Texniki geologia askisi 4 2013 14 by george papathanassiou

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

Ποιο είναι το υλικό που µελετάµε ? Βραχόµαζα !   Άρρηκτο βράχο !   Ασυνέχειες

Άρρηκτος βράχος

Ασυνέχειες

Ποιο είναι το υλικό που µελετάµε ? Ασυνέχεια

Άρρηκτος βράχος

Ασυνέχειες

Άρρηκτος βράχος

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

Δοκίµιο µε µία ασυνέχεια

Άρρηκτος βράχος ή πολύ κερµατισµένη βραχόµαζα

Πως µπορεί να αστοχήσει η βραχόµαζα ? 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 ? Αστοχία βραχόµαζας ως ισότροπο µέσο

Αστοχία κατά µήκος Συγκεκριµένων ασυνεχειών

Ποιο είναι το υλικό που µελετάµε ? Βραχόµαζα

Ιδιότητες βραχόµαζας

!   Άρρηκτο βράχος

!   Ανοµοιογενής

!   Ασυνέχειες

!   Ανισότροπη

►

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.

Είναι πολύ δύσκολο να προσδιοριστούν οι παράµετροι που την περιγράφουν ως ενιαίο, οµοιογενές και ισότροπο υλικό……

Για κάθε υλικό τι θέλουµε να ξέρουµε? !   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 τη βραχόµαζα πως τα υπολογίζουµε? Αρχικά υπολογίζουµε τις παραµέτρους του άρρηκτου βράχου και στη συνέχεια µε αποµείωση αυτών…….

Αποµείωση ? …….καταλήγουµε στις αντίστοιχες παραµέτρους της βραχόµαζας

Άρα ας ξεκινήσουµε από τη µελέτη του άρρηκτου βράχου

Πάµε λοιπόν στην άσκηση Α…

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

Αστοχία και παραµόρφωση άρρηκτου βράχου Εργαστηριακές δοκιµές στο βράχο

§ Μονοαξονικής φόρτισης § Τριαξονικής φόρτισης § Σηµειακής φόρτισης (Point Load test) § Άµεσης διάτµησης

Αστοχία και παραµόρφωση άρρηκτου βράχου Μονοαξονική φόρτιση

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

Παραµορφωσιµότητα άρρηκτου βράχου 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 (Εmax

)

•  E συνάρτηση της δοµής («αλληλοκλειδώµατος κόκκων») •  Εξηρό ≠ Ευγρό •  Ε µεγαλύτερο αν υπήρξε µεγάλη σε διάρκεια φόρτιση στο παρελθόν

Παραµορφωσιµότητα άρρηκτου βράχου

Παραµορφωσιµότητα - Θραύση άρρηκτου βράχου

Χαρακτηριστικές συµπεριφορές

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

Χαρακτηριστικές συµπεριφορές σ-ε

σ-ε

Ελαστική - Πλαστική συµπεριφορά

Ελαστική συµπεριφορά

π.χ. Βασάλτης

π.χ. Ασβεστόλιθος σ-ε

σ-ε

Πλαστική- Ελαστική -Πλαστική συµπεριφορά

Πλαστική- Ελαστική συµπεριφορά

π.χ. Ψαµµίτης

π.χ. Μάρµαρο

Χαρακτηριστικές συµπεριφορές

σ-ε

Ελαστική - Πλαστική - Ερπυστική συµπεριφορά

π.χ Εβαπορίτες

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

Κριτήριο αστοχίας Hoek – Brown για τον άρρηκτο βράχο

⎛ σ 3 ⎞ σ1 = σ 3 + σ ci ⎜ m i + 1⎟ ⎝ σ ci ⎠

0.5

σci

Αντοχή του άρρηκτου βράχου σε µονοαξονική θλίψη

Σταθερά του υλικού: εκφράζει το αλληλοκλείδωµα των κόκκων – ορυκτών µεταξύ τους.

