ΓΕΝΙΚΗ ΘΕΩΡΗΣΗ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ

ΓΕΝΙΚΗ ΘΕΩΡΗΣΗ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Υπολειμματικό έδαφος (Residual Soil) είναι ένα γεωυλικό εδαφικής μορφής το οποίο δημιουργείται από την επί τόπου αποσάθρωση και αποδόμηση πετρώματος και δεν έχει μετακινηθεί από την αρχική του θέση. Τα υπολειμματικά εδάφη μπορεί να εμφανίζονται είτε ως διακριτά προϊόντα της αποδόμησης του μητρικού πετρώματος, είτε ως έντονα αποσαθρωμένα και εξαλλοιωμένα υλικά που περιέχουν δευτερογενή ορυκτά και δεν έχουν εμφανή ομοιότητα με το μητρικό υλικό

ΓΕΝΙΚA ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Τα σωματίδια των υπολειμματικών εδαφών αποτελούνται συνήθως από συσσωματώματα ή κρυστάλλους αποσαθρωμένων ορυκτών, τα οποία αν διαταραχθούν θραύονται και μεταπίπτουν σε μικρότερα σωματίδια. Σχηματισμός σπάνιων αργιλικών ορυκτών. Τα υπολειμματικά εδάφη κληρονομούν την τεκτονική δομή και υφή του μητρικού πετρώματος, στοιχεία τα οποία επηρεάζουν δραστικά τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητές τους, καθιστώντας αδύνατη τη συσχέτιση αυτών με την κοκκομετρική διαβάθμιση και τη διάταξη των κόκκων. Είναι υλικά με έντονη ανομοιογένεια, χωρίς την επίδραση του ιστορικού καταπόνησης (stress history) και ιδιότητες που ελέγχονται από τη σύσταση και την παρουσία μακροδομών και/ή μικροδομών. Σχηματίζουν επιφανειακούς μανδύες αποσάθρωσης που συνήθως βρίσκονται σε μη κορεσμένες συνθήκες υγρασίας Σχετικά υψηλές τιμές διαπερατότητας και συμπιεστότητας. Η διατμητική αντοχή τείνει να είναι υψηλότερη εξαιτίας της σημαντικής επίδρασης της παραμέτρου της συνοχής (c ).

Η ΕΡΕΥΝΑ ΣΤΑ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΑ ΕΔΑΦΗ Τα τελευταία χρόνια έχει δοθεί παγκοσμίως ιδιαίτερη βαρύτητα στην έρευνα της μηχανικής συμπεριφοράς των υπολειμματικών εδαφών για τους εξής λόγους : Τα υπολειμματικά εδάφη αποτελούν μία μεγάλη κατηγορία εδαφών που συνδέονται με μεγάλες αστοχίες και κατατάσσονται στα «προβληματικά εδάφη» εξαιτίας της δυσκολίας εκτίμησης της μηχανικής συμπεριφοράς τους. Η ανάπτυξη των βασικών εννοιών της κλασσικής Εδαφομηχανικής στηρίζεται στη ταξινόμηση των παραμέτρων του εδάφους με βάση τις φυσικές ιδιότητες, την πλαστικότητα και την ιστορική καταπόνηση, και βασίστηκε αποκλειστικά στην έρευνα ιζηματογενών εδαφών. Για το λόγο αυτό η εφαρμογή των παραπάνω αρχών στη συμπεριφορά των υπολειμματικών εδαφών οδηγεί σε μη ρεαλιστικές προσεγγίσεις και σε εσφαλμένες εκτιμήσεις. Τα αποτελέσματα αυτών των ερευνών έχουν μικρή πρακτική εφαρμογή σε περιοχές διαφορετικής κλιματικής ζώνης εξαιτίας της καθοριστικής επιρροής του κλίματος στις διαδικασίες δημιουργίας υπολειμματικών εδαφών αλλά και στις ιδιότητες των τελικών προϊόντων

Η ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Κριτήριο για την επιλογή της περιοχής έρευνας αποτέλεσε μία σειρά αστοχιών σε ανοιχτά ορύγματα κατά μήκος του τμήματος 11.2 της Εγνατίας Οδού στην περιοχή της Ασπροβάλτας (Χ.Θ. 9+000-15+000). Στην περιοχή επικρατούν σύνθετες γεωλογικές συνθήκες που χαρακτηρίζονται από την παρουσία υλικών γνευσιακής προέλευσης και διαφορετικού βαθμού αποσάθρωσης. 13+600 13+000 13+200 13+500 9+700 10+300 10+500 10+800 11+700 11+200 11+000 11+400 11+900 Η περιοχή έρευνας αποτελεί τμήμα των νότιων απολήξεων του ορεινού όγκου των Κερδυλλίων Το μορφολογικό ανάγλυφο αποτελείται από αλλεπάλληλους λόφους που χωρίζονται με βαθιές μορφολογικές γραμμές μικρών γενικά ρεμάτων που αποστραγγίζουν τον ορεινό όγκο Τα φυσικά πρανή αναπτύσσονται με κλίσεις που κυμαίνονται από 20 ο -33 ο.

Η ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Τα πετρώματα που συγκροτούν την περιοχή στην οποία ανήκουν τα τεχνητά πρανή που μελετήθηκαν ανήκουν στη Σερβομακεδονική μάζα Eίναι κυρίως βιοτιτικοί γνεύσιοι (σειρά Κερδυλλίων), που διακόπτονται από άφθονες παρεμβολές σχιστοποιημένων απλιτικών και γρανιτικών σωμάτων και φλεβών, καθώς και ενστρώσεις λευκών μαρμάρων Έχουν υποστεί έντονη καταπόνηση τόσο εξαιτίας των γενικών μεταμορφικών και τεκτονικών φάσεων που έπληξαν τη Σερβομακεδονική, όσο και από τις μαγματικές διεισδύσεις και από τις υδροθερμικές εξαλλοιώσεις που τις συνοδεύουν. Στη συνολική εικόνα της βραχομάζας συμβάλλει και η μηχανική και χημική αποσάθρωση που συνδέεται με την πετρολογική σύσταση και την τεκτονική δομή των σχηματισμών. Περιοχή μελέτης ΕΓΝΑΤΙΑ ΟΔΟΣ Χ.Θ. 15+000 Χ.Θ. 9+000

Πολύ φτωχή ποιότητα βραχομάζας στο σύνολό της στα μέτωπα εκσκαφής (Κατ. V-IV) Εκτεταμένες ζώνες έντονου κερματισμού και εξαλλοίωσης (άμμοι και ιλύες) και ζώνες καστανοπράσινων πλαστικών αργίλων πάχους έως και 30cm Δύο κατολισθητικά γεγονότα: ΑΣΤΟΧΙΕΣ ΣΤΗ Χ. Θ. 10+300 Μικρή αστοχία των άνω αναβαθμίδων του πρανούς κατά τη διάρκεια της εκσκαφής τους (Φεβρουάριος 2003), με γενική γεωμετρία: u:β=2:1, ύψος αναβαθμού h=8m και πλάτος αναβαθμού d=5m. Συνολικό ύψος=48,4m. Αναδιαμόρφωση της εκσκαφής με ηπιότερες κλίσεις στο άνω τμήμα του ορύγματος (h=8m, d=4m) και κλίση u:β=2:1 στον κάτω αναβαθμό. Μετακίνηση ενός μεγάλου τεμάχους υγιούς βραχόμαζας περί τα 3m κατακόρυφα και 4m οριζόντια. Η εκδήλωση της κατολίσθησης έλαβε χώρα σε ιδιαίτερα ξηρή περίοδο, χωρίς βροχοπτώσεις μετά το πέρας των εκσκαφών.

