Τεχνικη γεωλογια άσκηση 2 2013 14

ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ 2η Άσκηση Γεωερευνητικό πρόγραμμα Διδάσκοντες: Β. Χρηστάρας Καθηγητής Β. Μαρίνος, Λέκτορας Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας και Υδρογεωλογίας ΑΠΘ

2η άσκηση (Γεωερευνητικό πρόγραμμα) Σκοπός Η άσκηση στοχεύει στον τρόπο παρουσίασης και στην σύνθεση των πληροφοριών από ένα γεωερευνητικό πρόγραμμα για τις ανάγκες της μελέτης κατασκευής Τεχνικού Έργου και στην εδώ περίπτωση με το παράδειγμα μιας σήραγγας. Η εργασία αυτή και η συνεπακόλουθη αξιολόγηση γίνεται πάντοτε με βάση την γεωλογική τομή, απ’ όπου πρέπει να ξεκινά η όλη διαδικασία και συνεχίζεται με την ζωνοποίηση-ομαδοποίηση των πληροφοριών για τις ιδιότητες των γεωυλικών και την γεωτεχνική συμπεριφορά τους.

2η Άσκηση Παρατηρήσεις • Τα στοιχεία της άσκησης είναι πραγματικά και αφορούν τμήμα κατασκευής επέκτασης του Μετρό Θεσσαλονίκης.

• Τμήμα αυτής της γεωλογικής και τεχνικογεωλογικής αξιολόγησης πραγματοποιείται και κατά τον σχεδιασμό (μελέτη) του έργου.

• Στην άσκηση αυτή επιλέχθηκαν μόνο κάποια από τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται για τον χαρακτηρισμό της σύστασης και της ποιότητας των γεωυλικών. Στα επόμενα μαθήματα και ασκήσεις θα καλυφθούν και άλλες παραμέτροι χαρακτηρισμού της τεχνικογεωλογικής ποιότητας των σχηματισμών.

• Ορισμένα από τα παραπάνω δεδομένα της χάραξης του έργου απλοποιήθηκαν, ελαφρώς μόνο, για τους εκπαιδευτικούς σκοπούς της άσκησης.

Έρευνα εδάφους και υπεδάφους Γεωερευνητικό Πρόγραμμα Το γεω-ερευνητικό πρόγραμμα διερευνά και εκτιμά τις συνθήκες του εδάφους πριν ξεκινήσει ο τελικός σχεδιασμός και κατασκευή ενός τεχνικού έργου. Οι στόχοι ενός γεω-ερευνητικού προγράμματος ποικίλουν ανάλογα με το μέγεθος και τη φύση του υπό μελέτη κατασκευή τεχνικού έργου αλλά συνήθως περιλαμβάνουν ένα από τα παρακάτω.

•Καταλληλότητα της θέσης για το προτεινόμενο έργο •Επιτόπου συνθήκες και ιδιότητες εδάφους •Πιθανά προβλήματα στο έδαφος ή/και αστάθειες

Γεωερευνητικό πρόγραμμα ΒΑΣΙΚΑ ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ

1.Τι γνωρίζουμε; 1.Τι δεν γνωρίζουμε; 1.Τι χρειάζεται να γνωρίζουμε;

Στάδια Γεωερευνητικού Προγράμματος I. Αρχικό στάδιο • Εργασία γραφείου διαθέσιμων στοιχείων • Επιτόπου επίσκεψη και παρατήρηση • Προκαταρκτική έκθεση και σχεδιασμός εργασιών υπαίθρου II. Κύριο στάδιο • Εργασία υπαίθρου • Γεωλογική χαρτογράφηση • Γεωτρήσεις, σκάματα παρατήρησης • Επιτόπου δοκιμές • Γεωφυσική διασκόπηση • Ταξινομήσεις βραχόμαζας • Μετρήσεις τεκτονικών στοιχείων • Εργαστηριακές δοκιμές • Τελική έκθεση III.Στάδιο επισκόπησης • Γεωμηχανική παρακολούθηση κατά την κατασκευή

Στάδια Γεωερευνητικού Προγράμματος I. Αρχικό στάδιο • Εργασία γραφείου διαθέσιμων στοιχείων • Επιτόπου επίσκεψη και παρατήρηση • Προκαταρκτική έκθεση και σχεδιασμός εργασιών υπαίθρου II. Κύριο στάδιο • Εργασία υπαίθρου • Γεωλογική χαρτογράφηση • Γεωτρήσεις, σκάματα παρατήρησης • Επιτόπου δοκιμές • Γεωφυσική διασκόπηση • Ταξινομήσεις βραχόμαζας • Μετρήσεις τεκτονικών στοιχείων • Εργαστηριακές δοκιμές • Τελική έκθεση III.Στάδιο επισκόπησης • Γεωμηχανική παρακολούθηση κατά την κατασκευή

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ Γεωτρήσεις (Borehole Logging) i. ii. iii. iv.

