Α Ρ Ι Σ Τ Ο Τ Ε Λ Ε Ι Ο Π Α Ν Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ι Ο Θ Ε Σ Σ Α Λ Ο Ν Ι Κ Η Σ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Α Ρ Ι Σ Τ Ο Τ Ε Λ Ε Ι Ο Π Α Ν Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ι Ο Θ Ε Σ Σ Α Λ Ο Ν Ι Κ Η Σ"

Λυσίμαχος Ρέντης
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Α Ρ Ι Σ Τ Ο Τ Ε Λ Ε Ι Ο Π Α Ν Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ι Ο Θ Ε Σ Σ Α Λ Ο Ν Ι Κ Η Σ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΕΞΑΜΗΝΟ: 7 ο ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ: Β. ΧΡΗΣΤΑΡΑΣ, Καθηγητής Β. ΜΑΡΙΝΟΣ, Επ. Καθηγητής 9η ΑΣΚΗΣΗ: ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΦΟΙΤΗΤΗ:..... ΗΜ/ΝΙΑ:. Τίτλος άσκησης: Γεωτεχνική ταξινόμηση RMR και GSI κατά μήκος σήραγγας. Εκτίμηση συγκλίσεων και μέτρων άμεσης υποστήριξης. Σκοπός της άσκησης: Υπολογισμός RMR κατά μήκος σήραγγας. Εκτίμηση μέτρων υποστήριξης από το RMR. Κατασκευή γεωλογικής τομής σήραγγας από επιφανειακές εμφανίσεις-γεωτρήσεις. Εκτίμηση GSI, υπολογισμός συγκλίσεων και καθοδήγηση μέτρων άμεσης υποστήριξης. Άσκηση Α Στην ορεινή περιοχή της τομής μελετάται να διανοιχθεί οδική σήραγγα διαμέτρου 12m. Η διάτρηση θα γίνει και από τα 2 στόμια. Το πέτρωμα σε όλο το μήκος είναι ασβεστόλιθος με μονοκλινή δομή με κλίσεις 20º και διεύθυνση κάθετη στη διάτρηση. Τα στρώματα είναι πάχους 0.70m ενώ απαντώνται και 2 κύριες διακλάσεις και 1 δευτερεύσουσα ανά 0.20m. H ποιότητα των διακλάσεων αλλάζει με το βάθος. Για βάθη μεγαλύτερα των 50m οι ασυνέχειες είναι πολύ τραχείες με σκληρά τοιχώματα χωρίς αποσάθρωση και κλειστές σε βάθος ενώ για βάθη μικρότερα των 50m βάθος το άνοιγμά τους είναι 6mm με αργιλικό υλικό πλήρωσης λόγω αποσυμπίεσης και αποσάθρωσης. Όμοια διαφοροποίηση με το βάθος υπάρχει για τον δείκτη κερματισμού RQD και τις συνθήκες υπογείων νερών. Έτσι, για βάθη μεγαλύτερα των 50m το RQD είναι 95% με παρουσία υγρασίας ενώ για βάθη μικρότερα των 50m το RQD είναι 55% και η βραχόμαζα παρουσιάζει υγρές επιφάνειες. Η αντοχή σε μονοαξονική θλίψη άρρηκτου ασβεστόλιθου είναι 80MPa. Ζητούμενα 1. Να ταξινομήσετε την βραχόμαζα κατά μήκος της σήραγγας με το σύστημα RMR (βλέπε αντίστοιχους πίνακες στην παρουσίαση). Σημείωση 1: Εδώ μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το RMR καθώς η βραχόμαζα είναι καλής έως πολύ καλής ποιότητας γενικά. 2. Να εκτιμήσετε τα μέτρα άμεσης υποστήριξης κατά μήκος της σήραγγας χρησιμοποιώντας τις τιμές RMR και τους αντίστοιχους πίνακες (βλέπε παρουσίαση). Σημείωση 2: Η μέθοδος αυτή, όταν χρησιμοποιείται, χρησιμοποιείται μόνο για καλές έως πολύ καλές βραχόμαζες (RMR>35). Σήμερα, τα μέτρα άμεσης υποστήριξης αναλύονται μέσα από αριθμητικά μοντέλα (με τη χρήση παραμέτρων διατμητικής αντοχής) και όχι μόνο εμπειρικά. Προσοχή: Το σύστημα ταξινόμησης RMR πλέον χρησιμοποιείται κυρίως για την κατάταξη και βαθμονόμηση του υλικού και δεν θα πρέπει να χρησιμοποιείται για την επιλογή μέτρων άμεσης υποστήριξης καθώς αυτά υπολογίζονται αναλυτικά και με αριθμητικές μεθόδους.

