ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ 7 o Μάθημα Ευστάθεια πρανών

ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ 7 o Μάθημα Ευστάθεια πρανών Ευστάθεια βραχωδών πρανών Διδάσκοντες: Β. Χρηστάρας Καθηγητής Β. Μαρίνος, Επ.Καθηγητής Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας και Υδρογεωλογίας ΑΠΘ

Μάθημα θεωρίας 7: Ευστάθεια βραχωδών πρανών Στο μάθημα αυτό θα πρέπει να γνωρίζετε: 1. Ποιοι οι μηχανισμοί αστοχίας στα βραχώδη πρανή; (Διαφάνειες:7-9, 27-44) 2. Πότε έχουμε Ισότροπη (Διαφάνειες:6,17) και πότε Ανισότροπη συμπεριφορά; 3. Τι είναι ο συντελεστής ασφάλειας F και πως ορίζεται (Διαφάνειες:48-50, 57-59) 4. Πως αυξάνεται ο συντελεστής ασφαλείας σε περίπτωση που αυτός δεν είναι αποδεκτός (Διαφάνεια 51) 5. Πως επιδρά το νερό στην ευστάθεια ενός πρανούς; (Διαφάνεια 52) 6. Ποιοι οι αποδεκτοί συντελεστές πρανούς (Διαφάνειες: 54-55) ασφαλείας για την ευστάθεια ενός 7. Τι είναι η κινηματική ανάλυση ενός πρανούς; 1. Στοιχεία που καταγράφονται σε ένα τεκτονικό διάγραμμα για την κινηματική ανάλυση (Διαφάνειες: 63-70) 2. Διαδικασία κινηματικής ανάλυσης (Διαφάνειες: 71-77) 8. Ποια τα μέτρα αντιστήριξης ενός βραχώδους πρανούς (Διαφάνειες: 79-90)

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 6ου ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ II. «Ευστάθεια Βραχωδών Πρανών» Ευστάθεια βραχωδών πρανών Τύποι βραχοκαταπτώσεων Ανάλυση βραχοκαταπτώσεων Εκτίμηση πιθανών ολισθήσεων Υπολογισμός συντελεστή ασφάλειας (F) Μέτρα συγκράτησης αντιστήριξης βραχοκαταπτώσεων

Πως θα συμπεριφερθεί;; Ποιός ο πιθανός τύπος αστοχίας;;

Πως θα συμπεριφερθεί-αστοχήσει??? ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Αποδομημένη βραχόμαζα

Πως μπορεί να αστοχήσει η βραχόμαζα? Ισότροπη Αστοχία βραχόμαζας ως ισότροπο μέσο (περιστροφική ολίσθηση) Ανισότροπη Αστοχία κατά μήκος συγκεκριμένων προυπαρχουσών Ασυνεχειών (επίπεδη ή σφηνοειδή ολίσθηση)

Μηχανισμοί αστοχιών σε βραχώδη πρανή Επίπεδες αστοχίες (planar failures) ελέγχονται από μία μόνο επιφάνεια ασυνέχειας που προβάλλει στο πρόσωπο του πρανούς σχήμα Σφηνοειδείς αστοχίες (wedge failures) περιλαμβάνουν μια αστοχούσα μάζα που καθορίζεται από δύο επιφάνειες ασυνεχειών που τέμνονται κατά μία γραμμή με κατηφορική κλίση προς το μέτωπο του πρανούς Αστοχίες ανατροπής (toppling failures) περιλαμβάνουν πλάκες ή κολώνες (στύλους) βράχου που οριοθετούνται από ασυνέχειες που βυθίζονται απότομα στο μέτωπο του πρανούς (αντίρροπα με το πρανές) Κυκλικές αστοχίες (circular failures) πραγματοποιούνται σε βραχόμαζες που είτε είναι έντονα διακλασμένες (χωρίς να προβάλει κάποια σαφώς επικρατούσα και δυσμενής προσανατολισμός), ή αποτελούνται από υλικά με χαμηλή αντοχή του άρρηκτου πετρώματος

Τύποι αστοχίας βραχωδών πρανών

Ανισότροπη συμπεριφορά βραχωδών πρανών

Ισότροπη συμπεριφορά βραχωδών πρανών

Περιστροφική ολίσθηση βράχου

ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΗ ΠΑΝΑΓΟΠΟΥΛΑΣ Ν.Ε.Ο. ΑΘΗΝΩΝ ΠΑΤΡΩΝ, 1971 Περιστροφική ολίσθηση (τύπου εδάφους) σε κατακερματισμένο Ασβεστόλιθο σε εναλλαγές με αργ. σχιστολίθους και πυριτιόλιθους

ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΗ ΠΑΝΑΓΟΠΟΥΛΑΣ Ν.Ε.Ο. ΑΘΗΝΩΝ ΠΑΤΡΩΝ, 1971 Μεγάλη κατολίσθηση Παναγοπούλας (Κόρινθος-Πάτρα): Μη δυνατότητα μόνιμης σταθεροποίησης της κατολίσθησης (πρόβλημα κλίμακας-δαπανηρά μέτρα αντιστήριξης με υψηλό βαθμό διακινδύνευσης, δηλαδή και μετά τα μέτρα μπορεί να γίνει ολίσθηση). Μόνιμη λύση: «Πέρασμα» από την κατολίσθηση μέσα από το βουνό με σήραγγα πίσω από την επιφάνεια κατολίσθησης.

ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΗ ΤΣΑΚΩΝΑ (Ε.Ο. ΤΡΙΠΟΛΗ ΚΑΛΑΜΑΤΑ) 1993 Περιστροφική ολίσθηση (τύπου εδάφους) σε διατμημένο φλύσχη (εδώ αργ. Σχιστόλιθοι)

Μεγάλη Τσακώνα Καλαμάτα): κατολίσθηση (Τρίπολη- «Πέρασμα» από την κατολίσθηση με γέφυρα όπου τα βάθρα θεμελιώνονται πριν και μετά την κατολίσθηση.

Ανισότροπη συμπεριφορά Κινηματική Ανάλυση Βραχωδών Πρανών Ο πιθανός μηχανισμός αστοχίας εδώ είναι η ολίσθηση τεμάχους πάνω σε μία ή περισσότερες ασυνέχειες που ο προσανατολισμός του καθοδηγεί τη θραύση. Όταν, δηλαδή, η βραχόμαζα δεν συμπεριφέρεται ως ισότροπο υλικό αλλά ανισότροπα.

Ολίσθηση πάνω σε προϋπάρχουσα ασυνέχεια Την ευστάθεια του πρανούς θα καθορίσει η αντοχή των ασυνεχειών. Το υλικό συμπεριφέρεται αυστηρά ανισότροπα αν ευνοείται ο προσανατολισμός των ασυνεχειών σε σχέση με τον προσανατολισμό του πρανούς.

Ανισότροπη συμπεριφορά Ολίσθηση πάνω σε προϋπάρχουσα ασυνέχεια

Μορφές κατολισθήσεων Επίπεδη ολίσθηση

Επίπεδη Ολίσθηση

Μορφές κατολισθήσεων Σφηνοειδής ολίσθηση

Ανισότροπη συμπεριφορά βράχου (σφηνοειδής ολίσθηση) Διατμητική αντοχή ασυνεχειών

Σφηνοειδής Ολίσθηση

ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ ΠΡΑΝΟΥΣ Προϋποθέσεις ολίσθησης Περιστροφική ολίσθηση Επίπεδη ολίσθηση Σφηνοειδής ολίσθηση Ολίσθηση από ανατροπή

Περιστροφική Ολίσθηση Προϋποθέσεις ολίσθησης 1. Μεγάλο πλήθος ασυνεχειών σε πολλαπλές διευθύνσεις. 2. Στο δίκτυο: διάσπαρτοι πόλοι ασυνεχειών

Περιστροφική Ολίσθηση 1. Στο δίκτυο: διάσπαρτοι πόλοι ασυνεχειών

Πρανές Περιστροφική Ολίσθηση Δεν επικρατεί συγκεκριμένο σύστημα ασυνεχειών

Επίπεδη Ολίσθηση Προϋποθέσεις ολίσθησης 1. Η ασυνέχεια να «ξεμιτίζει» στην επιφάνεια του πρανούς 2. Η ασυνέχεια να έχει περίπου (±20 μοίρες διαφορά) παράλληλη διεύθυνση και φορά με το πρανές. 3. Η γωνία του πρανούς (φπ) να είναι μεγαλύτερη από της ασυνέχειας (φα) και οι δύο μεγαλύτερες από την γωνία τριβής της ασυνέχειας (φ). φπ > φα > φ

Επίπεδη Ολίσθηση 1. Διεύθυνση ασυνέχειας // με διεύθυνση πρανούς (επιτρεπόμενη διαφορά έως ± 20 0 ) 2. φπ > φα > φ (Δοκιμή Markland)

Επίπεδη Ολίσθηση Πρανές (φ π ) Γωνία τριβής (φ ο ) Συγκέντρωση πόλων φ π > φ α > φ Ασυνέχεια (φ α )

Σφηνοειδής ολίσθηση Προϋποθέσεις ολίσθησης Δημιουργία διέδρου από συνδυασμό δύο ασυνεχειών το οποίο ολισθαίνει κατά την ακμή του. 1. Η γωνία του πρανούς (φπ) να είναι μεγαλύτερη από της ακμής (φτ) και οι δύο μεγαλύτερες από την γωνία τριβής της ασυνέχειας (φ). (Δοκιμή Markland) φπ > φτ > φ 2. Η τομή των ασυνεχειών να «ξεμιτίζει» στην επιφάνεια του πρανούς.