Τι στοιχεία μας δίνει μια γεώτρηση? Δύο γεωτρήσεις? Τρείς γεωτρήσεις? Περισσότερες γεωτρήσεις?

•

Γραμμική πληροφορία γεωλογικών, τεχνικογεωλογικών και γεωτεχνικών πληροφοριών στο βάθος Δυνατότητα γεωτεχνικής τομής και δημιουργία επαφών ή ζώνης με κοινά γεωλογικά, τεχνικογεωλογικά και γεωτεχνικά χαρακτηριστικά Δυνατότητα τρισδιάστατου μοντέλου (τρία σημεία) στο χώρο με κοινά γεωλογικά, τεχνικογεωλογικά και γεωτεχνικά χαρακτηριστικά Εκτίμηση του γεωλογικού και γεωτεχνικού μοντέλου στην ευρύτερη περιοχή του τεχνικού έργου

• • •

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ

• Πόσες γεωτρήσεις ή άλλες μέθοδοι;θέσεις εκτέλεσης; • Ποιά τα κριτήρια για να τερματιστεί μία γεώτρηση • Επιτόπου δοκιμές: τύπος, κριτήρια & συχνότητα; • Δειγματοληψία: τύπος, κριτήρια & συχνότητα; • Μητρώα καταγραφής αποτελεσμάτων: σχέδια, ειδικά φύλλα καταγραφής και παρουσίασης αποτελεσμάτων, έκθεση

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ

Γεωτρήσεις (Borehole Logging) i. Τεχνική περιγραφή δειγμάτων ii. Χαρακτηρισμός της ποιότητας των γεωυλικών (έδαφος βραχόμαζα) στο βάθος • Ποιοτική (συνεκτικότητα-πυκνότητα εδάφους/αντοχή βράχου) • Κερματισμός του βραχώδους γεωυλικού (RQD) • Ταξινόμηση βραχόμαζας (GSI,RMR,Q) iii.Στάθμη υπόγειου νερού iv. Επιτόπου δοκιμές (in situ Testing) • Συνεκτικότητας – Αντοχής εδάφους (SPT, CPT) • Παραμορφωσιμότητας (Πρεσσιομετρήσεις) • Υδροπερατότητας (π.χ. Lugeon, Maag, Lefranc) v. Εργαστηριακές δοκιμές

ΤΟΜΗ Ι: ΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ

Θεματικές γεωλογικές τομές

Κλίμακα

Προσοχή!!!

Η τομή παρουσιάζεται εδώ σε στρεβλή κλίμακα (διαφορετικές κλίμακες μήκους-υψών) Στην βασική αρχική τους μορφή πρέπει οι γεωλογικές τομές πάντα να συντάσσονται στην ίδια κλίμακα μήκους-ύψους. Οι μετέπειτα γεωτεχνικές συνθέσεις μπορεί πάντως να γίνονται σε στρεβλή προκειμένου να προβάλουν καλύτερα οι ομαδοποιήσεις των σχηματισμών ίδιας συμπεριφοράς. Δεν μπορεί όμως να γίνονται άμεσοι γεωμετρικοί υπολογισμοί πάνω σε τομές με στρεβλή κλίμακα χωρίς την απαραίτητη διόρθωση.

ΤΟΜΗ Ι: ΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ

• Τεχνική περιγραφή εδαφικών δειγμάτων i. Γεωλογική περιγραφή στρώματος. Δευτερεύοντα εδαφικά συστατικά (με μικρά), κύριο εδαφικό συστατικό (με κεφαλαία) και σύμβολο ομάδας (από κατάταξη USCS) π.χ. ιλυώδης ΑΜΜΟΣ με χάλικες (SM) ii. Πυκνότητα / συνεκτικότητα / αντοχή iii. Ασυνέχειες iv. Στρώση v. Χρώμα vi. Σύσταση, Σχήμα και μέγεθος κόκκων

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ

• Τεχνική περιγραφή εδαφικών δειγμάτων • Παράδειγμα: Καστανοκόκκινη, αμμώδης σκληρή ΑΡΓΙΛΟΣ με χάλικες (CL), χαλίκια ασβεστόλιθου και μεταψαμμίτη, υπογωνιώδη, μέσα και λεπτά (ΤΕΤΑΡΤΟΓΕΝΕΣ). Τοπικά εμφανίζονται ασβεστιτικά συγκρίματα και οξειδώσεις. Προσοχή: Πρέπει να περιγράφονται προσεκτικά ακόμα και οι λεπτές ενστρώσεις καθώς μπορεί να επηρεάζουν τις γεωτεχνικές συνθήκες. π.χ. ορίζοντες άμμου σε σχηματισμό αργίλου μπορεί να ασκούν υποπιέσεις – ανώσεις και να αστοχήσει για παράδειγμα μια θεμελίωση. Για το λόγο αυτό το δείγμα πρέπει να εξετάζεται προσεκτικά (διάσπαση δείγματος).