2 Άσκηση Β Στη θέση που σας δίνεται (Σχήμα 2) σχεδιάζεται να κατασκευαστεί σιδηροδρομική σήραγγα. Ορισμένοι αλλά βασικοί τεχνικογεωλογικοί προβληματισμοί που τίθενται στο πρώτο στάδιο της μελέτης είναι: i. Γεωλογικό μοντέλο της περιοχής μελέτης. ii. Τεχνικογεωλογικές συνθήκες κατά μήκος του έργου κίνδυνοι αστοχιών. iii. Τύποι βραχόμαζας - Ταξινόμηση βραχόμαζας iv. Θέματα άμεσης υποστήριξης. Η περιοχή γεωλογικά αποτελείται από τα νεώτερα στα παλαιότερα από: Ψαμμίτη (Α), Αργιλικό Σχιστόλιθο (Β) και Λεπτοπλακκώδη Ασβεστόλιθο (Γ). Το πάχος των πετρωμάτων παραμένει σταθερό σε όλη την έκταση της υπο μελέτη περιοχής ενώ η διεύθυνση των στρωμάτων είναι σταθερή. Τα στρώματα είναι επίπεδα και διατηρούν την παραλληλία τους. Επίσης, παρατηρήθηκαν πηγές στην επαφή του λεπτοπλακκώδη ασβεστολίθου και των πρόσφατων εδαφικών σχηματισμών (βλέπε σχήμα). Δίνεται ότι η υδραυλική κλίση του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα είναι 2 0 /00. Για τη βαθμονόμηση της ποιότητας των βραχομαζών με το σύστημα GSI λήφθησαν ως αντιπροσωπευτικές θέσεις οι περιοχές στις φωτογραφίες 1,2,3 για τον ψαμμίτη, λεπτοπλακκώδη ασβεστολίθο και αργιλικό σχιστόλιθο αντίστοιχα. Οι ασυνέχειες και για τα τρία πετρώματα είναι ομαλές και έχουν μέτρια αποσάθρωση. Από την εξέταση των 2 γεωτρήσεων που πραγματοποιήθηκαν, διαπιστώθηκαν τα παρακάτω: Γεώτρηση Γ1 Γ2 Από (Βάθος σε m) Έως (Βάθος σε m) Περιγραφή Ψαμμίτης. Μέτρια κερματισμένος (από τρία συστήματα ασυνεχειών) ενώ οι Aργιλικός σχιστόλιθος. Μέτρια διαταραγμένος με δομή. Aργιλικός σχιστόλιθος. Έντονα διατμημένος-φυλλοποιημένος, χωρίς καμία δομή, κατά τόπου αργιλοποιημένος με θραύσματα ασβεστολίθου Ασβεστόλιθος. Μέτρια κερματισμένος (από τρία συστήματα ασυνεχειών) ενώ οι Ασβεστόλιθος. Μέτρια κερματισμένος (από τρία συστήματα ασυνεχειών) ενώ οι Ασβεστόλιθος. Κατακερματισμένος (κατακλαστίτης) χωρίς δομή με RQD=0%. Ψαμμίτης. Μέτρια κερματισμένος (από τρία συστήματα ασυνεχειών) ενώ οι

3 Aργιλικός σχιστόλιθος. Μέτρια διαταραγμένος με δομή. Ασβεστόλιθος. Μέτρια κερματισμένος (από τρία συστήματα ασυνεχειών) ενώ οι Η αντοχή σε μονοαξονική θλίψη (σ ci) του άρρηκτου ψαμμίτη είναι 40MPa. Η αντοχή σε μονοαξονική θλίψη (σ ci) του άρρηκτου ασβεστόλιθου είναι 60MPa. Η αντοχή σε μονοαξονική θλίψη (σ ci) του αργιλικού σχιστόλιθου είναι περί τα 15MPa ενώ στις ζώνες διάτμησης είναι 5MPa. ΖΗΤΟΥΜΕΝΑ: 1. Σχεδιάστε το γεωλογικό μοντέλο της περιοχής (λιθολογία-γεωμετρία στρωμάτων-στοιχεία τεκτονικής καταπόνησης-υδροφόρος ορίζοντας) λαμβάνοντας υπόψην τα δεδομένα που σας δίνονται (σειρά αρχαιότητας, επαφές πετρωμάτων και σταθερό πάχος σχηματισμών). 2. Βαθμονομείστε την ποιότητα των 3 σχηματισμών με το σύστημα GSΙ. 3. Αφού αιτιολογήσετε πρώτα, κατηγοριοποιήστε κατά μήκος της τομής ποιά θα είναι τα ενδεχόμενα τεχνικογεωλογικά προβλήματα-αστοχίες (π.χ. πτώση σφηνών, αυξημένες συγκλίσεις, εισροή υπογείων νερών κ.α). 4. Εντοπίστε πού ακριβώς θα παρουσιαστεί η μέγιστη σύγκλιση και υπολογίστε ποιό θα είναι το μέγεθος αυτής χωρίς να έχουν τοποθετηθεί μέτρα άμεσης υποστήριξης ακόμα. Τι μέτρα υποστήριξης θα προτείνατε σε αυτή τη περίπτωση; 5. Διερευνήστε τα μέτρα άμεσης υποστήριξης κατά μήκος της σήραγγας Σημείωση 2: Χρησιμοποιήστε ότι υλικό κρίνεται απαραίτητο από τα διαγράμματα-πίνακες που σας έχουν δοθεί στην παρουσίαση της άσκησης. Βιβλιογραφία Άσκησης: Bieniawski, Z.T Engineering rock mass classifications. New York: Wiley. Hoek, E., Marinos, P., Predicting tunnel squeezing in weak heterogeneous masses. Tunnels and Tunnelling International, Part 1 November Issue 2000, pp ; Part 2 December 2000, pp Marinos, V., Marinos, P., Hoek, E., The geological strength index: applications and limitations. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 64, pp Marinos V., Fortsakis P., Prountzopoulos G. «Estimation of geotechnical properties and classification of geotechnical behaviour in tunnelling for flysch rock masses» (2011). Proceedings of the 15th European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, A. Anagnostopoulos et al. (Eds.), Part 1, pp , Athens.

5 Φωτογραφία 1 Φωτογραφία 2

6 Φωτογραφία 3

Σχετικά έγγραφα

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΕΞΑΜΗΝΟ: 7 ο ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ: Β. ΧΡΗΣΤΑΡΑΣ, Καθηγητής Β. ΜΑΡΙΝΟΣ, Επ.Καθηγητής 8 η Σειρά ασκήσεων: