ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΘΕΣΗ ΚΑΙ ΠΑΛΑΙΟΓΕΩΓΡΑΦΙΑ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΑΔΡΙΑΤΙΚΟΪΟΝΙΟΣ ΖΩΝΗ Η «ΙΟΝΙΟΣ ΖΩΝΗ»

Transcript

1 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα διπλωματική εργασία εκπονήθηκε την περίοδο Σεπτέμβριος 2004 Ιούνιος 2005 στα πλαίσια του Μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών του τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών. Πριν από την παρουσίαση της παρούσας διπλωματικής εργασίας θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους όσους συνέβαλαν στην πραγματοποίηση της και ιδιαίτερα: Τον καθηγητή Τεχνικής Γεωλογίας και υπεύθυνο του Μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών κ. Γεώργιο Κούκη για την καθοδήγηση του σε όλη την διάρκεια της έρευνας καθώς και για την αμέριστη συμπαράσταση του στην εκπόνηση εργασίας. Τον Επίκουρο καθηγητή κ. Νικόλαο Σαμπατακάκη για τις πολύτιμες συμβουλές και υποδείξεις που μου παρείχε καθώς και για την κριτική που έκανε στο κείμενο της εργασίας. Τους υποψήφιους διδάκτορες Στέλλα Παπανακλή για την σημαντική της βοήθεια στις εργαστηριακές δοκιμές αλλά και για τις πολύτιμες συμβουλές της κατά την εκπόνηση της εργασίας καθώς και τον Ανδρέα Σπυρόπουλο για το ενδιαφέρον και τις συμβουλές του. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους τους συναδέλφους μου μεταπτυχιακούς φοιτητές για τις ανταλλαγές απόψεων,το ενδιαφέρον τους και για τη σημαντική βοήθεια τους σε όλα τα στάδια της εργασίας. ΠΑΤΡΑ, ΙΟΥΝΙΟΣ 2005

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ - ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΜΕΛΕΤΗΣ 1 2.ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΘΕΣΗ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 3.ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΤΙΚΕΣ ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 3.2.ΓΕΝΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΤΙΚΩΝ ΚΙΝΗΣΕΩΝ ΣΤΗΝ. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ 4.ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 4.1.ΕΞΩΤΕΡΙΚΕΣ ΕΛΛΗΝΙΔΕΣ 4.2.ΖΩΝΗ ΠΑΡΝΑΣΣΟΥ ΓΚΙΩΝΑΣ ΠΑΛΑΙΟΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΚΑΙ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΘΕΣΗ ΛΙΘΟΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΠΑΛΑΙΟΓΕΩΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΖΩΝΗ ΩΛΟΝΟΥ ΠΙΝΔΟΥ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΘΕΣΗ ΚΑΙ ΠΑΛΑΙΟΓΕΩΓΡΑΦΙΑ ΛΙΘΟΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΖΩΝΗ ΓΑΒΡΟΒΟΥ ΤΡΙΠΟΛΗΣ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΘΕΣΗ ΚΑΙ ΠΑΛΑΙΟΓΕΩΓΡΑΦΙΑ ΛΙΘΟΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΑΔΡΙΑΤΙΚΟΪΟΝΙΟΣ ΖΩΝΗ Η «ΙΟΝΙΟΣ ΖΩΝΗ» ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΘΕΣΗ ΚΑΙ ΠΑΛΑΙΟΓΕΩΓΡΑΦΙΑ ΛΙΘΟΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΠΑΛΑΙΟΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ 5.ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ 5.1.ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΩΝ ΣΕΙΣΜΩΝ ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ ΕΝΔΙΑΜΕΣΟΥ ΒΑΘΟΥΣ ΙΣΤΟΡΙΚΟΙ ΣΕΙΣΜΟΙ ΣΕΙΣΜΟΙ ΤΟΥ ΠΑΡΟΝΤΟΣ ΑΙΩΝΟΣ ΤΟ ΣΕΙΣΜΟΤΕΚΤΟΝΙΚΟ ΚΑΘΕΣΤΩΣ ΤΗΣ Δ. ΕΛΛΑΔΑΣ 5.3.ΝΕΑΚ ΖΩΝΕΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΟΤΗΤΑΣ

3 6.ΥΔΡΟ - ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓIKΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΗΝ Δ. ΕΛΛΑΔΑ ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΑΕΡΟΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΑ ΚΑΤΑΚΡΗΜΝΙΣΜΑΤΑ 6.3.ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΚΑΘΕΣΤΩΣ 7.ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 7.1.ΓΕΝΙΚΑ 7.2.ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΑΚΕΡΑΙΟΥ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ 7.3. ΒΑΣ1ΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ - ΠΕΤΡΟΓΡΑΦΙΚΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ 7.4.ΦΥΣΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΗ ΥΓΡΑΣΙΑ (WATER CONTENT) ΠΟΡΩΔΕΣ (POROSITY) ΚΑΙ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ (DENSITY) 7.5.ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ 7.6.ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑ (HARDNESS) ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΑΝΤΟΧΗ (STRENGTH) ΤΥΠΟΙ ΘΡΑΥΣΗΣ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ - ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΘΡΑΥΣΗΣ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣIΜΟΤΗΤΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ YΛIKOY ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ ΓΕΝΙΚΑ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΔΟΚΙΜΩΝ ΒΡΑΧΟ 99 ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ 8.3.ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ 100 (ΔΟΚΙΜΙΩΝ) 8.4.ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΟΡΩΔΟΥΣ, ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΛΟΓΟΥ ΚΕΝΩΝ 106 (ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΜΙΚΡΟΜΕΤΡΟΥ ΚΑΙ ΣΥΣΚΕΥΗΣ ΚΕΝΟΥ) ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΔΕΙΚΤΗ ΚΕΝΩΝ (VOID INDEX) ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΑΝΤΟΧΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΣΦΥΡΙΟΥ 111 SCHMIDT (ΤΥΠΟΥ L) ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΔΕΙΚΤΗ ΣΗΜΕΙΑΚΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗΣ (POINT 113 LOAD INDEX )

4 8.6.3.ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΕ ΜΟΝΑΞΟΝΙΚΗ (ΑΝΕΜΠΟΔΙΣΤΗ) ΘΛΙΨΗ ΜΕ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΑΙ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟ ΤΟΥ ΜΕΤΡΟΥ ΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ (Ε) ΚΑΙ ΤΟΥ ΛΟΓΟΥ ΡΟISSON (Ν) ΕΜΜΕΣΟΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ - ΘΛΙΨΗ ΚΑΤΑ ΓΕΝΕΤΕΙΡΑ (BRAZILIAN TEST) ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΕ ΤΡΙΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ (TRIAXIAL COMPRESSION TEST) ΔΟΚΙΜΕΣ ΠΟΥ ΕΚΤΕΛΕΣΤΗΚΑΝ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ ΦΑΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ 9.3.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΠΟΥ ΕΚΤΕΛΕΣΤΗΚΑΝ 9.4.ΣΧΟΛΙΑΣΜΟΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ MHXANIKEΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 11.ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ

5 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΜΕΛΕΤΗΣ 1 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ - ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΜΕΛΕΤΗΣ Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει σαν αντικείμενο μελέτης την αποτίμηση των φυσικών και μηχανικών παραμέτρων διαφόρων βραχωδών υλικών και συγκεκριμένα των σχηματισμών του ασβεστόλιθου και του φλύσχη. Η περιοχή μελέτης τοποθετείται στην παράκτια ζώνη της νοτιοδυτικής Στερεάς και εκτείνεται από την ευρύτερη περιοχή του Μεσολογγίου(Αιτωλικό), περιλαμβάνει την περιοχή της Ναυπακτίας(παράκαμψη Ναυπάκτου) καθώς και την ευρύτερη περιοχή του Γαλαξιδίου και συγκεκριμένα την περιοχή της Ερατεινής φτάνοντας μέχρι το ορεινό χωριό της Αμυγδαλιάς. Παρακάτω παρατίθεται χάρτης όπου φαίνεται η γεωγραφική θέση της περιοχής μελέτης( κεφ.2 ). Η περιοχή αυτή λόγω της μεγάλης έκτασής της περιλαμβάνει τέσσερις διαφορετικές ζώνες. Συγκεκριμένα από τα δυτικά προς τα ανατολικά περιλαμβάνει τις εξής ζώνες: 1.Ιόνια ζώνη 2.Ζώνη Γαβρόβου Τριπόλεως 3.Ζώνη Ωλονού Πίνδου 4.Ζώνη Παρνασσού Γκιώνας. Σκοπός λοιπόν της παρούσας εργασίας είναι η αποτίμηση των φυσικών και μηχανικών χαρακτηριστικών του ακέραιου πετρώματος μέσα από την εκτέλεση των εργαστηριακών δοκιμών Βραχομηχανικής ώστε να εξαχθούν συμπεράσματα για την συμπεριφορά των πετρωμάτων της περιοχής μελέτης. Η εργασία αυτή περιλαμβάνει τα παρακάτω στάδια : Περιγραφή των γεωλογικών συνθηκών σε ευρεία κλίμακα και συγκέντρωση τεκτονικών, σεισμικών και υδρομετεωρολογικών στοιχείων της ευρύτερης περιοχής μελέτης Λεπτομερής εξέταση, διαχωρισμός και ακριβής προσδιορισμός των θέσεων δειγματοληψίας της περιοχής μελέτης. Δειγματοληψία από τους σχηματισμούς που απαντώνται στην περιοχή και εκτέλεση εργαστηριακών δοκιμών.

6 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΜΕΛΕΤΗΣ 2 Προσδιορισμός των φυσικών και μηχανικών παραμέτρων των υπό εξέταση βραχωδών υλικών. Στατιστική επεξεργασία των τιμών των εργαστηριακών δοκιμών με σκοπό την εξαγωγή διαφόρων συμπερασμάτων για τη μηχανική συμπεριφορά των βραχωδών σχηματισμών. Τα πρανή και οι θέσεις στα οποία πραγματοποιήθηκε η δειγματοληψία παρατίθενται στο κεφάλαιο 9. Επίσης παρακάτω παρουσιάζονται και οι εργαστηριακές δοκιμές δίνοντας κάθε φορά το σκοπό για τον οποίο γίνεται η κάθε δοκιμή, τον εργαστηριακό εξοπλισμό που απαιτείται, τον τρόπο εκτέλεσης της δοκιμής καθώς και ποιες παραμέτρους μπορούμε να υπολογίσουμε κατά τη διαδικασία αυτή. Τέλος στο κεφάλαιο 9 παρατίθεται το σύνολο των εργαστηριακών δοκιμών που εκτελέστηκαν κατά τη διάρκεια της εργασίας καθώς και τα αποτελέσματα των εργαστηριακών δοκιμών σε συγκεντρωτικούς πίνακες. Με βάση αυτά εξάγονται διάφορα συμπεράσματα όπου και αναφέρονται.

7 2. ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΘΕΣΗ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 3 2. ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΘΕΣΗ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Η περιοχή μελέτης από την οποία πάρθηκαν τα δείγματα εστιάζεται στο νοτιοδυτικό τμήμα της Στερεάς και περιλαμβάνεται σε δύο διαφορετικούς Νομούς, της Αιτωλοακαρνανίας και της Φωκίδας. Πιο συγκεκριμένα η περιοχή αυτή καταλαμβάνει μία μεγάλη ζώνη κατά μήκος της νοτιοδυτικής ακτογραμμής της Στερεάς Ελλάδας. Η περιοχή μελέτης φαίνεται χαρακτηριστικά στην παρακάτω εικ2.1 όπου δίνεται ο Γεωτεκτονικός χάρτης του Ελλαδικού χώρου. Σύμφωνα με τον χάρτη στην περιοχή έρευνας περιλαμβάνονται όπως προαναφέρθηκε και στην εισαγωγή τέσσερις διαφορετικές τεκτονικές ζώνες. Οι ζώνες αυτές από τα δυτικά προς τα ανατολικά είναι οι εξής: Ιόνια Ζώνη Ζώνη Γαβρόβου Τριπόλεως Ζώνη Ωλονού Πίνδου Ζώνη Παρνασσού Γκιώνας. Τεκτονικά η ζώνη της Πίνδου είναι επωθημένη πάνω στη ζώνη Γαβρόβου Τριπόλεως. Οι γενικοί άξονες των πτυχώσεων, καθώς και τα μέτωπα των επωθήσεων μεταξύ των λεπίων έχουν διεύθυνση ΒΔ ΝΑ και βρίσκονται σε άμεση σχέση με τη πλειονότητα των ανθρακικών πηγών. Η τεκτονική της περιοχής είναι ιδιαίτερα ενεργή μέχρι σήμερα και έχει παίξει καθοριστικό ρόλο στην διαμόρφωση της γεωμορφολογικής εικόνας, στην ανάπτυξη του υδρογραφικού στοιχείου και στην διαμόρφωση των υδρογεωλογικών συνθηκών. Αξίζει να σημειωθεί πως το χαρακτηριστικό της περιοχής είναι το έντονο ανάγλυφο με μεγάλες κλίσεις γεγονός το οποίο οφείλεται στον έντονο τεκτονισμό αλλά και στο ότι οι σχηματισμοί που επικρατούν στην περιοχή έρευνας (ασβεστόλιθοι, κερατόλιθοι,φλύσχης κ.τ.λ) είναι αρκετά συνεκτικοί και δημιουργούν πρανή με μεγάλες κλίσεις.

8 2. ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΘΕΣΗ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 4 Εικ. 2.1 : Γεωτεκτονικός χάρτης του Ελλαδικού χώρου όπου φαίνεται η θέση της περιοχής μελέτης (γραμμοσκιασμένη περιοχή).

9 5 3.ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΤΙΚΕΣ ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 3.1 ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Η ευρύτερη περιοχή μελέτης περιλαμβάνει τους νομούς της Φωκίδας καθώς και τον νομό της Αιτωλοακαρνανίας.Όσον αφορά τον νομό Φωκίδας χαρακτηρίζεται μορφολογικά από δύο κύριες δομές που συνίστανται από τον ορεινό όγκο της Γκιώνας καθώς και τις νότιες απολήξεις των Βαρδουσίων. Η περιοχή χαρακτηρίζεται από πτυχώσεις και εφιππεύσεις των σχηματισμών που τη δομούν, λόγω της έντονης αλπικής τεκτονικής, καθώς και από την εμφάνιση πυκνού υδρογραφικού δικτύου εξαιτίας της νεοτεκτονικής δράσης, αλλά και της σύστασης των λιθολογικών ενοτήτων. Στην περιοχή του νομού επικρατεί γενικά έντονο ανάγλυφο, λόγω των δύο κύριων ορεινών όγκων, αλλά και άλλων λοφωδών έως ορεινών ζωνών που απαντώνται. Ανάντη όμως του φράγματος του Μόρνου παρεμβάλλεται πεδινή έκταση. Η ποικιλία των ιζημάτων που δομούν την περιοχή οφείλεται στη συμμετοχή των δύο κύριων γεωτεκτονικών ζωνών (Ζώνη Παρνασσού-Γκιώνας και ζώνη Ωλονού-Πίνδου). Παρατηρείται μέτρια έως αραιή φυτοκάλυψη, λόγω της εκτενούς εμφάνισης ασβεστόλιθων σε συνδυασμό με τις ισχυρές μορφολογικές κλίσεις, χωρίς όμως να απουσιάζει η δενδρώδης βλάστηση, κυρίως από έλατα στα μεγαλύτερα υψόμετρα. Όσον αφορά τώρα τον νομό της Αιτωλοακαρνανίας μορφολογικά χαρακτηρίζεται από έντονο γενικά ανάγλυφο. Η διαμόρφωση του ανάγλυφου αυτού οφείλεται κυρίως στην έντονη τεκτονική των επωθήσεων και εφιππεύσεων των ιζημάτων που συναντώνται στο χώρο του Νομού. Επίσης πρέπει να σημειωθεί ότι ο νομός, Αιτωλοακαρνανίας παρουσιάζει μεγάλο ύψος βροχοπτώσεων και έντονη σεισμική δραστηριότητα.

10 6 3.2 ΓΕΝΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΤΙΚΩΝ ΚΙΝΗΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ Κατολισθητικά φαινόμενα εντοπίζονται κυρίως σε σχηματισμούς του Φλύσχη των νεογενών σχηματισμών, που συνιστούν τις λεπιώσεις της Πίνδου και των χαλαρών τεταρτογενών αποθέσεων, σπανιότερα δε είναι οι κινήσεις στους παλαιοζωικούς και μεσοζωικούς σχηματισμούς. Α) ΦΛΥΣΧΗΣ Αποτελεί το πιο πρόσφατο ίζημα του αλπικού κύκλου και παρουσιάζεται σε σχηματισμούς μεγάλου πάχους λόγω της πλούσιας τροφοδοσίας των τάφρων από τη διάβρωση των γύρω οροσειρών. Συνίσταται από εναλλαγές ψαμμιτών - κροκαλοπαγών και ιλυολίθων - μάργων. Ανάλογα δε με το υλικό τροφοδοσίας και τις κινήσεις αυτών επικρατεί η μια ή η άλλη φάση. Οι παράγοντες αποσάθρωσης - διάβρωσης σε συνδυασμό με την εκτεταμένη εξάπλωση του Φλύσχη δημιούργησαν απότομα πρανή Φλύσχη πολλές φορές καλυπτόμενο από παχύ μανδύα αποσάθρωσης όπου διάφοροι φυσικοί παράγοντες ( λιθολογική σύσταση, βαθμός αποσαθρώσεως, τεκτονική καταπόνηση,υδρολογικό καθεστώς, μορφολογία ή τεχνική επίδραση του ανθρώπου έχουν σαν αποτέλεσμα την εκδήλωση συχνών κατολισθητικών κινήσεων ώστε ένα ποσοστό % των κατολισθήσεων της περιοχής να εκδηλώνεται στο Φλύσχη. Οι κύριοι τύποι κατολισθήσεων που, επικρατούν είναι: 1 ) Στρωματοειδείς κατολισθήσεις. 2) Ρεύματα γαιών 3) Ροή εδάφους 4 ) Ερπυσμός 5) Ολισθήσεις βραχωδών μαζών και καταπτώσεως βράχων.

11 7 Β) ΝΕΟΓΕΝΕΙΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ. Συνίσταται από αργιλοϊλείς και άμμους, μάργες, ψαμμίτες, ψηφίτοπαγή και κροκαλοπαγή καθώς επίσης από μαργαϊκούς ασβεστόλιθους. Οι λιθολογικοί αυτοί σχηματισμοί απαντώνται από μικτές φάσεις και όταν επικρατεί η μια φάση σε βάρος της άλλης έχει ως αποτέλεσμα να εκδηλώνονται κατολισθητικές κινήσεις λόγω των διαφόρων γεωτεχνικών συνθηκών. Διάφοροι τύποι κατολισθητικών κινήσεων είναι οι εξής : 1) Αδρομερή ιζήματα 2) /\επτομερή ιζήματα 3) Μικτές φάσεις. Γ) ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΠΟΥ ΣΥΝΙΣΤΟΥΝ ΤΑ ΛΕΠΙΑ ΤΗΣ ΠΙΝΔΟΥ. Συνίσταται από ανθρακικά πετρώματα του Ιουρασικού και του Τριαδικού καθώς και σχιστοκερατόλιθους που είναι επωθημένοι υπό μορφή λεπιών στο Φλύσχη. Οι οικισμοί και τα τεχνικά έργα επηρεάζονται συνήθως, από την τεκτονική καταπόνηοη των σχηματισμών αυτών, το μαλακό υπόβαθρο, τα μεγάλου πάχους κορήματα και τις ιδιάζουσες καιρικές συνθήκες. Οι πιο συνηθισμένοι τύποι κατολισθητικών κινήσεων είναι : 1) Στρωματοειδείς κατολισθήσεις 2) Ολισθήσεις βραχωδών μαζών 3) Καταπτώσεις βράχων 4) Ερπυσμός και ροή εδαφών. Δ) ΠΑΛΑΙΟΖΩΙΚΟΙ ΚΑΙ ΜΕΣΟΖΩΙΚΟΙ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ. Στους σχηματισμούς αυτούς οι κατολισθητικές κινήσεις δεν είναι συχνές και αναφέρονται σε ολισθήσεις βραχωδών μαζών και καταπτώσεις βράχων.όμως εάν οι τεχνικόγεωλογικές συνθήκες ευνοούν την εκδήλωση μιας κατολίσθησης, τότε τα φαινόμενα είναι πιο σοβαρά και επηρεάζουν εκτεταμένη περιοχή και δημιουργούν προβλήματα στις κατασκευές.

12 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 8 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Η ευρύτερη περιοχή μελέτης τοποθετείται όπως έχει προαναφερθεί στην παράκτια ζώνη της νοτιοδυτικής Στερεάς και εκτείνεται από την ευρύτερη περιοχή του Μεσολογγίου(Αιτωλικό), περιλαμβάνει την περιοχή της Ναυπακτίας (παράκαμψη Ναυπάκτου) καθώς και την ευρύτερη περιοχή του Γαλαξιδίου και συγκεκριμένα την περιοχή της Ερατεινής φτάνοντας μέχρι το ορεινό χωριό της Αμυγδαλιάς Η περιοχή αυτή λόγω της μεγάλης έκτασής της περιλαμβάνει ως επί τω πλείστον τις Εξωτερικές Ελληνικές ζώνες ( τέσσερις ζώνες). Συγκεκριμένα από τα ανατολικά προς τα δυτικά περιλαμβάνει τις εξής ζώνες των Εξωτερικών Ελληνίδων : 1. Ζώνη Παρνασσού Γκιώνας 2. Ζώνη Ωλονού Πίνδου 3. Ζώνη Γαβρόβου Τριπόλεως 4. Ιόνια ζώνη 4.1.ΕΞΩΤΕΡΙΚΕΣ ΕΛΛΗΝΙΔΕΣ ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Οι Εξωτερικές Ελληνικές ζώνες (ή «Εξωτερικές Ελληνίδες» όπως έχει καθιερωθεί να ονομάζονται στη γεωλογική βιβλιογραφία) κατέχουν τα εξωτερικά (Δυτικά) τόξα των Ελληνίδων οροσειρών. Αυτό σημαίνει ότι ο γεωγραφικός χώρος των εξωτερικών Ελληνίδων είναι η Δυτική Ελλάδα, δηλαδή τα Ιόνια νησιά, η Ήπειρος, η Δυτική Στερεά Ελλάδα, ολόκληρη σχεδόν η Πελοπόννησος (εκτός της Αργολίδας), η Κρήτη, η Κάρπαθος και η Ρόδος. Κύριο στοιχείο διάκρισης των Εξωτερικών ζωνών από τις Εσωτερικές ζώνες θεωρείται το γεγονός ότι οι Εξωτερικές δεν υπέστησαν τη δράση των πρώιμων ορογενέσεων αλλά ο χώρος τους είχε συνεχή, αδιάκοπη ιζηματογένεση σε όλη τη διάρκεια των Αλπικών χρόνων, από το Τριαδικό μέχρι το Τριτογενές. Στο Τριτογενές έλαβε χώρα η οριστική ανάδυση των Εξωτερικών ζωνών με τη δράση της τελικής ορογένεσης οπότε έγινε και η μοναδική πτύχωση των σχηματισμών των ζωνών αυτών.

13 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 9 ΕΙΚ.4.1:Τεκτονικός χάρτης των Ελληνίδων

14 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΖΩΝΗ ΠΑΡΝΑΣΣΟΥ ΓΚΙΩΝΑΣ ΠΑΛΑΙΟΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΚΑΙ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΘΕΣΗ Η ονομασία της ζώνης οφείλεται στα αντίστοιχα βουνά Παρνασσό και Γκιώνα της Στερεάς Ελλάδας που συγκροτούν κύρια τη ζώνη όπως καθορίστηκε αρχικά από τον Renz (1940). Η ζώνη Παρνασσού - Γκιώνας θεωρήθηκε στο δυαδικό Αλπικό σύστημα εναλλασσομένων αυλακών και ράχεων ως ύβωμα τοπικά παρεμβαλλόμενο μεταξύ της κατωφέρειας της Υποπελαγονικής ζώνης και της αύλακας της Πίνδου. Δεν εκτείνεται σε όλο το μήκος της επαφής των ζωνών Υποπελαγονικής και Πίνδου αλλά περιορίζεται μόνον στην Κεντρική Στερεά Ελλάδα. Παλιότερα είχε υποστηριχθεί ότι και ο ορεινός όγκος της Τραπεζώνας στην Αργολίδα της ΒΑ Πελοποννήσου ανήκει επίσης στη ζώνη Παρνασσού - Γκιώνας, σήμερα όμως γενικά αμφισβητείται η παρουσία της ζώνης Παρνασσού - Γκιώνας στην Πελοπόννησο. Η ζώνη Παρνασσού - Γκιώνας θεωρείται ανάλογη με τη ζώνη «Υψηλού Κάρστ» της Γιουγκοσλαβίας, η σχέση όμως των δύο ζωνών δεν έχει πλήρως διευκρινισθεί. Σύμφωνα με τις υπάρχουσες απόψεις η εξαφάνιση της ζώνης Παρνασσού - Γκιώνας στη Θεσσαλία και Μακεδονία οφείλεται πιθανόν στην κάλυψη της από τα επωθημένα από τ' ανατολικά καλύμματα των εσωτερικών Ελληνικών ζωνών στις περιοχές αυτές, με αποτέλεσμα το παλιό αυτό ύβωμα να ξαναεμφανίζεται μόνο στη Γιουγκοσλαβία, στην περιοχή Μαυροβουνίου, σαν ζώνη του «Υψηλού Κάρστ». Στην εξαφάνιση προς Βορρά της ζώνης Παρνασσού - Γκιώνας πιστεύεται ότι σημαντικό ρόλο έπαιξε το μεγάλο ρήγμα της κοιλάδας του Σπερχειού ποταμού. Εν τούτοις τόσο η τεκτονική θέση όσο και η παλαιογεωγραφική εξέλιξη της ζώνης, καθώς και η σχέση της με την αντίστοιχη ζώνη της Γιουγκοσλαβίας παραμένουν μεγάλα γεωλογικά προβλήματα.

15 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 11 Σχ. 4.1: Γεωτεκτονική θέση της ζώνης Παρνασσού - Γκιώνας σε σχέση με τις γειτονικές ζώνες (Κατά Fleury 1980).

