ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ & ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ & ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ"

Ἀθήνη Ταμτάκος
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ & ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ Διδάσκων: Μπελόκας Γεώργιος Επίκουρος Καθηγητής Δρ Πολιτικός Μηχανικός Ε.Μ.Π. MSc Soil Mechanics Imperial College London Διπλ. Πολιτικός Μηχανικός Ε.Μ.Π. Εξάμηνο 2ο

ΓΕΩΛΟΓΙΑ Διδάσκων: Μπελόκας Γεώργιος Επίκουρος Καθηγητής Δρ Πολιτικός Μηχανικός

2 Περίγραμμα Μαθήματος Ημερομηνία Εβδομάδα Περιγραφή 13 Μαρτίου 1 Εισαγωγή 20 Μαρτίου 2 Σχήμα, μέγεθος, δομή εσωτερικού Γης 27 Μαρτίου 3 Ορυκτά (κατάταξη, πετρογραφία, προέλευση, συμπεριφορά) 3 Απριλίου 4 Ενδογενείς γεωλογικές διεργασίες τεκτονική 10 Απριλίου 17 Απριλίου 24 Απριλίου Πάσχα 5 Ενδογενείς γεωλογικές διεργασίες Ελλάδα σεισμοί 1 Μαΐου Πρωτομαγιά 8 Μαΐου 6 Εξωγενείς γεωλογικές διεργασίες μηχανισμοί 15 Μαΐου 7 Εξωγενείς γεωλογικές διεργασίες μηχανισμοί 22 Μαΐου 8 Έδαφος βραχόμαζα βράχος (τεχνική συμπεριφορά) 29 Μαΐου 9 Γεωλογία και συμπεριφορά τεχνικών έργων 5 Ιουνίου 10 Γεωλογία και συμπεριφορά τεχνικών έργων 12 Ιουνίου 11 Γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά 19 Ιουνίου 12 Γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά

Πρωτομαγιά 8 Μαΐου 6 Εξωγενείς γεωλογικές διεργασίες μηχανισμοί 15 Μαΐου 7 Εξωγενείς γεωλογικές διεργασίες μηχανισμοί 22 Μαΐου 8 Έδαφος βραχόμαζα βράχος (τεχνική συμπεριφορά) 29

4 ΓΕΩΛΟΓΙΑ: η επιστήμη της εξέλιξης της γης (δεν είναι επιστήμη μηχανικού) Κλάδοι Γεωλογίας: Τεχνική Γεωλογία (βασικό αντικείμενο μαθήματος) Τεκτονική Γεωλογία Γεωφυσική Γεωθερμία Σεισμολογία κ.λπ. Η εξέλιξη της γης περιγράφεται από τα γεωλογικά φαινόμενα. Γεωλογικά φαινόμενα: τα φυσικά φαινόμενα που σχετίζονται με τη δομή και τη σύσταση της γής.

5 Παραδείγματα Γεωλογικών φαινομένων: Ορυκτολογικά φαινόμενα (σύσταση πετρωμάτων) Λιθολογικά φαινόμενα (τύποι πετρωμάτων: πυριγενή, ιζηματογενή, μεταμορφωμένα) Ενδογενή φαινόμενα (τεκτονική πλακών, πυριγενής δραστηριότητα, μαγνητικό πεδίο, κ.λπ.) Εξωγενή φαινόμενα (αποσάθρωση, διάβρωση, παγετώνες κ.λπ.) Συζευγμένα ενδογενή εξωγενή φαινόμενα (ορογένεση, υδρογεωλογία υπόγειοι υδροφορείς, κ.λπ.)

πλακών, πυριγενής δραστηριότητα, μαγνητικό πεδίο, κ.λπ.

