ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ 3o Μάθημα Τεχνική Γεωλογία Εδάφους Διδάσκοντες: Β. Χρηστάρας Καθηγητής Β. Μαρίνος, Επ. Καθηγητής Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας και Υδρογεωλογίας ΑΠΘ
ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΩΡΙΑΣ 3: ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΕΔΑΦΟΥΣ Στο μάθημα αυτό θα πρέπει να γνωρίζετε: 1. Ποιες οι κατηγορίες εδαφών και ποια τα όρια της κοκκοµετρίας (διαφάνειες: 4, 5) 2. Τι πρέπει να περιλαµβάνει η τεχνικογεωλογική περιγραφή εδάφους (διαφάνεια: 7) ενός 3. Ποια η συνεκτικότητα των λεπτόκοκκων εδαφών και ποια η πυκνότητα των αδρόκοκκων (διαφάνειες: 9,10,11) 4. Ποια µπορεί να είναι η αντοχή των εδαφών γνωρίζοντας µόνο τις γεωλογικές διεργασίες (διαφάνεια: 13) 5. Τι εργαστηριακές (διαφάνειες: 14,15) δοκιµές γίνονται σε εδαφικά δείγµατα 6. Ποια τα φυσικά χαρακτηριστικά των εδαφών (διαφάνειες: 16, 17 (µόνο την πρώτη κολώνα)) 7. Τι είναι τα όρια Atterberg, τι είναι η πλαστικότητα (διαφάνειες: 18,19,20) 8. Πως υπολογίζουµε τη διατµητική εργαστηριακά (διαφάνειες: 32-47) αντοχή ενός εδάφους 9. Πως υπολογίζουµε τη διατµητική επιτόπου (διαφάνειες: 49-51, 54) αντοχή ενός εδάφους
ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΩΡΙΑΣ 3: ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΕΔΑΦΟΥΣ Στο μάθημα αυτό θα πρέπει να γνωρίζετε: 10. Ποιες είναι οι γεωστατικές τάσεις και οι ορισµοί τους (διαφάνειες: 57-59) 11. Αποδείξτε τον τύπο που συνδέει τις γεωστατικές τάσεις (διαφάνεια 60)
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 3ΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΕΔΑΦΩΝ» 1. Κατάταξη περιγραφή εδαφών 2. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά εδαφών 3. Αντοχή εδαφών 4. Γεωστατικές τάσεις
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΕΔΑΦΩΝ
ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΤΩΝ ΕΔΑΦΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ (ΔΙΑΜΕΤΡΟ) ΤΩΝ ΚΟΚΚΩΝ (ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΑ)
ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗ ΔΙΑΒΑΘΜΙΣΗ ΕΔΑΦΩΝ
ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ Τεχνική περιγραφή εδαφικών δειγμάτων i. Γεωλογική περιγραφή στρώματος. Δευτερεύοντα εδαφικά συστατικά (με μικρά), κύριο εδαφικό συστατικό (με κεφαλαία) και σύμβολο ομάδας (από κατάταξη USCS) π.χ. ιλυώδης ΑΜΜΟΣ με χάλικες (SM) ii. Πυκνότητα / συνεκτικότητα / αντοχή iii. Ασυνέχειες iv. Στρώση v. Χρώμα vi. Σύσταση, Σχήμα και μέγεθος κόκκων
ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ Τεχνική περιγραφή εδαφικών δειγμάτων Παράδειγμα: Καστανοκόκκινη, αμμώδης σκληρή ΑΡΓΙΛΟΣ με χάλικες (CL), χαλίκια ασβεστόλιθου και μεταψαμμίτη, υπογωνιώδη, μέσα και λεπτά (ΤΕΤΑΡΤΟΓΕΝΕΣ). Τοπικά εμφανίζονται ασβεστιτικά συγκρίματα και οξειδώσεις. Προσοχή: Πρέπει να περιγράφονται προσεκτικά ακόμα και οι λεπτές ενστρώσεις καθώς μπορεί να επηρεάζουν τις γεωτεχνικές συνθήκες. π.χ. ορίζοντες άμμου σε σχηματισμό αργίλου μπορεί να ασκούν υποπιέσεις ανώσεις και να αστοχήσει για παράδειγμα μια θεμελίωση. Για το λόγο αυτό το δείγμα πρέπει να εξετάζεται προσεκτικά (διάσπαση δείγματος).
ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ Τεχνικογεωλογική μακροσκοπική περιγραφή της αντοχής των εδαφικών σχηματισμών (ποιότητα σχηματισμών): I. Συνεκτικότητας των λεπτόκοκκων σχηματισμών (Αργιλικά, ιλυώδη) II. Πυκνότητας των αδρόκοκκων σχηματισμών (αμμώδη, χαλικώδη)
ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Οι Λεπτόκοκκοι εδαφικοί σχηματισμοί των οποίων η σύσταση χαρακτηρίζεται από την επικράτηση αργίλου ή ιλύος κατατάσσονται με βάση την συνεκτικότητά τους σε κατηγορίες. Η συνεκτικότητα των Λεπτόκοκκων οριζόντων κατατάσσονται σε έξι κατηγορίες: Πολύ Μαλακή Μαλακή Σταθερή Στιφρή Πολύ Στιφρή Σκληρή
ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΑΔΡΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Οι Αδρόκοκκοι εδαφικοί σχηματισμοί των οποίων η σύσταση χαρακτηρίζεται από την επικράτηση της άμμου ή των χαλίκων κατατάσσονται με βάση την συνεκτικότητά τους σε κατηγορίες. Η πυκνότητα των Αδρόκοκκων οριζόντων κατατάσσονται σε πέντε κατηγορίες: Πολύ Χαλαρή Χαλαρή Μέτριας Πυκνή Πυκνή Πολύ Πυκνή Η πυκνότητα εκτιμάται μέσα από την δοκιμή πρότυπης διείσδυσης SPT (αντιστοίχιση εύρους τιμών SPT με τις πέντε κατηγορίες).
ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΠΡΟΣΦΑΤΩΝ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΑΠΟΘΕΣΕΩΝ - ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ
ΣΔΑ ΩΚΑΩ
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΣΕ ΕΔΑΦΙΚΑ ΔΕΙΓΜΑΤΑ* Οι εργαστηριακές δοκιμές δειγμάτων από πυρήνες γεωτρήσεων εντοπίζονται κυρίως: Στα φυσικά χαρακτηριστικά του εδάφους: ειδικό βάρος, πορώδες, φυσική υγρασία κ.λ.π. Προσδιορισμός ορίου υδαρότητας, ορίου πλαστικότητας και δείκτη πλαστικότητας Ορυκτολογική ανάλυση Χαρακτηριστικά αντοχής: Δοκιμή ανεμπόδιστης θλίψης, διάτμησης, δοκιμή μονοδιάστατης στερεοποίησης, τριαξονική δοκιμή, δοκιμή διάτμησης. *Αναλυτικά τα θέματα των εργαστηριακών δοκιμών παρουσιάζονται στο μάθημα Η Εξαμήνου («Εδαφομηχανική- Βραχομηχανική»)
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΣΕ ΕΔΑΦΙΚΑ ΔΕΙΓΜΑΤΑ* *Αναλυτικά τα θέματα των εργαστηριακών δοκιμών παρουσιάζονται στο μάθημα Η Εξαμήνου («Εδαφομηχανική- Βραχομηχανική»)
ΦΥΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΔΑΦΩΝ Κούκης & Σαμπατακάκης, 2002)
ΦΥΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΔΑΦΩΝ - ΣΥΣΧΕΤΙΣΜΟΙ Κούκης & Σαμπατακάκης, 2002)
ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑ ΟΡΙΑ ATTERBERG Πλαστικότητα είναι είναι πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό για τα λεπτόκοκκα εδαφικά υλικά. Ο όρος πλαστικότητα εκφράζει την ικανότητα ενός εδάφους να υποστεί μη-επιστρέψιμη χωρίς να ρωγματωθεί. παραμόρφωση Ανάλογα με την περιεχόμενη υγρασία (όπως ορίζεται από τον λόγο της μάζας του νερού προς τη μάζα των εδαφικών κόκκων), ένα έδαφος μπορεί να απαντάται σε υδαρή, πλαστική, ημι-στερεή και στερεή κατάσταση.
ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑ ΟΡΙΑ ATTERBERG Αν η παρουσία του νερού (περιεχόμενη υγρασία), εδάφους που είναι σε υδαρή κατάσταση σταδιακά μειωθεί, το έδαφος θα μεταπέσει από την υδαρή κατάσταση στην πλαστική και ημιστερεή ακολουθούμενη από μείωση του όγκου έως να καταλήξει σε στερεή κατάσταση. Η περιεχόμενη υγρασία η οποία αλλάζει η κατάσταση διαφέρει από έδαφος σε έδαφος. Στο έδαφος, τα περισσότερα εδάφη απαντώνται στην πλαστική κατάσταση. Η πλαστικότητα οφείλεται στην παρουσία αργιλικών ορυκτών (μοντμοριλονίτης, καολινίτης, ιλλίτης, χλωρίτης) ή οργανικών υλικών στο έδαφος.
ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑ ΟΡΙΑ ATTERBERG Το ανώτερο και κατώτερο όριο της περιεχόμενης υγρασίας όπου το έδαφος έχει πλαστική συμπεριφορά ονομάζεται: Όριο υδαρότητας (ανώτερο όριο): w L Όριο Πλαστικότητας (κατώτερο όριο): w P Δείκτης πλαστικότητας (Plasticity Index - PI ή I p ): Η διαφορά αυτής της περιεχόμενης υγρασίας: I p = w L w p Ενεργότητα: Εκφράζεται από τον λόγο του δείκτη πλαστικότητας (PI) προς το ποσοστό του αργιλικού υλικού. Ο βαθμός πλαστικότητας για συγκεκριμένο ποσοστό αργιλικού εδάφους
ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΕΔΑΦΩΝ
ΤΥΠΙΚΕΣ ΤΙΜΕΣ ΟΡΙΩΝ ATTERBERG
Υπολογισμός διατμητικής αντοχής (Συνοχή c και Εσωτερική γωνία τριβής μέσα από τους Κύκλους Mohr)
ΓΙΑΤΙ ΜΕΛΕΤΑΜΕ ΤΙΣ ΤΑΣΕΙΣ;; Ανάλογα με το πώς κατανέμονται οι τάσεις στο έδαφος ή στο βράχο, όπου κατασκευάζονται τα τεχνικά έργα, εξαρτώνται οι παραμορφώσεις και οι αστοχίες που μπορεί να προκληθούν στα γεωυλικά. Υπολογίζονται είτε αναλυτικά είτε με αριθμητικές μεθόδους (π.χ. πεπερασμένα στοιχεία).
ΓΙΑΤΙ ΜΕΛΕΤΑΜΕ ΤΙΣ ΤΑΣΕΙΣ;; Κατά την κατασκευή τεχνικών έργων οι τάσεις μεταβάλλονται δραματικά. Ο βράχος ή έδαφος ο οποίος εκσκάπτεται, περιείχε πριν τάσεις και αυτές οι τάσεις πρέπει να παραληφθούν αλλού. Τα περισσότερα κριτήρια αστοχίας σχετίζονται με τη παραμορφωσιμότητα και την αντοχή του βράχου ή της βραχόμαζας και η ανάλυση αυτών περιλαμβάνει τις τάσεις.
ΤΥΠΟΙ ΤΑΣΕΩΝ Υδροστατική τάση: Οι τάσεις είναι ίδιες σε όλες τις διευθύνσεις Θλιπτική (συμπιεστική) τάση Εφελκυστική τάση Διατμητική τάση
ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΕΣ ΤΑΣΕΙΣ Διατμητική τάση (τ): Η τάση που ασκείται εφαπτομενικά σε ένα επίπεδο Ορθή τάση (σ n ): Η τάση που ασκείται κάθετα σε ένα επίπεδο
Από Δημόπουλος Γ., Σημειώσεις Τεχνικής Γεωλογίας από το διαδίκτυο Διατμητικές τάσεις
Παράδειγμα διατμητικής αστοχίας και παραμόρφωσης γεωυλικού σε πρανές Διατμητικές τάσεις τ xy στην οριακή κατάσταση αστοχίας
Παράδειγμα διατμητικής αστοχίας και παραμόρφωσης γεωυλικού Σημεία αστοχίας γεωυλικού στην οριακή κατάσταση αστοχίας Σημεία διατμητικής αστοχίας Σημεία αστοχίας σε εφελκυσμό
Κριτήριο αστοχίας Mohr-Coulomb Υπολογισμός διατμητικής αντοχής (Συνοχή c και Εσωτερική γωνία τριβής μέσα από τους Κύκλους Mohr)
Υπολογισμός διατμητικής αντοχής από εργαστηριακές δοκιμές Τριαξονική δοκιμή