Σφηνοειδής Ολίσθηση 1. φπ > φτ > φ

Σφηνοειδής Ολίσθηση Πρανές (φ π ) Γωνία τριβής (φ ο ) Συγκέντρωση πόλων φ π > φ τ > φ Τομή Ασυνεχειών (φ τ )

Ολίσθηση σφήνας Που γίνεται η ολίσθηση??? 1. Κατά μήκος το ενός ή του άλλου επιπέδου (ασυνέχεια Κ1 ή Κ2) 2. Κατά μήκος της τομής ακμής των 2 ασυνεχειών Τεστ Hocking q Αν μεταξύ της διεύθυνσης κλίσης του πρανούς και της διεύθυνσης κλίσης της τομής (ι) δεν περιέχεται κάποια από τις 2 ασυνέχειες (εδώ Κ1, Κ2) τότε η ολίσθηση μπορεί να γίνει κατά μήκος της i. q Αν περιέχει την Κ1 ή την Κ2 τότε η ολίσθηση γίνεται κατά μήκος του Κ1 ή Κ2.

Ολίσθηση από ανατροπή Προϋποθέσεις ολίσθησης 1. Φορά κλίσης ασυνέχειας: Αντίρροπη φοράς κλίσης πρανούς, με διεύθυνση +/- 20 0 2. Μεγάλη κλίση ασυνέχειας (>70 0 )

Ολίσθηση από Ανατροπή

Πρανές Ολίσθηση Ανατροπής (γενικό κριτήριο) Συγκέντρωση πόλων Φ α >70 ο Αντίθετη φορά κλίσης από το πρανές Ασυνέχεια (φ α >70 ο )

Εργαλεία Προβολής Γωνία Τριβής φ Προβάλλεται ως κύκλος με κέντρο το δίκτυο και ακτίνα 90-φ Προβάλλεται ως έλλειψη γύρω από τον πόλο Ν (κώνος τριβής Talobre) του επιπέδου Σημείωση: Στις ασκήσεις θα δουλεύετε με κύκλο τριβής καθώς θα θεωρούμε την γωνία τριβής ίδια για όλες τις ασυνέχειες

Γωνία Τριβής φ Προβάλλεται ως κύκλος με κέντρο το δίκτυο και ακτίνα 90-φ

Γωνία Τριβής φ Προβάλλεται ως έλλειψη γύρω από τον πόλο Ν (κώνος τριβής Talobre) του επιπέδου Σημείωση: Στις ασκήσεις θα δουλεύετε με κύκλο τριβής καθώς θα θεωρούμε την γωνία τριβής ίδια για όλες τις ασυνέχειες

Ανάλυση ευστάθειας πρανών Συντελεστής Ασφαλείας (F): F = Δυνάμεις που συγκρατούν έναντι ολίσθησης / Δυνάμεις που ωθούν προς ολίσθηση Αν F<1 τότε έχουμε αστοχία Αν F>1 τότε έχουμε ευστάθεια Αν F=1 τότε έχουμε οριακή ισορροπία Είναι όμως η οριακή ισορροπία (F=1) αποδεκτό όριο για την ασφαλή λειτουργία των πρανών;;;;;;

Ανάλυση ευστάθειας πρανών Δυνάμεις που συγκρατούν έναντι ολίσθησης: i. Βάρος (κάθετη συνιστώσα στην επιφάνεια) ii. iii. Τριβή κατά μήκος της επιφάνειας ολίσθησης Συνοχή κατά μήκος της επιφάνειας ολίσθησης Δυνάμεις που ωθούν έναντι ολίσθησης: i. Βάρος (παράλληλη συνιστώσα με την επιφάνεια ολίσθησης ii. iii. iv. F = Δυνάμεις που συγκρατούν έναντι ολίσθησης / Δυνάμεις που ωθούν προς ολίσθηση Πίεση νερού μέσα στις ασυνέχειες Δύναμη πιθανού σεισμού Εξωτερικό βάρος (φορτίο) πάνω στο υπό ολίσθηση μπλοκ

