Μηχανικές ιδιότητες του Αδιαίρετου Άνω Ηωκαινικού Φλύσχη περιοχής Παπαδάτων Νομού Πρεβέζης

Μηχανικές ιδιότητες του Αδιαίρετου Άνω Ηωκαινικού Φλύσχη περιοχής Παπαδάτων Νομού Πρεβέζης Engineering properties of Papadates Flysch, Preveza Province, Greece Mc MAHON, P. Γεωτεχνικός Μηχανικός, Λέκτορας Γεωτεχνικής Μηχανικής Πανεπιστημίου Bolton U.K. ΜΠΑΡΟΥΝΗΣ, Ν. Γεωτεχνικός Μηχανικός, Προϊστάμενος Εργαστηρίου Γεωτεχνικής Μηχανικής Γεωφυσική Ε.Ε. ΜΠΑΡΟΥΝΗΣ, Α. Γεωτεχνικός Μηχανικός, Εργαστήριο Γεωτεχνικής Μηχανικής Γεωφυσική Ε.Ε. ΠΑΠΑΓΙΑΝΝΗ, Ν. Γεωλόγος, Υπουργείο Αγροτικής Ανάπτυξης και Τροφίμων ΚΑΡAΔΗΜΑ, Α. Γεωλόγος, Εργαστήριο Γεωτεχνικής Μηχανικής Γεωφυσική Ε.Ε. ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Στα πλαίσια της γεωτεχνικής έρευνας του Φράγματος Παπαδάτων εκτελέστηκαν δειγματοληπτικές γεωτρήσεις βάθους έως 60 μέτρα από τις οποίες λήφθηκαν δείγματα Άνω Ηωκαινικού Φλύσχη που αποτελεί τον κύριο γεωλογικό σχηματισμό της περιοχής. Ο φλύσχης αποτελείται από ψαμμίτη και ιλυόλιθο σε εναλλαγές. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα δοκιμών ανεμπόδιστης θλίψης και σημειακής φόρτισης σε δείγματα ψαμμίτη και ιλυόλιθου. Από τις δοκιμές προέκυψε ότι τόσο ο ψαμμίτης όσο και ο ιλυόλιθος χαρακτηρίζονται από χαμηλή θλιπτική αντοχή και υψηλή παραμορφωσιμότητα. Συσχετίσεις μεταξύ θλιπτικής αντοχής, βάθους δειγματοληψίας (γεωστατικών τάσεων) και ποσοστό RQD παρουσιάζουν πολύ χαμηλό συντελεστή Pearson. ABSTRACT : For the site investigation of Papadates dam three boreholes were executed down to 60m depth. Samples from the local Flysch which is composed of siltstone and sandstone alternations were recovered. In this paper the laboratory test results from unconfined compression and point load tests are presented. From the test results it was found that the siltstone and the sandstone are characterized by low compressive strength and high deformation. Attempts for correlating compressive strength, geostatic stresses and RQD returned poor Pearson coefficient.. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στα πλαίσια της γεωτεχνικής έρευνας του φράγματος Παπαδάτων Νομού Πρεβέζης εκτελέστηκαν τρείς δειγματοληπτικές γεωτρήσεις () τα στοιχεία των οποίων παρουσιάζονται στον Πίνακα. Πίνακας. Στοιχεία δειγματοληπτικών γεωτρήσεων φράγματος Παπαδάτων Table. Technical data of bore holes at Papadates dam Βάθος Θέση γεώτρησης 40m A πρανές 40m Κοίτη 60m Δ πρανές Η ευρύτερη περιοχή που μελετήθηκε για την κατασκευή του φράγματος ανήκει γεωτεκτονικά στην Ιόνια Ζώνη. Στην δομή της Ιονίου Ζώνης συνοπτικά απαντώνται ιζήματα σε συνέχεια από το Τριαδικό έως το Μειόκαινο με την ακόλουθη σειρά: εβαπορίτες και ασβεστόλιθοι Τριαδικής ηλικίας, Πελαγικοί και νηριτικοί ασβεστόλιθοι (Ιουρασικό έως Ηώκαινο), Φλύσχης Άνω Ηώκαινου έως Κατ. Μειόκαινου, ιζηματογενή πετρώματα Μολασσικού τύπου (Αν. Ολιγόκαινο-Μειόκαινο). Στην παρούσα ανακοίνωση παρουσιάζονται τα αποτελέσματα δοκιμών μηχανικών χαρακτηριστικών του Άνω Ηωκαινικού φλύσχη που κυρίως δομεί την θέση κατασκευής του Φράγματος Παπαδάτων. 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/09 /0 00, Βόλος

. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΦΡΑΓΜΑΤΟΣ ΠΑΠΑΔΑΤΩΝ Για την διερεύνηση των τεχνικογεωλογικών χαρακτηριστικών της θέσης του φράγματος μελετήθηκαν οι συνθήκες που επικρατούν στην περιοχή του έργου. Με τα στοιχεία υπαίθρου που συλλέχτηκαν συντάχθηκε τεχνικογεωλογικός χάρτης της θέσης θεμελίωσης σε κλίμακα :500 και σε συνδυασμό με τα στοιχεία των τριών γεωτρήσεων προέκυψαν τα εξής συμπεράσματα. Η θέση του φράγματος δομείται σε όλη την έκτασή της από τους σχηματισμούς του φλύσχη. Επιφανειακά καλύπτεται στα πρανή από αποσαθρωμένο φλύσχη και στην κοίτη από τεταρτογενείς αποθέσεις. Ο φλύσχης, γνωστός στη διεθνή βιβλιογραφία, είναι ένας γεωλογικός σχηματισμός που συνίσταται από ιζηματογενή πετρώματα, όπως ψαμμίτης, ιλυόλιθος, κροκαλοπαγή. Το χαρακτηριστικό του είναι οι εναλλαγές των πετρωμάτων είτε σε στρώμα προς στρώμα, είτε κατά ομάδες στρωμάτων. Η συμμετοχή των διαφόρων πετρωμάτων δεν είναι σταθερή και συνήθως επικρατούν ορισμένα από αυτά έναντι των άλλων. Η πρώτη εμφάνιση του φλύσχη στην Ιόνια ζώνη πραγματοποιήθηκε μεταξύ Ολιγόκαινου Μειόκαινου. Στη περιοχή μελέτης του φράγματος Παπαδάτων ο φλύσχης στη μεγαλύτερη εξάπλωσή του παρουσιάζεται με την τυπική μορφή των εναλλαγών ιλυολίθων ψαμμιτών. Στο δεξιό αντέρεισμα (Δυτικό) παρατηρήθηκε επικράτεια των ψαμμιτών, πρόκειται για ψαμμιτικούς πάγκους μ έως και μ, σε εναλλαγές με στρώσεις ιλυολίθων πάχους έως και.5μ (γεώτρηση ). Κάτω από το υψόμετρο της κοίτης (+5μ περίπου), ο ψαμμίτης εμφανίζεται σε στρώσεις μικρότερου πάχους. Η διεύθυνση των στρώσεων είναι ΒΒΑ-ΒΑ με κλίση 45 ο -50 ο προς τη κοίτη. Στο αριστερό αντέρεισμα (Ανατολικό) επικρατούν οι ιλυόλιθοι πάχους στρώσεων μ έως και 5μ σε εναλλαγές με στρώσεις ψαμμιτών μικρού πάχους έως και μ (γεώτρηση ). Η διεύθυνση των στρώσεων είναι ΒΒΔ-ΒΑ με κλίση κυμαινόμενη κατά θέσεις από ο -0 ο προς την κοίτη. Οι επί τόπου τιμές RQD για τον αδιαίρετο φλύσχη κυμαίνονται από 0% έως 90%. Για την καλύτερη κατανόηση της συμπεριφοράς της βραχομάζας στο δεξιό πρανές της θεμελιώσεως του φράγματος (Δυτικό), όπου επιφανειακά καλύπτεται από ψαμμιτικούς πάγκους με πολύ λεπτές ενστρώσεις ιλυολίθου, έγιναν μετρήσεις ασυνεχειών. Κατόπιν έγινε στερεογραφική προβολή κατά SCHMIDT των κυρίων επιπέδων ασυνεχειών και στατιστική ανάλυση των δεδομένων. Σκοπός της στατιστικής ανάλυσης ήταν ο εντοπισμός των δυνητικών ολισθήσεων που μπορεί να προκύψουν από τη γεωμετρική διάταξη των ασυνεχειών στο πρανές κατά τη διαμόρφωση της επιφάνειας θεμελίωσης στη κατασκευή του φράγματος. Συμπερασματικά, από την ανάλυση προέκυψε ότι ο κίνδυνος ολίσθησης είναι μικρός, το πρανές θεωρείται σταθερό στην παρούσα κατάσταση και θα παραμείνει σταθερό εφόσον η γωνία διαμόρφωσης του πρανούς δεν θα ξεπεράσει τις 0 ο.. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΔΟΚΙΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ Σε κατάλληλα επιλεγμένα δείγματα ιλυόλιθου και ψαμμίτη εκτελέστηκαν δοκιμές ανεμπόδιστης θλίψης σύμφωνα με την προδιαγραφή Ε-0-84-4 καθώς και δοκιμές σημειακής φόρτισης σύμφωνα με την προδιαγραφή Ε-0-84-5. Από τις δοκιμές ανεμπόδιστης θλίψης προσδιορίστηκαν το εφαπτομενικό μέτρο ελαστικότητας (E), το μέτρο ελαστικότητας χορδής (E sec ), ο λόγος Poisson (v) και το φαινόμενο βάρος των δειγμάτων (γ). Επίσης καταγράφηκαν ο τρόπος αστοχίας των δειγμάτων και οι ρωγμές που σχηματίστηκαν, ο χρόνος που απαιτήθηκε για την θραύση των δειγμάτων, τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των δειγμάτων και σχεδιάστηκαν τα διαγράμματα τάσης-αξονικής παραμόρφωσης και τάσης-πλευρικής παραμόρφωσης. Από τις δοκιμές σημειακής φόρτισης υπολογίστηκε η θλιπτική αντοχή σύμφωνα με το πρότυπο ASTM D 57. 4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΔΟΚΙΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ 4. Αποτελέσματα δοκιμών δειγμάτων ιλυόλιθου Ο ιλυόλιθος Παπαδάτων είναι λεπτόκκοκος και σκούρος τεφρός έως ανοιχτός τεφρός. Τα αποτελέσματα μετρήσεων του λόγου Poisson σε δείγματα ιλυόλιθου καθώς και της εργαστηριακής πυκνότητας παρουσιάζονται στον Πίνακα. Τα αποτελέσματα δοκιμών προσδιορισμού αντοχής σε μονοαξονική θλίψη 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/09 /0 00, Βόλος

παρουσιάζονται στον Πίνακα. Δίνεται η θλιπτική αντοχή σ c σε MPa, το μέτρο ελαστικότητας και το αντίστοιχο ποσοστό παραμόρφωσης στο οποίο μετρήθηκε η θλιπτική αντοχή. Από τα αποτελέσματα των δοκιμών στον ιλυόλιθο προκύπτει ότι σύμφωνα με την κατάταξη των πετρωμάτων κατά Deere and Miller (966) κατατάσσεται χαμηλής έως πολύ χαμηλής αντοχής βράχος. Ο ιλυόλιθος κατατάσσεται επίσης ως μέτρια αδύνατος έως μέτρια δυνατός βράχος σύμφωνα με Geological Society (Anon,977), αδύνατος έως μέτριος βράχος σύμφωνα με IAEG (Anon,979) και πολύ αδύνατος έως μέτριος βράχος σύμφωνα με ISRM (Anon,98). Η παραμορφωσιμότητα του ιλυόλιθου όπως προέκυψε από τις μετρήσεις του μέτρου ελαστικότητας κατατάσσεται πολύ υψηλή έως υψηλή (κατά Αnon,979). Από τις μετρήσεις του φαινόμενου βάρους ο ιλυόλιθος κατατάσσεται ως χαμηλής πυκνότητας βράχος (κατά Anon,979). Η θραύση των δειγμάτων σε θλίψη έγινε σε χρόνο που κυμάνθηκε μεταξύ 5 έως 7 λεπτών. Στον πίνακα 4 παρουσιάζονται αναλυτικά οι χρόνοι θραύσης ανά δείγμα, η ταχύτητα θραύσης και η περιγραφή των ρωγμών που δημιουργήθηκαν κατά την δοκιμή. Στον πίνακα 5 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα δοκιμών σημειακής φόρτισης που εκτελέσθηκαν σε δείγματα ιλυόλιθου. Δίνεται η αντοχή σε θλίψη (ΜPa) όπως υπολογίζεται σύμφωνα με το πρότυπο ASTM σύμφωνα με την σχέση σ c =4Ι s50 καθώς και η τιμή του δείκτη Ι s και I s50 που προσδιορίστηκε από τις δοκιμές. Πίνακας. Αποτελέσματα μετρήσεων λόγου Poisson και φαινόμενου βάρους ιλυόλιθου Table. Poisson s ratio and bulk unit weight laboratory results of siltstone samples ν γ (ΚΝ/m ) 7.0-7.60 0.57 4.58.0-.60 0.500 4. 