Ποιο είναι το πρόβλημα??? q Μπορούμε να υπολογίσουμε σε ένα εδαφικό στοιχείο τα φορτία που δέχεται (μέγεθος και φορά). q Θέλουμε να ξέρουμε εάν αστοχεί. q Δεν γνωρίζουμε, όμως, ποιο είναι το κρίσιμο επίπεδο. q Γιατί η εντατική κατάσταση είναι διαφορετική σε κάθε επίπεδο. q Επομένως, χρειάζεται να ξέρουμε, ΜΕ ΚΑΠΟΙΟ ΤΡΟΠΟ, τους συνδυασμούς των τάσεων που ασκούνται σε κάθε επίπεδο
z x σ zz τ zx τ σ θ τ τ xz σ xx σ
Ψάχνω τις ακραίες σ Ασκούνται σε επίπεδα, όπου τ = 0 Ονομάζονται κύριες τάσεις και τα αντίστοιχα επίπεδα κύρια επίπεδα σ 3 = Ελάχιστη κύρια τάση σ 1 = Μέγιστη κύρια τάση τ σ 3 σ 1 σ
Ψάχνω τις ακραίες τ Ασκούνται σε επίπεδα, όπου σ = (σ 1 + σ 3 )/2 τ min = - (σ 1 - σ 3 )/2 τ max = (σ 1 - σ 3 )/2 τ Άρα για τα άπειρα επίπεδα τ max σ 3 σ 1 σ τ min
z x Α σ zz τ zx σ θ τ τ xz B σ xx Έστω ότι τα επίπεδα Α και Β είναι τα κύρια επίπεδα
Επομένως... Κύκλος Mohr τ τ max σ 3 σ 1 σ τ min
Συνεχίζοντας... Γνωρίζοντας τις τάσεις που ασκούνται σε δύο επίπεδα μπορούμε να σχεδιάσουμε τον κύκλο του Mohr Αρκεί, όμως, αυτό???? ΟΧΙ...Γιατί ξέρουμε τους συνδυασμούς των τάσεων, αλλά δεν ξέρουμε σε ποιο επίπεδο εφαρμόζεται ο καθένας Επομένως, εκτός από τις τάσεις σε δύο επίπεδα χρειαζόμαστε και τη διεύθυνση ενός εξ αυτών για να βρούμε Τον πόλο των επιπέδων
Άρα σ 1 τ θ σ n τ σ 3 τ Π σ 3 σ 1 σ n σ Π
Άρα σ 1 τ Περιβάλλουσα θραύσης φ σ n θ τ σ 3 τ c r Ακτίνα: (σ 1 - σ 3 ) / 2 σ n σ 3 σ 1 σ τ = c + σ n tanφ Κέντρο κύκλου: (σ 1 + σ 3 ) / 2
Άρα σ 1 τ Περιβάλλουσα θραύσης φ σ n τ θ ω σ 3 τ c θ σ 3 ω σ n σ 1 σ (σ 1 + σ 3 ) / 2
ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ (ΣΥΝΟΧΗ C ΓΩΝΙΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΤΡΙΒΗΣ Φ)
Υπολογισμός διατμητικής αντοχής από εργαστηριακές δοκιμές Δοκιμή Άμεσης Διάτμησης
Δοκιμή άμεση διάτμησης τ σ Συνοχή c=0 t =s τ = c + σ tan n tanφ f
Πειραματικός υπολογισμός διατμητικής αντοχής από την δοκιμή άμεσης διάτμησης Σχεδιασμός διαγράμματος τ Δl. Υπολογισμός μέγιστης διατμητικής τάσης η οποία αντιστοιχεί στη διατμητική αντοχή (τ f ) Υπολογισμός παραμένουσας διατμητικής αντοχής (τ r )
ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΤΑΣΗΣ (Τ) ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗΣ (ΔL) τ f τ r τ f τ r σ n
ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΣΤΗ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΑΝΤΟΧΗ ΑΜΜΩΝ-ΑΡΓΙΛΩΝ Σημείωση: Οι τιμές αυτές είναι ενδεικτικές για να τονίσουν την διαφορά των αμμωδών και αργιλικών εδαφών. Οι τιμές πρέπει να υπολογίζονται αναλυτικά κάθε φορά στην υπό μελέτη περιοχή.
