Texniki Geologia_Parousiasi_Askisi 4_2013_14

Views:
 
Category: Entertainment
     
 

Presentation Description

No description available.

Comments

Presentation Transcript

PowerPoint Presentation:

Ασκήσεις Τεχνικής Γεωλογίας Καθ. Β.Χρηστάρας Λεκτ. Β. Μαρίνος Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας και Υδρογεωλογίας 4 η Άσκηση: Αντοχή Βράχου – Βραχόμαζας Ταξινομήσεις Βραχόμαζας

PowerPoint Presentation:

Βραχόμαζα Άρρηκτο βράχο Ασυνέχειες Ποιο είναι το υλικό που μελετάμε ?

PowerPoint Presentation:

Άρρηκτος βράχος Ασυνέχειες

PowerPoint Presentation:

Ποιο είναι το υλικό που μελετάμε ? Ασυνέχεια Άρρηκτος βράχος

PowerPoint Presentation:

Ασυνέχειες Άρρηκτος βράχος

PowerPoint Presentation:

Πως μπορεί να αστοχήσει η βραχόμαζα ? Με ολίσθηση τεμάχους πάνω σε συγκεκριμένες ασυνέχειες. Ως «οιωνεί» ομοιογενές και ισότροπο υλικό. Κάτι σαν έδαφος…… Στην περίπτωση αυτή ενδιαφέρουν οι παράμετροι που περιγράφουν τις ασυνέχειες ( Προσεχώς ………… Στο επόμενο μάθημα ) Στην περίπτωση αυτή ενδιαφέρουν οι παράμετροι που περιγράφουν τη βραχόμαζα ως σύνολο

PowerPoint Presentation:

Δοκίμιο με μία ασυνέχεια Άρρηκτος βράχος ή πολύ κερματισμένη βραχόμαζα

PowerPoint Presentation:

Οι διατμητικές τάσεις μπορεί να προκαλούν: σε άρρηκτο πέτρωμα : ψαθυρή θραύση υπό πολύ υψηλές τάσεις (π.χ. σε βαθιές σήραγγες). ( Ισότροπη συμπεριφορά) στη βραχόμαζα : θραύση κατά μήκος σύνθετης επιφάνειας που εμπλέκει μια σειρά από διάφορες ασυνέχειες αλλά και διάρρηξη των γεφυρών του άρρηκτου βράχου μεταξύ των ασυνεχειών αυτών . (Ισότροπη συμπεριφορά) στις ασυνέχειες : θραύση κατά μήκος μίας ή δύο συγκεκριμένων ασυνεχειών (επίπεδες, σφηνοειδείς ολισθήσεις) . ( Ανισότροπη συμπεριφορά ) Πως μπορεί να αστοχήσει η βραχόμαζα ?

PowerPoint Presentation:

Αστοχία βραχόμαζας ως ισότροπο μέσο Αστοχία κατά μήκος Συγκεκριμένων ασυνεχειών Πως μπορεί να αστοχήσει η βραχόμαζα ?

PowerPoint Presentation:

Ποιο είναι το υλικό που μελετάμε ? Βραχόμαζα Άρρηκτο βράχος Ασυνέχειες Ιδιότητες βραχόμαζας Ανομοιογενής Ανισότροπη Είναι πολύ δύσκολο να προσδιοριστούν οι παράμετροι που την περιγράφουν ως ενιαίο, ομοιογενές και ισότροπο υλικό…… Τα τεχνικά έργα σχεδόν κατά κανόνα κατασκευάζονται επί ή εντός κερματισμένου-διαταραγμένου βραχώδους υλικού (βραχόμαζα) και όχι σε άρρηκτο βράχο. Συνεπώς, τελικός στόχος οι ιδιότητες (αντοχή και παραμορφωσιμότητα ) της βραχόμαζας.

PowerPoint Presentation:

Πως παραμορφώνεται για δεδομένη ένταση Δηλαδή σχέσεις τάσεων - παραμορφώσεων Απαραίτητα δεδομένα Ε, ν Πότε αστοχεί Δηλαδή την αντοχή του σε διάφορες καταπονήσεις Απαραίτητα δεδομένα οι παράμετροι αντοχής του κριτηρίου αστοχίας που χρησιμοποιείται Για κάθε υλικό τι θέλουμε να ξέρουμε?

PowerPoint Presentation:

Αρχικά υπολογίζουμε τις παραμέτρους του άρρηκτου βράχου και στη συνέχεια με απομείωση αυτών……. Απομείωση ? …….καταλήγουμε στις αντίστοιχες παραμέτρους της βραχόμαζας Για τη βραχόμαζα πως τα υπολογίζουμε? Άρα ας ξεκινήσουμε από τη μελέτη του άρρηκτου βράχου

PowerPoint Presentation:

Πάμε λοιπόν στην άσκηση Α…

PowerPoint Presentation:

Πως παραμορφώνεται για δεδομένη ένταση Δηλαδή σχέσεις τάσεων - παραμορφώσεων Απαραίτητα δεδομένα Ε, ν Για τον άρρηκτο βράχο λοιπόν…..

