ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ 5o Μάθημα Τεχνική Γεωλογία Ιζηματογενών-ΠυριγενώνΜεταμορφωμένων Πετρωμάτων Διδάσκοντες: Β. Χρηστάρας Καθηγητής Β. Μαρίνος, Λέκτορας
Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας και Υδρογεωλογίας ΑΠΘ
Βασικά ερωτήματα Τεχνικής Γεωλογίας 1. Πώς είναι το έδαφος; 2. Ποια η «ιστορία» του εδάφους; 3. Πως «δουλεύει»- συμπεριφέρεται το έδαφος; Για να απαντήσουμε κάθε φορά πρέπει να γνωρίζουμε : • Τα βασικά χαρακτηριστικά των πετρωμάτων και των αντίστοιχων δομών τους • Γεωλογικό μοντέλο της περιοχής • Επιτόπου συνθήκες (τάσεις, υπόγεια νερά, κλιματολογικές συνθήκες) Στο 5ο μάθημα αναλύουμε τα τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά των βασικών πετρωμάτων....βέβαια πρέπει να ξεκινήσουμε από τα ορυκτά.
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 5ου ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ Ιζηματογενών-Πυριγενών-Μεταμορφωμένων Πετρωμάτων»
1. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά πετρογενετικών ορυκτών 2. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά Ιζηματογενών πετρωμάτων 3. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά Πυριγενών πετρωμάτων 4. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά Μεταμορφωμένων πετρωμάτων
1. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά πετρογενετικών ορυκτών
• Α. Πυριτικά – Χαλαζίας (SiO2) • Μεγάλη σκληρότητα • Υψηλή ανθεκτικότητα....σταθερό • Παραλλαγή: Οπάλλιος – Άμορφο – Ανεπιθύμητο ως αδρανές σκυροδέματος (αντίδραση με αλκάλια)
1. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά πετρογενετικών ορυκτών
• Άστριοι – Χαμηλή ανθεκτικότητα......μετατροπή σε άργιλο (Καολίνης) – Σκληροί
– Σερικιτίωση: άστριος μετατρέπεται σε σερικίτη (μαρμαρυγία) με επίδραση υδροθερμικών διαλυμάτων
1. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά πετρογενετικών ορυκτών
• Μαρμαρυγίες (μορφή σε φύλλα/λέπη που διαχωρίζονται) – Μοσχοβίτης (λευκός) • Ανθεκτικός
– Βιοτίτης • Αποσαθρώνεται εύκολα • Προσοχή σε δομικούς λίθους σε περιβάλλον SO2 καθώς δημιουργείται σκωριώδη χροιά (Οξείδια Fe)
– Διάταξη στα πετρώματα σε παράλληλα φίλμστρώματα οι οποίες πολλές φορές αποτελούν επιφάνειες αδυναμίας
1. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά πετρογενετικών ορυκτών
• Πυρόξενοι-Αμφίβολοι • Ικανοποιητικής σταθερότητας
ΟΛΙΒΙΝΗΣ
• Ολιβίνης – Αποσαθρώνεται εύκολα σε σερπεντίνη
• Σερπεντίνης – ολισθηρές επιφάνειες στα πετρώματα (μειωμένης διατμητικής αντοχής) ΣΕΡΠΕΝΤΙΝΗΣ
1. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά πετρογενετικών ορυκτών
• Χλωρίτες:
ΧΛΩΡΙΤΗΣ
– Σχετικά ανθεκτικοί – Ολισθηρές επιφάνειες (μειωμένη διατμητική αντοχή)
• Τάλκης – Σαπωνοειδής αφή – Φυλλώδη λευκά – Πτωχής ποιότητας τα πετρώματα που τον περιέχουν ΤΑΛΚΗΣ
1. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά πετρογενετικών ορυκτών
• Β. Μη Πυριτικά ορυκτά – Ασβεστίτης • Προσβάλλεται από H20 + CO2 ……διαλύεται (καρστική διάλυση) • Σημασία καρστικής διάλυσης + δημιουργία υπόγειων ταμιευτήρων νερού −προβλήματα στεγανότητας σε φράγματα Κενά κάτω από θεμελιώσεις Προσοχή: ρυθμός διάλυσης πολύ αργός
1. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά πετρογενετικών ορυκτών
Συνέχεια..... • Προσβολή δομικών λίθων σε ατμόσφαιρα με ρύπους – Γυψοποίηση και αποφλοίωση – Χρήσεις σε αδρανή σκυροδέματος Δομομίτης
ΑΣΒΕΣΤΙΤΗΣ
Αναλογίες με ασβεστίτη Διαλύεται αλλά πιο δύσκολα Ανεπιθύμητος στο σκυρόδεμα ΔΟΛΟΜΙΤΗΣ
1. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά πετρογενετικών ορυκτών
• Γύψος – Σκληρότητα μικρή – Διαλύεται πιο εύκολα
• Ανυδρίτης
ΓΥΨΟΣ
– Επίφοβος ο σχηματισμός με ορυκτά ανυδρίτη – Με κυκλοφορία νερού μετατρέπεται σε γύψο με σημαντική διόγκωση ΠΡΟΣΟΧΗ: Όταν συναντηθεί κατά την διάνοιξη σήραγγας και έρθει σε επαφή με το νερό => • Μετατροπή σε γύψο • Διόγκωση – παραμορφώσεις στα μέτρα υποστήριξης
1. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά πετρογενετικών ορυκτών
• Γ. Διάφορα – Σιδηροπυρίτης • Σε ίχνη σε ορισμένα πετρώματα ΣΙΔΗΡΟΠΥΡΙΤΗΣ • Προσβολή λίθων καθώς από την πιθανή οξείδωσή του δημιουργείται Λειμωνίτης-ώχρα και καταστρέφεται το σκυρόδεμα • Επιταχύνει την αποσάθρωση γενικώς
1. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά πετρογενετικών ορυκτών
Αργιλικά Ορυκτά • Σημασία τους στην Εδαφομηχανική • Αργιλικά εδάφη: συσσωματώματα αργιλικών και μη αργιλικών σωματιδίων • Μέγεθος κόκκων και σωματιδίων αργίλων <0.002mm
1. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά πετρογενετικών ορυκτών
Αργιλικά Ορυκτά • • • • • •
Μικρές αντοχές Μεγάλη συμπιεστότητα Διογκωσιμότητα Δυσκολίες στην αποστράγγιση νερών Πλαστικά (πλαστιμότητα) Ανάγκη συγκεκριμένου ορυκτολογικού προσδιορισμού • Παρουσία αργιλικών ορυκτών και ως συστατικό πετρωμάτων (αργ. σχιστόλιθος, μάργα)
1. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά πετρογενετικών ορυκτών
Αργιλικά Ορυκτά • Η στρωματοειδής δομή επιτρέπει την είσοδο ξένων κατιόντων ή Η2Ο ανάμεσα στα στρώματα του πλέγματος.....άρα...αύξηση της απόστασης στρωμάτων τεχνικής συμπεριφοράς (αστάθεια) • Δημιουργία ζώνης ρόφησης από αντικατάσταση ατόμου από άλλο άτομο (π.χ. Al+3 αντικαθιστά το Si+4). • Παχειά ζώνη ρόφησης προκαλεί αστάθεια στα αργιλικά ορυκτά με μείωση της αντοχής (συνοχής και γωνία τριβής)
1. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά πετρογενετικών ορυκτών • Καολινίτης – Δομική σταθερότητα – Μικρή ποσότητα νερού ρόφησης (θετικό για την αντοχή) – Δεν παρουσιάζει διόγκωση με αύξηση της υγρασίας
• Ιλλίτης – Χειρότερο από τον Καολινίτη – Καλύτερο από Μοντμοριλλονίτη
• Μοντμοριλλονίτης – Μεγάλη πλαστικότητα – Μικρή γωνία τριβής και συνοχή – Διόγκωση
• Μπετονίτης – Μορφή μοντμοριλλονιτικής αργίλου – Διογκωτική ικανότητα – Παρασκευή ενεμάτων στεγανοποίησης
2. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά Ιζηματογενών πετρωμάτων
Α. Χαρακτηριστικά ιζηματογενών πετρωμάτων (ανάλυση κάθε βασικού πετρώματος ξεχωριστά)
IZHMATA
Ταξινόμηση
ΔΙΑΓΕΝΕΣΗ
ΧΑΛΙΚΙΑ
ΑΜΜΟΣ
ΙΛΥΣ
ΑΡΓΙΛΟΣ
IZHMATOΓΕΝΗ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ ΚΡΟΚΑΛΟΠΑΓΕΣ ΨΑΜΜΙΤΗΣ ΙΛΥΟΛΙΘΟΣ Μηχανικά ή κλαστικά Άργιλοι, ιλύες, άμμοι, αμμοχάλικα, κροκάλες Αργιλικοί σχιστόλιθοι, ιλυόλιθοι, ψαμμίτες, κροκαλοπαγή
Χημικά Ασβεστόλιθοι, δολομίτες, μάργες, κερατόλιθοι, εβαπορίτες (γύψος, ορυκτό αλάτι κ.λ.π.) Βιογενή Ασβεστόλιθοι, μάργες, λιγνίτης, τύρφη. ·
Συνδετικό υλικό μηχανικών ιζημάτων
· Στρωσιγένεια (εξωτερική γεωμετρία)
ΑΡΓ. ΣΧΙΣΤΟΛ
Ανάπτυξη στο χώρο με στρώματα - πλευρική και κατακόρυφη μετάβαση
λεπτά στρώματα (μερικά cm ή dm ) μέσου πάχους (μερικά m) παχιά ( πολλά m ) άστρωτο πέτρωμα Ρωγμές (εσωτερική γεωμετρία) Εναλλαγές στρωμάτων Ασβεστόλιθοι, δολομίτες, σκληροί ψαμμίτες, καλά συγκολλημένα κροκαλοπαγή => αναπτύσσουν ρωγμές Αργιλικοί σχιστόλιθοι, ιλυόλιθοι => πιο ασθενής ρωγμάτωση, περιορισμός γρήγορα με το βάθος
ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ Μεγάλης αντοχής
Ασβεστόλιθοι Ψαμμίτες Κροκαλοπαγή
Μικρότερης αντοχής (ημίβραχοι)
Μάργες Ιλυόλιθοι Αργιλικοί σχιστόλιθοι
Συχνά, συμπεριφορά μαργών και αργιλικών σχιστολίθων ως εδάφη
Στρώση •
Μειωμένη αντοχή (επιφάνεια ασυνεχείας)
•
Έντονη ανισοτροπία λεπτοστρωματωδών πετρωμάτων. Παράγοντας προσανατολισμού (αντερείσματα φραγμάτων, πρανή, βάθρα γεφυρών)
•
Παρεμβολές λεπτών στρωμάτων άλλου υλικού π.χ. μάργας σε ασβεστόλιθο) και σημαντική μείωση της αντοχής.