16 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΛΙΘΟΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ Το προαλπικό υπόβαθρο της ζώνης Παρνασσού - Γκιώνας δεν είναι γνωστό στη Στερεά Ελλάδα. Στην Πελοπόννησο έχουν βρεθεί ορισμένα ανωπαλαιοζωικά πετρώματα τα οποία αναφέρθηκαν αρχικά σαν το πιθανό υπόβαθρο της ζώνης αλλά στη συνέχεια αποδείχθηκε ότι δεν ανήκουν στη ζώνη Παρνασσού - Γκιώνας. Απουσιάζουν επίσης τελείως τα μαγματικά πετρώματα. Η αλπική ιζηματογένεση είναι βασικά ασβεστολιθική, καθαρά νηριτική (Σχ. 4.2), από την οποία και συμπεραίνεται η παλαιογεωγραφική θέση της ζώνης σαν ύβωμα. Το συνολικό πάχος της ασβεστολιθικής σειράς υπολογίζεται σε 1800 m. Πρώτο αλπικό ίζημα είναι λευκός δολομίτης που προς τα πάνω εξελίσσεται σε τεφρό και εναλλάσσεται με λεπτές ενστρώσεις ασβεστόλιθων. Η σειρά εξελίσσεται σε παχυστρωματώδη τεφρό ασβεστόλιθο ηλικίας Άνω Τριαδικού (Νόριο). Ακολουθεί ασβεστόλιθος σκοτεινού χρώματος ηλικίας Κάτω Ιουρασικού και μετά ωολιθικοί ασβεστόλιθοι του Άνω Ιουρασικού. Πάνω στους ωολιθικούς αυτούς ασβεστόλιθους βρίσκεται ο 1ος (κατώτερος) βωξιτικός ορίζοντας που καλύπτεται από σκοτεινόχρωμους ασβεστόλιθους του Κιμμεριδίου (Ανώτερο Ιουρασικό). Πάνω από τον Κιμμερίδιο ασβεστόλιθο βρίσκεται ο 2ος (μεσαίος) βωξιτικός ορίζοντας, που καλύπτεται από ασβεστόλιθους ηλικίας Τιθωνίου (Ανώτατο Ιουρασικό) - Κενομανίου (Μέσο Κρητιδικό). Οι τελευταίοι αυτοί ασβεστόλιθοι ονομάζονται «ενδιάμεσοι ασβεστόλιθοι» επειδή μεσολαβούν μεταξύ δύο βωξιτικών οριζόντων, του 2ου και του 3ου και είναι κυρίως λευκοί ή τεφροί ασβεστόλιθοι. Πάνω στη σειρά των «ενδιαμέσων ασβεστόλιθων» βρίσκεται ο 3ος (ανώτερος) βωξιτικός ορίζοντας, ο οποίος καλύπτεται από μαύρους ρουδιστοφόρους ασβεστόλιθους του Τουρωνίου (Μέσου Κρητιδικού)

17 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 13 Σχ.4.2: Σχηματική στρωματογραφική στήλη της ζώνης Παρνασσού - Γκιώνας. 1: δολομίτες, 2: ασβεστόλιθοι παχυστρωματώδεις σκοτεινού τεφρού χρώματος, 3: ασβεστόλιθοι ωολιθικοί, 4: ενδιάμεσοι λευκοί ασβεστόλιθοι, 5: ρουδιστοφόροι ασβεστόλιθοι, 6: ασβεστόλιθοι κονδυλώδεις, 7: φλύσχης. Η ιζηματογένεση συνεχίζεται προς τα πάνω με ασβεστόλιθους του Άνω Κρητιδικού (Σενώνιο μέχρι Παλαιόκαινο) που στην αρχή είναι λευκοί και εξελίσσονται προς τα πάνω σε κοκκινοπράσινους κονδυλώδεις. Τέλος αποθέτεται ο φλύσχης ηλικίας Παλαιοκαίνου - Μέσου Ηωκαίνου που στα κατώτερα στρώματα είναι ασβεστομαργαϊκός, εξελίσσεται σε ψαμμιτοπηλιτικό και κροκαλοπαγή.

18 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΠΑΛΑΙΟΓΕΩΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ Βασικό στοιχείο για τη μελέτη της τεκτοορογενετικής εξέλιξης της ζώνης Παρνασσού - Γκιώνας, είναι οι τρεις βωξιτικοί ορίζοντες που παρεμβάλλονται στη συνεχή ασβεστολιθική σειρά. Σύμφωνα με τη κλασσική άποψη οι βωξικοί σχηματίζονται σε περιόδους χέρσευσης μιας περιοχής επομένως οι τρεις βωξιτικοί ορίζοντες αντιπροσωπεύουν τρεις διαδοχικές χερσεύσεις της ζώνης και φυσικά τρεις διακοπές της ιζηματογένεσης, γεγονότα που θα πρέπει να συνδέονται με τρεις ορογενετικές περιόδους. Καθορίστηκαν έτσι από τους διάφορους ερευνητές της ζώνης η Αγκασιζική φάση στο Άνω Ιουρασικό, η Νεοκιμερική φάση στο Ανώτερο Ιουρασικό και η Υποερκυνική φάση στο Μέσο Κρητικό σαν οι αντίστοιχες ορογενετικές περίοδοι που προκάλεσαν τις τρεις διαδοχικές αναδύσεις της ζώνης και τους τρεις αντίστοιχους βωξιτικούς ορίζοντες. Αφού λοιπόν η ζώνη Παρνασσού - Γκιώνας δέχθηκε την επίδραση των πρώιμων ορογενετικών κινήσεων θα πρέπει να τοποθετηθεί στις Εσωτερικές Ελληνικές ζώνες και όχι στις Εξωτερικές όπου η ιζηματογένεση υπήρξε αδιατάρακτη. Παρ' όλα αυτά είναι αναμφισβήτητο ότι δεν παρατηρείται στρωματογραφικό κενό στη διαδοχή των ιζημάτων της ζώνης, τα οποία σχηματίζουν συνεχή στρωματογραφική στήλη από το Τριαδικό μέχρι το Μέσο - Άνω Ηώκαινο, τυπικό χαρακτηριστικό γνώρισμα των Εξωτερικών Ελληνίδων. Η νέα αντίληψη για σχηματισμό των βωξιτών σε θαλάσσιο - παραλιακό περιβάλλον χωρίς να λύνει απόλυτα το θέμα δίνει την παρακάτω ικανοποιητική εξήγηση: Η ζώνη Παρνασσού - Γκιώνας ανήκει στις εξωτερικές ζώνες αλλά παλαιογεωγραφικά ήταν στην άμεσο γειτονία των εσωτερικών ζωνών με αποτέλεσμα να δεχθεί τη μακρινή επίδραση των πρώιμων (παλαιοαλπικών) ορογενετικών φαινομένων που έπλητταν εκείνες. Η επίδραση αυτή μεταφράσθηκε σε ανοδικές κινήσεις που δημιούργησαν το παραλιακό περιβάλλον, κατάλληλο για τη βωξιτογένεση αλλά και ικανό να σχηματισθούν οι ιζηματολογικές ασυμφωνίες μεταξύ των ασβεστόλιθων χωρίς τη διακοπή της ιζηματογένεσης.

19 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 15 Η οριστική ανάδυση της ζώνης Παρνασσού - Γκιώνας έγινε στο Άνω Ηώκαινο (Πριαμπόνιο), όπως δείχνει η ηλικία του φλύσχη, ηλικία που είναι λογική αν θεωρήσουμε τη ζώνη σε άμεσο γειτονία με τις εσωτερικές ζώνες. Σχ. 4.3: Σχηματικές γεωλογικές τομές στην περιοχή Γκιώνας - Μόρνου Ποταμού, στις οποίες φαίνεται η προς τα Δυτικά επώθηση της ζώνης Παρνασσού - Γκιώνας πάνω στο φλύσχη της ζώνης Πίνδου. 1:Πλειοτεταρτογενείς αποθέσεις, 2:φλύσχης της ζώνης Πίνδου, 3:φλύσχης της ζώνης Παρνασσού-Γκιώνας,4:Ανωκρητιδικοί ασβεστόλιθοι, 5:ασβεστόλιθοι Τιθωνίου-Κάτω Κρητιδικού και 2ος Βωξιτικός ορίζοντας (b 2 ), 6:ασβεστόλιθοι Άνω Ιουρασικού και 1ος βωξιτικός ορίζοντας (b 2 ), 7:ασβεστόλιθοι Τριαδικού-Λιάσου, 8:Άνω κρητιδικοί ασβεστόλιθοι Υποπελαγονικής ζώνης, 9: οφειόλιθοι, f και φ: ρήγματα, εφιππεύσεις, επωθήσεις (Κατά Celet 1962).

20 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 16 Σχ. 4.4: Γεωλογική τομή κάθετος προς τον άξονα πτύχωσης του Ελικώνα. (Κατά Μαράτο 1972).

21 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 17 Τα στρώματα της ζώνης εμφανίζονται επωθημένα πάνω στα στρώματα του φλύσχη της ζώνης Πίνδου στην περιοχή του βουνού Βαρδουσία με κατεύθυνση από τα Ανατολικά προς τα Δυτικά (Σχ. 4.3). Πάνω στη ζώνη Παρνασσού - Γκιώνας εμφανίζονται επωθημένα στρώματα της Υποπελαγονικής ζώνης και ιδιαίτερα της Ενότητας Βοιωτίας (Σχ. 4.1). Ανοιχτές και μεγάλου μήκους κύματος πτυχές παρατηρούνται στα στρώματα της ζώνης Παρνασσού - Γκιώνας. Οι άξονες των πτυχών έχουν γενική διεύθυνση ΒΒΔ - ΝΝΑ, αν και σε ορισμένες περιοχές έχουν παρατηρηθεί και μεγάλες πτυχές με άξονες διεύθυνσης Α - Δ ή ΒΑ - ΝΔ. Αυτή η γενική τεκτονική εικόνα των ανοιχτών πτυχών χαρακτηρίσθηκε παλιότερα σαν «τεκτονική βαρέως τύπου» και αναφέρεται έτσι μερικές φορές στη βιβλιογραφία της ζώνης. Σχηματίσθηκε λοιπόν μια σειρά από μέγα - αντίκλινα και μέγα - σύγκλινα που δεσπόζουν στα βουνά Παρνασσό και Γκιώνα (Σχ. 4.3και 4.4).

22 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΖΩΝΗ ΩΛΟΝΟΥ - ΠΙΝΔΟΥ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΘΕΣΗ ΚΑΙ ΠΑΛΑΙΟΓΕΩΓΡΑΦΙΑ Η ονομασία δόθηκε για πρώτη φορά από τον Philippson (1898) από το βουνό Ωλονός της Πελοποννήσου και την οροσειρά της Πίνδου, όπου γίνεται και η κύρια ανάπτυξη της ζώνης. Πιο συχνά χρησιμοποιείται ο απλός όρος «ζώνη Πίνδου» που δόθηκε από τον Αubouin (1959). Η ζώνη Ωλονού - Πίνδου από τα Ελληνοαλβανικά σύνορα κατεβαίνει προς τον κορμό της ηπειρωτικής Ελλάδας στα βουνά Πίνδος, Άγραφα, Αιτωλικό, Βαρδουσία και μετά στην Πελοπόννησο στα βουνά Παναχαϊκό και Ωλονό. Τμήματα αυτής βρίσκονται και στα νησιά Κρήτη και Ρόδο ακολουθώντας την Α - Δ κάμψη του Διναρικού τόξου. Η ζώνη Ωλονού - Πίνδου θεωρήθηκε σαν η πιο βαθιά Ελληνική αύλακα ανάμεσα στα υβώματα Πελαγονικής προς τα ανατολικά και Γαβρόβου προς τα δυτικά. Συνήθως αναφέρεται σαν «το Ελληνικό ευγεωσύγκλινο» κατά τη διάρκεια του Μεσοζωικού. Σύμφωνα με τις νεώτερες απόψεις για την γεωλογική δομή του Ελληνικού χώρου, χωρίς να αμφισβητείται η παλαιογεωγραφική θέση της ζώνης Πίνδου σαν αύλακας, μεταθέτεται το πρόβλημα στο αν η ζώνη Πίνδου αντιπροσωπεύει τον παλιό κατεστραμμένο ωκεανό της Νεο-Τηθύος, όπως πιστεύουν οι περισσότεροι ερευνητές ή μια παλιά ηπειρωτική θάλασσα, όπως δέχονται μερικοί άλλοι. Η ζώνη της Πίνδου διαιρέθηκε από τον Αubouin (1959) σε τρεις παλαιογεωγραφικές υποζώνες : Την ανατολική πλευρά της αύλακας που ονομάσθηκε «Υπερπινδική υποζώνη», με ιζήματα μεταβατικά μεταξύ της ζώνης Πίνδου και της Υποπελαγονικής ζώνης. Η υποζώνη αυτή συγκροτείται από δυο ενότητες πετρωμάτων, του βουνού Κόζιακας και των Θυμιανών. Την αξονική υποζώνη με ιζήματα της πιο βαθιάς θάλασσας. Τη δυτική πλευρά, μεταβατική προς το ύβωμα Γαβρόβου-Τριπόλεως που λέγεται και «Εξωτερική Πίνδος».

23 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 19 Οι παλαιογεωγραφικές διαφορές των τριών υποζωνών αντανακλούν στην ιζηματολογία αυτών η οποία απεικονίζεται στις λιθοστρωματογραφικές στήλες του σχήματος 4.6. Ο αρχικός καθορισμός της Υπερπινδική υποζώνης σαν παλαιογεωγραφικός χώρος μεταξύ της αύλακας της Πίνδου και της Υποπελαγονικής κατωφέρειας, αποκτά ιδιαίτερη σημασία με τις νεώτερες αντιλήψεις για τη γεωτεκτονική εξέλιξη των Ελληνίδων σύμφωνα με τις οποίες οι ζώνες Πίνδου και Υποπελαγονική αντιπροσωπεύουν ένα κοινό παλιό ωκεάνιο χώρο που βρίσκονταν Δυτικά της Πελαγονικής και σχετίζονταν με τη Νέο-Τηθύ. Η παρουσία των οφειολίθων στην ενότητα του Κόζιακα της Υπερπινδικής υποζώνης, καθώς βέβαια και το χαρακτηριστικό κοινό γνώρισμα των δυο ζωνών Πίνδου και Υποπελαγονικής που είναι η μεγάλη παρουσία της σχιστοκερατολιθικής διάπλασης, στηρίζουν την άποψη αυτή. Σχ. 4.5: Σχηματική λιθοστρωματογραφική στήλη, αντιπροσωπευτική της ζώνης Ωλονού-Πίνδου, 1:δολομίτες, 2:πλακώδεις ασβεστόλιθοι, 3:αργιλοψαμμίτες, 4: ηφαιστειο-ιζηματογενή υλικά, 5:κερατόλιθοι, 6:ασβεστόλιθοι με πυριτικές ενστρώσεις, 7:λατυπο-παγή,8: ανωκρητιδικοί ασβεστόλιθοι, 9: σχηματισμός φλύσχη.

24 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΛΙΘΟΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ Δεν έχει βρεθεί προαλπικό υπόβαθρο της ζώνης Ωλονού - Πίνδου. Γενικά τα πρώτα αλπικά ιζήματα σε όλη την έκταση της ζώνης είναι δολομίτες και ασβεστόλιθοι Μέσου - Τριαδικού. Σε ορισμένες εντούτοις περιοχές έχουν παρατηρηθεί κάτω από τους δολομίτες και τους ασβεστόλιθους μερικές κλαστικές ιζηματογενείς σειρές που αποτελούνται κυρίως από ψαμμίτες με ασβεστολιθικές παρεμβολές. Και αυτών των ιζημάτων η ηλικία θεωρείται ότι είναι Μεσοτριαδική. Από το Άνω Τριαδικό αρχίζουν οι πελαγικοί πλακώδεις ασβεστόλιθοι με παρεμβολές κερατολίθων, ηφαιστειοϊζηματογενών και αργιλοψαμμιτικών υλικών. Οι ασβεστόλιθοι του Άνω Τριαδικού εμφανίζονται σε ορισμένες περιοχές με τη φάση του Αmmonitiko Rosso. Σε όλη τη διάρκεια του Ιουρασικού είχαμε τη συνεχή απόθεση ιζημάτων βαθιάς θάλασσας δηλαδή κερατολίθους, ραδιολαρίτες, αργίλους, ψαμμίτες, πελαγικούς πυριτικούς ασβεστόλιθους και ιάσπιδες που συνιστούν τη γνωστή στην Ελληνική βιβλιογραφία «σχιστοκερατολιθική διάπλαση» με τα εντυπωσιακά κοκκινοπράσινα χρώματα της. Το πάχος της διάπλασης υπολογίζεται σε m. Σε ορισμένες θέσεις των περιθωρίων της ζώνης, όπως π.χ. στην περιοχή του βουνού Κόζιακας της Δυτικής Θεσσαλίας, μαζί με τη σχιστοκερατολιθική διάπλαση εμφανίζονται και οφειολιθικές μάζες. Αυτή η διάπλαση προς τα πάνω εξελίσσεται σε μια σειρά ρυθμικών εναλλαγών από πελίτες, ψαμμίτες, μάργες, μικρολατυποπαγή, ραδιολαρίτες, πελαγικούς και λατυποπαγείς ασβεστόλιθους, που θυμίζει συμπεριφορά φλύσχη. Αυτή η ανώτερη σειρά είναι ηλικίας Κάτω Κρητιδικού και αναφέρεται στη βιβλιογραφία με το όνομα «πρώτος φλύσχης της Πίνδου» παρ' όλο που ο χαρακτηρισμός της σαν φλύσχη αμφισβητείται από πολλούς ερευνητές. Η ιζηματογένεση συνεχίστηκε στο Άνω Κρητιδικό χωρίς καμία διακοπή, χωρίς καμία ασυμφωνία, με την απόθεση πελαγικών πλακωδών ασβεστόλιθων, με ενστρώσεις πυριτικές και συνολικό πάχος 500 m. Από τα τέλη του Κρητιδικού (Μαιστρίχτιο - Δάνιο) η ιζηματογένεση τροποποιείται, γίνεται περισσότερο ασβεστομαργαϊκή μεταβατική προς τον φλύσχη, η

25 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 21 απόθεση του οποίου από το Δάνιο συνεχίζεται στο Τριτογενές μέχρι το Άνω Ηώκαινο - Κάτω Ολιγόκαινο. Ο τριτογενής αυτός φλύσχης ονομάζεται και «δεύτερος φλύσχης της Πίνδου» για διάκριση από τον Κάτω Κρητιδικό «πρώτο φλύσχη». Είναι ο κυρίως φλύσχης, ο πιο τυπικός και αντιπροσωπευτικός του Ελληνικού χώρου με ρυθμικές εναλλαγές κροκαλοπαγών, ψαμμιτών, μαργών και ασβεστόλιθων. Τα μολασσικά ιζήματα της Μεσοελληνικής αύλακας ηλικίας Ολιγοκαίνου επικάθονται με ασυμφωνία πάνω στα πτυχωμένα στρώματα του φλύσχη της Πίνδου ηλικίας Ανωτέρου Ηωκαίνου, παρατήρηση που πιστοποιεί το τέλος της απόθεσης του φλύσχη στο Ανώτερο - Τελικό Ηώκαινο. Σχ.4.6: Διαδοχικές λιθοστρωματογραφικές στήλες με τις οποίες δείχνεται η παλαιογεωγραφική διαίρεση της ζώνης Πίνδου σε τρεις υποζώνες κατά Aubouin (1959). 1: ασβεστόλιθοι πελαγικοί, 2: πελαγικοί ασβεστόλιθοι με πυριτικές ενστρώσεις, 3,4,5: ασβεστόλιθοι μικρολατυποπαγείς με απολιθώματα ρουδιστών και ραδιολαριτών, 6: ασβεστόλιθοι μικροκροκαλοπαγείς, 7: ασβεστόλιθοι με Οrbitoides, 8: ψαμμίτες, 9: μάργες και αργιλικοί σχιστόλιθοι, 10: ραδιολαρίτες, 11: οφειόλιθοι.

26 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ Τα στρώματα της ζώνης Ωλονού - Πίνδου αναδύθηκαν με την τελική φάση πτυχώσεων που ήταν η Ελβετική φάση στο Κάτω Ολιγόκαινο ή σύμφωνα με άλλους ερευνητές η Πυρηναϊκή φάση στο Πριαμπόνιο του Ηωκαίνου. Ανεξάρτητα από το πότε ακριβώς εκδηλώθηκε η πτύχωση, είναι γεγονός ότι ήταν η μοναδική φάση που έπληξε τη ζώνη. Δεν επέδρασαν δηλαδή πρώιμες ορογενετικές φάσεις όπως στις εσωτερικές ζώνες. Με την μοναδική αυτή φάση πτυχώσεων έγινε η προς τα δυτικά επώθηση της ζώνης Ωλονού - Πίνδου υπό μορφή καλύμματος και ταυτόχρονα η λεπίωση των στρωμάτων της. Η ζώνη λοιπόν της Πίνδου αποτελεί ένα τεκτονικό κάλυμμα που έχει επωθηθεί προς τα δυτικά πάνω στη ζώνη Γαβρόβου - Τριπόλεως. Η επώθηση αυτή σε ορισμένες θέσεις υπολογίζεται ότι ξεπέρασε τα 100 m. Σε μερικές περιοχές, όπως π.χ. στα Αθαμανικά όρη (Τζουμέρκα) και στη Βόρεια Πίνδο, το επωθημένο τεκτονικό κάλυμμα της Πίνδου υπερκάλυψε τη ζώνη Γαβρόβου - Τριπόλεως και εμφανίζεται τοποθετημένο τεκτονικά απ' ευθείας πάνω στην Αδριατικοϊόνιο ζώνη ενώ η ζώνη Γαβρόβου - Τριπόλεως δεν εμφανίζεται καθόλου. Τα τεκτονικά λέπια της Πίνδου εμφανίζονται επωθημένα το ένα πάνω στο άλλο, με κατεύθυνση από τα ανατολικά προς τα δυτικά και δημιουργούν συνεχείς επαναλήψεις των στρωμάτων της ζώνης και πολλές φορές αυξάνουν το φαινομενικό τους πάχος. Μια συνεχής σειρά από ένδεκα τέτοια λέπια, αναφέρεται για την οροσειρά της Πίνδου, με γενική διεύθυνση Β - Ν ως ΒΒΔ - ΝΝΔ και κλίση Α. Κατά τη διάρκεια της πτύχωσης δημιουργήθηκε επίσης σε όλη την έκταση της ζώνης μεγάλος αριθμός εγκάρσιων ρηγμάτων οριζόντιας μετατόπισης τα οποία διακόπτουν την επιμήκη συνέχεια των λεπιών. Μια γενική εικόνα των λεπιών και της όλης τεκτονικής δομής της Πίνδου παρουσιάζεται στις τομές του σχήματος 4.7. Πάνω στα στρώματα της ζώνης Πίνδου βρίσκονται επωθημένες οφειολιθικές μάζες, η τοποθέτηση των οποίων ήταν και παραμένει βασικό γεωλογικό πρόβλημα που συνδέεται με την παλιά θέση της Τηθύος. Προέρχονται δηλαδή οι οφειόλιθοι από ένα

27 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 23 κατεστραμμένο ωκεάνιο φλοιό που βρίσκονταν μεταξύ Πίνδου και Υποπελαγονικής ή προέρχονται από πιο ανατολικά από τη ζώνη Αξιού; Το πιθανότερο και πιο γενικά αποδεκτό είναι ότι προέρχονται από τον δυτικό ωκεάνιο χώρο της Υποπελαγονικής και επωθήθηκαν πάνω στον φλύσχη της Πίνδου κατά τη διάρκεια της τελικής Τριτογενούς πτύχωσης, μετά φυσικά τη λήξη της ιζηματογένεσης του φλύσχη. Σχ. 4.7: Αντιπροσωπευτικές γεωλογικές τομές των σχηματισμών της ζώνης Πίνδου στο χώρο της Νότιας Ηπείρου-δυτικής Στερεάς Ελλάδας.1:φλύσχης της Αδριατικοϊονίου ζώνης, 2:φλύσχης της ζώνης Πίνδου, 3:ασβεστόλιθοι Άνω Κρητιδικού, 4:σχηματισμοί Κάτω Κρητιδικού, 5:ραδιολαρίτες, 6:βασικά πυριγενή πετρώματα, 7 και 8:σχηματισμοί Τριαδικού. (Κατά Aubouin 1959).

28 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 24 Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η παλαιογεωγραφική θέση και η τεκτονική συμπεριφορά της ζώνης Πίνδου στην Πελοπόννησο. Όπως φαίνεται στο χάρτη των γεωτεκτονικών ζωνών της Ελλάδας, η ζώνη Ωλονού - Πίνδου περιβάλλει τη ζώνη Τριπόλεως. Για την εξήγηση αυτής της θέσης εκφράσθηκαν στο παρελθόν διάφορες απόψεις. Όπως ότι η θέση αυτή είναι αυτόχθονη και παλαιογεωγραφικά η ζώνη Ωλονού-Πίνδου περιέβαλε το ύβωμα Τριπόλεως το οποίο έτσι ήταν ανεξάρτητο από το ύβωμα Γαβρόβου στο Βορρά. Ή ότι πρόκειται για δύο διαφορετικές ζώνες ανατολικά και δυτικά του υβώματος Τριπόλεως. Σήμερα φυσικά έχει αποδειχθεί ότι η τωρινή θέση της ζώνης Ωλονού-Πίνδου οφείλεται στην επώθησή της υπό μορφή καλύμματος από τα ανατολικά προς τα δυτικά πάνω στη ζώνη Γαβρόβου-Τριπόλεως, που στη συνέχεια αποκαλύφθηκε ενδιάμεσα υπό μορφή πολλών τεκτονικών παράθυρων μικρής ή μεγάλης έκτασης, το σπουδαιότερο των οποίων είναι στην περιοχή της Τρίπολης. Η εξήγηση του επωθημένου τεκτονικού καλύμματος της Πίνδου συμφωνεί με τη σύγχρονη αντίληψη για την επώθηση προς τα Δυτικά των Ελληνικών ζωνών και επιβεβαιώνεται από το παράθυρο του Ολύμπου όπου αποκαλύπτεται επίσης η ζώνη Γαβρόβου Τριπόλεως.

29 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΖΩΝΗ ΓΑΒΡΟΒΟΥ ΤΡΙΠΟΛΗΣ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΘΕΣΗ ΚΑΙ ΠΑΛΑΙΟΓΕΩΓΡΑΦΙΑ Η ζώνη Γαβρόβου - Τρίπολης βρίσκεται δυτικά της ζώνης Πίνδου και προεκτείνεται με διεύθυνση ΒΒΔ - ΝΝΑ από την Ήπειρο προς την Πελοπόννησο όπου εμφανίζεται να περιβάλλεται τεκτονικά από τη ζώνη Ωλονού - Πίνδου. Στο γεωγραφικό χώρο Ηπείρου - Στερεάς Ελλάδας η ζώνη κατέχει λωρίδα μήκους 250 Κm περίπου και μέσου πλάτους 10 Κm με μέγιστο πλάτος εμφανίσεων περίπου 20 Κm. Αντίθετα στην Πελοπόννησο η έκταση των εμφανίσεων της ζώνης είναι πολύ μεγαλύτερη. Τα βουνά Τύμφη, Γάβροβο, Χελμό ς, Μαίναλο, Πάρνων περιλαμβάνονται στη ζώνη αυτή. Μεγάλα τμήματα της Κρήτης και της Ρόδου κατέχονται επίσης από τους σχηματισμούς της ζώνης. Η ζώνη Γαβρόβου - Τρίπολης καθορίσθηκε σαν ύβωμα, που είχε συνεχή νηριτική ιζηματογένεση και χώριζε το ευγεωσύγκλινο της ζώνης Ωλονού - Πίνδου από το μειογεωσύγκλινο της Αδριατικοϊονίου ζώνης. Παλιότερα θεωρούνταν σαν δύο ανεξάρτητα υβώματα. Το ύβωμα Γαβρόβου στον κορμό της ηπειρωτικής Ελλάδας και το ύβωμα Τρίπολης στην Πελοπόννησο. Τα δύο αυτά υβώματα εντάχθηκαν σε μια ζώνη (Γαβρόβου - Τρίπολης) από τον Dercourt (1964) παρ' όλο που ορισμένοι θεωρούν ακόμη τις δύο περιοχές παλαιογεωγραφικά ανεξάρτητες. Με τις σύγχρονες αντιλήψεις της παγκόσμιας τεκτονικής η ζώνη Γαβρόβου - Τρίπολης θεωρείται ότι αντιπροσωπεύει παλιά, αλπική ηπειρωτική πλατφόρμα με νηριτική ανθρακική ιζηματογένεση. Όσον αφορά το θέμα της σχέσης γεγονός ότι υπάρχουν υπόνοιες για κάποια μεταξύ Γαβρόβου και Τρίπολης είναι διαφοροποίηση στις συνθήκες ιζηματογένεσης μεταξύ των δύο περιοχών αλλά το πρόβλημα είναι πού μπορεί να βρίσκεται, αν βέβαια βρίσκεται, ένα τέτοιο όριο μεταξύ Γαβρόβου και Τρίπολης. Έχει εκφρασθεί η υπόνοια ότι ίσως το τεκτονικό κάλυμμα της Πίνδου καλύπτει πιθανόν το υποτιθέμενο αυτό όριο.