PowerPoint Presentation:

Αστοχία και παραμόρφωση άρρηκτου βράχου Εργαστηριακές δοκιμές στο βράχο Μονοαξονικής φόρτισης Τριαξονικής φόρτισης Σημειακής φόρτισης ( Point Load test) Άμεσης διάτμησης

PowerPoint Presentation:

Αστοχία και παραμόρφωση άρρηκτου βράχου Μονοαξονική φόρτιση

PowerPoint Presentation:

Θραύση του άρρηκτου βράχου Μονοαξονική θλιπτική αντοχή  αναφέρεται στο μέγιστο επίπεδο τάσεων που μπορεί να φέρει ένα δείγμα βράχου Η μηχανική συμπεριφορά υπό απλή θλίψη περιγράφεται από την καμπύλη τάσης – παραμόρφωσης : Μονοαξονική θλιπτική αντοχή

PowerPoint Presentation:

Το πέτρωμα ως ελαστικό μέσο (Ορισμός ελαστικού μέσου Ε= σ/ε) Μέτρο Παραμορφωσιμότητας Ε Πετρώματα  Μη γραμμική ελαστικότητα Ε μεταβάλλεται με σ Ε μεταβάλλεται με φορά φορτίου (Ε max ) E συνάρτηση της δομής («αλληλοκλειδώματος κόκκων») Ε ξηρό  Ε υγρό Ε μεγαλύτερο αν υπήρξε μεγάλη σε διάρκεια φόρτιση στο παρελθόν Παραμορφωσιμότητα άρρηκτου βράχου

PowerPoint Presentation:

Παραμορφωσιμότητα άρρηκτου βράχου

PowerPoint Presentation:

Παραμορφωσιμότητα - Θραύση άρρηκτου βράχου

PowerPoint Presentation:

Παραμορφωσιμότητα - Θραύση άρρηκτου βράχου

PowerPoint Presentation:

Παραμορφωσιμότητα - Θραύση άρρηκτου βράχου

PowerPoint Presentation:

Χαρακτηριστικές συμπεριφορές Προσέγγιση ελαστικής συμπεριφοράς όταν : σκληρά ( π.χ. με πυριτικά ορυκτά) πυκνής δομής ελάχιστου πορώδους

PowerPoint Presentation:

Χαρακτηριστικές συμπεριφορές π.χ. Βασάλτης π.χ. Ασβεστόλιθος π.χ. Ψαμμίτης π.χ. Μάρμαρο

PowerPoint Presentation:

Χαρακτηριστικές συμπεριφορές π.χ Εβαπορίτες

PowerPoint Presentation:

Πότε αστοχεί Δηλαδή την αντοχή του σε διάφορες καταπονήσεις Απαραίτητα δεδομένα οι παράμετροι αντοχής του κριτηρίου αστοχίας που χρησιμοποιείται Για τον άρρηκτο βράχο λοιπόν…….

PowerPoint Presentation:

Κριτήριο αστοχίας Hoek – Brown για τον άρρηκτο βράχο σ ci Αντοχή του άρρηκτου βράχου σε μονοαξονική θλίψη m i Σταθερά του υλικού: εκφράζει το αλληλοκλείδωμα των κόκκων – ορυκτών μεταξύ τους.

Διατμητική αντοχή ωσ προσ τισ ιδιότητεσ Mohr - Coulomb:

Διατμητική αντοχή ωσ προσ τισ ιδιότητεσ Mohr - Coulomb Διατμητική αντοχή : Η τάση που πρέπει να εφαρμοστεί ώστε να προκληθεί η αμοιβαία μετατόπιση των κόκκων ή τεμαχών βράχου. Εκφράζεται από: Συνοχή c (KPa): Εκφράζει το ¨δέσιμο¨των κόκκων (στον άρρηκτο) ή τεμαχών (στη βραχόμαζα) Γωνία εσωτερικής τριβής φ ( ο ): Τριβή ανάμεσα στα ορυκτά ή στα τεμάχη που αντιστέκεται στη διάτμηση

PowerPoint Presentation:

Υπολογισμός παραμέτρων διατμητικής αντοχής ( c και φ) του άρρηκτου βράχου μέσω ταύτισης των δύο καμπύλων θραύσης Hoek – Brown και Mohr – Coulomb για συγκεκριμένη σ 3 Κριτήριο αστοχίας Hoek – Brown για τον άρρηκτο βράχο Η ευθεία - περιβάλλουσα θραύσης (Mohr-Coulomb) ταυτίζεται σε κάποιο σημείο (ανάλογα με την σ 3 ) με την καμπύλη (Hoek & Brown). Εκεί υπολογίζεται το c και φ.