6 ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΓΕΩΛΟΓΟΣ: Ασχολείται με τον εντοπισμό και την ερμηνεία των γεωλογικών φαινομένων και μηχανισμών που επιδρούν στην ασφάλεια και στη συμπεριφορά των τεχνικών έργων. Συνέργεια με επιστήμη Πολιτικού Μηχανικού Δίνει σημαντικές πληροφορίες που επηρεάζουν τον σχεδιασμό των τεχνικών έργων (επιλογή είδους έργου, θέση έργου, μέθοδοι κατασκευής και λειτουργία συντήρηση) ΠΟΛΙΤΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ: Ασχολείται με τον σχεδιασμό, την ανάλυση, την κατασκευή και τη συντήρηση τεχνικών έργων.

Συνέργεια με επιστήμη Πολιτικού Μηχανικού Δίνει σημαντικές πληροφορίες που επηρεάζουν τον σχεδιασμό των τεχνικών έργων

8 Ιδιαιτερότητα Γεωλογίας: Η μεγάλη κλίμακα χώρου και χρόνου Χρονική κλιμακα γεωλογικών φαινομένων: Η χρονική εξέλιξή τους είναι πολύ μεγάλη και υπερβαίνει τη διάρκεια ζωής όχι μόνο του ανθρώπου αλλά και των τεχνικών έργων (η γη δημιουργήθηκε πριν από 4.5 δισεκατομμύρια χρόνια). Εμείς βλέπουμε το αποτέλεσμα, μια φωτογραφία μιας ολόκληρης διαδικασίας. Για αυτό και οι παρεμβάσεις μας στο περιβάλλον είναι πολύ σημαντικές (μεγάλης έκτασης σε αμελητέο γεωλογικό χρόνο) Χωρική κλιμακα γεωλογικών φαινομένων: Μικροσκοπική έως μεγασκοπική (πλανητικό πεδίο).

5 δισεκατομμύρια χρόνια). Εμείς βλέπουμε το αποτέλεσμα, μια φωτογραφία μιας ολόκληρης διαδικασίας.

9 Χρονική και χωρική κλίμακα: Π.χ. τεκτονική

10 Χρονική κλίμακα: 4.5 δις εκ. χρόνια 2 εκ. χρόνια εμφανίστηκαν τα πρώτα ανθρωποειδή εκ. χρόνια

11 Η συμβολή της Τεχνικής Γεωλογίας στα Έργα Πολιτικού Μηχανικού Βασικές ειδικότητες Πολιτικού Μηχανικού: Δομοστατική: δομικά έργα από οπλισμένο σκυρόδεμα (π.χ. κτηριακά, γέφυρες, αντιστηρίξεις μόνιμη επένδυση σηράγγων), σιδηρές κατασκευές, σύμμικτες κατασκευές κ.λπ. Υδραυλική : ταμιευτήρες (π.χ. φραγμάτων), λιμενικά έργα, παράκτια έργα κ.λπ. Συγκοινωνιακή: έργα οδοποιίας, σιδηροδρομικά έργα, κ.λπ. Γεωτεχνική: συνθήκες θεμελίωσης και αλληλεπίδρασης με έδαφος, επιχώματα, βαθιές εκσκαφές και αντιστηρίξεις, κατολισθήσεις, ευστάθεια πρανών, βελτίωση εδαφών Η μεγαλύτερη αλληλεπίδραση είναι με τη γεωτεχνική μηχανική και αμέσως μετά με την υδραυλική μηχανική

θεμελίωσης και αλληλεπίδρασης με έδαφος, επιχώματα, βαθιές εκσκαφές και αντιστηρίξεις, κατολισθήσεις, ευστάθεια πρανών, βελτίωση εδαφών Η μεγαλύτερη αλληλεπίδραση