Ρωγμές (από τεκτονική καταπόνηση και αποσυμπίεση στα πρανή) • Χαλάρωση της βραχόμαζας • Μείωση της αντοχής • Αύξηση περατότητας επιφανειακά
Αποσάθρωση Λιγότερο έντονη από τις άλλες κατηγορίες πετρωμάτων Διάλυση κυρίως ασβεστολίθου, δολομίτη και γύψου • αφαίρεση συνδετικού υλικού στα κλαστικά πετρώματα, χαλάρωση, μετατροπή σε έδαφος •
Ενυδάτωση Αργιλικοί σχιστόλιθοι – μάργες: προσρόφηση νερού από αργιλικά ορυκτά => διόγκωση Ανυδρίτης => γύψος => διόγκωση
Χαλάρωση Νερό, θερμοκρασιακές μεταβολές, παγετός, ριζικό σύστημα, αποσυμπίεση πρανών κ.λ.π. => χαλάρωση των δεσμών των κόκκων των κλαστικών => μετατροπή σε έδαφος των επιφανειακών στρωμάτων
Περατότητα Πολύ μικρής περατότητας με εξαίρεση το επιφανειακό xαλαρωμένο ή ρωγματωμένο τμήμα (διαφυγές κάτω από φράγματα) Γενική εξαίρεση • Οι ασβεστόλιθοι (και δολομίτες) => καρστικά κενά • Οι χαλαροί ψαμμίτες και τα χαλαρά κροκαλοπαγή (δημιουργία υδροφόρων οριζόντων)
1. ΓΥΨΟΣ (CaSO4 2H20)
•Παρουσιάζεται υπό μορφή στρωμάτων σε εναλλαγές με άλλα ιζηματογενή πετρώματα ή σε ακανόνιστα σώματα και φλέβες •Φαινόμενα διαλύσεως όταν έρχεται σε επαφή με νερό που κυκλοφορεί •Προϋπάρχοντα κενά ή κενά που μπορούν να δημιουργηθούν κατά τη διάρκεια ζωής ενός τεχνικού έργου.
Τεχνική συμπεριφορά •Κίνδυνος καθιζήσεων λόγω κενών κάτω από τη θεμελίωση •Διαφυγές νερού ταμιευτήρων φραγμάτων μέσω κενών διαλύσεως •Υποβάθμιση της ποιότητας του πόσιμου νερού, λόγω SO4-Επίδραση του νερού με SO4-- στο σκυρόδεμα
Παραδείγματα
•Ρωγμάτωση αρδευτικών καναλιών κάτω Αχελώου (γύψος σε ασβεστολίθους) •Πρόβλημα ποιότητας υπόγειου πόσιμου νερού στην Κέρκυρα λόγω ανάπτυξης υδροφορέα σε ασβεστολιθικά λατυποπαγή με γύψο. Αποσκλήρυνση νερού.
2. ΑΝΥΔΡΙΤΗΣ (Άνυδρος
γύψος CaSO4)
•Συναντάται μαζί με γύψο και ορυκτό αλάτι Τεχνική συμπεριφορά •Μετατροπή σε γύψο όταν έρθει σε επαφή με νερό (Αποκτά όλα τα μειονεκτήματα της γύψου). Διόγκωση κατά την μετατροπή •Πρόβλημα κατά τη διάνοιξη των σηράγγων. Απαιτείται απομόνωση από νερά που κυκλοφορούν στη σήραγγα
Παραδείγματα Προβλήματα στις Άλπεις με τη διάνοιξη μεγάλων σηράγγων
3. ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΟΙ •
Στρωσιγένεια
(CaCO3)
Άστρωτοι, παχυστρωματώδεις έως λεπτοστρωματώδεις. Λεπτές ενστρώσεις ασθενέστερων πετρωμάτων (ιλυολίθων, αργιλικών σχιστολίθων, μαργών)
•
Ρωγμάτωση Συνήθως δύο ή περισσότερες οικογένειες διακλάσεων. Μείωση της πυκνότητας και του ανοίγματος των ρωγμών με το βάθος
•
Διάλυση (καρστική διάβρωση) CαCO3 + H2O + CO2 => Cα(HCO3) 2
• Χαρακτηριστικό ανάγλυφο
• Δημιουργία υπόγειων αγωγών και κενών σε βάθος • Επίπεδο βάσεως του κάρστ (μεταβολή λόγω κατακόρυφων κινήσεων)
Περατότητα Στεγανά πετρώματα, όταν δεν έχουν ρωγμές και άνοιγμα μεταξύ των επιπέδων στρώσεως Περατοί σχηματισμοί, όταν είναι καρστικοποιημένοι (περατότητα πολύ μεγαλύτερη από τα κοκκώδη εδάφη) Η ομοιογένεια του υδροφόρου ορίζοντα εξαρτάται από την επικοινωνία των καρστικών αγωγών και κενών Πηγές καρστικών ασβεστολίθων (υπερπληρώσεως, επαφής, απομονωμένων αγωγών) Ζώνες καρστικού δικτύου (μεταβιβάσεως, κορεσμού σε υψηλές τροφοδοσίες, συνεχούς κορεσμού)
Τεχνική συμπεριφορά •Ικανοποιητική αντοχή •Χαμηλή παραμορφωσιμότητα
•Μέτρια σκληρότητα •Όχι προβλήματα ακόμα και σε σοβαρές θεμελιώσεις •Καλή συμπεριφορά στη διάνοιξη σηράγγων (σχετικά εύκολη εκσκαφή, όχι ιδιαίτερα μέτρα υποστήριξης)
Αλλαγή συμπεριφοράς προς το χειρότερο, όταν είναι: • Καρστικοποιημένοι
Φράγματα: • προβλήματα διαφυγών Σήραγγες: • ζώνη μεταβίβασης των καρστικών νερών => κίνδυνος αιφνίδιων εισροών • ζώνη κορεσμού => σταθερή αποστράγγιση του υδροφόρου ορίζοντα • Ρωγματωμένοι ή τέμνονται από ρήγματα • Λεπτοστρωματώδεις και διαταραγμένοι
ή όταν • παρουσιάζουν δυσμενή προσανατολισμό της στρώσης και των ασυνεχειών (αστάθεια πρανών, δυσκολία στη διάνοιξη σηράγγων)
• παρουσιάζουν ενδιάμεσα λεπτά στρώματα μικρής αντοχής αστάθεια πρανών, κίνδυνος στη θεμελίωση βάθρων γεφυρών κ.λ.π • τα καρστικά κενά είναι γεμάτα με αργιλικό υλικό, οπότε: • Μείωση περατότητας • Προβλήματα θεμελίωσης (καθιζήσεις, υποχωρήσεις) • Προβλήματα υποστήριξης σε σήραγγες • Έκπλυση από την πίεση του νερού του ταμιευτήρα φράγματος, επαναλειτουργία των αγωγών => ανεξέλεγκτες διαφυγές
ΧΑΡΤΗΣ ΕΜΦΑΝΙΣΕΩΣ ΑΝΘΡΑΚΙΚΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ Ν. PAPAKIS
Ασβεστόλιθοι φλύσχης
Στεγανοποίηση με ασφαλτικό τάπητα
ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑΣ ΦΡΑΓΜΑΤΟΣ ΜΟΡΝΟΥ
Σήραγγα Γκιώνας (υδαταγωγός Μόρνου) Πολύ καλή συμπεριφορά ασβεστολίθων (μικρή υποστήριξη) Απλή ρωγμάτωση χωρίς καρστικά (μόνο σε δύο θέσεις)
•
•Διοχέτευση λυμάτων μέσα σε καρστικά έγκοιλα Κίνδυνος μόλυνσης υδροφορέων
•Κατολισθήσεις •Υποσκαφές ασβεστολιθικών πετρωμάτων •Αστάθεια κατακερματισμένων και λεπτοστρωματωδών ασβεστολίθων •Αστάθεια πρανών λόγω δυσμενούς προσανατολισμού στρώσεως-διακλάσεων
Χαρακτηριστικά Κατακλαστικών Ασβεστολίθων • Περιπτώσεις τεκτονισμένων ασβεστολίθων με ή χωρίς εναλλαγές – Σύνθετη βραχόμαζα • Εναλλαγές ικανών – υψηλής γενικά αντοχής- πάγκων ασβεστολίθου και μη ικανών – μικρής γενικά αντοχής – ιλυολιθικών, αργιλοσχιστολιθικών στρωμάτων • Βαθμός – Τύπος τεκτονικής διαταραχής • Διαταράσσεται η γεωμετρία (ομοιογενής-ετερογενήςχαοτική) – Ασθενής βραχόμαζα • Σε έντονη τεκτονική καταπόνηση δημιουργούνται μεγάλες ζώνες κατακλαστικού υλικού • Στην περίπτωση των εναλλαγών με αργιλολίθους και σε ζώνες ρηγμάτων η παρουσία της αργίλου αποκτά μεγαλύτερη σημασία διότι πλέον δρά ως θεμελιώδη μάζα και τα ασβεστολιθικά τεμάχη χάνουν την αλληλεμπλοκή μεταξύ τους • Παρουσία καρστικών κοιλοτήτων πληρωμένων με εδαφικά υλικά
από ΙΓΜΕ - IFP, 1966
Διασχίζοντας εφιππεύσεις σε ψαθυρά υλικά (εδώ ασβεστολίθους): Κατασκευή τεχνικών έργων (σηράγγων-γεφυρών-πρανών) (Εγνατία Οδός, Παραμυθιά)
από ΙΓΜΕ - IFP, 1966
Περιοχή έργων
Greek Geological Survey, Institut Francais du Petrol, (1966)
Η βραχόμαζα είναι έντονα κερματισμένη και αποδιοργανωμένη από εφιππευτικές κινήσεις και τεκτονικά ράκη
Κατακερματισμένος ασβεστόλιθος σε κλίμακες «ράχεων» και όχι μεμονωμένων ζωνών.
Χαρακτηριστικά Βραχόμαζας: Υψηλή γενικά αντοχή
Μεγάλη γωνία τριβής (ανάλογα και με το αλληλοκλείδωμα) Μικρή γενικά συνεκτικότητα Καλή έως πτωχή αλληλεμπλοκή των τεμαχών του. Το σφικτό
κλείδωμα των τεμαχών περιορίζει τη βραχόμαζα και της προσδίδει ευστάθεια ενώ το πτωχό δημιουργεί συνθήκες «επέκτασης» και ευκολότερης περιστροφής των τεμαχών που χωρίς άμεσο περιορισμό σε μία σήραγγα «απελευθερώνονται» και καταρρέουν. Πιθανή εμφάνιση αργιλικών υλικών ανάμεσα στα τεμάχη που μειώνουν την τριβή και διευκολύνουν την περιστροφή τους.
Συμπεριφορά σε πρανή
Ευστάθεια σε μεγάλες κλίσεις σε περιβάλλον κατακερματισμένου ασβεστολίθου
Μεγάλη γωνία τριβής (ανάλογα και με το αλληλοκλείδωμα) και ευσταθούν σε μεγάλες κλίσεις Μικρή γενικά συνεκτικότητα. Το πτωχό κλείδωμα των τεμαχών δημιουργεί συνθήκες ευκολότερης περιστροφής τους που χωρίς άμεσο περιορισμό σε μία σήραγγα «απελευθερώνονται» και καταρρέουν.
Συμπεριφορά σε υπόγεια έργα Καταρροή βραχόμαζας σε περιβάλλον κατακερματισμένου ασβεστολίθου
Τύποι βραχόμαζας Ασβεστολίθων
Διακριτοποίηση τύπων ασβεστολιθικής βραχόμαζας
4. ΔΟΛΟΜΙΤΕΣ CaCO3 MgCO3 Παρόμοια χαρακτηριστικά και τεχνική συμπεριφορά με αυτά των ασβεστολίθων. Η διάλυση όμως των δολομιτών λιγότερο έντονη (δημιουργία άμμου MgCO3)
5. KΡΟΚΑΛΟΠΑΓΗ - ΛΑΤΥΠΟΠΑΓΗ- ΨΑΜΜΙΤΕΣ
Κλαστικά ιζηματογενή πετρώματα Κροκαλοπαγή - Λατυποπαγή => κροκάλες-λατύπες συγκολλημένες με συνδετικό υλικό Ψαμμίτες => κόκκοι άμμου συγκολλημένοι με συνδετικό υλικό
Συνδετικό υλικό -πυριτικό (χαλαζιακό) -ασβεστιτικό -αργιλικό
-μαργαϊκό -σπανιότερα γύψος , οξείδια Fe κ.α.