ΑΣΤΟΧΙΑ ΣΤΗ Χ. Θ. 10+500 Παρουσία βιοτιτικών γνευσίων πλήρως εξαλλοιωμένων-εδαφοποιημένων στο κέντρο του μετώπου εκσκαφής (RMR=18-26, GSI=20-30) και αμφιβολιτικών γνεύσιων ελαφρά καλύτερης ποιότητας (GSI=30-40) στο επίπεδο εκσκαφής Συναντώνται εκτεταμένες ζώνες θρυμματισμένου υλικού (άμμοι, ιλύες) και αργιλικών ορυκτών (καστανοπράσινες πλαστικές άργιλοι). Οι εκσκαφές στο εξεταζόμενο όρυγμα ολοκληρώθηκαν με τη διαμόρφωση των κλίσεων υ:β=2:1 και ύψος αναβαθμού 8m Εκδηλώθηκε εκτεταμένη αστοχία τον Ιανουάριο του 2004

ΑΣΤΟΧΙΑ ΣΤΗ Χ. Θ. 13+600 Ολοκλήρωση εκσκαφής το καλοκαίρι του 2001 με γενική γεωμετρία: u:β=2:1, ύψος αναβαθμού h=8-10m και πλάτος αναβαθμού d=5m. Συνολικό ύψος=39,6m. Συναντώνται έντονα αποδιοργανωμένοι εξαλλοιωμένοι γνεύσιοι με μεγάλες εμφανίσεις πηγματιτών Αστοχίες ενδιάμεσων αναβαθμών σε περιορισμένο μήκος (Οκτώβριος 2003) και βαθμιαία επέκτασή της(φεβρουάριος 2004) Εκτεταμένη ολίσθηση του πρανούς με επέκταση της προηγούμενης ολίσθησης προς τα δυτικά και τα ανάντη, και εμφανείς ρωγμές στη στέψη του ορύγματος, μετά από έντονες βροχοπτώσεις (Απρίλιος 2004). Παραμόρφωση του ασφαλτικού τάπητα σε μήκος 35 μέτρων και ελαφρά περιστροφή του. Επιβεβαιώθηκε η θέση της επιφάνειας αστοχίας σε βάθος 1,8 m περίπου στη γεώτρηση ΓΚ-2 στον πόδα του πρανούς, όπου και έσπασε η σωλήνωση του κλισιομέτρου. Στη θέση αυτή εντοπίσθηκε έντονα πλαστικό αργιλικό υπολειμματικό έδαφος Απάλυνση της κλίσης του πρανούς σε γεωμετρία με στοιχεία u:β=1:1

ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ ΠΟΥ ΠΡΟΚΥΠΤΟΥΝ Γιατί εκδηλώθηκαν οι παρατηρούμενες αστοχίες σε μεγάλο αριθμό ορυγμάτων κατά τη φάση κατασκευής τους; Γιατί εκδηλώθηκαν εκ νέου αστοχίες σε διαφορετικές χρονικές στιγμές μετά το πέρας της αποκατάστασης των προηγούμενων; Γιατί καταγράφονται διαφορετικοί τύποι αστοχιών; Ποια μεθοδολογία ανάλυσης ευστάθειας πρανών πρέπει να εφαρμοσθεί ώστε να ερμηνεύει τα παραπάνω και να οδηγεί σε ρεαλιστικές εκτιμήσεις της ευστάθειας των ορυγμάτων που δεν αστόχησαν; Ποια μηχανικά χαρακτηριστικά, και με ποιόν τρόπο, πρέπει να επιλεγούν στην παραπάνω ανάλυση;

ΒΑΣΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ ΕΡΕΥΝΑΣ Μηχανική συμπεριφορά υπολειμματικών εδαφών Ανισοτροπία Επιρροή της δομής του μητρικού πετρώματος Επιρροή ορυκτολογικής σύστασης Μηχανική συμπεριφορά σε ακόρεστες συνθήκες Σχεδιασμός και εγκατάσταση πειραματικής διάταξης με δυνατότητα ελέγχου του βαθμού κορεσμού Προσδιορισμός της Χαρακτηριστικής καμπύλης μύζησης (SWCC) Επιρροή του βαθμού κορεσμού στη διατμητική αντοχή Μεθοδολογία ερμηνείας μηχανισμών αστοχίας σε υπολειμματικά εδάφη Ρεαλιστικό γεωλογικό μοντέλο Φυσικά και μηχανικά χαρακτηριστικά προερχόμενα από εργαστηριακή διερεύνηση Επιρροή των μεταβολών του βαθμού κορεσμού

ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ ΑΣΤΟΧΙΑΣ Μοντέλο ανάλυσης ευστάθειας Υπόθεση ισοτροπικής αντοχής Υπόθεση ανισοτροπικής αντοχής Υπόθεση μεταβολής αντοχής βάσει των μεταβολών του βαθμού κορεσμού Ανάστροφες αναλύσεις των εξεταζόμενων αστοχιών Διαχωρισμός ζωνών ισοτροπικής αντοχής και προσδιορισμός αυτής στο εργαστήριο Ερμηνεία παραγόντων ενεργοποίησης μηχανισμών αστοχίας Εφαρμογή των τιμών αυτών στο γεωλογικό μοντέλο της βραχομάζας Ερμηνεία μηχανισμών αστοχίας

ΕΝΟΤΗΤΑ 1:ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΤΩΝ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ

ΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗΣ Όριο επίδρασης επιφανειακής αποσάθρωσης Ζώνες διαφορετικού βαθμού αποσάθρωσης από τη δράση υδροθερμικών εξαλλοιώσεων και επιφανειακής αποσάθρωσης Αναπτύσσονται κατά μήκος των κύριων τεκτονικών δομών και δημιουργούν δακτυλοειδείς δομές εδαφοποιημένων γεωυλικών Διατηρείται η ανισοτροπία με υποβάθμιση των μηχανικών χαρακτηριστικών της βραχόμαζας Προκύπτει η ανάγκη εντοπισμού ενοτήτων υλικών ίδιου βαθμού αποσάθρωσης και η διερεύνηση των επιμέρους ιδιοτήτων τους

ΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗΣ Στάδια υδροθερμικής εξαλλοίωσης Στάδια αποσάθρωσης

ΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗΣ Ενότητα Β Ενότητα C Ενότητα Α Ενότητα C h Τρεις ενότητες ή μονάδες γνευσιακών υλικών οι Α, Β και C Ενότητα Α: υγιή ή ελαφρά αποσαθρωμένα μέλη των γνευσίων Ενότητα Β: παρουσιάζουν βαθμό αποσάθρωσης III-V, διατηρούν μακροσκοπικά τη δομή τους, αλλά έχουν απολέσει μεγάλο μέρος της αρχικής τους αντοχής Ενότητα C: πλήρως εδαφοποιημένα γνευσιακά υλικά. Η παρουσία της σχιστότητας φαίνεται ότι ενυπάρχει ως «παραμένουσα» ανισοτροπία

Το υλικό της ενότητας Β διατηρεί μακροσκοπικά τη δομή του αλλά με την παραμικρή διατάραξη μεταπίπτει επί τόπου σε ένα χαλαρό αμμώδες έδαφος με μικρό ποσοστό λεπτόκοκκων ΕΝΟΤΗΤΑ B

ΕΝΟΤΗΤΑ C Ζώνες αργιλικών ορυκτών (καστανοπράσινες πλαστικές άργιλοι), πάχους έως και 30cm κυρίως κατά μήκος ρηγμάτων και μεγάλων διακλάσεων. Προέρχονται από την πλήρη αργιλοποίηση των βιοτιτικών γνευσίων. Οι μηχανικές του ιδιότητες εξαρτώνται από το περιεχόμενο υγρασίας του και αν συγκριθούν με τα υλικά των Α και Β είναι πολύ υποβαθμισμένες

ΟΡΥΚΤΟ Μητρικό πέτρωμα ΟΡΥΚΤΟΛΟΓΙΚΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ Ενότητα C h Κάτω Νευροκόπι Δερβένι Ενότητα C Χ.Θ.9+700 Ενότητα C Χ.Θ.10+300 Ενότητα C Χ.Θ.10+500 Χαλαζίας 64 21 44 44 31 16 29 Πλαγιόκλαστα 11 2 7 8 8-2 Κ - Άστριοι 6-5 2 3 2 2 Μαρμαρυγίες 7-13 10 4 23 9 Δολομίτης - - 1 - - - - Ασβεστίτης 2 - - 8 - - 2 Πυρόξενος - - 1 2 - - - Αμφίβολος - - 1 - - - - Αργιλικά ορυκτά 10 66 28 26 54 59 52 Διογκούμενα 6 21 26 23 52 57 46 Μηδιογκούμενα 4 45 2 3 2 2 6 Εντοπίσθηκαν πλακώδη διογκούμενα αργιλικά ορυκτά της ομάδας του σμεκτίτη σε μεγάλα ποσοστά. Τα ορυκτά αυτά προσανατολίζονται από τις επί τόπου μεταβολές του εντατικού πεδίου και σχηματίζουν λείες, στιλβωμένες επιφάνειες διάτμησης πολύ μικρής αντοχής. Σε μεγαλύτερα βάθη αυξάνεται το ποσοστό των μη διογκούμενων αργιλικών ορυκτών καθώς μειώνεται η επίδραση της επιφανειακής αποσάθρωσης (Ενότητα C h ) Η σύγκριση των υπολειμματικών εδαφών της Ασπροβάλτας με παρόμοια υπολειμματικά εδάφη στο Κ. Νευροκόπι Δράμας και στο Δερβένι Θεσσαλονίκης έδειξε πως το τελικό προϊόν έχει παρόμοια ορυκτολογική σύσταση και ιδιότητες

