ΔΙΑΛΕΞΗ 3 Κατασκευαστικά θέματα γεωφραγμάτων

Transcript

1 ΕΠΟΠΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΔΙΑΛΕΞΕΩΝ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «ΕΙΔΙΚΑ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΑ ΕΡΓΑ - Γεωτεχνική Φραγμάτων» 9ο Εξ. ΠΟΛ. ΜΗΧ. - Ακαδ. Ετος ΔΙΑΛΕΞΗ 3 Κατασκευαστικά θέματα γεωφραγμάτων 1. Στεγάνωση βάσης και αντερεισμάτων 2. Συμπύκνωση αργιλικού πυρήνα 3. Φίλτρα και στραγγιστήρια 4. Σώματα στηρίξεως από αμμοχάλικα 5. Λιθόρριπτα σώματα στηρίξεως Στεγάνωση βάσης και αντερεισμάτων ΣΗ i διάφραγμα V 3 = V 1 + V 2 V 4 H 8 Φράγματα βαρύτητας : Ένας από τους σημαντικότερους ελέγχους είναι ο έλεγχος έναντι ολίσθησης στη βάση τους. Σε περίπτωση υψηλών υδατικών πιέσεων στη βάση του φράγματος, οι ενεργές ορθές τάσεις έδρασης είναι μικρές και συνεπώς μικρή είναι και η αντίσταση τριβής Η 8 : H 8 = (V 1 + V 2 V 4 ) tan φ επειδή : H 8 = V 3 tan φ V 3 = V 3 V 4 Ασφάλεια έναντι ολίσθησης : ΣΗ i <H 8 V 3 = V 1 + V 2 Εάνηπίεσηπόρωνστηβάσητουφράγματος(V 4 ) είναι μεγάλη, ηαντίσταση τριβής (Η 8 ) μειώνεται σημαντικά και το φράγμα μπορεί να ολισθήσει : ΣΗ i >H 8 Στα χωμάτινα φράγματα, οκίνδυνοςείναιμικρότεροςεπειδήτοβάρος(v 3 ) είναι μεγάλο

2 Α Στεγάνωση της θεμελίωσης Β Α : τάφρος βάσης πυρήνα Β : στεγανωτικό διάφραγμα (τσιμεντο-μπεντονίτης ή πλαστικό σκυρόδεμα) C : διάφραγμα τσιμεντενέσεων C Στεγανωτικές τσιμεντενέσεις της θεμελίωσης φράγματος Α : κεντρικός αργιλικός πυρήνας Β : κεκλιμένος αργιλικός πυρήνας C : ανάντη στεγανωτική μεμβράνη

3 Στεγάνωση της θεμελίωσης με ανάντη αργιλική στρώση βάσης Μέθοδοι ελέγχου της διήθησης κάτω από διαπερατή θεμελίωση φράγματος χωρίς πλήρες σύστημα στεγάνωσης

4 Ταμιευτήρας φράγματος στο Παρθένι Λέρου θέση φράγματος Το αριστερό πρανές του ταμιευτήρα έχει στεγανοποιηθεί με συνθετική μεμβράνη και καλυφθεί με λιθορριπή προστασίας. Το φράγμα έχει πολύ σημαντικές απώλειες νερού απότηνκατασκευήτου(2003) και ο ταμιευτήρας παραμένει κενός κατά την θερινή περίοδο Ταμιευτήρας φράγματος Μόρνου Στεγανοποίηση πρανούς Πύρνου

5 Ταμιευτήρας φράγματος Μόρνου Στεγανοποίηση πρανούς Πύρνου Φράγμα Μόρνου Κατά μήκος τομή : Φαίνονται οι σήραγγες και οι κουρτίνες τσιμεντενέσεων για τη στεγάνωση της βάσης και των αντερεισμάτων Μήκος στη στέψη : 815μ

