ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: ΘΕΜΑ: ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ (Π.Μ.Σ) «ΓΕΩΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ» «ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ» ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΠΡΑΝΩΝ ΣΕ ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΙΚΗ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑ : ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΥΨΗΛΟΥ ΚΙΝΔΥΝΟΥ ΤΗΣ Ε.Ο. ΠΑΤΡΩΝ- ΤΡΙΠΟΛΕΩΣ. ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ ΣΥΝΤΑΞΗ: ΚΑΤΣΙΚΑ ΠΗΝΕΛΟΠΗ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΠΑΤΡΑ ΜΑΡΤΙΟΣ 2013

2 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ (Π.Μ.Σ) «ΓΕΩΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ» ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: «ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ» ΘΕΜΑ: ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΠΡΑΝΩΝ ΣΕ ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΙΚΗ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑ : ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΥΨΗΛΟΥ ΚΙΝΔΥΝΟΥ ΤΗΣ Ε.Ο. ΠΑΤΡΩΝ- ΤΡΙΠΟΛΕΩΣ. ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΚΑΙ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ: Ν. ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ, Αναπληρωτής Καθηγητής, Επιβλέπων Γ.ΚΟΥΚΗΣ, Ομότιμος Καθηγητής Λ. ΣΤΑΜΑΤΟΠΟΥΛΟΣ, Επίκουρος Καθηγητής ΠΑΤΡΑ ΜΑΡΤΙΟΣ 2013

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η εκπόνηση της παρούσας διπλωματικής εργασίας, έγινε στα πλαίσια του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών «Γεωεπιστήμες και Περιβάλλον» του Τμήματος Γεωλογίας, της σχολής Θετικών Επιστημών, του Πανεπιστημίου Πατρών, στην Κατεύθυνση «Εφαρμοσμένη Περιβαλλοντική Γεωλογία και Γεωφυσική». Αποτελεί τη διατριβή ειδίκευσης της Πηνελόπης Π. Κατσίκα, Γεωλόγου του Πανεπιστημίου Πατρών, η ολοκλήρωση της οποίας έγινε στο προβλεπόμενο από το πρόγραμμα σπουδών, τρίτο ακαδημαϊκό εξάμηνο του συγκεκριμένου κύκλου, υπό την επίβλεψη των κ. Νικόλαου Σαμπατακάκη αναπληρωτή καθηγητή τεχνικής γεωλογίας. Στην τριμελή συμβουλευτική επιτροπή συμμετείχαν ο ομότιμος καθηγητής κ. Γεώργιος Κούκης και ο επίκουρος καθηγητής κ. Λεωνίδας Σταματόπουλος, του Τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών. Ως θέμα της πραγματεύεται την εφαρμογή μεθοδολογιών ανάλυσης ευστάθειας πρανών, μέσω ειδικών λογισμικών. Παράλληλα, έγινε εφαρμογή των συγκεκριμένων μεθοδολογιών σε συγκεκριμένα ασβεστολιθικά πρανή της Ε.Ο. Πατρών - Τριπόλεως, κοντά στην περιοχή της Δίβρης. Από τη θέση αυτή θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον επιβλέποντα καθηγητή μου, τόσο για τη δυνατότητα ενασχόλησης με το συγκεκριμένο ζήτημα που μου προσέφερε, όσο και για την καθοδήγηση και υποστήριξη που παρείχε καθ όλη τη διάρκεια εκπόνησης της παρούσας εργασίας. Για τη συμμετοχή τους στην τριμελή εξεταστική επιτροπή, ευχαριστώ επίσης τον ομότιμο καθηγητή κ. Γ. Κούκη και τον επίκουρο καθηγητή κ. Λεωνίδα Σταματόπουλο του τμήματος Γεωλογίας Πανεπιστημίου Πατρών Ευχαριστίες οφείλω στον Δρ. Νικόλαο Δεπούντη για την πολυεπίπεδη καθοδήγησή του, όπως επίσης και τον Δρ. Νικόλαο Κατριβέση για τη σημαντική προσφορά του. Ευχαριστώ επίσης τους υποψήφιους διδάκτορες του Πανεπιστημίου Πατρών και τους συναδέλφους για την άψογη συνεργασία μας στα πλαίσια του Εργαστηρίου. τους. Τέλος, θέλω να ευχαριστήσω τους γονείς μου για την αμέριστη υποστήριξή

4 SUMMARY In this postgraduate work an effort is presented to apply computational methods of Laboratory of Engineering Geology in order to analyze limestone slope stability in high-risk areas of Patras - Tripolis national road and to design reliable, safe, preventive and protective measures. The geological conditions of the area including the geotectonic evolution of geological Olonou - Pindos zone are described. The discontinuities were examined in detail, while the rock mass quality, was estimated using classification system such as RMR, SMR and GSI systems. The topographic map of the region of interest was outlining with a brief description of georeferencing and GIS software. It is necessary to note separate chapters of the work, were focused on stability and analysis using several software, Rocksta, RocPlane of Rocscience, Wedge, Swedge of Rocscience, Dips. Finally, a comparative overview of these programs and drawing conclusions is included.

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΘΕΣΗ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΥΔΡΟΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΕΙΣΜΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ Γεωλογία της Ελλάδας Γεωτεκτονική εξέλιξη της ζώνης Ωλονού - Πίνδου Γεωλογικές συνθήκες της περιοχής μελέτης ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΟΡΙΖΟΝΤΙΟΓΡΑΦΙΑΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ Προσανατολισμός των ασυνεχειών Δυνητικές αστοχίες για το Α Πρανές Συμπεράσματα δυνητικών ασταθειών για το Α Πρανές Δυνητικές αστοχίες για το Β Πρανές Συμπεράσματα δυνητικών ασταθειών για το Β Πρανές Παράμετροι μηχανικής περιγραφής των ασυνεχειών Στατιστική επεξεργασία των παραμέτρων μηχανικής περιγραφής των ασυνεχειών για το πρανές Α Στατιστική επεξεργασία των παραμέτρων μηχανικής περιγραφής των ασυνεχειών για το πρανές B ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Γενικά Προδιαγραφές εκτέλεσης εργαστηριακών δοκιμών βραχομηχανικής

6 8.3 Δειγματοληψία πετρωμάτων Διαμόρφωση δειγμάτων (δοκιμίων) Εκτέλεση εργαστηριακών δοκιμών ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ ΚΑΙ ΑΣΤΟΧΙΑΣ ΣΕ ΒΡΑΧΩΔΗ ΠΡΑΝΗ Διάκριση πρανών Ευστάθεια πρανών Ευστάθεια πρανών έναντι στατικών φορτίων ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟ RMR ΚΑΙ ΤΟ GSI Ταξινόμηση με βάση το RMR για το Α και Β Πρανές Ταξινόμηση με βάση το σύστημα SMR (Slope Mass Rating) Ταξινόμηση με βάση το GSI για το Α και Β Πρανές AΝΑΛΥΣΗ ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΩΝ ΑΣΤΟΧΙΩΝ Επιλογή γεωτεχνικών-τεχνικογεωλογικών παραμέτρων Αστοχία σφήνας Η μέθοδος των Hoek & Bray Σημειογραφία Γεωμετρία των ασυνεχειών Αξιολόγηση των εξισώσεων Διερεύνηση του Συντελεστή Ασφαλείας ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ WEDGE ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΕΝΑΝΤΙ ΣΦΗΝΟΕΙΔΟΥΣ ΟΛΙΣΘΗΣΗΣ ΜΕ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ SWEDGE ΓΙΑ ΤΟ Α ΠΡΑΝΕΣ Λειτουργία και χρήση του λογισμικού SWEDGE στην πράξη Συγκριτική θεώρηση των προγραμμάτων Wedge - Swedge

7 14. ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΕΝΑΝΤΙ ΕΠΙΠΕΔΗΣ ΟΛΙΣΘΗΣΗΣ ΜΕ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ROCPLANE ΓΙΑ ΤΟ Α ΚΑΙ ΤΟ Β ΠΡΑΝΕΣ Λειτουργία και χρήση του λογισμικού RocPlane στην πράξη Ανάλυση ευστάθειας σε επίπεδη (μεταθετική) ολίσθηση για το Α πρανές Ανάλυση ευστάθειας σε επίπεδη (μεταθετική) ολίσθηση για το Β πρανές ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ROCKSTΑ Διερεύνηση συντελεστών ασφαλείας για την περίπτωση μεταθετικής ολίσθησης κατά μήκος του επιπέδου DT2B Περίπτωση ολικής αστοχίας για το Α Πρανές ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΘΕΩΡΗΣΗ ΤΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΩΝ ROCPLANE KAI ROCKSTA Σύγκριση των συντελεστών ασφαλείας μεταξύ των προγραμμάτων Rocksta και RocPlane για την περίπτωση μεταθετικής ολίσθησης κατά μήκος της DT2B στο Α πρανές Σύγκριση των συντελεστών ασφαλείας μεταξύ των προγραμμάτων Rocksta και RocPlane για την περίπτωση επίπεδης ολίσθησης στο Β πρανές κατά μήκος του επιπέδου DT2B ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ - ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΞΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

8 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής μεταπτυχιακής εργασίας υλοποιείται μια προσπάθεια εφαρμογής υπολογιστικών μεθόδων με στόχο την ανάλυση της ευστάθειας ασβεστολιθικών πρανών σε περιοχές υψηλού κινδύνου στην Ε.Ο.Πατρών Τριπόλεως με σκοπό το σωστό αξιόπιστο και ασφαλή σχεδιασμό μέτρων πρόληψης και προστασίας που πιθανόν να απαιτηθούν. Στα κεφάλαια που ακολουθούν, αρχικά πραγματοποιείται μια σύντομη περιγραφή της γεωλογίας της μελετούμενης περιοχής με παράλληλη παράθεση υδρομετεωρολογικών στοιχείων. Αναφέρονται οι γεωλογικές συνθήκες της ευρύτερης περιοχής και η γεωτεκτονική εξέλιξη της γεωτεκτονικής ζώνης Ωλονού- Πίνδου. Η σπουδαιότητα των στοιχείων αυτών έγκειται στην κατανόηση του ευρύτερου τεχνικογεωλογικού περιβάλλοντος που ανήκουν οι ασβεστολιθικοί σχηματισμοί. Στο σκοπό αυτό συμβάλλει και η συστηματική ταξινόμηση της βραχομάζας με βάση τα συστήματα ταξινόμησης (RMR, SMR και GSI) τα οποία και εφαρμόζονται στη συγκεκριμένη περίπτωση. Ακολουθεί η περιγραφή- αξιολόγηση των εργαστηριακών δοκιμών που εκτελέστηκαν σύμφωνα με τις ισχύουσες προδιαγραφές και περιγράφονται ο τρόπος δειγματοληψίας, η διαμόρφωση δειγμάτων και ο προσδιορισμός των φυσικών και μηχανικών παραμέτρων. Επίσης, αναφέρεται συνοπτικά ο τρόπος σύνταξης ενός τοπογραφικού χάρτη της περιοχής ενδιαφέροντος, με σύντομη περιγραφή της γεωαναφοράς και της χρήσης του λογισμικού G.I.S. Είναι απαραίτητο να σημειωθούν τα ξεχωριστά κεφάλαια της εργασίας, τα οποία εστιάζουν στα λογισμικά αναλύσεων ευστάθειας και στην αναλυτική περιγραφή τους (Rocksta του Εργαστηρίου Τεχνικής Γεωλογίας, καθώς επίσης και των RocPlane της Rocscience, Wedge, Swedge της Rocscience). Τέλος, γίνεται μια συγκριτική θεώρηση των παραπάνω λογισμικών και εξάγονται κάποια συμπεράσματα, σχετικά με τις δυνατότητες εφαρμογής τους και την αξιοπιστία τους. Στο παράρτημα διατίθενται τα έντυπα των δοκιμών, ο ψηφιοποιημένος χάρτης της περιοχής, οι πίνακες συντελεστών ασφαλείας οι οποίοι εξήχθησαν από τα προαναφερόμενα λογισμικά, καθώς επίσης και όλα τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν. 1

9 2. ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΘΕΣΗ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Η θέση έρευνας εντοπίζεται κοντά στον οικισμό Λάμπεια του νομού Ηλείας. Το όνομα «Λάμπεια» δόθηκε στο χωριό λόγω της τοποθεσίας στην οποία είναι χτισμένο, στα Λάμπεια Όρη του Ερυμάνθου. Το όνομα «Δίβρη», με το οποίο ο οικισμός είναι γνωστός στους ντόπιους και τους κατοίκους των γύρω περιοχών, έχει πιθανότατα σλάβικη ρίζα και σημαίνει «δροσιά». Η Λάμπεια βρίσκεται στα σύνορα των νομών Ηλείας, Αχαΐας και Αρκαδίας, ανήκει ωστόσο στον Νομό Ηλείας. Είναι χτισμένη σε υψόμετρο 900μ. στα Λάμπεια Όρη, που αποτελούν τμήμα του Ερυμάνθου. Συνορεύει με τους Νομούς Αχαΐας και Αρκαδίας, καθώς και με τους Δήμους Φολόης και Λασιώνος του Νομού Ηλείας. Βρίσκεται περίπου στα μισά της επαρχιακής οδού Πατρών - Τρίπολης ο γνωστός («111»), απέχοντας 86χλμ. από την Τρίπολη και 84χλμ. από την Πάτρα. Στην εικόνα του Σχήματος 2.1 σημειώνεται η θέση της μελετούμενης περιοχής που προσομοιάζει με πέταλο.to A πρανές έχει διεύθυνση ΝΔ, ενώ το Β πρανές έχει ΒΑ. Το υπό μελέτην πρανές (Σχήμα 2.2) αποτελεί περιοχή υψηλού κινδύνου από πλευράς καταπτώσεων βροχών και βρίσκεται στην Εθνική Οδό Πατρών Τριπόλεως και το συναντούμε βγαίνοντας από η Δίβρη λίγο πριν το χωριό Τριπόταμα. Δομείται από πλακώδεις ασβεστολιθικούς σχηματισμούς ηλικίας Σενωνίου. Οι απότομες κλίσεις που εμφανίζει σε συνδυασμό με τους παράγοντες εκδήλωσης που επιδρούν, έχουν ως αποτέλεσμα να παρατηρούνται φαινόμενα σφηνοειδών ολισθήσεων και μεταθετικών ολισθήσεων που εκδηλώνονται σαν τοπικές καταπτώσεις. Τέτοιοι παράγοντες όπως για παράδειγμα, η έντονη βροχόπτωση είναι συνήθη για την περιοχή μας και εντείνουν τα φαινόμενα αστάθειας. 2