PowerPoint Presentation:

Η αντοχή σε μονοαξονική φόρτιση εξαρτάται από: Συστατικά ορυκτά Τρόπος σύνδεσης (δομή) «κλείδωμα» κόκκων- συγκόλληση Θραύση του άρρηκτου βράχου Τιμές ανεμπόδιστης θλίψης σ ci (UCS) Έδαφος <1 Μαλακοί βράχοι <20 Ιλυόλιθος, αργιλικός σχιστόλιθος, κρητίς, ορυκτό αλάτι, αποσαθρωμένα πετρώματα <20 Πολύ χαμηλή αντοχή Ψαμμίτης μέτρια συνεκτικός, τόφφος, ιλυόλιθος, αργιλικός σχιστόλιθος 20-60 Χαμηλή αντοχή Ψαμμίτης, μαρμαρυγιακός σχιστόλιθος, μαργαϊκός ασβεστόλιθος 60-100 Μέση αντοχή Μάρμαρο, γρανίτης, γνεύσιος, ασβεστόλιθος 100-200 Υψηλή αντοχή Χαλαζίτης, δολερίτης, γάββρος, βασάλτης >200 Πολύ υψηλή αντοχή ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ σ c (MPa) ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Από E. Hoek & P. Marinos, 2000

PowerPoint Presentation:

Τιμή σταθεράς m i ανά πέτρωμα Hoek & Marinos , 2000.

PowerPoint Presentation:

σ t Κριτήριο αστοχίας Hoek – Brown για τον άρρηκτο βράχο σ ci σ ci = 50MPa m i =17

PowerPoint Presentation:

Επίδραση σταθεράς υλικού m i Μεταβάλλει κυρίως την κλίση (γωνία τριβής)

PowerPoint Presentation:

Επίδραση σ ci

PowerPoint Presentation:

Πάμε λοιπόν στην άσκηση Β…

ΑΝΤΟΧΗ ΤΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ:

ΑΝΤΟΧΗ ΤΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Γενικευμένο κριτήριο αστοχίας Hoek & Brown για βραχόμαζες: m b s a m i 1 0.5 Απομειωμένα ανάλογα με το πόσο «απέχει» η βραχόμαζα από τον άρρηκτο βράχο… Κριτήριο αστοχίας Hoek & Brown για άρρηκτο βράχο: Κριτήριο αστοχίας Mohr - Coulomb

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ:

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Εμπειρικές μέθοδοι «ποσοτικοποίησης» της ποιότητας της βραχόμαζας, με βάση κάποια χαρακτηριστικά της, όπως: Δομή - κερματισμός, αντοχή άρρηκτου βράχου, ποιότητα και πλήθος ασυνεχειών, παρουσία νερού κλπ. Β: Κατάσταση ασυνεχειών QNGI (Barton 1974) RMR (Bieniawski 1979) Γεωλογικός Δείκτης Αντοχής GSI (Hoek & Marinos 2000)* * Το σύστημα GSI χρησιμοποείται ευρέως σε όλο τον κόσμο και ιδιαίτερα στην Ελλάδα. Αποτελεί τμήμα των προδιαγραφών μελέτης και κατασκευή των έργων του Μετρό, της Εγνατίας Οδού, των έργων Οδοποιίας και Σιδηροδρόμου. Θεμελιώθηκε σε πολλές περιπτώσεις ασθενών βραχομαζών που αντιμετωπίστηκαν κατά τη μελέτη και κατασκευή τεχνικών έργων τις τελευταίες 2 δεκαετίες στην Ελλάδα. GSI Α: Δομή

ΑΝΤΟΧΗ ΤΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ:

ΑΝΤΟΧΗ ΤΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Για να προσδιορίσουμε την αντοχή της βραχόμαζας χρειαζόμαστε τις ακόλουθες παραμέτρους: Αντοχή άρρηκτου βράχου (Εργαστηριακές δοκιμές) Παράγοντες απομείωσης της αντοχής του άρρηκτου βράχου Μονοαξονική θλιπτική αντοχή σ ci Σταθερά υλικού m i Βαθμονόμηση της ποιότητας της βραχόμαζας ( συστήματα ταξινόμησης, GSI, RMR ) Διαταραχή της βραχόμαζας κατά την κατασκευή (D)

PowerPoint Presentation:

Η ταυτότητα της βραχόμαζας Μέσω του κριτηρίου Hoek and Brown και του GSI βρίσκουμε: την αντοχή (συνοχή c και γωνία τριβής φ) την παραμορφωσιμότητα Ε Κριτήριο αστοχίας Hoek – Brown για την βραχόμαζα GSI Μονοαξονική θλιπτική αντοχή σ ci Σταθερά υλικού m i

PowerPoint Presentation:

Άρρηκτο πέτρωμα Άρρηκτο πέτρωμα με μία ασυνέχεια Πολύ τεμαχισμένη βραχόμαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες Τεμαχισμένη βραχόμαζα από τρεις ορθογωνίως τεμνόμενες ασυνέχειες Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συμπεριφορά στα σκληρά πετρώματα Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισμό και την διατμητική αντοχή της ασυνέχειας Ανισότροπη ανάλογα με τον αριθμό, προσανατολισμό, εμμονή και αντοχή των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόμενη σε χαμηλές τάσεις, με θραύση των τεμαχιδίων σε υψηλές τάσεις Αποδομημένη βραχόμαζα Στρωματώδης αλλά κερματισμένη και διαταραγμένη Φυλλώδης / Διατμημένη Ανισότροπη ανάλογα με τον κερματισμό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη Ευλόγως ισότροπη, μικρή διαφορά μεταξύ αντοχών πετρώματος και ασυνεχειών. Θραύση τεμαχών ακόμη και σε χαμηλές τάσεις ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Τύποι δομών βραχόμαζας