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Ομάδα Κύρια Ομάδα Υπό-ομάδα Παραδείγματα Μέθοδος Αναγνώρισης Εκτιμώμενη μηχανική συμπεριφορά Ενότητα Β α)έντονη επίδραση μακροδομής Έντονα αποσαθρωμένα ιζηματογενή και όξινα πυριγενή πετρώματα Οπτική εξέταση Μεγάλη ομάδα εδαφών όπου η συμπεριφορά ελέγχεται από την επίδραση των τεκτονικών δομών Ομάδα Α Εδάφη χωρίς ορυκτολογική επιρροή β)έντονη επίδραση μικροδομής Εντελώς αποσαθρωμένα ιζηματογενή και πυριγενή πετρώματα Οπτική εξέταση, εκτίμηση ευαισθησίας, δείκτη υδαρότητας κτλ. Μικρή ομάδα ομογενών εδαφών που επιδέχονται καλή εκτίμηση και ανάλυση της συμπεριφοράς τους σε σχέση με την υπό-ομάδα α. Έντονη επίδραση δεσμών Ενότητα C γ) Μικρή επίδραση δομής Αποσάθρωση πολύ ομογενών πετρωμάτων Ελάχιστη έως μηδενική ευαισθησία, ομοιόμορφη εικόνα Μικρή ομάδα εδαφών που συμπεριφέρονται ως μέτρια υπερστερεοποιημένα εδάφη Ομάδα Β Εδάφη με έντονη ορυκτολογική επιρροή συνηθισμένων ορυκτών α) Ομάδα Σμεκτίτη Εδάφη που δημιουργούνται σε συνθήκες χαμηλής αποστράγγισης Σκουρόχρωμα, πολύ πλαστικά λεπτόκοκκα εδάφη Προβληματικά εδάφη πολύ μικρής αντοχής, υψηλής συμπιεστότητας και έντονων χαρακτηριστικών διόγκωσης-συρρίκνωσης β) Άλλα ορυκτά Αποτελεί πολύ μικρή υπό-ομάδα Ομάδα Γ Εδάφη με έντονη ορυκτολογική επιρροή αργιλικών ορυκτών που συναντώνται μόνο σε υπολειμματικά εδάφη α) Ομάδα αλλοφανή β) Ομάδα αλλοϋσίτη γ) Ομάδα τριοξειδίων Αποσάθρωση ηφαιστειακής στάχτης σε τροπικά κλίματα Αποσάθρωση ηφαιστειακών πετρωμάτων, τροπικές ερυθρές άργιλοι Λατερίτες Υψηλή φυσική υγρασία, μη αναστρέψιμες μεταβολές ιδιοτήτων κατά την ξήρανση Κοκκινόχρωμα εδάφη, καλά αποστραγγιζόμενες τοπογραφίες, ηφαιστειακό μητρικό πέτρωμα Κοκκώδης ή κομβώδης εμφάνιση Καλή μηχανική συμπεριφορά. Δύσκολη διαχείριση λόγω ευαισθησίας Καλή μηχανική συμπεριφορά. Εδάφη χαμηλής πλαστικότητας και ενεργότητας Μεγάλη ομάδα εδαφών από ιλυώδεις αργίλους έως χονδρόκοκκες άμμους-χάλικες.

ΦΥΣΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ Ενότητα υλικού Βαθμός αποσάθρωσης γd (t/m 3 ) e m (%) γs <Νο 200 (%) %<0,002mm LL PI Β IV-V 1,51 0,77 5,1 2,68 9,8 26 6 C VI 1,37 0,81 24,1-35,6 2,47 70,8 33,75 75 50 C h V-VI 1,61 0,53 26,0-32,7 2,47 36,7 15,99 44 22 Κ. Νευροκόπι VI 1,62 0,43 22,9 2,32 80,9 45,61 66 42 Η προετοιμασία των δειγμάτων για την εκτέλεση των εργαστηριακών δοκιμών μπορεί να μεταβάλλει τα επί τόπου χαρακτηριστικά του υπολειμματικού εδάφους. Θα πρέπει να αποφεύγεται η ξήρανση των δειγμάτων. Η καταγραφή της εποχιακής διακύμανσης της φυσικής υγρασίας των υπολειμματικών εδαφών είναι σημαντική επειδή οι τιμές της συνδέονται με τη διακύμανση της διατμητικής αντοχής. Η τιμή του ειδικού βάρους στα υπολειμματικά εδάφη μπορεί να είναι ασυνήθιστα υψηλή ή και χαμηλή και πρέπει πάντοτε να γίνεται εργαστηριακός προσδιορισμός της. Η τιμή του ξηρού φαινόμενου βάρους αποτελεί ποσοτικό δείκτη του βαθμού αποσάθρωσης.

ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΑΝΤΟΧΗ ΕΝΟΤΗΤΑΣ Β Εκτέλεση δοκιμών άμεσης διάτμησης CD με διαφορετικό εύρος τιμών σ n σ n (kpa) c (kpa) φ ( ο ) c r (kpa) φ r ( ο ) 25-50-75 40 30 26 32 50-100-200 22 42 0 44 Υψηλή τιμή συνοχής c p και συνοχής μετά την αστοχία c pp λόγω δεσμών συγκόλλησης των κόκκων Παρατηρήθηκε φ p <φ pp εξαιτίας καταστροφής της δομής με αύξηση της σ n Προτείνεται εκτέλεση των δοκιμών σε μικρές τιμές σ n

Αξονική Τάση (KPa) ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΑΝΤΟΧΗ ΕΝΟΤΗΤΑΣ C Δοκιμές CD (ASTM D3080/90) για τον προσδιορισμό των c' και φ' σε αδιατάρακτα δείγματα Δοκιμές UU σε αδιατάρακτα δείγματα για να προσδιοριστεί η αστράγγιστη αντοχή του υλικού Δοκιμές CD 4D, με πολύ αργή ταχύτητα διάτμησης και έλεγχο του βαθμού κορεσμού σε αναζυμωμένα δείγματα Δοκιμή c (kpa) φ ( ο ) Cu (kpa) CD 18 23 UU 72 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 σ3=200 KPa σ3=100 KPa 0 2 4 6 8 10 12 14 Αξονική Παραμόρφωση ε (%)

ΕΝΟΤΗΤΑ 2:ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΣΕ ΑΚΟΡΕΣΤΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΑΚΟΡΕΣΤΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Υπάρχει ανάγκη θεώρησης της εδαφομηχανικής σε ένα ευρύτερο πλαίσιο ώστε να περιγραφεί η συμπεριφορά των ακόρεστων εδαφών διότι: Υπάρχουν βασικές διαφορές στη φύση τους (ύπαρξη περισσότερων από δύο φάσεων) Υπάρχουν βασικές διαφορές στη μηχανική συμπεριφορά τους (αρνητικές πιέσεις πόρων) Περιλαμβάνουν μεγάλες ομάδες εδαφών (υπολειμματικά εδάφη, διογκούμενες άργιλοι, καταρρεύσιμα εδάφη) τα οποία συνδέονται με αστοχίες τεχνικών έργων Εδαφομηχανική Εδαφομηχανική κορεσμένων εδαφών Εδαφομηχανική ακόρεστων εδαφών Θετικές πιέσεις πόρων Αρνητικές πιέσεις πόρων

ua-uw=2ts/rs Η διαφορά μεταξύ της πίεσης του αέρα των πόρων και της πίεσης του νερού των πόρων (u a -u w ) ενός ακόρεστου εδάφους που εφαρμόζονται στη συσταλτική στοιβάδα αναφέρεται ως ελκτική μύζηση (matric suction). ΟΙ ΦΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΑΚΟΡΕΣΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ Ένα έδαφος αναφέρεται ως ένα σύστημα τριών φάσεων. Τα τελευταία χρόνια όμως έχει αποδειχθεί η σημαντική επίδραση της διεπαφής αέρα-νερού στους φυσικούς μηχανισμούς και έχει καθιερωθεί ως μία τέταρτη ανεξάρτητη φάση του ακόρεστου εδάφους Η διεπαφή αέρα-νερού αναφέρεται ως "contractile skin" και θα μπορούσε να αποδοθεί ως συσταλτική στοιβάδα. Συμπεριφέρεται σα μία μεμβράνη σε εφελκυστική εντατική κατάσταση σε όλη την έκταση της εδαφικής δομής ua Συσταλτική στοιβάδα uw Στερεή φάση Στερεή φάση ua

ΘΕΩΡΙΑ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ τ=c +(σ-u a )tanφ +(u a -u w )tanφ b (Fredlund-Rahardjo,1993) C=c +(u a -u w ) tanφ b (Φαινόμενη ολική συνοχή) φ b είναι η κλίση της επιφάνειας αστοχίας στο τ-s (u a -u w ) επίπεδο Υπολογισμός της διατμητικής αντοχής σε ακόρεστες συνθήκες βάσει των τιμών φ b και u a -u w

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΚΑΜΠΥΛΗ ΜΥΖΗΣΗΣ Απαραίτητη για την ποσοτικοποίηση της ακόρεστης συμπεριφοράς η γνώση της σχέσης που περιγράφει τη μεταβολή της περιεχόμενης υγρασίας του εδάφους με τη μύζηση Η σχέση αυτή είναι χαρακτηριστική για κάθε έδαφος και αναφέρεται διεθνώς ως Soil-Water Characteristic Curve-Χαρακτηριστική Καμπύλη Μύζησης Υπολογισμός της ΧΚΜ είτε εργαστηριακά είτε μέσω μαθηματικών προσεγγίσεων

u a -u w (kpa) ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Αναζυμωμένα δοκίμια εξεταζόμενου υλικού Συμπύκνωση δοκιμίων στην τιμή της επί τόπου ξηρής πυκνότητας γ d =1,37 gr/cm 3 Στερεοποίηση δοκιμίων σε τάση αντίστοιχη της επί τόπου εντατικής κατάστασης σ 3 -u a =70 kpa Προσδιορισμός της Χαρακτηριστικής Καμπύλης Μύζησης (SWCC) Εκτέλεση δοκιμών βραδείας διάτμησης (CD) με έλεγχο της μύζησης s κατά τη διάρκεια της δοκιμής σ 3 -u a (kpa) 200 50 100 150 400 50 100 150 800 50 100 150 Ο έλεγχος της μύζησης στις δοκιμές έγινε με τη μέθοδο μεταβολής της αξονικής αναφοράς των πιέσεων (axis-translation teqnique).