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: ¡ Σ υνοχή c (KPa): Εκφράζει το ¨δέσιµο¨των κόκκων (στον άρρηκτο) ή τεµαχών (στη βραχόµαζα) ¡ Γ ωνία εσωτερικής τριβής φ ( ο ): Τριβή ανάµεσα στα ορυκτά ή στα τεµάχη που αντιστέκεται στη διάτµηση

Κριτήριο αστοχίας Hoek – Brown για τον άρρηκτο βράχο Υπολογισµός παραµέτρων διατµητικής αντοχής (c και φ) του άρρηκτου βράχου µέσω ταύτισης των δύο καµπύλων θραύσης Hoek – Brown και Mohr – Coulomb για συγκεκριµένη σ3

Η ευθεία - περιβάλλουσα θραύσης (Mohr-Coulomb) ταυτίζεται σε κάποιο σηµείο (ανάλογα µε την σ3) µε την καµπύλη (Hoek & Brown). Εκεί υπολογίζεται το c και φ.

Θραύση του άρρηκτου βράχου Τιµές ανεµπόδιστης θλίψης σci (UCS) Η αντοχή ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

σε µονοαξονική φόρτιση εξαρτάται από: σc (MPa) ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ

 Συστατικά ορυκτά Πολύ υψηλή αντοχή >200 Χαλαζίτης, δολερίτης, γάββρος, βασάλτης  Τρόπος σύνδεσης (δοµή) Μάρµαρο, γρανίτης, γνεύσιος, 100-200

Υψηλή αντοχή

ασβεστόλιθος

«κλείδωµα» κόκκωνσυγκόλληση Ψαµµίτης, µαρµαρυγιακός σχιστόλιθος,

Μέση αντοχή

60-100

Χαµηλή αντοχή

20-60

Ψαµµίτης µέτρια συνεκτικός, τόφφος, ιλυόλιθος, αργιλικός σχιστόλιθος

Πολύ χαµηλή αντοχή

<20

Ιλυόλιθος, αργιλικός σχιστόλιθος, κρητίς, ορυκτό αλάτι, αποσαθρωµένα πετρώµατα

<20

Μαλακοί βράχοι

Έδαφος

µαργαϊκός ασβεστόλιθος

Από E. Hoek & P. Marinos, 2000

Τιµή σταθεράς mi ανά πέτρωµα Hoek & Marinos, 2000.

Κριτήριο αστοχίας Hoek – Brown για τον άρρηκτο βράχο 200

σci = 50MPa mi=17

180 160 140

σ1 (MPa)

120 100 80 60 40

σci

20 0 -5

15 σ3 (MPa)

Επίδραση σταθεράς υλικού mi 300 mi=4

250

mi=17 mi=28

σ1 (MPa)

200 150 100 50 0 -20

-10

Μεταβάλλει κυρίως την κλίση (γωνία 10 20 τριβής) 30

-50 σ3 (MPa)

Επίδραση σci 350 σci=5 300

σci=30 σci=100

250

σ1 (MPa)

200 150 100 50 0 -10

-50 σ3 (MPa)

Πάµε λοιπόν στην άσκηση Β…

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

Κριτήριο αστοχίας Hoek & Brown για άρρηκτο βράχο:

⎛ σ 3 ⎞ σ1 = σ 3 + σ ci ⎜ m b + s ⎟ ⎝ σ ci ⎠

⎛ σ 3 ⎞ σ1 = σ 3 + σ ci ⎜ m i + 1⎟ ⎝ σ ci ⎠

0.5

Κριτήριο αστοχίας Mohr - Coulomb

Αποµειωµένα ανάλογα µε το πόσο «απέχει» η βραχόµαζα από τον άρρηκτο βράχο…

φ ⎞ φ ⎞ ⎛ ⎛   σ 1 = σ 3 tan ⎜ 45 + ⎟ + 2c tan⎜ 45 + ⎟ 2 ⎠ 2 ⎠ ⎝ ⎝ 2

0.5

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. ►  QNGI

(Barton 1974) ►  RMR (Bieniawski 1979) ►  Γεωλογικός Δείκτης Αντοχής GSI (Hoek & Marinos 2000)* GSI

Α: Δοµή

Β: Κατάσταση ασυνεχειών

*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.