30 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΛΙΘΟΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ 1) Το Προαλπικό υπόβαθρο και το πρόβλημα των «φυλλιτών» Προαλπικό υπόβαθρο της ζώνης αναφέρεται μόνο στην Πελοπόννησο και την Κρήτη αλλά κι εκεί έχει πλέον αμφισβητηθεί έντονα αν πράγματι πρόκειται για Σχ. 4.8: Σχηματική λιθοστρωματογραφική στήλη της ζώνης Γαβρόβου - Τρίπολης. 1:μαρμαρυγιακοί σχιστόλιθοι, 2:φυλλίτες, 3:χαλαζίτες,4: ασβεστολιθικές ενστρώσεις, 5: δολομίτες, 6: μαύροι ασβεστόλιθοι, 7: λατυποπαγείς ασβεστόλιθοι, 8: βωξιτική εμφάνιση,9: φλύσχης. προαλπικούς σχηματισμούς της ζώνης Γαβρόβου - Τριπόλεως. Συγκεκριμένα πρόκειται για ημιμεταμορφωμένα πετρώματα, φυλλίτες, χαλαζίτες και πλακώδεις ανακρυσταλλωμένους ασβεστόλιθους γνωστούς με τον όρο "Plattenkalk". Τα πετρώματα αυτά έχουν συχνές εμφανίσεις στην Πελοπόννησο (Ταΰγετος, Πάρνων, Αρκαδία, Χελμός) στο νησί των Κυθήρων και την Κρήτη. Με απολιθώματα που βρέθηκαν στα πετρώματα αυτά αλλά και με λιθολογικές συγκρίσεις είχαν καταταχθεί

31 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 27 στο Άνω Παλαιοζωικό (Λιθανθρακοπέρμιο) και φυσικά θεωρήθηκαν ως το προαλπικό υπόβαθρο της ζώνης. Αργότερα όμως άλλα παλαιοντολογικά τεκμήρια που βρέθηκαν ανέτρεψαν την άποψη για μόνο προαλπική ηλικία των πετρωμάτων αυτών. Πιο αναλυτικά με νεώτερες έρευνες που έγιναν στα πετρώματα αυτά διακρίθηκαν βασικά δυο ενότητες σχηματισμών, η σειρά των "Plattenkalk" και η σειρά των «φυλλιτών» οι οποίες είναι ανεξάρτητες μεταξύ τους. Η σειρά των "Plattenkalk" αποτελείται από αλλεπάλληλα στρώματα πλακωδών ασβεστόλιθων και θεωρείται σήμερα ότι δεν ανήκει στη ζώνη Γαβρόβου- Τρίπολης αλλά είτε αποτελεί μια ανεξάρτητη ζώνη όπως πιστεύουν ορισμένοι ερευνητές είτε ανήκει στην Αδριατικοϊόνιο ζώνη όπως υποστηρίζουν άλλοι. Η ηλικία της σειράς παλιότερα πιστεύονταν ότι ήταν προαλπική - Τριαδική. Σήμερα με τις νέες έρευνες αποδείχθηκαν ότι η ηλικία της αρχίζει από το Τριαδικό και φθάνει μέχρι και το Ηώκαινο, επομένως δεν πρόκειται για κάποιο υπόβαθρο αλλά καθαρά για αλπική σειρά. Η σειρά των «φυλλιτών» υπολογίζεται ότι έχει πάχος από 700 m έως 2000 m και αποτελείται κυρίως από εναλλασσόμενα στρώματα σερικιτικών - γραφιτικών - χλωριτικών φυλλιτών και χαλαζιτών. Μέσα στη σειρά παρεμβάλλονται επίσης μεταψαμμίτες, χαλαζιτικά μετά - κροκαλοπαγή, φακοειδείς ενστρώσεις ασβεστόλιθων καθώς επίσης βασικά και όξινα ηφαιστειακά πετρώματα. Το σύνολο της σειράς μπορεί έτσι να χαρακτηρισθεί σαν ηφαιστειοϊζηματογενής και η ηλικία της τοποθετείται στο Ανώτερο Παλαιοζωικό - Τριαδικό. Η σημασία της σειράς των «φυλλιτών» έχει διερευνηθεί πολύ τα τελευταία χρόνια και για το θέμα έχουν εκφρασθεί διάφορες απόψεις οι οποίες μπορούν να συνοψισθούν στις εξής: 1η - ότι όλα μαζί τα πετρώματα της σειράς των «φυλλιτών» αποτελούν το προαλπικό υπόβαθρο της ζώνης Γαβρόβου - Τρίπολης. 2η - ότι η σειρά των «φυλλιτών» αποτελεί το κοινό υπόβαθρο των ζωνών Γαβρόβου - Τρίπολης και Αδριατικοϊονίου. 3η - ότι το μεγαλύτερο μέρος από τα φυλλιτικά πετρώματα ανήκει στη σειρά των "Plattenkalk", η οποία όπως εξηγήθηκε παραπάνω δεν ανήκει στη ζώνη Γαβρόβου - Τρίπολης, ενώ ένα μικρό μέρος των φυλλιτικών πετρωμάτων, τα ονομαζόμενα «στρώματα Τυρού» στην Πελοπόννησο, αντιπροσωπεύουν το

32 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 28 προαλπικό υπόβαθρο της ζώνης Γαβρόβου - Τρίπολης. Σύμφωνα με την άποψη αυτή τα «στρώματα Τυρού» εμφανίζουν πολύ ασθενική μεταμόρφωση πράγμα που συμφωνεί με το ότι όλοι οι σχηματισμοί της ζώνης Γαβρόβου - Τριπόλεως δεν είναι μεταμορφωμένοι. Αντίθετα τα φυλλιτικά πετρώματα της σειράς των "Plattenkalk" παρουσιάζουν αυξημένη μεταμόρφωση και αντιπροσωπεύουν ένα Τριτογενή σχηματισμό φλύσχη της σειράς των Plattenkalk που μεταμορφώθηκε. 4η - ότι τα φυλλιτικά πετρώματα χωρίζονται σε τρεις ορίζοντες: τον κατώτερο ορίζοντα αισθητά μεταμορφωμένο που αποτελεί τμήμα της Ιονίου ζώνης, τον ενδιάμεσο και ανώτερο ορίζοντα ηλικίας Λιθανθρακοφόρου -Τριαδικού που είναι ασθενικά μεταμορφωμένοι και ανήκουν στη ζώνη Γαβρόβου - Τρίπολης. 5η - ότι η σειρά «φυλλιτών» αποτελεί ανεξάρτητη γεωτεκτονική ζώνη που αντιπροσωπεύει μια παλιά αύλακα μεταξύ της Ιονίου ζώνης και της Προαπούλιας. 6η - ότι τα ημιμεταμορφωμένα και μεταμορφωμένα πετρώματα της Κρήτης και τη ς Πελοποννήσου που θεωρούνται ότι αποτελούν τη «σειρά τω ν φυλλιτών» είναι στην πραγματικότητα επωθημένα τεκτονικά καλύμματα εσωτερικής προέλευσης. Τέλος όσον αφορά τη μεταμόρφωση της σειράς των «φυλλιτών» η γενικότερα αποδεκτή άποψη λέει ότι πρόκειται για μεταμόρφωση υψηλής πίεσης - χαμηλής θερμοκρασίας (γλαυκοφανιτική) η οποία όπως έδειξαν οι ραδιοχρονολογήσεις έλαβε χώρα μεταξύ τελικού Ολιγοκαίνου - Κάτω Μειόκαινου. θα πρέπει πάντως να τονισθεί ότι παρ' όλες τις παραπάνω σκέψεις και απόψεις που έχουν διατυπωθεί για τα ημιμεταμορφωμένα και μεταμορφωμένα πετρώματα της Πελοποννήσου και της Κρήτης, το πρόβλημα παραμένει ανοιχτό ως ένα από τα πιο βασικά προβλήματα των Εξωτερικών Ελληνικών ζωνών.

33 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Αλπικοί σχηματισμοί Ανεξάρτητα από το αμφιλεγόμενο υπόβαθρο η ζώνη Γαβρόβου - Τριπόλεως είναι γνωστή για την συνεχή νηριτική ιζηματογένεσή της κατά τους αλπικούς χρόνους, που έδωσε μια σειρά από ανθρακικά πετρώματα συνολικού πάχους 1800 m, αν και ορισμένοι υπολογίζουν το πάχος πάνω από 4000 m. Η ιζηματογένεσή άρχισε το Άνω Τριαδικό με δολομίτες και συνεχίστηκε αδιάκοπα όλο το Μεσοζωικό και Τριτογενές μέχρι το Άνω Ηώκαινο, αποκλειστικά με ασβεστόλιθους νηριτικούς, μαύρους ή σκοτεινούς τεφρούς και μερικές φορές λατυποπαγείς, πολύ πλούσιους σε απολιθώματα. Μία μικρής διάρκειας διακοπή της συνεχούς ιζηματογένεσή ς πιθανολογείται μόνο στο Μέσο Ηώκαινο λόγω μερικών μικρών βωξιτικών εμφανίσεων. Από το Ανώτερο Ηώκαινο άρχισε η απόθεση του φλύσχη που έληξε στο τέλος Ολιγοκαίνου με την πτύχωση (Σαβική φάση) και την οριστική ανάδυση της ζώνης. Ο φλύσχης της ζώνης Γαβρόβου είναι κυρίως μαργαίκός και το συνολικό του πάχος υπολογίζεται από ορισμένους ότι μπορεί να φθάνει τα 2000 m. Μια ακόμη προσωρινή, μικρής διάρκειας, ανάδυση της ζώνης πιθανολογείται από ορισμένους πριν από την έναρξη απόθεσης του φλύσχη με αποτέλεσμα την ασυμφωνία του φλύσχη πάνω στους ηωκαινικούς ασβεστόλιθους

34 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 30 Σχ. 4.9: Γεωλογικές τομές στο βουνό Γάβροβο της Δυτικής Στερεάς Ελλάδας όπου δείχνεται η αντικλινική δομή των στρωμάτων της ζώνης Γαβρόβου - Τρίπολης. 1: φλύσχης, 2: ασβεστόλιθοι Ηωκαίνου, 3: ασβεστόλιθοι Σενωνίου, 4: ασβεστόλιθοι Τουρωνίου - Σενωνίου (Κατά Aubouin 1959).

35 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ Στο γενικό γεωτεκτονικό σχήμα των Ελληνίδων η ζώνη Γαβρόβου -Τρίπολης θεωρείται ως μια «σχετικά αυτόχθονη» ή «παρά - αυτόχθονη» γεωτεκτονική ζώνη πάνω στην οποία έχει επωθηθεί σε μεγάλη κλίμακα το αλλόχθονο τεκτονικό κάλυμμα της ζώνης Πίνδου. Η ίδια η ζώνη Γαβρόβου - Τρίπολης εμφανίζεται επωθημένη πάνω στην Ιόνιο ζώνη ή πάνω στη σειρά των "Plattenkalk"ή κατά θέσεις στη σειρά των «φυλλιτών», Η επώθηση της Πίνδου πάνω στη ζώνη Γαβρόβου-Τρίπολης φαίνεται σε όλο το μήκος της επαφής των δυο ζωνών ιδιαίτερα όμως εντυπωσιακή εμφανίζεται στην Πελοπόννησο όπου κάτω από το κάλυμμα της Πίνδου αποκαλύπτεται η ζώνη Γαβρόβου-Τρίπολης υπό μορφή τεκτονικών παράθυρων. Εκτός από το μεγάλης έκτασης τεκτονικό παράθυρο της «Τρίπολης» που καταλαμβάνει μεγάλο τμήμα της κεντρικής και νότιας Πελοποννήσου, έχουν επισημανθεί στη βόρεια Πελοπόννησο άλλα πολύ μικρής έκτασης τεκτονικά παράθυρα της Γαβρόβου-Τρίπολης τα οποία αναλυτικά είναι τα παρακάτω: Το παράθυρο της Δημιτσάνας, όπου αποκαλύπτεται η ζώνη Γαβρόβου - Τρίπολης με ασβεστόλιθους και δολομιτικούς ασβεστόλιθους Άνω Κρητιδικού, Παλαιοκαίνου, Κάτω - Μέσου Ηωκαίνου και φλύσχη Ανωτέ ρου Ηωκαίνου. Το παράθυρο των Λαγκαδιών, νότια του ποταμού Λάδωνα, με ασβε στόλιθους Ηωκαίνου και φλύσχη. Το παράθυρο της Βιτίνας, στο βουνό Μαίναλο, όπου εμφανίζονται ασβεστόλιθοι Μέσου Κρητιδικού - Ηωκαίνου. Το παράθυρο της ορεινής μάζας του Χελμού (Αροάνεια), όπου αποκαλύπτεται ολόκληρη σχεδόν η αλπική σειρά της ζώνης Γαβρόβου-Τρίπολης. Το παράθυρο της λίμνης Στυμφαλίας, επίσης με όλους τους ασβεστόλιθους από το Τριαδικό μέχρι το Ηώκαινο. Το παράθυρο των Δερβενακίων, με ασβεστόλιθους Κρητιδικού, Πα λαιοκαίνου, Ηωκαίνου και φλύσχη Ανωτέρου Ηωκαίνου. Το παράθυρο του βουνού Κυλλήνη, με ασβεστόλιθους Ιουρασικού Κρητιδικού.

36 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 32 Εκτός από τα τεκτονικά παράθυρα της Πελοποννήσου η ζώνη Γαβρόβου - Τριπόλεως αποκαλύπτεται μέσα στο χώρο της Πελαγονικής ζώνης στο γνωστό «τεκτονικό παράθυρο του Ολύμπου», που περιγράφηκε αναλυτικά σε προηγούμενο κεφάλαιο, και που η ανακάλυψη του αποτέλεσε μια σπουδαία επιβεβαίωση της γενικότερης επώθησης όλων των Εσωτερικών ζωνών από τα Ανατολικά προς τα Δυτικά πάνω στις εξωτερικές ζώνες. Ιδιαίτερα για τη ζώνη Γαβρόβου - Τρίπολης το παράθυρο του Ολύμπου έδειξε ότι όχι μόνο δέχθηκε την επώθηση της ζώνης Πίνδου αλλά όλων των πιο εσωτερικών ζωνών. Τα τελευταία χρόνια έχουν διατυπωθεί επίσης υπόνοιες ότι ορισμένες σειρές μεταμορφωμένων ανθρακικών πετρωμάτων, που εμφανίζονται στην περιοχή Αλμυροποτάμου της Νότιας Εύβοιας και στην Πεντέλη Αττικής, αποτελούν τεκτονικά παράθυρα της ζώνης Γαβρόβου - Τρίπολης αντίστοιχα με αυτά που περιγράφηκαν προηγουμένως για την Πελοπόννησο και τον Όλυμπο. Τα στρώματα της ζώνης Γαβρόβου - Τρίπολης εμφανίζονται πτυχωμένα σε ανοιχτές πτυχές (μεγάλης ακτίνας καμπυλότητας) με άξονες γενικής διεύθυνσης Β - Ν. Πρόκειται κυρίως για συγκλινικές και αντικλινικές μορφές μεγάλης κλίμακας που προκλήθηκαν κατά την τελική φάση πτυχώσεων ως αποτέλεσμα μιας συμπιεστικής τεκτονικής που έλαβε χώρα στο Τελικό Ολιγόκαινο - Κάτω Μειόκαινο. Στην περιοχή του βουνού Γάβροβο η ζώνη εμφανίζεται με τη μορφή μεγάλου αντικλινικού θόλου μιας ανοιχτής μεγαπτυχής (Σχ. 4.9). Πτυχές μικρού μήκους κύματος με την ίδια αξονική διεύθυνση παρατηρούνται κυρίως στο μέτωπο της επώθησης της ζώνης πάνω στην Ιόνιο, γεγονός που δείχνει ότι τα επωθητικά φαινόμενα έλαβαν χώρα επίσης στη διάρκεια της τελικής φάσης των πτυχώσεων. Αντίθετα με τα Αλπικά ιζήματα της ζώνης που εμφανίζονται απλά πτυχωμένα με πτυχές της τελικής φάσης, τα φυλλιτικά πετρώματα του πιθανού υποβάθρου της ζώνης εμφανίζονται έντονα πτυχωμένα από τρεις παραμορφωτικές φάσεις. Εντούτοις οι παραμορφώσεις αυτές δεν λογίζονται στη ζώνη Γαβρόβου - Τρίπολης λόγω της αβέβαιης γεωτεκτονικής τοποθέτησης της σειράς των «φυλλιτών». Τέλος κατά το Πλειοτεταρτογενές, αφού είχαν ήδη τελειώσει οι επωθη-τικές κινήσεις των Εξωτερικών ζωνών, άρχισε η περίοδος εφελκυσμού του ευρύτερου Ελληνικού χώρου με αποτέλεσμα τον τεμαχισμό των στρωμάτων της ζώνης Γαβρόβου

37 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 33 - Τρίπολης από ρήγματα κανονικά που ακολούθησαν κυρίως τη διεύθυνση Β - Ν των αξόνων των πτυχών. Μια δεύτερη ομάδα ρηγμάτων με διεύθυνση περίπου 75 έως 90 είναι ολιγαριθμότερη. 4.5.ΑΔΡΙΑΤΙΚΟΪΟΝΙΟΣ ΖΩΝΗ Η «ΙΟΝΙΟΣ ΖΩΝΗ» ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΘΕΣΗ ΚΑΙ ΠΑΛΑΙΟΓΕΩΓΡΑΦΙΑ Εκτείνεται κατά μήκος της δυτικής παραλίας της Ηπειρωτικής Ελλάδας με διεύθυνση Β - Ν και περιλαμβάνει το μεγαλύτερο τμήμα της Ηπείρου, την Ακαρνανία, τμήματα από τα Ιόνια νησιά και την Βορειοδυτική Πελοπόννησο. Νέες απόψεις τοποθετούν τη σειρά των "Plattenkalk"στην Ιόνιο ζώνη οπότε η τελευταία θα πρέπει να θεωρηθεί ότι προεκτείνεται στη Νότια Πελοπόννησο, την Κρήτη και τη Ρόδο. Σύμφωνα με τις απόψεις αυτές η Αδριατικοϊόνιος ζώνη θα πρέπει να είναι αυτόχθονη πάνω στην οποία επω-θήθηκαν οι πιο εσωτερικές ζώνες υπό μορφή καλυμμάτων και η αυτόχθονη ζώνη αποκαλύπτεται ως τεκτονικό παράθυρο και σε ορισμένες περιπτώσεις ως διπλό παράθυρο. Η Αδριατικοϊόνιος ζώνη θεωρήθηκε στο αρχικό παλαιογεωγραφικό σύστημα εξέλιξης ως το Ελληνικό «μειογεωσύγκλινο» σε συσχετισμό με το «ευγεωσύγκλινο» της ζώνης Πίνδου. Με τις νεώτερες απόψεις χαρακτηρίζεται σαν μια ηπειρωτική λεκάνη με ημιπελαγική - πελαγική ιζηματογένεση. Παλαιογεωγραφικά διαιρέθηκε σε τρεις ενότητες ή υποζώνες: την εσωτερική (ανατολική), την αξονική και την εξωτερική (δυτική), με σημαντικές διαφοροποιήσεις στην ιζηματογένεση τους ΛΙΘΟΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ Προαλπικό υπόβαθρο δεν έχει αποδειχθεί. Υπάρχει όμως η άποψη, όπως αναφέρθηκε προηγούμενα, ότι τα ημιμεταμορφωμένα πετρώματα Πελοποννήσου - Κυθήρων - Κρήτης αποτελούν κοινό ανωπαλαιοζωικό υπόβαθρο για τις ζώνες Γαβρόβου - Τριπόλεως και Αδριατικοϊόνιο.

38 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 34 Σαν πρώτα αλπικά ιζήματα της ζώνης θεωρούνται οι εβαπορίτες (κοιτάσματα γύψου), η ηλικία των οποίων υπολογίζεται Περμοτριαδική, ενώ αναφέρονται και ορισμένες παρεμβολές των μέσα σε ασβεστόλιθους του Κάτω Λιασίου. Το συνολικό πάχος των στρωμάτων των εβαποριτών υπολογίσθηκε με γεωτρήσεις γύρω στα 1500 m. Πάνω στις γύψους επίκειται μαύρος ασβεστόλιθος ηλικίας Καρνίου και μετά άσπροι δολομίτες του Νορίου (Άνω Τριαδικό). Στη συνέχεια αποθέτονται οι νηριτικοί ασβεστόλιθοι Νορίου-Μέσου Λιασίου που είναι γνωστοί στη βιβλιογραφία σαν «ασβεστόλιθοι του Παντοκράτορα» με πάχος στα 600 m. Στο Άνω Λιάσιο διαφοροποιείται η αξονική περιοχή της ζώνης σε βαθύτερο χώρο ιζηματογένεσης, όπου αποθέτονται κερατόλιθοι σε εναλλαγές με μαργαϊκούς ασβεστόλιθους και έγχρωμους αργιλικούς σχιστόλιθους που είναι γνωστοί σαν «σχιστόλιθοι με Ροsidonomies από τα απολιθώματα που περιέχουν. Την ίδια περίοδο στις δύο πλευρές της ζώνης (εσωτερική και εξωτερική) αποθέτονται κόκκινοι ασβεστόλιθοι με αμμωνίτες, της φάσης Ammonitico rosso. Η διττή αυτή ιζηματογένεση διαρκεί όλο το Δογγέριο (Μέσο Ιουρασικό), ενώ στο Μάλμιο γίνεται κοινή σε όλο το πλάτος της ζώνης με την απόθεση πελαγικών ασβεστόλιθων με ενστρώσεις κερατολίθων, που αναφέρονται με το όνομα «ασβεστόλιθοι Βίγλας». Η απόθεση τους κράτησε το Μάλμιο, το Κάτω και Μέσο Κρητιδικό μέχρι τα μέσα Άνω Κρητιδικού (Σενώνιο) και έχουν συνολικό πάχος περίπου 400 m. Η ιζηματογένεση συνεχίζεται αδιάκοπα προς τα πάνω με ασβεστόλιθους λατυποπαγείς Ανωτέρου Κρητιδικού - Μέσου Ηωκαίνου οι οποίοι στην αξονική υποζώνη χαρακτηρίζονται περισσότερο πελαγικοί (πάχος περίπου 400 m). Τέλος αποθέτεται ο φλύσχης από το Πριαμπόνιο του Ηωκαίνου μέχρι το Ακουιτάνιο του Κάτω Μειόκαινου οπότε και έλαβε χώρα η παροξυσμική πτύχωση της ζώνης. Το συνολικό πάχος του φλύσχη υπολογίζεται ότι ξεπερνά τα 2000 m αν και οι πτυχωμένες μορφές του είναι πιθανόν ότι επηρεάζουν το φαινόμενο πάχος του. Η σύσταση του φλύσχη στα κατώτερα στρώματα είναι κυρίως ψαμμιτική - μαργαϊκή και εξελίσσεται προς τα πάνω σε εναλλαγές μαργών, μαργαϊκών ασβεστόλιθων και κροκαλοπαγών.

39 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 35 Η ιζηματογένεση των Αλπικών χρόνων στην Αδριατικοϊόνιο ζώνη θεωρείται γενικά συνεχής και αδιάκοπη όπως σε όλες τις Εξωτερικές ζώνες. Εντούτοις υπάρχουν παρατηρήσεις που θέτουν σε αμφισβήτηση αυτή την γενική αντίληψη. Συγκεκριμένα σε ορισμένες περιοχές της ζώνης παρατηρήθηκαν ιζηματολογικές ασυμφωνίες των ασβεστόλιθων του Ανωτέρου Ιουρασικού - Κρητιδικού (Βίγλας) πάνω στα παλιότερα στρώματα της ίδιας ζώνης, παρατηρήσεις που ερμηνεύθηκαν με κάποια πιθανή διακοπή της ιζηματογένεσης στη διάρκεια του Ιουρασικού. Το φαινόμενο όμως δεν έχει εξηγηθεί από την άποψη της τεκτοορογενετικής εξέλιξης. Η τοποθέτηση από ορισμένους ερευνητές της σειράς των "Plattenkalk" της Πελοποννήσου και Κρήτης στην Ιόνιο ζώνη, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, στηρίζεται στη σχετική ομοιότητα που παρουσιάζουν οι πλακώδεις ασβεστόλιθοι (Plattenkalk) με τους ασβεστόλιθους κυρίως της «Βίγλας» των οποίων θεωρούνται αντίστοιχοι. Σχ. 4.10: Σχηματική λιθοστρωματογραφική στήλη της Αδριατικοϊονίου ζώνης. 1:γύψος,2: μαύροι ασβεστόλιθοι, 3: δολομίτες, 4: ασβεστόλιθοι νηριτικοί «Παντοκράτορα», 5 : ασβεστόλιθοι του Ammonitico rosso, 6: σχιστόλιθοι με Ροsidonomies, 7: κερατόλιθοι,8: ασβεστόλιθοι πελαγικοί «Βίγλας», 9: ασβεστόλιθοι λατυποπαγείς, 10: φλύσχης.