Ανάλυση δυνάμεων σε επίπεδη αστοχία Δυνάμεις: Βάρος W και δύναμη Τριβής T Δυνάμεις που συγκρατούν έναντι ολίσθησης: i. Βάρος (κάθετη συνιστώσα στην επιφάνεια) ii. iii. Τριβή κατά μήκος της επιφάνειας ολίσθησης Συνοχή κατά μήκος της επιφάνειας ολίσθησης Δυνάμεις που ωθούν έναντι ολίσθησης: i. Βάρος (παράλληλη συνιστώσα με την επιφάνεια ολίσθησης ii. iii. F = Δυνάμεις που συγκρατούν έναντι ολίσθησης / Δυνάμεις που ωθούν προς ολίσθηση Το βάρος W αναλύεται σε δύο συνιστώσες: Ν: στην ορθή συνιστώσα (συγκρατεί) S: στην διατμητική (ωθεί) T=Ν*εφφ=Wσυνα*εφφ S=W*ημα Όπου α η γωνία κλίσης του υπό ολίσθηση τεμάχους Αν έχει και δύναμη συνοχής Rc: εφφ= Τ/Ν + Rc/N F=T/S Πίεση νερού μέσα στις ασυνέχειες Εξωτερικό βάρος (φορτίο) πάνω στο υπό ολίσθηση μπλοκ

Αύξηση του συντελεστή ασφαλείας αν F<1 1. Αύξηση του αριθμητή: Αύξηση των δυνάμεων που συγκρατούν Εφαρμογή αγκυρίων Εφαρμογή εκτοξευμένου σκυροδέματος Αύξηση βάρους στη βάση του πρανούς 2. Μείωση του παρανομαστή: Μείωση των δυνάμεων που ωθούν στην ολίσθηση F = Δυνάμεις που συγκρατούν έναντι ολίσθησης / Δυνάμεις που ωθούν προς ολίσθηση Μείωση των υδατικών πιέσεων (αποστράγγιση) Ελάφρυνση αφαίρεση βάρους

Η παρουσία του νερού ως καθοριστικός παράγοντας για την ευστάθεια ενός βραχώδους πρανούς Η πίεση του νερού Η πίεση του νερού μέσα στις ρωγμές πιέζει το υπό ολίσθηση μπλοκ είτε αυξάνοντας τις υδροστατικές δυνάμεις (ανοικτή επιφάνεια) είτε αυξάνοντας τις πιέσεις πόρων (αδιαπέρατη ασυνέχεια, π.χ. αργιλική). Δηλαδή μειώνονται οι ενεργές τάσεις μειώνει την ευστάθεια των πρανών μειώνοντας τη διατμητική αντοχή των πιθανών επιφανειών ολίσθησης (για επιφάνειες με αργιλικά κυρίως υλικά) Aύξηση του βάρους της βραχόμαζας. Εξάλλου οι μεταβολές στο ποσοστό της υγρασίας σε μερικού βράχους, ιδιαίτερα αργιλικούς σχιστόλιθους, μπορούν να προκαλέσουν ταχύτατη αποσάθρωση με αποτέλεσμα τη μείωση της ευστάθειας.

Ευστάθεια βραχωδών πρανών Ανάλυση Βραχώδη Πρανή: Βραχώδη πρανή υψηλότερα από 10 μέτρα πρέπει να μελετώνται σύμφωνα με τις αρχές της Βραχομηχανικής, λαμβανομένων υπόψη των συνθηκών του υπόγειου νερού. Οι εκσκαφές στο βράχο πρέπει να μελετώνται ώστε να είναι ασφαλείς έναντι συνολικής θραύσης, αλλά θα είναι επιτρεπτές επιφανειακές θραύσεις των πρανών μεταξύ των οριζόντιων βαθμίδων. Πρέπει να λαμβάνονται μέτρα ώστε να μη φθάνουν στο δρόμο καταπτώσεις βραχωδών συντριμμάτων από το πρανές. Η γραμμή πρανούς, για τη μελέτη της συνολικής θραύσης, θα ορίζεται από τη γραμμή που ενώνει το πίσω μέρος των οριζοντίων βαθμίδων.

Αποδεκτός συντελεστής ασφαλείας Βραχώδη Πρανή: Οι ελάχιστοι συντελεστές ασφάλειας έναντι θραύσης του συνολικού πρανούς (σε περίπτωση αναβαθμίδων) θα πρέπει να είναι σύμφωνοι με τον Πίνακα: ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΠΡΑΝΩΝ - - ΘΡΑΥΣΗ ΣΥΝΟΛΙΚΟΥ ΠΡΑΝΟΥΣ α/α Συνδυασμού 1 2 3 4 Σεισμός Ν Ν Ο Ο Ανώτατη στάθμη υπόγειου ορίζοντα 50- ετίας Ν Ο Ν Ο Απαιτούμενος συντελεστής ασφαλείας - 1,0 1,2 1,3 όπου : Σεισμός Ν Σεισμός σχεδιασμού σύμφωνα με το ΝΕΑΚ, παραγρ. 5.4 Ο Όχι σεισμός Ανώτατη στάθμη υπογείου ορίζοντα 50-ετίας Ν Προβλεπόμενη ανώτατη στάθμη υπόγειου ορίζοντα 50-ετίας Ο Προβλεπόμενη ετήσια ανώτατη στάθμη υπόγειου ορίζοντα