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ:

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Άρρηκτο πέτρωμα

PowerPoint Presentation:

Άρρηκτο πέτρωμα Άρρηκτο πέτρωμα με μία ασυνέχεια Πολύ τεμαχισμένη βραχόμαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες Τεμαχισμένη βραχόμαζα από τρεις ορθογωνίως τεμνόμενες ασυνέχειες Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συμπεριφορά στα σκληρά πετρώματα Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισμό και την διατμητική αντοχή της ασυνέχειας Ανισότροπη ανάλογα με τον αριθμό, προσανατολισμό, εμμονή και αντοχή των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόμενη σε χαμηλές τάσεις, με θραύση των τεμαχιδίων σε υψηλές τάσεις Αποδομημένη βραχόμαζα Στρωματώδης αλλά κερματισμένη και διαταραγμένη Φυλλώδης / Διατμημένη Ανισότροπη ανάλογα με τον κερματισμό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη Ευλόγως ισότροπη, μικρή διαφορά μεταξύ αντοχών πετρώματος και ασυνεχειών. Θραύση τεμαχών ακόμη και σε χαμηλές τάσεις ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Τύποι δομών βραχόμαζας

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ:

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Την ευστάθεια του πρανούς θα καθορίσει η αντοχή των ασυνεχειών. Δεν έχει νόημα να χρησιμοποιήσουμε ταξινόμηση, το υλικό είναι αυστηρά ανισότροπο.

PowerPoint Presentation:

Άρρηκτο πέτρωμα Άρρηκτο πέτρωμα με μία ασυνέχεια Πολύ τεμαχισμένη βραχόμαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες Τεμαχισμένη βραχόμαζα από τρεις ορθογωνίως τεμνόμενες ασυνέχειες Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συμπεριφορά στα σκληρά πετρώματα Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισμό και την διατμητική αντοχή της ασυνέχειας Ανισότροπη ανάλογα με τον αριθμό, προσανατολισμό, εμμονή και αντοχή των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόμενη σε χαμηλές τάσεις, με θραύση των τεμαχιδίων σε υψηλές τάσεις Αποδομημένη βραχόμαζα Στρωματώδης αλλά κερματισμένη και διαταραγμένη Φυλλώδης / Διατμημένη Ανισότροπη ανάλογα με τον κερματισμό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη Ευλόγως ισότροπη, μικρή διαφορά μεταξύ αντοχών πετρώματος και ασυνεχειών. Θραύση τεμαχών ακόμη και σε χαμηλές τάσεις ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Τύποι δομών βραχόμαζας

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ:

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Τεμαχισμένη βραχόμαζα Ο προσανατολισμός των ασυνεχειών είναι τέτοιος που δεν ευνοεί ολίσθηση του πρανούς κατά μήκος τους

PowerPoint Presentation:

Άρρηκτο πέτρωμα Άρρηκτο πέτρωμα με μία ασυνέχεια Πολύ τεμαχισμένη βραχόμαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες Τεμαχισμένη βραχόμαζα από τρεις ορθογωνίως τεμνόμενες ασυνέχειες Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συμπεριφορά στα σκληρά πετρώματα Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισμό και την διατμητική αντοχή της ασυνέχειας Ανισότροπη ανάλογα με τον αριθμό, προσανατολισμό, εμμονή και αντοχή των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόμενη σε χαμηλές τάσεις, με θραύση των τεμαχιδίων σε υψηλές τάσεις Αποδομημένη βραχόμαζα Στρωματώδης αλλά κερματισμένη και διαταραγμένη Φυλλώδης / Διατμημένη Ανισότροπη ανάλογα με τον κερματισμό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη Ευλόγως ισότροπη, μικρή διαφορά μεταξύ αντοχών πετρώματος και ασυνεχειών. Θραύση τεμαχών ακόμη και σε χαμηλές τάσεις ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Τύποι δομών βραχόμαζας

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ:

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Πολύ τεμαχισμένη βραχόμαζα Το υλικό μπορεί να θεωρηθεί ότι συμπεριφέρεται ισότροπα.

PowerPoint Presentation:

Άρρηκτο πέτρωμα Άρρηκτο πέτρωμα με μία ασυνέχεια Πολύ τεμαχισμένη βραχόμαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες Τεμαχισμένη βραχόμαζα από τρεις ορθογωνίως τεμνόμενες ασυνέχειες Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συμπεριφορά στα σκληρά πετρώματα Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισμό και την διατμητική αντοχή της ασυνέχειας Ανισότροπη ανάλογα με τον αριθμό, προσανατολισμό, εμμονή και αντοχή των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόμενη σε χαμηλές τάσεις, με θραύση των τεμαχιδίων σε υψηλές τάσεις Αποδομημένη βραχόμαζα Στρωματώδης αλλά κερματισμένη και διαταραγμένη Φυλλώδης / Διατμημένη Ανισότροπη ανάλογα με τον κερματισμό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη Ευλόγως ισότροπη, μικρή διαφορά μεταξύ αντοχών πετρώματος και ασυνεχειών. Θραύση τεμαχών ακόμη και σε χαμηλές τάσεις ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Τύποι δομών βραχόμαζας

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ:

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Στρωματώδης – διαταραγμένη βραχόμαζα Η ανισοτροπία εξαρτάται από τη γεωμετρία της πτυχωσης ή της σχιστότητας.