Συνδετικό υλικό • Αργιλικό και μαργαϊκό => μικρότερης αντοχής, με το νερό μείωση της συνεκτικότητας • Ασβεστιτικό => μεγαλύτερης αντοχής, δεν είναι σπάνια η διάλυση από το νερό • Γύψος => φαινόμενα διάλυσης
ΨΑΜΜΙΤΕΣ
ΚΡΟΚΑΛΟΠΑΓΗ
ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ
Όταν είναι συμπαγή => Ικανοποιητική αντοχή, καλή συμπεριφορά σε θεμελιώσεις έργων, πρανή ευσταθή Ρωγμές => κυρίως επιφανειακά
Περατότητα => πολύ μικρή (αδιαπέρατα) Εξαίρεση: η επιφανειακή ρωγματωμένη ή χαλαρωμένη ζώνη Μείωση αντοχής μέχρι πλήρη χαλάρωση όταν το συνδετικό υλικό είναι άργιλος ή γύψος
Κίνδυνοι - Θεμελίωση φραγμάτων (εσωτερική διάβρωση από πίεση νερού) - Βάθρα γεφυρών(εσωτερική διάβρωση από νερό ποταμού) - Σήραγγες (υποστήριξη) - Πρανή (εκσκαφή πρανών όχι με μεγάλη κλίση)
Εναλλαγές στρωμάτων με μάργες, ιλυολίθους, αργιλικούς σχιστολίθους (μικρότερης αντοχής) -Ετερογένεια του συνόλου της βραχόμαζας -Πιθανές διαφορικές καθιζήσεις σε φράγματα και βαριές κατασκευές
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ • Φράγμα βαρύτητας St.Francis (Καλιφόρνια) • Μαρμαρυγιακοί σχιστόλιθοι και κροκαλοπαγή (επαφή με Ρήγμα ).
Αιτία καταστροφής: διάβρωση χαλαρής ζώνης ρήγματος και του συνδετικού χαλαρού υλικού του κροκαλοπαγούς
Καταστροφή φράγματος βαρύτητας St.Francis (Καλιφόρνια)
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ • Χωμάτινο φράγμα Κρεμαστών (Αχελώος) • Φλύσχης (κυρίως εναλλαγές στρωμάτων συμπαγών κροκαλοπαγών με ψαμμίτες και ιλυολίθους) • Επιφανειακή ζώνη χαλάρωσης => τσιμεντενέσεις Εμφάνιση πηγών μετά την πλήρωση λόγω χαλάρωσης των κροκαλοπαγών από τη διάλυση του συνδετικού Ασβεστιτικού υλικού => (επέκταση στεγανού διαφράγματος)
6. ΙΛΥΟΛΙΘΟΙ • Κόκκοι ιλύος (μεταξύ αργίλου και άμμου) Συμπεριφορά που πλησιάζει άλλοτε του ψαμμίτη και άλλοτε του αργιλικού σχιστολίθου • Αντοχή => μέτρια ή χαμηλή • Ρωγμές => λιγότερο έντονες , κλείνουν πολύ γρήγορα με το βάθος • Περατότητα => πρακτικά στεγανά πετρώματα • Συχνά με εναλλαγές με στρώματα αργιλικών σχιστολίθων, ψαμμιτών και μαργών
7. ΑΡΓΙΛΙΚΟΙ ΣΧΙΣΤΟΛΙΘΟΙ • Συμπεριφορά => εξαρτώμενη από: - ορυκτολογική σύσταση, τύπος αργιλικού υλικού - σχιστότητα • Αντοχή => η πλέον χαμηλή από τα ιζηματογενή πετρώματα Όταν τα αργιλικά ορυκτά είναι μαλακά, η αντοχή τους πλησιάζει την αντοχή των αργιλικών εδαφών • Περατότητα => πρακτικά στεγανοί σχηματισμοί • Εναλλαγές με στρώματα άλλων πετρωμάτων (Φλύσχης)
• Πρανή => Αστάθεια και ιδιαίτερα στην χαλαρωμένη επιφανειακή ζώνη
•Σήραγγες=>προβλήματα
παραμορφώσεων
και
Υποστήριξη
• Θεμελίωση έργων - μικρή φέρουσα ικανότητα - καθιζήσεις Εύκαμπτα φράγματα είναι δυνατόν να θεμελιωθούν ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ Φράγμα Γαδουρά (Ρόδος) Αργιλικοί σχιστόλιθοι του φλύσχη Συμπεριφορά, πρακτικά ως αργιλικά εδάφη
διογκώσεων-
8. ΜΑΡΓΕΣ • Αργιλοασβεστιτικό πέτρωμα Συμπεριφορά ανάλογα με την επικράτηση του αργιλικού ή ασβεστιτικού υλικού • • •
Κανονική μάργα => 35-65% ασβεστιτικό υλικό => αύξηση CaCO3 => Ασβεστολιθική μάργα => αύξηση CaCO3 => Ασβεστόμαργα Αργιλική μάργα => αύξηση αργιλικού υλικού => Αργιλόμαργα => μαργαϊκή άργιλος Μαργαϊκοί ασβεστόλιθοι => 85-95% CaCO3
Μικρότερης αντοχής από τους ασβεστόλιθους, δυνατότητα καρστικής διάλυσης • Αντοχή => - γενικά μικρή (συνήθως πλησιάζει αυτή των σκληρών αργιλικών εδαφών) - Όταν είναι πολύ σκληρή (μαργόλιθος), => συμπεριφέρεται σαν μαλακός βράχος
ΜΑΡΓΕΣ ΔΙΩΡΥΓΑΣ ΚΟΡΙΝΘΟΥ
ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΙΚΗ ΜΑΡΓΑ
ΚΑΤΑΠΤΩΣΗ ΠΡΑΝΟΥΣ
ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΦΥΤΟΚΑΛΥΨΗ-ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΜΑΡΓΑΪΚΟΥ ΦΥΤΟΚΑΛΥΨΗ-ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΠΡΑΝΟΥΣ ΠΡΑΝΟΥΣ ΠΡΑΝΟΥΣ
9. ΟΡΓΑΝΙΚΑ ΙΖΗΜΑΤΟΓΕΝΗ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ
•Ραδιολαρίτες (μικροκοκκώδη συσσωματώματα κελυφών μικροοργανισμών από κρυπτοκρυσταλλικό χαλαζία). Εναλλαγές με μαργαϊκούς και αργιλικούς σχιστολίθους.
•Ορυκτοί άνθρακες (λιγνίτες, τύρφη) Συμπεριφορά λιγνιτών ως εδαφικών σχηματισμών.
Τύρφη πολύ μικρή αντοχή, υψηλή συμπιεστότητα. Κίνδυνοι καθιζήσεων ακόμη και μικρών κατασκευών αλλά και αυτανάφλεξης λόγω της παρουσίας FeS2 που οξειδώνεται με έκλυση θερμότητας
ΡΑΔΙΟΛΑΡΙΤΕΣ
ΛΙΓΝΙΤΗΣ ΤΥΡΦΗ
2. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά Ιζηματογενών πετρωμάτων
Β. Δομές Ιζηματογενών πετρωμάτων – Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά
ΦΛΥΣΧΗΣ Γεωλογικός σχηματισμός (σύστημα πετρωμάτων), σύνδεση με την τεκτονική εξέλιξη ενός γεωσύγκλινου. Σηματοδοτεί το κλείσιμο του κύκλου ιζηματογένεσης πριν την κύρια πτύχωση (ορογένεση)
Σύσταση => εναλλαγές στρωμάτων κυρίως ψαμμίτη, ιλυολίθου, αργιλικού σχιστολίθου, μάργας, αλλά και κροκαλοπαγών και ασβεστολίθων Πάχη στρωμάτων => λίγα εκατοστά μέχρι μερικά μέτρα Ρωγμές => λιγότερο έντονες και επιφανειακά (όταν επικρατούν ψαμμίτες πιο έντονες) Περατότητα => Στεγανός σχηματισμός
Ασθενείς και Σύνθετες Βραχόμαζες Φλύσχη – Σύνθετη βραχόμαζα » Εναλλαγές ικανών - μεγάλης γενικά αντοχής στρωμάτων και μη ικανών - μικρής γενικά αντοχής στρωμάτων » Έντονη γενικά στρωσιγένεια 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 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
Ασθενείς και Σύνθετες Βραχόμαζες Φλύσχη
Ασθενείς και Σύνθετες Βραχόμαζες Φλύσχη
Ασθενείς και Σύνθετες Βραχόμαζες Φλύσχη
Ασθενείς και Σύνθετες Βραχόμαζες Φλύσχη
Ρήγμα
ΕΝΑΛΛΑΓΕΣ ΟΡΙΖΟΝΤΙΩΝ ΣΤΡΩΜΑΤΩΝ ΨΑΜΜΙΤΩΝ-ΙΛΥΟΛΙΘΩΝ
ΡΗΓΜΑΤΩΜΕΝΑ ΣΤΡΩΜΑΤΑ ΨΑΜΜΙΤΩΝ-ΙΛΥΟΛΙΘΩΝ
ΣΤΡΩΜΑΤΑ ΚΡΟΚΑΛΟΠΑΓΟΥΣ ΦΛΥΣΧΗ
ΠΤΥΧΩΜΕΝΑ ΣΤΡΩΜΑΤΑ ΨΑΜΜΙΤΩΝ-ΙΛΥΟΛΙΘΩΝ
ΔΕΙΓΜΑΤΑ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ ΣΕ ΦΛΥΣΧΗ
ΑΡΓΙΛΙΚΟΣ ΣΧΙΣΤΟΛΙΘΟΣ
Γεωυλικά που διατηρούν την αρχική τους δομή συναντήθηκαν στην σήραγγα αλλά δεν συνέβαλλαν στην συνολική ευστάθεια και την αντοχή της βραχόμαζας, λόγω της μη συνέχειάς τους στο χώρο και γύρω από τη σήραγγα.
Στη διάνοιξη σηράγγων μέσα από μεγάλες τεκτονικές γραμμές, έστω και κάθετα σε αυτές, η βραχόμαζα είναι πολύ διαταραγμένη σε ευρεία κλίμακα λόγω κυρίως των δορυφόρων εφιππεύσεων και διατμήσεων.
Ι. Γεωτεχνική Ταξινόμηση GSI για τον φλύσχη Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας Φλύσχη
Ι. Γεωτεχνική Ταξινόμηση GSI για τον φλύσχη Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας Φλύσχη
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας Φλύσχη
Θεμελιώσεις -Πρόβλημα πετρογραφικής ετερογένειας -Διαφορικές καθιζήσεις για σοβαρές και εκτεταμένες θεμελιώσεις -Φράγματα => αποκλειστικά εύκαμπτος τύπος (χωμάτινο – λιθόρριπτο) -Όχι ιδιαίτερα προβλήματα για μεσαίες και μικρές κατασκευές
Σήραγγες -Προβλήματα λόγω των συχνών εναλλαγών στρωμάτων διαφορετικής συμπεριφοράς και έντονου τεκτονισμού (πτυχώσεις, ζώνες διάτμησης) -Υποστήριξη άμεση και συνεχής κυρίως σε λεπτοστρωματώδη και αργιλικής σύστασης πετρώματα
Φυσικές πλαγιές και πρανή -Αστάθεια με εκδήλωση κατολισθήσεων λόγω λεπτοστρωματώδους χαρακτήρα και αργιλικής σύστασης. -ανάπτυξη μεγάλου πάχους μανδύα αποσάθρωσης (μεγάλες κατολισθήσειςαπειλή για οικισμούς και χωριά καθώς και για φράγματα, δρόμους κτλ.)
