ιερεύνηση της Μηχανικής Συµπεριφοράς των Μαργαϊκών Σχηµατισµών Αχαΐας µε βάση Εργαστηριακές και Επιτόπου οκιµές.

ιερεύνηση της Μηχανικής Συµπεριφοράς των Μαργαϊκών Σχηµατισµών Αχαΐας µε βάση Εργαστηριακές και Επιτόπου οκιµές. Investigation of the Mechanical Behavior of the Achaia Marly Formations, based on the Laboratory and In Situ Test Results. ΚΟΥΚΗ, Α. ρ Πολιτικός Μηχανικός, ΥΠΟΜΕ Ι, ΕΥ Ε Αυτοκινητόδροµος ΠΑΘΕ. ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ, Ν. Αναπλ. Καθηγητής Τεχνικής Γεωλογίας, Παν/µιο Πατρών. ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Στην εργασία αυτή διερευνώνται οι λεπτοµερείς φάσεις των µαργαϊκών σχηµατισµών Αχαΐας, Πλειοπλειστοκαινικής ηλικίας, µε βάση την αξιολόγηση όλων των εργαστηριακών και επιτόπου δοκιµών από τη µελέτη και κατασκευή της Ευρείας Παράκαµψης Πατρών, καθώς και αυτών σε δείγµατα από φυσικά και τεχνητά πρανή της περιοχής του έργου. Τεκµηριώνεται έτσι και εργαστηριακά ο διαχωρισµός των ιζηµάτων αυτών σε δύο διακριτές γεωτεχνικές ενότητες, και, που έγινε αρχικά µε βάση την τεχνικογεωλογική χαρτογράφηση σε κλίµακα 1:5000 και τα αποτελέσµατα των γεωτρήσεων. Έτσι, προκύπτει ότι η Ενότητα παρουσιάζει βελτιωµένη µηχανική συµπεριφορά σε σχέση µε την. ABSTRACT : The fine grained facies of the marly formations of Achaia, of Plio-Pleistocene age, were investigated, based on the evaluation of all laboratory and in situ tests, which were performed during the design and construction of Patras Ring Road, as well as those on samples from natural and artificial cuts of the wider area. This way, the existence of the two distinct geotechnical units, the Upper and Lower one, is even further documented, apart from their first discrimination, which was based on engineering geological mapping at a scale of 1:5000 and borehole loggings. From the above it appears that the Lower unit presents improved characteristics and better mechanical behavior than the Upper one. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα Πλειοπλειστοκαινικά λεπτοµερή ιζήµατα Αχαΐας και ειδικότερα αυτά κατά µήκος του έργου της Ευρείας Παράκαµψης Πατρών (Ε.Π.Π.), διαχωρίστηκαν σε δύο διακριτές και στρωµατογραφικά επάλληλες γεωτεχνικές ενότητες, την Γεωτεχνική Ενότητα και την (Κούκη, 2006). Η πρώτη περιλαµβάνει ορίζοντες αργίλων, αργιλόµαργων, αµµούχων µαργών, αµµοϊλύων άµµων, ψαµµιτών, κροκαλοπαγών ή και µικτές φάσεις αυτών, χρώµατος καστανότεφρου έως καστανοκίτρινου, οι οποίοι υπέρκεινται της ς ς. Το πάχος της κυµαίνεται από 2 έως 37m. Η αντιπροσωπεύει τον ορίζοντα των τεφρών, τεφροκύανων µαργών, αργιλικών µαργών και αργιλόµαργων, µε ενστρώσεις κατά θέσεις αµµοϊλύων άµ- µων, που αποτελούν και τον βαθύτερο ορίζοντα των ιζηµάτων της περιοχής. Το πάχος τους εκτιµάται ότι ξεπερνά τα 60m. Μεταξύ των ενοτήτων αυτών εντοπίζονται κατά θέσεις οι σχηµατισµοί της Μεταβατικής ζώνης, από την προς την, πάχους έως 8m. Ο διαχωρισµός των δύο ενοτήτων, ο οποίος έγινε αρχικά µε βάση τεχνικογεωλογικά γεωτεχνικά δεδοµένα, όπως