0.50-0.90 0.077 5.4.00-.0 0.404.97.0-.60 0.4.7 7.0-8.00 0.5 4.46 45.00-45.40 0.76 4.05 ΜΕΣΟΣ ΟΡΟΣ 0.5 4.6 ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ 0.60 0.55 INTERVAL 95% 0.48 0.50 ΕΥΡΟΣ 0.4.69 Πίνακας. Απoτελέσματα δοκιμών αντοχής σε ανεμπόδιστη θλίψη δειγμάτων ιλυόλιθου (E 0-84-4) Table. Unconfined compression strength test results of siltstone samples (according to standard E 0-84-4) σ c MPa Ε sec GPa Ε GPa ε % 7.-7.6 4.78.7.7..-.6 6.58 5.6 5.7.08 0.5-0.9.4 - - -.0-..98 -. 0.07.-.6.4.8 0.58 7.- 8.0.45 8.4 6. 0.8 45.0-45.4.4 0. 7. 0.6 ΜΕΣΟΣ ΟΡΟΣ 5. 6.5 5.9 0.6 ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ.4.77.9 0.4 INTERVAL 0.55 6.0 4. 0.4 95% ΕΥΡΟΣ 8.8 8.6 0.6.0 Πίνακας 4: Γεωμετρικά στοιχεία δειγμάτων, μέση ταχύτητα θραύσης και είδη ρωγμών δειγμάτων ιλυόλιθου Table 4: Dimensions of siltstone samples, average compression velocity and characterization of cracks developed L - D L/D t Είδη U ρωγμών 5 8.0 Κ/Δ 7.-.88-7.6 8.-.66.- 9.- 5 6.9 Κ/Δ.6 8.4-.0.0-.88-5 0.5 Κ/Δ. 8.-.66.- 8.75-5.6 Κ/Δ.6 8.-.5 7.- 8.8-8.- 6.4 Δ 8.0.6 45.0-9.9-6. Δ 45.4 8.-. ΕΠΕΞΗΓΗΣΗ: = Γεώτρηση, =ΒΑΘΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ (m), L=ΥΨΟΣ ΔΟΚΙΜΙΟΥ (cm), D=ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΔΟΚΙΜΙΟΥ(cm), t=χρονοσ 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/09 /0 00, Βόλος

ΘΡΑΥΣΗΣ (min), U=ΜΕΣΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΘΡΑΥΣΗΣ (mm0 - /sec), Κ= ΔΥΟ ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΕΣ ΡΩΓΜΕΣ, Δ=ΤΡΕΙΣ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΕΣ ΡΩΓΜΕΣ Πίνακας 5: Αποτελέσματα δοκιμών σημειακής φόρτισης δειγμάτων ιλυόλιθου Table 5: Point load test results of siltstone samples I s I s50 σ c MPa MPa MPa 6.6-6.9 0.4 0.8 4.4 7.5-7.7 0.5 0. 7.45 7.-7.6 0.47 0.59 4. 4.-4.4 0.0 0.5 6.06 9.0-9. 0.69 0.86 0.7 9.-9.6 0.58 0.7 7..0-. 0.9 0.6 8.85 5.4-5.7 0.6 0.45 0.95 9.4-9.6 0.4 0.5.58 5.-5.6 0.60 0.74 7.9 0.5-0.7 0.56 0.69 6.77 6.8-7.0 0.6 0.0 4.89 7.6-7.9 0. 0.4 0.0 9.-9.6 0.8 0. 5.6 54.0-54. 0.6 0.77 8.6 ΜΕΣΟΣ ΟΡΟΣ 0.9 0.48.7 ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ 0.8 0. 5.55 INTERVAL 95% 0.0 0..079 ΕΥΡΟΣ 0.55 0.68 6. Ο ιλυόλιθος κατά την διάρκεια των δοκιμών σημειακής φόρτισης παρουσίασε συστηματικά την τάση να ρωγματίζεται με έως 4 ρωγμές κάθετες στον άξονα του καρότου και παράλληλα στον άξονα φόρτισης. Η θραύση πραγματοποιήθηκε πάρα πολύ γρήγορα από την έναρξη της δοκιμής. Ο ιλυόλιθος με βάση τα αποτελέσματα των σημειακών φορτίσεων χαρακτηρίζεται ως σχηματισμός χαμηλής έως μέσης θλιπτικής αντοχής σύμφωνα με την κατάταξη κατά Franklin and Broch (97). Στο Σχήμα παρουσιάζεται ένα διάγραμμα τάσηςπαραμόρφωσης ιλυόλιθου (Γεώτρηση βάθος δείγματος 7.0-7.60). Τα διαγράμματα τάσης-παραμόρφωσης των δειγμάτων ιλυόλιθου ήταν σχεδόν απόλυτα ταυτόσημα μεταξύ τους. Τα διαγράμματα αυτά αποτελούνται από δύο περιοχές, μία αρχική ελαστική και μία δεύτερη πλαστική περιοχή. Οι Deere and Miller (966) πρότειναν ένα σύστημα κατάταξης των βράχων με βάση την μορφή της καμπύλης του διαγράμματος τάσηςπαραμόρφωσης και διέκριναν έξι βασικές περιπτώσεις γραφημάτων. Στο Σχήμα παρουσιάζεται η καμπύλη τύπου ΙΙ (type II elastic-plastic, Deere and Miller, 966) με την οποία ταυτίζεται η καμπύλη του Σχήματος. Σχήμα : Διάγραμμα τάσης-παραμόρφωσης δείγματος ιλυόλιθου γεώτρησης (βάθος δείγματος 7.0-7.60) Figure : Stress-strain diagram for siltstone sample from Borehole (sample depth 7.0-7.60) Σχήμα. Τυπικό διάγραμμα τάσηςπαραμόρφωσης γiα ιλυόλιθο (Deere and Miller,966) Figure. Typical stress-strain diagram for siltstone (after Deere and Miller, 966) Σε αυτή την ομάδα πετρωμάτων που παρουσιάζουν καμπύλη τέτοιας μορφής εντάσσονται οι μαλακοί ασβεστόλιθοι, οι ιλυόλιθοι και οι τόφφοι. Ο ιλυόλιθος Παπαδάτων παρουσιάζει ένα ευθύγραμμο τμήμα στα αρχικά και μεσαία στάδια φόρτισης του και παρουσιάζει πλαστική διαρροή (yielding) όσο πλησιάζει προς την θραύση χωρίς να παρουσιάζει μέγιστο (peak stress) που να το διαδέχεται σημαντικό ποσοστό 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/09 /0 00, Βόλος 4

ερπυσμού. Η θραύση παρουσιάζεται μετά από την εμφάνιση - διαπεραστικών ρωγμών κατά μήκος του άξονα του δείγματος. Η συμπεριφορά του κατατάσσει τον ιλυόλιθο ως ψαθυρό πέτρωμα. 4. Αποτελέσματα δοκιμών δειγμάτων ψαμμίτη Ο ψαμμίτης Παπαδάτων εμφανίζεται μεσόκκοκος και κατά θέσεις χονδρόκοκκος και είναι κυρίως τεφρός αλλά εμφανίζεται επίσης τεφροκάστανος, τεφροκύανος αλλά και τεφροκίτρινος που είναι και ελαφρά ασβεστιτικός. Τα αποτελέσματα μετρήσεων του λόγου Poisson (ν) σε δείγματα ψαμμίτη καθώς και του φαινόμενου βάρους παρουσιάζονται στον Πίνακα 6. Πίνακας 6. Αποτελέσματα λόγου Poisson και φαινόμενου βάρους δειγμάτων ψαμμίτη Table 6. Poisson s ratio and bulk unit weight laboratory results of sandstone samples ν γ (ΚΝ/m ) 9.70-0.00 0.80 5..40-.70 0.98 4.0.00-.5 0.05.97 7.0-8.00 0.5 4.46 9.00-9.60 0.70 4.7 4.70-5.00 0.47 4. 7.0-7.70 0.6 4.5.00-.60 0.06 5.5.70-.00 0.5 4.8 6.00-6.0 0.7 4.6 4.0-4.60 0.0 4. 45.00-45.40 0.76 4.05 47.0-47.60 0.4 4.6 5.0-5.70 0.7 4.56 56.70-57.00 0.07 4.64 ΜΕΣΟΣ ΟΡΟΣ 0.07 4.49 ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ 0.7 0.6 INTERVAL 95% 0.07 0.00 ΕΥΡΟΣ 0.44.8 Τα αποτελέσματα δοκιμών προσδιορισμού αντοχής σε μονοαξονική θλίψη παρουσιάζονται στον Πίνακα 7. Από τα αποτελέσματα των δοκιμών στον ψαμμίτη του Φλύσχη Παπαδάτων προκύπτει ότι σύμφωνα με την κατάταξη των πετρωμάτων κατά Deere and Miller (966) κατατάσσεται χαμηλής αντοχής βράχος. Ο ψαμμίτης κατατάσσεται