6 Φράγμα Μόρνου Στοά ΣΔ στο εσωτερικό του φράγματος Οι σωλήνες απάγουν τα νερά που αντλούνται στην κεντρική στοά στη βάση του φράγματος 2. Συμπύκνωση αργιλικού πυρήνα Με τη συμπύκνωση : Μειώνεται η συμπιεστότητα του πυρήνα και συνεπώς μειώνονται οι καθιζήσεις μετά την κατασκευή του φράγματος Αυξάνεται η διατμητική αντοχή του πυρήνα και συνεπώς αυξάνει ο συντελεστής ασφαλείας των πρανών του φράγματος Μειώνεται η διαπερατότητα του πυρήνα Εάν η συμπύκνωση γίνει σε σχετικά μικρή υγρασία, αυξάνει η τάση του υλικού για διόγκωση κατά την πλήρωση του ταμιευτήρα, και αυξάνει η τάση του υλικού για ρηγμάτωση λόγω παραμόρφωσης Οι ιδιότητες του πυρήνα γίνονται περισσότερο ομοιόμορφες, δηλαδή μειώνεται η τυχαία ανομοιομορφία του υλικού αυξανόμενη ενέργεια συμπύκνωσης

7 2. Συμπύκνωση αργιλικού πυρήνα Η συμπύκνωση γίνεται με προσθήκη μηχανικής ενέργειας σε υλικό που βρίσκεται σε συγκεκριμένη υγρασία Μέτρο της επιτυγχανόμενης συμπύκνωσης αποτελεί η «ξηρή πυκνότητα» ρ d.. Μεγάλη τιμή του ρ d αποτελεί απόδειξη καλής συμπύκνωσης. Για συγκεκριμένη ενέργεια συμπύκνωσης, η μέγιστη ξηρή πυκνότητα (ρ d,max ) επιτυγχάνεται σε ποσοστό υγρασίας που ονομάζεται «βέλτιστη υγρασία συμπύκνωσης» w opt Με αυξανόμενη ενέργεια συμπύκνωσης : Ηρ d,max αυξάνει H w opt μειώνεται αυξανόμενη ενέργεια συμπύκνωσης μέτρο της ποσότητας του αέρα που παραμένει ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ ΤΩΝ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Επιρροή του ποσοστού της υγρασίας (w) στο βαθμό συμπύκνωσης Ηεπιτυγχανόμενη συμπύκνωση μετράται μέσω της πυκνότητας του εδάφους μετά την ξήρανση ( ρ d ) ρ d S ρ = w + S Για S=100% : ρ d = w + ρ w ( ρ ρ ) w w ( ρ ρ ) Παράδειγμα : ρ s =2.30, ρ w =1, w=0.105, S=0.94 -> ρ d = 1.83 w s s

8 ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ ΤΩΝ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Επιρροή της ενέργειας συμπύκνωσης Καμπύλες συμπύκνωσης τυπικών εδαφών αύξηση του W Επιρροή της υγρασίας συμπύκνωσης στη διαπερατότητα στην αντοχή

9 2. Συμπύκνωση αργιλικού πυρήνα pad-foot roller for compaction of core material Συμπυκνωτής αργιλικού πυρήνα με «κατσικοπόδαρα» 2. Συμπύκνωση αργιλικού πυρήνα Ελκόμενος συμπυκνωτής αργιλικού πυρήνα με αιχμηρές προεξοχές για θρυμματισμό ημιβραχωδών υλικών (π.χ. μάργες, ιλυόλιθοι, φυλλίτες) μετά τη διάστρωσή τους για χρήση ως υλικών πυρήνα φραγμάτων Spikes-foot roller drum

10 2. Συμπύκνωση αργιλικού πυρήνα Καμπύλες συμπύκνωσης δοκιμαστικού επιχώματος από ιλυώδη άργιλο με ελκόμενο συμπυκνωτή με «κατσικοπόδαρα» για διάφορους αριθμούς διελεύσεων Αρχκές μετρήσεις επιτόπου συμπύκνωσης στον πυρήνα του φράγματος Γαδουρά η επιτυγχανόμενη συμπύκνωση είναι ανεπαρκής Unit dry density (Mg/m3) S=100% S=90% S=80% S=70% S=60% compaction curve measured data % 8% 10% 12% 14% 16% 18% 20% Moisture content

11 2. Συμπύκνωση αργιλικού πυρήνα Διαβροχή του υλικού του πυρήνα μετά τη διάστρωση προκειμένου να επιτευχθεί υγρασία περίπου wopt + 1% 2. Συμπύκνωση αργιλικού πυρήνα Διαβροχή του υλικού μετά τη διάστρωση προκειμένου να αποφευχθεί ξήρανση λόγω εξάτμισης