η τεχνικογεωλογική χαρτογράφηση σε κλίµακα 1:5000 και τα αποτελέσµατα των γεωτρητικών εργασιών (169 συνολικά γεωτρήσεις), αποτυπώνεται και στα φυσικά και µηχανικά τους χαρακτηριστικά, όπως αναλύονται στην παρούσα εργασία. Ειδικότερα, για τον προσδιορισµό των παραπάνω χαρακτηριστικών των δύο ενοτήτων αξιολογήθηκαν τα αποτελέσµατα των εργαστηριακών δοκιµών που πραγµατοποιήθηκαν 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/10 2010, Βόλος 1

κατά την µελέτη και κατασκευή του έργου σε 1100 δείγµατα από 169 γεωτρήσεις (Εδαφο- µηχανική ΕΠΕ, 1995, 1997, 1998; Κάστωρ ΕΠΕ, 1998, 1999; Πανγαία ΕΠΕ, 1998, 1999, 2001), καθώς και αυτών σε δείγµατα από φυσικά και τεχνητά πρανή της ευρύτερης περιοχής του έργου, που εκτελέσθηκαν µετά την ο- λοκλήρωση του έργου (Κούκη, 2006). Συνολικά αξιολογήθηκαν 1226 δείγµατα και από τις δύο Γεωτεχνικές ενότητες. Επίσης, αξιολογήθηκαν και τα αποτελέσµατα επιτόπου δοκιµών. Η συγκριτική αξιολόγηση των φυσικών και µηχανικών χαρακτηριστικών των δύο αυτών ενοτήτων συντελεί στην εξαγωγή χρήσιµων συµπερασµάτων για τις ιδιότητες και τη µηχανική συµπεριφορά των ιζηµάτων κάθε ς. Θα πρέπει κατά την ερµηνεία της µηχανικής συµπεριφοράς να λαµβάνεται υπόψη ότι οι µαργαϊκοί σχηµατισµοί διαφέρουν από τους τυπικούς αργιλικούς σχηµατισµούς στο γεγονός ότι έχουν δοµή, εξαιτίας κυρίως της συγκόλλησης µεταξύ των µεµονωµένων τεµαχιδίων από την απόθεση ανθρακικών, κάποια στιγµή στην ιστορία του σχηµατισµού. Έτσι, οι γεωτεχνικές τους ιδιότητες δεν ελέγχονται µόνο από τον αρχικό λόγο κενών και την ιστορία φόρτισής τους, καθώς η δοµή που παρουσιάζουν συνεισφέρει σηµαντικά στην αντοχή και την ακαµψία τους, ξεθωριάζοντας τη µνήµη τους σχετικά τόσο µε τον αρχικό λόγο κενών, όσο και µε την ιστορία φόρτισής τους (Anagnostopoulos et al, 1991). 2. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΟΚΙΜΕΣ 2.1 Φυσικές Ιδιότητες Όσον αφορά στις φυσικές ιδιότητες, διερευνήθηκε η διαφοροποίηση των σχηµατισµών των δύο ενοτήτων στην κοκκοµετρική διαβάθµιση των δειγµάτων, τη διακύµανση των ορίων Atterberg, το ειδικό και ξηρό φαινόµενο βάρος, τη φυσική υγρασία, το πορώδες και το λόγο κενών, τη διογκωσιµότητα και το βαθµό χαλάρωσης, καθώς επίσης και στον προσδιορισµό του περιεχόµενου CaCO 3. Από την αξιολόγηση των αποτελεσµάτων παρατηρούνται τα εξής: α) Οι σχηµατισµοί της ς ς παρουσιάζουν αυξηµένα ποσοστά άµµου και ιλύος σε σχέση µε την, εµφανίζουν δε ευρεία διακύµανση της κοκκοµετρίας, η οποία οφείλεται στην ετερογένεια που τους χαρακτηρίζει, µε τη συνεχή εναλλαγή αργιλωδών, ιλυωδών και αµµωδών οριζόντων (µικτές φάσεις). Αντίθετα, στην τα όρια ανάµεσα στις τρεις φάσεις είναι πλέον διακριτά, µε την αργιλική φάση να καταλαµβάνει το µεγαλύτερο ποσοστό. Στον Πίνακα 1 δίνονται τα όρια διακύµανσης της κοκκοµετρίας για το σύνολο των δειγµάτων των δύο ενοτήτων, ενώ στα Σχήµατα 1 και 2 φαίνεται εποπτικότερα η κατανοµή του αργιλικού κλάσµατος στις τρεις επιµέρους φάσεις αυτών. Πίνακας 1. Όρια κοκκοµετρικής διαβάθµισης για την και Table 1. Grain