επίσης μέτρια δυνατός βράχος σύμφωνα με Geological Society (Anon,977), μέτριος βράχος σύμφωνα με IAEG (Anon,979) και μέτριος βράχος σύμφωνα με ISRM (Anon,98). Η παραμόρφωση του ψαμμίτη όπως προέκυψε από τις μετρήσεις του μέτρου ελαστικότητας κατατάσσεται κατά μέσο όρο υψηλή (κατά Αnon,979). Από τις μετρήσεις του φαινόμενου βάρους ο ψαμμίτης κατατάσσεται μέτριας πυκνότητας βράχος (κατά Anon,979). Η θραύση των δειγμάτων σε θλίψη έγινε σε χρόνο που κυμάνθηκε μεταξύ 5 έως 8 λεπτών. Πίνακας 7. Απoτελέσματα δοκιμών αντοχής σε ανεμπόδιστη θλίψη (q u ) δειγμάτων ψαμμίτη (E 0-84-4) Table 7. Unconfined compression strength (q u ) test results of sandstone samples (according standard E 0-84-4) q u MPa Ε GPa Ε sec GPa ε (%) 9.7-0.0 6.68 4.9.5 0..4-.7 7.9 6.4 8.7 0.9.0-.5 40.0 6. 5.4.4 7.- 8.0.45 8.4 6. 0. 9.0-9.6 47.4 6. 5.6.5 4.7-5.0.5 8.0 6.8.5 7.-7.7 4.5.7.6..0-.6 7.96 0. 8.0 0.0.7-.0 9.40 6.5 5.6 0.4 6.0-6. 46.79 5.0 6..6 4.- 4.6 5.07.0 4.0 0. 45.0-45.4.4 0. 7. 0.6 47.- 47.6 5.6 4.7 5. 0.7 5.- 5.7 49.5 5.9 6.5. 56.7-57.0 9.80 6. 5.4 0.5 ΜΕΣΟΣ ΟΡΟΣ.5 0.8 0.8 0.8 ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ 9.46.9. 0.5 CONFIDENC E INTERVAL 95% 5.4 6.6 7. 0. ΕΥΡΟΣ.9 4. 47.5.6 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/09 /0 00, Βόλος 5

Στον πίνακα 8 παρουσιάζονται αναλυτικά οι χρόνοι θραύσης ανά δείγμα, η ταχύτητα θραύσης και η περιγραφή των ρωγμών που δημιουργήθηκαν κατά την δοκιμή. Στον πίνακα 9 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα δοκιμών σημειακής φόρτισης που εκτελέσθηκαν σε δείγματα ψαμμίτη. Δίνεται η αντοχή σε θλίψη (ΜPa) όπως υπολογίζεται σύμφωνα με το πρότυπο ASTM σύμφωνα με την σχέση σ c =4Ι s50 καθώς και η τιμή του δείκτη Ι s και I s50 που προσδιορίστηκε από τις δοκιμές. Ο ψαμμίτης κατά την διάρκεια των δοκιμών σημειακής φόρτισης παρουσίασε συστηματικά την τάση να μην ρωγματίζεται αλλά η θραύση να είναι απότομη και ψαθυρή. Η θραύση πραγματοποιήθηκε σχετικά γρήγορα από την έναρξη της δοκιμής. Ο ψαμμίτης με βάση τα αποτελέσματα των σημειακών φορτίσεων κατατάσσεται χαμηλής έως υψηλής θλιπτικής αντοχής σύμφωνα με την κατάταξη κατά Franklin and Broch (97). Οι δοκιμές ανεμπόδιστης θλίψης έδωσαν δύο κατηγορίες διαγραμμάτων τάσης -παραμόρφωσης. Στα Σχήματα και 4 παρουσιάζονται δύο διάγραμματα τάσης-παραμόρφωσης του ψαμμίτη Παπαδάτων (Γεώτρηση βάθος δείγματος 9.00-9.60 και.00-.60). Σχήμα 4: Διάγραμμα τάσης-παραμόρφωσης δείγματος ψαμμίτη γεώτρηση (βάθος δείγματος.00-.60) Figure 4: Stress-strain diagram for sandstone sample borehole (sample depth.00-.60) Πίνακας 8: Γεωμετρικά στοιχεία δειγμάτων, μέση ταχύτητα θραύσης και είδη ρωγμών δειγμάτων ψαμμίτη Table 8: Dimensions of sandstone samples, average compression velocity and characterization of cracks from compression testing Σχήμα : Διάγραμμα τάσης-παραμόρφωσης δείγματος ψαμμίτη γεώτρηση (βάθος δείγματος 9.00-9.60) Figure : Stress-strain diagram for sandstone sample borehole (sample depth 9.00-9.60) L - D L/D t U Είδη ρωγμών 6 0.6 K 9.70-0.00.40-.70.00-.5 7.0-8.00 9.00-9.60 4.70-5.00 7.0-7.70.00-.60.70-.00 6.00-6.0 4.0-4.60 8.69-8.7-.6 9.84-8.