PowerPoint Presentation:

Άρρηκτο πέτρωμα Άρρηκτο πέτρωμα με μία ασυνέχεια Πολύ τεμαχισμένη βραχόμαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες Τεμαχισμένη βραχόμαζα από τρεις ορθογωνίως τεμνόμενες ασυνέχειες Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συμπεριφορά στα σκληρά πετρώματα Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισμό και την διατμητική αντοχή της ασυνέχειας Ανισότροπη ανάλογα με τον αριθμό, προσανατολισμό, εμμονή και αντοχή των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόμενη σε χαμηλές τάσεις, με θραύση των τεμαχιδίων σε υψηλές τάσεις Αποδομημένη βραχόμαζα Στρωματώδης αλλά κερματισμένη και διαταραγμένη Φυλλώδης / Διατμημένη Ανισότροπη ανάλογα με τον κερματισμό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη Ευλόγως ισότροπη, μικρή διαφορά μεταξύ αντοχών πετρώματος και ασυνεχειών. Θραύση τεμαχών ακόμη και σε χαμηλές τάσεις ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Τύποι δομών βραχόμαζας

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ:

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Αποδομημένη βραχόμαζα Το υλικό μπορεί να θεωρηθεί ότι συμπεριφέρεται ισότροπα.

PowerPoint Presentation:

Άρρηκτο πέτρωμα Άρρηκτο πέτρωμα με μία ασυνέχεια Πολύ τεμαχισμένη βραχόμαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες Τεμαχισμένη βραχόμαζα από τρεις ορθογωνίως τεμνόμενες ασυνέχειες Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συμπεριφορά στα σκληρά πετρώματα Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισμό και την διατμητική αντοχή της ασυνέχειας Ανισότροπη ανάλογα με τον αριθμό, προσανατολισμό, εμμονή και αντοχή των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόμενη σε χαμηλές τάσεις, με θραύση των τεμαχιδίων σε υψηλές τάσεις Αποδομημένη βραχόμαζα Στρωματώδης αλλά κερματισμένη και διαταραγμένη Φυλλώδης / Διατμημένη Ανισότροπη ανάλογα με τον κερματισμό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη Ευλόγως ισότροπη, μικρή διαφορά μεταξύ αντοχών πετρώματος και ασυνεχειών. Θραύση τεμαχών ακόμη και σε χαμηλές τάσεις ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Τύποι δομών βραχόμαζας

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ:

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Διατμημένη βραχόμαζα Το υλικό μπορεί να θεωρηθεί ότι συμπεριφέρεται ισότροπα.

PowerPoint Presentation:

Άρρηκτο πέτρωμα Άρρηκτο πέτρωμα με μία ασυνέχεια Πολύ τεμαχισμένη βραχόμαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες Τεμαχισμένη βραχόμαζα από τρεις ορθογωνίως τεμνόμενες ασυνέχειες Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συμπεριφορά στα σκληρά πετρώματα Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισμό και την διατμητική αντοχή της ασυνέχειας Ανισότροπη ανάλογα με τον αριθμό, προσανατολισμό, εμμονή και αντοχή των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόμενη σε χαμηλές τάσεις, με θραύση των τεμαχιδίων σε υψηλές τάσεις Αποδομημένη βραχόμαζα Στρωματώδης αλλά κερματισμένη και διαταραγμένη Φυλλώδης / Διατμημένη Ανισότροπη ανάλογα με τον κερματισμό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών Ευλόγως ισότροπη Ευλόγως ισότροπη, μικρή διαφορά μεταξύ αντοχών πετρώματος και ασυνεχειών. Θραύση τεμαχών ακόμη και σε χαμηλές τάσεις ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Τύποι δομών βραχόμαζας

PowerPoint Presentation:

Η τιμή της βαθμονόμησης προκύπτει ως συνδυασμός: της δομής και της ποιότητας των ασυνεχειών Δεν έχει νόημα μοναδική τιμή – πιο ρεαλιστικό το εύρος, π.χ. 35-40 GSI=60-70 Σύστημα ταξινόμησης βραχόμαζας GSI

PowerPoint Presentation:

ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΔΙΑΤΑΡΑΞΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ D

ΑΝΤΟΧΗ ΤΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ:

ΑΝΤΟΧΗ ΤΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Γενικευμένο κριτήριο αστοχίας Hoek & Brown για βραχόμαζες:

PowerPoint Presentation:

Σύγκριση των δύο περιπτώσεων

PowerPoint Presentation:

Μέτρο Ελαστικότητας Βραχόμαζας Hoek, Carranza-Torres, Corkum, 2002 Hoek, Diederich, 2006 E i Μέτρο Ελαστικότητας άρρηκτου βράχου