Αποδεκτός συντελεστής ασφαλείας Βραχώδη Πρανή: Οι ελάχιστοι συντελεστές ασφάλειας έναντι θραύσης των πρανών μεταξύ οριζοντίων αναβαθμών θα πρέπει να είναι σύμφωνοι με τον Πίνακα: ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΠΡΑΝΩΝ - ΠΡΑΝΗ ΜΕΤΑΞΥ ΟΡΙΖΟΝΤΙΩΝ ΒΑΘΜΙΔΩΝ α/α Συνδυασμού 1 2 3 4 Σεισμός Ν Ν Ο Ο Ανώτατη στάθμη υπόγειου ορίζοντα 50- Ν Ο Ν Ο ετίας Απαιτούμενος συντελεστής ασφαλείας - - 1,1 1,2 όπου : Σεισμός Ν Σεισμός σχεδιασμού σύμφωνα με το ΝΕΑΚ, παραγρ. 5.4 Ο Όχι σεισμός Ανώτατη στάθμη υπογείου ορίζοντα 50-ετίας Ν Προβλεπόμενη ανώτατη στάθμη υπόγειου ορίζοντα 50-ετίας Ο Προβλεπόμενη ετήσια ανώτατη στάθμη υπόγειου ορίζοντα

Υπολογισμός συντελεστή ασφάλειας (SF), σε πρανές α) χωρίς εφελκυστική ρωγμή β) με εφελκυστική ρωγμή γεμάτη νερό

W=Βάρος ολισθαίνουσας μάζας: Δύο συνιστώσες, D (οδηγεί την ολίσθηση) και Ν (κάθετα-κρατά την ολίσθηση) u= δύναμη άνωσης λόγω πίεσης πόρων νερού c + F= δυνάμεις αντίστασης έναντι της D c: συνοχή κατά μήκος της επιφάνειας ολίσθησης (Ac) F: δύναμη τριβής κατά μήκος της επιφάνειας ολίσθησης: N*tanφ J: Υδροστατική πίεση σε ρωγμή εφελκυσμού (προστίθεται στην D)

Υπολογισμός συντελεστή ασφάλειας (SF), σε πρανές (περίπτωση β) F = c A + (W cosψ p U V sinψ p ) tanϕ V cosψ p +W sinψ p

Υπολογισμός συντελεστή ασφάλειας (SF), σε πρανές (περίπτωση β) F = c A + (W cosψ U V sinψ p p ) tanϕ V cosψ p +W sinψ p Α η επιφάνεια ολίσθησης W το βάρος του τεμάχους που ολισθαίνει U & V οι αντίστοιχες υδροστατικές δυνάμεις) Α = Η - Ζ sinψ ρ U = g w * A * Z w 2 V = g * ( ) w Z w 2 2 W= V τεμάχους * γ όπου V τεμάχους ο όγκος του υπό ολίσθηση τεμάχους και γ το ειδικό βάρος του πετρώματος. Άρα εσείς πρέπει να βρείτε τον όγκο.

Κινηματική ανάλυση: Από την ύπαιθρο στο γραφείο

1. Αρχικά: Γεωμετρία πρανούς (του Τεχνικού έργου δηλαδή) Γεωλογική Οριζοντιογραφία Οδοποιϊας Διεύθυνση άξονα Τεχνικά πρανή Πρανές 1 Διεύθυνση άξονα Οδοποιϊας (κίτρινη γραμμή) Πρανές 2

1. Αρχικά: Γεωμετρία πρανούς Γεωλογική Οριζοντιογραφία Οδοποιϊας Διεύθυνση άξονα Τεχνικά πρανή Η διεύθυνση κλίσης των 2 πρανών είναι κάθετη στον άξονα (στην διεύθυνση) Διεύθυνση άξονα Οδοποιϊας (κόκκινη γραμμή) Διεύθυνση άξονα κόκκινη βούλα Τομή κάθετα στον άξονα Πρανές 1 Πρανές 2

2. Μετρήσεις ασυνεχειών Μόνο η γεωμετρία τους μας ενδιαφέρει;; ΟΧΙ Σχηματική απεικόνιση των γεωμετρικών ιδιοτήτων των ασυνεχειών Ομάδα ασ. Υλικό πλήρωσης Ομάδα ασυνεχειών Αντοχή τοιχώματος Συχνότητα Μέγεθος μπλοκ Εμμονή Τραχύτητα Άνοιγμα Διήθηση Κλίση-Φορά κλίσης