ΑΝΤΟΧΗ ΤΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Για να προσδιορίσουµε την αντοχή της βραχόµαζας χρειαζόµαστε τις ακόλουθες παραµέτρους: 1.  Αντοχή άρρηκτου βράχου (Εργαστηριακές δοκιµές) •  Μονοαξονική θλιπτική αντοχή σci •  Σταθερά υλικού mi 2.  Παράγοντες αποµείωσης της αντοχής του άρρηκτου βράχου •  Βαθµονόµηση της ποιότητας της βραχόµαζας (συστήµατα ταξινόµησης, GSI, RMR) •  Διαταραχή της βραχόµαζας κατά την κατασκευή (D)

Κριτήριο αστοχίας Hoek – Brown για την βραχόµαζα Η ταυτότητα της βραχόµαζας •  GSI •  Μονοαξονική θλιπτική αντοχή σci •  Σταθερά υλικού mi

Μέσω του κριτηρίου Hoek and Brown και του GSI βρίσκουµε: ¡  την αντοχή (συνοχή c και γωνία τριβής φ) ¡  την παραµορφωσιµότητα Ε

Τύποι δοµών βραχόµαζας

ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Άρρηκτο πέτρωµα

Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συµπεριφορά στα σκληρά πετρώµατα

Άρρηκτο πέτρωµα µε µία ασυνέχεια

Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισµό και την διατµητική αντοχή της ασυνέχειας

Τεµαχισµένη βραχόµαζα από τρεις ορθογωνίως τεµνόµενες ασυνέχειες

Ανισότροπη ανάλογα µε τον αριθµό, προσανατολισµό, εµµονή και αντοχή των ασυνεχειών

Πολύ τεµαχισµένη βραχόµαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες

Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόµενη σε χαµηλές τάσεις, µε θραύση των τεµαχιδίων σε υψηλές τάσεις

Στρωµατώδης αλλά κερµατισµένη και διαταραγµένη

Ανισότροπη ανάλογα µε τον κερµατισµό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών

Αποδοµηµένη βραχόµαζα

Ευλόγως ισότροπη

Φυλλώδης/ Διατµηµένη

Ευλόγως ισότροπη, µικρή διαφορά µεταξύ αντοχών πετρώµατος και ασυνεχειών. Θραύση τεµαχών ακόµη και σε χαµηλές τάσεις

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Άρρηκτο πέτρωµα

Τύποι δοµών βραχόµαζας

ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Άρρηκτο πέτρωµα

Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συµπεριφορά στα σκληρά πετρώµατα

Άρρηκτο πέτρωµα µε µία ασυνέχεια

Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισµό και την διατµητική αντοχή της ασυνέχειας

Τεµαχισµένη βραχόµαζα από τρεις ορθογωνίως τεµνόµενες ασυνέχειες

Ανισότροπη ανάλογα µε τον αριθµό, προσανατολισµό, εµµονή και αντοχή των ασυνεχειών

Πολύ τεµαχισµένη βραχόµαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες

Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόµενη σε χαµηλές τάσεις, µε θραύση των τεµαχιδίων σε υψηλές τάσεις

Στρωµατώδης αλλά κερµατισµένη και διαταραγµένη

Ανισότροπη ανάλογα µε τον κερµατισµό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών

Αποδοµηµένη βραχόµαζα

Ευλόγως ισότροπη

Φυλλώδης/ Διατµηµένη

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ

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

Τύποι δοµών βραχόµαζας

ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Άρρηκτο πέτρωµα

Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συµπεριφορά στα σκληρά πετρώµατα

Άρρηκτο πέτρωµα µε µία ασυνέχεια

Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισµό και την διατµητική αντοχή της ασυνέχειας