40 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΠΑΛΑΙΟΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ Παλαιογεωγραφικό ενδιαφέρον παρουσιάζει το θέμα του σχηματισμού των κοιτασμάτων εβαποριτών (γύψου και ορυκτού άλατος) περμοτριαδικής ηλικίας. Δύο παραπλήσιες παλαιογεωγραφικές συνθήκες έχουν προταθεί για την εξήγηση σχηματισμού των εβαποριτών: Σύμφωνα με την πρώτη, κατάλληλο περιβάλλον εξάτμισης (evaporation) και επομένως σχηματισμού των κοιτασμάτων των εβαποριτών ήταν πολλές συνεχόμενες στοματολίμνες, δηλαδή παραθαλάσσιες ρηχές λίμνες που η επικοινωνία τους με τη θάλασσα φράσσονταν με χαμηλούς βραχίονες. Με τις παλίρροιες η θάλασσα κατόρθωνε να υπερπηδά τους βραχίονες και να εμπλουτίζει τις λίμνες με άλατα. Κατά την δεύτερη υπήρχαν μεγάλες, ρηχές, κλειστές λίμνες - λεκάνες, χωρίς επικοινωνία με τη θάλασσα αλλά με συνεχή τροφοδοσία σε άλατα από ποταμούς που προέρχονταν από περιοχές με αλατούχα πετρώματα. Ανεξάρτητα από το πιο από τα δύο ήταν το καταλληλότερο περιβάλλον, γεγονός είναι ότι η Αδριατικοϊόνιος ζώνη ήταν κατά τη διάρκεια του Περμοτριαδικού μια χερσαία ή πολύ ρηχή θαλάσσια περιοχή έτσι ώστε να έχει τη δυνατότητα να χερσεύει συχνά και να σχηματίσει τελικά τα τόσο μεγάλου πάχους στρώματα των εβαποριτών. Παρόμοια σχεδόν ήταν η παλαιογεωγραφική κατάσταση της ζώνης όλο ό Τριαδικό και το Κάτω Ιουρασικό, με την απόθεση νηριτικών ιζημάτων δολομίτες και ασβεστόλιθοι Παντοκράτορα) και μόνο από το Μέσο Ιουρασικό διαμορφώνεται σε μειογεωσύγκλινο με πελαγική - ημιπελαγική ιζηματογένεση. Τα κοιτάσματα της γύψου που προαναφέραμε, εκτός από την κανονική στρωματογραφική τους θέση στη βάση των αλπικών ιζημάτων, βρίσκονται συχνά και ενδιάμεσα στα νεώτερα στρώματα της ζώνης (Κρητιδικά και Ηωκαινικά) όπου έχουν ανέλθει διαπηρικα δια μέσου των ρηγμάτων. Αυτή η προς τα πάνω μετανάστευση της γύψου γίνεται από την θερμότητα που αναπτύσσεται λόγω γεωθερμικής βαθμίδας και

41 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 37 από τις ψηλές πιέσεις που ασκούνται στο βάθος από τα υπερκείμενα στρώματα, συνθήκες που κάνουν τη γύψο πλαστική με ικανότητες ροής. Αυτή η δευτερογενής θέση της γύψου μέσα στα νεώτερα στρώματα είχε οδηγήσει παλιότερα τους ερευνητές στο χαρακτηρισμό των κοιτασμάτων με τους όρους «κρητιδική γύψος», «ηωκαινική γύψος» κ.λ.π. Η πτύχωση της Αδριατικοϊονίου ζώνης έγινε το Κάτω Μειόκαινο με την ονομαζόμενη Στυριακή φάση πτυχώσεων. Τα στρώματα της ζώνης υποστήκαν έντονη λεπίωση στην οποία τα στρώματα της γύψου έπαιξαν το ρόλο του λιπαντικού μέσου που διευκόλυνε τις εσωτερικές ολισθήσεις. Το στυλ των πτυχών που προκλήθηκαν από την τελική Τριτογενή πτύχωση σπάνια είναι απλό. Συνήθως συνοδεύεται από διαρρήξεις στις πτέρυγες έτσι ώστε να δημιουργούνται συνεχείς επωθήσεις ή εφιππεύσεις και να εμφανίζονται παραμορφωμένες πτυχωμένες μορφές. Χαρακτηριστικό γνώρισμα της τεκτονικής δομής της Ιονίου ζώνης στην Ήπειρο - Στερεά Ελλάδα είναι μια σειρά από επάλληλα μεγασύγκλινα και μεγααντίκλινα (Σχ. 4.11) τα οποία με βασική αξονική διεύθυνση ΒΒΔ - ΝΝΑ έως ΒΔ - ΝΑ (διεύθυνση η οποία είναι γενικότερα γνωστή με το όνομα «Διναρική διεύθυνση» επωθούνται ή εφιππεύουν το ένα πάνω στο άλλο προς τα Δυτικά. Τόσο οι μεγαπτυχές αυτές όσο και οι πτυχές μικρότερης κλίμακας είναι ασύμμετρες με σταθερή απόκλιση προς ΔΝΔ.

42 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 38 Σχ. 4.11: Τεκτονικό σκαρίφημα της Ηπείρου στο οποίο διακρίνονται οι πιο βασικές τεκτονικές γραμμές. 1: κύρια ρήγματα οριζόντιας μετατόπισης, 2: ανάστροφα ρήγματα, 3: επωθήσεις, 4: άξονες αντικλίνων, 5: κατεύθυνση συμπίεσης. (Κατά Ι.F.Ρ. 1966). Σχ. 4.12: Σχηματικές γεωλογικές τομές της Αδριατικοϊονίου ζώνης στην Ήπειρο και Ακαρνανία. 1: φλύσχης, 2: ασβεστόλιθοι Ηωκαίνου, 3: ασβεστόλιθοι λατυποπαγείς Άνω Κρητιδικού, 4: ασβεστόλιθοι της «Βίγλας», 5: σχηματισμοί Ανωτέρου Λιασίου και Δογγε-ρίου, 6: σχηματισμοί Ανωτέρου Τριαδικού και Κάτω Λιάσιο. (Κατά Αubouin 1959).

43 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 39 Σχ. 4.13: Γεωλογική τομή στην περιοχή Ιωαννίνων με το αντικλινοριο των Ιωαννίνων και το αντίκλινο του βουνού Μιτσικέλι, Ι: πλευρικά κορήματα, 2: μεταλπικά ιζήματα Ανωτέρου Μειόκαινου,3: φλύσχης, 4: ασβεστόλιθοι Ηωκαίνου,5: ασβεστόλιθοι Άνω Σενωνίου,6: ασβεστόλιθοι Βίγλας και σχιστόλιθοι με Ρθ5Ϊάοηοηιγβ5, 7: ασβεστόλιθοι Παντο κράτορα και δολομίτες, 8: λατυποπαγή και κοιτάσματα γύψου. (Κατά Ι.F.Ρ. 1966). Σχ. 4.14: Γεωλογικές τομές στην περιοχή των αντικλίνων Σουλίου και Παραμυθιάς. (Κατά Ι. F.Ρ. 1966). Υπόμνημα ίδιο με του σχήματος 70.

44 4. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΚΤΟΟΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 40 παρακάτω: Τα κυριότερα μεγασύγκλινα και μεγαντίκλινα της Ιονίου ζώνης είναι τα α) Στην Εσωτερική Ιόνιο - Το μεγάλο σύγκλινο Ηπείρου - Ακαρνανίας που δέχεται κυρίως την επώθηση του τεκτονικού καλύμματος της Πίνδου. - Το μεγααντίκλινο Ξεροβουνιού β) Στην Αξονική Ιόνιο - Το αντικλινόριο των Ιωαννίνων - Το Ανατολικό αντικλινόριο που περιλαμβάνει το τεκτονικό λέπιο του ποταμού Λούρου - Το Δυτικό αντικλινόριο που περιλαμβάνει τα αντίκλινα Σουλίου και Παραμυθιάς - Το μεγααντίκλινο του βουνού Μιτσικέλι - Το σύγκλινο Δερβιτσιάνας - Το αντίκλινο θεσπρωτικού - Το σύγκλινο Βοτσάρας γ) Στην Εξωτερική Ιόνιο - Το μεγάλο σύγκλινο της Παραμυθιάς που εφιππεύει προς τα Δυτικά πάνω στα αντικλινικά λέπια Μαργαρίτιου και Πάργας. Τέλος βασικής σπουδαιότητας για την τεκτονική δομή της Ιόνιας ζώνης είναι τα μεγάλα εγκάρσια ρήγματα οριζόντιας μετατόπισης τα οποία με διεύθυνση γενική Α - Δ ή ΑΒΑ - ΔΝΔ σχηματίσθηκαν αρχικά στη διάρκεια της τελικής πτύχωσης κάθετα στους άξονες των μεγαπτυχών. Επίσης βασικής σημασίας είναι και τα επιμήκη ρήγματα, με διεύθυνση ΒΒΔ - ΝΝΑ, τα οποία είναι είτε ρήγματα ανάστροφα (της λεπίωσης), είτε ρήγματα κανονικά μεταγενέστερα που προκάλεσαν το σχηματισμό των μεγάλων τάφρων - λεκανών στο χώρο Ηπείρου - Δυτικής Στερεάς.

45 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ 5.1 ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ Η σεισμικότητα στον Ελλαδικό χώρο μπορεί να κατηγοριοποιηθεί ανάλογα με το εστιακό βάθος σε επιφανειακή και ενδιαμέσου βάθους σεισμικότητα, καθώς επίσης και ανάλογα με το χρόνο γένεσης των σεισμών σε ιστορική σεισμικότητα και σεισμικότητα του παρόντος αιώνα ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΩΝ ΣΕΙΣΜΩΝ Το κύριο στοιχείο που δείχνει ότι ο Ελληνικός χώρος χαρακτηρίζεται από έντονη τεκτονική δράση είναι η γεωγραφική κατανομή και το πλήθος των σεισμών που συμβαίνουν σ' αυτόν. Οι σεισμοί αυτοί είναι επιφανειακοί και ενδιάμεσου βάθους μέχρι τα 190 km Στο σχήμα 5.1 βλέπουμε τη γεωγραφική κατανομή των επιφανειακών σεισμών στον Ελληνικό χώρο και τις γύρω περιοχές. Παρατηρούμε ότι τα περισσότερα επίκεντρα διατάσσονται κατά μήκος μιας τοξοειδούς ζώνης στο εξωτερικό ιζηματογενές τόξο (Δυτική Αλβανία - Ιόνιο πέλαγος - Κρήτη - Κάρπαθος - Ρόδος - ΝΔ Τουρκία). Οι σεισμοί αυτοί συσχετίζονται άμεσα με την καταβύθιση της Αφρικανικής πλάκας. Αξιόλογη σεισμική δραστηριότητα παρατηρείται και στο χώρο του Β. Αιγαίου και της ΒΔ. Ανατολίας. Στην πρώτη περιοχή οι σεισμοί σχετίζονται με την τάφρο του Β. Αιγαίου ενώ στη δεύτερη περιοχή με το δεξιόστροφο ρήγμα της Β. Ανατολίας. Στην ηπειρωτική Ελλάδα τα σεισμικά επίκεντρα συγκεντρώνονται κατά μήκος των τεκτονικών βυθισμάτων, (π.χ. Κορινθιακός κόλπος, Πατραϊκός κόλπος). Στο κεντρικό Αιγαίο παρουσιάζεται μια ελάττωση της επιφανειακής σεισμικής δραστηριότητας. Η περιοχή αυτή είναι γνωστή σαν ασεισμικό πλατώ. Με βάση τη γεωγραφική κατανομή των σεισμών, τις τιμές του ρυθμού σεισμικότητας, τους μηχανισμούς γένεσης και τις τιμές τις παραμέτρου 5, οι Παπαζάχος (1980) και Χατζηδημητριού (1984) χώρισαν τον Ελληνικό χώρο σε 21 σεισμικές ζώνες (σχ. 5.2) ενώ οι Παπαζάχος και συνεργάτες (1992) χώρισαν περαιτέρω, σε 69 ζώνες. Ο Χατζηδημητριού και οι συνεργάτες του (1985) χώρισαν τον Ελλαδικό χώρο σε τρεις περιοχές με ίδια τιμή της παραμέτρου b. Η πρώτη περιοχή b =1,03) συμπίπτει με τις εξωτερικές Ελληνίδες, η δεύτερη περιοχή (b =0,8)

46 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ 42 Σχήμα 5.1: Κατανομή των επιφανειακών σειομών οι οποίοι έγιναν στον Ελληνικό χώρο και τις γύρω περιοχές τον παρόντα αιώνα. με τις ενδιάμεσες ζώνες, ενώ η τρίτη περιοχή (b =0.60) με τις εσωτερικές ζώνες. Παρατηρούμε ότι η τιμή της παραμέτρου b μειώνεται συνεχώς όσο απομακρυνόμαστε από την περιοχή σύγχρονης καταβύθισης. Το σχήμα 5.3 είναι ένας χάρτης της οριζόντιας ταχύτητας της πλάκας για κάθε σεισμική ζώνη χωριστά. Το μήκος των βελών είναι ενδεικτικό του μέτρου ταχύτητας. Παρατηρούμε ότι ο κυρίαρχος τρόπος παραμόρφωσης στις ακτές της Γιουγκοσλαβίας, Αλβανίας και την κεντρική Ελλάδα είναι συμπίεση, μ' ένα μέσο ρυθμό 1.9±0.5 mm/a και μια μέση διεύθυνση Β 47 ± 8 Ο Α, η οποία είναι κάθετή περίπου στις ακτογραμμές. Στη σεισμική ζώνη του Ιονίου έχουμε συμπίεση με ρυθμό 9.5 mm/a σε διεύθυνση Α-Δ και εφελκυσμός 11 mm/a με διεύθυνση Β-Ν. Στην κυρτή περιοχή του Ελληνικού τόξου, ρηχοί σεισμοί συμβάλλουν στη συμπίεση του φλοιού με ρυθμό 5.5±1.7 mm/a σε διεύθυνση Β34 ±13 Α. Αυτή η τιμή είναι πολύ μικρή για να αντιστοιχεί στο ρυθμό καταβύθισης κάτω από το Αιγαιακό τόξο.

47 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ 43 Τέλος μπορούμε να πούμε ότι σε ολόκληρη την περιοχή του Αιγαίου επικρατεί εφελκυσμός. Αν εξαιρέσουμε την περιοχή της βόρειας Ανατολίας και την τάφρο του βορείου Αιγαίου, η μέση τιμή εφελκυσμού είναι mm/a με διεύθυνση Β-Ν (Β5 ±14 Α). Στη ΒΔ Ανατολία και την τάφρο του βορείου Αιγαίου, ο μέσος εφελκυσμός είναι περίπου 13.6±6 mm/a με διεύθυνση Β14 ±13 Ακαιη μέση συμπίεση είναι 16.6±15 mm/a με διεύθυνση Β110 ±4 Α. Σχήμα5.2:Οι 69 σεισμικές ζώνες στις οποίες χωρίσθηκε ο Ελληνικός χώρος (Papazachos et al 1992) ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ ΕΝΔΙΑΜΕΣΟΥ ΒΑΘΟΥΣ Στον Ελληνικό χώρο συμβαίνουν σεισμοί, ενδιάμεσου βάθους στην περιοχή του κεντρικού και νότιου Αιγαίου. Τα επίκεντρα αυτά διατάσσονται σε μια τοξοειδούς σχήματος ζώνη η οποία είναι παράλληλη με το Ελληνικό τόξο. Η διάταξη των υποκέντρων σ' αυτήν τη ζώνη είναι τέτοια ώστε να παρατηρείται μια συστηματική αύξηση του βάθους προς το εσωτερικό τμήμα του τόξου.

48 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ 44 Το 1991 ο Ηatzfeld και οι συνεργάτες του χρησιμοποιώντας δεδομένα από το Διεθνές Σεισμολογικό Κέντρο (150), προσπάθησαν να χαρτογραφήσουν με ακρίβεια το σχήμα της ζώνης Βenioff στον Αιγαιακό χώρο. Από την εργασία τους φαίνεται ότι η ζώνη καταβύθισης είναι σεισμικά ενεργός μέχρι τα 150km. Σεισμοί ενδιάμεσου βάθους παρατηρήθηκαν κάτω από την Αττική και τη Ρόδο, στα δύο άκρα του Ελληνικού τόξου, ενώ λίγοι σεισμοί παρατηρήθηκαν στο κέντρο του τόξου. Παρατηρείται λοιπόν μια αύξηση του βάθους των σεισμών προς το εσωτερικό του Αιγαίου, η οποία όμως δε γίνεται με σταθερή κλίση. Αρχικά υπάρχει μια ζώνη με μικρή κλίση μέχρι τα 80 km. και αργότερα μια ζώνη με μεγαλύτερη κλίση μέχρι τα 150 km.. Κάτω από την Πελοπόννησο οι ισοβαθείς κλίνουν προς τα ΒΑ. Σχήμα 5.3: Σχηματική αναπαράσταση του ρυθμού παραμόρφωσης ( mm/yr ) για τις σειμικές ζώνες του Ελλαδικού χώρου(παπαζάχος και συνεργάτες 1992) ΙΣΤΟΡΙΚΟΙ ΣΕΙΣΜΟΙ Η περίοδος των ιστορικών σεισμών λήγει στην αρχή του παρόντος αιώνα (1900). Μέχρι τότε δεν υπάρχουν ενόργανες καταγραφές για τον Ελληνικό χώρο και οι υπάρχοντες κατάλογοι σεισμών βασίζονται σε περιγραφές ζημιών και γενικότερα μακροσεισμικών αποτελεσμάτων των σεισμών από ιστορικούς συγγραφείς, περιηγητές, εφημερίδες κλπ.

49 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ 45 Στο Σχ. 5.4 παρουσιάζεται η κατανομή όλων των ιστορικών σεισμών από διαφόρους υπάρχοντες καταλόγους και δημοσιεύσεις όπως αυτά υπάρχουν στη βάση σεισμικών ιστορικών δεδομένων του Εργαστηρίου Σεισμολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών. Είναι σημαντικό να τονισθεί ότι οι ιστορικοί σεισμοί είναι απλά ενδεικτικοί για τη σεισμική δυναμικότητα του Ελληνικού χώρου και όχι ακριβή στοιχεία που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στις μελέτες σεισμικής επικινδυνότητας. Η ακρίβεια του επικέντρου και του μεγέθους των ιστορικών σεισμών είναι μικρή, όμως πολλές εμπειρικές σχέσεις που χρησιμοποιούνται καθημερινά βασίζονται σε αυτά τα στοιχεία. Διακεκριμένοι ερευνητές (π.χ. Αμβράζης, Παπαζάχος κλπ.) συνεχίζουν την αναθεώρηση των υπαρχόντων στοιχείων καθιστώντας έτσι απαραίτητη τη συνεχή ενημέρωση κάθε βάσης δεδομένων με τέτοιου είδους ιστορικά δεδομένα. Σχήμα 5.4: Κατανομή των επικέντρων των ιστορικών σεισμών στον Ελλαδικό (8ΟΟπ.Χ μ.χ.).

50 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ ΣΕΙΣΜΟΙ ΤΟΥ ΠΑΡΟΝΤΟΣ ΑΙΩΝΟΣ Ο πρώτος σεισμογράφος τύπου Αgamemnone εγκαταστάθηκε στην Αθήνα το Όμως το πρώτο αξιόπιστο σεισμόμετρο τύπου Μainka εγκαταστάθηκε το Έτσι ξεκίνησε η δεύτερη χρονική περίοδος παρατήρησης της σεισμικότητας στον Ελληνικό χώρο με ενόργανες πλέον καταγραφές. Ο πρώτος ηλεκτρομαγνητικός σεισμογράφος τύπου Βenioff άρχισε να λειτουργεί το 1962 οπότε και οι υπάρχοντες κατάλογοι σεισμικότητας γίνονται πιο πλήρεις ως αναφορά το μέγεθος των καταγραφόμενων σεισμών. Στο Σχ. 5.5 παρουσιάζεται η σεισμικότητα στον παρόντα αιώνα. Σχήμα 5.5 :Κατανομή των επικέντρων των σεισμών στον Ελλαδικό χώρο τον παρόντα αιώνα.

51 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ ΤΟ ΣΕΙΣΜΟΤΕΚΤΟΝΙΚΟ ΚΑΘΕΣΤΩΣ ΤΗΣ Δ. ΕΛΛΑΔΑΣ Η δυτική Ελλάδα είναι μια περιοχή που διακρίνεται από την ιδιαίτερα μεγάλη σεισμικότητά της. Το πρώτο μικροσεισμικό πείραμα που κάλυψε την περιοχή της δυτικής Ελλάδας και την Πελοπόννησο έγινε το καλοκαίρι του Πενήντα και πλέον τον αριθμό σεισμογράφοι κάλυψαν όλο το χώρο και λειτούργησαν για ένα χρονικό διάστημα δύο μηνών. Τα αποτελέσματα του πειράματος ήταν σημαντικά για τη διερεύνηση του σεισμοτεκτονικού καθεστώτος στην περιοχή και έδειξαν τα ακόλουθα. Το ποσό της σεισμικότητας είναι μεγαλύτερο προς τα δυτικά και οριοθετείται από την Ελληνική τάφρο ( Σχ. 5.6 ). Η εμφάνιση ενδιαμέσου βάθους σεισμών Σχήμα 5.6: Χάρτης σεισμικότητας ο οποίος περιλαμβάνει 671 σεισμούς ανάμεσα στις 6 Ιουνίου 1986 και 17 Ιουλίου Τα διαφορετικά σύμβολα δείχνουν διαφορετικά βάθη και το μέγεθος των συμβόλων είναι ανάλογο του μεγέθους των σεισμών (Ηatzfeld 1990).

52 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ 48 αρχίζει στην περιοχή της κεντρικής Πελοποννήσου και επεκτείνεται πέραν του Αργολικού κόλπου. Χαρακτηριστική συσσώρευση σεισμών παρατηρείται κατά μήκος της Ελληνικής διαύλου, στην περιοχή όπου συναντώνται ο Πατραϊκός με το σύστημα τάφρων Κορινθιακού-Τριχωνίδας και ανάμεσα στην Πελοπόννησο και την Κρήτη. Στο Σχ. 5.7 βλέπουμε τη γεωγραφική κατανομή της εκλυόμενης ενέργειας. Παρατηρούμε ότι οι πιο ενεργές ζώνες είναι στο Ιόνιο πέλαγος κατά μήκος της διαύλου και στο στενό των Κυθήρων, όπου ο φλοιός είναι πιθανόν λεπτότερος. Επίσης παρατηρούμε ότι η δυτική Πελοπόννησος είναι πιο ενεργή από την ανατολική και ιδιαίτερα ενεργή παρουσιάζεται στην περιοχή του Ρίου, ανάμεσα στον κόλπο των Πατρών και τον Κορινθιακό. Σχήμα 5.7: Χάρτης της εκλυόμενης ενέργειας από τους σεισμούς του σχ. 5.4 στη δυτική Ελλάδα. Οι γραμμοσκιάσεις αντιστοιχούν στο λογάριθμο της ενέργειας (Ηatzfeld 1990).

53 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ 49 Σχήμα 5.8: α) Ιστόγραμμα των βαθών των σεισμών στην Πελοπόννησο, β) Τομή στο φλοιό της Πελοποννήσου. Παρατηρούμε ότι τα επίκεντρα δεν περιορίζονται μόνο στον ανώτερο φλοιό ενώ τα βάθη των σεισμών αυξάνονται προς τα ανατολικά. Εξετάζοντας τα βάθη, βλέπουμε ότι οι σεισμοί εντοπίζονται σε ολόκληρο το φλοιό και όχι μόνο στο ανώτερο τμήμα του. Στο ιστόγραμμα των βαθών των σεισμών (Σχ. 5.8.α) για την Πελοπόννησο, βλέπουμε ότι τα βάθη ποικίλουν από την επιφάνεια μέχρι τα 40km με μέση τιμή στα 15km. Μια τομή (Σχ.5.8.β) δείχνει καθαρά ότι οι πιο βαθείς σεισμοί στο φλοιό εντοπίζονται στο δυτικό τμήμα της Πελοποννήσου. Αυτό μπορεί να οφείλεται στο μεγαλύτερο βαθμό ρηγμάτωσης του φλοιού προς τα δυτικά (Leydecker et al, 1978) όπως επίσης και σε μια αύξηση της παραμόρφωσης προς τα δυτικά. Στο σχήμα 5.9 βλέπουμε επιλύσεις εστιακών μηχανισμών οι οποίες έχουν υπολογιστεί για τη δυτική Ελλάδα. Έχουν χωριστεί ανάλογα με το εστιακό βάθος α) μηχανισμοί για σεισμούς ρηχότερους από 11km και β) μηχανισμοί για σεισμούς βαθύτερους από 11km.

54 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ 50 Έτσι παρατηρούμε ότι ανάστροφα ρήγματα παρατηρούνται στον κόλπο της Κεφαλληνίας και την ΒΔ Πελοπόννησο. Ρήγματα μετασχηματισμού παρατηρούνται γύρω από το Ρίο, στη βόρεια και κεντρική Πελοπόννησο. Οι εστιακοί μηχανισμοί που δείχνουν οριζόντια κίνηση περιορίζονται ανάμεσα σε ανάστροφα και κανονικά ρήγματα και. γενικά δείχνουν Ρ άξονες με διεύθυνση Α-Δ και Τ άξονες με διεύθυνση Β-Ν. Κανονικά ρήγματα παρατηρούνται στο Ρίο και τη Β. Πελοπόννησο, με τους Τ άξονες να διευθύνονται Β-Ν, αλλά και στην κεντρική και νότια Πελοπόννησο με διεύθυνση ΒΔ-ΝΑ. Σχήμα 5.9: Επιλύσεις εστιακών μηχανισμών για την περιοχή της δυτικής Ελλάδας, α) Σεισμοί με βάθη μικρότερα από 11km β) σεισμοί με βάθη μεγαλύτερα από 11km. Στην περιοχή του Ιονίου πελάγους, κατά μήκος της Ελληνικής διαύλου, παρατηρούμε συγκέντρωση της σεισμικής δραστηριότητας σε τρεις περιοχές, στις οποίες παρατηρούμε μια αλλαγή στη διεύθυνση της τάφρου. Η πρώτη βρίσκεται νότια της Ζακύνθου, στην τάφρο της Ζακύνθου, με βάθος 4000m (Le Quellec, 1980). Η δεύτερη περιοχή βρίσκεται βόρεια από την τάφρο του Β. Ματαπά όπου

55 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ 51 παρατηρείται μια συγκέντρωση των σεισμικών επικέντρων με κατεύθυνση ΒΑ-ΝΔ, παρόμοια με τη διεύθυνση της σχετικής κίνησης ανάμεσα στο Αιγαίο και την Αφρική σ'αυτή την περιοχή του Ελληνικού τόξου (Αngelier et al, 1982). Σ' αυτήν την περιοχή θεωρείται ότι η σύγκλιση της Αφρικανικής με την Αιγιακή πλάκα αλλάζει, από καταβύθιση ωκεάνιας λιθόσφαιρας στα ΝΑ, σε σύγκρουση ανάμεσα σε ηπειρωτικά τεμάχη. Άρα οι σεισμοί σ' αυτήν την περιοχή, σχετίζονται με αλλαγή στο μηχανισμό σύγκλισης. Η τρίτη περιοχή τοποθετείται νότια της Πελοποννήσου, στην περιοχή του όρους Ματαπά, ένα τοπογραφικό ύψωμα ανάμεσα στις τάφρους του Β. και Ν, Ματαπά, το οποίο θεωρείται μια συμπιεστική δομή, η οποία δημιουργήθηκε λόγω της συγκόλλησης ιζημάτων στην ηπειρωτική κατωφέρεια. Στην περιοχή του Πατραϊκού και του Δ. Κορινθιακού κόλπου, υπάρχουν δύο περιοχές με ιδιαίτερα υψηλή σεισμικότητα (Σχ. 5.10). Η πρώτη βρίσκεται ανατολικά από τη λίμνη της Τριχωνίδας, με μια διεύθυνση Β-Ν. Τα βάθη των σεισμών σ' αυτή την περιοχή ποικίλουν από 5-20km. Οι Hatzfeld et al, γι' αυτήν την περιοχή έχουν υπολογίσει δύο εστιακούς μηχανισμούς οι οποίοι σχετίζονται με ανάστροφη κίνηση και δύο άλλους οι οποίοι δείχνουν οριζόντια κίνηση. Τα αποτελέσματα αυτά έρχονται σε αντίθεση με τις νεοτεκτονικές παρατηρήσεις στην περιοχή (Δούτσος και συνεργάτες, 1991) οι οποίες δείχνουν ότι η λίμνη περιορίζεται από δύο ρήγματα με διεύθυνση Α-Δ. Σχήμα 5.10: Σεισμικός χάρτης του Πατραϊκού και Κορινθιακού κόλπου.