Εφαρμογή GSI:

Εφαρμογή GSI Με το GSI εκφράζεται αριθμητικά η απομείωση των σταθερών του υλικού ανάλογα με τη ρωγμάτωση της βραχόμαζας Σημαντικό στοιχείο στην επίλυση του κριτηρίου θραύσης Hoek and Brown ( Η π ρόσφ α τη ε π ίλυση του κριτηρίου Hoek and Brown γίνετ α ι με το π ρόγρ α μμ α Roclab π ου μπ ορεί ν α α ν α ζητηθεί ελεύθερ α στο δι α δίκτυο , www . rocscience . com ). Προσδιορισμός αντιπροσωπευτικών τιμών των παραμέτρων σχεδιασμού των τεχνικών έργων σε περιβάλλον ρωγματωμένων βράχων

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Roclab:

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Roclab

PowerPoint Presentation:

Σύνθετη βραχόμαζα Εναλλαγές ικανών - μεγάλης γενικά αντοχής ψαμμιτικών στρωμάτων και μη ικανών - μικρής γενικά αντοχής - ιλυολιθικών, αργιλοσχιστολιθικών στρωμάτων Έντονη γενικά στρωσιγένεια, διακριτοποιημένη και με μεγάλη εμμονή Ποικίλα πάχη στρωμάτων (λεπτοστρωματώδης δομή κλίμακας cm έως παχυστρωματώδης κλίμακας μέτρων) Τεκτονική διαταραχή που μεταβάλλει την αρχική δομή και μπορεί να δημιουργήσει τεκτονικά μίγματα και χαοτικές δομές Ασθενής βραχόμαζα Παρουσία αργιλικών πετρωμάτων Έντονη τεκτονική καταπόνηση που υποβαθμίζει λόγω ρωγμάτωσης και διατμήσεων την όποια αρχική ποιότητα της βραχόμαζας Αποσάθρωση των ιλυολιθικών - αργιλικών μελών και επιδεκτικότητα αυτών στο φαινόμενο της σχιστοποίησης - σχάσης Επίδραση του νερού που είναι σημαντική για τα ιλυολιθικά - αργιλικά μέλη του σχηματισμού Ασθενείς και Σύνθετες Βραχόμαζες Φλύσχη

PowerPoint Presentation:

Ασθενείς και Σύνθετες Βραχόμαζες Φλύσχη Εναλλαγές ικανών - μεγάλης γενικά αντοχής ψαμμιτικών στρωμάτων και μη ικανών - μικρής γενικά αντοχής - ιλυολιθικών, αργιλοσχιστολιθικών στρωμάτων

PowerPoint Presentation:

Ασθενείς και Σύνθετες Βραχόμαζες Φλύσχη Εναλλαγές ικανών - μεγάλης γενικά αντοχής ψαμμιτικών στρωμάτων και μη ικανών - μικρής γενικά αντοχής - ιλυολιθικών, αργιλοσχιστολιθικών στρωμάτων

PowerPoint Presentation:

Ασθενείς και Σύνθετες Βραχόμαζες Φλύσχη Έντονη γενικά στρωσιγένεια, διακριτοποιημένη και με μεγάλη εμμονή . Οι επιφάνειες στρώσης εκδηλώνονται (δηλαδή είναι συστηματικές με ίδια γενικά χαρακτηριστικά) σε όλη την έκταση λόγω της παραμόρφωσης (πτύχωσης) κατά την ορογένεση.

PowerPoint Presentation:

Ασθενείς και Σύνθετες Βραχόμαζες Φλύσχη Τεκτονική διαταραχή που μεταβάλλει την αρχική δομή και μπορεί να δημιουργήσει τεκτονικά μίγματα και χαοτικές δομές

PowerPoint Presentation:

Ασθενείς και Σύνθετες Βραχόμαζες Φλύσχη Έντονη τεκτονική καταπόνηση που υποβαθμίζει λόγω ρωγμάτωσης και διατμήσεων την όποια αρχική ποιότητα της βραχόμαζας

PowerPoint Presentation:

Ασθενείς και Σύνθετες Βραχόμαζες Φλύσχη Αποσάθρωση των ιλυολιθικών - αργιλικών μελών και επιδεκτικότητα αυτών στο φαινόμενο της σχιστοποίησης - σχάσης

PowerPoint Presentation:

Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας Φλύσχη

Τεχνικογεωλογικό Πρότυπο Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας:

Τεχνικογεωλογικό Πρότυπο Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας

Σύστημα Ταξινόμησης GSI Φλύσχη (Β.ΜΑΡΙΝΟΣ 2007):

Σύστημα Ταξινόμησης GSI Φλύσχη (Β.ΜΑΡΙΝΟΣ 2007)

GSI chart for Flysch:

GSI chart for Flysch Χρησιμοποιήστε την τιμή GSI στο κριτήριο αστοχίας Hoek & Brown Μόνο για ισότροπη συμπεριφορά βραχόμαζας

Συστάσεις εφαρμογής GSI:

Συστάσεις εφαρμογής GSI Πεδίο παρατήρησης και προεκβολή πληροφορίας Οπτική εξέταση από επιφανειακές εμφανίσεις, εκσκαφές, μέτωπα σηράγγων ή πυρήνες γεωτρήσεων Η εκτίμηση του GSI από γεωτρήσεις είναι αξιόπιστη αρκεί να προεκβάλεται στις τρείς διαστάσεις, βάσει γνώσης του γεωλογικού μοντέλου της ευρύτερης περιοχής, η γραμμική πληροφορία των πυρήνων.