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ Φράγμα Κρεμαστών (Αχελώος) Πρόβλημα διαφυγών διαμέσου κροκαλοπαγών
Χωμάτινο Φράγμα Καστρακίου (Αχελώος) Εναλλαγές ψαμμιτών, ιλυολίθων και αργιλικών σχιστολίθων. Θεμελίωση μετά την αφαίρεση του χαλαρού αποσαθρωμένου μανδύα. Υπόγειο διάφραγμα στο ρωγματωμένο τμήμα βάθους 40-50 m. Επένδυση πρανών εκσκαφής, υπερχειλιστή και υδροληψίας με εκτοξευόμενο σκυρόδεμα για επιφανειακή προστασία από αποσάθρωση.
ΧΩΜΑΤΙΝΟ ΦΡΑΓΜΑ ΚΑΣΤΡΑΚΙΟΥ
ΥΔΡΟΛΗΨΙΑ
ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΤΗΣ ΣΗΡΑΓΓΑ ΕΚΤΡΟΠΗΣ ΟΡΙΟ ΤΙΜΕΝΤΕΝΕΣΕΩΝ
Χωμάτινο Φράγμα Μόρνου Εναλλαγές ιλυολίθων, ψαμμιτών με ασβεστιτικό συνδετικό υλικό. Επιφανειακά ρωγματωμένα και χαλαρωμένα πετρώματα. Περατότητα πολύ μικρή (στεγανότητα) από το βάθος των 60 m και κάτω. Στη δεξιά κλιτύ , φλύσχης έντονα διερρηγμένος με ερπυστικές κινήσεις και μεγαλύτερη περατότητα (σχεδιασμός μέτρων προστασίας).
Μέτρα προστασίας Διάφραγμα τσιμεντενέσεων (βάθους ~ 80m στο δεξιό αντέρεισμα). Οπές αποστράγγισης για προστασία από υποπιέσεις. Σχεδιασμός – κατασκευή υπερχειλιστή με σήραγγα στο αριστερό (πιο σταθερό) αντέρεισμα.
ΧΩΜΑΤΙΝΟ ΦΡΑΓΜΑ ΜΟΡΝΟΥ
ΔΕΞΙΟ ΑΝΤΕΡΕΙΣΜΑ
ΑΡΙΣΤΕΡΟ ΑΝΤΕΡΕΙΣΜΑ
ΕΚΚΕΝΩΤΗΣ
80m
ΕΚΤΡΟΠΗ ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΤΗΣ 40m
70m
ΟΡΙΟ ΤΣΙΜΕΝΤΕΝΕΣΕΩΝ
Γεωλογικό Πρότυπο σε περιβάλλον Μολάσσας Σχηματική στήλη των μολασσικών σχηματισμών στη λεκάνη της Ροδόπης, ΒΑ Ελλάδα: •1. ψαμμίτης, •2. αργιλικοί σχιστόλιθοι ή ιλυόλιθοι, •3. ψαμμίτες με ιλυόλιθους ή αργιλικούς ψαμμίτες, •4. κροκαλοπαγή, •5. ασβεστόλιθοι, μαργαϊκοί ασβεστόλιθοι ή μάργες (από το Γεωλογικό χάρτη της Ελλάδας, 1:50.000, ΙΓΜΕ, 1980).
Γεωλογικό Πρότυπο σε περιβάλλον Μολάσσας Γεωλογικό τμήμα σε μία μολασσική χώρα, ΒΔ Ελλάδα (από το Γεωλογικό χάρτη της Ελλάδας, φύλλο Αγιόφυλλο, 1:50.000, ΙΓΜΕ, 1979, ελάχιστα τροποποιημένο). 1. Πέτρωμα της ήδη σχηματισμένης ορεινής ζώνης, 2. μολασσική χώρα: εξαλλοίωση ψαμμιών, κροκαλοπαγών, ιλυόλυθων και μαργών.
Καθώς η μολάσσα χαρακτηρίζει μία σειρά ιζημάτων που σχηματίστηκαν και εξελίχθηκαν μετά την κύρια ορογένεση, δεν έχουν υποστεί ισχυρή συμπίεση ή διάτμηση. Συνεπώς, δεν παρουσιάζουν πτυχώσεις ή περιέχουν ήπιες πτυχές ή καμπυλώσεις. Η κλίση των στρωμάτων είναι συνήθως μικρή και οι περιπτώσεις με γωνίες κλίσης μεγαλύτερες των 30° είναι σπάνιες ή εντοπισμένες.
Μολάσσες Γεωλογικό πρότυπο Συνθετότητα μολασσικού περιβάλλοντος • Ήρεμο τεκτονικό περιβάλλον. Τοπικές μόνο
μικροδιατμήσεις και μικροπτυχώσεις. Οι ζώνες ρηγμάτων είναι περιορισμένης έκτασης • Στα περιθωριακά μόνο κράσπεδα των μολασσικών λεκανών υπάρχουν αρκετά ανάστροφα ρήγματα. • Οι μολασσικοί σχηματισμοί έχουν το χαρακτηριστικό να είναι σχιστοποιημένοι-στρωματώδεις στην επιφάνεια λόγω της ιδιότητάς τους να υφίστανται σχάση σε ατμοσφαιρικές συνθήκες. • Στο βάθος (από τα ~10-15m), λόγω του περιορισμούπερίσφιγξης της βραχόμαζας και της ήρεμης τεκτονικής εξέλιξης η βραχόμαζα εμφανίζεται μαζώδης-συνεχήςσυμπαγής με λανθάνουσες μόνο διεπιφάνειες.
Ασθενείς και Σύνθετες βραχόμαζες Μολάσσας – Σύνθετη βραχόμαζα » Εναλλαγές ικανών - καλής γενικά αντοχής- τραπεζών (στρωμάτων) ψαμμίτη ή/και κροκαλοπαγούς και μη ικανών μέτριας ή μικρής γενικά αντοχής - στρωμάτων ιλυολίθου ή αργιλολίθου » Αλλαγή δομής προς το βάθος (ετερογένεια και στρωσιγένεια στην επιφάνεια, ομοιογένεια και συνεχής δομή στο βάθος)
– Ασθενής βραχόμαζα » Παρουσία ιλυολιθικών-αργιλικών πετρωμάτων » Πτωχή - ασθενής διαγένεση σε ορισμένες περιπτώσεις » Αποσάθρωση των ιλυολιθικών - αργιλικών μελών από το φαινόμενο της σχάσης στην επιφάνεια » Η επίδραση του νερού είναι επιβαρυντική για τα ιλυολιθικά αργιλικά μέλη και τις ασυνέχειές τους
Ασθενείς και Σύνθετες βραχόμαζες Μολάσσας
Ασθενείς και Σύνθετες βραχόμαζες Μολάσσας
Διαφορά δομής επιφάνειας-βάθους στις Μολάσσες Αλλαγή δομής Μολάσσας (¨σχάση και κατάρρευση¨) μετά από έκθεση ψαμμιτών-ιλυολίθων στην επιφάνεια.
Δείγμα Μολάσσας Αμέσως μετά τη διάτρηση
Το ίδιο δείγμα μετά από λίγους μήνες, έχοντας¨καταρρεύσει¨
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας Μολάσσας
ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΗΜΑΣΙΑ ΔΙΑΚΛΑΣΕΩΝ - ΡΩΓΜΩΝ
•
Εσωτερική γεωμετρία ( διακλάσεις - ρωγμές) +επίπεδα στρώσεων + σχιστότητα => δομικές ασυνέχειες
• Αλλαγή (μείωση) της ποιότητας του πετρώματος ως προς την αντοχή και περατότητα • Βοηθούν την αποσάθρωση - διάβρωση του πετρώματος • Καθορίζουν (μαζί με την αντοχή) την εκσκαψιμότητα του πετρώματος
11
ΣΤΡΩΣΗ 2
3
ΡΩΓΜΕΣ
ΨΑΜΜΙΤΕΣ
ΣΤΡΩΣΗ ΡΩΓΜΕΣ
ΙΛΥΟΛΙΘΟΙ
• Στις σήραγγες ελέγχουν την ευστάθεια του βράχου στην οροφή και στα τοιχώματα
• Στα βραχώδη πρανή ελέγχουν την ευστάθεια του πρανούς και τη μορφή της κατολίσθησης • Στη θέση του φράγματος ελέγχουν τη στεγανότητα, όπως και την αντοχή του πετρώματος θεμελίωσης
ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΗΜΑΣΙΑ ΔΙΑΚΛΑΣΕΩΝ - ΡΩΓΜΩΝ
ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΗΜΑΣΙΑ ΔΙΑΚΛΑΣΕΩΝ - ΡΩΓΜΩΝ
ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΗΜΑΣΙΑ ΡΗΓΜΑΤΩΝ • Αλλαγή
θέσης στρωμάτων - διακοπή της συνέχειάς τους => Διαμορφώνουν την τελική γεωμετρία των στρωμάτων
• Μείωση συνοχής πετρώματος στη ζώνη του ρήγματος, λόγω κερματισμού • Συχνά, χαλάρωση του πετρώματος στη ζώνη ρηγμάτωσης με αύξηση της περατότητας • Παρουσία υλικού πληρώσεως, συχνά συμπιεστού (ενίοτε αδιαπέρατου) • Κινητικότητα ορισμένων ρηγμάτων (ενεργών) σε ασταθείς σεισμικά ζώνες
ΡΗΓΜΑ ΡΗΓΜΑ
ΣΕΙΣΜΙΚΟ ΡΗΓΜΑ ΣΧΟΙΝΟΣ, 1981
ΕΝΕΡΓΟ ΡΗΓΜΑ ΑΤΑΛΑΝΤΗΣ
ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΗΜΑΣΙΑ ΠΤΥΧΩΝ • Αλλάζουν τη γεωμετρία των στρωμάτων ανάλογα με τη μορφή των πτυχών (επαναλήψεις, αναστροφές κ.λ.π.) • Θραύσεις πετρωμάτων στις κορυφές (στα ψαθυρά πετρώματα) • Διατμήσεις επί των επιφανειών στρώσεων αν παρεμβάλλονται ασθενέστερα υλικά (π.χ. ιλυόλιθος, αργ. σχιστόλιθος) • «Βοηθάει στην μη εκδήλωση μεγάλων δομικών (επίπεδων) ολισθήσεων καθώς «κλειδώνει» τη δομή.
ΑΝΤΙΚΛΙΝΟ
ΠΟΛΥΠΤΥΧΩΜΕΝΟΣ ΓΝΕΥΣΙΟΣ
ΣΥΓΚΛΙΝΟ
ΠΤΥΧΩΜΕΝΟΣ ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΟΣ, ΠΙΝΔΟΣ
3. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά Πυριγενών πετρωμάτων
Α. Χαρακτηριστικά πυριγενών πετρωμάτων (ξεχωριστά)
•ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ
ΠΛΟΥΤΩΝΙΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ
1. Γρανίτης
• Υψηλές αντοχές • Μεγάλο μέτρο παραμορφωσιμότητας • Περιπτώσεις αποσαθρωμένου πετρώματος (γεωμετρία αποσαθρωμένου μανδύα • Υδροθερμική αλλοίωση
ΕΞΕΛΙΞΗ ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗΣ ΓΡΑΝΙΤΗ
ΖΩΝΕΣ ΑΠΟΣΑΘΡΩΣΗΣ ΓΡΑΝΙΤΗ Θεμελιώσεις - Εκσκαφή
ΖΩΝΗ Ι: Πολύ καλό για θεμελιώσεις (προσοχή μόνο στις ρωγμές). Αν περιέχει μαρμαρυγία προβληματικό για δομικούς λίθους. Αν περιέχει FeS2 ακατάλληλο για αδρανή σκυροδέματος. ΖΩΝΗ ΙΙ: Εκσκαφή με εκρηκτικά. Κατάλληλο για θεμελιώσεις μικρών φραγμάτων με σκυρόδεμα. Η σταθερότητα στα πρανή εξαρτάται από τον προσανατολισμό των ρωγμών (διακλάσεων)
ΖΩΝΗ ΙΙΙ-ΙV: Εκσκαφή χωρίς εκρηκτικά. Ακατάλληλο για βαριές κατασκευές. Κατάλληλο για χωμάτινα φράγματα. Ασταθές για απότομα και ψηλά πρανή. ΖΩΝΗ V: Προσομοιάζει με έδαφος. Ακατάλληλο για σοβαρές θεμελιώσεις. Στα πρανή ανάγκη προστασίας από διάβρωση.