Τεµαχισµένη βραχόµαζα από τρεις ορθογωνίως τεµνόµενες ασυνέχειες

Ανισότροπη ανάλογα µε τον αριθµό, προσανατολισµό, εµµονή και αντοχή των ασυνεχειών

Πολύ τεµαχισµένη βραχόµαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες

Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόµενη σε χαµηλές τάσεις, µε θραύση των τεµαχιδίων σε υψηλές τάσεις

Στρωµατώδης αλλά κερµατισµένη και διαταραγµένη

Ανισότροπη ανάλογα µε τον κερµατισµό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών

Αποδοµηµένη βραχόµαζα

Ευλόγως ισότροπη

Φυλλώδης/ Διατµηµένη

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Τεµαχισµένη βραχόµαζα

Ο προσανατολισµός των ασυνεχειών είναι τέτοιος που δεν ευνοεί ολίσθηση του πρανούς κατά µήκος τους

Τύποι δοµών βραχόµαζας

ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Άρρηκτο πέτρωµα

Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συµπεριφορά στα σκληρά πετρώµατα

Άρρηκτο πέτρωµα µε µία ασυνέχεια

Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισµό και την διατµητική αντοχή της ασυνέχειας

Τεµαχισµένη βραχόµαζα από τρεις ορθογωνίως τεµνόµενες ασυνέχειες

Ανισότροπη ανάλογα µε τον αριθµό, προσανατολισµό, εµµονή και αντοχή των ασυνεχειών

Πολύ τεµαχισµένη βραχόµαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες

Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόµενη σε χαµηλές τάσεις, µε θραύση των τεµαχιδίων σε υψηλές τάσεις

Στρωµατώδης αλλά κερµατισµένη και διαταραγµένη

Ανισότροπη ανάλογα µε τον κερµατισµό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών

Αποδοµηµένη βραχόµαζα

Ευλόγως ισότροπη

Φυλλώδης/ Διατµηµένη

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Πολύ τεµαχισµένη βραχόµαζα

Το υλικό µπορεί να θεωρηθεί ότι συµπεριφέρεται ισότροπα.

Τύποι δοµών βραχόµαζας

ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Άρρηκτο πέτρωµα

Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συµπεριφορά στα σκληρά πετρώµατα

Άρρηκτο πέτρωµα µε µία ασυνέχεια

Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισµό και την διατµητική αντοχή της ασυνέχειας

Τεµαχισµένη βραχόµαζα από τρεις ορθογωνίως τεµνόµενες ασυνέχειες

Ανισότροπη ανάλογα µε τον αριθµό, προσανατολισµό, εµµονή και αντοχή των ασυνεχειών

Πολύ τεµαχισµένη βραχόµαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες

Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόµενη σε χαµηλές τάσεις, µε θραύση των τεµαχιδίων σε υψηλές τάσεις

Στρωµατώδης αλλά κερµατισµένη και διαταραγµένη

Ανισότροπη ανάλογα µε τον κερµατισµό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών

Αποδοµηµένη βραχόµαζα

Ευλόγως ισότροπη

Φυλλώδης/ Διατµηµένη

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Στρωµατώδης – διαταραγµένη βραχόµαζα

Η ανισοτροπία εξαρτάται από τη γεωµετρία της πτυχωσης ή της σχιστότητας.

Τύποι δοµών βραχόµαζας

ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Άρρηκτο πέτρωµα

Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συµπεριφορά στα σκληρά πετρώµατα

Άρρηκτο πέτρωµα µε µία ασυνέχεια

Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισµό και την διατµητική αντοχή της ασυνέχειας

Τεµαχισµένη βραχόµαζα από τρεις ορθογωνίως τεµνόµενες ασυνέχειες

Ανισότροπη ανάλογα µε τον αριθµό, προσανατολισµό, εµµονή και αντοχή των ασυνεχειών