56 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ 52 Η δεύτερη περιοχή βρίσκεται στο στενό του Ρίου. Μια τομή με διεύθυνση ΒΑ, δείχνει μια ρηξιγενή ζώνη με κλίση προς τα ΒΑ (Σχ.5.11). Οι περισσότεροι εστιακοί μηχανισμοί που έχουν υπολογισθεί για την περιοχή, δείχνουν κανονικά ρήγματα με διεύθυνση Β-Ν και μερικοί δείχνουν οριζόντιες κινήσεις. Γενικά, η τεκτονική της περιοχής είναι πολύπλοκη αλλά θεωρείται ότι δρα σαν μια ζώνη μετασχηματισμού ανάμεσα στον Κορινθιακό και τον Πατραϊκό κόλπο. Σχήμα 5.10: Τομή, κατά τον άξονα CD τον Σχ. 5.10, στην περιοχή τον Ρίου η οποία δείχνει την αύξηση τον βάθους των σεισμών προς τα ΒΑ. Γενικά στη δυτική Ελλάδα, μπορούμε να παρατηρήσουμε 4 διαφορετικές ο- μάδες εστιακών μηχανισμών. α) Εστιακοί μηχανισμοί με επίπεδα ρηγμάτων, τα οποία έχουν μικρές κλίσεις. Οι μηχανισμοί αυτοί παρατηρούνται σε ολόκληρη την Πελοπόννησο. Οι περισσότεροι από αυτούς τους μηχανισμούς έχουν ένα επίπεδο ρήγματος με διεύθυνση Α-Δ και το βόρειο τμήμα του να κινείται προς τα κάτω. Δεν υπάρχει κάποιο σαφές μοντέλο το οποίο να εξηγεί αυτού του είδους τους μηχανισμούς. Η μόνη πιθανή ερμηνεία είναι μια πιθανή αποκόλληση ανάμεσα στα επιφανειακά και τα κατώτερα τμήματα του φλοιού. β) Ανάστροφα ρήγματα τα οποία παρατηρούνται στην περιοχή της Κεφαλληνίας και τη δυτική Πελοπόννησο.

57 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ 53 γ) Κανονικά ρήγματα παρατηρούνται από τον Κορινθιακό κόλπο μέχρι το στενό των Κυθήρων. Στην κεντρική Πελοπόννησο, η διεύθυνση του Τ άξονα παρουσιάζεται σε διάφορες διευθύνσεις. Γύρω από τον Κορινθιακό κόλπο και την Β. Πελοπόννησο η διεύθυνση του είναι Β-Ν. Αυτή η διεύθυνση επιβεβαιώνεται και από νε-οτεκτονικές παρατηρήσεις στην περιοχή (Sebrier 1977, Αngelier 1979, Μercier et al 1971, 1979, Αngelier et al 1982). Κανονικά ρήγματα παρατηρούνται και στην κεντρική Πελοπόννησο αλλά ο Τ άξονας αλλάζει από Β-Ν σε ΒΔ-ΝΑ. Αυτός ο ΒΔ-ΝΑ προσανατολισμός παρουσιάζεται κοντά στην Πύλο και την Καλαμάτα αλλά και στο στενό των Κυθήρων. Νεοτεκτονικές παρατηρήσεις στην περιοχή δείχνουν αυτήν την μεταβολή στη διεύθυνση του εφελκυσμού, από Β-Ν, βόρεια από την Ολυμπία σε ΒΑ-ΝΔ νότια από το γεωγραφικό πλάτος 37.5 Β. Οι σεισμοί στις παραπάνω περιοχές προσδιορίζονται σε βάθος 4-22km με τους περισσότερους από αυτούς να συγκεντρώνονται σε βάθη 12 και 18km. δ) Ρήγματα με οριζόντιες μετατοπίσεις τα οποία παρατηρούνται στην περιοχή της Τριχωνίδας, με τους Ρ άξονες να έχουν διευθύνσεις ΒΔ-ΝΑ και στον Κορινθιακό κόλπο με Ρ άξονες σε διεύθυνση Α-Δ και Τ άξονες Β-Ν. Νεοτεκτονικές μελέτες στην περιοχή δεν έχουν επιβεβαιώσει οριζόντιες μετατοπίσεις και ούτε παρατηρείται το είδος της σεισμικότητας το οποίο έπρεπε να σχετίζεται με παρόμοιες εκτεταμένες μετατοπίσεις. Συμπεραίνουμε λοιπόν ότι οι μηχανισμοί αυτοί αντιστοιχούν σε μια ζώνη μεταβολής από την πε,ριοχή με κανονικά ρήγματα στην περιοχή με ανάστροφα ρήγματα. Στο Σχ παρουσιάζονται οι εστιακοί μηχανισμοί οι οποίοι έχουν δημοσιευθεί από διάφορους ερευνητές για τη δυτική Ελλάδα (ΜcKezie 1973, 1978, Jackson et al 1982, Lyon - Caen 1988, Ηatzfeld 1990) όπου επιβεβαιώνονται οι πιο πάνω ομάδες εστιακών μηχανισμών. Το επόμενο βήμα είναι να βρούμε το πεδίο των οριζοντίων αξόνων της τάσης, υποθέτοντας ότι οι Ρ άξονες αντιστοιχούν στους κύριους άξονες συμπίεσης και οι Τ άξονες στους κύριους άξονες του εφελκυσμού.

58 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ 54 Σχήμα 5.12: Χάρτης της παραμόρφωσης στη δυτική πλευρά του Ελληνικού Τόξου. Συμπίεση παρουσιάζεται από την περιοχή της Ελληνικής διαύλου μέχρι την δυτική Πελοπόννησο. Η μετάβαση από τη συμπίεση στον εφελκυσμό είναι απότομη και σε μερικές περιοχές παρατηρούνται οριζόντιες κινήσεις ανάμεσα στα δύο πεδία. Οι τρεις μαυρισμένες περιοχές αντιπροσωπεύουν τις περιοχές με τη μεγαλύτερη σεισμικότητα (Ηαtzfeld 1990).

59 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ ΝΕΑΚ ΖΩΝΕΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΟΤΗΤΑΣ Σύμφωνα με την εφαρμογή του παρόντος Κανονισμού η Χώρα υποδιαιρείται σε τρεις Ζώνες Σεισμικής Επικινδυνότητας Ι, II, III, τα όρια των οποίων καθορίζονται στον Χάρτη Ζωνών Σεισμικής Επικινδυνότητας της Ελλάδος (Σχήμα 5.13). Σχήμα 5.13: Χάρτης Ζωνών Σεισμικής Επικινδυνότητας της Ελλάδος. Με βάση λοιπόν τον χάρτη Ζωνών Σεισμικής Επικινδυνότητας της Ελλάδας του σχήματος 5.13 γίνεται η κατανομή των Νομών και των Δήμων στις ζώνες αυτές. Εστιάζοντας στην περιοχή μελέτης που περιλαμβάνει τους Νομούς της Αιτωλοακαρνανίας και της Φωκίδας δίνεται ο πίνακας κατανομής των δύο Νομών στις ζώνες αυτές.

60 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ 56 Α/Α ΝΟΜΟΥ 1 ΝΟΜΟΣ ΔΗΜΟΙ ΖΩΝΗ ΑΙΤΩΛΟΑΚΑΡΝΑΝΙΑΣ Δ. ΑΓΓΕΛΟΚΑΣΤΡΟΥ II Δ. ΑΓΡΙΝΙΟΥ II Δ. ΑΙΤΩΛΙΚΟΥ II Δ. ΑΜΦΙΛΟΧΙΑΣ II Δ. ΑΝΑΚΤΟΡΙΟΥ II Δ. ΑΝΤΙΡΡΙΟΥ II Δ. ΑΠΟΔΟΤΙΑΣ II Δ. ΑΡΑΚΥΝΘΟΥ II Δ. ΑΣΤΑΚΟΥ II Δ. ΘΕΡΜΟΥ II Δ. ΘΕΣΤΙΕΩΝ II Δ. ΙΕΡΑΣ ΠΟΛΗΣ ΜΕΣΟΛΟΓΓΙΟΥ II Δ. ΙΝΑΧΟΥ II Δ. ΜΑΚΡΥΝΕ1ΑΣ II Δ. ΜΕΔΕΩΝΟΣ II Δ. ΜΕΝΙΔΙΟΥ II Δ. ΝΑΥΠΑΚΤΟΥ II Δ. ΝΕΑΠΟΛΗΣ II Δ. ΟΙΝΙΑΔΩΝ II Δ. ΠΑΝΑΙΤΩΛΙΚΟΥ II Δ. ΠΑΡΑΒΟΛΑΣ II Δ. ΠΑΡΑΚΑΜΠΥΛΙΩΝ II Δ. ΠΛΑΤΑΝΟΥ II Δ. ΠΥΛΛΗΝΗΣ II Δ. ΣΤΡΑΤΟΥ II Δ. ΦΥΤΕΙΩΝ II Δ. ΧΑΛΚΕΙΑΣ II Δ. ΑΛΥΖΙΑΣ III Δ. ΚΕΚΡΟΠΙΑΣ III 2 ΦΩΚΙΔΑΣ ΙΙ ΠΙΝΑΚΑΣ 5.1:Κατανομή των Νομών Αιτωλοακαρνανίας και Φωκίδας στις Ζώνες Σεισμικής Επικινδυνότητας με βάση τον χάρτη του σχήματος 5.13

61 5. ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ 57 ΖΩΝΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΟΤΗΤΑΣ Ι II III α 0,16 0,24 0,36 ΠΙΝΑΚΑΣ 5.2: Σεισμική επιτάχυνση εδάφους : Α=α g (g: επιτάχυνση βαρύτητας) Με βάση λοιπόν την εφαρμογή του παρόντος κανονισμού και σύμφωνα με τους παραπάνω πίνακες η ευρύτερη περιοχή μελέτης που περιλαμβάνει τους δύο Νομούς (Αιτωλοακαρνανίας και Φωκίδας) κατατάσσεται στη Ζώνη ΙΙ της Σεισμικής Επικινδυνότητας. Εξαίρεση αποτελούν μόνο οι Δήμοι της Αλυζίας και της Κεκροπίας που κατατάσσονται στη Ζώνη ΙΙΙ.

62 6.ΥΔΡΟ-ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 58 6.ΥΔΡΟ - ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓIKΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 6.1 ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΗΝ Δ. ΕΛΛΑΔΑ Στη δυτική Ελλάδα έχουμε έντονες βροχοπτώσεις καθώς είναι άμεσα βαλλόμενη από τους δυτικούς βροχοφόρους ανέμους. Το κλίμα της περιοχής είναι εύκρατο με έντονη ανομβρία τους καλοκαιρινούς μήνες και με τις βροχές να πέφτουν σε πολύ μικρές χρονικές περιόδους.. Η θερμοκρασιακή διακύμανση δεν είναι πολύ μεγάλη αλλά ικανή να δημιουργήσει χαλάρωση στους ιστούς των επιφανειακών πετρωμάτων. Τα κυριότερα προβλήματα αστάθειας των σχηματισμών δημιουργούνται από τον συνδυασμό της τεκτονικής καταπόνησης αυτών και των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων, τα οποία δρουν σε αυτά με δύο τρόπους : α) τη διάβρωση των πρανών που δομούνται από υλικά χαμηλής μηχανικής αντοχής και β) τη συγκέντρωση του νερού στις ασυνέχειες με αποτέλεσμα την αυξημένη πίεση των πόρων, τη λίπανση των επιφανειών ασυνέχειας, αλλά και την αύξηση του βάρους των εδαφικών ή και μαλακών βραχωδών σχηματισμών. Παράλληλα η εναλλαγή υγρής και ξηρής περιόδου έχει σαν συνέπεια την περαιτέρω χαλάρωση και αποσάθρωση των πετρωμάτων και τη δημιουργία ασταθών μαζών, λόγω διόγκωσης και συρρίκνωσης των ορυκτολογικών συστατικών αυτών σε επαναλαμβανόμενο ρυθμό ( Ρόζος 1989). Είναι φανερό ότι οι υδρομετεωρολογικές συνθήκες (θερμοκρασία, ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα, υγρασία, χιόνι κ.λ.π.) παρεμβαίνουν στη διαμόρφωση της σχέσης εδάφους θεμελίωσης - κατασκευής. Αυτό εξηγείται ως εξής: Η πορεία των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων στη διάρκεια του έτους είναι ακριβώς αντίθετη από αυτήν της θερμοκρασίας. Έτσι, οι σχηματισμοί (ιδιαίτερα οι αργιλικής ή μαργαϊκής σύστασης ) έχοντας υποστεί έντονη συστολή κατά τους θερινούς μήνες δέχονται κατά τον χειμώνα μεγάλο

63 6.ΥΔΡΟ-ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 59 όγκο ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων, που αποχετεύεται ή διακινείται με υστέρηση. Αποτέλεσμα αυτού είναι στις ασταθείς ζώνες πρανών, να δημιουργούνται επιρρεπείς σε κατολίσθηση ή ολισθαίνουσες μάζες. Το κλίμα στην Δ. Ελλάδα είναι εύκρατο με ξηρό θέρος. Η περιοχή δέχεται μεγάλο ύψος ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων, που κατανέμεται άνισα στις διάφορες εποχές με μέγιστο το Νοέμβριο-Δεκέμβριο και ελάχιστο τον Ιούλιο (μέσο ύψος 927,4 χιλιοστά). Ωστόσο παρατηρείται μια τάση μετατόπισης της υγρής περιόδου προς τους εαρινούς μήνες με συνέπεια την απώλεια του διαθέσιμου νερού της ενεργής κατείσδυσης λόγω εξατμισοδιαπνοής. Ψυχρότερος μήνας είναι ο Ιανουάριος και θερμότερος ο Ιούλιος, ενώ η θερμοκρασία μειώνεται με το υψόμετρο. Οι επικρατούσες διευθύνσεις των ανέμων είναι ΝΔ/κές και τέλος η σχετική υγρασία ακολουθεί την ίδια πορεία με αυτή των βροχοπτώσεων (το ύψος βροχής αυξάνεται με το υψόμετρο) και αντίθετη με αυτή της θερμοκρασίας (Βουδούρης, 1995). Το σχετικά αυξημένο θερμοκρασιακό εύρος, που παρατηρείται όλη την περίοδο του χρόνου, σε συνδυασμό με τη γενικά υψηλή υγρασία (~ 67 %), ευνοούν τη δράση των παραγόντων διάβρωσης και αποσάθρωσης καθώς και τη γρήγορη ανάπτυξη της βλάστησης. Παρακάτω δίνονται τα αντίστοιχα διαγράμματα όσον αφορά την κατανομή των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων στην ευρύτερη περιοχή και τις θερμοκρασιακές της μεταβολές (Διαγράμματα6. 1,2,3,4,5).

64 6.ΥΔΡΟ-ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 60 Διάγραμμα6. 1 : Μεταβολή των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων με τα έτη Διάγραμμα6. 2 : Πορεία της μέσης θερμοκρασίας με τους μήνες, σύμφωνα με το σταθμό των Πατρών

65 6.ΥΔΡΟ-ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 61 Διάγραμμα 6. 3 : Μεταβολή της μέσης μέγιστης και της μέσης ελάχιστης θερμοκρασίας ανά μήνα Διάγραμμα6. 4 : Ύψος βροχής στη περιοχή ανά μήνα

66 6.ΥΔΡΟ-ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 62 Διάγραμμα 6. 5 : Συγκεντρωτικά στοιχεία κατά την πενταετία ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Είναι γνωστό ότι το ύψος των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων είναι μεγαλύτερο στη Δυτική Ελλάδα απ' ότι στην Ανατολική. Από το Ιόνιο.Πέλαγος προς την ενδοχώρα το ύψος των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων αυξάνει. Τα μέγιστα των βροχοπτώσεων και χιονοπτώσεων εντοπίζονται στις ορεινές περιοχές. Σύμφωνα λοιπόν με τα παραπάνω ο Ν. Φωκίδας χαρακτηρίζεται από μεγάλο ύψος ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων. Για την εκτίμηση των κλιματολογικών συνθηκών που επικρατούν στην ευρύτερη περιοχή χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις θερμοκρασίας αέρα από τον μετεωρολογικό σταθμό Λιδορικίου (Ε.Μ.Υ.), καθώς και μετρήσεις ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων από τους μετεωρολογικούς σταθμούς Λιδορικίου, Δάφνου και Πενταγιών (Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε.). Οι παραπάνω σταθμοί επιλέχθηκαν με βάση: την γεωγραφική τους κατανομή, την υψομετρική τους θέση και την επάρκεια στοιχείων.

67 6.ΥΔΡΟ-ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΑΕΡΟΣ Με βάση τις μετρήσεις θερμοκρασίας αέρα για το σταθμό Λιδορικίου η μέση ετήσια θερμοκρασία στην περιοχή είναι 14,38 c (πίνακας 6.1). Το ελάχιστο της θερμοκρασίας παρατηρείται κατά το μήνα Ιανουάριο (5 0 Ο), ενώ το μέγιστο κατά το μήνα Ιούλιο (25 c) (Διάγραμμα 6.6). ΜΗΝΑΣ ΜΕΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ( 0 C ) ΣΤΑΘΜΟΣ ΛΙΔΟΡΙΚΙΟΥ ΜΗΝΑΣ ΜΕΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ( 0 C ) Ιανουάριος 5,00 Ιούλιος 25,00 Φεβρουάριος 5,90 Αύγουστος 24,10 Μάρτιος 9,00 Σεπτέμβριος 20,40 Απρίλιος 12,70 Οκτώβριος 15,00 Μάιος 17,20 Νοέμβριος 9,70 Ιούνιος 22,20 Δεκέμβριος 6,40 Μ.Ο. 14,38 Πίνακας 6.1: Μετρήσεις θερμοκρασίας αέρα Διάγραμμα 6.6: Ιστόγραμμα κατανομής της μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας για το σταθμό Λιδορικίου.

68 6.ΥΔΡΟ-ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΑ ΚΑΤΑΚΡΗΜΝΙΣΜΑΤΑ Τα βροχομετρικά δεδομένα που αναλύονται παρακάτω προέρχονται από τους σταθμούς Λιδορικίου, Δάφνου και Πενταγίων και καλύπτουν την χρονική περίοδο Τα μέσα μηνιαία ύψη βροχοπτώσεων (σε mm) παρουσιάζονται στον πίνακα 6.2και στο Διάγραμμα 6.7. ΣΤΑΘΜΟΣ ΛΙΔΟΡΙΚΙ ΔΑΦΝΟΣ ΠΕΝΤΑΓΙΟΙ ΜΗΝΑΣ ΜΕΣΟ ΥΨΟΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ (mm) Ιανουάριος 128,1 187,3 188,0 Φεβρουάριος 120,2 172,3 189,9 Μάρτιος 83,5 138,0 12,4 Απρίλιος 73,9 99,5 106,2 Μάιος 52,3 70,9 98,7 Ιούνιος 29,0 54,6 37,0 Ιούλιος 2,0,8 73,2 17,3 Αύγουστος 19,1 28,5 21,9 Σεπτέμβριος 34,2 34,0 33,2 Οκτώβριος 90,8 103,4 105,7 Νοέμβριος 165,4 215,9 197,9 Δεκέμβριος 163,6 166,9 221,5 ΕΤΗΣΙΟ 980, , ,7 Πίνακας 6.2:Μέσα μηνιαία ύψη βροχοπτώσεων ( ). Μήνες Διάγραμμα 6.7:Ιστόγραμμα κατανομής μέσου μηνιαίου ύψους βροχόπτωσης.

69 6.ΥΔΡΟ-ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 65 Η μέση ετήσια κατανομή βροχοπτώσεων (σε mm) δίνεται στον παρακάτω πίνακα ΣΤΑΘΜΟΣ ΛΙΔΟΡΙΚΙ ΔΑΦΝΟΣ ΠΕΝΤΑΓΙΟΙ Μ.Ο. ΥΨΟΜΕΤΡΟ (m) ΕΤΟΣ ΜΕΣΟ ΥΨΟΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ ( mm) ,7 718,67 959, , , , , , , , , , , , , , ,35 894, ,3 944, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,4 811, ,6 871, , , , , , , , , , , , , ,6 593,77 840,68 843, ,4 704,25 669,0 742, ,7 881^22.919,15 868, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0 955,61 694,4 780, , ,59 743,4 975, ,3 934,1 572,96 724, ,6 821,6 661,93 707, ,94 959,4 772,1 892,48 Μ.Ο 980, , , ,7 Πίνακας 6.3: Μέση ετήσια κατανομή βροχόπτωσης για τους σταθμούς Λιδορίκι, Δάφνος, Πενταγιοί ( ).

70 6.ΥΔΡΟ-ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 66 Από την επεξεργασία των παραπάνω δεδομένων εξάγονται τα παρακάτω: Για τους σταθμούς Λιδορικίου και Δάφνου ο μήνας Αύγουστος, είναι μήνας με το μικρότερο ύψος βροχής (19,1 mm και 28,5 mm αντίστοιχα). Για το σταθμό Πενταγίων ο μήνας με το μικρότερο ύψος βροχής είναι ο μήνας Ιούλιος (17,3 mm). Οι μήνες με τα μεγαλύτερα ύψη βροχής είναι ο Νοέμβριος, Δεκέμβριος και Ιανουάριος για τους σταθμούς Λιδορικίου, Πενταγιών και Δάφνου αντίστοιχα. Το μέσο ετήσιο ύψος βροχής για τα έτη κυμαίνεται από 980,9 mm έως 1308,6 mm με ελάχιστες τιμές για τους σταθμούς Λιδορικίου (691 mm), Δάφνου (704,25 mm) και Πενταγίων (572,96 mm) για τα υδρολογικά έτη 1989, 1982 και 1991 αντίστοιχα. Παρατηρούνται τέσσερις περίοδοι αυξημένων βροχοπτώσεων: , , , Μετά το 1987 εμφανίζεται μείωση του ύψους βροχής. Τα δύο μεγέθη, της θερμοκρασίας και του ύψους των βροχοπτώσεων, βρίσκονται πάντα σε αρνητική συσχέτιση. Έτσι, οι σχηματισμοί (ιδιαίτερα οι αργιλικής ή ιλυολιθικής σύστασης ενότητες του φλύσχη) κάτω από τη συνδυασμένη διαδοχική επίδραση της θερμικής αποσάθρωσης (θερινή περίοδος) και της μηχανικής διάβρωσης (χειμερινή περίοδος), υφίστανται πρόσθετη χαλάρωση της συνοχής τους και κατ' επέκταση μείωση της αντοχής τους. Ακόμα, σε ακραίες περιπτώσεις, π.χ. στις ασταθείς ζώνες πρανών, είναι δυνατόν να δημιουργούνται επιρρεπείς ζώνες σε κατολισθητικά φαινόμενα. 6.3 ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΚΑΘΕΣΤΩΣ Όπως έχει ήδη αναφερθεί το ανάγλυφο περιοχής έρευνας ελέγχεται από τις δομές της αλπικής πτύχωσης, την επακόλουθη διάρρηξη και τις διαβρωτικές διεργασίες. Έτσι, σχετικά με το υδρεογεωλογικό καθεστώς της θα πρέπει να τονισθεί οτι αυτό καθορίζεται, πέρα από τα υδρομετεωρολογικά

71 6.ΥΔΡΟ-ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 67 στοιχεία, κυρίως από τη λιθολογική σύσταση των γεωλογικών σχηματισμών που δομούν την υπό μελέτη περιοχή, την τεκτονική καταπόνηση αυτών, την κοκκομετρία τους και τον βαθμό διαγένεσής τους. Με βάση τα παραπάνω και αναφορικά με την υδρογεωλογική τους συμπεριφορά, οι γεωλογικοί σχηματισμοί που δομούν την περιοχή έρευνας, διακρίνονται στις ακόλουθες κατηγορίες: Υδροπερατοί σχηματισμοί Στην κατηγορία αυτή κατατάσσονται τα, διαφόρου ηλικίας και φύσεως, ανθρακικά πετρώματα, λόγω της δευτερογενούς περατότητας που προκύπτει από τον κερματισμό της βραχομάζας αλλά κυρίως της καρστικότητας. Υψηλής καρστικότητας σχηματισμοί είναι κυρίως οι Ανωκρητιδικοί ασβεστόλιθοι. Ακόμη, στους μακροπερατούς σχηματισμούς θα πρέπει να ενταχθούν και οι αδρομερείς φάσεις του φλύσχη (ψαμμίτες και εν μέρη κροκαλοπαγή) που θεωρούνται σαν δευτερογενώς περατοί σχηματισμοί κι επομένως η όλη τους συμπεριφορά σαν υδροφορείς εξαρτάται από το μέγεθος εξάπλωσης αυτών αλλά και την πυκνότητα και μέγεθος των τεκτονικών και στρωματογραφικών ασυνεχειών στη μάζα τους. Στην κατηγορία αυτή εντάσσονται ακόμη, λόγω κοκκομετρίας, και ορισμένοι σχηματισμοί του Τεταρτογενούς, όπως τα πλευρικά κορήματα, οι κώνοι κορημάτων, οι Πλειστοκαινικές αποθέσεις, αλλά και του Τριτογενούς όπως τα αδρομερή νεογενή. Ημιπερατοί σχηματισμοί Πρόκειται για σχηματισμούς με μέτρια περατότητα. Σαν τέτοιοι στην περιοχή μελέτης θα πρέπει να θεωρηθούν ορισμένα μέλη του Τεταρτογενούς και του Τριτογενούς, όπως μέλη των λεπτομερών νεογενών (π.χ κροκαλοπαγείς ορίζοντες ή και μαργαϊκοί ασβεστόλιθοι). Αδιαπέρατοι σχηματισμοί Εδώ θα πρέπει να καταταγούν οι λεπτομερείς σχηματισμοί του φλύσχη, δηλαδή οι πρακτικά στεγανοί ιλυόλιθοι και αργιλικοί σχιστόλιθοι. Είναι γνωστό ότι οι αργιλικοί σχιστόλιθοι - ιλυόλιθοι, που χαρακτηρίζονται σαν πρακτικά στεγανοί σχηματισμοί, δεν επιτρέπουν στο νερό να κατεισδύσει, διακινηθεί και αποθηκευθεί στη μάζα τους.