Μητροπολιτικός Σιδηρόδρομος του ΠΟΡΤΟ
Μητροπολιτικός Σιδηρόδρομος του ΠΟΡΤΟ Κανόνες και επικρατούσες συνθήκες • περιβάλλον γρανιτικών πετρωμάτων • ακανόνιστη γεωμετρία μεταξύ αποσαθρωμένων και υγιών βραχομαζών
Μητροπολιτικός Σιδηρόδρομος του ΠΟΡΤΟ
Αποσαθρωμένος γρανίτης
Υγιής γρανίτης
Αποσάθρωση πυριγενών πετρωμάτων
Αποσάθρωση πυριγενών πετρωμάτων Μητροπολιτικός Σιδηρόδρομος του ΠΟΡΤΟ
Χαρακτήρες αποσαθρωμένων πυριγενών πετρωμάτων R. Fell et al. 1992
Αποσάθρωση σε βάθος στο Faculdade de Ciências, Porto Begonha and Braga, 2002
Μητροπολιτικός Σιδηρόδρομος του ΠΟΡΤΟ
Γεωλογικό Προσομοίωμα
Προβλεπόμενες γεωλογικές συνθήκες στο σταθμό Heroismo, από Transmetro
Μητροπολιτικός Σιδηρόδρομος του ΠΟΡΤΟ
Κατάρρευση στην αρχή του έργου. Διάβρωση αποσαθρωμένου γρανίτη μέσω των ασυνεχειών του υγειούς γρανίτη προς το ΤΒΜ που δούλευε με ανοικτό τρόπο λειτουργίας. Λόγω των ακανόνιστων και αιφνίδιων αλλαγών στην ποιότητα του γρανίτη η λειτουργία του ΕΡΒ μετά το ατύχημα ήταν συνεχώς κλειστού τπου
Μητροπολιτικός Σιδηρόδρομος του ΠΟΡΤΟ
ΤΟ EPB (Μετροπόντικας) ΤΟΥ ΠΟΡΤΟ
ΤΟ EPB (Μετροπόντικας)
Μητροπολιτικός Σιδηρόδρομος του ΠΟΡΤΟ Εκσκαφή κάτω από παλαιά κτίρια με κάλυμμα 2,5-4μ χαλαρού εδάφους. Η ευστάθεια επετεύχθη από το σύστημα πίεσης του EPB
Ξετρύπημα 21 Οκτ. 2002
ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ ΒΑΣΙΚΩΝ – ΥΠΕΡΒΑΣΙΚΩΝ ΠΛΟΥΤΩΝΙΤΩΝ
2. Γάββροι και περιδοτίτες με τις παραλλαγές τους (οφιόλιθοι)
Γάββρος
Περιδοτίτης
Γεωλογικό Πρότυπο Οφιολιθικού Συμπλέγματος •
•
•
Ο όρος αποδόθηκε αρχικώς σε μία συνέχεια φεμικών (βασικών) και υπερφεμικών (υπερβασικών) πετρωμάτων, σχετικώς σερπεντινιωμένων ή μεταμορφωμένων, τα οποία απαντούν στις Αλπικές οροσειρές. Μέχρι πρόσφατα, θεωρούνταν υπόγειες ηφαιστειακές εκχύσεις μέσα στις οποίες έλαβαν χώρα μαγματικές διαφοροποιήσεις Αν και κάτι τέτοιο μπορεί να συμβαίνει και σε άλλες περιοχές, οι οφιόλιθοι πλέον θεωρούνται τμήματα του ωκεάνιου φλοιού, τα οποία δημιουργήθηκαν σε μία ωκεάνια ράχη και στον ανώτερο μανδύα ενός αρχαίου ωκεανού και τα οποία στην συνέχεια επωθήθηκαν στον ηπειρωτικό φλοιό κατά τη διάρκεια της ορογένεσης
Προσαρμοσμένο από Jones et al, 1991, και PePiper and Piper, 2002
Γεωλογικό Πρότυπο Οφιολιθικού Συμπλέγματος •
•
•
•
Το οφιολιθικό σύμπλεγμα χαρακτηρίζεται από υποκείμενα περιδοτικά πετρώματα, καλυμμένα από γαββρικά πετρώματα, τα οποία με τη σειρά τους καλύπτονται από βασάλτες ή σπηλίτες. Αυτή η γεωμετρία διαταράσσεται σημαντικά, καθώς τα οφιολιθικάσυμπλέγματα εμφανίζονται κατά κύριο λόγο σε τεκτονικές ζώνες με επαλληλία πολλαπλών επωθήσεων. Ο μεταμορφισμός, που επίσης συμμετέχει στη διαδικασία, αλλάζει την αρχική φύση των υλικών. Ο υψηλός βαθμός σερπεντινίωσης και οι έντονες διατμητικές κινήσεις συχνά δυσχεραίνουν την αναγνώριση της αρχικής σύστασης
(από τους Foucault και Raoult 1995 με απλοποιημένες περιγραφές).
Γεωλογικό Πρότυπο Οφιολιθικού Συμπλέγματος Γεωλογικό διάγραμμα στο Όρος Όρθρυς, της κεντρικής Ελλάδας, με οφιόλιθους (P-S) σε τεκτονική σχέση με ιζηματογενείς σειρές πετρωμάτων (ασβεστόλιθους και πυριτοσιδηρούχους σχιστόλιθους) Οι περισσότεροι από τους δεκάδων οφιολίθους ανήκουν στον Αλπικό κύκλο (από Γ. Μαρίνο, 1974). Κλίμακα μέτρων.
Γεωλογικά προσομοιώματα ανά τον κόσμο
(η ηλικία τους κυμαίνεται από 180 έως 60 εκατομμύρια χρόνια) αλλά είναι γνωστοί και παλαιότεροι σχηματισμοί (π.χ. στα Απαλάχια Όρη – Παλαιοζωικός αιώνας, ή στο Μαρόκο - Προκάμβριο) (Debelmas and Mascle 1997). Παράδειγμα αποτελούν τα τεκτονικά μείγματα των οφιολιθικών πετρωμάτων μεμεταηφαιστίτες και σχιστοκερατόλιθους στην περιοχή της Ηπείρου στην Βόρεια Ελλάδα.Τα Σχήματα σχηματοποιούν το γενικό γεωλογικό μοντέλο των οφιολιθικών σχηματισμών σε πολλές οροσειρές του κόσμου, όπου υπάρχουν πετρογραφικές και τεκτονικές πολυπλοκότητες.
Σχηματική τομή καλυμμάτων (επωθήσεων) στις κεντρικές Άλπεις. Καλύμματα Μεσοζωικών οφιολίθων σε μαύρο χρώμα (λεπτομέρειες στον Pollino et al., 1990 και Mercier και Vergely, 1999)
Τεχνική συμπεριφορά Περιδοτίτες και Γάββροι • Όταν υγιείς • Υψηλές αντοχές, Ε • Ρωγμές (ανάλογα της γεωλογικής ιστορίας, ανάγλυφο) • Τοπικές εκλεκτικές ζώνες περατότητας με τοπκές υδροφορίες με ανομοιογένεια (στις ρωγματωμένες ζώνες)
• Όταν αποσαθρωμένοι • Επίφοβα! Σερπεντινίωση συνήθως με ανώμαλη γεωμετρία. Συνέχεια σε βάθος.
Βραχόμαζες οφιολιθικού συμπλέγματος – Σύνθετη βραχόμαζα » Η σερπεντινίωση (ολιβίνη σε σερπεντίνη) της βραχόμαζας με τους διαφόρους τρόπους γένεσης αλλά και ανάπτυξής της είναι ακανόνιστη και δημιουργεί μεγάλη συνθετότητα στην οριοθέτηση συγκεκριμένων ζωνών περιδοτίτη, σερπεντινιωμένου περιδοτίτη, σερπεντινίτη και σχιστοποιημένου σερπεντινίτη. » Υπάρχουν τεκτονικές εναλλαγές με άλλα γεωυλικά όπως οι σχιστοκερατόλιθοι
– Ασθενής βραχόμαζα » Σερπεντινίωση / Φυλλοποίηση / Αργιλοποίηση » Τεκτονική καταπόνηση Κερματισμός - σχιστοποίηση - διάτμηση Αργιλοποίηση ζωνών
Ασθενείς και Σύνθετες βραχόμαζες οφιολιθικού συμπλέγματος
Ασθενείς και Σύνθετες βραχόμαζες οφιολιθικού συμπλέγματος
Ασθενείς και Σύνθετες βραχόμαζες οφιολιθικού συμπλέγματος
Ασθενείς και Σύνθετες βραχόμαζες οφιολιθικού συμπλέγματος
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας οφιολιθικού συμπλέγματος Οι βασικοί τύποι του οφιολιθικού συμπλέγματος είναι: I. II. III. IV. V.
Μη σερπεντινιωμένος οφιόλιθος (περιδοτίτης – γάββρος) Σερπεντινιωμένος περιδοτίτης – γάββρος Έντονα σερπεντινιωμένος περιδοτίτης ή σερπεντινίτης με πιθανές ζώνες φυλλοποιημένου σερπεντινίτη Φυλλοποιημένος σερπεντινίτης (διατμημένοι σερπεντινίτες, και χαοτικές μάζες σε οφιολιθικά τεκτονικά μίγματα) Οφιολιθικό σύμπλεγμα με σχιστοκερατόλιθους
Τεχνικογεωλογικό Πρότυπο Τύποι οφιολιθικής βραχόμαζας
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας οφιολιθικού συμπλέγματος
Περιδοτίτες - Τύπος I : • Η βραχόμαζα μπορεί να είναι σχεδόν συμπαγής με λίγες μόνο ασυνέχειες σε αραιά διαστήματα, ακόμα και κοντά στην επιφάνεια σε τεκτονικά ήρεμες περιοχές ή σε ζώνες «τεκτονικής σκιάς». • Η κατάσταση των διακλάσεων είναι τραχείες με καλή έως πολύ καλή ποιότητα. • Οι υψηλές τιμές του δείκτη GSI μπορούν να αποδοθούν σε αυτό το είδος περιδοτικής μάζας (GSI μεγαλύτερος του 65).
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας οφιολιθικού συμπλέγματος
Περιδοτίτες - Τύπος I :
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας οφιολιθικού συμπλέγματος
Σερπεντινιωμένοι Περιδοτίτες - Τύπος IΙ • Η σερπεντινίωση, μπορεί να εμφανίζεται στην επιφάνεια ασυνεχειών. Σε τέτοιες περιπτώσεις, οι αρχική τραχεία κατάσταση των διακλάσεων μειώνεται δραματικά σε πτωχή ή πολύ πτωχή, με επιστρώσεις λείων και ολισθηρών υλικών, όπως ο σερπεντινίτης ή ακόμα και ο τάλκης.