10 Σχήμα 2.1 Εικόνα της ευρύτερης περιοχής μελέτης. Πηγή: Google Earth Β ΠΡΑΝΕΣ Α ΠΡΑΝΕΣ Σχήμα 2.2 Εικόνα του μελετούμενου πρανούς. Πηγή: Google Earth. 3

11 3. ΥΔΡΟΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Τα κυριότερα προβλήματα αστάθειας των σχηματισμών δημιουργούνται από τη δράση των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων στα συστήματα ασυνεχειών που διατέμνουν τη βραχομάζα. Η πλήρωση των ασυνεχειών με νερό, έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της υδροστατικής πίεσης του νερού και τη λίπανση των επιφανειών ασυνέχειας. Παράλληλα, η εναλλαγή υγρής και ξηρής περιόδου, έχει σαν συνέπεια την περαιτέρω χαλάρωση της δομής της βραχομάζας. Η μηνιαία κατανομή των βροχοπτώσεων παρουσιάζει μέγιστο τους μήνες Νοέμβριο και Δεκέμβριο και ελάχιστο το μήνα Ιούλιο. Ακολουθεί μια συνοπτική παράθεση βροχομετρικών στοιχείων τα οποία φαίνονται στο Σχήμα 3.4, από τις καταγραφές της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας. Τα μέσα μηνιαία ύψη υετού για τα έτη που προέκυψαν από καταγραφές του μετεωρολογικού σταθμού των Τριποτάμων, παρουσιάζονται στα Σχήματα 3.1, 3.2 και τα μέσα ετήσια ύψη βροχόπτωσης στο Σχήμα 3.3. Σχήμα 3.1 Τα μέσα μηνιαία ύψη βροχής για τα έτη Πηγή: Ε.Μ.Υ. 4

12 Σχήμα 3.2 Μηνιαία επί τοις εκατό κατανομή του μέσου ύψους βροχόπτωσης της περιοχής. Πηγή :Ε.Μ.Υ. Σχήμα 3.3 Συνολικά ετήσια ύψη βροχόπτωσης για τα έτη Πηγή: Ε.Μ.Υ. 5

13 Σχήμα 3.4 : Βροχομετρικά δεδομένα για τα έτη , φορέας :ΥΠΕΧΩΔΕ 6

14 4. ΣΕΙΣΜΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Όσον αφορά τις σεισμικές δράσεις σχεδιασμού, σύμφωνα με την τελευταία τροποποίηση του Ελληνικού Αντισεισμικού Κανονισμού (ΕΑΚ 2000) και την απόφαση που δημοσιεύθηκε στο ΦΕΚ Β 1154 / , Απόφαση Αριθ. Δ17α/115/9/ΦΝ275 και ισχύει από , η ευρύτερη περιοχή έρευνας κατατάσσεται στην κατηγορία ΙΙ σεισμικής επικινδυνότητας (Σχήμα 4.1). Η σεισμική επιτάχυνση εδάφους είναι Α = a x g, όπου a = 0,24 και g η επιτάχυνση της βαρύτητας (g = 981 cm/sec 2 ), δηλαδή η αναμενόμενη μέγιστη οριζόντια σεισμική επιτάχυνση εδάφους είναι της τάξης του 0,24g ή 235,44 cm/sec 2. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ Σχήμα 4.1:. Οι τρεις κατηγορίες ζωνών σεισμικής επικινδυνότητας στις οποίες χωρίσθηκε ο Ελλαδικός χώρος σύμφωνα με την τελευταία τροποποίηση (ΦΕΚ Β 1154 / ). 7

15 5. ΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ 5.1 Γεωλογία της Ελλάδας Ο ευρωπαϊκός χώρος, τμήμα του οποίου αποτελεί ο ελλαδικός, με βάση τη γεωλογική του εξέλιξη και γενικά τη διαμόρφωσή του, έχει διακριθεί, σύμφωνα με τις παλιές τεκτονικές απόψεις σε επιμέρους ενότητες, οι οποίες έχουν καθιερωθεί στη διεθνή γεωλογική βιβλιογραφία. Οι ενότητες αυτές είναι : Η Πανάρχαια Ευρώπη που περιλαμβάνει το ανατολικό τμήμα της Σκανδιναβικής χερσονήσου, περιοχές της Φινλανδίας και Βόρειας Ρωσίας και ένα μέρος της Ισλανδίας. Η Παλαιοευρώπη, που περιλαμβάνει το δυτικό μέρος της Σκανδιναβικής χερσονήσου, τη Βρετανία και το μεγαλύτερο τμήμα της Ιρλανδίας. Η Νεοευρώπη, που περιλαμβάνει τα νότια τμήματα της Ευρώπης. Ο ελλαδικός χώρος όπως και ολόκληρη η Βαλκανική χερσόνησος, περιλαμβάνονται στη Νεοευρώπη και αποτελούν τμήμα των εκτεταμένων Αλπικών οροσειρών, που αρχίζουν από την Ισπανία και φθάνουν μέχρι και τις δυτικές ακτές του Ειρηνικού ωκεανού. Έτσι ο ελλαδικός χώρος αποτελείται σχεδόν στο σύνολό του, από τις Ελληνίδες οροσειρές, που είναι αλπικής ηλικίας και έχουν σχηματισθεί από την πτύχωση των σχηματισμών που αποτέθηκαν στο χώρο της Μεσοτηθύος (αλπικό γεωσύγκλινο) κατά τη διάρκεια του Μεσοζωικού αιώνα και του Παλαιογενούς. Στο χώρο όμως αυτό υπήρχαν και ιζήματα- πετρώματα, τα οποία είχαν σχηματισθεί πριν την έναρξη της λειτουργίας του γεωσύγκλινου(αλπικού) και είχαν κατά κανόνα παραμορφωθεί από παλαιότερες πτυχώσεις,(aubouin, 1959). Τα ιζήματα αυτά τα χαρακτηρίζουμε, συνολικά, ως προαλπικά. Επίσης, στον αλπικό χώρο και κατά συνέπεια και στον ελλαδικό χώρο απαντώνται και πετρώματα που έχουν σχηματισθεί μετά την τελευταία φάση της αλπικής ορογένεσης, τα οποία ονομάζουμε μεταλπικά. Τα αλπικά ιζήματα που αποτέθηκαν στον Ελλαδικό χώρο και σχημάτισαν τις ελληνίδες είναι διαρθρωμένα σε διαφορετικές γεωτεκτονικές ζώνες. Οι ζώνες αυτές διακρίνονται σε Εξωτερικές και Εσωτερικές. Οι Renz (1940), Brunn (1956), Aubouin (1959), με βάση στρωματογραφικά στοιχεία διαίρεσαν αυτές τις ακολουθίες ιζημάτων σε ισοπικές ζώνες. Oι εξωτερικές ζώνες περιλαμβάνουν τις παρακάτω ισοπικές ζώνες όπως απεικονίζονται στο Σχήμα 5.1: 1) Προαπούλια 2) Ιόνια 3) Γαβρόβου-Τριπόλεως 4) Πίνδου 8

16 Σχήμα 5.1 : Γεωλογικός χάρτης όπου φαίνονται οι ισοτοπικές ζώνες (Κατά Mountrakis et al. 1983) (Rh: Μάζα της Ροδόπης, Sm: Σερβομακεδονική μάζα, CR: Περιροδοπική ζώνη, (Pe: Ζώνη Παιανίας, Pa: Ζώνη Πάικου, Al: Ζώνη Αλμωπίας) = Ζώνη Αξιού, ΡΙ: Πελαγονική ζώνη, Αc: Αττικό-Κυκλαδική ζώνη, Sp: Υποπελαγονική ζώνη, Pk: Ζώνη Παρνασσού - Γκιώνας, P: Ζώνη Πίνδου, G: Ζώνη Γαβρόβου - Τρίπολης, Ι: Ιόνιος ζώνη, Px: Ζώνη Παξών ή Προαπούλια, Au: Ενότητα Ταλέα όρη - πλακώδεις ασβεστόλιθοι πιθανόν της Ιονίου ζώνης. ) 9

17 5.2 Γεωτεκτονική εξέλιξη της ζώνης Ωλονού - Πίνδου Ο παλαιογεωγραφικός χώρος της ζώνης Πίνδου, μέσα στον ευρύ χώρο της Τηθύος και ακριβέστερα της Μεσοτηθύος, ήταν μια βαθιά αύλακα μεταξύ του υβώματος της ζώνης Γαβρόβου- Τρίπολης (δυτικά) και σύμφωνα με τις νεότερες απόψεις, του υβώματος Κοζιάκα- Τριλόφου- Πεντεορίων- Γερανείων- Τραπεζώνας, που βρισκόταν στην ανατολική παρυφή της πινδικής αύλακας. Η αύλακα της Πίνδου δεν εξελίχθηκε σε πραγματικό ωκεανό,δηλαδή σε βαθειά θάλασσα με ωκεάνιο φλοιό, του οποίου το κλείσιμο θα μπορούσε να δώσει οφιολιθικά πετρώματα. Γίνεται όμως δεκτό ότι ο ηπειρωτικός φλοιός της Πινδικής περιοχής, κατά το Μεσοζωικό, λεπτύνθηκε σημαντικά, χωρίς όμως, ποτέ η περιοχή αυτή να αποκτήσει ωκεάνιο πυθμένα. Η ζώνη Ωλονού- Πίνδου, η οποία πήρε το όνομά της για πρώτη φορά από τον Philippson (1898) είναι επωθημένη προς τα δυτικά πάνω στη ζώνη Γαβρόβου- Τρίπολης, με μορφή ενός τεράστιου τεκτονικού καλύμματος, το οποίο, σε μερικές περιπτώσεις, έχει προελάσει ακόμα δυτικότερα και έχει φτάσει και στην Ιόνια ζώνη. Η απόσταση αυτή της προέλασης σε ευθεία γραμμή, είναι μεγαλύτερη των 250 km. Σημαντικό ρόλο για την εσωτερική παραμόρφωση της ζώνης παίζουν οι ραδιολαρίτες που ως πλαστικός ορίζοντας συμπεριφέρονται ως μια μεγάλη ζώνη αποκολλήσεως πάνω από την οποία απελευθερώνεται κατά το Κρητιδικό και ο φλύσχης, σχηματίζοντας τη χαρακτηριστική για τη ζώνη λεπιοειδή δομή. Έχουν διακριθεί μάλιστα 11 είδη λεπίων. Από τα δυτικά η ζώνη περιορίζεται από την επώθηση της Πίνδου, ενώ στα ανατολικά έχουν επωθηθεί πάνω σ αυτήν οι οφιόλιθοι της Νέο- Τηθύος. Η ζώνη της Πίνδου στην Ηπειρωτική Ελλάδα απαντάται στην οροσειρά της Πίνδου, στα Αθαμανικά όρη, στα Άγραφα, στο Παναιτωλικό και στα όρη της Ναυπακτίας και συνεχίζεται στην Πελοπόννησο (Κουκουβέλας 1998). Επίσης, η ζώνη αυτή εμφανίζεται στην Κρήτη, Ρόδο, Κάρπαθο, Σύμη και ανατολικότερα στη Μικρά Ασία. Ακόμα, συνεχίζεται και προς τα Βόρεια, στην Αλβανία, όπου ονομάζεται Cucali- Crasta, καθώς και στη Γιουγκοσλαβία με το όνομα Budva. χαρακτηρίζεται ως βαθιά αύλακα που αναπτύσσεται μεταξύ των υβωμάτων των ζωνών Πελαγονικής και Γαβρόβου, Παρουσιάζει μεγάλες εναλλαγές στην ιζηματογένεση (ανθρακική, πυριτική, κλαστική). Διαρθρώνεται παλαιογεωγραφικά σε τρεις υποζώνες (J. Aubouin, 1959) : την υπερπινδική (ανατολική), την αξονική (ενδιάμεση) και την εξωτερική (δυτική). 10

18 Από τεκτονικής άποψης η ζώνη Ωλονού Πίνδου εμφανίζεται ως τεκτονικό κάλυμμα επωθημένο πάνω στην Ιόνια ζώνη, (Σχήμα.5.2). Τα τεκτονικά λέπια επωθούνται το ένα στο άλλο με κατεύθυνση από ανατολικά προς δυτικά με άξονες διεύθυνσης Β-Ν ως ΒΒΔ-ΝΝΑ. Χαρακτηριστικές τεκτονικές δομές είναι οι ορεινοί όγκοι των Τζουμέρκων και το Περιστέρι. Σχήμα 5.2: Μοντέλο στο οποίο απεικονίζεται η ζώνη της Πίνδου επωθημένη στην Αδριατικοιόνιο ζώνη. Απεικονίζονται επίσης υποθαλάσσια ριπίδια σχηματισθέντα μεταξύ Ηωκαίνου και Ολιγοκαίνου, Παπανικολάου, 1986 Στο σχήμα 5.3, φαίνεται η στρωματογραφική Ακολουθία της ζώνης Πίνδου κατά Fleury (1980) και συμπληρωμένη από Παπανικολάου, ΑΛΠΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ: 1. Ασβεστόλιθοι ηλικίας Ιουρασικού 2. Ραδιολαρίτες, ηλικίας Ιουρασικού Κατώτερου Κρητιδικού 3. Κερατόλιθοι και ασβεστόλιθοι ηλικίας Κατωτέρου Ανωτέρου Κρητιδικού 4. Πελαγικοί ασβεστόλιθοι ηλικίας Ανωτέρου Κρητιδικού 5. Φλύσχης ηλικίας Μαιστρίχτιου Παλαιόκαινου, ο οποίος αποτελείται από στρώματα κυρίως ψαμμιτικά και σπανιότερα μαργαϊκά, που εναλλάσσονται με λεπτόπλακώδεις ασβεστόλιθους ΜΕΤΑΛΠΙΚΑ ΙΖΗΜΑΤΑ: Σύμμικτα κροκαλοπαγή στους ανώτερους ορίζοντες και αργιλικές-ιλυώδεις μάργες βαθύτερα. 11