ΤΟΜΗ Ι: ΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ Γεώτρηση Γ2 (1/3)

ΤΟΜΗ Ι: ΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ Γεώτρηση Γ2 (1/3)

Απλές Γεωλογικές τομές από γεωτρήσεις

Απλό παράδειγμα γεωλογικής τομής από γεωτρήσεις. Προσοχή στον τύπο των επαφών και σε πιθανές – απότομές – μεταπτώσεις.

ΤΟΜΗ ΙΙ: ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑΣ ΓΕΩΥΛΙΚΩΝ ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΗΝ ΕΠΙΚΡΑΤΗΣΗ ΤΗΣ ΣΥΣΤΑΣΗΣ

ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ – ΖΩΝΟΠΟΙΗΣΗ ΕΠΙΚΡΑΤΗΣΗΣ ΓΕΩΥΛΙΚΏΝ

Παράδειγμα ζωνοποίησης επικράτησης σύστασης των γεωυλικών από άλλη τομή (εδώ ο χαρακτηρισμός γίνεται σύμφωνα με τις κοκκομετρικές αναλύσεις και την κατατάξη κατά USCS)

ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ – ΖΩΝΟΠΟΙΗΣΗ ΓΙΑ ΜΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗ ΚΑΤΑ ΜΗΚΟΣ ΤΗΣ ΧΑΡΑΞΗΣ Παράδειγμα

• «Οι Τεταρτογενείς αποθέσεις και αυτές της σειράς “Ερυθρών Αργίλων”, στο τμήμα αυτό (από Χ.Θ.___ έως Χ.Θ.___) αποτελούνται γενικά από Αργίλους έως Αμμώδεις Αργίλους οι οποίες είναι Σταθερές έως Πολύ Στιφρές. Οι σχηματισμοί αυτοί εναλλάσσονται με ορίζοντες Άμμου ή και Χαλίκων, οι οποίοι είναι γενικά χαλαρής συμπύκνωσης. Τέτοιοι ορίζοντες εμφανίζονται στην υπερκείμενη ζώνη στη μέση του τμήματος (γεώτρηση ____)».

• «Οι τιμές SPT στο τμήμα αυτό είναι γενικά χαμηλές και κυμαίνονται από 1 έως 15 στα υπερκείμενα ενώ είναι υψηλότερες στο ύψος της σήραγγας με τιμές 16 έως 30».

• «Η περατότητα των σχηματισμών στο τμήμα αυτό είναι Χαμηλή έως Μέτρια καθώς κυρίως αναπτύσσονται άργιλοι αλλά σε θέσεις όπου απαντώνται και άμμοι και χάλικες η περατότητα είναι προφανώς μεγαλύτερη (εδώ χαρακτηρίζεται “Μέτρια”). Στις αργιλικές αποθέσεις λοιπόν η περατότητα λαμβάνει τιμές <10-7 m/sec ενώ στις πιο αμμώδεις-χαλικώδεις 10-5 με 10-6 m/sec.»

ΤΟΜΗ ΙΙΙ: ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ

Γεωερευνητικό πρόγραμμα γεωτρήσεων – ΓΕΩΛΟΓΙΑ-ΣΥΣΤΑΣΗ

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ

Γεωτρήσεις (Borehole Logging) Τεχνικογεωλογική μακροσκοπική περιγραφή της αντοχής των εδαφικών σχηματισμών (ποιότητα σχηματισμών): I.Συνεκτικότητας των λεπτόκοκκων σχηματισμών (Αργιλικά, ιλυώδη) II.Πυκνότητας των αδρόκοκκων σχηματισμών (αμμώδη, χαλικώδη)

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ

Οι Λεπτόκοκκοι εδαφικοί σχηματισμοί των οποίων η σύσταση χαρακτηρίζεται από την επικράτηση αργίλου ή ιλύος κατατάσσονται με βάση την συνεκτικότητά τους σε κατηγορίες.