-.8.0-8.-.55 8.80-8.-.6 0.45-8.-.46 9.9-8.-.9 0.44-8.5-.45 0.0-8.-.40 9.40-8.-..- 8.-.54 9.9-8.4-.9 5 5.90 K- Δ 7 7.40 Κ 6.0 Δ 7 7.70 Κ- Δ 5 0.0 Κ- Δ 6 6.50 Δ 5 0.08 Κ 5.90 Κ- Δ 6 9.70 Δ 5 0.90 Κ 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/09 /0 00, Βόλος 6

45.00-45.40 47.0-47.60 5.0-5.70 56.70-57.00 9.9-8.-..5-8.-.55 0.69-8.-.48 8.6-8.4-. 6.0 Κ 5 5.00 Κ 8 5.00 Κ- Δ 6.00 Δ Η πρώτη κατηγορία διαγραμμάτων (Σχήμα ) παρουσιάζει τρείς περιοχές: άκαμπτη περιοχή, ελαστική περιοχή και πλαστική περιοχή (rigidelastic-plastic). Μετά από επιβολή σημαντικού φορτίου ο ψαμμίτης αρχίζει να υποχωρεί (άκαμπτη περιοχή) και μετά από ένα σημείο διαρροής αρχίζει η ελαστική περιοχή. Μετά από σημαντική παραμόρφωση συνεχίζει στην πλαστική περιοχή όπου μετά από μικρή παραμόρφωση επέρχεται η θραύση. Η συγκεκριμένη κατηγορία διαγραμμάτων τάσης παραμόρφωσης δεν παρουσιάζεται στην κατάταξη κατά Deere and Miller (966). Το διάγραμμα που παρουσιάζεται στο Σχήμα 4 εντάσσεται στην κατηγορία ΙΙ κατά Deere and Miller (Σχήμα ) στην οποία εντάσσεται και ο ιλυόλιθος του Φλύσχη Παπαδάτων. Πίνακας 9: Αποτελέσματα δοκιμών σημειακής φόρτισης δειγμάτων ψαμμίτη Table 9: Point load test results of sandstone samples I s I s50 σ c MPa) MPa MPa.8-4.0 0.746 0.9. 6.-6.5 0.958.8 8.4 4.6-4.8.484.8 44.0.7-4.0.86.46 5.7 8.5-8.7 0.565 0.69 6.77 54.0-54. 0.68 0.77 8.6 ΜΕΣΟΣ ΟΡΟΣ 0.97.4 7.5 ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ 0.55 0.4 0.5 INTERVAL 95% 0.7 0.46.06 ΕΥΡΟΣ 0.99. 7.5 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Σε επιλεγμένα δείγματα Φλύσχη περιοχής Παπαδάτων εκτελέστηκαν δοκιμές ανεμπόδιστης θλίψης βραχωδών δειγμάτων και δοκιμές σημειακής φόρτισης. Τα δείγματα διαχωρίστηκαν με βάση την λιθολογία τους σε τεφρό ιλυόλιθο και τεφρό/τεφροκίτρινο ψαμμίτη. Από τα αποτελέσματα των δοκιμών προκύπτει ότι ο ιλυόλιθος χαρακτηρίζεται ως σχηματισμός χαμηλής αντοχής και υψηλής παραμορφωσιμότητας ενώ ο ψαμμίτης χαρακτηρίζεται ως σχηματισμός χαμηλής έως υψηλής αντοχής και υψηλής παραμορφωσιμότητας. Στο Σχήμα 5 παρουσιάζεται η κατανομή της θλιπτικής αντοχής σε σχέση με το βάθος δειγματοληψίας. Η συσχέτιση μεταξύ θλιπτικής αντοχής και βάθους δειγματοληψίας και συνεπώς ενεργών γεωστατικών τάσεων αποδίδει πάρα πολύ μικρό συντελεστή Pearson (R <0.) και συνεπώς δεν συσχετίζονται επαρκώς για τον ιλυόλιθο. Στο Σχήμα 6 παρουσιάζεται η κατανομή της θλιπτικής αντοχής σε σχέση με το ποσοστό απόληψης πυρήνα RQD. Συσχέτιση μεταξύ θλιπτικής αντοχής και RQD του ιλυόλιθου αποδίδει επίσης πάρα πολύ μικρό συντελεστή Pearson (R <0.). Στα σχήματα 7 και 8 παρουσιάζονται για τον ψαμμίτη οι κατανομές θλιπτικής αντοχής σε σχέση με το βάθος και το