19 Σχήμα 5.3: Στρωματογραφική Ακολουθία της ζώνης Πίνδου κατά Fleury (1980) και συμπληρωμένη από Παπανικολάου,

20 5.3 Γεωλογικές συνθήκες της περιοχής μελέτης Σύμφωνα με το γεωλογικό χάρτη του ΙΓΜΕ φύλλο Κέρτεζη 1:50000, σχήμα 5.4 στην περιοχή έρευνας εμφανίζονται ασβεστόλιθοι του Σενωνίου και του Μαιστριχτίου. Πρόκειται για λέπτο - μεσοστρωματώδεις ασβεστόλιθους που εμφανίζονται γενικά πτυχωμένοι και τεκτονικά καταπονημένοι. Β Α Σχήμα 5.4 : Γεωλογικός χάρτης της ευρύτερης περιοχής μελέτης, Ι.Γ.Μ.Ε φύλλο Κέρτεζης 1:

21 6. ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΟΡΙΖΟΝΤΙΟΓΡΑΦΙΑΣ Στα πλαίσια της έρευνας κρίθηκε αναγκαία η σύνταξη τοπογραφικού χάρτη της περιοχής. Γι αυτό το σκοπό, χρησιμοποιήθηκαν το τοπογραφικό διάγραμμα της ΓΥΣ (Φύλλο Κέρτεζη 1:5000) που στη συνέχεια συμπληρώθηκε και «επικαιροποιήθηκε» με επιτόπου παρατήρηση και καταγραφή στοιχείων από GPS. Για τη σχεδίαση του χάρτη χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό ESRI Arc Map TM 9.3.Πρώτο βήμα ήταν η γεωαναφορά του τοπογραφικού χάρτη στο λογισμικό ArcGIS. Το λογισμικό ArcGIS της εταιρείας ESRI είναι ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για την διεξαγωγή τεχνικογεωλογικών και υδρολογικών μελετών εξαιτίας των χαρτογραφικών λειτουργιών του. Καταρχήν, έγινε ψηφιοποίηση του χάρτη της Γ.Υ.Σ. και γεωαναφορά των στοιχείων με χρήση του ΕΓΣΑ 87, καθώς είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο σύστημα αναφοράς στην Ελλάδα σήμερα. Με τον όρο γεωαναφορά εννοούμε το σύνολο των απαραίτητων στροφών και μεταθέσεων του χάρτη στο επίπεδο ώστε να προκύψει προβολή του κάθε σημείου του χάρτη στο επιθυμητό σύστημα αναφοράς. Για να πραγματοποιηθεί η γεωαναφορά, αρχικά καθένα από τα φύλλα χάρτου εισήχθη ξεχωριστά στο περιβάλλον του λογισμικού ArcMap, που εντάσσεται στο πακέτο του λογισμικού ArcGIS. Στη συνέχεια, έγινε χρήση της εργαλειοθήκης Georeferencing η οποία δίνει τη δυνατότητα να αντιστοιχισθούν σημεία που απεικονίζονται πάνω σε έναν χάρτη με τις πραγματικές γεωδαιτικές τους συντεταγμένες σε ένα σύστημα αναφοράς. Τα σημεία γνωστών συντεταγμένων που χρησιμοποιήθηκαν για την γεωαναφορά ήταν οι κορυφές του κωδικοποιημένου σε ΕΓΣΑ 87 κανάβου που απεικονίζεται πάνω στα φύλλα χάρτου. Τα σημεία επιλέχθηκαν έτσι ώστε ο τελικός μετασχηματισμός να εμφανίζει το μικρότερο δυνατό σφάλμα. Η οριζοντιογραφία παρατίθεται στο Παράρτημα ΣΤ. 14

22 7. ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ 7.1 Προσανατολισμός των ασυνεχειών. Τη μελετούμενη περιοχή για μεγαλύτερη ευχέρεια στην εργασία μας τη χωρίσαμε σε δύο επιμέρους πρανή (πρανές Α και πρανές Β), όπως φαίνεται στην εικόνα του Σχήματος 2.2. Στις θέσεις διερεύνησης ευστάθειας των πρανών έγιναν μετρήσεις προκειμένου να καταγραφούν οι κλίσεις και ο προσανατολισμός των ασυνεχειών. Στη συνέχεια έγινε εισαγωγή στο πρόγραμμα DIPS προκειμένου να γίνει στατιστική επεξεργασία των δεδομένων των πόλων των επιπέδων των ασυνεχειών για το Α πρανές (Σχήμα 7.1) και για το Β πρανές (Σχήμα 7.4) για να προκύψουν οι τύποι πιθανών ολισθήσεων για τα πρανή Α και Β (Σχήματα 7.3 και 7.6 αντίστοιχα).το πρόγραμμα DIPS είναι μία εμπορική εφαρμογή που αναπτύχθηκε από την εταιρεία ROCSCIENCE.Το πρόγραμμα αυτό έχει τη δυνατότητα προβολής των κεντροβαρικών επιπέδων των ασυνεχειών στο ισο-εμβαδικό δίκτυο Schmidt καθόσον επιτρέπει την ακριβέστερη επεξεργασία μεγάλου αριθμού μετρήσεων. Στη συνέχεια ομαδοποιεί τα κύρια συστήματα ασυνεχειών που διατέμνουν τη βραχομάζα καθώς επίσης και ο αντίστοιχος μέσος προσανατολισμός τους (Σχήματα 7.2, 7.5) Δυνητικές αστοχίες για το Α Πρανές Οι γενικοί προσανατολισμοί των κύριων επιπέδων του είναι οι εξής: το πρανές έχει κλίση/διεύθυνση κλίσης, 74/258, η στρώση η οποία στο διάγραμμα συμβολίζεται DT1,έχει 64/249 (Σχήμα 7.3), το πρώτο σύστημα διακλάσεων 2A με συμβολισμό DT2Α έχει 67/153 (Σχήμα 7.3) και το δεύτερο σύστημα διακλάσεων 2B έχει 20/250 και στο διάγραμμα αναφέρεται ως DT2B (Σχήμα 7.3). Επίσης στο διάγραμμα έχει σχεδιαστεί και ο κύκλος της γωνίας τριβής των ασυνεχειών που έχει ληφθεί 30 μοίρες. 15

23 Σχήμα 7.1 Διάγραμμα στατιστικής επεξεργασίας πόλων για το Α Πρανές. Μετρήθηκαν 195 ασυνέχειες Σχήμα 7.2: Στατιστική επεξεργασία των πόλων των επιπέδων ασυνεχειών του Α Πρανούς 16

24 Σχήμα 7.3: Διάγραμμα αποτύπωσης δυνητικών ολισθήσεων κατόπιν στατιστικής επεξεργασίας πόλων των ασυνεχειών για το Α Πρανές. Οι γενικοί του προσανατολισμοί είναι οι ακόλουθοι: Πρανές Α: 74/258, DT1(Στρώση): 64/249, DT2B(Διάκλαση 2Β): 20/250, DT2A(Διάκλαση 2Α): 67/ Συμπεράσματα δυνητικών ασταθειών για το Α Πρανές Δεν εκτιμάται δυνατότητα περιστροφικής ολίσθησης καθώς δεν έχουμε έντονη διασπορά πόλων, αλλά αντιθέτως τρία σαφή συστήματα ασυνεχειών. Δεν αναμένεται εκδήλωση ανατροπών,μιας και δεν υπάρχει σύστημα ασυνεχειών με διεύθυνση περίπου ίδια και φορά κλίσης αντίθετη από αυτή του πρανούς. Παρατηρείται ύπαρξη τομής δύο συστημάτων ασυνεχειών (DT1 και DT2A) που το σημείο τομής τους εμπίπτει στη ζώνη μεταξύ του πρανούς και του κύκλου τριβής των ασυνεχειών. Στην περίπτωση αυτή δημιουργούνται συνθήκες εκδήλωσης σφηνοειδούς ολίσθησης κατά μήκος της τομής των δύο επιπέδων. Υπάρχει περίπτωση επίπεδης ολίσθησης κατά μήκος του επιπέδου ασυνεχειών DT2A και κατά μήκος του επιπέδου ασυνεχειών DT2B, διότι παρατηρείται μικρή διαφορά διεύθυνσης ασυνεχειών πρανούς <20 0 και έχουν προσανατολισμό παρόμοιο. 17

25 7.1.3 Δυνητικές αστοχίες για το Β Πρανές Οι γενικοί προσανατολισμοί των κύριων επιπέδων του είναι οι εξής: το πρανές έχει κλίση/διεύθυνση κλίσης, 69/60, η στρώση η οποία στο διάγραμμα συμβολίζεται DT1,έχει 76/150 (Σχήμα 7.6), το πρώτο σύστημα διακλάσεων 2A με συμβολισμό DT2Α έχει 77/57 (Σχήμα 7.6) και το δεύτερο σύστημα διακλάσεων 2B έχει 15/71 και στο διάγραμμα αναφέρεται ως DT2B (Σχήμα 7.6). Όλα τα παραπάνω αποτυπώνονται στα σχήματα που ακολουθούν: Σχήμα 7.1: Διάγραμμα στατιστική επεξεργασίας πόλων για το Β' πρανές. Μετρήθηκαν 175 ασυνέχειες Σχήμα 7.5: Ομαδοποίηση των πόλων των επιπέδων ασυνεχειών του Β Πρανούς 18

26 Σχήμα 7.6: Διάγραμμα αποτύπωσης δυνητικών ολισθήσεων κατόπιν στατιστικής επεξεργασίας πόλων των ασυνεχειών για το Β Πρανές. Οι γενικοί του προσανατολισμοί είναι οι ακόλουθοι: Πρανές Β: 69/60, DT1(Στρώση): 76/150, DT2Α(Διάκλαση 2Α):77/57, DT2Β(Διάκλαση 2Β):15/ Συμπεράσματα δυνητικών ασταθειών για το Β Πρανές Δεν εκτιμάται δυνατότητα περιστροφικής ολίσθησης καθώς δεν έχουμε έντονη διασπορά πόλων, αλλά αντιθέτως τρία σαφή συστήματα ασυνεχειών. Δεν αναμένεται εκδήλωση ανατροπών,μιας και δεν υπάρχει σύστημα ασυνεχειών με διεύθυνση περίπου ίδια και φορά κλίσης αντίθετη από αυτή του πρανούς. Παρατηρείται οριακά, η ύπαρξη τομής δύο συστημάτων ασυνεχειών DT1 και DT2A που το σημείο τομής τους εμπίπτει στη ζώνη μεταξύ του πρανούς και του κύκλου τριβής των ασυνεχειών, άρα θα μπορούσε ίσως να δημιουργηθούν συνθήκες εκδήλωσης σφηνοειδούς ολίσθησης κατά μήκος της τομής των δύο επιπέδων. Υπάρχει περίπτωση επίπεδης ολίσθησης κατά DT2A και κατά DT2B, διότι παρατηρείται μικρή διαφορά διεύθυνσης ασυνεχειών πρανούς <20 0 και έχουν προσανατολισμό παρόμοιο. 19

27 7.2 Παράμετροι μηχανικής περιγραφής των ασυνεχειών Η ημιποσοτική περιγραφή ων ασυνεχειών γίνεται με βάση τις παρακάτω παραμέτρους οι οποίες προτείνονται και προδιαγράφονται από τη Διεθνή Ένωση Βραχομηχανικής (I.S.R.M., 1981): Προσανατολισμός Απόσταση Εξάπλωση Συνέχεια Τραχύτητα Άνοιγμα Υλικό πλήρωσης Συνθήκες υπόγειου νερού Στατιστική επεξεργασία των παραμέτρων μηχανικής περιγραφής των ασυνεχειών για το πρανές Α Παρατηρώντας τον Πίνακα 7.1 διακρίνουμε ότι και στα τρία συστήματα διακλάσεων παρατηρείται απουσία νερού, καθώς επίσης και απουσία υλικού πλήρωσης, ωστόσο κατά τόπους παρατηρήσαμε και ύπαρξη ασβεστιτικού υλικού πλήρωσης. Τα στατιστικά διαγράμματα και οι μετρήσεις δίνονται στο Παράρτημα Α. Πίνακας 7.1: Στατιστική επεξεργασία των παραμέτρων 1 μηχανικής περιγραφής των ασυνεχειών για το πρανές Α Στρώση (DT1) Διάκλαση (DT2Α) Διάκλαση (DT2Β) ΣΥΝΕΧΕΙΑ 3(ΜΕΣΗ) 3(ΜΕΣΗ) 2(ΜΙΚΡΗ) ΑΠΟΣΤΑΣΗ 3(ΜΙΚΡΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ) 3(ΜΙΚΡΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ) ΑΝΟΙΓΜΑ ΤΡΑΧΥΤΗΤΑ 3(ΜΕΡΙΚΑ ΑΝΟΙΚΤΕΣ) 5(ΛΕΙΑ ΚΥΜΑΤΟΕΙΔΗΣ) 4(ΑΝΟΙΚΤΕΣ) 4(ΤΡΑΧΕΙΑ ΚΥΜΑΤΟΕΙΔΗΣ)-5(ΛΕΙΑ ΚΥΜΑΤΟΕΙΔΗΣ) 3(ΜΙΚΡΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ) 3(ΜΕΡΙΚΑ ΑΝΟΙΚΤΕΣ) 7(ΤΡΑΧΕΙΑ ΕΠΙΠΕΔΗ) ΥΛΙΚΟ ΠΛΗΡΩΣΗΣ 1(ΚΑΘΑΡΗ) 1(ΚΑΘΑΡΗ) 1(ΚΑΘΑΡΗ) ΝΕΡΟ 1(ΞΗΡΟ) 1(ΞΗΡΟ) 1(ΞΗΡΟ). 1 Τα αναλυτικά διαγράμματα που προέκυψαν από τη στατιστική επεξεργασία των παραμέτρων μηχανικής περιγραφής των ασυνεχειών, φαίνονται στο Παράρτημα Α. 20