size distribution for the Upper and the Lower unit. Ποσοστό δειγµάτων 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 0-10% 10-20% άργιλος ιλύς άµµος χαλίκια 4-65% 33-87% 0-48% 0-8% 4-55% 10-87% 0-41% 0-7% 20-30% 30-40% Σχήµα 1. Κατανοµή αργιλικού κλάσµατος στις τρεις επιµέρους φάσεις Figure 1. Clay fraction distribution Upper unit. Ποσοστό δειγµάτων (%) 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 0-10% 10-20% 20-30% 40-50% Σχήµα 2. Κατανοµή αργιλικού κλάσµατος στις τρεις επιµέρους φάσεις Figure 2. Clay fraction distribution Lower unit. β) Με βάση τα όρια Atterberg τα δείγµατα τόσο της ς, όσο και της ς ενότη- 50-60% 60-70% Ποσοστό αργιλικού κλάσµατος 30-40% 40-50% 50-60% 60-70% Ποσοστό αργιλικού κλάσµατος 70-80% 70-80% CL, CH CL-ML, ML SC, SM, GC n = 108 80-90% 80-90% 90-100% CL, CH ML, CL-ML SC, SM, GC n = 182 90-100% 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/10 2010, Βόλος 2

τας κατατάσσονται κυρίως ως άργιλοι χαµηλής έως µέσης πλαστικότητας. Η διαφοροποίηση των τιµών για το όριο υδαρότητας LL δεν είναι σηµαντική ανάµεσα στις δύο ενότητες, ενώ το όριο πλαστικότητας παρουσιάζει ελαφρώς χα- µηλότερες τιµές για την, γεγονός που θα µπορούσε να αποδοθεί στην περισσότερο ιλυοαµµώδη φύση των υλικών αυτών (Πίνακας 2). Πίνακας 2. ιακύµανση ορίων Atterberg για την και Table 2. Atterberg limits variation for the Upper and the Lower unit. LL (%) PL (%) PI(%) w (%) 20-65 4-38 5-40 2-39 19-66 12-36 3-45 10-35 γ) Από χηµικούς προσδιορισµούς που πραγ- µατοποιήθηκαν προκύπτει ότι τα δείγµατα της ς ς εµφανίζουν αυξηµένα ποσοστά ανθρακικού ασβεστίου σε σχέση µε αυτά της ς ς, γεγονός που τους προσδίδει αυξηµένη αντοχή και µηχανικά χαρακτηριστικά. Ειδικότερα, αυτά της ς ς παρουσιάζουν τιµές ανθρακικού ασβεστίου από 4 έως 21,5% περίπου και µε βάση αυτές χαρακτηρίζονται ως άργιλοι, µαργαϊκοί άργιλοι και αργιλόµαργες, ενώ της ς ς παρουσιάζουν τιµές από 6 έως 38% και χαρακτηρίζονται ως µαργαϊκές άργιλοι, αργιλόµαργες αργιλικές µάργες και µάργες. Όσον αφορά στο αργιλικό κλάσµα φαίνεται ότι δεν είναι απολύτως δυνατή η συσχέτιση µε το ανθρακικό ασβέστιο, καθώς δείγµατα µε χαµηλότερο και υψηλότερο ποσοστό ανθρακικού ασβεστίου εµφανίζουν παρόµοιο ποσοστό αργιλικού κλάσµατος, τόσο στην όσο και στην. Αυτό φαίνεται ότι οφείλεται σε µεγάλο βαθµό στην τάση των σχηµατισµών κυρίως της ς ς να δηµιουργούν συσσωµατώµατα, καθώς και στο γεγονός ότι στο αργιλικό κλάσµα συµµετέχουν και µη αργιλικά ορυκτά. Ενδεικτικά αναφέρεται ότι ο λόγος συσσω- µάτωσης για την κυµαίνεται από 2,62 έως 4,58, ενώ για την από 1,05 έως 1,88. δ) Όσον αφορά στη διακύµανση των τιµών του ειδικού βάρους, του ξηρού και υγρού φαινόµενου βάρους, της φυσικής υγρασίας, του πορώδους και του λόγου κενών, αυτή παρουσιάζεται εποπτικά στους Πίνακες 3 και 4. Πίνακας 3. ιακύµανση τιµών φυσικών παρα- µέτρων για την και Table 3. Variation of physical parameters for the Upper and the Lower unit. Ειδικό βάρος 2,57 2,72 2,40 2,72 Ξηρό φαιν. βάρος (KN/m 3 ) Υγρό φαιν.