3. Που καταγράφουμε τα δεδομένα;; Στα Τεκτονικά Διαγράμματα (ΤΔ) Μετρήσεις τεκτονικών στοιχείων Τεκτονικά Διαγράμματα (ΤΔ) Για την κατασκευή του τεκτονικού διαγράμματος πρέπει να πραγματοποιηθούν μετρήσεις στην ύπαιθρο. Οι μετρήσεις γίνονται με γεωλογική πυξίδα και καταγράφονται σε ειδικό φύλλο έντυπο. Ο αριθμός των μετρήσεων εξαρτάται από το τεχνικό έργο και τις προδιαγραφές του. Ο κανόνας είναι 60-100 μετρήσεις ανά τεχνικό διάγραμμα. Οι ασυνέχειες που μετρώνται είναι Στρώση Σχιστότητα Διακλάσεις Ρήγματα

ii.μετρήσεις τεκτονικών στοιχείων Τεκτονικά Διαγράμματα (ΤΔ)

3. Που καταγράφουμε τα δεδομένα;; Στα Τεκτονικά Διαγράμματα (ΤΔ) Μετρήσεις τεκτονικών στοιχείων Τεκτονικά Διαγράμματα (ΤΔ) Για κάθε μέτρηση θα πρέπει να δίνονται: Διεύθυνση κλίσης / μέτρο κλίσης (π.χ. 070 ο /88 ο ) ή ανάποδα (88 ο /070 ο ) Ο τύπος της ασυνέχειας (στρώση-β, Σχιστότητα-S, Διάκλαση-J, Ρήγμα-F) Η εμμονή της ασυνέχειας (συνέχεια στο χώρο): Η εμμονή είναι πολύ σημαντική διότι επηρεάζει τα μεγέθη των υπό ολίσθηση τεμαχών-μπλοκ. Π.χ. μικρή εμμονή μιας ασυνέχειας σχηματίζει μικρή σφήνα ή μικρού πάχους πλάκα, και συνεπώς η δύναμη συγκράτησης και το μήκος ενός αγκυρίου («καρφιά») θα είναι μικρότερη. Η απόσταση των ασυνεχειών της ίδιας ομάδας (π.χ. στρώσης). Όμοια, η απόσταση επηρεάζει άμεσα το μέγεθος των τεμαχών.

3. Που καταγράφουμε τα δεδομένα;; Στα Τεκτονικά Διαγράμματα (ΤΔ) Μετρήσεις τεκτονικών στοιχείων Τεκτονικά Διαγράμματα (ΤΔ) (συνέχεια ) Για κάθε μέτρηση θα πρέπει να δίνονται: Η τραχύτητα των ασυνεχειών. Διαμορφώνει τη διατμητική αντοχή της επιφάνειας της ασυνέχειας (κυρίως της γωνίας τριβής, φ ο ). Αυτή εκτιμάται είτε ποιοτικά είτε μέσω του συντελεστή JRC. Η παρουσία υλικού πλήρωσης. Εδώ σημειώνεται: α)αν υπάρχει υλικό πλήρωσης, β)πόσο είναι το πάχος του και γ) ποια είναι η σύστασή του (π.χ. αργιλικό, ασβεστιτικό). Η παρουσία υλικού πλήρωσης κατά μήκος μιας οικογένειας ασυνεχειών επιδρά στη διατμητική αντοχή της ασυνέχειας.

3. Που καταγράφουμε τα δεδομένα;; Στα Τεκτονικά Διαγράμματα (ΤΔ) Μετρήσεις τεκτονικών στοιχείων Τεκτονικά Διαγράμματα (ΤΔ) (συνέχεια ) Για κάθε μέτρηση θα πρέπει να δίνονται: Συγκόλληση κατά μήκος των ασυνεχειών. Θα πρέπει να σημειώνεται ενδεχόμενη συγκόλληση κατά μήκος των ασυνεχειών (π.χ. ασβεστιτικό). Ενδεχόμενη συγκόλληση αυξάνει την συνοχή c (που γενικά κατά μήκος των ασυνεχειών θεωρείται μηδενική) Παρουσία νερού. Αν υπάρχει (υγρασία, στάγδην, ροή) νερό κατά μήκος των ασυνεχειών θα πρέπει να σημειώνεται.

3. Που καταγράφουμε τα δεδομένα;; Στα Τεκτονικά Διαγράμματα (ΤΔ) Μετρήσεις τεκτονικών στοιχείων Τεκτονικά Διαγράμματα (ΤΔ) (συνέχεια ) Κατά την διαδικασία των μετρήσεων θα πρέπει να λαμβάνονται όλες οι οικογένειες ασυνεχειών και να μην προτιμώνται οι ίδιες. Το μήκος της μέτρησης μπορεί να είναι μερικών μέτρων (10-20m) αρκεί να είναι αντιπροσωπευτικό της δομής της μετρούμενης βραχόμαζας. Βεβαίως, αν υπάρχουν ήδη διαμορφωμένα τεμάχη (π.χ. σφήνες, επίπεδες ολισθήσεις, ανατροπές) από συγκεκριμένες ασυνέχειες αυτές μετρώνται, καταγράφονται και αποτελούν οδηγό επαλήθευσης για την ανάλυση στο γραφείο.