• • • • • •

Η συνεκτικότητα των Λεπτόκοκκων κατατάσσονται σε έξι κατηγορίες: Πολύ Μαλακή Μαλακή Σταθερή Στιφρή Πολύ Στιφρή Σκληρή

οριζόντων

Κατάταξη συνεκτικότητας και αντοχής εδαφών Συνεκτικότητα Αντοχή (λεπτόκοκκα εδάφη) (GR)

- Συνεκτικότητα Αντοχή (λεπτόκοκκα εδάφη) (EN)

Μακροσκοπική εκτίμηση

Αστράγγιστη διατμητική αντοχή Cu (kN/m2)

Μοναξονική αντοχή qu (kN/m2)

-

Πολύ μαλακό

Very soft

Αντίχειρας εισχωρεί εύκολα ως 25mm

<20

<40

Μαλακό

Soft

Αντίχειρας εισχωρεί ως

20-40

40-80

Σταθερό

Firm

Εύκολο αποτύπωμα με αντίχειρα

40-75

80-150

Στιφρό

Stiff

Ελαφρό αποτύπωμακοίλωμα με αντίχειρα

75-150

150-300

Πολύ στιφρό

Very stiff

Αποτύπωμα-κοίλωμα με νύχι του αντίχειρα

150-300

300-600

Σκληρό

Hard

Χάραγμα με νύχι του αντίχειρα

>300

>600

Χαρακτηρισμός της συνεκτικότητας Ο χαρακτηρισμός της αντοχής: •Δεν γίνεται μόνο μέσω της ποιοτικής μακροσκοπικής περιγραφής αλλά προκύπτει και από ποσοτικά στοιχεία από εργαστηριακές δοκιμές σε δείγματα.

•Ποσοτικά γίνεται κυρίως μέσω του δείκτη συνεκτικότητας (Ic) (σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 7).

•Ο περαιτέρω προσδιορισμός της αντοχής και συμπιεσιμότητας γίνεται με δοκιμές θραύσης και συμπιεστότητας.

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΑΔΡΟΚΟΚΚΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ

Οι Αδρόκοκκοι εδαφικοί σχηματισμοί των οποίων η σύσταση χαρακτηρίζεται από την επικράτηση της άμμου ή των χαλίκων κατατάσσονται με βάση την συνεκτικότητά τους σε κατηγορίες.

• • • • •

Η πυκνότητα των Αδρόκοκκων οριζόντων κατατάσσονται σε πέντε κατηγορίες: Πολύ Χαλαρή Χαλαρή Μέτριας Πυκνή Πυκνή Πολύ Πυκνή

ΤΟΜΗ ΙV: ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΑΝΤΟΧΗΣ (ΣΥΝΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ) ΤΩΝ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΤΩΝ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ

Γεωερευνητικό πρόγραμμα γεωτρήσεων –

ΑΝΤΟΧΗ (ΣΥΝΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ) ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ ΑΠΟ ΜΑΚΡΟΣΟΠΙΚΕΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΣ

ΤΟΜΗ V: ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΑΝΤΟΧΗΣ (ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ) ΤΩΝ ΑΔΡΟΚΟΚΚΩΝ ΤΩΝ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ ΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΕΣ

Επιτόπου δοκιμές: i. Δοκιμή πρότυπης διείσδυσης - SPT (SPT) ii.Δοκιμή διείσδυσης κώνου CPT (CPT) iii.Πρεσσιομετρήσεις (PMT) iv.Υδροπερατότητας v.Δοκιμές Πτερυγίου (VST), vi.Ντιλατόμετρου (DMT) vii.Γεωφυσικές διασκοπήσεις

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΕΣ - SPT i. Κανονική Δοκιμή Διείσδυσης – Standard Penetration Test (SPT) • Μετράται ο αριθμός των κρούσεων που απαιτούνται για τη διείσδυση του δειγματολήπτη κατά 30cm στον υπό εξέταση εδαφικό ορίζοντα.

• Ορίζεται ως αριθμός (Ν) το άθροισμα των κρούσεων για τη διείσδυση του διαιρετού δειγματολήπτη κατά 45cm, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη ο αριθμός κρούσεων των πρώτων 15cm (καθώς θεωρείται η περιοχή αυτή ως ζώνη διατάραξης).

• Σκοπός δοκιμής: Ο αριθμός (ΝSPT) συσχετίζεται με τη γωνία τριβής (φο), την ανεμπόδιστη θλίψη και αστράγγιστης διατμητικής αντοχής εδαφών.

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΕΣ - SPT i. Κανονική Δοκιμή Διείσδυσης – Standard Penetration Test (SPT) • Για παράδειγμα, αν οι 3 αριθμοί κρούσεων για τα 45cm μήκους διείσδυσης είναι 7/11/14, τότε ο αριθμός (Ν) θα είναι: Ν=11+14=25.