βάρος (ΚΝ/m 3 ) 14,50 19,70 16,60 24,0 14,30 20,50 17,70 23,10 Πίνακας 4. ιακύµανση τιµών φυσικών παρα- µέτρων για την και. Table 4. Variation of physical parameters for the Upper and the Lower unit. Φυσική υγρασία (%) Πορώδες n (%) Λόγος κενών e 7 35 21,5 50,6 0,36 0,66 10 35 22,3 53,3 0,28 0,70 ε) Οι τιµές της ενεργότητας για την κυµαίνονται από 0,13 έως 1,64, ενώ για την από 0,19 έως 1,23. Έτσι, οι σχηµατισµοί κατατάσσονται γενικά στα ανενεργά εδάφη, παρουσιάζουν δηλαδή χαµηλή ικανότητα συγκράτησης νερού και κατιόντων. Οι ελαφρώς υψηλότερες τιµές ενεργότητας της ς ς θα πρέπει να αποδοθούν στη δοµή τους και στην ύπαρξη συσσωµατωµάτων σε αυτή. Επισηµαίνεται ότι το ποσοστό επί του συνόλου των δειγµάτων της ς ς µε Α>0,75 (κανονικά δείγ- µατα) είναι 19,5%, µε το αντίστοιχο ποσοστό για την 10,6% (Σχήµατα 3 και 4). στ) Το µεγαλύτερο ποσοστό των δειγµάτων της ς ς (περίπου 70%) παρουσιάζει µέση έως χαµηλή διογκωσιµότητα, ενώ το 79% περίπου των δειγµάτων της ς ς βρίσκεται στην περιοχή της χαµηλής διογκωσιµότητας (Σχήµατα 5 και 6). Θα πρέπει να αναφερθεί ότι τα αποτελέσµατα αυτά επηρεάζονται από το γεγονός ότι βασίζονται στο ποσοστό του αργιλικού κλάσµατος, το οποίο διαφέρει από το πραγµατικό ποσοστό αργιλικών ορυκτών, λόγω της ύπαρξης συσσωµατωµάτων στη δοµή των σχηµατισµών αυτών. 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/10 2010, Βόλος 3

είκτης Πλαστικότητας, PI (%) Σχήµα 3. ιάγραµµα ενεργότητας ιζηµάτων Figure 3. Activity of the Upper unit sediments. είκτης Πλαστικότητας, PI (%) Σχήµα 4 ιάγραµµα ενεργότητας ιζηµάτων Figure 4. Activity of the Lower unit sediments. είκτης πλαστικότητας, PI 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 60 50 40 30 20 10 60 50 40 30 20 10 Μέση Ενεργή Αργιλικό κλάσµα (%<2µ) Ενεργή Υψηλή Α=2.0 (1,33) Κανονική (1,25) Πολύ υψηλή διογκωσιµότητα 0 0 10 20 30 40 50 60 70 Αργιλικό κλάσµα (%<2µ) Κανονική Α=1.0 Χαµηλή διογκωσιµότητα (0,75) Ανενεργή (0,33) 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Αργιλικό κλάσµα (%<2µ) (0,75) Ανενεργή (0,33) Α=0.5 Σχήµα 5. ιάγραµµα διογκωσιµότητας ιζηµάτων Figure 5. Expansibility of the Upper unit sediments. ζ) Όσον αφορά στη χαλάρωση των σχηµατισµών, από τα αποτελέσµατα των δοκιµών προκύπτει ότι ο δείκτης χαλάρωσης Id 1 κυµαίνεται από 25,82 έως 63,72% για την και 2,67 έως 66,07% για την. Αντίστοιχα, ο δείκτης Id 2 κυµαίνεται από 2,23 έως 37,05% για την και 0,99 έως 61,25% για την. Τα δείγµατα δηλαδή παρουσιάζουν στην πλειονότητά τους πολύ χαµηλή έως χαµηλή ανθεκτικότητα στη χαλάρωση. είκτης πλαστικότητας, PI 60 50 40 30 20 10 Μέση Υψηλή A=2.0 Πολύ υψηλή διογκωσιµότητα 0 0 10 20 30 40 50 60 70 Αργιλικό κλάσµα (%<2µ) A=1.0 A=0.5 Χαµηλή διογκωσιµότητα Σχήµα 6. ιάγραµµα διογκωσιµότητας ιζηµάτων Figure 6. Expansibility of the Lower unit sediments. 