12 Checking compaction of core at depth Έλεγχος της εις-βάθος συμπύκνωσης με τη διάνοιξη ερευνητικής τάφρου στον πυρήνα του φράγματος Γαδουρά Ρόδου Checking compaction of core at depth Έλεγχος της εις-βάθος συμπύκνωσης με τη διάνοιξη ερευνητικής τάφρου στον πυρήνα του φράγματος Γαδουρά Ρόδου

13 2. Συμπύκνωση αργιλικού πυρήνα ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Εάν ο πυρήνας συμπυκνωθεί σε πολύ χαμηλή υγρασία (αρκετά μικρότερη της βέλτιστης) : Ο υλικό αποκτά ανοικτή δομή και συνεπώς αναμένονται σημαντικές καθιζήσεις κατά τον κορεσμό του πυρήνα (με την πλήρωση του ταμιευτήρα) Το υλικό γίνεται εύθρυπτο (ψαθυρό) και συνεπώς μπορεί να αναπτυχθούν ρωγμές σε περίπτωση διατμητικών παραμορφώσεων (π.χ. λόγω διαφορικών καθιζήσεων του φράγματος, όπως σε στενές κοιλάδες με απότομα αντερείσματα) Εάν ο πυρήνας συμπυκνωθεί σε πολύ υψηλή υγρασία (αρκετά ανώτερη της βέλτιστης) : υπάρχει κίνδυνος ανάπτυξης σημαντικών υπερπιέσεων πόρων κατά την κατασκευή του φράγματος, με αποτέλεσμα τη μείωση του συντελεστή ασφαλείας έναντι διατμητικής αστοχίας. Σε συνήθη υλικά πυρήνων, εάν ο πυρήνας συμπυκνωθεί σε υγρασία 1-3% χαμηλότερη της βέλτιστης ο συντελεστής πίεσης πόρων r u ( = Δu / Δσ v ) έχει τιμή περί το Εάν ο πυρήνας συμπυκνωθεί σε υγρασία 0 1 % ανώτερη της βέλτιστης, τότε r u = (και μέχρι 0.50 σε ευρείς αργιλικούς πυρήνες υψηλών φραγμάτων που κατασκευάζονται ταχέως. 2. Συμπύκνωση αργιλικού πυρήνα ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Συνήθως είναι προτιμητέα η συμπύκνωση του πυρήνα σε υγρασία 0 1% ανώτερη της βέλτιστης, ώστε ο πυρήνας να είναι αρκετά πλαστικός και συνεπώς να μην μπορεί να αναπτύξει και διατηρήσει ρωγμές (π.χ. λόγω διαφορικών καθιζήσεων). Στην περίπτωση αυτή, λόγω της αυξημένης υγρασίας, οι υπερπιέσεις πόρων λόγω κατασκευής θα είναι αυξημένες και, επιπλέον, η ενεργός συνοχή (και η αστράγγιστη διατμητική αντοχή) του πυρήνα θα είναι μειωμένη. Δεδομένου ότι οι υπερπιέσεις πόρων στον πυρήνα μετρώνται με πιεζόμετρα, σε περίπτωση αυξημένων υπερπιέσεων πόρων κατά την κατασκευή, ελέγχεται η ευστάθεια του φράγματος (πέρας κατασκευής) και εάν ο συντελεστής ασφαλείας είναι μή αποδεκτός μειώνεται ο ρυθμός κατασκευής του φράγματος και μειώνεται η υγρασία συμπύκνωσης του υπολειπόμενου τμήματος (αν και οι υπερπιέσεις πόρων αναπτύσσονται κυρίως στις βαθύτερες στρώσεις του πυρήνα - γιατί?). Μιά μέθοδος αντιμετώπισης του προβλήματος σε ευρείς πυρήνες (εύρος στη βάση 30-50% του μέγιστου πιεζομετρικού ύψους) είναι να συμπυκνωθεί σε σχετικώς υψηλή υγρασία το κεντρικό μόνον τμήμα του πυρήνα. Σε φράγματα με στενούς πυρήνες (εύρος στη βάση 20-30% του μέγιστου πιεζομετρικού ύψους), όπως π.χ. σε κεκλιμένους πυρήνες, το πρόβλημα με τις υπερπιέσεις πόρων δεν είναι ιδιαιτέρως σημαντικό (επειδή ο συντελεστής ασφαλείας δεν επηρεάζεται σημαντικά).