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΕΣ - SPT i. Κανονική Δοκιμή Διείσδυσης – Standard Penetration Test (SPT)

Σχηματική απεικόνιση της επί τόπου δοκιμής SPT (από Αναγνωστόπουλος και Ανδρέου,2009)

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΕΣ - SPT

Εκτίμηση συνεκτικότητας και αντοχής από το SPT

SPT: Δοκιμή Πρότυπης Διείσδυσης μέσα στη γεώτρηση qu: αντοχή ανεμπόδιστης θλίψης

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΕΣ - SPT

Εκτίμηση πυκνότητας και αντοχής από το SPT Πυκνότητα (αδρόκοκκα εδάφη) (GR)

Πυκνότητα (αδρόκοκκα εδάφη) (EN)

Τιμή SPT

Πολύ χαλαρό

Very loose

0-4

Χαλαρό

Loose

5-10

Μέτρια πυκνό

Medium dense

11-30

SPT: στη γεώτρηση Πυκνό Δοκιμή Πρότυπης DenseΔιείσδυσης μέσα 31-50 qu: αντοχή ανεμπόδιστης θλίψης Πολύ πυκνό

Very dense

>50

ΤΟΜΗ VI: ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΙΜΩΝ ΠΡΟΤΥΠΗΣ ΔΟΚΙΜΗΣ ΔΙΕΙΣΔΥΣΗΣ -SPT

ΤΟΜΗ ΙX: ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΙΜΩΝ ΔΕΙΚΤΗ ΣΥΝΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ (Ic) ΓΙΑ ΤΟΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟ ΤΗΣ ΣΥΝΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ

ΤΟΜΗ VΙΙ: ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΙΜΩΝ ΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΩΝ ΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΣΤΑΘΜΗ ΥΠΟΓΕΙΟΥ ΝΕΡΟΥ

Γεωτρήσεις

• Στάθμη υπογείου νερού i. Μέτρηση στάθμης κατά τη διάτρηση ii.Οι στάθμες του υπογείου νερού καταγράφονται: • στην αρχή και στο τέλος κάθε βάρδιας, με την ολοκλήρωση της γεώτρησης στο απαιτούμενο βάθος και πριν την επίχωση-σφράγιση.

• Καταγράφονται επίσης: το βάθος διάτρησης, το μήκος του σωληνωμένου τμήματος και ο χρόνος μέτρησης.

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΕΣ - ΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ iii. Δοκιμή Περατότητας • Lugeon

Μετριέται η απορροφούμενη ποσότητα νερού σε συνάρτηση με το χρόνο, στο εισπιεζόμενο τμήμα, μήκους 3m έως 5m, με διάφορες βαθμίδες πιέσεως, που εφαρμόζονται αρχικά με αύξουσα σειρά και στη συνέχεια με φθίνουσα. Συνιστάται σε βραχώδεις σχηματισμούς.

•

Δομική σταθερού φορτίου – Lefranc

•

Δομική πίπτοντος φορτίου – Maag

Μετράται η παροχή του νερού σε συνάρτηση με τον χρόνο που διοχετεύεται στη γεώτρηση ώστε η στάθμη του νερού μέσα στη σωλήνωση της επένδυσης της γεώτρησης να είναι σταθερή. Συνιστάται σε εδάφη καλής περατότητας. Μετριέται η πτώση της στάθμης μέσα στη σωληνωμένη γεώτρηση (με ασωλήνωτο ένα κάτω τμήμα αυτής, το οποίο αποτελεί και το δοκιμαζόμενο τμήμα) σε συνάρτηση με το χρόνο. Συνιστάται σε εδάφη μικρής περατότητας.

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΣΤΑΘΜΗ ΚΑΙ ΠΙΕΣΗ ΥΠΟΓΕΙΟΥ ΝΕΡΟΥ 1. Τύπος υδροφόρου ορίζοντα • Φρεάτιος υδροφόρος • Υπό πίεση υδροφόρος • Επικρεμμάμενος υδροφόρος ορίζοντας 2. Μέθοδοι • Μέτρηση στάθμης με σταθμήμετρο κατά τη διάτρηση • Πιεζόμετρο (συνεχής παρακολούθηση της στάθμης) • • •

Απλό πιεζόμετρο Πιεζόμετρο Casagrande Πνευματικό πιεζόμετρο

3. Σημασία για • Τοποθέτηση πασσάλων • Βαθειά εκσκαφή • Ευστάθεια πρανών • Σήραγγες-Εισροές

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΥΠΟΓΕΙΑ ΝΕΡΑ – ΕΙΣΡΟΕΣ ΣΕ ΣΗΡΑΓΓΑ

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΣΤΑΘΜΗ ΚΑΙ ΠΙΕΣΗ ΥΠΟΓΕΙΟΥ ΝΕΡΟΥ

ΤΟΜΗ VΙΙΙ: ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΙΜΩΝ ΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΩΝ ΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ

Τεχνική περιγραφή βραχωδών δειγμάτων i. Γεωλογική περιγραφή ii.Βαθμός αποσαθρώσεως iii.Δομή του πετρώματος iv.Χρώμα v.Ασυνέχειες του πετρώματος

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ

• Τεχνική περιγραφή βραχωδών δειγμάτων • Παράδειγμα: Μετρίως ασθενείς έως μετρίως ισχυρές, λεπτοστρωματώδεις, τεφρόφαιου χρώματος, εναλλαγές λεπτόκοκκου ΜεταψαμμίτηΜεταιλυολίθου (Αθηναικός Σχιστόλιθος-Ανώτερη Ενότητα).

