametric strain ,00 0,50 1,00 1,50 2,00 ε α % ,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 ε d % ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΤΑΣΕΩΝ - ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΩΝ (ΑΞΟΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΠΛΕΥΡΙΚΩΝ) axial stress - strain (axial and diametric) 25 ΦΩΤΟΓΡ. ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ ΜΕΤΑ ΤΗ ΘΡΑΥΣΗ Post failure photo ,50 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 ε d (%) ε α (%) P max 49,60 (kn) Παρατηρήσεις: σ c 21,50 (MPa) Ε 2, (GPa) ν 0,068 ΜR 119,792 98

99 σ c (MPa) σ c (MPa) ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ UNIVERSITY OF PATRAS DEPARTMENT OF GEOLOGY LABORATORY OF ENGINEERING GEOLOGY ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΕ ΜΟΝΟΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΔΟΚΙΜΙΟΥ ΜΕ ΣΥΓΧΡΟΝΟ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟ ΤΟΥ ΜΕΤΡΟΥ ΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ (Ε) ΚΑΙ ΤΟΥ ΛΟΓΟΥ POISSON (ν) ROCK MATERIAL DEFORMABILITY IN UNIAXIAL COMPRESSION E103-84, I.S.R.M. 1981, ASTM D Ημ/νία 31/10/2013 ΠΕΡΙΟΧΗ - SITE: ΜΕΘΑΝΑ ΕΡΓΟ - PROJECT: ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΓΕΩΤΡΗΣΗ: ΚΩΔΙΚΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ: ΜΕΘ7w ΒΑΘΟΣ: Περιγραφή: Διάμετρος Ύψος Βάρος Επιφάνεια Περίμετρος Ανδεσίτης D o 54,5 (mm) H 151,3 (mm) W 944,59 (gr) Α 0,00233 (m 2 ) C 171,22 (mm) ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΤΑΣΕΩΝ - ΑΞΟΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΩΝ axial stress - axial strain ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΤΑΣΕΩΝ - ΠΛΕΥΡΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΩΝ axial stress - diametric strain ,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 ε α % ,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 ε d % ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΤΑΣΕΩΝ - ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΩΝ (ΑΞΟΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΠΛΕΥΡΙΚΩΝ) axial stress - strain (axial and diametric) ΦΩΤΟΓΡ. ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ ΜΕΤΑ ΤΗ ΘΡΑΥΣΗ Post failure photo ,20 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 ε d (%) ε α (%) P max 311,70 (kn) Παρατηρήσεις: σ c 133,61 (MPa) Ε 36, (GPa) ν 0,208 ΜR 269,618 99