28 7.2.2 Στατιστική επεξεργασία των παραμέτρων μηχανικής περιγραφής των ασυνεχειών για το πρανές B Η στατιστική επεξεργασία των παραμέτρων μηχανικής περιγραφής των ασυνεχειών όπως διαπιστώνεται με βάση τον Πίνακα 7.2 για το Β πρανές, έδειξε ότι οι ασυνέχειες ήταν καθαρές από άποψη του υλικού πλήρωσης, τραχείες, χωρίς καθόλου νερό και με μικρή συνέχεια. Πίνακας 7.2: Στατιστική επεξεργασία των παραμέτρων 2 μηχανικής περιγραφής των ασυνεχειών για το πρανές B Στρώση (DT1) Διάκλαση (DT2Α) Διάκλαση (DT2Β) ΣΥΝΕΧΕΙΑ 2(ΜΙΚΡΗ) 2(ΜΙΚΡΗ) 1(ΠΟΛΥ ΜΙΚΡΗ) ΑΠΟΣΤΑΣΗ 2(ΠΟΛΥ ΜΙΚΡΗ) 2(ΠΟΛΥ ΜΙΚΡΗ) 4(ΜΕΤΡΙΑ) ΑΝΟΙΓΜΑ 1(ΠΟΛΥ ΚΛΕΙΣΤΕΣ) 1(ΠΟΛΥ ΚΛΕΙΣΤΕΣ) 1(ΠΟΛΥ ΚΛΕΙΣΤΕΣ) ΤΡΑΧΥΤΗΤΑ 4(ΤΡΑΧΕΙΑ ΚΥΜΑΤΟΕΙΔΗΣ) 4(ΤΡΑΧΕΙΑ ΚΥΜΑΤΟΕΙΔΗΣ) 4(ΤΡΑΧΕΙΑ ΚΥΜΑΤΟΕΙΔΗΣ) ΥΛΙΚΟ ΠΛΗΡΩΣΗΣ 1(ΚΑΘΑΡΗ) 1(ΚΑΘΑΡΗ) 1(ΚΑΘΑΡΗ) ΝΕΡΟ 1(ΞΗΡΟ) 1(ΞΗΡΟ) 1(ΞΗΡΟ) 2 Τα αναλυτικά διαγράμματα που προέκυψαν από τη στατιστική επεξεργασία των παραμέτρων μηχανικής περιγραφής των ασυνεχειών, φαίνονται στο Παράρτημα Α. 21

29 8. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 8.1 Γενικά Η εκτέλεση των δοκιμών της Βραχομηχανικής έχει ως σκοπό τα εξής: 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. 8.2 Προδιαγραφές εκτέλεσης εργαστηριακών δοκιμών βραχομηχανικής Οι εργαστηριακές δοκιμές είναι σαφώς προδιαγεγραμμένες σε κανονισμούς και οδηγίες,οι πιο σημαντικοί των οποίων είναι της I.S.R.M, A.S.T.M, B.S και οι αντίστοιχες ελληνικές προδιαγραφές του ΥΠΕΧΩΔΕ. Όλη η διαδικασία εκτέλεσης των δοκιμών πρέπει να 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 (Κούκης, Σαμπατακάκης, 2002) : 1. Εργασία προετοιμασίας κυλινδρικών δοκιμίων βραχωδών δειγμάτων α) Διάτρηση με καροταρία για λήψη κυλινδρικού δοκιμίου β) Κοπή και λείανση των άκρων του δοκιμίου 2. Προσδιορισμός της φυσικής υγρασίας 3. Προσδιορισμός του πορώδους και της πυκνότητας 4. Προσδιορισμός αντοχής σε μονοτονική θλίψη με σύγχρονη μέτρηση και προσδιορισμό Ε και ν 5. Προσδιορισμός ταχύτητας διάδοσης υπέρηχων 6. Προσδιορισμός σκληρότητας με το σφυρί Schmidt 7. Προσδιορισμός αντοχής σε σημειακή φόρτιση 8. Προσδιορισμός αντοχής σε μοναξονική θλίψη 9. Προσδιορισμός αντοχής σε τριαξονική θλίψη 10. Προσδιορισμός εφελκυστικής αντοχής (Brazilian) 11. Διάτμηση ασυνεχειών 12. Προσδιορισμός του δείκτη χαλάρωσης. 22

30 8.3 Δειγματοληψία πετρωμάτων Η δειγματοληψία των πετρωμάτων όπως περιγράφεται στο βιβλίο τεχνικής γεωλογίας των Κούκη και Σαμπατακάκη (2002), γίνεται συνήθως με τους ακόλουθους τρόπους: 1. Με την εκτέλεση των δειγματοληπτικών γεωτρήσεων, όπου υπάρχει δυνατότητα δειγματοληψίας στο επιθυμητό βάθος και 2. δειγματοληψία σε επιφανειακές εμφανίσεις πετρώματος. Και στις δύο περιπτώσεις,για την εκτέλεση των εργαστηριακών δοκιμών απαιτείται καθόλου ή κανονική διαμόρφωση των δειγμάτων, ανάλογα με το είδος της δοκιμής που πρόκειται να εκτελεστεί. Τα δείγματα πρέπει να είναι όσο το δυνατό πιο αντιπροσωπευτικά της μάζας από την οποία προέρχονται. Επειδή όμως η μάζα του πετρώματος που μας ενδιαφέρει είναι κατά κανόνα ανομοιογενής, τα δείγματα που θα ληφθούν από μια συγκεκριμένη θέση είναι πολύ πιθανό να διαφέρουν από εκείνα μιας άλλης θέσης της ίδιας μάζας. Αυτό σημαίνει ότι η αντιπροσωπευτική δειγματοληψία πρέπει να περιλαμβάνει δείγματα από πολλές θέσεις της ίδιας μάζας. Οι θέσεις δειγματοληψίας πρέπει να καθορίζονται μετά από μια συστηματική μακροσκοπική εξέταση της βραχομάζας. Εντοπίζονται περιοχές όπου παρατηρούνται ορυκτολογικές διαφοροποιήσεις, διαφορές στη φύση του συνδετικού υλικού, διαφορές στο βαθμό αποσάθρωσης ή του χρώματος του πετρώματος. Επίσης σημειώνεται η παρουσία ρωγμών και διακλάσεων και λαμβάνονται ανάλογα δείγματα. Τέλος, το πέτρωμα κοντά σε τεκτονικές δομές παρουσιάζει διαφοροποίηση ως προς τη μηχανική του συμπεριφορά. Πρέπει λοιπόν να καταγράφονται τα γενικά χαρακτηριστικά της βραχομάζας από την οποία λαμβάνεται το δείγμα. Τα δείγματα εξορύσσονται σε ογκόλιθους μορφής κύβου. Στα μαλακά πετρώματα η εξόρυξη γίνεται εύκολα με τη βοήθεια κατάλληλου κοπτήρα. Σε σκληρά πετρώματα συχνά χρησιμοποιούνται εκρηκτικά για την εξόρυξη των ογκολίθων. 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 εξόρυξη του σε εντατική κατάσταση και 3. Είναι σχετικά δύσκολο να προσανατολισθεί το δείγμα σε σχέση με τη μάζα του πετρώματος,από την οποία προέρχεται. 23

31 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 άλλο τρόπο σημειώνονται επίσης τα στοιχεία αναγνώρισης του δείγματος. Κατά τη μεταφορά, λαμβάνονται τα κατάλληλα μέτρα ώστε να περιοριστεί η πιθανότητα καταστροφής των δειγμάτων. Από τα δείγματα πρέπει να διαμορφωθεί δοκίμια κατάλληλα για τις εργαστηριακές μετρήσεις με σχήμα: Κανονικό(κυλινδρικής σπανιότερα κυβικής μορφής) Ακανόνιστο Ειδικής μορφής. Συνήθως οι μηχανικές ιδιότητες προσδιορίζονται σε κυλινδρικά δοκίμια με τυπικές διαμέτρους μεταξύ cm, ενώ σπάνια χρησιμοποιούνται διάμετροι μέχρι 10 ή 15 cm. Τα κυλινδρικά δοκίμια λαμβάνονται με δειγματοληπτικές γεωτρήσεις στο ύπαιθρο, ενώ στο εργαστήριο με εργαστηριακό αδαμαντοτρύπανο (απλή καροταρία) που είναι εφοδιασμένο με ειδικό κοπτικό άκρο λεπτού τοιχώματος με διαμάντια για οικονομία υλικού. Το βραχώδες δείγμα (σχήμα 8.1), πριν τοποθετηθεί στην τράπεζα της εργαστηριακής καροταρίας για τη διάτρηση των δοκιμίων διαμορφώνεται με τη βοήθεια αδαμαντοτροχού σε μικρών διαστάσεων κυβόλιθο( μέχρι 30 cm) με επίπεδη βάση για καλή έδραση στην τράπεζα. 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 τα προβλεπόμενης εργαστηριακής δοκιμής(την επιθυμητή σχέση μήκους προς τη διάμετρο πυρήνα). Ακολουθεί προσεκτική λείανση της κυλινδρικής επιφάνειας, εάν είναι αναγκαία, σε τόρνο και των βάσεων σε ειδικό δίσκο λείανσης. Σ ένα ιδανικά διαμορφωμένο δοκίμιο, οι βάσεις πρέπει να είναι 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 (πχ. Μαργόλιθοι, Ιλυόλιθοι). Στην περίπτωση αυτή, η διάτρηση είναι βραδύτερη και χρειάζεται μεγαλύτερη προσοχή. Όταν όμως απαιτούνται δείγματα ακανόνιστης μορφής, αυτά διαμορφώνονται με η βοήθεια ελαφρού σφυριού απομακρύνοντας όλες τις αιχμηρές προεξοχές, ώστε τελικά να σχηματισθεί δοκίμιο περίπου σφαιρικού σχήματος. 24

32 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 τα 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 δε μπορεί να φθάσει σε τελειότητα εκείνη των δοκιμίων των τεχνικών υλικών, και Τη δομή του πετρώματος, που λόγω της παρουσίας μικροασυνέχειων, δε μπορεί να πλησιάσει εκείνη των τεχνικών υλικών. Εάν συνεπώς απαιτείται σ ένα πέτρωμα πολύ καλή προσέγγιση της 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 δοκιμών, χωρίς να μειωθεί η ζητούμενη αξιοπιστία των πειραματικών αποτελεσμάτων, είναι απαραίτητο να καθορισθεί ένας ελάχιστος για κάθε περίπτωση 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. Σχήμα 8.1: Συλλεχθέν δείγμα με σκοπό τη διεξαγωγή δοκιμών 25

33 8.4 Διαμόρφωση δειγμάτων (δοκιμίων) Εκτέλεση εργαστηριακών δοκιμών Από τη θέση έρευνας έγινε δειγματοληψία βραχωδών δειγμάτων μεγάλου μεγέθους (block samples) τα οποία μεταφέρθηκαν στο Εργαστήριο. Έγινε κοπή και διαμόρφωση δειγμάτων κυλινδρικού σχήματος με τη χρήση εργαστηριακής καροταρίας διαμέτρου 54 mm, Σχήμα 8.2. Λείανση των άκρων έγινε με το ειδικό κοπτικό μηχάνημα (αδαμαντοτροχό) σε κατάλληλα μεγέθη ανάλογα με την προβλεπόμενη εργαστηριακή δοκιμή. Σχήμα 8.2: Εργαστηριακή καροταρία για τη διάτρηση των δοκιμίων. Στα τελικά διαμορφωθέντα δείγματα (Σχήμα 8.3) έγιναν δοκιμές σημειακής φόρτισης (Σχήμα 8.4), αντοχής σε μοναξονική θλίψη (Σχήμα 8.5), τριαξονικές δοκιμές (Σχήμα 8.6) μετρήθηκε η σκληρότητά τους με τη βοήθεια της σφύρας Schmidt (Σχήμα 8.7) και τα αποτελέσματα των δοκιμών δίνονται στον Πίνακα 8.1. Τα έντυπα των δοκιμών δίνονται στο Παράρτημα Β. Εικόνα 8.3: Τελικό διαμορφωθέν δείγμα 26

34 Πίνακας 8.1: Αποτελέσματα εργαστηριακών δοκιμών Μοναξονική σε (Mpa) Πυκνότητα σε KN/m3 Σημειακή Φόρτιση Τριαξονική Is (50) (Mpa) Τύπος δοκιμής Ορθή (Mpa) Πλευρική (Mpa) da1 3,15 i da2 1,78 d da3 3,15 a da4 3,37 a db1 4,09 i db2 4,26 d da1 26, da1' 26,05 129,1 5 da1'' 26,13 207,1 8 da1''' 26,05 211,9 12 da1'''' 26,22 230,5 15 d1 55,2 Σχήμα 8.4: Διαμετρική δοκιμή προσδιορισμού της αντοχής σε σημειακή φόρτιση 27

35 Σχήμα 8.5: Προσδιορισμός της αντοχής του βραχώδους υλικού σε μοναξονική θλίψη Σχήμα 8.6: Τριαξονικό κελί υψηλών πιέσεων (Hoek Cell) μέσα στο οποίο βρίσκεται βραχώδες δοκίμιο που περιβάλλεται από εύκαμπτη μεμβράνη. Το κελί έχει τοποθετηθεί στην πρέσα αξονικής φόρτισης. Εικόνα 8.7: Μέτρηση της σκληρότητας βραχώδους υλικού στο εργαστήριο με τη χρήση της σφύρας Schmidt. 28