Συστάσεις εφαρμογής GSI:

Συστάσεις εφαρμογής GSI Πεδίο παρατήρησης και προεκβολή πληροφορίας Πρανή ορυγμάτων : Αποτίμηση εκείνης της βραχόμαζας μέσα από την οποία εκτιμάται ότι διέρχεται η επιφάνεια θραύσης. Αν υπάρχουν ¨νησίδες¨άλλης ποιότητας υλικού απ ’ αυτό που επικρατεί, το GSI διορθώνεται κατά κρίση. Δεν συνίσταται η εξαγωγή μέσων όρων.

Συστάσεις εφαρμογής GSI:

Συστάσεις εφαρμογής GSI Πεδίο παρατήρησης και προεκβολή πληροφορίας Σήραγγες : Εκτίμηση της βραχόμαζας που θα φέρει τα φορτία (ζώνη μίας περίπου διαμέτρου). Αν εκτιμάται ότι πιο πτωχή ποιότητας βραχόμαζα μπορεί να απαντάται σε καίριες θέσεις συγκέντρωσης τάσεων τότε συνίσταται οι τιμές του GSI να αντιστοιχούν στην ποιότητα αυτή. Η προεκβολή της πληροφορίας στο βάθος από επιφανειακές εμφανίσεις γίνεται, με γεωλογική πάντα κρίση, με μετακίνηση του δείκτη προς τα πάνω και ελαφρά προς τα αριστερά. Τα παραπάνω δεν ισχύουν για βραχόμαζες με δομή μυλονιτιωμένου ή διατμημένου υλικού (δύο τελευταίες σειρές του διαγράμματος).

PowerPoint Presentation:

Προεκβολή της γεωλογικής πληροφορίας στο βάθος από επιφανειακές εμφανίσεις

Συστάσεις εφαρμογής GSI:

Συστάσεις εφαρμογής GSI Άνοιγμα ασυνεχειών : Η χαλάρωση της βραχόμαζας αξιολογείται από την παράμετρο βαθμού διαταραχής D ( Hoek , Carranza-Torres and Corkum,2002) του κριτηρίου θραύσης Hoek and Brown της βραχόμαζας λόγω χρήσης ανατινάξεων ή λόγω χαλάρωσης (από 0 για αδιατάρακτη, έως 1 για πολύ διαταραγμένη βραχόμαζα ) και όχι μέσω GSI. Ασυνέχειες με υλικό πλήρωσης : Πτωχή κατάσταση ασυνεχειών στον βασικό πίνακα GSI Άν είναι συστηματικό και παχύ συνίσταται η χρήση του πίνακα GSI για ετερογενείς βραχόμαζες (φλύσχη)

Συστάσεις εφαρμογής GSI:

Συστάσεις εφαρμογής GSI Αποσαθρωμένη βραχόμαζα Πιο δεξιές θέσεις στον πίνακα απ ’ ότι στην μη αποσαθρωμένη. Αν η αποσάθρωση έχει προχωρήσει και στη θεμελιώδη μάζα αλλά η δομή παραμένει, τότε θα πρέπει να μειώνονται ανάλογα και οι σταθερές του γεωϋλικού (σ ci , m i ) . Άν η αποσάθρωση έχει εξαφανίσει τη λογική των ασυνεχειών τότε η αντοχή του γεωϋλικού θα πρέπει να υπολογίζεται με τη λογική του εδάφους.

PowerPoint Presentation:

Διόρθωση τιμής GSI λόγω αποσάθρωσης

Συστάσεις εφαρμογής GSI:

Συστάσεις εφαρμογής GSI Συσχέτιση με άλλους δείκτες συστημάτων ταξινόμησης: Δεν συνιστάται η συσχέτιση του GSI με άλλους δείκτες για τις φτωχές και ετερογενείς βραχόμαζες αλλά η απ ’ ευθείας εξαγωγή του GSI από άμεση παρατήρηση.

Περιορισμοί εφαρμογής GSI:

Περιορισμοί εφαρμογής GSI Παρουσία νερού Επίδραση σε βραχόμαζες όπου η κατάσταση των ασυνεχειών είναι επιδεικτική σε εξασθένιση από μεταβολές της περιεχόμενης υγρασίας και οδηγεί στη μείωση της διατμητικής αντοχής των ασυνεχειών . Αναφέρεται στις 3 τελευταίες κολώνες και συνίσταται μετακίνηση του δείκτη προς τα δεξιά. Η πίεση του νερού λαμβάνεται υπ ’ όψη ανεξάρτητα, στην ανάλυση κατά τον σχεδιασμό και όχι μέσα από το GSI ( ανάλυση ενεργών τάσεων).