2.2 Μηχανικές ιδιότητες Για τη διερεύνηση της µηχανικής συµπεριφοράς των ιζηµάτων των δύο Γεωτεχνικών ενοτήτων και της διαφοροποίησης αυτής ανάµεσα στις δύο ενότητες αξιολογήθηκε πλήθος δοκι- µών, που περιελάµβανε τριαξονικές δοκιµές UU και CUPP, δοκιµές στερεοποίησης, αντοχής σε ανεµπόδιστη θλίψη και άµεσης διάτµησης χωρίς και µε προστερεοποίηση. Από την αξιολόγηση των αποτελεσµάτων των εργαστηριακών δοκιµών προκύπτουν τα εξής: α) Η αντοχή σε ανεµπόδιστη θλίψη των δειγ- µάτων της ς ς κυµαίνεται από 26 έως 1010 KPa, µε µέση τιµή 312 KPa, ενώ των δειγµάτων της ς ς είναι αυξηµένη και κυµαίνεται από 35 έως 1700 KPa, µε µέση τιµή 350 KPa. Σύµφωνα µε τις τιµές αυτές οι σχηµατισµοί και των δύο ενοτήτων κατατάσσονται από εδάφη έως σκληρά εδάφη µαλακοί βράχοι, µε τα δείγµατα της ς ς να συµµετέχουν στη δεύτερη κατηγορία σε µεγαλύτερο ποσοστό σε σχέση µε αυτά της ς ς (Σχήµατα 7 και 8). 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/10 2010, Βόλος 4

Ποσοστό δειγµάτων (%) 50,00 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 n = 86 µέσο qu =280 KPa <25 25-50 50-100 100-250 250-500 500-1000 Τιµές ανεµπόδιστης θλίψης (Kpa) παρουσιάζουν ελαφρώς µεγαλύτερες τιµές συνοχής σε σχέση µε αυτά της ς, ενώ οι τιµές της γωνίας τριβής κυµαίνονται στα ίδια περίπου επίπεδα. Η διασπορά των τιµών που παρατηρείται στις τιµές της γωνίας τριβής, αλλά και της συνοχής οφείλεται κατά κύριο λόγο στα µεταβαλλόµενα ποσοστά άµµου, ιλύος και αργίλου των δειγµάτων, γεγονός ιδιαίτερα έ- ντονο στα ιζήµατα της ς ς. γ) Στον Πίνακα 5 που ακολουθεί φαίνονται τα αποτελέσµατα των τριαξονικών δοκιµών UU, που πραγµατοποιήθηκαν σε µεγάλο αριθµό δειγµάτων Σχήµα 7. Κατανοµή τιµών αντοχής σε ανεµπόδιστη θλίψη Figure 7. Uniaxial Compressive strength of the Upper unit sediments. Ποσοστό δειγµάτων (%) 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 n = 195 µέσο qu = 300 KPa 0-25 25-50 50-100 Σχήµα 8. Κατανοµή τιµών αντοχής σε ανεµπόδιστη θλίψη Figure 8. Uniaxial Compressive strength of the Lower unit sediments. β) Από τα αποτελέσµατα των δοκιµών άµεσης διάτµησης χωρίς προστερεοποίηση προκύπτει ότι οι τιµές της συνοχής c κυµαίνονται για την από 17 έως 215 KPa και για την από 4 έως 404 KPa. Αντίστοιχα, οι τιµές της γωνίας τριβής φ κυµαίνονται για την από 6 έως 49, ενώ για την από 4 έως 47. Από τις δοκιµές άµεσης διάτµησης µε προηγούµενη στερεοποίηση των δειγµάτων προκύπτουν για την τιµές συνοχής c από 2 έως 96 KPa και γωνίας τριβής φ από 10 έως 58 περίπου. Οι αντίστοιχες τιµές για την είναι για τη συνοχή c από 5 έως 113 KPa και για τη γωνία τριβής φ από 14 έως 53 περίπου. Με βάση τα αποτελέσµατα αυτά συµπεραίνεται ότι τα ιζήµατα της ς ς 100-250 250-500 500-1000 Αντοχή σε ανεµπόδιστη θλίψη (KPa) 1000-2000 Πίνακας 5. Παράµετροι διατµητικής αντοχής από δοκιµές UU για την και. Table 5. Shear strength parameters from triaxial UU tests for the Upper and the Lower unit. c u (KPa) φ ( ) 11-358 (µ. τ. 130) 3,0 39,0 (µ. τ. 17,7) 2 755 (µ. τ. 155) 2,0 38,0 (µ. τ. 17,4) Από αυτά προκύπτει ότι οι σχηµατισµοί της ς ς παρουσιάζουν αυξηµένες τιµές συνοχής c u σε σχέση µε την ε- νότητα, γεγονός µάλλον αναµενόµενο, λόγω των αυξηµένων ποσοστών αργιλικού κλάσµατος της πρώτης. Οι σχετικά