12 Θεμελίωση δομικών έργων: Ο Τεχνικός Γεωλόγος απαντά σε ερωτήματα όπως: θεμελίωση σε βράχο ή έδαφος; ποια είναι η έκταση των υλικών; πως εναλλάσσονται οι στρώσεις; ο βράχος είναι αποσαθρωμένος; ο βράχος είναι διακλασμένος; ποια είναι η υδρογεωλογία και πως μεταβάλλεται; υπάρχουν ενεργά ρήγματα; άλλα γεωλογικά φαινόμενα που επηρεάζουν το έργο; Ο Γεωτεχνικός Μηχανικός απαντά σε ερωτήματα όπως: ποια είναι η αντοχή σχεδιασμού όλων των υλικών που φορτίζονται από τη θεμελίωση; ποια είναι η στρωματογραφία σχεδιασμού στην περιοχή θεμελίωσης; ποια είναι η στάθμη του υδροφόρου ορίζοντα σχεδιασμού; ποιες είναι οι σεισμικές δράσεις σχεδιασμού; Γεωλογικό προσομοίωμα Γεωτεχνικό προσομοίωμα

το έργο; Ο Γεωτεχνικός Μηχανικός απαντά σε ερωτήματα όπως: ποια είναι η αντοχή σχεδιασμού όλων των υλικών που φορτίζονται από τη θεμελίωση; ποια είναι η στρωματογραφία

13 Θεμελίωση δομικών έργων: ΓΕΦΥΡΑ ΟΔΟΠΟΙΙΑΣ Θεμελίωση μεσοβάθρων ΣΗΡΑΓΓΑ ΓΕΦΥΡΑ Θεμελίωση μεσόβάθρου Θεμελίωση μεσόβάθρου ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ & ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗΣ

14 Θεμελίωση δομικών έργων: ΓΕΦΥΡΑ ΟΔΟΠΟΙΙΑΣ: Κατολίσθηση Τσακώνας Αρκαδία Εθνική οδός Λασποροή Όρια κατολίσθησης Ρήγμα Μετακίνηση οδοστρώματος μέχρι 100 οριζοντιογραφικά

15 Θεμελίωση δομικών έργων: ΓΕΦΥΡΑ ΟΔΟΠΟΙΙΑΣ: Κατολίσθηση Τσακώνας Αρκαδία Γεωλογικές συνθήκες: όρισαν πιθανές θέσεις βάθρων Γεωτεχνικές συνθήκες: καθόρισαν τον σχεδιασμό της θεμελίωσης Άνοιγμα προς γεφύρωση

όρισαν πιθανές θέσεις βάθρων Γεωτεχνικές συνθήκες:

16 390m 300m 90m

17 Θεμελίωση δομικών έργων: ΓΕΦΥΡΑ ΟΔΟΠΟΙΙΑΣ: Γέφυρα Ρίου Αντιρρίου Μεσόβαθρο Επιφανειακή θεμελίωση επί χαλικώδους στρώσης σε βελτιωμένο έδαφος με πασσάλους 230m 90m 65m χαλικώδης στρώση πάχους 3m μεταλλικοί πάσσαλοι (d=2m, l=25 30m)

στρώσης σε βελτιωμένο έδαφος με πασσάλους 230m 90m 65m

18 Θεμελίωση δομικών έργων: ΓΕΦΥΡΑ ΟΔΟΠΟΙΙΑΣ: Γέφυρα Ρίου Αντιρρίου Συνθήκες θεμελίωσης Ενεργά ρήγματα

19 Θεμελίωση δομικών έργων: ΓΕΦΥΡΑ ΟΔΟΠΟΙΙΑΣ: Μελλοντική γέφυρας Μεσσίνας Θεμελίωση μεσόβάθρου

20 Θεμελιώσεις Θεμελίωση δομικών έργων: Ογκολογικό Νοσοκομείο Αγίων Αναργύρων Επιπρόσθετο ερώτημα προς απάντηση από τον Γεωτεχνικό Μηχανικό απαιτείται αντιστήριξη; Ένα καλό γεωλογικό προσομοίωμα θα δώσει στο μηχανικό μια ακριβή στρωματογραφία που θα εφαρμόσει κατά την ανάλυση και σχεδιασμό του έργου Φωτογραφία: ΕΔΑΦΟΣ ΑΕ