36 9. ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ ΚΑΙ ΑΣΤΟΧΙΑΣ ΣΕ ΒΡΑΧΩΔΗ ΠΡΑΝΗ 9.1 Διάκριση πρανών Ως πρανή ορίζονται οι κεκλιμένοι φυσικοί ή τεχνητοί σχηματισμοί εδάφους ή βράχου. Σε κάθε πρανές η διαφορά στάθμης και οι κλίσεις που το χαρακτηρίζουν δημιουργούν δυνάμεις βαρύτητας οι οποίες σε συνδυασμό με τις δυνάμεις που αναπτύσσονται από την πιθανή παρουσία νερού στο έδαφος, δημιουργούν διατμηματικές τάσεις στο εσωτερικό του πρανούς. Στις διατμηματικές αυτές τάσεις, οι οποίες τείνουν να μετακινήσουν τη μάζα του πρανούς ούτως ώστε να εξομαλυνθεί το έδαφος, αντιτίθεται η διατμηματική αντοχή του εδάφους, και στην περίπτωση που αυτές την υπερβούν, τότε οδηγούν σε θραύση του πρανούς και σε κατολίσθηση (Turner & Schuster, 1996). Τα τεχνητά πρανή διαμορφώνονται με κατασκευή τεχνικών έργων. Διακρίνονται σε πρανή ορυγμάτων που δημιουργούνται από την εκσκαφή του φυσικού εδάφους και σε πρανή επιχωμάτων που δημιουργούνται από την εναπόθεση εδαφικού υλικού. 9.2 Ευστάθεια πρανών Κάθε πρανές από πλευρά φυσικής κατάστασης και ευστάθειας, διέρχεται από τα παρακάτω τρία στάδια (Κούκης και Σαμπατακάκης, 2007): Σταθερό : το πλαίσιο ευστάθειας του πρανούς είναι αρκετά υψηλό, ώστε να αντιστέκεται σε όλες τις δυνάμεις αποσταθεροποίησης Οριακά σταθερό: το πλαίσιο ευστάθειας είναι πλέον σημαντικά μειωμένο και αναμένεται κάποια στιγμή, η εκδήλωση αστάθειας από την επίδραση των δυνάμεων αποσταθεροποίησης. Το πρανές βρίσκεται ήδη σε κάποιο στάδιο ενεργότητας. Ενεργά ασταθές: οι δυνάμεις αποσταθεροποίησης προκαλούν συνεχείς ή περιοδικές μετακινήσεις. Οι παράγοντες που συντελούν στην αστοχία των πρανών, ταξινομούνται στις δύο παρακάτω ομάδες, με βάση τα αποτελέσματα της επίδρασής τους σύμφωνα με τους Κούκη και Σαμπατακάκη, 2007: Προκαταρκτικοί παράγοντες που συντελούν προοδευτικά στην αστάθεια του πρανούς, το οποίο με την πάροδο του χρόνου γίνεται επιρρεπές σε ολίσθηση, χωρίς όμως να έχει γίνει έναρξη της μετακίνησης. Απλά με την επίδραση των 29

37 προκαταρκτικών παραγόντων δημιουργούνται συνθήκες ενός οριακά σταθερού πρανούς Παράγοντες εναύσματος μετακίνησης που προκαλούν την έναρξη της μετακίνησης. Οι παράγοντες αυτοί συντελούν στη μετατροπή ενός πρανούς από οριακά σταθερό σε ενεργά ασταθές. Οι παράγοντες όπου εξαρτάται η ευστάθεια ενός φυσικού πρανούς είναι: Η βαρύτητα, η οποία δρα ως παράγοντας αστάθειας του πρανούς, καθώς τείνει να παρασύρει προς τα κάτω και προς τα έξω ορισμένη μάζα βράχου. Η διατμητική αντοχή του εδάφους- βράχου, που τείνουν να διατηρήσουν ενωμένα τα υλικά που συνθέτουν το πρανές και αντιστέκονται σε οποιαδήποτε μετακίνηση, συμβάλλοντας έτσι στην ευστάθειά τους. Άλλοι παράγοντες όπως η στρώση και ο κατακερματισμός του σχηματισμού, η κατανομή των ασυνεχειών που διατέμνουν τη βραχομάζα, η παρουσία και η κίνηση του νερού σε συνδυασμό με τις συνθήκες αποστράγγισης του πρανούς, η επίδραση των ατμοσφαιρικών συνθηκών και οι χρονικές μεταβολές των τάσεων και των παραμορφώσεων. Εάν το υλικό μελέτης είναι βράχος, οι μορφές αστοχίας που παρατηρούνται είναι η επίπεδη ολίσθηση, η σφηνοειδής ολίσθηση και η ανατροπή. Υπάρχει και μία τέταρτη μορφή αστοχίας, η κυκλική ή περιστροφική, η οποία παρατηρείται σε εδαφικά πρανή ή έντονα διαρρηγμένους βράχους. Οι κύριες μέθοδοι προσέγγισης ανάλυσης της ευστάθειας των πρανών μπορούν να διακριθούν στις παρακάτω δύο κύριες κατηγορίες σύμφωνα με τους Κούκη και Σαμπατακάκη, Γεωλογία τεχνικών έργων, 2007: 1. Αναλύσεις οριακής ισορροπίας 2. Αναλύσεις παραμόρφωσης Η βασική διαφοροποίηση των δύο παραπάνω μεθοδολογιών έχει σχέση με την εκτίμηση ή όχι των παραμορφώσεων πριν την αστοχία. Στην περίπτωση των αναλύσεων οριακής ισορροπίας δεν ενδιαφέρει η εκτίμηση των ελαστικών ή μη παραμορφώσεων, αλλά η αποτροπή της αστοχίας, ενώ στις αναλύσεις παραμόρφωσης η συμπεριφορά ενός πρανούς υπαγορεύεται από το εκτιμούμενο εύρος των παραμορφώσεων και μετακινήσεων. 30

38 9.2.1 Ευστάθεια πρανών έναντι στατικών φορτίων Εφόσον γίνει η παραδοχή της μορφής αστοχίας, πραγματοποιείται ανάλυση με μεθόδους οριακής ισορροπίας. Σύμφωνα με τους Κούκη και Σαμπατακάκη, (2007), από την ανάλυση αυτή προκύπτει κάποιος συντελεστής, ο οποίος εκφράζει το βαθμό ασφαλείας ή την αντοχή του πετρώματος έναντι θραύσης ή κατολίσθησης. Ο συντελεστής αυτός ονομάζεται Στατικός Συντελεστής Ασφαλείας και συμβολίζεται με F (ή FS). Ο Συντελεστής Ασφαλείας ορίζεται ως ο λόγος του συνόλου των δυνάμεων ή ροπών που ανθίστανται στην ολίσθηση (P ΠΑΘ ) και που οφείλονται στην διατμητική αντοχή του εδάφους, προς τις αντίστοιχες δυνάμεις ή ροπές (P ΕΝΕΡΓ ) που συνεισφέρουν στην αστάθεια του πρανούς, προκαλώντας την ολίσθησή του. Ειδικότερα η διαστασιολόγηση γίνεται έτσι ώστε ο λόγος: F= P ΠΑΘ / P ΕΝΕΡΓ (Συντελεστής ασφαλείας), να είναι τουλάχιστον ίσος με μία συμβατικά οριζόμενη ελάχιστη τιμή (αποδεκτός συντελεστής ασφαλείας). Στην περίπτωση που το F είναι ίσο με 1, τότε το πρανές βρίσκεται σε κατάσταση επικείμενης αστοχίας ή σε οριακή κατάσταση ευστάθειας. Ο αποδεκτός συντελεστής ασφαλείας είναι προφανώς μεγαλύτερος της μονάδας και έχει σκοπό να εξασφαλίσει ένα επαρκές περιθώριο ασφάλειας μεταξύ του πραγματικού φορτίου και του φορτίου αστοχίας, ώστε να περιληφθούν παράγοντες που δεν έχουν ληφθεί υπόψη στην ανάλυση όπως: Πιθανότητα απρόβλεπτης δυσμενούς αύξησης κάποιων φορτίων, Πιθανότητα απρόβλεπτης μείωσης κάποιων από τις εδαφικές παραμέτρους (ανομοιομορφία εδάφους, ανακρίβεια- ανεπάρκεια μεθόδων μέτρησης κλπ.), Πιθανό σφάλμα και διάφορες παραδοχές που εισάγονται από τα χρησιμοποιούμενα αναλυτικά προσομοιώματα των υπολογισμών. Οι τιμές του Αποδεκτού Συντελεστή Ασφαλείας για την ευστάθεια των πρανών είναι της τάξης του (F=1.4 κατά DIN4084,F=1.5 κατά USBR). Βέβαια, η εκάστοτε τιμή του συνήθως καθορίζεται με τις εκάστοτε επιβαλλόμενες συνθήκες (σεισμικές φορτίσεις, παρουσία υπεδαφικών νερών κλπ.). 31

39 10. ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟ RMR ΚΑΙ ΤΟ GSI 10.1 Ταξινόμηση με βάση το RMR για το Α και Β Πρανές Το σύστημα ταξινόμησης RMR( Rock Mass Rating), το οποίο προτάθηκε αρχικά από τον ΒIENIAWSKI (1973) και βασίζεται στο διαχωρισμό της βραχομάζας σε επιμέρους ζώνες με παρόμοια μορφολογικά και μακροσκοπικά παρόμοια χαρακτηριστικά της βραχομάζας, όπως είναι η λιθολογική σύσταση, ο προσανατολισμός, η απόσταση των κύριων ασυνεχειών και η φυσική κατάσταση του γεωλογικού σχηματισμού, όπως φαίνεται στον πίνακα Ο πίνακας 10.1 δείχνει την ταξινόμηση με βάση το RMR της βραχομάζας του Α πρανούς και ο πίνακας 10.2 την ταξινόμηση του Β πρανούς. Διαπιστώνεται ότι πρόκειται για πτωχής ποιότητα βραχομάζες και στις δύο περιπτώσεις. Πίνακας 10.1: Γεωμηχανική ταξινόμηση βραχομάζας του Α Πρανούς,(BIENIAWSKI 1989). Υπολογισμός RMR Παράμετροι ταξινόμησης Αντοχή βραχώδους I s(50) (MPa) 3,15 υλικού Βαθμοί 7 σ C (MPa) ~85 RQD% 2 35,25 % 8 Απόσταση μεταξύ ασυνεχειών (m) Μικρή 8 (6-40 cm) Κατάσταση ασυνεχειών Ελαφρά 20 τραχείες Υπόγειο νερό Στεγνό 15 Συνολική βαθμολογία RMRbas 58 RMR =RMR bas -βαθμός προσανατολισμού ασυνεχειών Ανήκει στην ΙV κατηγορία, επομένως πρόκειται για πτωχής ποιότητας βραχομάζα. 32

40 2 Υπολογισμός RQD RQD= Jv = * 24,16 =35,25% Jv= = =24,16 Πίνακας 10.2: Γεωμηχανική ταξινόμηση βραχομάζας του Β Πρανούς,(BIENIAWSKI 1989). Υπολογισμός RMR Παράμετροι ταξινόμησης Αντοχή βραχώδους I s(50) (MPa) 4,25 υλικού Βαθμοί 12 σ C (MPa) (~85) RQD% 3 49,79 % 8 Απόσταση μεταξύ ασυνεχειών (m) Μέση 10 (0,10-0,21) Κατάσταση ασυνεχειών Ελαφρά 20 τραχείες Υπόγειο νερό Στεγνό 15 Συνολική βαθμολογία RMRbas 65 RMR =RMR bas -βαθμός προσανατολισμού ασυνεχειών Ανήκει στην III κατηγορία, επομένως πρόκειται για πτωχής, οριακά μέτριας ποιότητας βραχομάζα. 3 Υπολογισμός RQD RQD= Jv = ,76= 49,79% Jv= = =19,76 33

41 Πίνακας 10.3: Γεωμηχανική ταξινόμηση βραχομάζας (BENIAWSKI 1989) από Γ. Κούκη, Ν. Σαμπατακάκη, Γεωλογία Τεχνικών Έργων, 2007.Με τον πράσινο κύκλο απεικονίζεται το α πρανές και με τον κόκκινο, το β πρανές Ταξινόμηση με βάση το σύστημα SMR (Slope Mass Rating) Η ποσοτική εκτίμηση με βάση το σύστημα SRM, γίνεται σύμφωνα με τη σχέση : SMR = RMR bas - (F 1 F 2 F 3 ) + F 4 Όπου : RMR bas είναι η βασική βαθμολογία της βραχομάζας σύμφωνα με το σύστημα RMR (δηλαδή δεν έχει ληφθεί υπόψη η απομείωση από τον προσανατολισμό των ασυνεχειών) F 1: αριθμητικός παράγοντας που αναφέρεται στην παραλληλότητα μεταξύ της διεύθυνσης των ασυνεχειών και της διεύθυνσης του μετώπου του πρανούς και ο οποίος κυμαίνεται από 1 (ασυνέχειες παράλληλες στο πρανές) μέχρι 0.15 (γωνία ασυνεχειών και μετώπου του πρανούς μεγαλύτερη των 30 ο ) F 2: αριθμητικός παράγοντας που αξιολογεί την πιθανότητα εκδήλωσης επίπεδης ολίσθησης με βάση την κλίση των ασυνεχειών, ο οποίος κυμαίνεται από 1 (ασυνέχειες με κλίση >45 ο ) μέχρι 0.15 (ασυνέχειες με κλίση <20 ο) F 3: αριθμητικός παράγοντας που αναφέρεται στη σχέση μεταξύ της γωνίας κλίσης του μετώπου του πρανούς και της κλίσης των ασυνεχειών. Η πλέον δυσμενής περίπτωση επίπεδης ολίσθησης είναι όταν το πρανές έχει κλίση κατά 10 ο μεγαλύτερη της κλίσης των ασυνεχειών F 4: παράγοντας που αξιολογεί τη μέθοδο εκσκαφής η οποία έχει άμεση επίδραση στη χαλάρωση της βραχομάζας. 34

42 Πίνακας 10.4: Ταξινόμηση βραχομάζας για βραχώδη πρανή SMR (Slope Mass Rating)(Προσαρμογή κατά ROMANA1985) Με τη βοήθεια του Πίνακα 10.4 προέκυψε η εξής ταξινόμηση: Για το Α πρανές: SMR = RMR bas - (F 1 F 2 F 3 ) + F 4 =58-(0.85x1x50)+0 =15.5, Πολύ Πτωχή Βραχομάζα Για το B πρανές: SMR = RMR bas - (F 1 F 2 F 3 ) + F 4 =68-(0.85x1x6)+0=62.9,Καλή Βραχομάζα. 35