υψηλές τιµές γωνίας τριβής φ που εµφάνισαν τα δείγµατα οφείλεται στα ποσοστά άµµου που αυτά περιέχουν (15% και 10% για την και την αντίστοιχα), καθώς και στα αρκετά υψηλά ποσοστά ιλύος. δ) Αντίστοιχα µε τις δοκιµές UU, τα αποτελέσµατα των τριαξονικών δοκιµών CUPP που πραγµατοποιήθηκαν φαίνονται συνοπτικά στον Πίνακα 6. Από τα αποτελέσµατα αυτά προκύπτει ότι οι σχηµατισµοί της ς ς παρουσιάζουν αυξηµένες τιµές συνοχής, c, τόσο σε ενεργές όσο και σε ολικές τιµές, σε σχέση µε αυτούς της ς ς. Το γεγονός αυτό οφείλεται στο µεγαλύτερο ποσοστό αργιλικού κλάσµατος της ς ς και στα µειωµένα ποσοστά άµµου σε σχέση µε την. Οι ελαφρώς αυξηµένες τιµές της γωνίας τριβής φ στην µπορούν να αποδοθούν στα αυξηµένα ποσοστά ιλύος αυτής, τα οποία ενισχύονται περαιτέρω και από τα συσσωµατώµατα των αργιλι- 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/10 2010, Βόλος 5

κών ορυκτών. Πίνακας 6. Παράµετροι διατµητικής αντοχής από δοκιµές CUPP για την και. Table 6. Shear strength parameters from triaxial CUPP tests for the Upper and the Lower unit. c (KPa) φ ( ) c u (KPa) φ ( ) 6-70 (µ. τ. 38) 14,0 41,5 (µ. τ. 28) 10-75 (µ. τ. 43) 13,0 32,0 (µ. τ. 22,7) 3 125 (µ. τ. 55) 14,0 39,2 (µ. τ. 26,3) 8 138 (µ. τ. 65) 12,0 38,0 (µ. τ. 23,4) ε) Τα αποτελέσµατα από τις δοκιµές στερεοποίησης δίνονται στον Πίνακα 7. Πίνακας 7. Αποτελέσµατα δοκιµών στερεοποίησης για την και. Table 7. Consolidation tests results for the Upper and the Lower unit. σ 1=100 KPa : Es = 2-36 MPa σ 1=200 KPa : Es = 3-21,6 MPa σ 1=300 KPa : Es = 4,5-36,5 MPa σ 1=100 KPa : Es = 1-46 MPa σ 1=200 KPa : Es = 2,3-40 MPa σ 1=300 KPa : Es = 3,6-51 MPa C c : 0,057-0,382 C c : 0,043-0,268 e 0 : 0,344-0,925 e 0 : 0,390-0,865 Παρατηρείται ότι τα ιζήµατα της ς ς εµφανίζουν µικρότερες τιµές για το µέτρο συµπιεστότητας Εs και ελαφρώς αυξη- µένες για το δείκτη συµπιεστότητας Cc σε σχέση µε τα ιζήµατα της ς ς, γεγονός που σηµαίνει ότι είναι πιο συµπιεστά. Παρόλα αυτά οι τιµές Cc και των δύο ενοτήτων είναι σχετικά χαµηλές, ενδεικτικές υλικών που δεν δηµιουργούν προβλήµατα λόγω συµπιεστότητας, είναι δε κατά µέσο όρο αντίστοιχες του καολινίτη (Cc = 0,11). Παρατηρήθηκε επιπλέον για τα δείγµατα και των δύο ενοτήτων ότι υπάρχει τάση αύξησης της τιµής του δείκτη συµπιεστότητας µε την αύξηση του αρχικού λόγου κενών, e o, χωρίς όµως ικανοποιητική συσχέτιση σε καµία από τις δύο περιπτώσεις (ιδιαίτερα στην περίπτωση της ς ς). Αδυναµία ικανοποιητικής συσχέτισης, κυρίως για τις τεφρέςτεφροκύανες µάργες του Ηρακλείου παρατήρησε και ο Τσιαµπάος (1988), απέδωσε δε το φαινόµενο αυτό στον υψηλό λόγο συσσωµάτωσης, εξαιτίας του οποίου δείγµατα µε σχετικά υψηλό λόγο κενών παρουσιάζουν δείκτη συµπιεστότητας χαµηλότερο από τον αναµενόµενο. Ο Κωστόπουλος (1985) παρατηρεί το ίδιο φαινόµενο για τις µάργες του Πειραιά και επισηµαίνει ότι κάθε προσπάθεια προσδιορισµού της τάσης προφόρτισης ή του συντελεστή συ- µπιεστότητας για την εκτίµηση των καθιζήσεων θα πρέπει να θεωρηθεί µη επιτυχής, καθώς οι µάργες αυτές φαίνεται πως αποτελούν ένα υλικό προφορτισµένο και µερικά συγκολληµένο, που δεν ακολουθεί την προτυποποιηµένη συ- µπεριφορά της µονοδιάστατης στερεοποίησης του Terzaghi. 