Υπολογισμός διατμητικής αντοχής από Επιτόπου δοκιμές SPT-CPT-Πρεσσιομετρήσεις
ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΑΠΟ ΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΕΣ SPT ii. Δοκιμή πρότυπης διείσδυσης (SPT) Standard Penetration Test Εκτίμηση συνεκτικότητας και αντοχής από το SPT SPT: Δοκιμή Πρότυπης Διείσδυσης μέσα στη γεώτρηση q u : αντοχή ανεμπόδιστης θλίψης
ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΑΠΟ ΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΕΣ SPT-CPT ii. Δοκιμή Διείσδυσης Κώνου (CPT) Cone Penetration Test Eκτιμάται μέσω συσχετίσεων η αστράγγιστη διατμητική αντοχή εδαφών (C u ) ενώ γίνεται και ανάλογη κατάταξη των εδαφών. Η χρήση δοκιμών CPT/CPTU έχει τρεις βασικές εφαρμογές: Στον προσδιορισμό της στρωσιγένειας και την αναγνώριση του τύπου των εδαφικών στρωμάτων. Στην εκτίμηση των γεωτεχνικών παραμέτρων. Στη χρήση των αποτελεσμάτων απευθείας για τον γεωτεχνικό σχεδιασμό.
ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΑΡΓΙΛΙΚΩΝ ΑΠΟΘΕΣΕΩΝ Waltham, 2003 Σημείωση: Οι τιμές αυτές είναι ενδεικτικές. Οι τιμές πρέπει να υπολογίζονται αναλυτικά κάθε φορά στην υπό μελέτη περιοχή.
ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΑΜΜΩΔΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Waltham, 2003 Σημείωση: Οι τιμές αυτές είναι ενδεικτικές. Οι τιμές πρέπει να υπολογίζονται αναλυτικά κάθε φορά στην υπό μελέτη περιοχή.
ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΑΠΟ ΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΕΣ -ΠΡΕΣΣΙΟΜΕΤΡΗΣΕΙΣ iii. Δοκιμή Πρεσσιομέτρησης Σκοπός της δοκιμής του πρεσσιομέτρου είναι η μέτρηση της επί τόπου παραμόρφωσης του εδάφους ή ακόμα και του μαλακού βράχου από τη διαστολή κυλινδρικής ελαστικής μεμβράνης υπό πίεση: Με βάση τον υπολογισμό των παραπάνω μεγεθών υπολογίζεται το μέτρο παραμορφωσιμότητας (E) και Εκτιμάται μέσω συσχετίσεων η αστράγγιστη διατμητική αντοχή εδαφών (C u ).
Γεωστατικές τάσεις Ολικές τάσεις Πιέσεις πόρων Ενεργές τάσεις
Γεωστατικές τάσεις Είναι οι τάσεις που αναπτύσσονται στο εσωτερικό του εδάφους λόγω του ιδίου βάρους του υπό στατικές συνθήκες Η διαδικασία που θα μάθουμε ισχύει μόνο για οριζόντια επιφάνεια εδάφους
Γεωστατικές τάσεις Έστω οριζόντια εδαφική επιφάνεια ρ = Πυκνότητα εδάφους g = Επιτάχυνση της βαρύτητας γ = Ειδικό βάρος εδάφους γ = ρg h
Γεωστατικές τάσεις 1. Η ολική ορθή τάση (σ) σε επίπεδο: Η δύναμη η οποία μεταδίδεται επί επιπέδου (εμβαδό επιφάνειας) στην μάζα του εδάφους, αν θεωρήσουμε το έδαφος ένα εννιαίο στέρεο υλικό. 2. Η πίεση πόρων (u): Αποτελεί την πίεση του νερού που απαντάται μέσα στα κενά ανάμεσα στα σωματίδια το εδάφους. 3. Η ενεργή τάση (σ ): Αποτελεί τη τάση που μεταδίδεται μόνο στον «σκελετό» επαφής των σωματιδίων.
Γεωστατικές τάσεις (Ενεργές τάσεις) σ = σ '+ u σ ' = ΣΝ' Α σ = P Α P = ΣΝ'+ uα P Α = ΣΝ' Α + u σ = σ '+ u
Γεωστατικές τάσεις (Ενεργές τάσεις) σ = σ '+ u σ v = γ sat z u = γ w z σ ' v = σ v u = (γ sat γ w )z = γ 'z
Γεωστατικές τάσεις h Άρα οι σ v, σ h είναι κύριες τάσεις και μάλιστα αφού συνήθως k o <1 σ v σ 1 σ h = k o σ v τ = 0 σ v =? τ =? σ v = γh τ = 0 σ h σ 3
Γεωστατικές τάσεις h k o = ν / (1-ν) Με βάση τη θεωρία της ελαστικότητας σ h = k o σ v τ = 0 σ v = γh τ = 0
Γεωστατικές τάσεις Έστω οριζόντια επιφάνεια υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα Το τμήμα του εδάφους που βρίσκεται εντός του Υ.Υ.Ο. δέχεται άνωση Για τη μελέτη του φαινομένου ορίζουμε το μέγεθος της ενεργού τάσης h h w
Γεωστατικές τάσεις Τι γίνεται, όμως, όταν υπάρχει και νερό? Δηλαδή, υπάρχει και υπόγειος υδροφόρος ορίζοντας...