72 6.ΥΔΡΟ-ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 68 Τέλος, οι χαλαροί επιφανειακοί σχηματισμοί, όπως ο μανδύας αποσάθρωσης του φλύσχη, θεωρούνται ημιπερατοί έως τοπικά περατοί και εφόσον έχουν αρκετό πάχος μπορεί να διαμορφώνουν σε περιοχές με ήπια μορφολογία, επιφανειακούς ορίζοντες. Μετά τα παραπάνω γίνεται αντιληπτό ότι πέρα από τους επιφανειακούς ορίζοντες που σχηματίζονται στο μανδύα αποσάθρωσης, στην περίπτωση που οι μορφολογικές συνθήκες είναι σχετικά ήπιες και το πάχος του μανδύα μεγάλο, σημαντική είναι πολλές φορές η παρουσία εγκιβωτισμένων υδροφόρων οριζόντων, αλλά και των γενικότερων τεκτονικών συνθηκών που περιγράφηκαν στα προηγούμενα. Οι ορίζοντες αυτοί, όπου οι γεωμορφολογικές συνθήκες το επιτρέπουν, δίνουν πηγές συνήθως εποχιακές και ποικίλης παροχής. Η ανάπτυξη του είδους της υπόγειας υδροφορίας και κατ' επέκταση της μορφής της πηγής, καθορίζονται από τις ποσότητες κατείσδυσης και τις πιθανές πλευρικές τροφοδοσίες.

73 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 7.1. ΓΕΝΙΚΑ Βράχος (ROCK) είναι το φυσικό στερεό ορυκτό υλικό που εμφανίζεται σε μεγάλες μάζες ή θραύσματα (Α.5.Τ.Μ. D653-87) ή κάθε φυσικά σχηματισμένο συσσωμάτωμα ορυκτού υλικού που εμφανίζεται σε μεγάλες μάζες ή θραύσματα (Ι.5.Κ.Μ., 1981). Σύμφωνα με τους ΤΕRΖΑGΗΙ και ΡΕCΚ(1967) ενώ σαν έδαφος χαρακτηρίζεται ένα φυσικό σύνολο ορυκτών κόκκων που μπορούν να διαχωριστούν με απλά μηχανικά μέσα (π.χ. ανακίνηση μέσα στο νερό), όλα τα υπόλοιπα αποτελούν το βράχο ή πέτρωμα. Τα περισσότερα πετρώματα είναι συσσωματώματα ορυκτών με μορφή κρυστάλλων ή κόκκων που συνδέονται μεταξύ τους με φυσική συγκολλητική ύλη. Τα όρια διαχωρισμού μεταξύ εδάφους - βράχου είναι ασαφή και από μηχανικής πλευράς τοποθετούνται σε τιμές αντοχής σε μοναξονική θλίψη του υλικού της τάξης του 1ΜΡ3. Για το λόγο αυτό, ο χώρος μεταξύ εδάφους - βράχου καλύπτεται από γεωλογικά υλικά «ενδιάμεσης μηχανικής συμπεριφοράς» που τελευταία άρχισαν να μελετώνται συστηματικά και καλούνται σκληρά εδάφη - μαλακοί βράχοι (Ηard. soils Soft rocks). Ο χώρος αυτός καλύπτει γεωλογικά υλικά με τιμές αντοχής σε μοναξονική θλίψη που κυμαίνονται από 0.50 μέχρι 25 ΜΡa(1.S.R.Μ., 1981). Στην Τεχνική Γεωλογία και τη Βραχομηχανική, ο όρος «βράχος» με τη γενικότερη έννοια που αποδόθηκε παραπάνω, διακρίνεται στις παρακάτω κυρίες γεωλογικές δομές οι οποίες και κατά βάση οριοθετούν τη μηχανική συμπεριφορά του: Βραχώδες υλικό (rock material) ή ανέπαφο ή ακέραιο πέτρωμα (intact rock) Είναι ένα συνεχές, πολυκρυσταλλικό ορυκτό στερεό σώμα, που έχει συνήθως μέγεθος πυρήνα γεώτρησης και μπορεί να εξεταστεί

74 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 70 εργαστηριακά. Είναι απαλλαγμένο από ασυνέχειες μεγάλης κλίμακας (διακλάσεις, στρώσεις κ.λπ.) αλλά μπορεί να περιέχει ασυνέχειες μικρής κλίμακας όπως σχιστότητα, φύλλωση κ.λπ. ( DEERE, 1968 ). Συχνά αναφέρεται στη βιβλιογραφία και άρρηκτο πέτρωμα ή άθικτος βράχος. Ασυνέχεια (discontinuity) Είναι κάθε επίπεδο αδυναμίας ή αποχωρισμού του πετρώματος το οποίο παρουσιάζει πολύ μικρή ή μηδενική αντοχή σε εφελκυσμό (π.χ. στρώση, διάκλαση, σχιστότητα, ρήγμα κ.λ.π.). Βραχομάζα (rock mass) Είναι ένα ασυνεχές στερεό μέσο το οποίο αποτελείται από βραχώδες υλικό που διατέμνεται από γεωλογικές ασυνέχειες. Στην πραγματικότητα, η Βραχομάζα αποτελεί τη φυσική κατάσταση ενός πετρώματος, δηλαδή όπως αυτό συναντάται στο ύπαιθρο και σε μεγάλη έκταση. Αυτό που σε τελική ανάλυση κυρίως ενδιαφέρει είναι η Βραχομάζα καθόσον μέσα (π.χ σήραγγα, πρανές) ή πάνω (π.χ θεμελίωση) σε αυτή θα κατασκευαστεί το τεχνικό έργο. Συνεπώς, η μηχανική συμπεριφορά της βραχομάζας είναι το ζητούμενο τελικά και για να εκτιμηθεί θα πρέπει να είναι γνωστή η συμπεριφορά του βραχώδους υλικού (ακέραιου πετρώματος) καθώς επίσης και η επίδραση των ασυνεχειών. Στο Σχήμα 7.1 φαίνεται ενδεικτικά η κλίμακα επίδρασης των γεωλογικών δομών που αναφέρθηκαν παραπάνω (από το ακέραιο πέτρωμα μέχρι τη βραχομάζα) στην κατασκευή ενός υπογείου τεχνικού έργου το οποίο διανοίγεται μέσα σε βραχώδεις σχηματισμούς.

75 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΑΚΕΡΑΙΟΥ ΠΕΤΡΩΜΑΤΟΣ Το κατά πόσο το ακέραιο πέτρωμα ή βραχώδες υλικό (π.χ. ένα δείγμα πετρώματος ή ένας πυρήνας γεώτρησης) μπορεί να θεωρηθεί σαν ιδανικό υλικό, εξαρτάται από τρεις κύριους παράγοντες: την ισοτροπία, την ομοιογένεια και τη συνέχεια του. Σχήμα 7.1: Θεωρητικό διάγραμμα που δείχνει τη μετατροπή από το ακέραιο πέτρωμα στην έντονα διακλασμένη βραχομάζα με την αύξηση του μεγέθους του δείγματος (ΗΟΕΚ and ΒRΟWΝ, 1980). Η ισοτροπία είναι ένα μέτρο των ιδιοτήτων του υλικού κατά διεύθυνση. Επειδή πολλά πετρώματα παρουσιάζουν εκλεκτικό προσανατολισμό των κρυστάλλων τους που έχει σαν αποτέλεσμα το σχηματισμό φύλλωσης, σχιστότητας κ.λπ., αναμένεται να αντιδρούν διαφορετικά σε εξωτερικές τάσεις κατά διαφορετικές διευθύνσεις, οπότε χαρακτηρίζονται σαν ανισότροπα. Η ομοιογένεια είναι ένα μέτρο της φυσικής συνέχειας του υλικού. Έτσι σε ένα ομοιογενές υλικό, τα συστατικά του (κόκκοι, συγκολλητική ύλη) είναι κατανεμημένα κατά τέτοιο τρόπο, ώστε ένα οποιοδήποτε τμήμα του να έχει τις χαρακτηριστικές ιδιότητες του υλικού αυτού. Έτσι, είναι δυνατό να περιγράψουμε ένα λεπτοκρυσταλλικό πέτρωμα σαν σχεδόν ομοιογενές, ενώ αντίθετα ένα αδροκρυσταλλικό, πολύμικτο σαν ανομοιογενές.

76 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 72 Η συνέχεια αναφέρεται στο πλήθος των μικρορωγμών και πόρων που υπάρχουν στο ακέραιο πέτρωμα, που λόγω της πολύ συχνής παρουσίας τους θα μπορούσαν γενικά να χαρακτηριστούν σαν ασυνεχή. Ακόμα και οι μικρότερες δομικές μονάδες (κρύσταλλοι, κόκκοι) δεν μπορούν να θεωρηθούν σαν συνεχή μέσα αφού σε μικροσκοπική κλίμακα εμφανίζουν μικρορωγμές, σχισμό κ.λπ. Με βάση τα παραπάνω, το βραχώδες υλικό σε σπάνιες περιπτώσεις θα μπορούσε να θεωρηθεί σαν ιδανικό υλικό οπότε και να ακολουθεί τους νόμους που διέπουν τα υλικά αυτά (π.χ ελαστικότητα). Επειδή το ακέραιο πέτρωμα είναι φυσικό υλικό, είναι πρακτικά απίθανο να παρουσιάζει την ελεγχόμενη φυσική και μηχανική συμπεριφορά των τεχνικών υλικών. Σαν βραχώδες υλικό ή ακέραιο πέτρωμα μπορεί να χαρακτηριστεί το πέτρωμα που δεν εμφανίζει μεγάλης κλίμακας ασυνέχειες και τέτοια υλικά είναι τα βραχώδη εργαστηριακά δείγματα ή οι πυρήνες των δειγματοληπτικών γεωτρήσεων. Αντίθετα, η μάζα των πετρωμάτων (βραχομάζα) διακόπτεται από τις μακροασυνέχειες (στρώση, διακλάσεις, ρήγματα κ.λπ.) και γενικά θεωρείται σαν ασυνεχές μέσο. Και το ίδιο όμως το ακέραιο πέτρωμα είναι δυνατό να εμφανίζει ανισοτροπία που οφείλεται στις μικρής κλίμακας ασυνέχειες (φύλλωση, σχιστότητα κ.λπ.) που επηρεάζουν σημαντικά τη μηχανική του συμπεριφορά στο εργαστήριο. Η απλή γεωλογική και πετρογραφική περιγραφή του ακέραιου πετρώματος δεν ικανοποιεί τις απαιτήσεις της Τεχνικής Γεωλογίας και της Βραχομηχανικής. Για το σκοπό αυτό είναι απαραίτητος ο προσδιορισμός ενός συνόλου χαρακτηριστικών (ή δεικτών) που δίνουν τις σχετικές και απαραίτητες πληροφορίες για την ταξινόμηση του, όπως: το μέγεθος των κόκκων, η πυκνότητα, το πορώδες, η σκληρότητα, ο βαθμός αποσάθρωσης - εξαλλοίωσης, η αντοχή κ.α. Τα χαρακτηριστικά αυτά εξαρτώνται κυρίως από τις φυσικές ιδιότητες των ορυκτών που συμμετέχουν στη σύσταση του ακέραιου πετρώματος και από το είδος των δεσμών που αναπτύσσονται μεταξύ των ορυκτών αυτών. Έτσι, έχουν προταθεί μερικές ομάδες δεικτών

77 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 73 περιγραφής του ακέραιου πετρώματος που φαίνονται στον Πίνακα 7.1 (GEOLOGICAL SOCIETY ENGINEERING GROUP, 1977). Οι ιδιότητες που περιλαμβάνονται στην ομάδα Ι του παραπάνω πίνακα είναι καθαρά περιγραφικές, της ομάδας II προσδιορίζονται με απλές δοκιμές (στο εργαστήριο ή επί τόπου), απαιτούν μικρή ή καμία προετοιμασία του δείγματος του πετρώματος και έχουν ημιποσοτικό χαρακτήρα, ενώ της ομάδας III μπορούν να προσδιοριστούν άμεσα με εργαστηριακές δοκιμές, είναι ποσοτικές και απαραίτητες στο σχεδιασμό τεχνικών έργων. Πίνακας 7.1: Δείκτες περιγραφής - ταξινόμησης πετρωμάτων για γεωτεχνικούς σκοπούς(geological SOCIETY ENGINEERING GROUP, 1977) Η παράμετρος «αντοχή» αναφέρεται και στις τρεις ομάδες δεικτών του Πίνακα 7.1 καθόσον αυτή μπορεί να εκτιμηθεί με διάφορους τρόπους, τόσο έμμεσα π.χ. με κτυπήματα με το γεωλογικό σφυρί στην ομάδα Ι ( βλέπε Πίνακα 7.5) και με τη δοκιμή σημειακής φόρτισης ή το σφυρί Schmidt στην ομάδα II, όσο και άμεσα με την εκτέλεση της δοκιμής σε ανεμπόδιστη (μοναξονική) θλίψη στο εργαστήριο στην ομάδα III. Ο προσδιορισμός των παραπάνω δεικτών γίνεται με τη βασική γεωλογική και πετρογραφική διερεύνηση καθώς και την εκτέλεση των κλασσικών εργαστηριακών δοκιμών Βραχομηχανικής.

78 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ ΒΑΣ1ΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ - ΠΕΤΡΟΓΡΑΦΙΚΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ Η βασική γεωλογική ερευνά καλείται να δώσει πληροφορίες σχετικά με: α) τον τύπο του πετρώματος (κυρίως ονομασία), β) το χρώμα, γ) το μέγεθος των κόκκων, δ) τη δομή και ιστό και στ) το βαθμό αποσάθρωσης και εξαλλοίωσης. Προς αυτή την κατεύθυνση, πέραν από τις καθαρά γεωλογικές και πετρογραφικές εκτιμήσεις, έχουν τυποποιηθεί ημιποσοτικά μερικοί από τους περιγραφικούς δείκτες που αναφέρθηκαν, όπως φαίνεται στους παρακάτω πίνακες Η ορυκτολογική σύσταση επηρεάζει σημαντικά τη μηχανική συμπεριφορά των πετρωμάτων. Αν και δεν είναι δυνατό να προκύψουν γενικής χρήσης ποσοτικές συσχετίσεις μεταξύ ορυκτολογικής σύστασης και αντοχής για τα πετρώματα, για μερικά είδη πετρωμάτων τέτοιες συσχετίσεις έχουν προσδιοριστεί. Επίσης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 7.2 οι ψαμμίτες που έχουν αργιλικής σύστασης θεμελιώδη μάζα (Α), είναι γενικά μικρότερης αντοχής από αντίστοιχους με ασβεστιτική θεμελιώδη μάζα (Β). Και στις δυο περιπτώσεις, η αντοχή αυξάνεται με την αύξηση του ποσοστού του περιεχόμενου χαλαζία (ΡRICE, 1966). Μεταβολή των μηχανικοί παραμέτρων μπορεί να συμβεί ακόμα και με μικρές αυξομειώσεις της περιεκτικότητας σε ορισμένα ορυκτά, όπως π.χ. η αύξηση της αντοχής του ορυκτού αλατιού με την αύξηση της περιεκτικότητας σε κισερίτη (DREYER,1973). Ο όρος ιστός (fabric) αναφέρεται κυρίως στον προσανατολισμό όλων των συστατικών του πετρώματος στο χώρο καθώς επίσης και στα γεωμετρικά χαρακτηριστικά τους. Με τον όρο αυτό εννοείται πολλές φορές και η υφή (texture) καθώς και η δομή (structure) του πετρώματος σε κλίμακα μεγέθους μερικών εκατοστών. Στον ιστό περιλαμβάνονται κυρίως δομές που συναντώνται συστηματικά στο πέτρωμα, όπως η φύλλωση, η σχιστότητα και η συστηματική εναλλαγή λεπτοστρώσεων (Σχήμα 7.3). Οι δομές αυτές είναι υπεύθυνες στη μεγάλη διακύμανση της αντοχής του ακέραιου πετρώματος

79 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 75 (ανισοτροπία αντοχής). Γενικά, ένα πέτρωμα, από πλευράς ιστού μπορεί να χαρακτηριστεί σαν ομοιογενές ή ετερογενές, ισότροπο ή ανισότροπο. Για παράδειγμα, ένας χαλαζίτης είναι ομοιογενής και ανισότροπος αν αποτελείται ολοκληρωτικά από επιμήκεις κρυστάλλους χαλαζία προσανατολισμένους παράλληλα προς μία διεύθυνση (FRANKLIN and DUSSEAULT, 1989). Σχήμα 7.2: Σχέση μεταξύ ποσοστού χαλαζία και αντοχής σε μοναξονική θλίψη ψαμμιτών (ΡRICE, 1966).

80 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 76 α. Σύνθετη στρώση διαφορετικής δ. Εκλεκτικός προσανατολισμός ορίων λιθολογικής σύστασης. κόκκων, β. Μεταβολή του μεγέθους των κόκκων. ε. Εκλεκτικός προσανατολισμός γ. Πυκνή διάταξη παραλλήλων πλακωδών ορυκτών. μικροασυνεχειών. στ. Συνδυασμός (α+ε) περιπτώσεων. Σχήμα 7.3: Ανάπτυξη διαφόρων τύπων φυλλώδους ιστού (Η0ΒΒS et al., 1976).

81 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ ΦΥΣΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Ο βράχος, όπως και το έδαφος, αποτελείται από τη στερεή ύλη και τα κενά (πόροι), που υπάρχουν μεταξύ των κρυστάλλων των ορυκτών ή του συνδετικού υλικού (συγκολλητική ύλη). Από τα κενά αυτά, ένα μέρος τους μπορεί να περιέχει νερό, ενώ το υπόλοιπο ατμοσφαιρικό αέρα ή διάφορα άλλα αέρια. Στο Σχήμα 7.4 φαίνονται ενδεικτικά οι τρεις φάσεις που αποτελούν το πέτρωμα καθώς και οι συμβολισμοί των όγκων και των μαζών τους αντίστοιχα. Με βάση τους συμβολισμούς αυτούς ορίζονται οι κύριες φυσικές ιδιότητες του ακέραιου πετρώματος οι οποίες και προσδιορίζονται με την εκτέλεση των αντίστοιχων εργαστηριακών δοκιμών που περιγράφονται αναλυτικά στο επόμενο κεφάλαιο. *ρ w : πυκνότητα νερού = 10 KN/m 3 = 1 Mg/m 3 = 1 ton/m 3. Σχήμα 7.4: Διαγραμματική απεικόνιση των τριών φάσεων του βραχώδους υλικού ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΗ ΥΓΡΑΣΙΑ (WATER CONTENT) Αντιπροσωπεύει τη μάζα του νερού που περιέχεται στο πέτρωμα (δηλαδή στα κενά) και εκφράζεται σαν εκατοστιαία αναλογία της μάζας του δείγματος σε ξηρή κατάσταση. Η περιεχόμενη υγρασία, w (%), υπολογίζεται από τη σχέση: Περιεχόμενη υγρασία (%) =Μάζα νερού(m w )/ Μάζα στερεών (M s ) 100

82 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 78 Στην περίπτωση που το πέτρωμα βρίσκεται στη φυσική του κατάσταση εισάγεται ο όρος φυσική υγρασία. Επειδή συνήθως όλοι οι πόροι του ακέραιου πετρώματος δεν είναι γεμάτοι νερό, είναι πολλές φορές ανάγκη να υπολογιστεί ο βαθμός κορεσμού, δηλαδή ο λόγος του όγκου του περιεχομένου νερού προς τον όγκο των πόρων του πετρώματος (S=V W /V U ). Γενικά, τα κρυσταλλικά πετρώματα έχουν ελάχιστες τιμές φυσικής υγρασίας (μέχρι 1%), ενώ τα αργιλικής σύστασης (μαργόλιθοι, ιλυόλιθοι, μαργαϊκοί ασβεστόλιθοι κ.λπ.) μέχρι και 30%. Αύξηση της περιεχόμενης υγρασίας προκαλεί μείωση της μηχανικής αντοχής των πετρωμάτων ΠΟΡΩΔΕΣ (POROSITY) ΚΑΙ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ (DENSITY) Το πορώδες (n), είναι ο λόγος του όγκου των κενών (δηλαδή πόρων, μικρορωγμών κ.λπ.) προς το συνολικό όγκο του πετρώματος εκφρασμένος (%). Πορώδες, n = V u / V t 100 (%) Η πυκνότητα, ρ, ορίζεται σαν ο λόγος της συνολικής μάζας προς το συνολικό όγκο του πετρώματος και παρουσιάζει δύο θεωρητικά ακραίες περιπτώσεις: την κορεσμένη πυκνότητα (ρ sat ) που είναι ο λόγος της μάζας του κορεσμένου πετρώματος προς το συνολικό του όγκο και εκφράζεται σε Mg/m 3. ρ sat = M s + V u. ρ w / V t τη ξηρή πυκνότητα (ρ d ) που είναι ο λόγος της μάζας του ξηρού πετρώματος προς το συνολικό του όγκο (σε Mg/m 3 ). ρ d = Μ s / V t Το φαινόμενο βάρος (γ b ) έχει πρακτικά παρόμοια σημασία, εκφράζεται σε kn/m 3 και ισχύει: γ b = ρ g.

83 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 79 Το πορώδες και η πυκνότητα εξαρτώνται από τον τρόπο και τις συνθήκες σχηματισμού των πετρωμάτων, καθώς και από τις διεργασίες που επιτελούνται μετά τη γένεση τους (διαγένεση, αποσάθρωση - εξαλλοίωση). Αύξηση της πυκνότητας σημαίνει γενικά μείωση του πορώδους των πετρωμάτων και η σχέση των δύο αυτών φυσικών παραμέτρων είναι γραμμική και αντίστροφη, όπως φαίνεται στο Σχήμα 7.5. Στο σχήμα αυτό αναγράφεται η εμπειρική σχέση που συνδέει τις δύο εξεταζόμενες φυσικές παραμέτρους, καθώς επίσης και ο συντελεστής συσχέτισης (r) και το πλήθος των σημείων του στατιστικού δείγματος (n). Τόσο η πυκνότητα όσο και το πορώδες, επηρεάζουν άμεσα τα μηχανικά χαρακτηριστικά των πετρωμάτων. Παρατηρείται αύξηση των παραμέτρων αντοχής του ακέραιου πετρώματος όταν αυξάνεται η πυκνότητα του. Στο Σχήμα 7.6 φαίνεται η σχέση αντοχής σε μοναξονική θλίψη (σ c ) και ξηρής πυκνότητας (ρ d ) για ασβεστολιθικά πετρώματα του Ελληνικού χώρου (KOUKIS et al., 1998). Επίσης αύξηση του πορώδους επιφέρει μείωση της αντοχής του ακέραιου πετρώματος. Για γρήγορη και απλή εκτίμηση του ποσοστού των κενών στο βραχώδες υλικό χρησιμοποιείται ο δείκτης κενών, Ι ν (void index) που ορίζεται σαν ο λόγος της μάζας του νερού που περιέχεται στο πέτρωμα μετά από διαβροχή χρονικής διάρκειας μιας ώρας προς την αρχική του ξηρή μάζα, εκφρασμένος (%)Συσχετίζεται με το πορώδες, καθώς επίσης και με άλλα χαρακτηριστικά του πετρώματος όπως ο βαθμός αποσάθρωσης ή εξαλλοίωσης.

84 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 80 Σχήμα 7.5: Σχέση πορώδους (n) και πυκνότητας (ρ d ) για διάφοραa πετρώματα (στοιχεία από ΚΕΔΕ). Σχήμα7.6: Σχέση αντοχής σε μοναξονική θλίψη (σ c ) με ξηρή πυκνότητα (ρ d ) για ασβεστολιθικά πετρώματα του Ελληνικού χώρου (ΚΟίΙΚΙ5 et al., 1998).

85 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΔΙΑΔΟΣΗΣ ΥΠΕΡΗΧΩΝ ( SOUND VELOCITY ) Όταν τα ηχητικά κύματα διέρχονται διαμέσου ενός υλικού υφίστανται ελάττωση της έντασης τους, καθόσον μέρος της ενέργειας τους μετατρέπεται σε άλλη μορφή ενέργειας. Έτσι, κύμα με ένταση J ο, διερχόμενο διαμέσου υλικού πάχους l, εξέρχεται με μειωμένη ένταση J που δίνεται από την σχέση: J=J ο e -μl, δηλαδή η ένταση του κύματος ελαττώνεται εκθετικά με το πάχος (l) του υλικού. Ο συντελεστής μ καλείται συντελεστής εξασθένησης και εξαρτάται από το είδος του υλικού και τη συχνότητα του κύματος. Θεωρητικά η ταχύτητα των κυμάτων που διέρχονται από το ακέραιο πέτρωμα εξαρτάται από τις ελαστικές παραμέτρους του πετρώματος, την πυκνότητα του και το πορώδες. Η ύπαρξη πόρων, μικρορωγμών και άλλων ασυνεχειών μικρής κλίμακας επηρεάζουν σημαντικά την ταχύτητα των κυμάτων. Η μέτρηση της ταχύτητας των ηχητικών κυμάτων δια μέσου του ακέραιου πετρώματος πραγματοποιείται με μία απλή μεθοδολογία που προβλέπει στο ένα άκρο ενός πυρήνα του ακέραιου πετρώματος την τοποθέτηση πιεζοηλεκτρικού κρυστάλλου που δημιουργεί τα ηχητικά κύματα, τα οποία λαμβάνονται από το άλλο άκρο με δέκτη και μετριέται έτσι άμεσα ο χρόνος διαδρομής των κυμάτων Ρ και S που διατρέχουν τον πυρήνα. Με τον προσδιορισμό των ταχυτήτων Vs και Vp μπορούν στη συνέχεια να υπολογιστούν τα δυναμικά μέτρα διάτμησης (G) και ελαστικότητας (Ε) καθώς επίσης και ο λόγος του Ροisson (ν), σύμφωνα με τις παρακάτω σχέσεις οι οποίες εξάγονται από τη θεωρία της ελαστικότητας ομογενών και ισότροπων στερεών υλικών: 2 G 0 = ρ V S E 0 = V 2 S (3 V 2 P 4V 2 S ) / (V 2 P - V 2 S ) V= (V 2 P - V 2 S )/ 2 (V 2 P - V 2 S ) "Οπου, ρ: πυκνότητα του βραχώδους υλικού (=γ b /g)

86 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 82 V p : ταχύτητα διαμηκών κυμάτων V s : ταχύτητα διατμητικών κυμάτων G: δυναμικό μέτρο διάτμησης ν: λόγος Poisson Ε: δυναμικό μέτρο ελαστικότητας (ή E D ) Το δυναμικό μέτρο ελαστικότητας (E D ), που υπολογίζεται από την παραπάνω σχέση, διαφέρει από το στατικό μέτρο ελαστικότητας (E ST ) του ακέραιου πετρώματος, που υπολογίζεται από τις καμπύλες τάσεων-αξονικών παραμορφώσεων κατά την εκτέλεση της δοκιμής σε μοναξονική θλίψη με παράλληλη μέτρηση των αξονικών παραμορφώσεων Γενικά ισχύει: E D = Κ. E ST όπου Κ: συντελεστής που συνήθως κυμαίνεται από 1 μέχρι 3. Η ταχύτητα V p συνδέεται με την V s σύμφωνα με τη σχέση V p 1,7 V s και στο σχήμα 7.7 φαίνεται μια τέτοια συσχέτιση για διάφορα πετρώματα του Ελληνικού χώρου. Παρόμοιες σχέσεις έχουν εκτιμηθεί για τον Αθηναϊκό σχιστόλιθο, V p = 1.5V, (MARINOS et al., 1994) και για μαργόλιθουςμαργαϊκούς ασβεστόλιθους, V p = 1.6V S (SABATAKAKIS et al., 1993). Σχήμα 7.7:Σχέση ταχυτήτων Ρ και S κυμάτων οπό δοκιμές υπερήχων γιά διάφορα πετρώματα του Ελληνικού χώρου (στοιχεία από ΚΕΔΕ).