43 10.3 Ταξινόμηση με βάση το GSI για το Α και Β Πρανές Ο γεωλογικός δείκτης αντοχής GSI σχετίζεται με την εκτίμηση της αντοχής των βραχωδών μαζών για διαφορετικές γεωλογικές συνθήκες κατά τις παρατηρήσεις υπαίθρου. Η δομή της βραχομάζας περιγράφεται καθέτως, ενώ το είδος των επιφανειών των ασυνεχειών οριζοντίως, (Πίνακας 10.5). Πίνακας 10.5: Εκτίμηση του γεωλογικού δείκτη αντοχής (GSI) με βάση τη γεωλογική περιγραφή και παρατήρηση ( Hoek and Marinos 2000,)από βιβλίο Γεωλογία Τεχνικών Έργων, Γ. Κούκη, Ν. Σαμπατακάκη, 2007.Η κόκκινη κουκίδα αναπαριστά το Α πρανές, ενώ η πράσινη το Β πρανές. 36

44 Ο γεωλογικός δείκτης αντοχής του Α πρανούς με βάση την παραπάνω ταξινόμηση και τις υπαίθριες παρατηρήσεις εκτιμάται ίσος με 48,ενώ του Β πρανούς εκτιμάται ίσος με 55 και αναπαριστώνται με την κόκκινη και πράσινη κουκίδα αντιστοίχως (Πίνακας 10.5). Με τη χρήση του δείκτη GSI στην επίλυση του κριτηρίου Hoek- Brown έχει αναπτυχθεί ένα «πλούσιο» υπόβαθρο με εμπειρικές σχέσεις που οδηγεί στην εκτίμηση όλων των παραμέτρων που απαιτούνται για το σχεδιασμό τεχνικών έργων. Προς αυτή την κατεύθυνση έχει αναπτυχθεί ένα εύχρηστο και ελεύθερα διαθέσιμο λογισμικό στο διαδίκτυο, το RocLab, http// Με βάση το λογισμικό αυτό εκτιμήθηκαν οι παράμετροι αντοχής της βραχομάζας και για τα δύο πρανή: Για το Α πρανές, η συνοχή εκτιμήθηκε περίπου ίση με 80 KPa και το φ ίσο με 41 ο. Για το Β πρανές, η συνοχή εκτιμήθηκε περίπου ίση με 153 KPa και το φ ίσο με 44 ο. Η εκτενής μέθοδος για την εξαγωγή των αποτελεσμάτων υπάρχει στο Παράρτημα Ε. 37

45 11. AΝΑΛΥΣΗ ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΩΝ ΑΣΤΟΧΙΩΝ 11.1 Επιλογή γεωτεχνικών-τεχνικογεωλογικών παραμέτρων Η ανάλυση των αναμενόμενων αστοχιών απαιτεί αρχικά την επιλογή συγκεκριμένων γεωτεχνικών και τεχνικογεωλογικών παραμέτρων, οι οποίες θα ληφθούν υπόψη, ώστε τα συμπεράσματα που θα εξάγουμε να είναι όσο το δυνατό πιο ρεαλιστικά. Στο πρώτο πρανές παρατηρήθηκαν ολισθήσεις με τη μορφή σφήνας, οι οποίες μελετήθηκαν με τα προγράμματα Wedge και Swedge, όπως επίσης και επίπεδες ολισθήσεις οι οποίες διερευνήθηκαν με τα προγράμματα RocPlane και Rocksta. Τα λογισμικά αυτά απαιτούν τη γνώση ορισμένων παραμέτρων, όπως είναι ο προσανατολισμός των επιπέδων των ασυνεχειών και του πρανούς, το ύψος του κάθε πρανούς, η συνοχή και η γωνία εσωτερικής τριβής μεταξύ των επιπέδων των ασυνεχειών. Το Α πρανές έχει ύψος 10 μέτρα, οι κύριοι προσανατολισμοί του αναφέρονται εκτενώς στο κεφάλαιο 7.1, ενώ τη συνοχή των ασυνεχειών τη θεωρήσαμε 20 kpa μιας και γενικά ήταν ανύπαρκτο το συνδετικό υλικό, ώστε να μην θεωρήσουμε την ιδεατή περίπτωση όπου η συνοχή είναι φαινόμενη και είναι ίση με το μηδέν. Η γωνία εσωτερικής τριβής των ασυνεχειών, υπολογίστηκε προσθέτοντας στη βασική γωνία εσωτερικής τριβής, τη γωνία τραχύτητας i. Για το Α πρανές, η γωνία που εκφράζει την τραχύτητα προκύπτει ως εξής: i = JRC x log 10 (JSC/σ n )= 2 x log 10 (55000/39.43)= 2 x 3.1=6.2, όπου JRC: συντελεστής τραχύτητας = 2 JSC: αντοχή τοιχωμάτων (με βάση τη σφύρα Schmidt) = 55 MPa σ n : η δρώσα ορθή τάση =39.43 το JSC υπολογίστηκε με βάση την ένδειξη της σφύρας η οποία ήταν ίση με 40 HSV και για το α πρανές και με βάση το διάγραμμα υπολογισμού της αντοχής σε ανεμπόδιστη θλίψη του ακέραιου πετρώματος των Deere and Miller, Σχήμα 11.1 από Τεχνική Γεωλογία, σελ

46 Σχήμα 11.1: Διάγραμμα υπολογισμού της αντοχής σε ανεμπόδιστη θλίψη του ακέραιου πετρώματος των Deere and Miller, Κούκης, Σαμπατακάκης, Τεχνική Γεωλογία 2002 H σ n υπολογίστηκε με βάση το διάγραμμα των Hoek and Bray 1977 ίση με 39.43, ως εξής :σ/γ Η= 0.15 με κλίση πρανούς ίση με 74 0 και κλίση του επιπέδου 64 0 όπου γ(φαινόμενο βάρος) =26.29 KN/ m 3 και Η=10 m. Σχήμα 11.2: Διάγραμμα των Hoek and Bray 1977 για τον υπολογισμό του σ n, Γεωλογία Τεχνικών Έργων, 2007 Φ= φ bas + i =30 +6 =36, Ομοίως υπολογίστηκε το φ και για το δεύτερο πρανές ίσο με 38, λαμβάνοντας υπόψην όμως το ύψος του πρανούς ίσο με 9 μέτρα, το JRC ίσο με 3 και το σ n ίσο με 145,309, JSC= το οποίο προέκυψε από τα ακόλουθα: σ/γ Η= 0.62 μιας και η κλίση του πρανούς είναι ίση με 69 μοίρες και όπου γ=26.05 KN/ m 3. 39

47 11.2 Αστοχία σφήνας Μια επιφάνεια αστοχίας μπορεί να δημιουργηθεί μεταξύ δυο ασυνεχειών οι οποίες προκαλούν την μετακίνηση της μάζας που περικλείεται από αυτές προς τα κατάντη κατά μήκος του ίχνους τομής τους, σχηματίζοντας μια σφήνα. Τότε προκύπτει αυτό που ονομάζουμε αστοχία σφήνας. Οι γεωμετρικές συνθήκες οι οποίες πρέπει να ικανοποιούνται προκειμένου να συμβεί αστοχία σφήνας είναι οι ακόλουθες: H διεύθυνση του ίχνους τομής των δύο ασυνεχειών πρέπει να είναι παραπλήσια με την διεύθυνση κλίσης του πρανούς. Η βύθιση του ίχνους της τομής των ασυνεχειών πρέπει να είναι μικρότερη της κλίσης του πρανούς. Η κλίση του ίχνους της τομής των ασυνεχειών πρέπει να υπερβαίνει τη γωνία εσωτερικής τριβής των τεμνόμενων επιφανειών ασυνέχειας. Επομένως, ο συνδυασμός κυρίως, των γεωμετρικών συνθηκών (προσανατολισμός των ασυνεχειών και του πρανούς), της γωνίας τριβής και της συνοχής, μπορεί να προκαλέσει την ολίσθηση τετραέδρων τεμαχών μορφής σφήνας κατά μήκος της τομής μεταξύ δυο από τις ασυνέχειας του πρανούς. Η αστοχία σφήνας περιλαμβάνει ολίσθηση σε περισσότερες από μια επιφάνειες. Επομένως θα ήταν λάθος να χρησιμοποιηθεί η δισδιάστατη ανάλυση ευστάθειας που χρησιμοποιείται στη περίπτωση της επίπεδης αστοχίας. Απαιτείται τρισδιάστατη ανάλυση. Αυτού του είδους ανάλυση καθίσταται περίπλοκη λόγω του μεγάλου αριθμού γεωμετρικών μεταβλητών. Αυτό σημαίνει ότι μια πλήρης ανάλυση μπορεί να επιτευχθεί μόνο με τη χρήση υπολογιστή. Οι Hoek & Bray (1981), Priest (1985) κ.α. περιγράφουν πλήρεις αναλύσεις ευστάθειας πρανών έναντι αστοχίας σφήνας Η μέθοδος των Hoek & Bray Η μέθοδος των Hoek-Bray περιγράφεται πλήρως στο παράρτημα 2 του βιβλίου των Hoek-Bray (1981) και αφορά στον υπολογισμό του συντελεστή ασφαλείας στην περίπτωση σφηνοειδούς ολίσθησης. 40

48 Σημειογραφία Η γεωμετρία του προβλήματος απεικονίζεται στο σχήμα 11.3 που ακολουθεί: Οι επιφάνειες αστοχίας συμβολίζονται με 1 και 2, η επιφάνεια στέψης με 3 και η όψη του πρανούς με 4. Σχήμα 11.3: Τυπική γεωμετρία σφήνας χωρίς εφελκυστική ρωγμή, πηγή: Hoek, E. and Bray, J.W. Rock Slope Engineering, Revised 3rd edition, The Institution of Mining and Metallurgy, London, 1981, pp Η μέθοδος των Hoek & Bray (1981) ενσωματώθηκε στα λογισμικά Swedge και Wedge που χρησιμοποιήθηκαν στην εργασία, καθιστώντας το ως ένα ολοκληρωμένο εργαλείο ανάλυσης της ευστάθειας των πρανών μιας περιοχής. Αναλυτικότερη παρουσίαση του λογισμικού γίνεται σε παρακάτω κεφάλαιο. Τα δεδομένα εισόδου που είναι απαραίτητα για την ανάλυση του προγράμματος βρίσκονται στο παράρτημα Γ Γεωμετρία των ασυνεχειών Η γεωμετρία των ασυνεχειών χρειάζεται για τον υπολογισμό του συντελεστή ασφαλείας έναντι αστοχίας βραχωδών πρανών. Για κάθε ασυνέχεια πρέπει να γνωρίζουμε τη γεωμετρία της δηλαδή την κλίση και τον προσανατολισμό της. Η Μέθοδος των Hoek & Bray θεωρείται πλήρης μιας και λαμβάνει υπόψη της τα εξής: Την κλίση των επιπέδων των ασυνεχειών Τον προσανατολισμό των επιπέδων των ασυνεχειών Τη συνοχή Τη γωνία εσωτερικής τριβής Την κλίση και τον προσανατολισμό του πρανούς Την επιφάνεια στέψης 41

49 Τα ακόλουθα δεδομένα εισόδου είναι απαραίτητα για την ανάλυση: ψ, α = η κλίση και ο προσανατολισμός του κάθε επιπέδου ή η βύθιση και το αζιμούθιο της δύναμης. H1 = το ύψος του πρανούς αναφερόμενο ως προς το επίπεδο 1 L = η απόσταση της εφελκυστικής ρωγμής από τη στέψη, μετρημένη κατά μήκος του ίχνους του επιπέδου 1 u = η μέση πίεση ύδατος των πόρων στην όψη της σφήνας c = η συνοχή στο κάθε επίπεδο αστοχίας φ = η γωνία τριβής στο κάθε επίπεδο αστοχίας γ = το φαινόμενο βάρος της βραχομάζας γ w = το φαινόμενο βάρος του νερού T = Καλώδιο ή αγκύριο προέντασης E = Εξωτερική φόρτιση η = -1 αν η στέψη του πρανούς προεξέχει σε σχέση με τη βάση του, +1 αν η στέψη του πρανούς δεν προεξέχει σε σχέση με τη βάση του Άλλες μεταβλητές που χρησιμοποιούνται στην ανάλυση είναι οι εξής: FS = Ο Συντελεστής Ασφαλείας έναντι ολίσθησης κατά μήκος της τομής στο επίπεδο 1 ή στο επίπεδο 2 A = Εμβαδόν της όψης του πρανούς W = Το βάρος της σφήνας V = Ώθηση νερού στην εφελκυστική ρωγμή Na = Συνισταμένη κάθετη δύναμη πάνω στο επίπεδο 1 Sa = Διατμητική αντοχή πάνω στο επίπεδο 1 Qa = Αντιδρώσα διατμητική δύναμη πάνω στο επίπεδο 1 FS1 = Συντελεστής Ασφαλείας Nb = Συνισταμένη κάθετη δύναμη πάνω στο επίπεδο 2 Sb = Διατμητική αντοχή πάνω στο επίπεδο 2 Qb = Αντιδρώσα διατμητική δύναμη πάνω στο επίπεδο 2 FS2 = Συντελεστής Ασφαλείας N1, N2 = Ενεργές ορθές αντιδράσεις 42