4. Διαδικασία Ανάλυσης Τεκτονικού Διαγράμματος (ΤΔ) α. Εισαγωγή των γεωμετρικών στοιχείων των ασυνεχειών (από τις μετρήσεις στην ύπαιθρο) Κλίση Διεύθυνση Κλίσης

β. Προβολή των πόλων των ασυνεχειών (στρώσεις, διακλάσεις, ρήγματα) 4. Διαδικασία Ανάλυσης Τεκτονικού Διαγράμματος (ΤΔ)

γ. Κατανομή πόλων και στατιστική επεξεργασία ασυνεχειών 4. Διαδικασία Ανάλυσης Τεκτονικού Διαγράμματος (ΤΔ)

4. Διαδικασία Ανάλυσης Τεκτονικού Διαγράμματος (ΤΔ) δ. Ορισμός των οικογενειών των ασυνεχειών και των επιπέδων τους. Κύριο σύστημα ασυνεχειών Κλίση/Φορά βύθισης 1. J (Διάκλαση) 2. J (Διάκλαση) 3. J (Διάκλαση) 4. J (Διάκλαση) 5. J (Διάκλαση) 6. J (Διάκλαση) 82/154 66/229 35/218 50/111 83/317 44/357

4. Διαδικασία Ανάλυσης Τεκτονικού Διαγράμματος (ΤΔ) ε. Προβολή της διεύθυνσης του τεχνικού έργου (π.χ. ορύγματος) και της γωνίας τριβής των ασυνεχειών (φ ο ) Μαύρο: Στοιχεία πρανούς Κόκκινο (κύκλος): Γωνία τριβής (φ ο ) Πράσινο: Ασυνέχειες

4. Διαδικασία Ανάλυσης Τεκτονικού Διαγράμματος (ΤΔ) στ. Εκτίμηση δυνητικών ολισθήσεων ανάλογα με τη διεύθυνση και την κλίση του τεχνικού έργου και της διατμητικής αντοχής των ασυνεχειών (γωνία τριβής φ και συνοχή c): Επίπεδη ολίσθηση Σφηνοειδή ολίσθηση Ανατροπή

η. Ανάλυση δυνάμεων (διατμητική και ορθή συνιστώσα βάρους, διατμητική δύναμη λόγω τριβής, δύναμη νερού, δύναμη αγκύρωσης, κ.α.) υπό ολίσθηση τεμάχους και υπολογισμός συντελεστή ασφαλείας F. 4. Διαδικασία Ανάλυσης Τεκτονικού Διαγράμματος (ΤΔ)

Στάδια Ανάλυσης Τεκτονικού Διαγράμματος (ΤΔ) Εφελκυστική ρωγμή Παρουσία νερού στην ρωγμή Διεύθυνση ολίσθησης Επιφάνεια ολίσθησης

Μέτρα Αντιστήριξης Πρανών I. Παθητικά Μέτρα Αντιστήριξης Αυτές οι μέθοδοι εμποδίζουν τα τεμάχη της βραχόμαζας που έχουν μετακινηθεί από τη θέση τους να προκαλέσουν καταστροφές (όπως π.χ. με πτώση τους σε αυτοκινητόδρομους, σιδηροδρομικές γραμμές κλπ) Θεωρητικά, αυτές οι μέθοδοι έχουν μικρότερο κόστος, συνδυάζονται δε πολλές φορές με προειδοποιητικές μεθόδους (προειδοποιούν για το ότι έχουν συμβεί ή συμβαίνουν μετακινήσεις) II. Ενεργητικά Μέτρα Αντιστήριξης Μειώνοντας τις δυνάμεις που προκαλούν την ολίσθηση, και άλλοτε αυξάνοντας τις δυνάμεις που αντιτίθεται σ αυτήν. Μειώνουν την πιθανότητα της μετακίνησης των διαφόρων τεμαχών της βραχόμαζας και γενικά αποτελούν την πρώτη επιλογή για τη λύση του προβλήματος III. Μέτρα βελτίωσης ποιότητας βραχόμαζας επιδιώκεται η ενίσχυση της ποιότητας της βραχόμαζας:

Μέτρα Αντιστήριξης Βραχωδών Πρανών Αγκύρια (Προεντεταμένα, Παθητικά, Απλές Ηλώσεις) Δοκός Αγκυρίων Εκτοξευόμενο Σκυρόδεμα (με ή χωρίς ινοπλισμό) Ανακουφιστικές και Αποστραγγιστικές Οπές Μεταλλικά Πλέγματα Τοίχοι Κατακράτησης (Βραχοπαγίδες Geobrugg) Αναβαθμοί Προστασίας Καταπτώσεων Βράχων Τάφροι Απομάκρυνση Χαλαρών Υλικών και Επικρεμάμενων Βράχων Γεωσυνθετικά Υλικά