Γεωστατικές τάσεις Έστω οριζόντια επιφάνεια υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα Το τμήμα του εδάφους που βρίσκεται εντός του Υ.Υ.Ο. δέχεται άνωση Για τη μελέτη του φαινομένου ορίζουμε το μέγεθος της ενεργού τάσης h h w
As Αtot = As +Aw Aw
As σ =ΣFs/Atot Αtot = As +Aw ΣFs Aw ΣFw
Γεωστατικές τάσεις h h w Σημείωση: Σε ένα επίπεδο ακόμη και αν η συνολική τ δεν είναι μηδέν ισχύει πάντα τ = τ Γιατι? Γιατί, όπως ξέρετε και από τη Μηχανική των Ρευστών, τα ρευστά δεν παραλαμβάνουν διάτμηση. σ h = k o σ v σ h = σ h +u τ = τ = 0 u = γ w h w σ v = γh σ v = σ v +u τ = τ = 0
Γεωστατικές τάσεις Διαδικασία υπολογισμού τάσεων h hw σ v = γh u = γ w h w σ v = σ v -u σ h = σ h -u σ h = k o σ v
ΓΕΩΣΤΑΤΙΚΕΣ ΤΑΣΕΙΣ Παράδειγμα υπολογισμού ολικών (σ ν ) και ενεργών τάσεων (σ ν ) και πιέσεων πόρων (u) Για την άργιλο: γ κορ =19 kn/m 3 Για την άμμο: γ κορ =20kN/m 3 Για την άμμο: γ ξηρ =17 kn/m 3 (πάνω από τον υδροφόρο ορίζοντα Υ.Ο. Άμμος Άργιλος
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Bell F.G. (2000) Engineering Properties of Soils and Rocks, Blackwell Science 2. Clayton, C.R.I. (1995) The Standard Penetration Test (SPT): Methods and Use, Construction Industry Research and Information Association Report 143. CIRIA, London. 143 pp. 3. Craig R.F. (2003). Craig s Soil Mechanics. Spon Press. 4. Décourt, L. (1990) The Standard Penetration Test, State of the Art Report, Norwegian Geotechnical Institute Publication, vol. 179, 1-12. Part ΙΙ. Oslo, Norway. 5. Robertson, P.K. (2006). Guide to In-Situ Testing, Gregg Drilling & Testing Inc. 6. Τerzaghi K. and Peck R.Β. (1967) "Soils Mechanics in Engineering Practice", John Wylie & Sons, New York, U.S.A.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 7. Waltham T., (2002). Foundations of Engineering Geology, Spon Press. 8. Κούκης Γ. Σαμπατακάκης Ν. (2002) «Τεχνική Γεωλογία» Εκδόσεις Παπασωτηρίου. 9. Βουδούρης Κ, Μαρίνος Β. (2011). Σημειώσεις μαθήματος «Τεχνική Γεωτρήσεων». 10. Δημόπουλος Γ. (2008). Τεχνική Γεωλογία. Εκδόσεις Αφοί Κυριακίδη. 11. Δημόπουλος Γ & Μακεδών Θ., (2008). Προβλήματα Τεχνικής Γεωλογίας. Εκδόσεις Τζιόλα, Θεσσαλονίκη. 12. Καββαδάς Μ. Σημειώσεις μαθήματος Εδαφομηχανική Ι, Σχολή Πολ. Μηχ/κων, Ε.Μ.Π. 13. Μαρίνος Β. (2011). Παρουσιάσεις μαθήματος «Γεωλογικές και Περιβαλλοντικές Μελέτες Τεχνικών Έργων». 14.Φορτσάκης Π. Παρουσιάσεις ασκήσεων Εδαφομηχανική Ι, Σχολή Πολ. Μηχ/κων, Ε.Μ.Π. 15. Χρηστάρας Β., Χατζηαγγέλου Μ. (2011). Απλά βήματα στην εδαφομηχανική. University Studio Press.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Κανονισμοί / Οδηγίες 1. Ευρωκώδικας 7 (ΕΛΟΤ ΕΝ 1997-2) 2. BS 5930, BSI, London, U.K. 3. ASTM D2487 00 USC «Ενοποιημένο Σύστημα Ταξινόμησης Εδαφών»