αντιστήριξη; Ένα καλό γεωλογικό προσομοίωμα θα δώσει στο μηχανικό μια ακριβή

21 Δειγματοληπτικές γεωτρήσεις δίνουν πληροφορία για τη σύνταξη του γεωλογικού και του γεωτεχνικού προσομοιώματος. Τεχνικός Γεωλόγος: αναγνωρίζει την προέλευση, είδος και κατάσταση των υλικών, διαχωρίζει τις στρώσεις και προτείνει μια αλληλουχία στρωμάτων. Γεωτεχνικός Μηχανικός: επιλέγει δείγματα εργαστηριακές δοκιμές μηχανικών ιδιοτήτων (π.χ. αντοχή) και προτείνει αλληλουχία στρώσεων ανάλογα με τις μηχανικές ιδιότητες. είγματα γεώτρησης ειγματοληπτική γεώτρηση

22 Δειγματοληπτικές γεωτρήσεις Πολύ αποσαθρωμένος κόκκινος ιλυόλιθος Ψαμμίτης Ψαμμίτης με ιλυολιθικές ενστρώσεις Εναλλαγές ψαμμίτη - ραδιολαρίτη

23 Υδραυλικά έργα Φράγματα : Ο Τεχνικός Γεωλόγος απαντά σε ερωτήματα όπως: είναι «στεγανός» ο ταμιευτήρας; υπάρχουν υλικά το σώμα του φράγματος; ποιες είναι οι γεωλογικές συνθήκες θεμελίωσης του φράγματος; (βράχος ή έδαφος, ποια η διεύθυνση των ασυνεχειών); τα πρανή είναι δυνητικά ασταθή; ΦΡΑΓΜΑ ΕΥΗΝΟΥ Εξεύρεση υλικών σώματος φράγματος Επηρεάζουν τον τύπο του φράγματος (π.χ. βαρύτητας ή τοξωτό), μέχρι και την επιλογή της θέσης του φράγματος Διαφυγές υδάτων;

24 Υδραυλικά έργα Φράγματα : Λιθόρριπτο βαρύτητας

25 Υδραυλικά έργα Φράγματα : Ερμηνεία αστοχιών: Φράγμα St Francis ΗΠΑ

26 Υδραυλικά έργα Φράγματα : Ερμηνεία αστοχιών: Φράγμα βαρύτητας από σκυρόδεμα St Francis ΗΠΑ

27 Υδραυλικά έργα Φράγματα : Ερμηνεία αστοχιών: Φράγμα τοξωτό Malpasset Γαλλία

28 Υδραυλικά έργα Φράγματα : Ερμηνεία αστοχιών: Φράγμα τοξωτό Malpasset Γαλλία

29 Υδραυλικά έργα Φράγματα : Ερμηνεία αστοχιών: Φράγμα τοξωτό Vajont Ιταλία

30 Υδραυλικά έργα Φράγματα : Ερμηνεία αστοχιών: Φράγμα τοξωτό Vajont Ιταλία

31 Υδραυλικά έργα Φράγματα : Ερμηνεία αστοχιών: Φράγμα Πέρδικα Ελλάδα Δεν έφτασε στη μέγιστη στάθμη ταμιευτήρα λόγω καρστικών καταβόθρων

32 Υπόγεια Έργα σήραγγες: Ο Τεχνικός Γεωλόγος απαντά σε ερωτήματα όπως: ποια είναι η στρωματογραφία κατά μήκος της σήραγγας; σε ποια κατάσταση βρίσκεται ο υπό διάτρηση βράχος; υπάρχουν υπόγεια ύδατα; πόσο εύκολα σκάβεται ο βράχος; Υπάρχουν ρήγματα, ασυνέχειες, διακλάσεις; Επηρεάζουν τον γεωτεχνικό σχεδιασμό (μέθοδοι διάνοιξης και υποστήριξης σήραγγας) ΣΤΡΑΓΓΙΣΤΙΚΗ ΣΗΡΑΓΓΑ (πρανή φράγματος Ευήνου) Εισροή υδάτων Μέτωπο εκσκαφής Παρειά εκσκαφής