Σχηματισμός μετρίως αποσαθρωμένος, ασυνέχειες με ασβεστιτικό υλικό πλήρωσης. Ο σχηματισμός εμφανίζεται τεκτονικά καταπονημένος και με μέτριο κερματισμό.

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ

Αντοχή του πετρώματος • Χρήση του γεωλογικού σφυριού •Χρήση σφυριού SCHMIDT τύπου L (επί ασυνεχειών) •Δοκιμή σημειακής φορτίσεως (Point load test)

Χρήση του γεωλογικού σφυριού για την εκτίμηση (ποιοτική) της αντοχής του πετρώματος

Χρήση της δοκιμής σημειακής φορτίσεως (Point load test) για την εκτίμηση (ποσοτική) της αντοχής του πετρώματος

Κατάταξη αντοχής σε ανεμπόδιστη θλίψη των πετρωμάτων Όρος (GR)

Όρος (EN)

Πολύ ασθενές

Very weak

Ασθενές

Weak

Εκτίμηση πεδίου

Τεμάχιο μεγέθους χαλικιού συνθλίβεται μεταξύ αντίχειρα και δακτύλου

Αντοχή σε θλίψη (MPa)

<1,25

Τεμάχιο μεγέθους χαλικιού σπάει στη μέση με ισχυρή πίεση χεριού

1,25 - 5

Μετρίως Ασθενές

Moderately weak

Μόνο λεπτές πλάκες, γωνίες, άκρες μπορούν να σπάσουν με ισχυρή πίεση χεριού

5 - 12,5

Μετρίως Ισχυρό

Moderately strong

Κρατημένο στο χέρι σπάει με κτυπήματα με γεωλογικό σφυρί

12,5 - 25 25-50

Ισχυρό

Strong

Τοποθετημένο σε συμπαγή επιφάνεια σπάει με κτυπήματα με γεωλογικό σφυρί

50 - 100

Πολύ Ισχυρό

Very strong

Αποφλοιώνεται με δυνατά κτυπήματα με γεωλογικό σφυρί

100 - 200

Εξαιρετικά Ισχυρό

Extremely strong

Ηχεί με δυνατά κτυπήματα με γεωλογικό σφυρί. Σπάει μόνο με βαριοπούλα

>200

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΕΡΜΑΤΙΣΜΟΥ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ

RQD-SCR-TCR

Ολική πυρηνοληψία (TCR-Total Core Recovery): Καλείται το συνολικό μήκος των κατηγοριών και εκφράζεται σε εκατοστιαία αναλογία του μήκους της δειγματοληψίας

Στερεή πυρηνοληψία(SCR-Solid Core Recovery): Καλείται το συνολικό μήκος των κατηγοριών και εκφράζεται σε εκατοστιαία αναλογία του μήκους της δειγματοληψίας.

Δείκτης ποιότητας του πετρώματος (RQD - Rock Quality Designation): Κατά την μέθοδο αυτή όλοι οι πυρήνες μήκους μεγαλύτερου των 10cm (αθροίζονται και το συνολικό τους μήκος εκφράζεται σαν εκατοστιαία αναλογία του μήκους της πυρηνοληψίας).

Δείκτης Κερματισμού Βραχόμαζας RQD – TCR - SCR Η βαθμονόμηση αυτή της βραχόμαζας (κυρίως του δείκτη ποιότητας RQD) αποτελεί από τις βασικότερες πρώτες και αδρές πληροφορίες για την ποιότητα του γεωυλικού και συνήθως γίνεται κατά τη δειγματοληψία γεωτρήσεως. Κατά τη διάτρηση ενός πετρώματος, το υλικό που περνάει μέσα στον δειγματολήπτη χωρίζεται σε:

α) Πυρήνες μήκους μεγαλύτερου των 10 cm β) Πυρήνες μήκους μικρότερου των 10 cm γ) Θραύσματα του πετρώματος δ) Υλικό που έχει χαθεί κατά τη δειγματοληψία.