14 Περιβάλλουσες αστοχίας ολικών τάσεων σε μερικώς κορεσμένα υλικά πυρήνα για συμπύκνωση σε διάφορες υγρασίες (w opt -3%, w opt, w opt + 3% ) Διατμητική τάση - τ Ορθή τάση - σ Βελτίωση της επιτυγχανόμενης συμπύκνωσης με την αύξηση της πίεσης των ελαστικών ελαστικοφόρου συμπυκνωτή (για 8 διελεύσεις)

15 Επιρροή αυξημένης ενέργειας συμπύκνωσης για διάφορες υγρασίες συμπύκνωσης : Για συμπύκνωση σε υγρασία > w opt, η αύξηση της μέγιστης ξηρής πυκνότητας είναι πολύ μικρή. Το αντίθετο συμβαίνει για υλικά συμπυκνούμενα σε υγρασία < w opt Συνεπώς, στις περιπτώσεις συμπύκνωσης αρκετά «wet of optimum», η αύξηση των διελεύσεων του συμπυκνωτή δεν προσφέρει ουσιαστικά Βέλτιστη υγρασία -3% Βελτίωση της επιτυγχανόμενης συμπύκνωσης για διάφορες τιμές της πίεσης των ελαστικών ελαστικοφόρου συμπυκνωτή Με την αύξηση της υγρασίας συμπύκνωσης, ο ρυθμός βελτίωσης μειώνεται. Βέλτιστη υγρασία Βέλτιστη υγρασία + 2%

16 Βελτίωση της επιτυγχανόμενης μέγιστης ξηρής πυκνότητας με τον αριθμό των διελεύσεων συμπυκνωτή με «κατσικοπόδαρα» διαφόρων διαστάσεων Μείωση της βέλτιστης υγρασίας συμπύκνωσης με τον αριθμό διελεύσεων (λόγω της αυξημένης ενέργειας συμπύκνωσης) Μετρήσεις επιτόπου συμπύκνωσης στον πυρήνα του φράγματος Γαδουρά Επιτόπου πυκν / Βέλτιστη τιμή (%) Επιτόπου Υγρασία - Βέλτιστη τιμή (%) Βαθμός κορεσμού S (%) Επιτόπου υγρασία w (%)

17 3. Φίλτρα και στραγγιστήρια Λειτουργία των φίλτρων : 1. Αποφυγή υδραυλικής διάβρωσης (μεταφοράς εδαφικών κόκκων) κατά την κίνηση του νερού (λόγω υδραυλικής κλίσης) από λεπτόκοκκο προς αρκετά πιό χονδρόκοκκο υλικό. Η τάση αυτή προκαλείται από την κίνηση του διηθούμενου νερού διαμέσου του φράγματος. Τέτοιο είναι το φίλτρο στο κατάντη άκρο του αργιλικού πυρήνα προς το κατάντη σώμα στήριξης 2. Εμφραξη τυχόν αναπτυσσόμενων ρωγμών του πυρήνα για την αποφυγή ροής νερού διαμέσου του πυρήνα από το ανάντη σώμα στήριξης. Τέτοιο είναι το φίλτρο ανάντη του πυρήνα 1 : Αργιλικός πυρήνας (κεκλιμένος) 2Α : Κατάντη λεπτόκοκκο φίλτρο 2Β : Ανάντη και κατάντη χονδρόκοκκο φίλτρο 3Α, 3Β, 3C, 3D : Λιθορριπή ταμιευτήρας 3. Φίλτρα και στραγγιστήρια Λειτουργία του κατάντη φίλτρου : 1. Πρέπει να είναι αρκετά πιό διαπερατό από το υλικό του πυρήνα (και συνεπώς αρκετά χοδρόκοκκο), ώστε να επιτυγχάνει ελεύθερη διήθηση (στράγγιση) του νερού που κινείται διαμέσου του πυρήνα του φράγματος προς τα κατάντη. 2. Πρέπει να είναι αρκετά λεπτόκοκκο ώστε να εμποδίζει τους κόκκους του υλικού του πυρήνα να μετακινηθούν προς τα κατάντη παρασυρόμενα από το διηθούμενο νερό (υδραυλική διάβρωση). Χαρακτηριστικά φίλτρων (κατά Terzaghi) : 1. D 5,F > 0.075mm (κόσκινο Νο 200), δηλαδή το φίλτρο να έχει το πολύ 5% λεπτόκοκκο υλικό, και το όποιο λεπτόκοκκο υλικό να είναι μή-πλαστικό (ιλύς) - Απαίτηση για ικανοποιητική στράγγιση 2. D 15,F > 5 D 15,C - Απαίτηση για ικανοποιητική στράγγιση (περατότητα) 3. D 15,F <40D 15,C - Απαίτηση για αποφυγή υδραυλική διάβρωσης 4. D 15,F < 5 D 85,C - Απαίτηση για αποφυγή υδραυλική διάβρωσης 5. Οι κοκκομετρικές καμπύλες φίλτρου (F) και πυρήνα (C) να είναι περίπου παράλληλες (απαίτηση για ικανοποιητική στράγγιση και αποφυγή υδραυλική διάβρωσης)