50 S = Συνισταμένη Διατμητική Δύναμη στα επίπεδα 1, 2 Q = Συνισταμένη Διατμητική Αντοχή πάνω στα επίπεδα 1, 2 FS3 = Συντελεστής Ασφαλείας Ν1, N2, S κλπ. = τιμές των N1, N2, S κλπ. όταν T = 0 Ν1, N2, S κλπ = τιμές των N1, N2, S κλπ. όταν E = 0 α = μοναδιαίο κάθετο διάνυσμα για το επίπεδο 1 β = μοναδιαίο κάθετο διάνυσμα για το επίπεδο 2 d = μοναδιαίο κάθετο διάνυσμα για το επίπεδο 3 f = μοναδιαίο κάθετο διάνυσμα για το επίπεδο 4 f 5 = μοναδιαίο κάθετο διάνυσμα για το επίπεδο 5 g = διάνυσμα στη διεύθυνση της τομής των επιπέδων 1, 4 g 5 = διάνυσμα στη διεύθυνση της τομής των επιπέδων 1, 5 i= διάνυσμα στη διεύθυνση της τομής των επιπέδων 1, 2 j = διάνυσμα στη διεύθυνση της τομής των επιπέδων 3, 4 j 5 = διάνυσμα στη διεύθυνση της τομής των επιπέδων 3, 5 k = διάνυσμα στο επίπεδο 2 κάθετο στο i l= διάνυσμα στο επίπεδο 1 κάθετο στο i R = μέγεθος του διανύσματος i G = το τετράγωνο του μεγέθους του διανύσματος g G 5 = το τετράγωνο του μεγέθους του διανύσματος g 5 Σημείωση: Η υπολογισμένη τιμή του V είναι αρνητική όταν η εφελκυστική ρωγμή βυθίζεται μακριά από το πόδι του πρανούς, αυτό όμως δεν υποδηλώνει εφελκυστική δύναμη. 43

51 Αξιολόγηση των εξισώσεων Οι εξισώσεις χρησιμοποιούν τα παραπάνω δεδομένα για τη διερεύνηση του συντελεστή ασφαλείας και έχουν παρθεί από το βιβλίο των Hoek & Bray ( Rock Slope Engineering (Rev.3rd edition (1981). Η μέθοδος αυτή έχει εφαρμοστεί σε πλήθος τεχνικών έργων. Χρησιμοποιείται ευρέως από τους μελετητές προκειμένου να μελετηθεί η ευστάθεια βραχωδών πρανών. Οι χρησιμοποιούμενες εξισώσεις παρατίθενται αναλυτικά στο Παράρτημα Γ Διερεύνηση του Συντελεστή Ασφαλείας Μετά την συλλογή των απαραίτητων στοιχείων για την μελέτη περίπτωσης θα υπολογιστεί ο συντελεστής ασφαλείας με τους εξής τρόπους: α) Με χρήση των προγραμμάτων ευστάθειας πρανών Wedge και Rocksta που έχουν αναπτυχθεί από το Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών. β) Με χρήση των εμπορικών και διαδεδομένων προγραμμάτων Swedge και RocPlane της Rocscience. 44

52 12. ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ WEDGE Το λογισμικό Wedge χρησιμοποιεί όλα τα δεδομένα και τις εξισώσεις που αναλύονται από τους Hoek και Bray (παράρτημα Γ) για την περίπτωση σφηνοειδούς ολίσθησης και υπολογίζει το συντελεστή ασφαλείας. Πιο συγκεκριμένα χρησιμοποιούνται τα εξής δεδομένα εισόδου: Υ1: κλίση του 1 ου συστήματος ασυνεχειών Υ2: κλίση του 2 ου συστήματος ασυνεχειών Υ3: κλίση για την επιφάνεια στέψης Υ4: κλίση πρανούς (όψη πρανούς) Α1: διεύθυνση κλίσης 1 ου συστήματος διακλάσεων Α2: διεύθυνση κλίσης του 2 ου συστήματος διακλάσεων Α3: διεύθυνση κλίσης για την επιφάνεια στέψης Α4: διεύθυνση κλίσης πρανούς (όψη πρανούς) γ : φαινόμενο βάρος KN / m 3 πετρώματος Η: ύψος πρανούς σε m C: συνοχή ασυνεχειών C 1, C 2 σε kpa Φ 1, Φ 2 : γωνία τριβής ασυνεχειών σε μοίρες Στην περίπτωση που το νερό επενεργεί υπάρχει η δυνατότητα επιλογής Dry Slope ανάλογα με την περίπτωση που εξετάζουμε επιλέγουμε y : (yes), Σχήμα 12.1 ή n: (no), Σχήμα Ν : -1 αν η στέψη του πρανούς προεξέχει σε σχέση με τη βάση του, +1 αν η στέψη του πρανούς δεν προεξέχει σε σχέση με τη βάση του F: Συντελεστής ασφαλείας Το λογισμικό παρέχει τη δυνατότητα δύο επιλογών ως προς την εξέταση του πρανούς, την περίπτωση όπου δεν επηρεάζεται από την παρουσία νερού και την περίπτωση όπου το νερό επενεργεί και υποβοηθά την ολίσθηση και χρησιμοποιήθηκε για τον υπολογισμό του συντελεστή ασφαλείας του Α πρανούς σε περίπτωση σφηνοειδούς ολίσθησης χωρίς εφελκυστική ρωγμή.(πίνακας 12.1). Πίνακας 12.1: Υπολογισμός του συντελεστή ασφαλείας για την περίπτωση σφηνοειδούς ολίσθησης χωρίς εφελκυστική ρωγμή με βάση το πρόγραμμα Wedge για τις περιπτώσεις επίδρασης του νερού και του σεισμού στο Α πρανές. ΧΩΡΙΣ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΗ ΡΩΓΜΗ FS ΧΩΡΙΣ ΝΕΡΟ,ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ 3,28 ΜΕ ΝΕΡΟ,ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ 0 45

53 Σχήμα 12.1: Υπολογισμός του συντελεστή ασφαλείας με το πρόγραμμα Wedge για τη σφηνοειδή ολίσθηση του Α πρανούς στην περίπτωση που δεν επηρεάζεται από την υδροστατική πίεση του νερού των ασυνεχειών. Σχήμα 12.2: Υπολογισμός του συντελεστή ασφαλείας με το πρόγραμμα Wedge για τη σφηνοειδή ολίσθηση του Α πρανούς στην περίπτωση που επηρεάζεται από την υδροστατική πίεση του νερού των ασυνεχειών. 46

54 13. ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΕΝΑΝΤΙ ΣΦΗΝΟΕΙΔΟΥΣ ΟΛΙΣΘΗΣΗΣ ΜΕ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ SWEDGE ΓΙΑ ΤΟ Α ΠΡΑΝΕΣ 13.1 Λειτουργία και χρήση του λογισμικού SWEDGE στην πράξη Το SWEDGE είναι ένα γρήγορο, διαδραστικό και εύκολο εργαλείο για την αξιολόγηση της σταθερότητας των βραχωδών επιφανειών των πρανών, που ορίζεται από δύο τεμνόμενα συστήματα ασυνεχειών λαμβάνοντας υπόψη την κλίση και τον προσανατολισμό των επιπέδων ασυνεχειών που οδηγούν σε σφηνοειδή ολίσθηση. Η σταθερότητα σφήνας μπορεί να αξιολογηθεί χρησιμοποιώντας είτε: Ντετερμινιστική (συντελεστής ασφάλειας), ή Πιθανολογική (πιθανότητα αστοχίας) μέθοδο ανάλυσης. Για μια ντετερμινιστική ανάλυση το SWEDGE όπως αυτή που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα εργασία, υπολογίζει τον παράγοντα της ασφάλειας για μια σφήνα με γνωστό προσανατολισμό. Για την πιθανολογική ανάλυση,στατιστικά δεδομένα εισόδου μπορούν να εισαχθούν στο πρόγραμμα σχετικά με τα συστήματα ασυνεχειών και τις δυνάμεις που ασκούνται και αυτό οδηγεί σε κατανομή συντελεστή ασφαλείας, από το οποίο υπολογίζεται η πιθανότητα αστοχίας. Η μέθοδος και οι εξισώσεις (κεφάλαιο 11, της παρούσας εργασίας) για την ανάλυση ευστάθειας που χρησιμοποιείται στο Swedge είναι βασισμένη στο βιβλίο των Hoek & Bray ( Rock Slope Engineering Rev.3rd edition, E. Hoek & J.W. Bray, pp ). Το συγκεκριμένο πρόγραμμα (Σχήμα 13.1) χρησιμοποιήθηκε για την εύρεση του συντελεστή ασφαλείας στην περίπτωση σφηνοειδούς ολίσθησης, με ή χωρίς εφελκυστική ρωγμή για το Α πρανές. Σχήμα 13.1 Έναρξη προγράμματος 47

55 Ακολούθως θα αναπτύξουμε τα βήματα που ακολουθούνται για την εύρεση του συντελεστή ασφαλείας. Αρχικά ανοίγουμε νέο φύλλο εργασιών (Σχήμα 13.2) πατώντας File New. Σχήμα 13.2: Άνοιγμα νέου αρχείου Κατόπιν εισάγουμε τα δεδομένα για τον προσανατολισμό των ασυνεχειών (Σχήμα 13.3) και του πρανούς από το λογισμικό Dips, πληκτρολογώντας File Import Σχήμα 13.3: Παράθυρο διαλόγου εισαγωγής δεδομένων 48

56 Αφού εισαχθούν τα δεδομένα στο πρόγραμμα, καθορίζονται οι γενικοί προσανατολισμοί (σχήμα 13.4) Σχήμα 13.4: Προσανατολισμοί των επίπεδων των ασυνεχειών, της στρώσης και του πρανούς. Στη συνέχεια πληκτρολογήσαμε τη συνοχή των επιπέδων τν ασυνεχειών (20 kpa) και τη γωνία εσωτερικής τριβής των ασυνεχειών, η οποία προέκυψε από τη βασική γωνία τριβής των ασυνεχειών προσθέτοντας το i (φ bas +i)=36, το φαινόμενο βάρος 2.68t/m 2 (Σχήμα 13.5) Εικόνα 13.5: Δεδομένα της γεωμετρίας της σφήνας, του πρανούς και των μηχανικών παραμέτρων των ασυνεχειών. 49

57 Αφού εισαχθούν τα δεδομένα κάνουμε κλικ στην επιλογή εφαρμογή (Σχήμα 13.6) και εξάγεται το αποτέλεσμα. Εικόνα 13.6: Περίπτωση υπολογισμού συντελεστή ασφαλείας για πρανές χωρίς την επιρροή νερού και χωρίς την επιρροή σεισμού Εάν επενεργεί η πίεση του νερού τότε επιλέγουμε την εντολή Forces Water Pressure Filled Fissures (Γέμισμα των ασυνεχειών, όπου μας δίνεται η επιλογή να βάλουμε συγκεκριμένο ποσοστό, Σχήμα 13.7) Σχήμα 13.7: Περίπτωση υπολογισμού συντελεστή ασφαλείας για πρανές με την επιρροή νερού χωρίς την επιρροή σεισμού 50

58 Για την περίπτωση σεισμού, επιλέγουμε κάνοντας κλικ την επιλογή Seismic Seismic Coefficient (0.24/2=0.12) με βάση τον αντισεισμικό κανονισμό Direction Line of Intersection/ Horizontal Η επιλογή Line of Intersection χρησιμοποιείται για την περίπτωση όπου ο σεισμός λαμβάνει χώρα κατά μήκος της γραμμής της τομής των επιπέδων ασυνεχειών. Η επιλογή Horizontal χρησιμοποιείται για την περίπτωση όπου ο σεισμός λαμβάνει χώρα παράλληλα στο οριζόντιο επίπεδο (Σχήμα 13.8) Σχήμα 13.8: Περίπτωση υπολογισμού συντελεστή ασφαλείας για πρανές χωρίς την επιρροή νερού με την επιρροή σεισμού Το πρόγραμμα Swedge δίνει τη δυνατότητα ταυτόχρονης επιλογής των περιπτώσεων με φόρτιση λόγω πίεσης του νερού των πόρων και της σεισμικής δόνησης (Σχήμα 13.9) Σχήμα 13.9: Περίπτωση υπολογισμού συντελεστή ασφαλείας για πρανές υπό την επιρροή νερού και σεισμού 51

59 Επίσης, εξετάστηκε η περίπτωση με εφελκυστική ρωγμή, εισάγοντας δεδομένα στην επιλογή tension crack (Σχήμα 13.10).Στην περίπτωση του Α πρανούς διερευνήσαμε θεωρητικά το ενδεχόμενο σφηνοειδούς ολίσθησης με εφελκυστική ρωγμή. Θεωρήσαμε ότι η κλίση και η διεύθυνση κλίσης της εφελκυστικής ρωγμής είναι σχεδόν παράλληλη με την κλίση και τη διεύθυνση κλίσης του επιπέδου ασυνεχειών DT2A του Α πρανούς. Το πρόγραμμα δεν έδινε εύρος επιλογών άνω των 70 ο. Το ίχνος του ύψους της εφελκυστικής ρωγμής μετρήθηκε θεωρητικά όσο το μέγεθος του ύψους των βραχωδών μπλοκ που σχηματίζονταν από τα διασταυρούμενα συστήματα ασυνεχειών. Στη συνέχεια διερευνήθηκαν συντελεστές ασφαλείας για την περίπτωση εφελκυστικής ρωγμής με επίδραση είτε νερού είτε σεισμού είτε με ταυτόχρονη επενέργεια και των δυο. Σχήμα 13.10: Περίπτωση υπολογισμού συντελεστή ασφαλείας για πρανές με εφελκυστική ρωγμή Ακολουθούν οι πίνακες υπολογισμού του συντελεστή ασφαλείας για την περίπτωση σφηνοειδούς ολίσθησης με εφελκυστική ρωγμή και χωρίς εφελκυστική ρωγμή (Πίνακες 13.1 και 13.2) καθώς και ένας συγκριτικός πίνακας και των δύο περιπτώσεων (Πίνακας13.3). 52