Δείκτης Κερματισμού Βραχόμαζας RQD – TCR - SCR

α) Πυρήνες μήκους μεγαλύτερου των 10 cm β) Πυρήνες μήκους μικρότερου των 10 cm γ) Θραύσματα του πετρώματος δ) Υλικό που έχει χαθεί κατά τη δειγματοληψία.

Δείκτης Κερματισμού Βραχόμαζας RQD – TCR - SCR

Σχηματική απεικόνιση – ορισμοί των RQD, TCR και SCR.

Δείκτης κερματισμού RQD

<10cm (δεν προσμετρώνται)

>10cm (προσμετράτε)

Δείκτης Κερματισμού Βραχόμαζας RQD – TCR - SCR

Είναι σωστό; Βρείτε το λάθος

Παράδειγμα υπολογισμού RQD, TCR και SCR.

Εμφάνιση πυρήνων γεώτρησης μολασσικού πετρώματος (εναλλαγές ψαμμίτηιλυολίθου) αμέσως μετά τη δειγματοληψία.

Εμφάνιση των ίδιων πυρήνων που εμφανίζεται στο πάνω Σχήμα αλλά μετά από 6 μήνες, στην αποθήκη που εφυλάσσοντο. Ο ψαμμίτης παραμένει ακέραιος αλλά οι ιλυόλιθοι εμφανίζουν σχάση ακολουθούμενη από κατάρρευση (διασπορά) του αρχικού υλικού ιλυολιθικού πετρώματος.

RQD=60% (60cm από τα τεμάχη συνολικού μήκους 1m είναι >10cm)

RQD=70% (70cm από τα τεμάχη συνολικού μήκους 1m είναι >10cm)

RQD=0 (όλα τα τεμάχη επί συνόλου 1m είναι <10cm )

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ RQD (15-20m) Υπολογίστε ανά 1m

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ RQD (50-55m) Υπολογίστε ανά 1m

ΤΟΜΗ VΙIΙ: ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΙΜΩΝ ΔΕΙΚΤΗ ΚΕΡΜΑΤΙΣΜΟΥ – RQD

ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ – ΖΩΝΟΠΟΙΗΣΗ ΓΙΑ ΜΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗ ΚΑΤΑ ΜΗΚΟΣ ΤΗΣ ΧΑΡΑΞΗΣ Παράδειγμα

• «Οι Τεταρτογενείς αποθέσεις και αυτές της σειράς “Ερυθρών Αργίλων”, στο τμήμα αυτό (από Χ.Θ.___ έως Χ.Θ.___) αποτελούνται γενικά από Αργίλους έως Αμμώδεις Αργίλους οι οποίες είναι Σταθερές έως Πολύ Στιφρές. Οι σχηματισμοί αυτοί εναλλάσσονται με ορίζοντες Άμμου ή και Χαλίκων, οι οποίοι είναι γενικά χαλαρής συμπύκνωσης. Τέτοιοι ορίζοντες εμφανίζονται στην υπερκείμενη ζώνη στη μέση του τμήματος (γεώτρηση ____)».

• «Οι τιμές SPT στο τμήμα αυτό είναι γενικά χαμηλές και κυμαίνονται από 1 έως 15 στα υπερκείμενα ενώ είναι υψηλότερες στο ύψος της σήραγγας με τιμές 16 έως 30».

• «Η περατότητα των σχηματισμών στο τμήμα αυτό είναι Χαμηλή έως Μέτρια καθώς κυρίως αναπτύσσονται άργιλοι αλλά σε θέσεις όπου απαντώνται και άμμοι και χάλικες η περατότητα είναι προφανώς μεγαλύτερη (εδώ χαρακτηρίζεται “Μέτρια”). Στις αργιλικές αποθέσεις λοιπόν η περατότητα λαμβάνει τιμές <10-7 m/sec ενώ στις πιο αμμώδεις-χαλικώδεις 10-5 με 10-6 m/sec.»

Βιβλιογραφία 1. Aik N.C. Site Investigation for Civil Engineering Projects.

2. Anonymous, 1979, Classification of rocks and soils for engineering geological mapping. Part I: Rock and soil materials. Bulletin International Association Engineering Geology, No.19, pp. 364371.

3. Bell F.G. (2000) “Engineering Properties of Soils and Rocks”, Blackwell Science 4. Clayton, C.R.I. (1995) “The Standard Penetration Test (SPT): Methods and Use,”Construction Industry Research and Information Association Report 143. CIRIA, London. 143 pp.

5. Décourt, L. (1990) “The Standard Penetration Test,” State of the Art Report, Norwegian Geotechnical Institute Publication, vol. 179 , 1-12. Part ΙΙ. Oslo, Norway.