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας οφιολιθικού συμπλέγματος
Σερπεντινιωμένοι Περιδοτίτες - Τύπος IΙ
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας οφιολιθικού συμπλέγματος
Τύπος IΙ
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας οφιολιθικού συμπλέγματος Τύπος IΙΙ • Όταν η σερπεντινίωση οφείλεται σε αποσάθρωση που έχει επηρεάσει το σύνολο της βραχόμαζας υπάρχει εκτεταμένος θρυμματισμός της δομής της βραχόμαζας. • Εάν η διαδικασία της σερπεντινίωσης οφείλεται σε αυτομεταμορφισμό ή/και σχετίζεται με τεκτονική ώθηση, η βραχομάζα είναι πτωχή, με σχιστώδη, διαταραγμένη δομή (GSI στο 30 ή και σε χαμηλότερες τιμές)
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας οφιολιθικού συμπλέγματος
Τύπος IΙΙ
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας οφιολιθικού συμπλέγματος
Τύπος IΙΙ
Συμπαγής σερπεντινίτης
Σχιστοποιημένος σερπεντινίτης
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας οφιολιθικού συμπλέγματος Διατμημένοι-Φυλλώδεις Σερπεντινίτες Τύπος IV: • Έλλειψη τεμαχώδους δομής, η οποία επιτρέπει στο πέτρωμα να θρυμματιστεί σε ολισθηρά φυλλώδη κομμάτια και μικρές φολίδες μεγέθους εκατοστών ή χιλιοστών. • Οι τιμές του δείκτη GSI μπορεί να πέσουν κάτω από το 20.
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας οφιολιθικού συμπλέγματος Διατμημένοι-Φυλλώδεις Σερπεντινίτες Τύπος IV:
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας οφιολιθικού συμπλέγματος
Τύπος IV
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας οφιολιθικού συμπλέγματος
•
•
•
Οφιολιθικό σύμπλεγμα με σχιστοκερατόλιθους – Τύπος V: Συχνά εμφανίζουν έντονη καταπόνηση (σχιστοποίηση). Η δομή αν και είναι σχιστώδης εμφανίζεται αρκετά συνεκτική λόγω της καλής συναρμογής των οφιολιθικών τεμαχών με τους σχιστοκερατόλιθους. Ανάλογα πόσο επικρατεί η διατμημένη μάζα έναντι των κερματισμένων τεμαχών τόσο των οφιολίθων αλλά και των σχιστοποιημένων μεταηφαιστιτών η δομή είναι από έντονα διαταραγμένηαποδιοργανωμένη έως φυλλώδη. Οι τιμές του δείκτη GSI μπορεί να κυμανθεί από το 20 έως 35 .
Διακριτοποίηση τύπων βραχόμαζας οφιολιθικού συμπλέγματος Οφιολιθικό σύμπλεγμα με σχιστοκερατόλιθους – Τύπος V:
Οφιολιθικό σύμπλεγμα με σχιστοκερατόλιθους – Τύπος V:
GSI =80±5
GSI =35±5
GSI =15-20
GSI =80±5
GSI =35±5
GSI =15-20
ΑΣΤΟΧΙΑ ΣΤΟΜΙΟΥ ΣΗΡΑΓΓΑΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΟΥ ΠΑΤΡΑΣ
ΑΣΤΟΧΙΑ ΣΗΡΑΓΓΑΣ ΜΑΛΑΚΑΣΙ Γ
Εμπειρία από διάνοιξη σε οφιολιθικούς σχηματισμούς – Τύποι: ΙΙΙ και ΙV Εμπειρίες από διάνοιξη σηράγγων σε οφιολιθικό περιβάλλον
Η γεωλογική ιδιαιτερότητα της ευρύτερης περιοχής της σήραγγας έγκειται στη μεταβολή της ποιότητας των γεωυλικών από την παρουσία μαζί με τους υγιείς περιδοτιτες και σερπεντινιωμένων περιδοτιτών καθώς και των σχιστοποιημένων - εξαλλοιωμένων περιδοτιτών και γάββρων στο βάθος της σήραγγας.
Τύπος ΙΙ-IV
Διέλευση περιοχής αστοχίας με διπλή ομπρέλλα προπορείας
Κατάπτωση τύπου καμινάδας σε έντονα σερπεντινιωμένο και αποσαθρωμένο οφιόλιθο
Εγνατία Οδός, Σήραγγα Παναγιάς
ΦΡΑΓΜΑ ΠΗΓΩΝ ΑΩΟΥ Τεχνικά χαρακτηριστικά
ΦΡΑΓΜΑ ΘΗΣΑΥΡΟΥ Τεχνικά χαρακτηριστικά
3. ΗΦΑΙΣΤΙΤΕΣ 3. ΡΥΟΛΙΘΟΙ, ΔΑΚΙΤΕΣ, ΑΝΔΕΣΙΤΕΣ, ΒΑΣΑΛΤΕΣ
ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΗΦΑΙΣΤΙΤΩΝ • Υψηλές αντοχές • Ρωγμές: δημιουργούν ζώνες υψηλότερης περατότητας • Όταν εναλλάσσονται με υλικά χαμηλών αντοχών ή διαβρώσιμα.....δημιουργούν ένα ασταθές σύνολο. Διαφορικές καθιζήσεις/ εισροές νερού σε σήραγγες, τοπικές ζώνες με απαιτήσεις υποστήριξης (καταπτώσεις τύπου καμινάδας), υποσκαφές στα πρανή. • Τόφφοι: Ηφαιστειακό σύναγμα συμπαγών και χαλαρών υλικών • Δημιουργία μοντμοριλλονίτη από αποσάθρωση
2. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά Πυριγενών πετρωμάτων
Γεωλογικές καταστάσεις στα ηφαιστειακά υλικά που αντιμετωπίζουν τα τεχνικά έργα – Γενικά.
Waltham, 2000, τροποποιημένο από Β. Μαρί
Waltham, 2000, τροποποιημένο από Β. Μαρίνο
Γεωλογικές καταστάσεις στα ηφαιστειακά υλικά που αντιμετωπίζουν τα τεχνικά έργα – Γενικά. • Τα φαινόμενα ηφαιστειακών εκρήξεων συνδέονται με – Εκροές λάβας – Εκρήξεις – Πτώση τέφρας – Ροή καυτής τέφρας – Λασποροές – Κύματα καυτών αερίων και τέφρας – Μεγάλες ρωγματώσεις – Σεισμούς – Πλημμυρικά φαινόμενα
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων • Η ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων εξαρτάται: – Από τις συνθήκες δημιουργίας-γένεσής τους – Από τα ορυκτολογικά συστατικά – Από την εξέλιξή τους μέχρι την στιγμή της αξιολόγησής τους (αποσάθρωση, κινηματική τους εξέλιξη-ροές και κατολισθήσεις) – Από την τεκτονική τους καταπόνηση
Τεχνικογεωλογικό μοντέλο ηφαιστειακών πετρωμάτων • Η γεω-έρευνα πρέπει να είναι προσανατολισμένη ώστε να διερευνήσει τη θέση και τη φύση των διαφορετικών υλικών αλλά και να οριοθετήσει τις ζώνες χαμηλής αντοχής και μεγάλης περατότητας. • Η στρωματογραφία-δομή των διάφορων ηφαιστειακών σχηματισμών μπορεί να είναι ιδιόμορφη καθώς τα όρια των σχηματισμών είναι ακανόνιστα και οι ενότητες μπορεί να λεπτύνονται έως και να χάνονται. Καθοδηγητικοί ορίζοντες (τέφρα, τόφοι, ρεύματα λάβας) βοηθούν στην καλύτερη αντίληψη του μοντέλου της περιοχής.
Τεχνικογεωλογικό μοντέλο ηφαιστειακών πετρωμάτων • Τα ηφαιστειακά πετρώματα είναι γενικά ανομοιογενή και σύνθετα. Μέσα στον ίδιο σχηματισμό μπορεί να εμφανιστεί λάβα, τέφρα, ιγκνιμβρίτες, λασποροές αλλά και ιζηματογενή κλαστικά υλικά. • Οι επαφές των ηφαιστειακών μορφών με το υπόβαθρο είναι ακανόνιστες ενώ μαλακά εδάφη ή αποσαθρωμένα υλικά μπορεί να έχουν καλυφθεί από αυτές. • Οι ασυνέχειες στις λάβες είναι γενικά κατακόρυφες και κάθετες στη ροή της (μορφή τούβλων). • Το ανώτερο στρώμα των λαβών μπορεί να είναι ανομοιόμορφα σπασμένο, δημιουργώντας κυψέλες και αμυγδαλοειδείς δομές.
Τεχνικογεωλογικό μοντέλο ηφαιστειακών πετρωμάτων • Η χαμηλή διατμητική αντοχή και συμπιεστότητα χαλαρών πυροκλαστικών υλικών και τεφρών δημιουργούν προβληματικές συνθήκες θεμελίωσης σημαντικών κατασκευών. • Η κιονοειδής δομή των ασυνεχειών στις λάβες δημιουργούν συνθήκες βαθιάς υδροφορίας. • Η διογκωσιμότητα αποσαθρωμένων ηφαιστειακών υλικών (αργιλικά ορυκτά) μπορεί να βλάψουν ελαφρές θεμελιώσεις. • Δειγματοληπτικές Γεωτρήσεις, χαρτογράφηση, επιτόπου και εργαστηριακές δοκιμές με τη βοήθεια γεωφυσικών μεθόδων δύναται να εκτιμήσουν τα γεωτεχνικά χαρακτηριστικά των σχηματισμών της περιοχής.
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων • Ποιότητα ηφαιστειακών σχηματισμών Ι. Ασυνέχειες σε σκληρά ηφαιστειακά πετρώματα • Ασυνέχειες λόγω ψύξης του μάγματος • Ασυνέχειες – διατμήσεις λόγω της ροής και πήξης του μάγματος • Ενδεχόμενες ασυνέχειες λόγω τεκτονικής δράσης • Σε λάβες pahoehoe η βραχόμαζα μπορεί να είναι ομοιογενής και συμπαγής αλλά μπορεί να περιέχουν στη μάζα τους σημαντικά κενά (open tubes) (μεγέθους ακόμα και αρκετών m σε διάμετρο)
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων • Ασυνέχειες ηφαιστειακών σχηματισμών (κυρίως στις λάβες)
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων • Ασυνέχειες ηφαιστειακών σχηματισμών (κυρίως στις λάβες) Διατμήσεις κατά μήκος της ροής.
Κερματισμός του υποβάθρου της ροής
Waltham, 2000 Τρόχμαλοι – τεμάχη λόγω κερματισμού από την πρόοδο της λάβας
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων • Ασυνέχειες ηφαιστειακών σχηματισμών (κυρίως στις λάβες)
Στυλοειδής δομή ασυνεχειών (εξάγωνες μορφές)
Ασυνέχειες λόγω ψύξης και ροή τους μάγματος
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων • Ασυνέχειες ηφαιστειακών σχηματισμών (κυρίως στις λάβες)
Waltham, 2000 Κενά μέσα σε λάβες μετά την κρυστάλλωσή τους. Αν συναντηθούν κοντά στην επιφάνεια αποτελούν σημαντικό κίνδυνο για τις θεμελιώσεις αν η φυσική γέφυρα πάνω από τα κενά δεν είναι συμπαγής (π.χ. δεν είναι βασάλτης).
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων • Ασυνέχειες ηφαιστειακών σχηματισμών (κυρίως στις λάβες)
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων • Ασυνέχειες ηφαιστειακών σχηματισμών (κυρίως στις λάβες)
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων • Ασυνέχειες ηφαιστειακών σχηματισμών (κυρίως στις λάβες)
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων • Προσοχή: Πολλές φορές οι ασυνέχειες των ηφαιστειακών σχηματισμών είναι αρκετά ανοικτές (έως και 50-70cm) λόγω της απότομης ψύξης τους.
• Τούτο έχει ως αποτέλεσμα την μείωση της συνολικής τους αντοχής ως βραχόμαζα ενώ ευνοείτε σημαντικά η αποσάθρωση σε βάθος του γεωυλικού. Η εύκολη πρόσβαση του νερού στις ασυνέχειες πιέζει τα τοιχώματα και αυτές ανοίγουν περαιτέρω.