18 Υλικό πυρήνα Λεπτόκοκκο φίλτρο Χονδρόκοκκο φίλτρο 3. Φίλτρα και στραγγιστήρια Παράδειγμα λεπτόκοκκου και χονδρόκοκκου φίλτρου μεταξύ πυρήνα (ιλυώδης άμμος) και στραγγιστηρίου (χάλικες 60μμ) πυρήνας Στραγγιστήριο άμμος χάλικες Λεπτόκοκκο φίλτρο : 0.5 5mm Χονδρόκοκκο φίλτρο : mm

19 downstream Downstream berm Φράγμα Γαδουρά Ρόδου upstream downstream shell of cofferdam downstream filter Φράγμα Γαδουρά Ρόδου

20 downstream Core trench down shell core drainage Fine filter coarse filter Φράγμα Γαδουρά Ρόδου Κατάντη φίλτρα και στραγγιστήριο Coarse filter (concrete gravel) ( 5 25 mm ) Fine filter (concrete sand) ( mm )

21 Drainage layer (cobble) ( 35 80mm ) Coarse filter (concrete gravel) ( 5 25mm ) 3. Φίλτρα και στραγγιστήρια Κατάντη φίλτρα : Για κατασκευαστικούς λόγους, το ελάχιστο πάχος κάθε φίλτρου είναι 2.5-3μ. Το σύνηθες πάχος κάθε φίλτρου είναι 3-4 μέτρα. Οι προηγούμενες απαιτήσεις φίλτρων (Terzaghi) είναι υπερβολικά συντηρητικές για ορισμένους τύπους εδαφών όπως πλαστικές άργιλοι και αργιλώδη αμμοχάλικα (καλά διαβαθμισμένα). Τα υλικά αυτά έχουν αυξημένη αντίσταση σε διάβρωση λόγω συνοχής. Τα φίλτρα δεν χρειάζονται ιδιαίτερη συμπύκνωση (αρκεί η συμπύκνωση λόγω της κίνησης των ελαστικοφόρων αυτοκινήτων μεταφοράς και διάστρωσης του φίλτρου) επειδή με τη συμπύκνωση μειώνεται η διαπερατότητά τους και επιπλέον θρυμματίζονται οι κόκκοι τους με αποτέλεσμα την αύξηση του λεπτοκόκκου κλάσματος (που δεν είναι επιθυμητό). Κατά την κατασκευή, υπάρχει κίνδυνος έμφραξης των φίλτρων από λεπτόκοκκο υλικό του πυρήνα σε περίπτωση έντονης βροχόπτωσης. Για το λόγο αυτό, τα φίλτρα διατηρούνται σε υψηλότερη στάθμη απ ότι ο παρακείμενος πυρήνας και το σώμα στήριξης. Στα χονδρόκοκκα φίλτρα (και στραγγιστήρια) από καλώς διαβαθμισμένα υλικά, υπάρχει κίνδυνος απόμιξης κατά τη διάστρωση (π.χ. με ανατροπή) οπότε το πλέον χονδρόκοκκο υλικό «κυλάει» μακρύτερα.

