ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΕΞΑΜΗΝΟ: 7 ο ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ: Β. ΧΡΗΣΤΑΡΑΣ, Καθηγητής Β. ΜΑΡΙΝΟΣ, Επ.Καθηγητής 8 η Σειρά ασκήσεων: ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΦΟΙΤΗΤΗ:..... ΗΜ/ΝΙΑ:. Τίτλος άσκησης: Γεωτεχνική ταξινόμηση RMR και GSI κατά μήκος σήραγγας. Εκτίμηση συγκλίσεων και μέτρων άμεσης υποστήριξης. Σκοπός της άσκησης: Υπολογισμός RMR κατά μήκος σήραγγας. Εκτίμηση μέτρων υποστήριξης από το RMR. Κατασκευή γεωλογικής τομής σήραγγας από επιφανειακές εμφανίσεις-γεωτρήσεις. Εκτίμηση GSI, υπολογισμός συγκλίσεων και καθοδήγηση μέτρων άμεσης υποστήριξης. Άσκηση Α Στην ορεινή περιοχή της τομής μελετάται να διανοιχθεί οδική σήραγγα διαμέτρου 12m. Η διάτρηση θα γίνει και από τα 2 στόμια. Το πέτρωμα σε όλο το μήκος είναι ασβεστόλιθος με μονοκλινή δομή με κλίσεις 25º και διεύθυνση κάθετη στη διάτρηση. Τα στρώματα είναι πάχους 0.20m ενώ απαντώνται και 2 κύριες διακλάσεις και 1 δευτερεύουσα ανά 0.60m. H ποιότητα των διακλάσεων αλλάζει με το βάθος. Για βάθη μεγαλύτερα των 20m οι ασυνέχειες είναι ασυνεχείς με σκληρά τοιχώματα χωρίς αποσάθρωση και κλειστές σε βάθος ενώ για βάθη μικρότερα των 20m βάθος το άνοιγμά τους είναι 6mm με αργιλικό υλικό πλήρωσης λόγω αποσυμπίεσης και αποσάθρωσης. Όμοια διαφοροποίηση με το βάθος υπάρχει για τον δείκτη κερματισμού RQD και τις συνθήκες υπογείων νερών. Έτσι, για βάθη μεγαλύτερα των 20m το RQD είναι 55% με μέτριας πίεσης υδατικές συνθήκες ενώ για βάθη μικρότερα των 20m το RQD είναι 35% και η βραχομάζα είναι λίγο υγρή. Η αντοχή σε μονοαξονική θλίψη άρρηκτου ασβεστόλιθου είναι 80MPa. Ζητούμενα 1. Να ταξινομήσετε την βραχόμαζα κατά μήκος της σήραγγας με το σύστημα RMR (βλέπε αντίστοιχους πίνακες στην παρουσίαση). Σημείωση 1: Εδώ μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το RMR καθώς η βραχόμαζα είναι καλής έως πολύ καλής ποιότητας γενικά. 2. Να εκτιμήσετε τα μέτρα άμεσης υποστήριξης κατά μήκος της σήραγγας χρησιμοποιώντας τις τιμές RMR και τους αντίστοιχους πίνακες (βλέπε παρουσίαση). Σημείωση 2: Η μέθοδος αυτή, όταν χρησιμοποιείται, χρησιμοποιείται μόνο για καλές έως πολύ καλές βραχόμαζες (RMR>35). Σήμερα, τα μέτρα άμεσης υποστήριξης αναλύονται μέσα από αριθμητικά μοντέλα (με τη χρήση παραμέτρων διατμητικής αντοχής) και όχι μόνο εμπειρικά. Προσοχή: Το σύστημα ταξινόμησης RMR πλέον χρησιμοποιείται κυρίως για την κατάταξη και βαθμονόμηση του υλικού και δεν θα πρέπει να χρησιμοποιείται για την επιλογή μέτρων άμεσης υποστήριξης καθώς αυτά υπολογίζονται αναλυτικά και με αριθμητικές μεθόδους.
Άσκηση Β Στην περιοχή του Σχήματος 2 πρόκειται να διανοιχθεί σιδηροδρομική σήραγγα. Η περιοχή γεωλογικά αποτελείται από τα νεώτερα στα παλαιότερα από: Ψαμμίτη (Α), Λεπτοπλακκώδη Ασβεστόλιθο (B) και Αργιλικό Σχιστόλιθο με ενστρώσεις Ψαμμίτη (C). Το πάχος των πετρωμάτων παραμένει σταθερό σε όλη την έκταση της υπο μελέτη περιοχής ενώ η διεύθυνση των στρωμάτων είναι σταθερή με στοιχεία Β-Ν. Τα στρώματα διατηρούν την παραλληλία τους. Από την γεωλογική αναγνώριση της περιοχής ήταν δυνατή η μέτρηση της κλίσης των επαφών των σχηματισμών (Α-Β και Β-C/ βλέπε σχήμα) στις θέσεις του παρακάτω πίνακα. Σημείο Κλίση Φορά κλίσης επαφής 1 35 ο Προς Ανατολή 2 35 ο Προς Ανατολή 3 40 ο Προς Δύση 4 40 ο Προς Ανατολή 5 46 ο Προς Δύση Επίσης, παρατηρήθηκαν πηγές στην επαφή του λεπτοπλακκώδη ασβεστολίθου και του αργιλικού σχιστολίθου (βλέπε σχήμα). Για τη βαθμονόμηση της ποιότητας των βραχομαζών με το σύστημα GSI λήφθησαν ως αντιπροσωπευτικές θέσεις οι περιοχές στις φωτογραφίες 1,2,3 για τον ψαμμίτη, λεπτοπλακκώδη ασβεστολίθο και αργιλικό σχιστόλιθο αντίστοιχα. Οι ασυνέχειες και για τα τρία πετρώματα είναι ομαλές και έχουν μέτρια αποσάθρωση. ΖΗΤΟΥΜΕΝΑ: 1. Συμπληρώστε την γεωλογική τομή (λιθολογία - γεωμετρία στρωμάτων - υδροφόρος ορίζοντας) λαμβάνοντας υπόψην τα δεδομένα που σας δίνονται. (Βαρύτητα ερωτήματος 35%) 2. Βαθμονομείστε την ποιότητα των 3 σχηματισμών με το σύστημα GSΙ. (Βαρύτητα ερωτήματος 15%) 3. Ποιά θα είναι η τεχνικογεωλογική συμπεριφορά (πιθανές αστοχίες, εισροή υπογείων νερών) με βάση αυτή την ποιότητα των σχηματισμών για δύο διαφορετικές χαράξεις σηράγγων που σας δίνονται στα υψόμετρα 100m και 400m;; Δηλαδή αναλύστε (ποιοτικά) και για τις τρείς ξεχωριστά χαράξεις, με βάση τις εκάστοτε συνθήκες, και όχι θεωρητικά για τα πετρώματα αυτά. (Βαρύτητα ερωτήματος 30%) 4. Διερευνήστε τα μέτρα υποστήριξης για τις δύο διαφορετικές χαράξεις. (Βαρύτητα ερωτήματος 20%)
Φωτ. 1 Φωτ. 2
Φωτ. 3