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ ελεγκτής (controller) πίεσης όγκου του αέρα στο δοκίμιο ελεγκτής αντιπίεσης νερού των πόρων (back pressure) ελεγκτής της πλευρικής πίεσης στο θάλαμο του δοκιμίου βάση με πορώδη δίσκο υψηλής πίεσης εισόδου αέρα 15 bar (HAEPD)

Sr (%) ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ SWCC 100 90 80 70 60 50 Τάση εισόδου αέρα: 300 kpa (Chatzigogos et al,2010) 40 400 100 u a -u w (kpa) 1000 Υψηλή τιμή εισόδου αέρα (300 kpa) που αποδίδεται στη φύση του υλικού Μεταβολή της κλίσης της Καμπύλης για τιμή s=380 kpa και Sr=75% Η επί τόπου τιμή βαθμού κορεσμού της Ενότητας C (Sr=73%) αντιστοιχεί σε τιμή μύζησης 400kPa

σ1 -σ3 (kpa) ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΩΝ CD 250 (Chatzigogos et al, 2010) 200 150 100 50 0 0 5 10 15 20 25 Αξονική παραμόρφωση ε (%) ua-uw=800 kpa ua-uw=400 kpa ua-uw=200 kpa Η συμπεριφορά του εξεταζόμενου υλικού προσομοιάζει με αυτήν υπερστερεοποιημένου εδάφους για υψηλές τιμές μύζησης και με ενός κανονικά στερεοποιημένου εδάφους για χαμηλές τιμές μύζησης

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΠΟΥ ΣΧΕΤΙΖΟΝΤΑΙ ΜΕ ΤΗ ΦΥΣΗ ΤΟΥ ΥΛΙΚΟΥ Χαμηλή τιμή γωνίας τριβής φ ( 13 ο ) και υψηλή τιμή της παραμένουσας γωνίας φ r ( 11 ο ) σε σχέση με τη φ Η τιμή της φ αποδίδεται στην ορυκτολογική σύσταση του γεωυλικού και συγκεκριμένα στην παρουσία διογκούμενων αργιλικών ορυκτών (σμεκτίτες) που εμφανίζουν μεγάλο πλακοειδές Η παρουσία τέτοιων ορυκτών δικαιολογεί πολύ μικρές τιμές φ και φ r οι οποίες μάλιστα παρουσιάζουν μικρή απόκλιση μεταξύ τους (Mesri & Cepeda-Diaz, 1986) Θα μπορούσε να θεωρηθεί πως η υπολογιζόμενη αντοχή αποτελεί την αντοχή δομικού χαρακτήρα του εξεταζόμενου υπολειμματικού εδάφους (Vaughan et al 1981) τόσο εξαιτίας της μικρής απόκλισης φ και φ r αλλά και της σημαντικής διαφοράς των παραμέτρων αντοχής από τις συμβατικές δοκιμές άμεσης διάτμησης (c =18kPa, φ =23 ο )

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΠΟΥ ΣΧΕΤΙΖΟΝΤΑΙ ΜΕ ΤΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΤΗΣ ΜΥΖΗΣΗΣ Προσδιορίστηκε εργαστηριακά η καμπύλη συσχέτισης βαθμού κορεσμού - μύζησης. Η καμπύλη αυτή είναι χαρακτηριστική για το εξεταζόμενο γεωυλικό Η τιμή της φ b =8,1 ο που υπολογίστηκε είναι χαρακτηριστική του γεωυλικού και καθορίζει την αύξηση της διατμητικής του αντοχής με αύξηση της μύζησης Αύξηση της μύζησης επιφέρει αύξηση της στιφρότητας και θραυσιγενή συμπεριφορά του υλικού Παρατηρήθηκε αύξηση της φ με αύξηση της μύζησης. Το φαινόμενο αυτό συναντάται βιβλιογραφικά στη φ r και αποδίδεται στη διαδικασία συσσωμάτωσης των αργιλικών ορυκτών κατά την ξήρανση (aggregation stiffening). Αντίθετα, στα εργαστηριακά αποτελέσματα παρατηρήθηκε μείωση της υπολειμματικής αντοχής με αύξηση της μύζησης. Η δομικού χαρακτήρα αστοχία εκμηδενίζει το φαινόμενο ενίσχυσης λόγω συσσωμάτωσης διατηρώντας ίσες τις τιμές φ r, ενώ παράλληλα μειώνεται σημαντικά η c r

ΕΝΟΤΗΤΑ 3: ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ ΑΣΤΟΧΙΑΣ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ

ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ ΜΕ ΘΕΩΡΗΣΗ ΟΜΟΙΟΜΟΡΦΟΥ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΓΕΝΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ Υιοθέτηση των παραδοχών των μελετών αποκατάστασης για τα ορύγματα που αστόχησαν 1. Θεώρηση ομοιογενούς και ομοιόμορφου «ισοδύναμου» υλικού 2. Έλεγχος της ευστάθειας αποκλειστικά από τη γεωμετρία Διεξαγωγή αναλύσεων χωρίς περιορισμούς στη χωροθέτηση της επιφάνειας αστοχίας Επιλογή του ζεύγους τιμών c και φ που προσεγγίζει στην ανάλυση την υπάρχουσα επιφάνεια αστοχίας Αντιπροσωπευτική γωνίας τριβής φ =27,5 Περιγραφή της Γεωμετρικής Επικινδυνότητας των πρανών βάσει της οριακής τιμής της c για την επιλεγόμενη τιμή της φ

Δεν παρατηρήθηκαν κατολισθητικά φαινόμενα Ύψος (m) Παρατηρήθηκαν κατολισθητικά φανιόμενα ( ) Ύψος (m) ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ ΜΕ ΘΕΩΡΗΣΗ ΟΜΟΙΟΜΟΡΦΟΥ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΓΕΝΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ Κατάταξη εξεταζόμενων πρανών με βάση τη Γεωμετρική Επικινδυνότητα Επαλήθευση κατάταξης σε σημαντικό ποσοστό Διερεύνηση των κρίσιμων για την ευστάθεια στοιχείων της γεωμετρίας 50 45 9700 10800 10300 13600 2 Χ.Θ. ΟΡΥΓΜΑΤΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΗΣ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΟΤΗΤΑΣ 11+900 3,58 10+300 3,22 9+700 3,03 10+500 2,90 13+500 2,68 10+800 2,54 11+400 2,41 13+600 2,33 13+000 2,32 11+700 2,07 11+000 2,05 11+600 2,04 12+850 1,69 13+200 1,48 14+000 0,62 14+500 0,53 40 13500 35 10500 11900 11400 30 13000 25 13200 11600 13600 20 14500 11700 15 14000 11000 10 12850 35 40 45 50 55 60 Μέση κλίση ( ο ) 50 10300 13600 2 45 9700 10800 40 13500 35 11900 10500 11400 30 25 13000 11600 13200 13600 20 11700 14500 15 10 11000 12850 14000 0 10 20 30 40 50 60 Μήκος (m)

ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ ΜΕ ΘΕΩΡΗΣΗ ΕΤΕΡΟΓΕΝΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ Εισαγωγή στις αναλύσεις ενός ρεαλιστικού γεωλογικού μοντέλου με βάση 1. Το τεκτονικό μοντέλο της περιοχής 2. Το διαχωρισμό των ενοτήτων διαφορετικού βαθμού αποσάθρωσης Συσχέτιση των αποτελεσμάτων των αναλύσεων με τα εργαστηριακά δεδομένα Στόχος η πρόταση μιας μεθοδολογίας ανάλυσης που να ερμηνεύει τις διαφορετικού τύπου αστοχίες που παρατηρήθηκαν Διερεύνηση όλων των πιθανών τύπων αστοχίας με ανάστροφες αναλύσεις για τα ορύγματα που αστόχησαν με θεώρηση ενιαίας τιμής c και φ (Chatzigogos et al, 2007) Γραφική απεικόνιση ανάστροφων αναλύσεων για τους πιθανούς τύπους αστοχιών που διεξήχθησαν για το όρυγμα 10+300 (ανάλυση επίπεδης 2, κυκλικής 3 και σφηνοειδούς αστοχίας 1)

ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ ΜΕ ΘΕΩΡΗΣΗ ΕΤΕΡΟΓΕΝΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ Ενότητα υλικού Χιλιομετρική Θέση (km) 9+700 9+700 10+300 10+500 10+800 Γεωμετρία v:h 2:1 d=5m h=8m v:h 1:1 d=5m h=12m v:h 2:1 d=5m h=8m v:h 2:1 d=5m h=8m v:h 2:1 d=5m h=8m Συνοχή c' (t/m 2 ) Ανάλυση Βραχοσφήνας Επίπεδη Ανάλυση Κυκλική Ανάλυση c'(t/m 2 ) φ'( o ) c'(t/m 2 ) φ'( o ) c'(t/m 2 ) φ'( o ) 1.05 23.0 2.92 23.0 0.32 23.0 1.03 23.0 0.24 23.0 1.79 23.0 0.02 11.6 0.51 23.0 0.16 23.0 1.69 23.0 Γωνία τριβής φ' ( 0 ) A 19,5-39 30-40 B 4,1 29,7 C 1,83 23 2.40 3.05 4.80 2.00 3.00 1.80 3.20 4.80 2.30 2.90 4.00 1.80 2.54 4.00 29.0 27.5 23.0 26.0 23.0 31.5 27.5 23.0 30.0 27.5 23.0 30.5 27.5 23.0 Τύπος αστοχίας που παρατηρήθη κε επί τόπου Κυκλική (πρανές) Κυκλική (πρανές) Επίπεδη (αναβαθμός) Κυκλική (πρανές) Επίπεδη (αναβαθμός) Για τις περιπτώσεις των ορυγμάτων 10+300 και 10+800, ο τύπος της αστοχίας τους όπως αναγνωρίστηκε επί τόπου (επίπεδη), προσομοιάζεται με μία ολίσθηση κατά μήκος του συστήματος διακλάσεων KL3 (227 ο /46 ο ), με παραμέτρους αντοχής αυτές που υπολογίστηκαν εργαστηριακά για την ενότητα C Η επιφάνεια αστοχίας είναι μια σύνθετη επιφάνεια που ακολουθεί τις δομικές αυτές διευθύνσεις ανισοτροπίας. Το προτεινόμενο μοντέλο εφαρμογής είναι αυτό της ανισότροπης κατανομής εργαστηριακά προσδιορισμένων αντοχών, σε συγκεκριμένες διευθύνσεις των πρανών με σκοπό τον προσδιορισμό της σύνθετης εκείνης επιφάνειας που δίνει τον ελάχιστο συντελεστή ασφάλειας.

ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ ΜΕ ΘΕΩΡΗΣΗ ΕΤΕΡΟΓΕΝΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ Ο κύριος μηχανισμός ολίσθησης όλων των εξεταζόμενων ορυγμάτων είναι ελεγχόμενος από την παραμένουσα τεκτονική δομή. Συγκεκριμένα προκύπτει ολίσθηση κατά μήκος του συστήματος KL3 με επίπεδα αποχωρισμού τις ασυνέχειες του συστήματος KL1, μηχανισμός ο οποίος, για κάποιους λόγους, παράγει μακροσκοπικά αστοχίες φαινομενικά κυκλικού τύπου. (Chatzigogos et al, 2008) Σχηματική απεικόνιση των αναμενόμενων μορφών επιφανειών αστοχίας. 1: Επίπεδα σχιστότητας 2: Υλικό της ενότητας C κατά μήκος των ασυνεχειών KL2 and KL3, 3: Προτεινόμενες επιφάνειες αστοχίας, 4: Κύριες διευθύνσεις ασυνεχειών

ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ ΜΕ ΘΕΩΡΗΣΗ ΕΤΕΡΟΓΕΝΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ Ανάλυση αστοχίας για τυχαία επιφάνεια με ανισοτροπία αντοχής, παρουσία ενοτήτων Α, Β, C H βραχομάζα προσομοιάζεται ως ένα εδαφικό υλικό με ανισότροπη αντοχή η οποία περιγράφεται με την εφαρμογή των παραμέτρων αντοχής των ενοτήτων Α, Β και C σε διακριτό εύρος διευθύνσεων. Χρήση παραμέτρων αντοχής από εργαστηριακές δοκιμές Εύρος διευθύνσεων που προέκυψε από τη γεωλογική ερμηνεία Α (c'=19,5 t/m 2, φ'=30 ο ) 0 ο -25 ο, 35 ο -55 ο και 65 ο -80 ο Β (c'=2,7 t/m 2, φ'=32 ο ) 55 ο -65 ο C (c'=1,8 t/m 2, φ'=23 ο ) 25 ο -35 ο και 80 ο 90 ο Ανάλυση αστοχίας για τυχαία επιφάνεια με ανισοτροπία αντοχής, παρουσία ενοτήτων Β, C

Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Παράγοντας ενεργοποίησης αστοχιών 1. Έντονες βροχοπτώσεις που οδηγούν σε αύξηση των πιέσεων πόρων από αρνητικές σε μηδενικές ή και θετικές 2. Εποχιακές διακυμάνσεις, δηλαδή κύκλοι μεταβολής της εντατικής κατάστασης (μύζησης) που οδηγούν σε προσανατολισμό των αργιλικών ορυκτών και αύξηση του ρυθμού αποσάθρωσης

ΜΑΚΡΟΧΡΟΝΙΑ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ Ανάλυση αστοχίας για τυχαία επιφάνεια με ανισοτροπία αντοχής, παρουσία ενοτήτων Α, Β, C Ανάλυση αστοχίας για τυχαία επιφάνεια με ανισοτροπία αντοχής, παρουσία ενοτήτων Β, C Ενεργοποίηση μηχανισμών μείωσης των παραμέτρων αντοχής μετά την εκσκαφή 1. Μείωση της φ του γεωυλικού της Ενότητας C από 23 ο σε 13 ο λόγω προσανατολισμού των αργιλικών ορυκτών 2. Μείωση της c του γεωυλικού της Ενότητας C λόγω μείωσης των τιμών της μύζησης 3. Αύξηση του ρυθμού αποσάθρωσης (υπόβάθμιση των υλικών της ενότητας Α στην ενότητα Β) Η επιλογή της αναζήτησης τυχαίας επιφάνειας με βάση το μοντέλο της ανισότροπης αντοχής, σε συνδυασμό με την ποσοτικοποίηση των μηχανισμών μείωσης της προ των εκσκαφών διατμητικής αντοχής δίνει πολύ καλή προσομοίωση της μορφής της αναμενόμενης αστοχίας

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΣΤΟΧΙΑΣ ΜΗΤΡΙΚΟ ΠΕΤΡΩΜΑ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΗ ΕΞΑΛΛΟΙΩΣΗ ΧΗΜΙΚΗ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗΣ ΕΚΣΚΑΦΗ ΟΡΥΓΜΑΤΩΝ ΔΟΜΙΚΑ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΕΣ ΑΣΤΟΧΙΕΣ ΒΡΑΧΩΔΟΥΣ ΤΥΠΟΥ ΔΟΜΙΚΑ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΕΣ ΑΣΤΟΧΙΕΣ ΜΕΓΑΛΗΣ ΚΛΙΜΑΚΑΣ ΕΔΑΦΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΒΑΘΜΟΥ ΚΟΡΕΣΜΟΥ ΜΕΙΩΣΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΛΟΓΩ ΑΥΞΗΣΗΣ ΤΟΥ ΡΥΘΜΟΥ ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗΣ ΜΕΙΩΣΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΛΟΓΩ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ ΤΗΣ ΜΥΖΗΣΗΣ ΜΕΙΩΣΗ ΓΩΝΙΑΣ ΤΡΙΒΗΣ ΛΟΓΩ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΤΩΝ ΑΡΓΙΛΙΚΩΝ ΟΡΥΚΤΩΝ ΕΚΔΗΛΩΣΗ ΝΕΩΝ ΑΣΤΟΧΙΩΝ

ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΣΥΝΕΧΙΣΗΣ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΑΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Δημιουργία βάσης δεδομένων των μηχανικών παραμέτρων αντοχής σε ακόρεστες συνθήκες για εδάφη του Ελληνικού χώρου και όχι μόνο (Χαρακτηριστικές Καμπύλες Μύζησης Εδάφους και γωνίες φb). Αξιοπόιηση από εταιρίες παραγωγής λογισμικών με εφαρμογές στην Τεχνική Γεωλογία και τη Γεωτεχνική Μηχανική. Δυνατότητα εργαστηριακής προσομοίωσης ερπυστικών παραμορφώσεων που ελέγχονται από μεταβολές του βαθμού κορεσμού. Η γνώση της μηχανικής συμπεριφοράς των υπολειμματικών εδαφών υπολείπεται στο σκέλος της μεταβολής του όγκου τους. Παρατηρούνται σημαντικές διαφοροποιήσεις από την αντίστοιχη συμπεριφορά των ιζηματογενών εδαφών. Φαινόμενα όπως η κατάρρευση της δομής και η υδροστερεοποίηση χαρακτηρίζουν τα υπολειμματικά εδάφη και ως εκ τούτου έχουν σημαντικό ερευνητικό ενδιαφέρον καθώς σχετίζονται με πολλές αστοχίες τεχνικών έργων. Ο εργαστηριακός προσδιορισμός των μηχανικών χαρακτηριστικών των υπολειμματικών εδαφών παρουσιάζει σημαντικές δυσκολίες. Είναι επομένως σημαντικό να αναπτυχθούν μέθοδοι επί τόπου έρευνας σε μεγάλη κλίμακα, ειδικά για τον προσδιορισμό της διαπερατότητας και της ανισοτροπίας της αντοχής τους. Τέλος, μεγάλο πρακτικό αλλά και ερευνητικό ενδιαφέρον παρουσιάζει η κατά το δυνατόν πιο συστηματική και αναλυτική διερεύνηση του σύνθετου θέματος της αποσαθρωσιμότητας των βραχωδών σχηματισμών (ταχύτητα - ρυθμός αποσάθρωσης και εξαλλοίωσης, μείωση των χαρακτηριστικών αντοχής τους).

ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Αναγνώριση-περιγραφή γεωλογικών συνθηκών της περιοχής έρευνας Μικροτεκτονική ανάλυση με έμφαση στις θέσεις αστοχιών-τεκτονικό μοντέλο βραχομάζας Τεχνικογεωλογική περιγραφή βραχομάζας-διαχωρισμός τεχνικογεωλογικών ενοτήτων ανάλογα με το βαθμό αποσάθρωσης Εκτέλεση ορυκτολογικών αναλύσεων για τις επιμέρους Ενότητες Εκτέλεση εργαστηριακών δοκιμών εδαφομηχανικής-βραχομηχανικής για τις επιμέρους Ενότητες Ειδική ταξινόμηση των υπολειμματικών εδαφών Εκτίμηση φυσικών ιδιοτήτων και μηχανικών παραμέτρων των Ενοτήτων και αξιολόγηση των αποτελεσμάτων βάσει των ειδικών χαρακτηριστικών των υπολειμματικών εδαφών Συνεκτίμηση όλων των διαθέσιμων στοιχείων μελετών και ερευνών που έχουν διεξαχθεί στην περιοχή έρευνας

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΣΕ ΑΚΟΡΕΣΤΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ Εγκατάσταση και εφαρμογή πρότυπης πειραματικής διάταξης τριαξονικής δοκιμής με δυνατότητα ελέγχου του βαθμού κορεσμού Προσδιορισμός της Χαρακτηριστικής Καμπύλης Μύζησης (Soil Water Characteristic Curve)- Σχέση τιμής μύζησης με τιμή βαθμού κορεσμού Εκτέλεση τριαξονικών δοκιμών CD σε διαφορετικά επίπεδα μύζησης και προσδιορισμός των παραμέτρων αντοχής c, φ και φ b

ΔΙΟΓΚΩΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΡΡΕΥΣΗ ΔΟΜΗΣ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Το φαινόμενο της διόγκωσης μετά από αύξηση της υγρασίας συναντάται συνήθως σε αργιλικά υπολειμματικά εδάφη, κυρίως της ομάδας του σμεκτίτη Είναι έντονο σε εύκρατες περιοχές με διακριτές υγρές και ξηρές περιόδους, όπου το εδαφικό προφίλ υπόκειται σε κύκλους διόγκωσης-συρρίκνωσης για τις αντίστοιχες περιόδους Η εποχιακή καταπόνηση οδηγεί σε φαινόμενα επιταχυνόμενης αποσάθρωσης Το φαινόμενο της κατάρρευσης συναντάται σε υπολειμματικά εδάφη προερχόμενα από πετρώματα με υψηλή περιεκτικότητα σε χαλαζία. Το μητρικό πέτρωμα μεταπίπτει σε ιλυώδη ή αργιλώδη άμμο με μεγάλο δείκτη πόρων και ασταθή κοκκώδη δομή Ιλύς ύγρανση Άργιλος

Λόγος κενών e ΔΙΟΓΚΩΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΡΡΕΥΣΗ ΔΟΜΗΣ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Η συμπεριφορά μεταβολής όγκου ενός υπολειμματικού εδάφους στην ακόρεστη ζώνη εξαρτάται από: Το εφαρμοζόμενο εντατικό πεδίο 1,20 Την ορυκτολογική σύσταση Τον αρχικό λόγο κενών 1,00 Την αρχική τιμή φυσικής υγρασίας και το ποσοστό μεταβολής της 0,80 Κορεσμός (σταθερή δομή) διόγκωση φυσική υγρασία διόγκωση 0,60 Κορεσμός (μη σταθερή δομή) κατάρρευση 0,40 10 100 1000 LogP (kpa)

ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΟΓΚΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ ΜΕΤΑ-ΣΤΑΘΕΡΗΣ ΔΟΜΗΣ

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΕΦΑΡΜΟΖΟΜΕΝΗΣ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑΣ Επιπλέον, τα αποτελέσματα της εφαρμοζόμενης μεθοδολογίας σε σχέση με το ιστορικό και τη μορφή των αστοχιών στα ορύγματα της Ασπροβάλτας οδηγούν στο συμπέρασμα ότι τα γεωμετρικά στοιχεία παίζουν βέβαια καθοριστικό ρόλο, αλλά δεν ελέγχουν τους μηχανισμούς αστοχίας τους. Εύλογα λοιπόν μπορούν να διατυπωθούν οι παρακάτω παρατηρήσεις σε σχέση με τη συγκεκριμένη μεθοδολογία ανάλυσης: 1. Δεν λαμβάνεται υπόψη ο δομικός χαρακτήρας των υπολειμματικών εδαφών 2. Δεν λαμβάνεται υπόψη το πραγματικό γεωλογικό μοντέλο της περιοχής 3. Δεν λαμβάνεται υπόψη ο ρόλος της βροχόπτωσης και γενικότερα ο ρόλος των μεταβολών της υγρασίας, ως παράγοντα ενεργοποίησης των αστοχιών 4. Η ερμηνεία των αστοχιών έγινε με την επιλογή ενιαίου ζεύγους τιμών c' και φ' για τα ορύγματα που αστόχησαν, κάτι που δεν είναι ρεαλιστικό με βάση την εικόνα των γεωυλικών σε αυτά 5. Δεν ερμηνεύεται η λειτουργία ενός μηχανισμού απομείωσης των μηχανικών χαρακτηριστικών των γεωυλικών μετά το τέλος των εκσκαφών 6. Δεν ερμηνεύεται το γεγονός ότι έλαβαν χώρα διαφορετικού τύπου αστοχίες, δηλαδή δομικού χαρακτήρα αστοχίες (Χ.Θ.10+300) και φαινομενικά περιστροφικού-εδαφικού τύπου αστοχίες (Χ.Θ. 9+700, 10+500, 13+600) 7. Δεν ερμηνεύεται το γεγονός ότι οι αστοχίες δε εκδηλώθηκαν πάντα στη γεωμετρικά δυσμενέστερη θέση 8. Δεν υπάρχει σύνδεση των επιλεγμένων στις αναλύσεις τιμών αντοχής με αποτελέσματα εργαστηριακών δοκιμών 9. Η τελική βαθμονόμηση της επικινδυνότητας των ορυγμάτων που δεν αστόχησαν έγινε περισσότερο με ποιοτικά παρά με ποσοτικά κριτήρια

ΜΙΚΡΟΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ

ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΤΩΝ ΑΣΤΟΧΙΩΝ

ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΤΩΝ ΑΣΤΟΧΙΩΝ

ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΤΩΝ ΑΣΤΟΧΙΩΝ

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ

Είναι μια πρώτη πειραματική διερεύνηση της διατμητικής αντοχής υπολειμματικών εδαφών σε ακόρεστες συνθήκες στον ελλαδικό χώρο Προσδιορισμός της χαρακτηριστικής καμπύλης μύζησης SWCC (Soil-Water Characteristic Curve) Προσδιορισμός της μεταβολής των μηχανικών παραμέτρων αντοχής του υλικού για διαφορετικές τιμές μύζησης s=u a -u w (matric suction)-υπολογισμός της φ b Το γεωυλικό που εξετάστηκε είναι προϊόν πλήρους αποσάθρωσης γνευσιακών πετρωμάτων, για τα οποία τα πειραματικά δεδομένα στη διεθνή βιβλιογραφία είναι περιορισμένα

ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΔΟΚΙΜΩΝ CD Κορεσμός κεραμικού δίσκου υψηλής εισόδου αέρα σε 3 στάδια (1 εβδομάδα) Κορεσμός δοκιμίου βάσει της τιμής Β w =u w /σ 3. Κορεσμός για u w =800kPa (1 εβδομάδα) Στερεοποίηση δοκιμίων στην επιλεγόμενη σ 3 -u a και στη συνέχεια εφαρμογή της τιμής u a -u w εκτέλεσης της δοκιμής (2 ημέρες) Επιλογή ρυθμού παραμόρφωσης βάσει: της φύσης του εξεταζόμενου υλικού του μήκους του δοκιμίου της δυνατότητας αποστράγγισης από το δοκίμιο και τον HAEPD Επελέγη ρυθμός παραμόρφωσης 1,6*10-5 mm/sec (12 εβδομάδες) Ισοθερμικές συνθήκες κατά τη διεξαγωγή των δοκιμών-μέτρηση θερμοκρασίας και ατμοσφαιρικής πίεσης

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΩΝ CD u a -u w 200 400 800 σ 1 -u a kpa 76 150 223 116 193 271 235 319 404 50 50 50 σ 3 -u a kpa 100 150 100 150 100 150 c kpa c r kpa 0 15,28 58,5 0 13,31 4,81 φ 12 ο 13 ο 15 ο φ r 12 ο 11 ο 11 ο φ b 8,1 ο

τf (kpa) ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΩΝ CD (Chatzigogos et al, 2010) 500 400 300 200 100 φb=8,1o 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 u a -u w (kpa) Η κλίση της γραμμής τομής του επιπέδου αστοχίας πάνω στο επίπεδο τ - (u a -u w ), αντιπροσωπεύει τη γωνία φ b Η γωνία αυτή είναι αντιπροσωπευτική του κάθε υλικού και για το εξεταζόμενο υλικό υπολογίστηκε σε φ b = 8,1 ο

σ1-σ3 (kpa) ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΤΑΣΗΣ-ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗΣ s=800kpa 250 200 150 100 50 0 0 5 10 15 20 25 30 Αξονική παραμόρφωση ε (%) σ3=50kpa σ3=100kpa σ3=150kpa

ΔΟΚΙΜΗ CD,4D S=400kPa

ΔΟΚΙΜΗ CD,4D S=800kPa

ΔΟΚΙΜΗ CD,4D S=400kPa 0 0 5 10 15 20 25-1 -2-3 Δ Vw/Vo (% ) -4-5 -6-7 -8-9 Αξονική π αραμόρφω σ η ε (% ) ua-uw=200 kp a ua-uw=400 kp a ua-uw=800 kp a

ΕΝΟΤΗΤΑ C

ΕΝΟΤΗΤΑ C

ΕΝΟΤΗΤΑ B

ΕΝΟΤΗΤΑ B

Η ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Οι γνεύσιοι της περιοχής είναι σκουρότεφροι, αδροκρυσταλλικοί και χαρακτηρίζονται από έντονη παρουσία βιοτίτη, χαλαζία, πλαγιόκλαστο, Κ-αστρίους και σε μικρότερα ποσοστά ασβεστίτη και αμφιβόλους. Τα ορυκτά αυτά έχουν υποστεί χημικές εξαλλοιώσεις ως απόρροια υδροθερμικών εξαλλοιώσεων και χημικής αποσάθρωσης. Η διαδικασία της υδροθερμικής εξαλλοίωσης οδηγεί στην αύξηση του πορώδους των γεωυλικών. Κατά το στάδιο της χημικής αποσάθρωσης, δημιουργήθηκαν διογκούμενα αργιλικά ορυκτά προερχόμενα κυρίως από την υδρόλυση των αστρίων.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ-ΣΥΜΒΟΛΗ ΣΤΗΝ ΕΡΕΥΝΑ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Προσδιορίστηκε το μοντέλο αποσάθρωσης-σχηματισμού των υπολειμματικών εδαφών της περιοχής έρευνας το οποίο μπορεί να εφαρμοστεί σε περιοχές όμοιων γεωλογικών και κλιματολογικών χαρακτηριστικών. Αυτό ελέγχει τους μηχανισμούς αστοχίας πρανών και αποτελεί τη βάση για την αξιολόγηση των συνθηκών που αναμένονται σε αντίστοιχες περιπτώσεις, το σχεδιασμό της έρευνας και την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της. Προτείνεται συγκεκριμένη μεθοδολογία εργαστηριακής διερεύνησης των φυσικών και μηχανικών χαρακτηριστικών των υπολειμματικών εδαφών, και ερμηνεία των αποτελεσμάτων αυτών με βάση τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους. Προκύπτει ότι τα χαρακτηριστικά αυτά επηρεάζουν τη μηχανική συμπεριφορά των υπολειμματικών εδαφών σε όλα τα στάδια της αποσάθρωσης. Ως εκ τούτου δεν έχει νόημα η προσπάθεια καθορισμού ενός διαχωριστικού ορίου με τους κανόνες της κλασικής εδαφομηχανικής ιζηματογενών εδαφών. Εισάγεται ο σχεδιασμός, η εγκατάσταση και η βαθμονόμηση πρότυπης πειραματικής διάταξης για την εκτέλεση τριαξονικών δοκιμών με έλεγχο της μύζησης. Εφαρμόστηκε η μέθοδος μεταβολής της αξονικής αναφοράς πιέσεων (axis translation technique), προσδιορίστηκε η Χαρακτηριστική Καμπύλη Μύζησης Εδάφους της Ενότητας C και η επίδραση του βαθμού κορεσμού στη διατμητική της αντοχή. Προτείνεται ως μέθοδος ανάλυσης ευστάθειας το μοντέλο της ανισότροπης κατανομής εργαστηριακά προσδιορισμένων παραμέτρων αντοχής σε ενότητες γεωυλικών ίδιου βαθμού αποσάθρωσης. Η κατανομή γίνεται σε καθορισμένες διευθύνσεις βάσει της δομής και του μοντέλου της αποσάθρωσης, με σκοπό τον προσδιορισμό μιας σύνθετης επιφάνειας που αποδίδει τον ελάχιστο συντελεστή ασφάλειας. Με βάση το προτεινόμενο μοντέλο προσδιορίστηκε με ικανοποιητική ακρίβεια το ιστορικό και η μορφή των αστοχιών των ορυγμάτων της περιοχής έρευνας. Το στοιχείο αυτό συμβάλλει στην αντιμετώπιση του δύσκολου προβλήματος της επιλογής των παραμέτρων αντοχής για το σχεδιασμό τεχνικών έργων σε υπολειμματικά εδάφη. Περιγράφηκαν ποιοτικά και ποσοτικά οι μηχανισμοί απομείωσης των μηχανικών χαρακτηριστικών με το χρόνο, που αποτελούν και μηχανισμούς ενεργοποίησης αστοχιών. Κύριος παράγοντας γένεσης αυτών των μηχανισμών είναι οι επί τόπου μεταβολές του βαθμού κορεσμού, οι οποίες θεωρούνται μεταβολές της εντατικής κατάστασης (μεταβολές τιμής της ελκτικής μύζησης). Στα πλαίσια αυτά περιγράφονται οι μηχανισμοί μεταβολής της συνολικής διατμητικής αντοχής, της συνοχής και του ρυθμού αποσάθρωσης.

ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΑΝΤΟΧΗ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Χαρακτηριστικό επίδρασης στην αντοχή Ιστορικό τάσεων Αντοχή κόκκων/σωματιδίων Βαθμός συγκόλλησης Υπολειμματική δομή και ασυνέχειες Ανισοτροπία Λόγος κενών/ξηρό φαινόμενο βάρος Επίδραση σε υπολειμματικά εδάφη Συνήθως όχι σημαντική Πολύ μεταβλητή, ανομοιόμορφη ορυκτολογική σύνθεση, πιθανή παρουσία κόκκων μικρής αντοχής Σημαντικός παράγοντας της αντοχής, κυρίως λόγω υπολειμματικών δεσμών και διαδικασιών συγκόλλησης, επιδρά στη συνοχή και δημιουργεί ενδοτικές δυνάμεις. Εκμηδενίζεται με διατάραξη (αναζύμωση) Αναπτύσσεται από προϋπάρχουσες δομές του μητρικού πετρώματος, περιλαμβάνει τη στρώση, σχιστότητα, διακλάσεις, δομές ροής κτλ. Προέρχεται από την υπολειμματική υφή του μητρικού πετρώματος Εξαρτάται από το βαθμό αποσάθρωσης, ανεξάρτητα από το ιστορικό τάσεων Επίδραση σε ιζηματογενή εδάφη Πολύ σημαντική, διαφοροποιεί την αρχική διάταξη των κόκκων, προκαλεί το φαινόμενο της υπερστερεοποίησης Πιο σταθερή, ομοιομορφία κόκκων, λιγότεροι κόκκοι μικρής αντοχής διότι αυτοί καταστρέφονται κατά τη διαδικασία της μεταφοράς Συναντάται σε αποθέσεις μεγάλης γεωλογικής ηλικίας, επιδρά στη συνοχή και δημιουργεί ενδοτικές δυνάμεις. Εκμηδενίζεται με διατάραξη (αναζύμωση) Αναπτύσσεται από τους κύκλους απόθεσης και το ιστορικό τάσεων, πιθανή δημιουργία λείων επιφανειών Προέρχεται από τη διαδικασία απόθεσης και το ιστορικό τάσεων Εξαρτάται από το ιστορικό τάσεων