PowerPoint Presentation:

Διόρθωση τιμής GSI λόγω παρουσίας νερού

Περιορισμοί εφαρμογής GSI:

Περιορισμοί εφαρμογής GSI Ανισοτροπία Δεν εφαρμόζεται το GSI σε περιπτώσεις όπου η βραχόμαζα συμπεριφέρεται ανισότροπα και η αστοχία λαμβάνει χώρα σε προτιμητέες διευθύνσεις αστοχίας Δεν τίθεται το παραπάνω δίλημμα για βραχόμαζες με δομή σαν αυτή της 6ης σειράς (διατμημένη βραχόμαζα) διότι η διαφορά της αντοχής μεταξύ θεμελιώδους μάζας και ασυνέχειας είναι μικρή

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΕΩΝ GSI:

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΕΩΝ GSI

PowerPoint Presentation:

Ασκήσεις Για την επίλυση των ασκήσεων διαβάστε προσεκτικά την εκφώνηση και ακολουθείστε τα βήματα και τις οδηγίες που σας δίνονται στο βοηθητικό φυλλάδιο .

PowerPoint Presentation:

Άσκηση Β

PowerPoint Presentation:

Άσκηση Β

PowerPoint Presentation:

Άσκηση Β

PowerPoint Presentation:

Άσκηση Β

PowerPoint Presentation:

Άσκηση Γ

PowerPoint Presentation:

Άσκηση Γ

PowerPoint Presentation:

Άσκηση Γ

PowerPoint Presentation:

Άσκηση Γ

PowerPoint Presentation:

Άσκηση Γ

PowerPoint Presentation:

Άσκηση Γ

PowerPoint Presentation:

Άσκηση Γ

PowerPoint Presentation:

Άσκηση Γ Γι α την εκτίμηση της “ ζυγισμένης ” τιμής των α ντίστοιχων πα ρ α μέτρων ( του σ ci και m i ) του “ άρρηκτου ” φλύσχη α νάλογ α με τον τύ π ο της β ρ α χόμ α ζ α ς π ρέ π ει ν α λά β ετε υ π όψη σ α ς τον π ίν α κ α 1.

PowerPoint Presentation:

Άσκηση Γ Πίν α κ α ς 1. Aν α λογίες των σ ci , m i κ α ι E i των λιθολογικών μελών γι α την εκτίμηση της “ ζυγισμένης ” τιμής των α ντίστοιχων πα ρ α μέτρων του “ άρρηκτου ” φλύσχη α νάλογ α με τον τύ π ο της β ρ α χόμ α ζ α ς .

PowerPoint Presentation:

Σημείωση : Η τελική “ ζυγισμένη ” τιμή π ρέ π ει ν α λ αμβ άνει π ροφ α νώς υ π’ όψη κ α ι τ α π οσοστά συμμετοχής των δύο μελών στη σύστ α ση της β ρ α χόμ α ζ α ς κ α ι όχι ν α π ροκύ π τει απ ό τον μέσο όρο . Σε π ερί π τωση π ου η υ π ολογιζόμενη τιμή β ρεθεί χ α μηλότερη απ ό α υτή του α σθενέστερου υλικού , χρησιμο π οιείστε την τελευτ α ί α. Παράδειγμα : Έστω ότι έχουμε τύπο βραχόμαζας φλύσχη V. Από τον πίνακα 1 προκύπτει ότι: «Μειώστε τις ψαμμιτικές τιμές κατά 20% και χρησιμοποιείστε την πλήρη τιμή του ιλυολίθου». Αν στη συγκεκριμένη βραχόμαζα συμμετέχει 30% ψαμμίτης και 70% ιλυόλιθος, τότε το σ ci =0,8 σ ci ψαμμίτη *0,3 +1,0σ ci ιλυόλιθου *0,7

PowerPoint Presentation:

Βιβλιογραφία Άσκησης Hoek , E., Carranza -Torres, C., Corkum , B., 2002. Hoek - Brown failure criterion - 2002 edition. In: Bawden H.R.W., Curran, J., Telesnicki , M. ( eds ). Proceedings of NARMS-TAC 2002, Toronto, pp. 267-273. Hoek , E. and Marinos , P. 2007. A brief history of the development of the Hoek-Brown failure criterion . Soils and Rocks , No. 2., November 2007. Marinos , V., Marinos , P., Hoek , E. “The geological Strength index : applications and limitations ”. Bull. Eng . Geol . Environ . 64, 55-65 (2005). Marinos , P and Hoek , E. 2000 GSI – A geologically friendly tool for rock mass strength estimation . Proc . GeoEng2000 Conference, Melbourne. 1422- 1442 Μαρίνος Β., (2007), «Γεωτεχνική ταξινόμηση και τεχνικογεωλογική συμπεριφορά ασθενών και σύνθετων γεωυλικών κατά τη διάνοιξη σηράγγων», Διδακτορική Διατριβή, Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, Τοµέας Γεωτεχνικής, Ε.Μ.Π.

authorStream Live Help