22 3. Φίλτρα και στραγγιστήρια Ανάντη φίλτρο : Σκοπός του ανάντη φίλτρου είναι η δυνατότητα έμφραξης τυχόν αναπτυσσόμενων ρωγμών του πυρήνα για την αποφυγή ροής νερού διαμέσου του πυρήνα από το ανάντη σώμα στήριξης. Η κατάσταση αυτή είναι επικίνδυνη επειδή κατά την διήθηση, το νερό παρασύρει υλικό του πυρήνα προς τα κατάντη διαβρώνοντας τον πυρήνα. Απαιτήσεις του ανάντη φίλτρου : 1. Θα πρέπει να είναι αρκετά λεπτόκοκκο ώστε να μπορεί να εισέλθει σε λεπτές ρωγμές του πυρήνα και να τις φράξει. 2. Θα πρέπει να μην είναι συνεκτικό, ώστε να μην μπορεί να διατηρήσει το ίδιο ρωγμές. Συνεπώς, το φίλτρο κατά την διαβροχή θα πρέπει να «καταρρέει». Ετσι : Το ανάντη φίλτρο πρέπει να ικανοποιεί τα ανωτέρω κριτήρια Terzaghi, και επιπλέον, να μην έχει συμπυκνωθεί ώστε να μην έχει συνοχή για να «καταρρέει» κατά την διαβροχή. Υλικά με αξιόλογο ποσοστό λεπτοκόκκου κλάσματος (ιδίως όταν συμπυκνωθούν) αποκτούν συνοχή και δεν καταρρέουν. προς τα κατάντη πυρήνας ανάντη σώμα στήριξης ανάντη φίλτρο Φράγμα Γαδουρά Ρόδου ανάντη φίλτρο (χωρίς συμπύκνωση)

23 4. Σώματα στηρίξεως από αμμοχάλικα Τα σώματα στήριξης των φραγμάτων συνήθως κατασκευάζονται είτε από αμμοχάλικα (κατά προτίμηση χωρίς λεπτόκοκκα) είτε από προϊόντα λιθορριπών. Σε περίπτωση χρήσης ημι-περατών υλικών στα σώματα στήριξης (π.χ. ιλυώδη αμμοχάλικα με ποσοστό λεπτοκόκκου κλάσματος άνω το 10-15%) : 1. Μπορεί να αναπτυχθούν αξιόλογες υπερπιέσεις πόρων κατά την κατασκευή που μειώνουν τον συντελεστή ασφαλείας (στο τέλος της κατασκευής) και συνεπώς απαιτούν ήπιες κλίσεις των πρανών 2. Κατά την ταχεία ταπείνωση της στάθμης του ταμιευτήρα, οι πιέσεις πόρων του ανάντη σώματος στήριξης δεν αποτονώνονται ταχέως, μειώνοντας τον συντελεστή ασφαλείας (έλεγχος έναντι ταχέως καταβιβαβσμού της στάθμης του ταμιευτήρα) και συνεπώς απαιτούν ήπιες κλίσεις του ανάντη πρανούς. Επειδή οι ήπιες κλίσεις των πρανών αυξάνουν το κόστος του φράγματος, μπορούν να ενσωματωθούν στα σώματα στήριξης ενδιάμεσες οριζόντιες αποστραγγιστικές στρώσεις ώστε να βελτιωθεί η δυνατότητα αποτόνωσης των πιέσεων πόρων. Φράγμα Ιλαρίωνα Αποψη των δανειοθαλάμων αμμοχάλικου στην ευρεία κοίτη του Αλιάκμονα, κατάντη του φράγματος

24 Φράγμα Ιλαρίωνα Δανειοθάλαμος αμμοχαλίκων (ευρεία κοίτη Αλιάκμονα) Φράγμα Γαδουρά Ρόδου Δανειοθάλαμος πολύ ιλυώδους αμμοχάλικου για την κατασκευή των σωμάτων αντιστήριξης (σχηματισμός Θάρι)

25 Φράγμα Γαδουρά - Δανειοθάλαμος αμμοχάλικου κοίτης για την κατασκευή των σωμάτων αντιστήριξης Δονητικός συμπυκνωτής μή-συνεκτικών υλικών Vibratory compactor

26 Τοποθέτηση τυχαίων υλικών σε γεω-φράγματα Τοποθέτηση τυχαίων υλικών σε γεω-φράγματα