Ύπαρξη διακριτών ζωνών βραχόμαζας με ιδιαίτερα φτωχά χαρακτηριστικά στο ανάπτυγμα του ορύγματος, σε αλληλουχία με ζώνες υγιούς γνευσίου και κατακερματισμένων μαρμάρων Παρουσία ζωνών πράσινων αργίλων προερχόμενων από την εξαλλοίωση των αμφιβολιτικών και βιοτιτικών γνευσίων. Στις ζώνες αυτές έχουν παρατηρηθεί μικρές αστοχίες και στο σύνολό τους αποτελούν εν δυνάμει επιφάνειες αστοχίας Οι εκσκαφές στο όρυγμα αυτό ολοκληρώθηκαν το καλοκαίρι του 2003 με τη διαμόρφωση των κλίσεων υ:β=2:1 και ύψος αναβαθμού 8-11m. Συνολικό ύψος=44,8m. Εκτίμηση οριακής ευστάθειας κατά θέσεις και λήψη μέτρων ενίσχυσης-αποκατάστασης Αστοχία το Φεβρουάριο 2005 ΑΣΤΟΧΙΑ ΣΤΗ Χ. Θ. 10+800

ΑΣΤΟΧΙΕΣ ΣΤΗ Χ. Θ. 9+700 Πολύ φτωχή ποιότητα βραχομάζας στο σύνολό της στα μέτωπα εκσκαφής (Κατ. V, RMR<20, GSI=15-40) Ζώνες πλήρους εδαφοποίησης αργιλοποίησης πουακολουθούν τις τεκτονικές δομές Τρεις αστοχίες, όλες μετά από περιόδους βροχοπτώσεων: Η πρώτη κατά τη διάρκεια της αρχικής εκσκαφής (Μάρτιος 2001), με γενική γεωμετρία: u:β=2:1, ύψος αναβαθμού h=8m και πλάτος αναβαθμού d=5m. Συνολικό ύψος=49,15m. Η δεύτερη επεκτάθηκε προς τα ανατολικά με τη δημιουργία νέων επιφανειών ολίσθησης (Νοέμβριος 2002) και γενική γεωμετρία: u:β=1:1, ύψος αναβαθμού h=12m και πλάτος αναβαθμού d=5m. Νέα κατολίσθηση στη διαμορφωμένη τελική επιφάνεια του πρανούς (Φεβρουάριος 2004), μετά την απομάκρυνση των κατολισθέντων υλικών.

ΕΠΙΛΟΓΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ Δυσκολία επιλογής αντιπροσωπευτικών ενιαίων παραμέτρων αντοχής για το σύνολο του εδαφικού προφίλ Μεταβαλλόμενα μηχανικά χαρακτηριστικά εξαιτίας διαδικασιών αποσάθρωσης και μεταβολών του βαθμού κορεσμού Πρανή με ομοιόμορφη ομοιογενή σύσταση Εκτίμηση της τιμής φ με σχετική ακρίβεια Καθοριστική η τιμή c που επηρεάζεται από το βαθμό κορεσμού και τους σωματιδιακούς δεσμούς Εκτίμηση των δυσμενέστερων συνθηκών σε βάθος χρόνου Πρανή με διακριτές ασθενείς ζώνες Τεκτονικές παραμορφώσεις και μεταμορφικές διαδικασίες μητρικών πετρωμάτων Προσδιορισμός προσανατολισμού και αντοχής ασθενών ζωνών Εφαρμογή σε υπολειμματικά εδάφη προερχόμενα από ιζηματογενή-στρωσιγενή πετρώματα Πρανή ετερογενούς σύστασης χωρίς διακριτές ασθενείς ζώνες Ζώνες διαφορετικού βαθμού αποσάθρωσης Αδύνατος ο προσδιορισμός χαρακτηριστικών αντοχής αντιπροσωπευτικών για το σύνολο του εδαφικού προφίλ Δυσκολία προσδιορισμού τύπου αστοχίας Προσδιορισμός αντοχής για κάθε ζώνη ξεχωριστά

ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ ΠΡΑΝΩΝ ΣΕ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΑ ΕΔΑΦΗ 1. Τα πρανή που περιέχουν υπολειμματικά εδάφη παραμένουν ευσταθή σε πολύ μεγαλύτερες κλίσεις από αυτά συμβατικών εδαφών εκτός από κάποιες ειδικές περιπτώσεις (black cotton soils). 2. Παρατηρούνται κυρίως ρηχές ολισθήσεις κατά μήκος επίπεδων ή ελαφρά καμπύλων επιφανειών αστοχίας. Παρόλα αυτά, ο όγκος των υλικών αστοχίας είναι συνήθως πολύ μεγάλος. 3. Η τιμή της συνοχής c' παίζει αποφασιστικό ρόλο στη διατήρηση της ευστάθειας. 4. Η τιμή της υπολειμματικής αντοχής είναι σε γενικές γραμμές πολύ κοντά σε αυτή της μέγιστης αντοχής, γεγονός που δε συμβαίνει με τα ιζηματογενή εδάφη. 5. Η παρουσία της ακόρεστης ζώνης πάνω από τον υδροφόρο ορίζοντα με την ανάπτυξη αρνητικών πιέσεων πόρων, συνεισφέρει σημαντικά στην αντοχή. 6. Η παρουσία ασυνεχειών και υπολειμματικών δομών καθορίζει συνήθως την ευστάθειάς τους. 7. Υπάρχουν πολλοί περιορισμοί στην εκτίμηση της ευστάθειας πρανών με αναλυτικές μεθόδους, κυρίως εξαιτίας της δυσκολίας υπολογισμού ή επιλογής των παραμέτρων αντοχής και των συνθηκών διαρροής. 8. Οι αστοχίες ενεργοποιούνται ως επί το πλείστον από ισχυρές ή παρατεταμένες βροχοπτώσεις. 9. Η κύρια αιτία των αστοχιών είναι οι ανθρωπογενείς παρεμβάσεις, κυρίως εκσκαφές τεχνητών ορυγμάτων, επιχώσεις και μεταβολές στο καθεστώς αποστράγγισης, διαρροής και εποχιακής διακύμανσης της υγρασίας.

ΤΥΠΟΙ ΑΣΤΟΧΙΩΝ Μοντέλο αστοχίας κατά μήκος της διεπιφάνειας του υπολειμματικού εδάφους με τον υποκείμενο μητρικό σχηματισμό Μοντέλο αστοχίας με την παρουσία ασθενών επιφανειών τεκτονικής προέλευσης εντός της υπολειμματικής μάζας

c'(t/m2) c'(t/m2) ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ ΜΕ ΘΕΩΡΗΣΗ ΟΜΟΙΟΜΟΡΦΟΥ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΓΕΝΟΥΣ ΥΛΙΚΟΥ Υιοθέτηση των παραδοχών των μελετών αποκατάστασης για τα ορύγματα που αστόχησαν 1. Θεώρηση ομοιογενούς και ομοιόμορφου «ισοδύναμου» υλικού 2. Έλεγχος της ευστάθειας αποκλειστικά από τη γεωμετρία Εκτέλεση 160 αναλύσεων ευστάθειας και υπολογισμός του ζεύγους των τιμών των παραμέτρων αντοχής φ' και c' που οδηγούν την κρίσιμη διατομή καθενός εξεταζόμενου ορύγματος σε τιμές SF=1,00 και SF=1,10 αντίστοιχα Oι αναλύσεις ευστάθειας έγιναν με το πρόγραμμα Η/Υ PcStabl Για τις μελέτες αποκατάστασης θεωρήθηκε αντιπροσωπευτικό το ζεύγος τιμών φ =35 ο και c =10kPa 6 5 4 6 5 4 3 Σ.Α.=1.1 Σ.Α.=1.0 3 2 1 0 22,5 25 27,5 30 32,5 35 φ'(ο) 1 αναβαθμός, ύψος 1*8=8m 3 αναβαθμοί, ύψος 3*8=24m 6 αναβαθμοί, ύψος 6*8=48m 2 1 0 25 27,5 30 32,5 35 φ'(ο) Οριακές τιμές αντοχής ορύγματος περί τη Χ.Θ. 10+300