87 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 83 Στα Σχήματα 7.8 και 7.9 φαίνεται ότι η αύξηση της πυκνότητας του ακέραιου πετρώματος προκαλεί αύξηση των ταχυτήτων των S και Ρ κυμάτων, ενώ αντίθετα η αύξηση του πορώδους επιφέρει τη μείωση τους. Διακυμάνσεις των τιμών των V P και V s (σε m/sec) για μερικές κατηγορίες πετρωμάτων του Ελληνικού χώρου, δίνονται παρακάτω (πίνακας 7.2,στοιχεία από ΚΕΔΕ): ΠΙΝΑΚΑΣ 7.2: Διακυμάνσεις των τιμών των V P και V s (σε m/sec) για μερικές κατηγορίες πετρωμάτων Σχήμα 7.8: Σχέση ξηρής πυκνότητας (ρd) και ταχυτήτων υπερήχων για ασβεστολιθικά πετρώματα του Ελληνικού χώρου (KOUKIS et al, 1998).

88 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 84 Σχήμα 7.9: Σχέση πορώδους (n) και ταχυτήτων υπερήχων για διάφορα πετρώματα του Ελληνικού χώρου (στοιχεία από ΚΕΔΕ) ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑ (HARDNESS) Η σκληρότητα των ορυκτών ως γνωστόν, καθορίζεται από την αντίσταση που αυτά παρουσιάζουν κατά τη χάραξη τους και εμπειρικά εκτιμάται με την κλίμακα Mohs, η οποία αποτελεί μία δεκαβάθμια κλίμακα που αντιπροσωπεύεται από δέκα τυπικά ορυκτά αυξανόμενης σκληρότητας, από No 1 (Τάλκης) μέχρι No 10 (διαμάντι). Στο ακέραιο πέτρωμα όμως, το οποίο αποτελείται από διάφορα ορυκτά διαφορετικής σκληρότητας κατά Mohs, η κλίμακα αυτή δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί και εφαρμόζονται άλλες μέθοδοι με πιο σημαντική τη δοκιμή με το σφυρί αναπήδησης Schmidt τύπου L (Schmidt rebound hammer) αλλά και άλλες λιγότερο εύχρηστες (π.χ. σκληρόμετρο Shore). Το σφυρί Schmidt τύπου L, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί το ίδιο καλά στο εργαστήριο και στην ύπαιθρο, είναι εφοδιασμένο με τυποποιημένη κλίμακα ενδείξεων των "τιμών αναπήδησης" που αντιστοιχούν στη σκληρότητα του πετρώματος (SHV Schmidt Hammer Values) Με την εκτίμηση της σκληρότητας είναι δυνατός ο έμμεσος

89 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 85 προσδιορισμός της μηχανικής αντοχής του ακέραιου πετρώματος σε ανεμπόδιστη θλίψη, με τη χρήση του νομογράμματος που φαίνεται στο Σχήμα 7.10, στο οποίο συσχετίζεται η σκληρότητα (SHV) με την αντοχή και την πυκνότητα του πετρώματος σε ξηρή κατάσταση (ρ d ) Στο διάγραμμα αυτό δίνεται σαν παράδειγμα εφαρμογής η εκτίμηση της αντοχής σε μοναξονική θλίψη (σ c ) ακέραιου πετρώματος που παρουσιάζει σκληρότητα (SHV): 46 και ξηρή πυκνότητα (ρ d ): 27 kn/m 3. Η εκτιμούμενη τιμή αντοχής είναι περίπου 120 MPa με διασπορά ±50 MPa περίπου. Σχήμα 7.10: Σχέση αντοχής σε μοναξονική θλίψη με τη σκληρότητα Schmidt.

90 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 86 Γενικά η σκληρότητα του ακέραιου πετρώματος εξαρτάται από το είδος και την αναλογία των ορυκτών που το συνιστούν, το είδος και την αντοχή των δεσμών που υπάρχουν μεταξύ των ορυκτών αυτών, αλλά και της συγκολλητικής ύλης. Αύξηση της πυκνότητας του ακέραιου πετρώματος έχει σαν αποτέλεσμα την αύξηση της σκληρότητας του (Σχήμα 7.11). Επίσης, η σκληρότητα μεταβάλλεται ανάλογα με την ταχύτητα διάδοσης των κυμάτων Ρ και S στο βραχώδες υλικό (Σχήμα 7.12). Σχήμα 7.11: Σχέση ξηρής πυκνότητας (ρ d ) και σκληρότητας (SHV) για ασβεστολιθικά πετρώματα του Ελληνικού χώρου (KOUKIS et al., 1998). Σχήμα 7.12: Σχέση ταχυτήτων υπερήχων (V P και V s ) και σκληρότητας (SHV) για ασβεστολιθικά πετρώματα (KOUKIS et al., 1998).

91 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 87 Στον Πίνακα 7.3 δίνεται η ταξινόμηση του βραχώδους υλικού ανάλογα με τη σκληρότητα του. Πίνακας 7.3:Ταξινόμηση του ακέραιου πετρώματος ανάλογα με τη σκληρότητά του Μερικές ενδεικτικές τιμές σκληρότητας από πετρώματα του Ελληνικού χώρου δίνονται στον Πίνακα 7.4, όπου σημειώνεται επίσης η άμεση αντοχή τους (από δοκιμές σε μοναξονική θλίψη) και η έμμεση αντοχή τους από τη σκληρότητα και την πυκνότητα με βάση το διάγραμμα του Σχήματος 7.10 (ΤΣΙΑΜΠΑΟΣ και ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ, 1982). Πίνακας 7.4: Σύγκριση αποτελεσμάτων εργαστηριακών δοκιμών αντοχής σε μοναξονική θλίψη (άμεσος προσδιορισμός) και τιμών αντοχής που έχουν προσδιοριστεί με βάση την σκληρότητα (έμμεσος προσδιορισμός) για διάφορα πετρώματα του Ελληνικού χώρου (ΤΣΙΑΜΠΑΟΣ και ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ, 1982). Εύρος τιμών σκληρότητας διαφόρων πετρωμάτων του Ελληνικού χώρου δίνεται μαζί με άλλες παραμέτρους στον Πίνακα 7.5.

92 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΑΝΤΟΧΗ (STRENGTH) Η αντοχή είναι πολύ βασική μηχανική παράμετρος του ακέραιου πετρώματος και αντιπροσωπεύει το μέγεθος της εφαρμοζόμενης σε αυτό τάσης, ώστε να σημειωθεί θραύση (failure) αυτού. Η εφαρμοζόμενη τάση μπορεί να είναι θλιπτική (compressive), διατμητική (shear) ή εφελκυστική (tensile), οπότε σημειώνονται και οι αντίστοιχες αντοχές. Από αυτές, η θλιπτική αντοχή είναι η πλέον σημαντική και μπορεί να εκτιμηθεί άμεσα ή έμμεσα με τη χρήση διαφόρων εργαστηριακών δοκιμών. Ο προσδιορισμός της θλιπτικής αντοχής του ακέραιου πετρώματος γίνεται στο εργαστήριο άμεσα με τη δοκιμή σε μοναξονική (ανεμπόδιστη) θλίψη και έμμεσα στο εργαστήριο ή στο ύπαιθρο με τη δοκιμή σε σημειακή φόρτιση όπου υπολογίζεται ο δείκτης σημειακής φόρτισης (I s(50) ) ή με τη χρήση του σφυριού Schmidt-L, όπως αναφέρθηκε προηγούμενα στη σκληρότητα. Η αντοχή σε μοναξονική θλίψη του βραχώδους υλικού εξαρτάται από διάφορους παράγοντες που κυρίως έχουν σχέση με (HAWKES and MELLOR, 1970): 1. Το υλικό του πετρώματος δηλαδή την ορυκτολογική σύσταση, το μέγεθος των κόκκων, την ανισοτροπία μικρής κλίμακας (π.χ. σχιστότητα) κ.λπ. 2. Την περιεχόμενη υγρασία του 3. Τις συνθήκες εκτέλεσης της δοκιμής και τη διαμόρφωση των δειγμάτων (δηλαδή λόγος μήκους - διαμέτρου του δοκιμίου, ρυθμός φόρτισης, παραλληλία βάσεων δοκιμίου κ.λπ.). Η ταξινόμηση του βραχώδους υλικού σύμφωνα με την αντοχή του σε ανεμπόδιστη (μοναξονική) θλίψη δίνεται στον Πίνακα 7.5.

93 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 89 Πίνακας 7.5: Ταξινόμηση βραχώδους υλικού με βάση την αντοχή του σε μοναξονική θλίψη (I.S.R.M., 1981). Από συσχετίσεις αποτελεσμάτων αντοχής σε μοναξονική θλίψη (σ c ) με άλλες παραμέτρους του βραχώδους υλικού φαίνεται ότι: Αύξηση της πυκνότητας σημαίνει αύξηση της αντοχής (Σχήμα 7.6) Αύξηση του πορώδους σημαίνει μείωση της αντοχής (Σχήμα 7.13) Αύξηση της περιεχόμενης υγρασίας προκαλεί μείωση της αντοχής. Δοκίμια ακέραιου πετρώματος που έχουν ξηρανθεί παρουσιάζουν μεγαλύτερη αντοχή από αυτά που έχουν κάποια περιεχόμενη υγρασία. Η εφελκυστική αντοχή (σ t )των πετρωμάτων είναι από τις λιγότερο συχνά προσδιοριζόμενες μηχανικές ιδιότητες των πετρωμάτων αφού στις εφαρμογές χρησιμοποιείται συνήθως η αντοχή σε μοναξονική θλίψη. Είναι

94 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 90 γενικά μικρότερη της αντοχής σε μοναξονική θλίψη και εκτιμάται ότι η εφελκυστική αντοχή ενός πετρώματος αποτελεί το 5-10% της αντοχής του σε μοναξονική θλίψη (HENDRON, 1982). Εύρος τιμών αντοχής σε μοναξονική θλίψη (σ c ), αντοχής σε σημειακή φόρτιση (Is(so)) καθώς επίσης και σε εφελκυσμό (με δοκιμές έμμεσου εφελκυσμού Brazilian) δίνονται στον Πίνακα 7.6. Σχήμα 7.13: Μεταβολή της αντοχής σε μοναξονική θλίψη (o c ) με το πορώδες (π) του ακέραιου πετρώματος (στοιχεία από ΚΕΔΕ). Η μηχανική αντοχή που αναφέρεται σε μοναξονικές συνθήκες, δηλαδή επίδραση μόνο αξονικής τάσης (σ 1 ) χωρίς την ύπαρξη πλευρικών (σ 2 και σ 3 ) στο πέτρωμα, στις πραγματικές συνθήκες είναι πολύ δύσκολη περίπτωση να συμβεί. Και αυτό διότι το βραχώδες υλικό υποβάλλεται σε πλευρικές τάσεις οι οποίες βέβαια θεωρούνται συνήθως ίσες μεταξύ τους και θεωρητικά αντικαθίστανται από μία ομοιόμορφα πλευρικά εξασκούμενη (σ 3 ). Οι συνθήκες αυτές προσομοιάζονται με την εκτέλεση κλασσικών τριαξονικών δοκιμών στο ακέραιο πέτρωμα, όπου με την εφαρμογή του κριτηρίου θραύσης Mohr-Coulomb (όπως και στα εδάφη) εκτιμώνται οι παράμετροι διατμητικής αντοχής του βραχώδους υλικού (δηλαδή η συνοχή και η γωνία εσωτερικής τριβής). Αυξανόμενης της πλευρικής πίεσης (σ 3 ) αυξάνεται και η μηχανική αντοχή του βραχώδους υλικού. Στο Σχήμα 7.14 φαίνεται η σχέση των κυρίων τάσεων (σ 1 και σ 3 ) για τη θραύση βραχώδους υλικού ασβεστόλιθων.

95 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 91 Σχήμα 7.14: Σχέση κυρίων τάσεων (σ 1, και σ 3 ) κατά τη θραύση σε ασβεστολιθικά πετρώματα του Ελληνικού χώρου (KOUKIS et al., 1998). Πίνακας 7.6: Εύρος τιμών παραμέτρων αντοχής από πετρώματα του Ελληνικού χώρου (στοιχεία από αρχείο ΚΕΔΕ).

96 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ ΤΥΠΟΙ ΘΡΑΥΣΗΣ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ - ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΘΡΑΥΣΗΣ Κατά τη θραύση των ψαθυρών πετρωμάτων (αυτά που παρουσιάζουν συνολικές παραμορφώσεις πριν τη θραύση <3%) παρατηρούνται οι εξής τύποι θραύσης: a) Η θραύση σε διάτμηση (shear fracture), κατά την οποία συμβαίνει θραύση του δοκιμίου του πετρώματος κατά μήκος ενός επιπέδου κεκλιμένου ως προς τον άξονα της μέγιστης κύριας τάσης, με γωνία μικρότερη των 45 και σχετική μετακίνηση πάνω στο επίπεδο αυτό (Σχήμα 7.15α,γ).Ο συγκεκριμένος τύπος θραύσης παρατηρείται στην τριαξονική δοκιμή εφελκυσμού ή θλίψης με μέτρια ή μεγάλη πλευρική πίεση. b) Θραύση με επέκταση (extension fracture) που χαρακτηρίζεται από αποχώρηση κάθετα προς την επιφάνεια θραύσης, που διευθύνεται παράλληλα προς τη μέγιστη κύρια τάση (Σχήμα 7.15β,δ).Αυτός ο τύπος θραύσης παρατηρείται στις δοκιμές μοναξονικού εφελκυσμού ή στην τριαξονική θλίψη, όταν η πλευρική πίεση είναι μεγαλύτερη από την αξονική ή όταν είναι πάρα πολύ μικρή. Σχήμα 7.15: Κύριοι τύποι θραύσης πετρωμάτων: α) Θραύση με διάτμηση σε δοκιμή εφελκυσμού(ελάχιστη κύρια τάση κατακόρυφη, θλιπτική τάση θετική) β) Θραύση με επέκταση σε δοκιμή εφελκυσμού, γ) Θραύση με διάτμηση σε δοκιμή θλίψης(μέγιστη κύρια τάση κατακόρυφη) δ) Θραύση με επέκταση σε δοκιμή θλίψης.

97 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 93 Γενικά, υπάρχει ένας κρίσιμος συνδυασμός των κύριων τάσεων ( σ 1 και σ 3 ) που δρουν στο πέτρωμα ο οποίος μπορεί να προκαλέσει τη θραύση. Ο συνδυασμός αυτός αποτελεί στην ουσία και το κριτήριο θραύσης. Γενικά κριτήριο θραύσης είναι μια αλγεβρική έκφραση των μηχανικών συνθηκών κάτω από τις οποίες ένα υλικό αστοχεί από θραύση ή παραμορφώνεται μέχρι μερικά σαφώς καθορισμένα όρια. Το πιο απλό κριτήριο θραύσης είναι των Mohr-Coulomb, η γραφική απεικόνιση του οποίου είναι η ευθεία που εφάπτεται σε όλους τους κύκλους Mohr (περιβάλλουσα).οι κύκλοι του Mohr αντιπροσωπεύουν κρίσιμους συνδυασμούς των κύριων τάσεων (σι και σ3), ενώ η εξίσωση του κριτηρίου θραύσης Mohr- Coulomb είναι: τ ρ = c i + σ n εφφ όπου: τ ρ : κορυφαία διατμητική αντοχή c i : συνοχή του πετρώματος σ n : εφαρμοζόμενη ορθή τάση φ: γωνία εσωτερικής τριβής του πετρώματος Από πειραματικά αποτελέσματα όμως έχει γίνει σαφές ότι η σχέση των κύριων τάσεων και συγκεκριμένα της διαφορικής τάσης (σ 1 - σ 3 ) και της πλευρικής (σ 3 ) δεν ακολουθεί γραμμική σχέση αλλά αντιπροσωπεύεται από μια καμπύλη γραμμή. Ο ΗΟΕΚ και BROWN (1980) δημοσίευσαν ένα εμπειρικό κριτήριο αντοχής του βραχώδους υλικού που δίνεται από την παρακάτω σχέση: σ 1 '= σ 3 '+σ ci [m i (σ 3 ' / σ ci )+1] 1/2 Όπου: σ 1 ', σ 3 ': η μέγιστη και ελάχιστη ενεργή τάση αντίστοιχα κατά τη θραύση σ ci : η αντοχή σε μοναξονική θλίψη m i : σταθερά του πετρώματος που εξαρτάται από τις ιδιότητες του βραχώδους υλικού Σύμφωνα με την παραπάνω εξίσωση, η σχέση μεταξύ των κύριων τάσεων (σ 1 και σ 3 ), κατά τη θραύση για ένα συγκεκριμένο πέτρωμα

98 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 94 καθορίζεται από δύο κύριους παράγοντες, δηλαδή την αντοχή σε μοναξονική θλίψη (σ ci ) και τη σταθερά m i.o προσδιορισμός των δύο αυτών παραγόντων μπορεί να γίνει από απλή στατιστική ανάλυση αποτελεσμάτων μιας δοκιμής σε τριαξονική φόρτιση σε βραχώδη δοκίμια,όπως θα δούμε και στα επόμενα κεφάλαια για δοκίμια στη περιοχή της μελέτης. Ο ΗΟΕΚ και BROWN (1980) προτείνουν την εκτέλεση τριαξονικής δοκιμής που περιλαμβάνει τουλάχιστον πέντε δοκίμια του πετρώματος με διαφορετικές πλευρικές τάσεις που οι τιμές τους κυμαίνονται 0<σ 3 <0,5σ ci.ta αποτελέσματα της ή των τριαξονικων δοκιμών αναλύονται στατιστικά για τον προσδιορισμό των σ ci και m i Το σημαντικό πλεονέκτημα του παραπάνω κριτηρίου είναι ότι αυτό μπορεί να εφαρμοστεί με πολύ καλή προσέγγιση στη βραχόμαζα με τη μορφή : σ 1 '= σ 3 '+σ c [m b (σ 3 ' / σ c )+S] a Όπου: σ 1 ', σ 3 ': η αξονική και πλευρική ενεργή τάση αντίστοιχα σ c : η ανοχή σε μοναξονική θλίψη του βραχώδους υλικού m b s,a: σταθερές που εξαρτώνται από τις ιδιότητες του βραχώδους υλικού και από χαρακτηριστικά (ασυνέχειες, κερματισμός ) τις βραχομάζας. Η παραπάνω σταθερές (m b s,a) εκτιμώνται με βάση το σύστημα ταξινόμησης RMR (ΗΟΕΚ και BROWN ), υποθέτοντας εντελώς στεγνές συνθήκες στη βραχόμαζα και πολύ ευνοϊκό προσανατολισμό ασυνεχειών 7.7.ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣIΜΟΤΗΤΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ YΛIKOY Για να περιγραφεί η ελαστική συμπεριφορά ενός πετρώματος είναι απαραίτητος ο προσδιορισμός των ελαστικών παραμέτρων του και ειδικότερα του Ε και του ν. Το μέτρο ελαστικότητας (Ε), ορίζεται από το νόμο του ΗΟΟΚΕ σαν ο λόγος της εξασκούμενης αξονικής τάσης προς την αξονική παραμόρφωση και αντιπροσωπεύει τη δυσκαμψία του υλικού ενώ έχει μονάδες τάσης ( MPa ή GPa ).Όσο μεγαλύτερη τιμή έχει το Ε τόσο το βραχώδες υλικό είναι

99 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 95 περισσότερο δύσκαμπτο. Ο λόγος Poisson (ν),ορίζεται σαν ο λόγος της πλευρικής προς την αξονική παραμόρφωση του υλικού και είναι καθαρός αριθμός: ν = - ε πλ / ε αξ. Για γραμμικά ελαστικά υλικά το ν παίρνει τιμές από 0 μέχρι 0,5 και συνήθως θεωρείται ίσο με 0,25.Το αρνητικό πρόσημο δηλώνει ότι με την επίδραση μίας αξονικής τάσης τι υλικό διαστέλλεται πλευρικά και συγχρόνως συστέλλεται αξονικά. Η πιο απλή μέθοδος για τη μελέτη των χαρακτηριστικών παραμόρφωσης ενός πετρώματος, είναι η δοκιμή μοναξονικής θλίψης ενός κυλινδρικού δοκιμίου, που το μήκος του είναι δυο μέχρι τρεις φορές τη διάμετρο του. θεωρείται ίσο με Το αρνητικό πρόσημο δηλώνει ότι με την επίδραση μιας αξονικής τάσης το υλικό διαστέλλεται πλευρικά και συγχρόνως συστέλλεται αξονικά. Η πιο απλή μέθοδος για τη μελέτη των χαρακτηριστικών παραμόρφωσης ενός πετρώματος, είναι η δοκιμή μοναξονικής θλίψης ενός κυλινδρικού δοκιμίου, που το μήκος του είναι δύο Μέχρι τρεις φορές τη διάμετρο του. Για κάθε εφαρμοζόμενη τάση στο δοκίμιο, μετριέται η αξονική και η πλευρική παραμόρφωση του κυρίως με ειδικούς μετρητές παραμορφώσεων (strain gauges) που είναι κολλημένοι στην επιφάνεια του δοκιμίου σε οριζόντια και κατακόρυφη διεύθυνση, οπότε και καταγράφεται το διάγραμμα τάσεων -παραμορφώσεων (αξονικών και πλευρικών). Εναλλακτική και σχετικά ευκολότερη μεθοδολογία μέτρησης των παραμορφώσεων αποτελεί η τοποθέτηση στο δοκίμιο ειδικού δακτυλίου που φέρει ηλεκτρονικά μηκυνσιόμετρα. Για τα ιδανικά ελαστικά υλικά η καμπύλη τάσεων-αξονικών παραμορφώσεων μπορεί να πάρει τις μορφές που φαίνονται στο Σχήμα 7.16 (JAEGER and COOK,1971): 1) Κατά προσέγγιση γραμμική τελειώνοντας απότομα στο σημείο θραύσης F του υλικού, που εκφράζεται με τη σχέση σ = Ε ε όπου η σταθερά Ε είναι το μέτρο ελαστικότητας του Young (Young's modulus) και ε η αξο-

100 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 96 νική παραμόρφωση. Το υλικό αυτό περιγράφεται σαν γραμμικά ελαστικό (linearly elastic). 2) Μη γραμμική της μορφής σ = f(ε). Εδώ δεν υπάρχει ένα σταθερό μέτρο ελαστικότητας, αλλά για κάθε τιμή της τάσης (σ), στο αντίστοιχο σημείο Ρ, η κλίση της εφαπτόμενης PQ της καμπύλης dσ/dε ονομάζεται εφαπτομενικό μέτρο ελαστικότητας (tangent modulus). Η κλίση της χορδής ΟΡ ονομάζεται χορδικό μέτρο ελαστικότητας (secant modulus). Το υλικό αυτό περιγράφεται σαν τελείως ελαστικό (perfectly elastic). Στις δύο παραπάνω μορφές όλες οι παραμορφώσεις είναι ανακτήσιμες και δεν δαπανάται ενέργεια κατά τη διάρκεια ενός κύκλου φόρτισης - αποφόρτισης του δοκιμίου. 3) Μη γραμμική της μορφής σ = f(ε) με τη διαφορά ότι κατά την αποφόρτιση ακολουθείται διαφορετική πορεία, από αυτή στη φόρτιση. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται υστέρηση (hysteresis) και στην περίπτωση αυτή οι παραμορφώσεις είναι ανακτήσιμες αλλά σπαταλάται ενέργεια κατά τη διάρκεια ενός κύκλου φόρτισης - αποφόρτισης του δοκιμίου. Η κλίση της εφαπτομένης PQ' στην καμπύλη αποφόρτισης καλείται μέτρο αποφόρτισης (unloading modulus). Ένα τέτοιο υλικό περιγράφεται απλά σαν ελαστικό. Σχήμα 7.16: Καμπύλες τάσεων παραμορφώσεων για τα ιδανικά ελαστικά υλικά (α): γραμμικά ελαστικά (β): τελείως ελαστικά (γ): ελαστικό με υστέρηση

101 7. ΦΥΣΙΚΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ 97 Τα πετρώματα όμως δεν συμπεριφέρονται ακριβώς όπως παραπάνω. Μερικά από αυτά, κυρίως τα λεπτοκοκκώδη υψηλής αντοχής, συμπεριφέρονται σε μοναξονική θλίψη περίπου σαν ελαστικά υλικά. Τα περισσότερα όμως και κυρίως τα χαμηλότερης αντοχής παρουσιάζουν ταυτόχρονα ανακτήσιμες ελαστικές και μη ανακτήσιμες πλαστικές παραμορφώσεις κατά την φόρτιση τους και συμπεριφέρονται σαν μη ελαστικά υλικά.

102 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 8.1. ΓΕΝΙΚΑ Η εκτέλεση των εργαστηριακών δοκιμών Βραχομηχανικής έχει σαν σκοπό : Την απόκτηση της βασικής πληροφόρησης σχετικά με τις φυσικές ιδιότητες και τη μηχανική συμπεριφορά του ακέραιου πετρώματος. Τη γεωτεχνική ταξινόμηση και το χαρακτηρισμό του βραχώδους υλικού (ακέραιου πετρώματος) με βάση τους διάφορους δείκτες ταξινόμησης. Την εκτίμηση των παραμέτρων εκείνων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν άμεσα στο σχεδιασμό των διάφορων τεχνικών έργων στο πέτρωμα. Οι σπουδαιότερες και συχνότερα εκτελούμενες (για το λόγο αυτόν αναφέρονται ως «κλασσικές») εργαστηριακές δοκιμές Βραχομηχανικής φαίνονται στον Πίνακα 8.1. Η παρουσίαση της μεθοδολογίας εκτέλεσης των δοκιμών που ακολουθεί στις επόμενες ενότητες του κεφαλαίου, γίνεται με τρόπο απλό και κατανοητό και σύμφωνα πάντα με τις ισχύουσες προδιαγραφές. Πίνακας 8.1: Σπουδαιότερες και συχνότερα εκτελούμενες κλασσικές εργαστηριακές δοκιμές Βραχομηχανικής.

103 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 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 (Αμερικάνικη Ένωση Δοκιμών και Υλικών), B.S (Βρετανικά Πρότυπα) και οι αντίστοιχες Ελληνικές προδιαγραφές του ΥΠΕΧΩΔΕ (Ε103-84). Ο μηχανολογικός εξοπλισμός που χρησιμοποιείται (συσκευές, πρέσες κ.λπ.) πρέπει να είναι διακριβωμένος (δηλαδή να υπάρχουν πιστοποιητικά ελέγχου καλής λειτουργίας που εκδίδονται σε ετήσια περίπου βάση) και η όλη διαδικασία εκτέλεσης των δοκιμών 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. 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, ISRM1981, 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) (El 03-84, ISRM 1981)

104 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Προσδιορισμός διατμητικής αντοχής ασυνεχειών (1SRM 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 ) Προσδιορισμός ταχύτητας διάδοσης υπερήχων (ISRM 1981, ASTM D ) ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ (ΔΟΚΙΜΙΩΝ) Η δειγματοληψία των πετρωμάτων γίνεται συνήθως με τους παρακάτω τρόπους: 1. Με την εκτέλεση των δειγματοληπτικών γεωτρήσεων, όπου υπάρχει δυνατότητα δειγματοληψίας στο επιθυμητό βάθος (βλέπε Κεφάλαιο 4), και 2. Δειγματοληψία σε επιφανειακές εμφανίσεις πετρώματος. Και στις δυο 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.