33 Η γεωτεχνική έρευνα (επί τόπου και εργαστηριακές δοκιμές) δίνει σημειακή πληροφόρηση και για αυτό η γεωτεχνική αξιολόγηση (η οποία έπεται της γεωτεχνικής έρευνας) πρέπει να συνεκτιμά και τα γεωλογικά δεδομένα. Η γεωτεχνική και η γεωλογική έρευνα πρέπει να είναι σχεδιασμένες, ώστε να καλύπτουν τις ανάγκες του έργου (π.χ. εύρος δειγματοληψίας, είδη δοκιμών). Κατά τη γεωτεχνική μελέτη, ο γεωτεχνικός μηχανικός συνεργάζεται με τον τεχνικό γεωλόγο, ώστε να κατανοήσει τις ειδικές γεωλογικές συνθήκες που επηρεάζουν το γεωτεχνικό σχεδιασμό του έργου. Π.χ. Η Γεωλογική μηκοτομή προκύπτει από τα δεδομένα της γεωτεχνικής έρευνας και της γεωλογικής χαρτογράφησης: Εύρος Γ5 Γ6 Γέφυρα Σήραγγα δειγματοληψίας Γ4 Γ7 Επίχωμα Γ1 Γ2 Γ3 Γ8 Κορήματα αλλουβιακές αποθέσεις Κοίτη ποταμού

34 Υπόγεια Έργα σήραγγες: Ο Τεχνικός Γεωλόγος απαντά στα ίδια ερωτήματα για το μέτωπο Επηρεάζουν τον γεωτεχνικό σχεδιασμό (μέθοδοι διάνοιξης και υποστήριξης μετώπου σήραγγας) ΜΕΤΩΠΟ ΣΗΡΑΓΓΑΣ ΟΔΟΠΟΙΙΑΣ (σύνδεση Salerno Reggio)

35 Ευστάθεια πρανών κατολισθήσεις: Κατάσταση πριν την κατολίσθηση Όρυγμα σε φλύσχη Όρυγμα σε κολλούβια Όρυγμα σε ψαμμίτη Επίχωμα επί κολλούβιων Επίχωμα επί ψαμμίτη

36 Ευστάθεια πρανών κατολισθήσεις Κατάσταση μετά την κατολίσθηση Εθνική οδός Λασποροή Όρια κατολίσθησης Ρήγμα Μετακίνηση οδοστρώματος μέχρι 100 οριζοντιογραφικά

37 Τυπική πορεία γεωτεχνικού σχεδιασμού μιας σήραγγας έχοντας δεδομένη τη χάραξη: Γεωτεχνικός Σχεδιασμός Γεωλογική Μελέτη Γεωτεχνική Έρευνα & Αξιολόγηση Γεωτεχνική Μελέτη Στατική Μελέτη Γεωλογικές συνθήκες, γεωλογική μηκοτομή, ταξινόμηση βραχόμαζας, κ.λπ. Μηχανικές ιδιότητες βραχόμαζας, κατηγορίες βραχόμαζας. Η έρευνα είναι στοχευμένη στις ανάγκες του έργου. Ανάλυση και σχεδιασμός: α) υποστήριξη στομίου, β) προσωρινή υποστήριξη παρειών και μετώπου (τυπικές διατομές ανάλογα με την ποιότητα βραχόμαζας), γ) φορτία μόνιμης επένδυσης. Σχεδιασμός μόνιμης επένδυσης

Σχετικά έγγραφα

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΥΠΟΔΟΜΗΣ ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Διδάσκων: Μπελόκας Γεώργιος

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΥΠΟΔΟΜΗΣ ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Διδάσκων: Μπελόκας Γεώργιος Επίκουρος Καθηγητής ΤΕΙ Αθήνας (http://users.teiath.gr/gbelokas/)