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων ΙΙ. Χαρακτηριστικά αποσάθρωσης – Γενικά τα σκληρά άρρηκτα πετρώματα είναι δύσκολο να αποσαθρωθούν καθώς έχουν εξαιρετικούς δεσμούς μεταξύ των κρυστάλλων τους και το νερό δεν διεισδύει μέσα σε αυτή τη δομή. – Από την άλλη, μία τέτοια βραχόμαζα στο σύνολό της μπορεί να αποσαθρώνεται λόγω των ασυνεχειών της. Το νερό εισχωρεί μέσα στις ασυνέχειες, τις διευρύνει και χαλαρώνει τη βραχόμαζα. – Οι λάβες μπορεί να περιλαμβάνουν ορυκτά τα οποία εξαλλοιώνονται με τον χρόνο και σχηματίζονται αργιλικά ορυκτά (π.χ. μοντμοριλονίτης, σμεκτίτης). Αντίθετα, όταν παράγεται καολίνης, αυτός είναι πιο φιλικός στα τεχνικά έργα. – Ακανόνιστη γεωμετρία μεταξύ αποσαθρωμένων και υγιών βραχομαζών
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων ΙΙ. Αποσάθρωση – Η ηφαιστειακή τέφρα και τόφφοι είναι ευαίσθητοι στη δράση του αέρα και του νερού. – Οι ασυνέχειες στα υλικά αυτά, πολλές φορές ανοικτές (ακόμα και κλίμακας μέτρων),ενισχύουν το φαινόμενο αυτό. – Σε παράκτιες περιοχές η δράση των κυμάτων υποσκάπτει τα πρανή και απαντάται βαθμιαία πτώση βραχοτεμαχών.
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων
Διεύρυνση ρωγματώσεων από τον μηχανισμό αποσάθρωσης - διάβρωση
Διάβρωση σε παράκτιες θέσεις και υποσκαφή
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων • Πυροκλαστικά υλικά: Θραύσματα βραχωδών τεμαχών συνοδεύονται από τέφρα (με μέγεθος κόκκων άμμου και ιλύος) και λάπιλλοι (μέγεθος χαλικιού) – Ανάλογα με την σύνδεση των λεπτόκοκκων και χονδρόκοκκων αυτών υλικών προκύπτει η συνοχή τους (συγκόλληση) και η γωνία τριβής τους (αλληλοκλείδωμα των κόκκων μεταξύ τους), άρα και η αντοχή τους. – Η αντοχή τους και η συμπεριφορά τους μπορεί να είναι ακραία: από πολύ συνεκτικά έως πολύ χαλαρά. – Τα πυροκλαστικά υλικά μπορεί να λιθοποιούνται με τον χρόνο.
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων • Πυροκλαστικά υλικά
Εδώ γενικά το αλληλοκλείδωμα μπορεί να είναι αρκετά καλό και να παρουσιάζουν ικανοποιητική γωνία τριβής (βλέπε πως στέκονται κατακόρυφα τα πρανή) ενώ η συνοχή μπορεί να είναι γενικά φτωχή έως μέτρια (πρόσφατα υλικά).
Ποιότητα ηφαιστειακών πετρωμάτων • Χαρακτηριστικό γνώρισμα της Θηραϊκής Γής (περίπτωση Σαντορίνης) είναι η ψεύδο-συνοχή που παρουσιάζει. – Τούτο φαίνεται από την ευστάθεια στοών για δεκάδες χρόνια χωρίς καμία υποστήριξη αλλά και από την ευστάθεια πρανών με μεγάλες κλίσεις.
Ηφαιστειακά πετρώματα και τεχνικά έργα • Τα πυροκλαστικά υλικά καθώς πέφτουν, μετά από απώλεια της ενέργειά τους, «θάβουν» ρέματα ακόμα και λίμνες. • Συνέπειες: – Πλημμυρικά φαινόμενα – Αλλαγή του περιβάλλοντος – Θαμμένες κοίτες
Ηφαιστειακά πετρώματα και τεχνικά έργα – Θαμμένες κοίτες: Μεγάλες διαφυγές από λεκάνες – ταμιευτήρες φραγμάτων μέσω θαμμένων κοιτών έξω από τη λεκάνη (η τωρινή κοίτη που κατασκευάζεται το φράγμα μπορεί να έχει πλέον άλλη διαδρομή).
Ηφαιστειακά πετρώματα και τεχνικά έργα – Θαμμένες κοίτες
– Θαμμένες κοίτες
Θαμμένη κοίτη ποταμού λόγω ηφαιστειακής έκρηξης στο παρελθόν
Νέο ποτάμι
– Επιλογή θέσης φράγματος κατά μήκος ποταμού σε περιοχές θαμμένων κοιτών (Equador, στοιχεία Geodata Greece).
Ηφαιστειακά πετρώματα και τεχνικά έργα – Θαμμένες κοίτες
– Επιλογή θέσης φράγματος κατά μήκος ποταμού σε περιοχές θαμμένων κοιτών (Geodata Greece) λόγω ηφαιστειακής έκρηξης.
Ηφαιστειακά πετρώματα και τεχνικά έργα • Ηφαιστειακές λασποροές (Volcanic Mudflows) – Είναι ένας τύπος κατολίσθησης που προκαλείται από την ρευστοποίηση λόγω υπερκορεσμού των χαλαρών ηφαιστειακών υλικών (παρουσία αργιλικών ορυκτών από την αποσάθρωση ή χαλαρά πυροκλαστικά υλικά) και την εξασθένιση των όποιων δεσμών του πυροκλαστικού υλικού (από βροχές, λιώσιμο πάγων κλπ.). – Μεγάλη ταχύτητα λασποροής που μετακινεί ηφαιστειακά τεμάχη και εδαφικά προϊόντα (ακόμα και 50 Km/h) – Απόσταση της λασποροής πολλές εκατοντάδες 300m. – Κατά την εκτίναξη ή και αρκετά μετά αν οι σχηματισμοί αυτοί απαντώνται σε απότομες πλαγιές.
Ηφαιστειακά πετρώματα και τεχνικά έργα • Ηφαιστειακές λασποροές (Volcanic Mudflows)
Sarno, Ν.Ιταλία, 1998
Ηφαιστειακά πετρώματα και τεχνικά έργα • Ηφαιστειακές λασποροές (Volcanic Mudflows)
Sarno, Ν.Ιταλία, 1998
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Ευστάθεια πρανών – ομοιογενούς υλικού (π.χ. τόφφου, εδώ παράδειγμα Σαντορίνης) – Η ικανοποιητική αντοχή της ηφαιστειακής τέφρας είναι εμφανής από τα απότομα (έως και κατακόρυφα) και υψηλά πρανή (έως 30m). – Για να ευσταθεί ένα τέτοιο υλικό σε κατακόρυφο πρανές, ύψους 30m, έναντι περιστροφικής ολίσθησης, θα πρέπει η διατμητική του αντοχή να είναι περί τα 100 KPa.
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Ευστάθεια υποσκαφές
πρανών
-
– Ο κυρίαρχος μηχανισμός αστοχίας αφορά την διαφορική διάβρωση κατά μήκος του πρανούς και την, κατά συνέπεια, υποσκαφή υπερκείμενων σχηματισμών και μετέπειτα πτώση τους. – Συνήθως κατά μήκος του πρανούς εναλλάσσονται σκληρά (π.χ. ανδεσιτικά ή βασαλτικά) και μαλακά (πυροκλαστικά) στρώματα.
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Ευστάθεια πρανών (ρόλος νερού) Το νερό κατεισδύει μέσα στις ασυνέχειες των σκληρών πετρωμάτων αλλά δεν μπορεί να διατρέξει στη συνέχεια τα αδιαπέρατα υποκείμενα πυροκλαστικά υλικά με αποτέλεσμα να «λιπαίνει» την επαφή αλλά και να ασκεί πιέσεις άνωσης.
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Ευστάθεια πρανών – κερματισμός σκληρής λάβας – Σε λάβες με πυκνό σύστημα ασυνεχειών, δημιουργούνται πολλά τεμάχη τα οποία κατά μήκος του πρανούς είναι επισφαλή. Αγκυρώσεις, εκτοξευμένο σκυρόδεμα, ξεσκαρτάρισμα των υπό-πτώση τεμαχών και φράκτης εξασφαλίζουν την ευστάθεια του πρανούς.
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Υπόγειες εκσκαφές – ανοίγματα (Γενικά) – Θέματα σημαντικών εισροών σε περιπτώσεις σκληρών ηφαιστειακών πετρωμάτων (δευτερογενές πορώδες λόγω των ασυνεχειών παραπάνω από άλλα σκληρά πετρώματα). – Μεγάλη σκληρότητα ανδεσιτών ή βασαλτών η οποία αντιμετωπίζεται με μεγάλες δυσκολίες κατά την εκσκαφή. – Προβλήματα σφηνοειδών καταπτώσεων λόγω των ασυνεχειών στα σκληρά πετρώματα. – Αντίθετα τα χαλαρά πυροκλαστικά υλικά που δεν έχουν συνοχή, μόλις εκσκάπτονται καταρρέουν.
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Υπόγειες εκσκαφές – στοές (Θήρα) –Η ηφαιστειακή τέφρα εκσκάπτεται με απλά μηχανικά μέσα. – Χρησιμοποιείται ως χώρος κατοικίας, αποθήκευσης, καταφύγιο αλλά και τροφοδοσία νερού. – Οι στοές έχουν τη μοναδική ικανότητα να ευσταθούν από μόνες τους μέχρι κάποιο διάστημα (σε λίγες περιπτώσεις ακόμα και για αιώνες).
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Υπόγειες εκσκαφές – στοές – Η ψευδο-συνοχή αυτή οφείλεται στην υγροσκοπική συγκόλληση των κόκκων λόγω της υγρασίας που απαντάται στην περιοχή της Σαντορίνης. – Το νερό βοηθάει στην «κροκίδωση» των κόκκων μεταξύ τους και τα ψεύδο- συγκολλά (παράδειγμα αποτελεί το αλάτι για το φαγητό όπου προσθέτουμε κόκκους ρύζι για να προσκολλά την υγρασία και να μην κροκιδώνεταιστερεοποιείται το αλάτι)
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Υπόγειες εκσκαφές – στοές
• Υπερκείμενη πίεση: 40KPa (12m βάθος και μικρό ειδικό βάρος) • Διατμητική αντοχή του υλικού Τmax >50KPa • Τmax= 1.5 σv - 0.5 σh, σh >0.33σv
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Υπόγειες εκσκαφές – στοές
• Το μικρό πάχος των υπερκειμένων εξασφαλίζεται από τη βαθμιδωτή κατασκευή των στοών (κάθε οροφή στοάς αποτελεί μπαλκόνι για την άνω στοά
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Φράγματα – Θέματα διαφυγών σε σκληρά πετρώματα που έχουν μεγάλη περατότητα λόγω του δευτερογενούς πορώδους τους (ασυνέχειες). – Ανάγκη για στεγανό διάφραγμα (κουρτίνα τσιμεντενέσων). – Υπάρχουν περιπτώσεις όπου οι ασυνέχειες έχουν σημαντικό άνοιγμα (δεκάδες cm), είναι κατακόρυφες, με αποτέλεσμα η θεμελίωση ενός χωμάτινου φράγματος να απειλείται από διασωλήνωση (διάβρωση του σώματος του φράγματος) καθώς το νερό βρίσκει διαδρομή να ρέει και παρασύρει υλικά (μεγάλη αστοχία φράγματος Teton, ΗΠΑ σε Ιγκνιμβρίτες)
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Φράγματα (μεγάλη αστοχία φράγματος Teton, ΗΠΑ σε Ιγκνιμβρίτες)
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Φράγματα – Πιθανά προβλήματα καθιζήσεων του φράγματος λόγω συμπιεστών πυροκλαστικών υλικών που μπορεί να παρεμβάλλονται.