105 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 101 Οι θέσεις δειγματοληψίας πρέπει να καθορίζονται μετά από συστηματική μακροσκοπική εξέταση της βραχομάζας. Εντοπίζονται περιοχές όπου παρατηρούνται ορυκτολογικές διαφοροποιήσεις, διαφορές στην φύση του συνδετικού υλικού, διαφορές στο βαθμό αποσάθρωσης ή του χρώματος τον 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.λπ.) 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. 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 εξόρυξη του σε εντατική κατάσταση, και 3. Είναι σχετικά δύσκολο να προσανατολισθεί το δείγμα σε σχέση με τη

106 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 102 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 στην 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 τους (π.χ. θραύση), ενώ στο εργαστήριο προστατεύονται κατάλληλα μέχρι να χρησιμοποιηθούν. Από τα δείγματα αυτά 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 (Φωτ. 8.1).

107 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 103 Φωτο.8.1: Εργαστηριακή καροταρία για τη διαμό- ρφωση κυλινδρικών δοκιμίων πετρώματος. Το βραχώδες δείγμα, πριν τοποθετηθεί στην τράπεζα της εργαστηριακής καροταρίας για τη διάτρηση των δοκιμίων, διαμορφώνεται με τη βοήθεια αδαμαντοτροχσυ σε μικρών διαστάσεων κυβόλιθο (μέχρι 30 cm περίπου πλευρά) 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(φωτ. 8.2) και σε κατάλληλα μήκη, ανάλογα με το είδος της προβλεπόμενης εργαστηριακής δοκιμής (την επιθυμητή σχέση μήκους προς διάμετρο πυρήνα). Φωτο.8.2 : Μηχάνημα κοπής δοκι- μίων με αδαμαντοτροχό.

108 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 104 Ακολουθεί προσεκτική λείανση της κυλινδρικής επιφάνειας, εάν είναι αναγκαία, σε τόρνο και των βάσεων σε ειδικό δίσκο λείανσης (Φωτ. 8.3).Σε ένα ιδανικά διαμορφωμένο δοκίμιο, οι βάσεις πρέπει να είναι τελείως παράλληλες μεταξύ τους και κάθετες προς το μεγάλο άξονα του δοκιμίου. Φώτο 8.3: Δίσκος λείανσης βάσεων κυλινδρικών δοκιμίων πετρώματος. Σημειώνεται τέλος ότι,, κατά τη λήψη των κυλινδρικών δοκιμίων από την εργαστηριακή καροταρία, αντί νερού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ψύξη τον 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. 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. Ανεξάρτητα από τη μεθοδολογία προετοιμασίας των δοκιμίων και την αυστηρή συμμόρφωση προς την πειραματική διαδικασία, η εκτέλεση της ίδιας δοκιμής σε δυο 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:

109 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 105 Τη γεωμετρία του δοκιμίου, που δεν μπορεί να φθάσει 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 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 γιο 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 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).

110 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΟΡΩΔΟΥΣ,ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΛΟΓΟΥ ΚΕΝΩΝ (ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΜΙΚΡΟΜΕΤΡΟΥ ΚΑΙ ΣΥΣΚΕΥΗΣ ΚΕΝΟΥ) Με τη μέθοδο αυτή προσδιορίζονται η πυκνότητα (ή φαινόμενο βάρος), το πορώδες (η) και ο λόγος κενών (e) σε δοκίμια πετρώματος κανονικού γεωμετρικού σχήματος. Επίσης είναι δυνατός ο προσδιορισμός της υγρής πυκνότητας ( ρ sat ) Για την εκτέλεση της δοκιμής απαιτείται ο παρακάτω εξοπλισμός: φούρνος που να 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. Φώτο.8.4: Συσκευή δημιουργίας κενού 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 (V t ) του καθενός σε m 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, σφουγγίζονται με υγρό πανί επιφανειακά, προσεκτικά ώστε να μην απομακρυνθεί κάποιο χαλαρωμένο κομμάτι πετρώματος, ζυγίζονται και υπολογίζεται η υγρή μάζα του καθενός (M sat ). 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 (M s ).

111 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΔΕΙΚΤΗ ΚΕΝΩΝ (VOID INDEX) Η δοκιμή αυτή έχει σαν σκοπό τον προσδιορισμό του δείκτη κενών (Ι ν ), ο οποίος εκτιμάται σαν ποσοστό της μάζας του νερού που περιέχεται σε ένα βραχώδες δοκίμιο μετά από τοποθέτηση του για μια ώρα σ'ε 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 αποσάθρωση του. Η δοκιμή αυτή έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να απαιτεί τον ελάχιστο εξοπλισμό. Για την εκτέλεση της δοκιμής απαιτούνται: φούρνος που να διατηρεί σταθερή θερμοκρασία στους 105 ± 5 C, ξηραντήρας, ζυγός ακριβείας 0.1 gr, στεγανό δοχείο από μη διαβρώσιμο υλικό ικανοποιητικής χωρητικότητας 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. Το 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.

112 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Απομακρύνονται τα τεμάχια 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 (Ι ν ) υπολογίζεται από τη σχέση : Ι ν = Β Α / Α 100 % Ο δείκτης κενών πρέπει να αναφέρεται με ακρίβεια 0.1% 8.5 ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΥΠΕΡΗΧΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΔΙΑΜΕΣΟΥ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ ( ULTRASONIC PULSE METHOD ) Σκοπός της δοκιμής είναι ο προσδιορισμός των ταχυτήτωνv P και V S των κυμάτων (διαμηκών και διατμητικών) των υπερήχων μέσα στο βραχώδες υλικό. Με τον τρόπο αυτό είναι δυνατή η εκτίμηση των δυναμικών παραμέτρων Ε ο, ν και G ο του ακέραιου πετρώματος. Η δοκιμή εκτελείται σε βραχώδη δοκίμια ορθού κυλινδρικού σχήματος με ελάχιστες διαστάσεις, μήκος L=10 cm και διάμετρο D= 8 cm, τη χρήση της ειδικής συσκευής η οποία γενικά περιλαμβάνει (Φωτο.8.5): Φωτ.8.5: Σύστημα συσκευής μέτρησης ταχύτητας υπερήχων.

113 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 109 Σύστημα παραγωγής κυμάτων υπερήχων γνωστής συχνότητας (περίπου 50 Khz) Δυο 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 γράσο κ.λπ.). 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 ακρίβεια τους να είναι ανάλογη. Η περιγραφή που ακολουθεί αναφέρεται σε σχετικά σύγχρονη συσκευή με πολλαπλές δυνατότητες μέτρησης. 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 επιφάνειες τους να είναι σε επαφή και στη σωστή θέση (η έξοδος των Ρ πάνω από την είσοδο των Ρ και το ίδιο και για τα 8) και ενδιάμεσα 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 Ρ 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

114 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 110 κυματομορφή. Όταν ο δρομέας φθάσει στη θέση που η κυματομορφή από ευθεία γραμμή παίρνει τη μορφή ημιτονοειδούς καμπύλης (σημείο καμπής), ρυθμίζεται με το διακόπτη μηδενισμού ώστε ο ψηφιακός πίνακας που δείχνει το χρόνο να έχει την ένδειξη Η ίδια εργασία επαναλαμβάνεται και για τα κύματα 5, αφού πρώτα τοποθετηθεί ο διακόπτης επιλογής στη θέση 5. 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 αντί για φυλλάριο μολύβδου χρησιμοποιείται γράσο και η ρύθμιση γίνεται άμεσα στην οθόνη ψηφιακών ενδείξεων χρόνου (οι συσκευές αυτές δεν διαθέτουν παλμογράφο). Επίσης, σε μερικές συσκευές η ρύθμιση του χρόνου γίνεται με τη χρήση μεταλλικού πρότυπου δοκιμίου γνωστών χρόνων διέλευσης κυμάτων Ρ και S. 2. Τοποθετείται το δοκίμιο του πετρώματος μεταξύ των δύο μετατροπέων, προσέχοντας πάντα το φυλλάριο μολύβδου να μην είναι τσακισμένο και η θέση των μετατροπέων να είναι η σωστή. Τώρα όλο το σύστημα(μετατροπέας, φυλλάριο μολύβδου, δοκίμιο, φυλλάριο μολύβδου, μετατροπέας) τοποθετείται στη συσκευή φόρτισης και επιβάλλεται το φορτίο( Κgf). 3. Ρυθμίζεται ο διακόπτης επιλογής στη θέση Ρ και στον παλμογράφο φαίνεται η κυματομορφή των Ρ κυμάτων. Με το διακόπτη μεγένθυσης γίνεται ρύθμιση της ευκρίνειας της κυματομορφής και περιστρέφοντας το διακόπτη μέτρησης χρόνου γίνεται μέτρηση του χρόνου εισόδου των κυμάτων Ρ στη θέση της πρώτης καμπής της κυματομορφής. Στο σημείο αυτό καταγράφεται ο χρόνος εισόδου (Τ) των διαμηκών κυμάτων Ρ στο ψηφιακό πίνακα του οργάνου σε μ s (Τ Ρ ). 4. Η ίδια εργασία επαναλαμβάνεται και για τον υπολογισμό του χρόνου (Τ) των διατμητικών κυμάτων S (Τ S ) αφού τοποθετηθεί ο διακόπτης επιλογής στη θέση S. 5. Οι τιμές Τ Ρ και Τ S καταχωρούνται στο έντυπο της δοκιμής μαζί με τα

115 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 111 άλλα στοιχεία του δοκιμίου (έργο, γεώτρηση, βάθος, περιγραφή, διαστάσεις, βάρος και διάφορες παρατηρήσεις). Αφού προσδιορίστηκαν οι χρόνοι Τ Ρ και Τ S, μπορούν να υπολογιστούν οι ταχύτητες των επιμηκών V P και εγκαρσίων V S από την παρακάτω σχέση: V (S,P) = L/T (S,P) Όπου: L το μήκος του δοκιμίου σε m και Τ ο χρόνος διέλευσης (Τp και Τ s ) σε sec Από τις ταχύτητες διέλευσης των κυμάτων υπολογίζονται οι ελαστικές δυναμικές παράμετροι δηλαδή το δυναμικό μέτρο ελαστικότητας Ε ο, ο λόγος Ροisson (ν) και το δυναμικό μέτρο διάτμησης G 0, που αντίστοιχα δίνονται από τις παρακάτω σχέσεις: 2 G 0 = p V S E 0 = V 2 S (3 V 2 P 4V 2 S ) / (V 2 P - V 2 S ) V= (V PP2 - V 2 S )/ 2 (V 2 P - V 2 S ) οπού : ρ η πυκνότητα του πετρώματος η οποία συσχετίζεται με το συνολικό φαινόμενο βάρος με βάση τη σχέση: ρ = γ t /g (όπου η επιτάχυνση της βαρύτητας και γ t σε KN/m 3 ) V p, V S η ταχύτητα των κυμάτων Ρ και S αντίστοιχα σε m/sec και Ε ο, G ο σε kρa. Οι τιμές των Ε ο και G ο δίνονται τελικά σε GPa. 8.6.ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΑΝΤΟΧΗΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΣΦΥΡΙΟΥ SCHMIDT (ΤΥΠΟΥ L) Η δοκιμή αυτή έχει σαν σκοπό τον καθορισμό της σκληρότητας δειγμάτων πετρώματος με τη χρήση του σφυριού αναπήδησης Schmidt τύπου L και επίσης είναι δυνατή η εκτίμηση της αντοχής τους σε ανεμπόδιστη θλίψη.

116 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 112 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. Στη Φωτ. 8.6 φαίνεται η εκτέλεση της δοκιμής. Φωτ. 8.6: Εκτέλεση δοκιμής σκληρότητας πετρώ- ματος με το σφυρί Schmidt τύπου L στο εργαστήριο. Το εξεταζόμενο στο εργαστήριο δοκίμιο, πρέπει να είναι ορθού κυλινδρικού σχήματος 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 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 ( σ C ). Η δοκιμή σκληρότητας είναι γενικά αξιόπιστη για πετρώματα που η αντοχή τους σε ανεμπόδιστη θλίψη είναι πάνω από 20 MPa. Tο διάγραμμα υπολογισμού της αντοχής σε ανεμπόδιστη θλίψη με βάση τον μέσο όρο των μετρήσεων της σκληρότητας (SHV) και της πυκνότητας (ρd) καθώς και η ταξινόμηση του ακέραιου πετρώματος με βάση τη σκληρότητά του δίνονται στο προηγούμενο κεφάλαιο.

117 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΔΕΙΚΤΗ ΣΗΜΕΙΑΚΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗΣ (POINT LOAD INDEX ) Η δοκιμή σημειακής φόρτισης είναι μία απλή δοκιμή που έχει σαν σκοπό την ταξινόμηση του ακέραιου πετρώματος από πλευράς αντοχής 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 (φώτο. 8.7) και προσδιορίζεται ο δείκτης σημειακής φόρτισης (Ι s ). Συσκευές σημειακής φόρτισης υπάρχουν δύο κυρίως τύπων και αποτελούνται από ένα μεταλλικό πλαίσιο, δύο μεταλλικές πλάκες που φέρουν κωνικά άκρα 60 με ακτίνα καμπυλότητας 5mm, 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. Φώτο.8.7: Συσκευή σημειακής φόρτισης 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 στην σχήμα 8.1.

118 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 114 Σχήμα 8.1: 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 (ΙSRΜ, 1985). Το δοκίμιο τοποθετείται μεταξύ των κωνικών άκρων, ώστε η φόρτιση να γίνεται στο μέσο μήκος του δοκιμίου και κατά τη διάμετρο 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 Ι s (Ρoint Load Index), που είναι ο λόγος του φορτίου θραύσης (Ρ) προς το τετράγωνο της ισοδύναμης διάστασης (D e ). 2 Ι s = P/ D e όπου: Ρ σε Ν, D e σε mm οπότε και Ι s σε ΜΡΑ. Η ισοδύναμη διάσταση ή διάμετρος (D e ) για διαμετρική δοκιμή είναι ίση με την απόσταση D (διάμετρος του δοκιμίου). Στους άλλους

119 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 115 τύπους δοκιμών η ισοδύναμη διάσταση ϋ 8 δίνεται από τη σχέση: D 2 e = 4DW/π όπου οι διαστάσεις D και W σε mm 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 (Ρ) σε Ν και διάφορες παρατηρήσεις σχετικά με τη θραύση. Ο δείκτης σημειακής φόρτισης Ι s μεταβάλλεται ανάλογα με την ισοδύναμη διάμετρο του δοκιμίου (D e ). Για το λόγο αυτό 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 Ι s(50) καλείται ανηγμένος δείκτης σημειακής φόρτισης και αναφέρεται σε διαμετρική δοκιμή με τυποποιημένη διάμετρο δοκιμίου D = 50mm. Ο δείκτης Ι s(50) υπολογίζεται από τη σχέση: Ι s(50) =F. Ι s Όπου F είναι ένας συντελεστής διόρθωσης που εκτιμάται από τη σχέση: F= (D e /50) O,45 Τελικά, Ι s(50) = (D e /50) O,45 Ι s Ο ανηγμένος δείκτης Ι s(50) εκφράζεται επίσης σε ΜPa. 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 στην σχήμα 8.2. Θα πρέπει να τονισθεί ότι η δοκιμή αυτή, δίνει αξιόπιστα αποτελέσματα για D μεγαλύτερο των 42mm. Γενικά η διαμετρική δοκιμή είναι περισσότερο αξιόπιστη σε σχέση με την αξονική και τη δοκιμή σε ακανόνιστο ή κυβικού σχήματος δείγμα.

120 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 116 Σχήμα 8.2: Τρόποι θραύσης σε έγκυρες και άκυρες δοκιμές σημειακής φόρτισης: (α) Έγκυρες διαμετρικές δοκιμές (β) έγκυρες αξονικές δοκιμές, (γ) έγκυρες δοκιμές σε πρισματικά δοκίμια, (δ) άκυρη διαμετρική δοκιμή, (ε) άκυρη αξονική δοκιμή (ΙSRΜ, 1985). Τα αποτελέσματα της δοκιμής μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ταξινόμηση των πετρωμάτων ως προς την αντοχή τους με βάση τον Πίνακα 8.2. Πιν. 8.2 : Ταξινόμηση ακέραιου πετρώματος με βάση το δείκτη σημειακής φόρτισηςι S(50) (Β1ΕΝΙΑWSΚΙ, 1975). Η αντοχή σε μοναξονική θλίψη (σ c ) συνδέεται με τον ανηγμένο δείκτη σημειακής φόρτισης 1 s(50) με τη σχέση : σ c = Κ Ι s(50)

121 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΕ ΜΟΝΑΞΟΝΙΚΗ (ΑΝΕΜΠΟΔΙΣΤΗ) ΘΛΙΨΗ ΜΕ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΑΙ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟ ΤΟΥ ΜΕΤΡΟΥ ΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ (Ε) ΚΑΙ ΤΟΥ ΛΟΓΟΥ ΡΟISSON (Ν) Η δοκιμή αυτή γίνεται όπως γίνεται και για τον προσδιορισμό της αντοχής σε μοναξονική θλίψη μόνο που κατά τη διάρκεια εκτέλεσης 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 (Εικ. 8.8): Εικ.8.8: Όργανα μέτρησης των παραμορφώσεων: (α) Δακτύλιος με μηκυνσιόμετρα, (β) Ηλεκτρικά μηκυνσιόμετρα (STRAIN GAUGES), (γ) Παραμορφωτικός δακτύλιος με ηλεκτρονικά μηκυνσιόμετρα. Μηχανικά μηκυνσιόμετρα τα οποία προσδένονται κατάλληλα πάνω στο δοκίμιο (με ειδικό δακτύλιο) που έχουν ακρίβεια 0.00mm. Η τοποθέτηση τους γίνεται στο κεντρικό τμήμα του δοκιμίου και σε απόσταση όχι μικρό τερη 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. 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.

122 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 118 Ηλεκτρικά μηκυνσιόμετρα (strain gauges) τα οποία επικολλούνται στο δοκίμιο παράλληλα και κάθετα στον άξονα φόρτισης για τη μέτρηση αξονικών και διαμετρικών παραμορφώσεων αντίστοιχα (εικ.8.9).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). Εικ.8.9:Ηλεκτρικά μηκυνσιόμετρα (strain gauges) Οι μετρήσεις λαμβάνονται κατά τη διάρκεια της φόρτισης του δοκιμίου (εικ.8.10) 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 (ε a ) και πλευρική ή διαμετρική (ε d ) παραμόρφωση(axial and diametric strain) Εικ.8.10:Φόρτιση βραχώδους δοκιμίου που φέρει ηλεκτρονικά μηκυνσιόμετρα προσαρμοσμένα σε παραμορφωτικό δακτύλιο, για τη μέτρηση αξονικών και πλευρικών παραμορσεων.

123 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 119 Η αξονική παραμόρφωση σε κάθε συγκεκριμένη τιμή ορθού φορτίου υπολογίζεται από τη σχέση: ε α = Δl / l 0 όπου: l 0 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: Ε d = Δ d / d 0 όπου: d 0 η αρχική διάμετρος του δοκιμίου και Δ d η μεταβολή της διαμέτρου. Σχεδιάζονται οι καμπύλες τάσεων - παραμορφώσεων και υπολογίζονται το στατικό μέτρο ελαστικότητας (Ε) και ο λόγος Ροisson (ν). Σχήμα 8.3: Διάγραμμα τάσεων παραμορφώσεων (αξονικών και πλευρικών ) από δοκιμή σε ασβεστόλιθο ΕΜΜΕΣΟΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ - ΘΛΙΨΗ ΚΑΤΑ ΓΕΝΕΤΕΙΡΑ (BRAZILIAN TEST) Η δοκιμή αυτή έχει σαν σκοπό τον έμμεσο προσδιορισμό της εφελκυστικής αντοχής (σ t ) 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 μεγαλυτέρου

124 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 120 κόκκου των ορυκτών που συμμετέχουν στη δομή του πετρώματος. Τα άκρα του δοκιμίου είναι επίπεδα και παράλληλα μεταξύ τους. Εκτέλεση Δοκιμής - Υπολογισμοί Το δοκίμιο διαμορφώνεται στις παραπάνω διαστάσεις, ενώ η κυλινδρική επιφάνεια 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. Το δοκίμιο τυλίγεται περιμετρικά με χάρτινη κολλητική ταινία πάχους mm και πλάτους ίσο με το δοκίμιο. Τοποθετείται το δοκίμιο στη μηχανή φόρτισης (πρέσα) (Φωτ. 8.11). 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 επιφάνειες τους δεν θα πρέπει να αποκλίνουν του επιπέδου περισσότερο από mm.to δοκίμιο και οι χαλύβδινες πλάκες, που συνήθως προτείνονται κοίλες, όπως φαίνεται στη Φωτ. 8.12, είναι κεντρωμένα σε σχέση με τον άξονα φόρτισης. Φωτ.8.11: Τοποθέτηση δοκιμίου στη μηχανή φόρτισης (πρέσα) για την εκτέλεση δοκιμής θλίψης κατά γενέτειρα (Brazilian).

125 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 121 Φωτ. 8.12:Κοίλες χαλύβδινες πλάκες με το δοκίμιο κατά την εκτέλεση δοκιμής θλίψης κατά γενέτειρα (Brazilian). Το φορτίο εφαρμόζεται στο δοκίμιο συνεχώς και βαθμιαία με σταθερή ταχύτητα φόρτισης περίπου N/sec, ώστε η θραύση του δοκιμίου να επέλθει σε sec. 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 μανομέτρου σταματά για δευτερόλεπτα). Το μέγιστο φορτίο που επιβλήθηκε στο δοκίμιο αναγράφεται στο ειδικό έντυπο δοκιμής σε Nt. Επίσης παρουσιάζεται το σχέδιο θραύσης του δοκιμίου. Η εφελκυστική αντοχή (σ t ) του δοκιμίου υπολογίζεται από τη σχέση : σ t = 2 Ρ/π DL=0.636Ρ / DL = (MPa) όπου, Ρ: φορτίο σε Ν. D: διάμετρος σε mm L: Ύψος σε mm

126 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΕ ΤΡΙΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ (TRIAXIAL COMPRESSION TEST) Η δοκιμή αυτή δίνει τα απαραίτητα στοιχεία για τον υπολογισμό των παραμέτρων διατμητικής αντοχής του βραχώδους υλικού, δηλαδή της γωνίας εσωτερικής τριβής φ και της (φαινόμενης) συνοχής c των δοκιμίων του πετρώματος. Οι τιμές της αντοχής, όπως προσδιορίζονται με τη μέθοδο αυτή, δίνονται σε τιμές ολικών τάσεων καθόσον δεν προβλέπεται η μέτρηση της πίεσης πόρων. Τα δοκίμια είναι ορθού κυλινδρικού σχήματος με λόγο ύψους (L) προς διάμετρο (D), L/D = 2.0 έως 3.0 και διάμετρο όχι μεγαλύτερη 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 κυλινδρική επιφάνεια (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. Η διάμετρος (D) του δοκιμίου μετριέται με ακρίβεια 0.1 mm με τη λήψη του μέσου όρου δύο μετρήσεων της διαμέτρου σε ορθή γωνία μεταξύ τους, η μία στο μέσον του δοκιμίου καθώς και η άλλη στο άνω και κάτω άκρο αυτού. Ο μέσος όρος των μετρήσεων αυτών χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της εγκάρσιας διατομής του δοκιμίου (Α). Επίσης μετριέται το ύψος (L) του δοκιμίου με ακρίβεια 0.1 mm και το βάρος του (W) με ακρίβεια 0.1 gr, για τον υπολογισμό της πυκνότητας (ρ d ) και τα στοιχεία αυτά αναγράφονται στο δελτίο της δοκιμής. Οι συνθήκες υγρασίας του δοκιμίου κατά τη δοκιμή καλό θα είναι να αντιπροσωπεύουν τις πραγματικές επιτόπου συνθήκες Είναι δυνατόν όμως οι συνθήκες υγρασίας να είναι διαφορετικές ή το δοκίμιο να είναι σε

127 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 123 ξηρή κατάσταση, οπότε οι συνθήκες αυτές θα πρέπει να αναφέρονται στο δελτίο της δοκιμής. Τα δοκίμια που εξετάζονται σε ξηρή κατάσταση τοποθετούνται σε κλίβανο ξήρανσης, θερμοκρασίας 105 ± 5 C για 24 ώρες. Ο αριθμός των δοκιμίων και των τιμών της πλευρικής πίεσης εξαρτάται από το σκοπό για τον οποίο γίνονται οι δοκιμές. Συνιστάται πάντως ο αριθμός των δοκιμίων που εξετάζονται να είναι μεγαλύτερος από πέντε (5). Για την εκτέλεση της δοκιμής απαιτούνται τα παρακάτω (Φωτ. 8.13): Συσκευή αξονικής φόρτισης (πρέσα). Σύστημα εφαρμογής και μέτρησης πλευρικής πίεσης (πρέσα πλευρικής πίεσης,φωτ.8.14). Τριαξονικό κελί υψηλών πιέσεων (Hoek cell) και ελαστικές μεμβράνες(φωτ.8.14). Συσκευή εξαγωγής του δοκιμίου από το τριαξονικό κελί μετά την εκτέλεση της δοκιμής (εξολκέας). Φωτ. 8.13: Πλήρες σύστημα τριαξονικής δοκιμής σε βράχο που αποτελείται από: α) συσκευή αξονικής φόρτισης (πρέσα), β) σύστημα πλευρικής πίεσης, και γ) τριαξονικό κελί υψηλών πιέσεων.

128 8.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ 124 Φώτο.8.14: Σύστημα εφαρμογής και μέτρησης πλευρικής πίεσης (πρέσα πλευρικής πίεσης και τριαξονικό κελί υψηλών πιέσεων. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Η αντοχή του δοκιμίου σε τριαξονική θλίψη (σ 1 )υπολογίζεται σαν ο λόγος του φορτίου θραύσης που επιβλήθηκε στο δοκίμιο προς το εμβαδόν της εγκάρσιας διατομής του, σύμφωνα με τη σχέση : όπου, σ 1 = αντοχή σε τριαξονική θλίψη του δοκιμίου (kpa ή MPa) Ρ = φορτίο θραύσης του δοκιμίου (kn ή ΜΝ ) Α = το εμβαδόν της εγκάρσιας διατομής του δοκιμίου (m 2 ) Οι πλευρικές πιέσεις (σ 3 ) και οι αντίστοιχες αντοχές (σ 1 ) για τα διαφορετικά δοκίμια του ίδιου πετρώματος προβάλλονται σε σύστημα ορθογωνίων αξόνων. Σχεδιάζεται η ευθεία που διέρχεται από αυτά με τη μέθοδο των ελαχίστων τετραγώνων και υπολογίζονται η εφαπτομένη της γωνίας κλίσης (m) και η τιμή (b) που ορίζει η τομή της ευθείας με τον άξονα της αξονικής τάσης (Σχήμα 8.4.). Για τον υπολογισμό (με βάση το κριτήριο θραύσης Mohr-Coulomb) της γωνίας εσωτερικής τριβής φ και της (φαινόμενης) συνοχής c