60 Πίνακας 13.1: Συντελεστές ασφαλείας για επιμέρους περιπτώσεις της σφηνοειδούς ολίσθησης με το Swedge, χωρίς την ύπαρξη εφελκυστικής ρωγμής για το Α πρανές. ΧΩΡΙΣ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΗ ΡΩΓΜΗ- ΓΙΑ ΣΥΝΟΧΗ των ασυνεχειών 20 kpa και φ=36(φbas+i) ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΧΩΡΙΣ ΝΕΡΟ-ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ 3.28 ΧΩΡΙΣ ΝΕΡΟ-ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ(κατά την οριζόντια διεύθυνση) 3.09 ΧΩΡΙΣ ΝΕΡΟ-ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ(κατά τη διεύθυνση του σημείου τομής των επιπέδων ασυν) 2.93 ΜΕ ΝΕΡΟ 50% ΓΕΜΙΣΜΑ-ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ 2.82 ΜΕ ΝΕΡΟ 50% ΓΕΜΙΣΜΑ- ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ (κατά μήκος της οριζόντιας διεύθυνσης) 0 ΜΕ ΝΕΡΟ 50% ΓΕΜΙΣΜΑ- ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ (κατά μήκος της διεύθυνσης του σημείου τομής των επιπέδων των ασυν) 2.67 ΜΕ ΝΕΡΟ 100%-ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ 0 ΜΕ ΝΕΡΟ100% -ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ(κατά μήκος οποιασδήποτε διεύθυνσης) 0 Πίνακας 13.2: Συντελεστές ασφαλείας για επιμέρους περιπτώσεις της σφηνοειδούς ολίσθησης με το Swedge, με τη δημιουργία εφελκυστικής ρωγμής για το Α πρανές. ΜΕ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΗ ΡΩΓΜΗ- ΓΙΑ ΣΥΝΟΧΗ 20 kpa ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΧΩΡΙΣ ΝΕΡΟ-ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ 3.28 ΧΩΡΙΣ ΝΕΡΟ-ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ(κατά την οριζόντια διεύθυνση) 3.09 ΧΩΡΙΣ ΝΕΡΟ-ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ(κατά τη διεύθυνση του σημείου τομής των επιπέδων ασυν) 2.92 ΜΕ ΝΕΡΟ 50% ΓΕΜΙΣΜΑ-ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ 3.12 ΜΕ ΝΕΡΟ 50% ΓΕΜΙΣΜΑ- ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ (κατά μήκος της οριζόντιας διεύθυνσης) 2.94 ΜΕ ΝΕΡΟ 50% ΓΕΜΙΣΜΑ- ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ (κατά μήκος της διεύθυνσης του σημείου τομής των επιπέδων των ασυν) 2.78 ΜΕ ΝΕΡΟ 100%-ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ 0 ΜΕ ΝΕΡΟ100% -ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ(κατά μήκος οποιασδήποτε διεύθυνσης) 0 53

61 Πίνακας 13.3: Συγκριτικός Πίνακας του προγράμματος Swedge για την περίπτωση σφηνοειδούς ολίσθησης χωρίς εφελκυστική ρωγμή και με την δημιουργία εφελκυστικής ρωγμής. ΓΙΑ ΣΥΝΟΧΗ των ασυνεχειών 20 kpa και φ=36(φbas+i) ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΧΩΡΙΣ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΗ ΡΩΓΜΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΗΣ ΡΩΓΜΗΣ ΧΩΡΙΣ ΝΕΡΟ-ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ ΧΩΡΙΣ ΝΕΡΟ-ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ(κατά την οριζόντια διεύθυνση) ΧΩΡΙΣ ΝΕΡΟ-ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ(κατά τη διεύθυνση του σημείου τομής των επιπέδων ασυν) ΜΕ ΝΕΡΟ 50% ΓΕΜΙΣΜΑ-ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ ΜΕ ΝΕΡΟ 50% ΓΕΜΙΣΜΑ- ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ (κατά μήκος της οριζόντιας διεύθυνσης) ΜΕ ΝΕΡΟ 50% ΓΕΜΙΣΜΑ- ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ (κατά μήκος της διεύθυνσης του σημείου τομής των επιπέδων των ασυν) ΜΕ ΝΕΡΟ 100%-ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ 0 0 ΜΕ ΝΕΡΟ100% -ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ(κατά μήκος οποιασδήποτε διεύθυνσης)

62 13.2 Συγκριτική θεώρηση των προγραμμάτων Wedge - Swedge Τα προγράμματα Wedge και Swedge, εξήγαγαν ίδια αποτελέσματα (με βάση τον Πίνακα 13.4) στην περίπτωση σφηνοειδούς ολίσθησης χωρίς εφελκυστική ρωγμή. Αυτό συμβαίνει, επειδή για τους υπολογισμούς τους, χρησιμοποιούν τις ίδιες εξισώσεις από το βιβλίο των Hoek & Bray ( Rock Slope Engineering Rev.3rd edition, E. Hoek & J.W. Bray, pp ). Συνοψίζοντας, σε ξηρές συνθήκες το πρανές Α δε θα αστοχήσει με τη μορφή σφήνας. Ωστόσο, σε περίπτωση όπου επηρεαστεί από το νερό, ο συντελεστής ασφαλείας είναι μηδενικός, επομένως κρίνεται απαραίτητο να ληφθούν μέτρα. Πίνακας 13.4: Συγκριτικός Πίνακας Wedge - Swedge ΧΩΡΙΣ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΗ ΡΩΓΜΗ WEDGE SWEDGE ΧΩΡΙΣ ΝΕΡΟ,ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ 3,28 3,28 ΜΕ ΝΕΡΟ,ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ 0 0 Από την συγκριτική θεώρηση των αποτελεσμάτων που φαίνονται στον Πίνακα 13.4 συμπεραίνουμε τα εξής: Το πρανές Α είναι σταθερό σε ξηρές συνθήκες και με την επίδραση σεισμού. Γίνεται ασταθές στην περίπτωση που έχουμε υδροστατικές πιέσεις από παρουσία νερού που αναπτύσσονται μέχρι το ήμισυ περίπου του ύψους του πρανούς δηλαδή στα 5m. Δεν υπάρχουν διαφοροποιήσεις στον συντελεστή ασφαλείας μεταξύ των δύο λογισμικών. 55

63 14. ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΕΝΑΝΤΙ ΕΠΙΠΕΔΗΣ ΟΛΙΣΘΗΣΗΣ ΜΕ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ROCPLANE ΓΙΑ ΤΟ Α ΚΑΙ ΤΟ Β ΠΡΑΝΕΣ 14.1 Λειτουργία και χρήση του λογισμικού RocPlane στην πράξη Tο RocPlane είναι ένα λογισμικό τις GeoStru S.A.S. για την αξιολόγηση της σταθερότητας των βραχωδών μπλοκ σε μια πλαγιά που μπορεί ενδεχομένως να ξεπεράσουν τη γωνία τριβής και τη φέρουσα ικανότητα και να ολισθήσουν. Το προϊόν αυτό υπολογίζει ένα συντελεστή ασφαλείας, λαμβάνοντας υπόψη τα σεισμικά γεγονότα και τις πιέσεις του νερού. Το πρόγραμμα λειτουργεί χρησιμοποιώντας ως δεδομένα τα επίπεδα των ασυνεχειών, την κλίση του πρανούς και τα μηχανικά χαρακτηριστικά των ασυνεχειών. Το συγκεκριμένο πρόγραμμα στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκε στις εξής περιπτώσεις: Σε επίπεδη ολίσθηση κατά μήκος του επιπέδου DT2A για το Α και το Β πρανές, λαμβάνοντας υπόψη τη δημιουργία ή μη εφελκυστικής ρωγμής. Σε επίπεδη ολίσθηση κατά μήκος του επιπέδου DT2B για το Α και Β πρανές, λαμβάνοντας υπόψη υποπεριπτώσεις, μεταβάλλοντας τη γωνία του επιπέδου DT2B. Αμφότερες οι δύο παραπάνω περιπτώσεις μελετήθηκαν ταυτόχρονα για πρανή σε συνθήκες ξηρές και χωρίς την επιρροή σεισμικής δόνησης. Επίσης, μελετήθηκαν για τις παρακάτω υποπεριπτώσεις όπου το πρανές είναι επηρεασμένο: Από την παρουσία νερού σε ποσοστό 100% και σεισμού Από την παρουσία νερού σε ποσοστό 50% και σεισμού Από την παρουσία νερού σε ποσοστό 100%, αλλά όχι από σεισμού Από την παρουσία νερού σε ποσοστό 50%, αλλά όχι από σεισμού Από την παρουσία σεισμού, αλλά από την απουσία νερού Στη συνέχεια, δημιουργήθηκαν διαγράμματα μεταβολής του συντελεστή ασφαλείας συναρτήσει της γωνίας κλίσης του επιπέδου Ψ p (DT2B) και για τα δύο πρανή σε διαφορετικές συνθήκες. 56

64 Τα βήματα που ακολουθούνται για την εύρεση του συντελεστή ασφαλείας είναι τα εξής: Αρχικά ανοίγουμε νέο φύλλο εργασιών (Σχήμα 14.1) πατώντας File New. Σχήμα 14.1: Άνοιγμα νέου αρχείου Κατόπιν εισάγουμε τα δεδομένα για τον προσανατολισμό των ασυνεχειών (Σχήμα 14.2) και του πρανούς από το λογισμικό Dips, πληκτρολογώντας File Input Σχήμα 11.2: Παράθυρο διαλόγου εισαγωγής δεδομένων. 57

65 Επίσης, το RocPlane δίνει τη δυνατότητα εισαγωγής δεδομένων καθορισμού της διατμητικής αντοχής είτε με βάση το κριτήριο Mohr- Coulomb, είτε με βάση την ταξινόμηση GSI (Σχήμα 14.3), επιλέγοντας Strength Mohr-Coulomb και συμπληρώνονται τα πεδία που ζητούν τη γωνία εσωτερικής τριβής των ασυνεχειών και τη συνοχή των ασυνεχειών. Σχήμα 14.3: Εισαγωγή δεδομένων συνοχής και γωνίας τριβής. Αφού εισαχθούν τα δεδομένα στο πρόγραμμα, καθορίζονται οι γενικοί προσανατολισμοί του πρανούς και του επιπέδου ασυνεχειών που προκαλεί την επίπεδη ολίσθηση καθώς και το πεδίο waviness που συμπληρώνεται αν από τη μέση κλίση του επιπέδου των ασυνεχειών που προκαλεί την επίπεδη ολίσθηση οι οποίες μετρήθηκαν, αφαιρεθεί η τιμή της μικρότερης κλίσης για το ίδιο επίπεδο (Σχήμα14.4). Σχήμα 14.4: Προσανατολισμοί των επίπεδων των ασυνεχειών, της στρώσης και του πρανούς. 58

66 Στη συνέχεια πληκτρολογήσαμε τη συνοχή των επιπέδων των ασυνεχειών (20 kpa) και τη γωνία εσωτερικής τριβής των ασυνεχειών, η οποία προέκυψε από τη βασική γωνία τριβής των ασυνεχειών προσθέτοντας το i,(φ bas +i)=36 και το φαινόμενο βάρος 2.68t/m 2 (Σχήμα 14.5) Σχήμα 14.5: Δεδομένα της γεωμετρίας της σφήνας, του πρανούς και των μηχανικών παραμέτρων των ασυνεχειών. Αφού εισαχθούν τα δεδομένα κάνουμε κλικ στην επιλογή εφαρμογή (Σχήμα14.6) και εξάγεται το αποτέλεσμα. Σχήμα14.6:Περίπτωση υπολογισμού συντελεστή ασφαλείας για πρανές χωρίς την επιρροή νερού και χωρίς την επιρροή σεισμού. 59

67 Εάν επενεργεί η πίεση του νερού τότε επιλέγουμε την εντολή Forces Water Pressure Filled Fissures (Γέμισμα των ασυνεχειών, όπου μας δίνεται η επιλογή να βάλουμε συγκεκριμένο ποσοστό, Σχήμα14.7). Σχήμα 14.7: Περίπτωση υπολογισμού συντελεστή ασφαλείας για πρανές με την επιρροή νερού χωρίς την επιρροή σεισμού. Για την περίπτωση σεισμού, επιλέγουμε κάνοντας κλικ την επιλογή Seismic Seismic Coefficient (0.12 με βάση τον αντισεισμικό κανονισμό) Direction Line of Intersection/ Horizontal Η επιλογή Line of Intersection χρησιμοποιείται για την περίπτωση όπου ο σεισμός λαμβάνει χώρα κατά μήκος της γραμμής της τομής των επιπέδων ασυνεχειών. Η επιλογή Horizontal χρησιμοποιείται για την περίπτωση όπου ο σεισμός λαμβάνει χώρα παράλληλα στο οριζόντιο επίπεδο. 60

68 0.12 Σχήμα 14.8: Περίπτωση υπολογισμού συντελεστή ασφαλείας για πρανές χωρίς την επιρροή νερού με την επιρροή σεισμού. Το πρόγραμμα RocPlane δίνει τη δυνατότητα ταυτόχρονης επιλογής των περιπτώσεων με φόρτιση λόγω πίεσης του νερού των πόρων και της σεισμικής δόνησης, (Σχήμα14.9) Σχήμα 14.9: Περίπτωση υπολογισμού συντελεστή ασφαλείας για πρανές υπό την επιρροή νερού και σεισμού. 61

69 Επίσης, εξετάστηκε η περίπτωση με εφελκυστική ρωγμή, εισάγοντας δεδομένα στην επιλογή tension crack, (Σχήμα 14.10). Σχήμα 14.10: Περίπτωση υπολογισμού συντελεστή ασφαλείας για πρανές με εφελκυστική ρωγμή Ανάλυση ευστάθειας σε επίπεδη (μεταθετική) ολίσθηση για το Α πρανές. Αφού μελετήσαμε με το πρόγραμμα RocPlane, την περίπτωση μεταθετικής ολίσθησης κατά μήκος του επιπέδου DT2A, φτιάξαμε ένα συγκεντρωτικό πίνακα, (Πίνακας 14.1). Πίνακας 14.1: Υπολογισμός συντελεστή ασφαλείας με το λογισμικό RocPlane, για την περίπτωση του Α πρανούς, με μεταθετική ολίσθηση κατά μήκος του επιπέδου DT2A χωρίς τη δημιουργία εφελκυστικής ρωγμής. ΧΩΡΙΣ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΗ ΡΩΓΜΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ FS ΧΩΡΙΣ ΝΕΡΟ ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ 1.7 ΧΩΡΙΣ ΝΕΡΟ-ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΟΡΙΖΟΝΤΙΟ 1.49 ΜΕ 50 %ΓΕΜΙΣΜΑ ΜΕ ΝΕΡΟ -ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ 1.22 ΜΕ 50 %ΓΕΜΙΣΜΑ ΜΕ ΝΕΡΟ -ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ 0.98 ΜΕ 100%ΝΕΡΟ- ΧΩΡΙΣ ΣΕΙΣΜΟ 0 ΜΕ 100%ΝΕΡΟ- ΜΕ ΣΕΙΣΜΟ 0 62