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Φράγμα Hoover (222m), ΗΠΑ – Σε συνεκτικά πυροκλαστικά υλικά – Τοξωτό-βαρύτητας από σκυρόδεμα – Κουρτίνα τσιμεντενέσεων σε βάθος 130m κάτω από το φράγμα και 90m στα αντερείσματα για την ενίσχυση θεμελίωσης και της στεγάνωσης.
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Φράγμα Hoover (222m), ΗΠΑ
Κουρτίνα τσιμεντενέσεων σε πυροκλαστικά υλικά για την ενίσχυση του εδάφους θεμελίωσης και την στεγανότητα
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Θεμελιώσεις (κτιριακές εγκαταστάσεις – στέγαστρο αρχαιοτήτων) – Γενικός χωρίς πρόβλημα στις λάβες και στους συμπαγείς τόφφους. – Σε σημαντικές θεμελιώσεις απαιτείται κατασκευή πασσάλων (μεταλλικό περίβλημα και οπλισμένο σκυρόδεμα) – Σημαντικός ο καθορισμός της συνοχής και της γωνίας τριβής των υλικών – Μεγάλο πορώδες και χαμηλή πυκνότητα (πολύ ελαφρύαπότομη εξαέρωση με τη δημιουργία πόρων σφαιροειδούς μορφής) – Θέματα ανοικτών ρωγματώσεων σε βάθος, πιθανώς πληρωμένων με μαλακό υλικό – Ανθρωπογενείς λαξεύσεις πριν την έκρηξη μπορεί να έχουν δημιουργήσει κενά σε αξιόλογο βάθος και να κινδυνεύει η θεμελίωση.
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Θεμελιώσεις (στέγαστρο αρχαιοτήτων) Απαραίτητη η γνώση του παλαιοαναγλύφου για το χώρο και το βάθος θεμελίωσης των νέων πασσάλων.
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Θεμελιώσεις Σαντορίνης)
(περίπτωση
αεροδρομίου
– Το αεροδρόμιο της Σαντορίνης είναι θεμελιωμένο σε ηφαιστειακή τέφρα (εκτός από τα πρώτα 0,20m). – Η τέφρα αυτή είναι βέβαια συμπυκνωμένη (με τεχνητά μέσα) για να αυξηθεί η αντοχή της. – Η αντοχή, ή ικανότητα, συμπυκνωμένων εδαφών να αντέξουν την πίεση από ένα υπερκείμενο οδόστρωμα εκφράζεται από τον δείκτη CBR (California Bearing Ratio) και μετράται με εργαστηριακές μεθόδους. – CBR 100% αποτυπώνει ένα άριστο συμπυκνωμένο γεωυλικό ενώ CBR 0% εκφράζει ένα πολύ μαλακό υλικό. Η τέφρα της Σαντορίνης έχει CBR 53-91%, όταν οι άργιλοι έχουν τιμές 5% και οι άμμοι 20%.
Τα ηφαιστειακά υλικά στα τεχνικά έργα • Θεμελιώσεις Σαντορίνης)
(περίπτωση
αεροδρομίου
Ασφαλτικό κατάστρωμα Ασβεστολιθικά αδρανή
Συμπυκνωμένη τέφρα Βελτιωμένο έδαφος θεμελίωσης
Χρήση Ηφαιστειακών πετρωμάτων • Η ηφαιστειακή τέφρα και άλλα σχετικά υλικά όπως οι τόφοι και η κίσσηρης αποτελούν χρήσιμα γεωυλικά για κατασκευές. • Έχει τον ίδιο ρόλο με το τσιμέντο. • Παγκοσμίως το ηφαιστειακό υλικό που χρησιμοποιείται για την παραγωγή τσιμέντου ονομάζεται Ποζολάνη (περιοχή Νάπολης). Στην Ελλάδα αντίστοιχο υλικό είναι η Θηραϊκή Γή. – Παράδειγμα: Η Ποζουλάνη χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή του Κολοσσαίου στη Ρώμη.
Χρήση Ηφαιστειακών πετρωμάτων • Η προσθήκη Θηραϊκής Γής για την παραγωγή και την βελτίωση της ποιότητας του τσιμέντου αποδεικνύεται από την δραστική μείωση της διογκωσιμότητας των διοξειδίων του πυριτίου: Αυτός ο τύπος διόγκωσης, αν δεν προσεχθεί, μπορεί να προκαλέσει την σημαντική αλλοίωση του τσιμέντου. • Οι όξινες λάβες με άμορφο SiO2 δηλητηριάζουν το σκυρόδεμα ως αδρανή. • Τα βασαλτικά υλικά χρησιμοποιούνται για σκύρα δρόμων, στην υπόβαση σιδηροδρόμων • Τα όξινα είναι κατάλληλα ως αντιολισθιτικά υλικά καθώς η διαφορική αποσάθρωσή τους, λόγω των φαινοκρυστάλλων, διαμορφώνει μια πιο τραχεία επιφάνεια στα τεμάχη τους. • Κίσσηρις (ηφαιστειακή ύαλος): μονωτικές ιδιότητες • Περλίτης (με πύρωση): μονωτικές ιδιότητες • Μοντομοριλλονίτης: για παρασκευή μπετονίτη
Περιοχή θέσης φράγματος Μάνθειας Έβρου
Ηφαιστίτης αμέσως μετά την διάτρηση
Ο ίδιος ηφαιστίτης μετά την έκθεσή του σε εναλλαγές συνθηκών ύγρανσης και ξήρανσης
4. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά Μεταμορφωμένων πετρωμάτων
Χαρακτηριστικά περιβάλλοντος γνευσίων
• Γενικά πολύ υψηλές αντοχές • Γνευσιακή υφή τους προσδίδει ετερογένεια • Σε περιβάλλον πολλών φάσεων του τεκτονισμού: Ακανόνιστη αποσάθρωση τόσο στο βάθος όσο και στην οριζόντια διεύθυνση λόγω του έντονου και άναρχου κερματισμού • Οι ζώνες διάτμησης δημιουργούν έντονα κερματισμένες και αποσαθρωμένες ζώνες, σημαντικού πάχους (~10m) και αποτελούνται από υπολλειματικά τεμάχη αποσαθρωμένου γνευσίου ανάμεικτα με αποσαθρωμένα-αργιλοποιημένα γεωυλικά.
Χαρακτηριστικά περιβάλλοντος αποσαθρωμένων γνευσίων
Kilias et al., 1999
Τύποι γνευσιακής βραχόμαζας Κατηγορία πετρώματος
Περιγραφή
Κατηγορία κατά την ISRM
Υγιές (F)
Χωρίς ίχνη αποσάθρωσης
I
Ελάχιστα αποσαθρωμένο
Η αποσάθρωση περιορίζεται στις επιφάνειες των ασυνεχειών
II
Ολίγον αποσαθρωμένο
Έντονη αποσάθρωση στις επιφάνειες των ασυνεχειών και ελαφρά αποσάθρωση στη μάζα του υλικού
III
Μετρίως αποσαθρωμένο
Εκτεταμένη αποσάθρωση στη μάζα του υλικού, χωρίς το υλικό να παρουσιάζει ευθρυπτότητα.
IV
Έντονα αποσαθρωμένο
Εκτεταμένη αποσάθρωση στη μάζα του υλικού, με τοπική ευθρυπτότητα του υλικού
V
Πλήρως αποσαθρωμένο
Πλήρης αποσάθρωση και μεγάλη ευθρυπτότητα του υλικού, με διατήρηση της υφής και της δομής
VI
Έδαφος
Η υφή και δομή του υλικού έχει καταστραφεί και το υλικό μπορεί να χαρακτηρισθεί ως έδαφος (υπολειμματικός σχηματισμός)
-
Τύποι γνευσιακής βραχόμαζας
Τεχνική Συμπεριφορά • Συνήθως καλή συμπεριφορά και παράμετροι αντοχής στις μικρομεσαίες κατασκεύες. Προσοχή στη ζώνη αποσάθρωσης. • Αδιαπέρατοι σχηματισμοί (πλην κερματισμένων ζωνών) • Όχι προβλήματα στεγανότητας στους ταμιευτήρες • Υπόγειο διάφραγμα κάτω και γύρω από το φράγμα ανάλογα με την πυκνότητα και το βάθος των ρωγμών. • Στις σήραγγες και στα πρανή προσοχή στην σχιστότητα
Καταστροφή Φράγματος Malpasset, Γαλλίας, 1959
ΡΗΓΜΑ
ΣΧΙΣΤΟΛΙΘΟΙ
Κρεμαστή Γέφυρα G. Washington, N. York, 1931
Ποταμός Hudson
2. Μάρμαρο
Υψηλές αντοχές! Όχι αποσάθρωση – Προσοχή στη διάλυση (καρστικοποίηση) CaCO3 + H2O +CO2 Ca(HCO3) 2 Ανώτερα τμήματα ρωγματωμένα Περιορισμός σε μεγαλύτερα βάθη Αλλοίωση δομικών λίθων μαρμάρου σε περιβάλλον με SO3σχηματισμός γύψου
3. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά Μεταμορφωμένων πετρωμάτων
4. Χαλαζίτες • Πολύ υψηλής αντοχής και μέτρου ελαστικότητας, Ε • Δημιουργία ρωγμών λόγω ψαθυρότητας • Όχι ζώνη αποσάθρωσης
• Συχνά επίπεδα στρωμάτωσης Προσοχή στον δυσμενή προσανατολισμό της στρωμάτωσης στα πρανή • Πολύ μεγάλο το κόστος διάνοιξης σηράγγων λόγω της σκληρότητας
ΤΟΞΩΤΟ ΦΡΑΓΜΑ AVENE ΓΑΛΛΙΑ, 1962 •Κατακόρυφα στρώματα σκληρών ρωγματωμένων χαλαζιτών •Κατασκευή διαφράγματος τσιμεντενέσεων για στεγανοποίηση ρωγμών •Διάνοιξη αποστραγγιστικών οπών για τη μη ανάπτυξη υποπιέσεων
Βιβλιογραφία Βιβλία - Σημειώσεις Goodman R., 1993. Engineering Geology, Wiley publ. Hoek, E., 2007. Practical Rock Engineering. Notes on Internet (www.rocscience.com/hoek/hoek.asp). Waltham T., 2002. Foundations of Engineering Geology, Spon Press. Μαρίνος Π. & Τσιαμπάος Γ. 2009. Σημειώσεις Τεχνικής Γεωλογίας. Ε.Μ.Π.
Δημοσιεύσεις 1.
2.
3.
4.
Marinos P., Kavvadas M., Xeidakis G., Galos M., Kleb B., Marek I. 1994. Underground housing and cellars in volcanic tuffs: Variations in geotechnical behaviour and experiences form Greece and Hungary. Proc. of 7th International IAEG Congress, eds. Oliveira et al., pp. 4415-4421., Balkema publ.Lisbon. Marinos V. 2007. “Geotechnical classification and engineering geological behaviour of weak and complex rock masses in tunneling”, Doctoral thesis, School of Civil Engineering, Geotechnical Department, National Technical University of Athens (NTUA), Athens, July (in greek). Stamatopoulos A.C., Kotzias P.C., 1989. Volcanic Ash in Ancient and Modern Construction. In Thera and the Aegean World III, eds. Hardy et al, Vol. 1, pp. 491-501, Santorini, Greece. Waltham T. 2000. Volcanic landscapes. Proc. of GeoEng 2000, Melbourne, Australia.