6. Marinos P., Novack M., Benissi M, Panteliadou M., Papouli D., Stoumpos G., Marinos V., Korkaris K. (2007) «Ground information and selection of TBM for the Thessaloniki Metro, Greece».

Journal of Environmental and Engineering Geoscience, XIV,1, 1730.

7. Robertson, P.K. (2006). “Guide to In-Situ Testing,” Gregg Drilling & Testing Inc. 8. Τerzaghi K. and Peck R.Β. (1967) "Soils Mechanics in Engineering Practice", John Wylie & Sons, New York, U.S.A.

Βιβλιογραφία 7. Waltham T., (2002). Foundations of Engineering Geology, Spon Press.

8. Κούκης Γ. – Σαμπατακάκης Ν. (2002) «Τεχνική Γεωλογία» Εκδόσεις Παπασωτηρίου.

9. Βουδούρης Κ, Μαρίνος Β. (2011). Σημειώσεις μαθήματος «Τεχνική Γεωτρήσεων».

10.Δημόπουλος Γ. (2008). Τεχνική Γεωλογία. Εκδόσεις Αφοί Κυριακίδη.

11.Μαρίνος Β. (2011). Παρουσιάσεις μαθήματος «Γεωλογικές και Περιβαλλοντικές Μελέτες Τεχνικών Έργων».

12.Χρηστάρας Β. , Χατζηαγγέλου Μ. (2011). Απλά βήματα στην εδαφομηχανική. University Studio Press. Κανονισμοί / Οδηγίες 1. Ευρωκώδικας 7 (ΕΛΟΤ ΕΝ 1997-2) 2. BS 5930, BSI, London, U.K. 3. ASTM D2487 – 00 USC «Ενοποιημένο Σύστημα Ταξινόμησης Εδαφών»

Βιβλιογραφία 7. Waltham T., (2002). Foundations of Engineering Geology, Spon Press.

8. Κούκης Γ. – Σαμπατακάκης Ν. (2002) «Τεχνική Γεωλογία» Εκδόσεις Παπασωτηρίου.

9. Βουδούρης Κ, Μαρίνος Β. (2011). Σημειώσεις μαθήματος «Τεχνική Γεωτρήσεων».

10.Δημόπουλος Γ. (2008). Τεχνική Γεωλογία. Εκδόσεις Αφοί Κυριακίδη.

11.Μαρίνος Β. (2011). Παρουσιάσεις μαθήματος «Γεωλογικές και Περιβαλλοντικές Μελέτες Τεχνικών Έργων».

12.Χρηστάρας Β. , Χατζηαγγέλου Μ. (2011). Απλά βήματα στην

Θεωρητικά Θεωρητικά στοιχεία για τηνστοιχεία καλύτερη κατανόηση και επίλυση της άσκησης

•Στις επόμενες διαφάνειες παρουσιάζονται κάποια επιλεγμένα μόνο - θεωρητικά στοιχεία για την πληρέστερη κατανόηση και επίλυση της άσκησης.

•Πιθανώς δεν θα χρειαστείται όλα τα παρακάτω στοιχεία για την άσκηση. Αυτά όμως θα σας δώσουν μια πιο εποπτική εικόνα θεμάτων και εννοιών που θίγει η άσκηση.

•Τα θεωρητικά αυτά στοιχεία θα διδαχθούν και σε διαλέξεις του μαθήματος. Προσοχή: Μην αντιγράψετε τα στοχεία αυτά στις ασκήσεις σας. Για ενδεχόμενες απορίες σας απευθυνθείτε και στους διδάσκοντες.

Αποτύπωση Δειγματοληπτικής Γεώτρησης Ημερήσιο Δελτίο Γεώτρησης

Τελικό μητρώο δειγματοληπτικής γεώτρησης

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ Οι εργαστηριακές δοκιμές δειγμάτων από πυρήνες γεωτρήσεων εντοπίζονται κυρίως: • Στα φυσικά χαρακτηριστικά του γεωυλικού (βράχου ή εδάφους): ειδικό βάρος, πορώδες, φυσική υγρασία κ.λ.π.

• Θέματα κατάταξης και συνεκτικότητας: Κοκκομετρίες, προσδιορισμός ορίου υδαρότητας, ορίου πλαστικότητας και δείκτη πλαστικότητας κλπ.

• Ορυκτολογική, πετρογραφική ανάλυση, χημικές αναλύσεις.

•Δοκιμές αντοχής: Ανεμπόδιστης θλίψης, διάτμησης, μονοδιάστατης στερεοποίησης, τριαξονική δοκιμή. Τα θέματα των εργαστηριακών δοκιμών θα εξεταστούν αναλυτικά σε επόμενες ασκήσεις

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ

«Εργαλεία» Γεω-έρευνασ C. ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