Πολύ τεµαχισµένη βραχόµαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες

Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόµενη σε χαµηλές τάσεις, µε θραύση των τεµαχιδίων σε υψηλές τάσεις

Στρωµατώδης αλλά κερµατισµένη και διαταραγµένη

Ανισότροπη ανάλογα µε τον κερµατισµό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών

Αποδοµηµένη βραχόµαζα

Φυλλώδης/ Διατµηµένη

Ευλόγως ισότροπη Ευλόγως ισότροπη, µικρή διαφορά µεταξύ αντοχών πετρώµατος και ασυνεχειών. Θραύση τεµαχών ακόµη και σε χαµηλές τάσεις

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Αποδοµηµένη βραχόµαζα

Το υλικό µπορεί να θεωρηθεί ότι συµπεριφέρεται ισότροπα.

Τύποι δοµών βραχόµαζας

ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Άρρηκτο πέτρωµα

Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συµπεριφορά στα σκληρά πετρώµατα

Άρρηκτο πέτρωµα µε µία ασυνέχεια

Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισµό και την διατµητική αντοχή της ασυνέχειας

Τεµαχισµένη βραχόµαζα από τρεις ορθογωνίως τεµνόµενες ασυνέχειες

Ανισότροπη ανάλογα µε τον αριθµό, προσανατολισµό, εµµονή και αντοχή των ασυνεχειών

Πολύ τεµαχισµένη βραχόµαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες

Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόµενη σε χαµηλές τάσεις, µε θραύση των τεµαχιδίων σε υψηλές τάσεις

Στρωµατώδης αλλά κερµατισµένη και διαταραγµένη

Ανισότροπη ανάλογα µε τον κερµατισµό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών

Αποδοµηµένη βραχόµαζα

Ευλόγως ισότροπη

Φυλλώδης/ Διατµηµένη

ΤΥΠΟΙ ΔΟΜΩΝ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Διατµηµένη βραχόµαζα

Το υλικό µπορεί να θεωρηθεί ότι συµπεριφέρεται ισότροπα.

Τύποι δοµών βραχόµαζας

ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ GSI Άρρηκτο πέτρωµα

Γενικώς ισότροπη, ψαθυρή, ελαστική συµπεριφορά στα σκληρά πετρώµατα

Άρρηκτο πέτρωµα µε µία ασυνέχεια

Εντελώς ανισότροπη εξαρτάται από τον προσανατολισµό και την διατµητική αντοχή της ασυνέχειας

Τεµαχισµένη βραχόµαζα από τρεις ορθογωνίως τεµνόµενες ασυνέχειες

Ανισότροπη ανάλογα µε τον αριθµό, προσανατολισµό, εµµονή και αντοχή των ασυνεχειών

Πολύ τεµαχισµένη βραχόµαζα από τέσσερις ή περισσότερες ασυνέχειες

Ευλόγως ισότροπη, έντονα διαστελλόµενη σε χαµηλές τάσεις, µε θραύση των τεµαχιδίων σε υψηλές τάσεις

Στρωµατώδης αλλά κερµατισµένη και διαταραγµένη

Ανισότροπη ανάλογα µε τον κερµατισµό των επιπέδων στρώσης ή της σχιστότητας και της αντοχής των ασυνεχειών

Αποδοµηµένη βραχόµαζα

Ευλόγως ισότροπη

Φυλλώδης/ Διατµηµένη

Σύστηµα ταξινόµησης βραχόµαζας GSI Η τιµή της βαθµονόµησης προκύπτει ως συνδυασµός: i.