3. ΕΠΙΤΟΠΟΥ ΟΚΙΜΕΣ ΠΡΟΤΥΠΗΣ ΙΕΙΣ- ΥΣΗΣ SPT Στα πλαίσια µελέτης και κατασκευής του έργου της Ευρείας Παράκαµψης Πατρών εκτελέσθηκε µεγάλος αριθµός γεωτρήσεων σε διάφορες θέσεις και βάθη, στο σύνολο σχεδόν των ο- ποίων πραγµατοποιήθηκαν επιτόπου δοκιµές πρότυπης διείσδυσης SPT. Τα αποτελέσµατα όλων των διαθέσιµων αυτών δοκιµών από 169 γεωτρήσεις κατανεµήθηκαν, σύµφωνα µε τη νέα θεώρηση, στις δύο επιµέρους γεωτεχνικές ενότητες, την και την, στις οποίες διακρίθηκαν οι σχηµατισµοί που µελετήθηκαν. Από την αξιολόγηση αυτή προκύπτει ότι για τους σχηµατισµούς της ς ς το N SPT κυµαίνεται από Ν=7 έως άρνηση (Ν=100), µε µέση τιµή Ν=38 περίπου (χωρίς να λαµβάνονται υπόψη οι αρνήσεις), ενώ για τους σχηµατισµούς της ς ς από Ν=12 έως άρνηση (Ν=100), µε αντίστοιχη µέση τιµή Ν=45 περίπου (οι τιµές δεν είναι διορθωµένες λόγω βάθους ή υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα). Θα πρέπει να επισηµανθεί για την κυρίως ότι η πλειοψηφία των δειγµάτων που παρουσίασαν άρνηση ήταν αµµώδους αµµοχαλικώδους σύστασης. Από τη σύγκριση της κατανοµής των τιµών N SPT για τις δύο ενότητες προκύπτουν ότι τα δείγµατα της ς ς εµφανίζουν γενικά µεγαλύτερες τιµές κρούσεων στο σύνολό τους σε σχέση µε αυτά της ς ς (Σχήµα 9). Σύµφωνα µε το συσχετισµό των Terzaghi 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/10 2010, Βόλος 6

and Peck (1967) ανάµεσα στην αντίσταση σε διείσδυση και την αντοχή της αργίλου, προκύπτει ότι οι σχηµατισµοί της ς ς κατατάσσονται στην κατηγορία των µέτριων έως σκληρών εδαφών ενώ αυτοί της ς στην κατηγορία των στιφρών έως σκληρών εδαφών, µε τα περισσότερα δείγµατα και των δύο ενοτήτων να ανήκουν στα πολύ στιφρά έως σκληρά εδάφη. Τέλος, θα πρέπει να σηµειωθεί ότι για καµία από τις δύο ενότητες δεν υπάρχει σαφής συσχέτιση του αριθµού κρούσεων N SPT µε το βάθος, πέραν από µία τάση αύξησης. Βέβαια, οι τιµές για τα δείγµατα της ς ς παρουσιάζουν µεγαλύτερη διασπορά, ενώ τα δείγµατα της ς ς φαίνεται να διατηρούν σταθερά µε το βάθος ένα µέσο εύρος τιµών Ν=30 50 κρούσεις (χωρίς να ληφθούν υπόψη οι αρνήσεις), γεγονός που θα πρέπει να αποδοθεί στην µεγάλη ετερογένεια που παρουσιάζει η, µε εναλλαγές αργίλων, ιλύων αργιλοϊλύων και άµ- µων, αµµοϊλύων και αµµοχαλίκων σε όλη τη φάση της. Αριθµός δειγµάτων 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0-10 10-20 20-30 30-40 Σχήµα 9. Συγκριτική κατανοµή τιµών Ν SPT για την και Figure 9. Comparative distribution of the Ν SPT values for the Upper and the Lower unit. 