Έργα συγκράτησης και αντιστήριξης βραχοκαταπτώσεων και ολισθήσεων

Μέτρα Αντιστήριξης Πρανών I. Παθητικά Μέτρα Αντιστήριξης Καθαίρεση των διαφόρων κομματιών που είναι ελεύθερα να πέσουν και να προκαλέσουν καταστροφές. Είναι η οικονομικότερη μέθοδος. Κατασκευή τάφρων που εμποδίζουν τα κομμάτια να προχωρήσουν και να προκαλέσουν καταστροφές. Εκσκαφή πρανών (αλλαγή κλίσης, αναβαθμοί, κ.τ.λ.) έτσι ώστε να μειωθούν οι δυνάμεις που τείνουν να προκαλέσουν αστοχία. Τοποθέτηση δικτύων που αγκυρώνονται στον βράχο και συγκρατούν τα μικρά κυρίως κομμάτια. Κατασκευή τοίχων που λειτουργούν σαν φράγματα και συγκρατούν τα κομμάτια που αστοχούν από το πρανές.

Μέτρα Αντιστήριξης Πρανών I. Παθητικά Μέτρα Αντιστήριξης Μέτρα προστασίας έναντι καταπτώσεων βράχων (Hoek, 2000)

Παθητικά και ενεργητικά μέτρα αντιστήριξης με τη χρήση φράκτη ανάσχεσης, δίχτυ προστασίας και βλήτρα βράχου (αγκύρια)

Μέτρα Αντιστήριξης Πρανών I. Παθητικά Μέτρα Αντιστήριξης Μέτρα προστασίας έναντι καταπτώσεων (Hoek, 2000)

Παθητικά μέτρα αντιστήριξης με τη χρήση φράκτη ανάσχεσης

Μέτρα Αντιστήριξης Πρανών I. Παθητικά Μέτρα Αντιστήριξης Σύγχρονα μεταλλικά δίχτυα τα δίχτυα που αποτελούνται από ενωμένα δακτυλίδια συρματόσχοινων, έχουν εν μέρει αντικαταστήσει τα «διαγώνια» δίχτυα. Τα τελευταία χρησιμοποιούνται ελάχιστα και έχουν απορροφητική ικανότητα ενέργειας, το πολύ 2000kJ. Με το πέρασμα των χρόνων και τη συνεχή έρευνα και δοκιμές στον τομέα των καταπτώσεων, τα συστήματα ανάσχεσης εξελίχθηκαν. Δίχτυα δακτυλιοειδούς μορφής

Μέτρα Αντιστήριξης Πρανών I. Παθητικά Μέτρα Αντιστήριξης Έργα αποστράγγισης Επιφανειακά με περιμετρικούς τάφρους αποστράγγισης Αποστραγγιστικοί σωλήνες

Μέτρα Προστασίας Πρανών Xρήση γεωυφασμάτων για τον έλεγχο της επιφανειακής διάβρωσης πρανών και τη διευκόλυνση της φυτικής ανάπτυξης για την οποία η γιούτα θεωρείται το καταλληλότερο υλικό.

Μέτρα Αντιστήριξης Πρανών I. Ενεργητικά Μέτρα Αντιστήριξης Αγκυρώσεις βράχου Εφαρμογή αγκυρίων για την αντιστήριξη του πρανούς

Αντιστήριξη με τη χρήση αγκυρίων

Αντιστήριξη με τη χρήση αγκυρίων πλέγματος

Αντί Συμπερασμάτων Τροποποιημένο (Β.Μαρίνος) από Waltham, 2002

Βιβλιογραφία Άσκησης Barton, N. and Choubey, V., 1977. The shear strength of rock joints in theory and practice. Rock Mechanics, 10(1-2), pp. 1-54. Hoek, Ε & Bray J.W. (1981). Rock Slope Engineering. Hoek, E., 2007. Practical Rock Engineering. Notes on Internet (www.rocscience.com/hoek/hoek.asp). Hudson A.J, and Harrison P.J, 1997. Engineering rock mechanics. Waltham T., (2002). Foundations of Engineering Geology, Spon Press. Δημόπουλος Γ. (2008). Τεχνική Γεωλογία. Εκδόσεις Αφοί Κυριακίδη. Κούκης Γ. & Σαμπατακάκης Ν. (2002). Τεχνική Γεωλογία. Εκδόσεις Παπασωτηρίου. Κούκης Γ. & Σαμπατακάκης Ν. (2007). Γεωλογία τεχνικών έργων. Εκδόσεις Παπασωτηρίου. Μαρίνος Β. (2011). Παρουσιάσεις μαθήματος «Γεωλογικές και Περιβαλλοντικές Μελέτες Τεχνικών Έργων».