27 5. Λιθόρριπτα σώματα στηρίξεως 5. Λιθόρριπτα σώματα στηρίξεως

28 Συνηθέστερα αίτια αστοχίας γεω-φραγμάτων : 1. Υπερπήδηση του φράγματος λόγω ανεπάρκειας του υπερχειλιστή να παροχετεύσει την πλημμυρική παροχή (σε συνδυασμό με κακή διαχείριση του ταμιευτήρα π.χ. διατήρηση πλήρους ταμιευτήρα κατά την πολύ βροχεή περίοδο). Αποτελεί την συνηθέστερη αιτία αστοχίας φραγμάτων διεθνώς. 2. Διάβρωση (piping) του φράγματος ή των αντερεισμάτων της κοιλάδας, ήτης κοίτης κατάντη του φράγματος, λόγω διύθησης νερού του ταμιευτήρα προς τα κατάντη, παρασύροντας και εδαφικούς κόκκους. Συνήθως οφείλεται σε πλημμελή κατασκευή των φίλτρων, απόμειξη ή πλημμελή συμπύκνωση στα άκρα του έργου (επαφή πυρήνα με αντερείσματα, επαφή πυρήνα με έργο εκτροπής ή υπερχειλιστή), ρηγμάτωση του πυρήνα λόγω διαφορικών καθιζήσεων, ρωγμές του φυσικού εδάφους στα αντερείσματα, διήθηση νερού κάτω από το φράγμα προς τα κατάντη, κλπ. 3. Διατμητική αστοχία του κατάντη πρανούς με πλήρη ταμιευτήρα. Προκαλεί καταστροφική αστοχία του φράγματος. 4. Παραμορφώσεις (περιορισμένη ολίσθηση) του πλέον δυσμενούς (συνήθως του κατάντη πρανούς που συχνά είναι το πλέον απότομο) κατά τη διάρκεια της κατασκευής του φράγματος λόγω αυξημένων υπερπιέσεων πόρων (που προκαλούν μείωση του συντελεστή ασφαλείας). Δεν προκαλεί καταστροφική αστοχία αφού ο ταμιευτήρας είναι κενός. 5. Αβαθής ολίσθηση του ανάντη πρανούς κατά τον ταχύ καταβιβασμό της στάθμης του ταμιευτήρα. Δεν προκαλεί καταστροφική αστοχία αφού η στάθμη του ταμιευτήρα είναι χαμηλή. Συνηθέστερα αίτια αστοχίας γεω-φραγμάτων : Από τους προηγούμενους παράγοντες, ο πλέον συνήθης (εκτός της υπερπήδησης που δεν είναι γεωτεχνκό θέμα) είναι η διάβρωση (piping). Ηδιάβρωση, μόλις αρχίσει, επιτυύνεται ταχύτατα και οδηγεί σε καταστροική αστοχία του φράγματος σε διάστημα λίγων ωρών. 1. Διάβρωση των υλικών του φράγματος : Υλικάπλέονευάλωτασεδιάβρωση: άργιλοι υψηλής πλαστικότητας, αμμοχάλικα με αξιόλογο ποσοστό λεπτοκόκκου κλάσματος από άργιλο με πλστικότητα. Ο καλύτερος τρόπος αποφυγής της διάβρωσης του ιδίου του φράγματος είναι η επιμελής κατασκευή των φίλτρων. Σε περίπτωση διάβρωσης διαμέσου του φράγματος (κυρίως εμφάνιση νερού στον κατάντη πόδα) ηαντιμετωπισηαπαιτεί την άμεση κατασκευή ανάστροφου φίλτρου και επιχώματος κάλυψης της περιοχής ώστε να διατηρηθεί μεν η αποστράγγιση της διήθησης αλλά με μήμηδενικές ενεργές τάσεις (βάρος επιχώματος). Ηαποτόνωσητωνπιέσεωνμε διανοιξη γεωτρήσεων αποτόνωσης των υδατικώνπιέσεωναποτελείεπίσης κάποιο δευτερεύον μέτρο (απαιτεί χρόνο). 2. Διάβρωση των αντερεισμάτων ή της κοιλάδας κατάντη του φράγματος : Ο κίνδυνος καταστροφικής αστοχίας είναι σημαντικός αλλά η εξέλιξη του φαινομένου συνήθως δεν είναι τόσο ταχεία όσο στην διάβρωση του φράγματος. Για την αντιμετώπιση αυτού του κινδύνου κατασκευάζονται γεωτρήσεις αποτόνωσης των πιέσεων πόρων και κάλυψη της περιοχής εξόδου της ροής (ως προηγουμένως).