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 40-50 50-60 N SPT 60-70 70-80 80-90 90-100 Η συγκέντρωση, ταξινόµηση και αξιολόγηση όλων των εργαστηριακών δοκιµών που πραγ- µατοποιήθηκαν στα µαργαϊκά Πλειοπλειστοκαινικά ιζήµατα του έργου της Ευρείας Παράκαµψης Πατρών, καθώς και αυτών που εκτελέσθηκαν σε δείγµατα από φυσικά και τεχνητά πρανή µετά την υλοποίηση του έργου, είχε ως στόχο την περαιτέρω διερεύνηση της συµπεριφοράς των δύο Γεωτεχνικών ενοτήτων, της ς και της ς. Έτσι, προσδιορίσθηκαν και αξιολογήθηκαν οι φυσικές ιδιότητες των σχηµατισµών των δύο ενοτήτων (κοκκοµετρική διαβάθµιση, όρια Atterberg, φυσική υγρασία, υγρό και ξηρό φαινό- µενο βάρος, ειδικό βάρος, λόγος κενών, περιεχόµενο ποσοστό ανθρακικού ασβεστίου, ενεργότητα, διογκωσιµότητα, δείκτης χαλάρωσης), καθώς και τα µηχανικά χαρακτηριστικά αυτών (αντοχή σε ανεµπόδιστη θλίψη, παράµετροι διατµητικής αντοχής από τριαξονικές δοκιµές UU και CUPP, δοκιµές άµεσης διάτµησης και δοκιµές στερεοποίησης). Επιπλέον, συγκεντρώθηκαν και αξιολογήθηκαν όλες οι επιτόπου δοκιµές πρότυπης διείσδυσης SPT που εκτελέσθηκαν σε ένα µεγάλο αριθµό γεωτρήσεων, στα πλαίσια µελέτης και κατασκευής του έργου. Από την αξιολόγηση αυτή προκύπτει ότι υπάρχει σαφής διαφοροποίηση στα φυσικά και µηχανικά χαρακτηριστικά των ιζηµάτων των δύο γεωτεχνικών ενοτήτων. Με τον τρόπο αυτό τεκµηριώνεται και εργαστηριακά η διάκριση των ενοτήτων αυτών, ς και ς, οι οποίες παρουσιάζουν κατ επέκταση και διαφορετική µηχανική συµπεριφορά κατά την κατασκευή τεχνικών έργων και ιδιαίτερα υπόγειων. 5. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Εκφράζονται θερµές ευχαριστίες στην ΕΥ Ε- Αυτοκινητόδροµος ΠΑΘΕ, στις Τεχνικές Εταιρίες Σαραντόπουλος Α.Ε., Παντεχνική Α.Ε. και την κοινοπραξία ΑΕΓΕΚ Α.Ε.-Τρίτων ΙΙ, καθώς και στα Μελετητικά Γραφεία Εδαφοµηχανική ΕΠΕ, Κάστωρ ΕΠΕ και Πανγαία ΕΠΕ για τη διάθεση των στοιχείων που χρησιµοποιήθηκαν. 6. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Anagnostopoulos, A.G., et al. (1991). Geotechnical properties of the Corinth Canal marls. Geotechnical and Geological Engineering, 9, pp.1-26. Εδαφοµηχανική ΕΠΕ. (1995, 1997, 1998). Γεωτεχνική έρευνα - µελέτη για τις δίδυµες σήραγγες «Αγ. Βαρβάρα», περιοχή Μποζαΐτικα της Ευρείας Παράκαµψης Πατρών. Τεχνικές εκθέσεις, Αθήνα. Κάστωρ ΕΠΕ. (1998, 1999). Γεωτεχνική έρευνα µελέτη για τις δίδυµες σήραγγες Αρχαιολογικού Χώρου και Γηροκοµείου της 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/10 2010, Βόλος 7

Ευρείας Παράκαµψης Πατρών. Τεχνικές εκθέσεις, Αθήνα. Κούκη, Α. (2006). Τεχνικογεωλογικές γεωτεχνικές παράµετροι και µηχανική συµπεριφορά σκληρών εδαφών και µαλακών βράχων στο σχεδιασµό υπόγειων τεχνικών έργων, ιδακτορική ιατριβή, Πανεπιστή- µιο Πατρών. Κωστόπουλος, Σ. (1985). Γεωτεχνικά χαρακτηριστικά της µάργας του Πειραιά. Πρακτικά Ηµερίδας Γεωτεχνικά προβλήµατα της µάργας του Πειραιά, ΤΕΕ, Αθήνα, σελ. 67-96. Πανγαία ΕΠΕ. (1998, 1999, 2001). Γεωτεχνική έρευνα µελέτη και µελέτη προσωρινής υποστήριξης δίδυµων σηράγγων ΣΑ και ΣΒ της Ευρείας Παράκαµψης Πατρών. Τεχνικές εκθέσεις, Αθήνα. Terzaghi, K., Peck, R.B. (1967). Soil Mechanics in engineering practice. John Wiley and Sons, Inc., New York. Τσιαµπάος, Γ. (1988). Τεχνικογεωλογικοί χαρακτήρες των µαργών Ηρακλείου Κρήτης. ιδακτορική ιατριβή, Πανεπιστήµιο Πατρών 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/10 2010, Βόλος 8