RQD αντίστοιχα. Η συσχέτιση μεταξύ θλιπτικής αντοχής και βάθους δειγματοληψίας αποδίδει πάρα πολύ μικρό συντελεστή Pearson (R <0.) για τον ψαμμίτη. Οι δοκιμές ανεμπόδιστης θλίψης σε δείγματα του Φλύσχη Παπαδάτων χρειάζονται 5 έως 9 λεπτά ώστε η ταχύτητα φόρτισης να είναι τέτοια που να επιτρέπει την σχεδίαση διαγράμματος τάσης - παραμόρφωσης και διαγράμματος τάσης πλευρικής παραμόρφωσης για την μέτρηση του λόγου Poisson. Σχήμα 5. Κατανομή θλιπτικής αντοχής ιλυόλιθου με το βάθος δειγματοληψίας Figure 5. Unconfined compression strength distribution of siltstone vs depth 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/09 /0 00, Βόλος 7

μεγάλη διακύμανση της βαθμονόμησης κατά RMR με το βάθος και συνεπώς και με το σύστημα GSI. Συμπερασματικά ο φλύσχης Παπαδάτων συμπεριφέρεται αρκετά ψαθυρά και η συμπεριφορά του και οι μηχανικές ιδιότητες του είναι παρόμοιες με σχηματισμούς φλύσχη που εμφανίζονται και σε άλλες χώρες (Bell,000). 6. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Σχήμα 6. Κατανομή θλιπτικής αντοχής ιλυόλιθου με το RQD Figure 6. Unconfined compression strength distribution of siltstone vs RQD Σχήμα 7. Κατανομή θλιπτικής αντοχής ψαμμίτη με το βάθος δειγματοληψίας Figure 7. Unconfined compression strength distribution of sandstone vs depth Σχήμα 8. Κατανομή θλιπτικής αντοχής ψαμμίτη με το RQD Figure 8. Unconfined compression strength distribution of sandstone vs RQD Annual book of ASTM Standards (998), Standard test method for determination of the Point Load Strength Index of Rock. D 57-95. Anon. (977), The description of rock masses for engineering purposes. Working Party Report, Quarterly Journal Engineering Geology,Volume 0, pp. 55-88. Anon. (979), Classification of rocks and soils for engineering geological mapping. Part - Rock and soil materials, Bulletin International Association Engineering Geology, No9, pp. 64-7. Anon. (98), Basic geotechnical description of rock masses. ISRM Commission on Classification of Rocks and Rock Masses, International Journal Rock Mechanics Mining Science and Geomechanical Abstracts,Vol.8, pp 85-0. Bell, F. G. (000), Engineering properties of Soils and Rocks. Blackwell Science, Oxford, England. Deere, D.U. and Miller, R.P. (966), Engineering Classification and Index Properties for Intact Rock. Tech. Rep. No. AFWL-TR 65-6, Air Force Weapons Lab., Kirtland Air Base, New Mexico. Franklin, J.A. and Broch, E. (97), The point load strength test. International Journal Rock Mechanics Mining Science, Vol 9, pp. 669-97. Προδιαγραφές εργαστηριακών δοκιμών εδαφομηχανικής Ε0-84 (985), ΦΕΚ 708--985. ΥΠΕΧΩΔΕ, Αθήνα Απαιτείται περαιτέρω έρευνα για την συσχέτιση μεταξύ εργαστηριακού μέτρου ελαστικότητας και μέτρου παραμόρφωσης της βραχομάζας όπως ορίζεται με τα συστήματα RMR, GSI ή Q. Ο φλύσχης παρουσιάζει 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/09 /0 00, Βόλος 8