της δοµής και

ii.  της ποιότητας των ασυνεχειών

GSI=60-70

Δεν έχει νόηµα µοναδική τιµή – πιο ρεαλιστικό το εύρος, π.χ. 35-40

ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΔΙΑΤΑΡΑΞΗΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ D

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

⎛ σ 3 ⎞ σ1 = σ 3 + σ ci ⎜ m b + s ⎟ ⎝ σ ci ⎠

GSI − 100 ⎞ ⎛ mb = mi ⋅ exp⎜ ⎟ < mi ⎝ 28 − 14 D ⎠

GSI − 100 ⎞ ⎛ s = exp⎜ ⎟ < 1 ⎝ 9 − 3D ⎠

1 1 −GSI /15 −20 / 3 a = + (e − e ) > 0.5 2 6

Σύγκριση των δύο περιπτώσεων Κριτήριο αστοχίας Hoek - Brown σ1 (MPa)

80 70

Intact Rock

60 50

Rockmass

40 30 20

GSI = 80 σci = 30MPa mi = 12

σci

σcm

0 -4

-2

0 -10

σ3 (MPa)

Μέτρο Ελαστικότητας Βραχόµαζας !   Hoek, Carranza-Torres, Corkum, 2002

D σ ci (MPa) Em (GPa) = (1− ) ×10 (GSI−10)/40 2 100 !   Hoek, Diederich, 2006

Em = E(i 0.02 +

1− D / 2 1+ e

( ( 60 +15D−GSI )/11)

)

Μέτρο Ελαστικότητας άρρηκτου βράχου

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 πρόσφατη επίλυση του κριτηρίου Hoek and Brown γίνεται µε το πρόγραµµα Roclab που µπορεί να αναζητηθεί ελεύθερα στο διαδίκτυο, www.rocscience.com).

¡ Προσδιορισµός αντιπροσωπευτικών τιµών των παραµέτρων σχεδιασµού των τεχνικών έργων σε περιβάλλον ρωγµατωµένων βράχων

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ROCLAB

Ασθενείς και Σύνθετες Βραχόµαζες Φλύσχη §  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 Εναλλαγές ικανών - µεγάλης γενικά αντοχής ψαµµιτικών στρωµάτων και µη ικανών µικρής γενικά αντοχής ιλυολιθικών, αργιλοσχιστολιθι κών στρωµάτων

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.

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

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

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

Διακριτοποίηση τύπων βραχόµαζας Φλύσχη

Τεχνικογεωλογικό Πρότυπο Διακριτοποίηση τύπων βραχόµαζας

Σύστηµα Ταξινόµησης GSI Φλύσχη (Β.ΜΑΡΙΝΟΣ 2007)

GSI CHART FOR FLYSCH

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

Συστάσεις εφαρµογής GSI ¡ Π εδίο 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 ¡ Πεδίο παρατήρησης και προεκβολή πληροφορίας § Π ρανή 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 ¡ Πεδίο παρατήρησης και προεκβολή πληροφορίας § Σ ήραγγες: 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).

INTACT OR MASSIVE - Ά ρ ρ ηκτα β ρ αχ ώ δη τεμ άχ η ή άσ τρ ω το ς β ρ άχ ο ς με λ ίγες ασ υν έχ ειες σ ε μ εγ άλ η απ ό σ τασ η BLOCKY - Α δ ιατάρ ακ τη β ρ αχ ό μ αζα μ ε π ολύ καλό αλ λ ηλο κλ είδ ω μ α π ο υ απ οτελ είται απ ό κ υβ ικ ά τεμ άχ η ο ρ ιζόμ εν α απ ό τρ εις ο ρ θο γ ώ ν ια τεμν ό μεν ες ο ικ ογ έν ειες ασ υν εχ ειώ ν VERY BLOCKY- Μερ ικώ ς δ ιαταρ α-‐ γ μέν η β ρ αχ ό μ αζα με π ολύπ λ ευρ α γ ω ν ιώ δ η τεμ άχ η ( blocks) π ου σ χ ηματίζο ν ται απ ό τέσ σ ερ ις ή π ερ ισ σ ότερ ες ο ικ ογ έν ειες ασ υν εχ ειώ ν BLOCKY/DISTURBED/SEAMY Π τυχ ω μ έν η με γω νιώ δ η τεμάχ η π ο υ σ χ ηματίζο ν ται απ ο π ολ λ ές αλ ληλο -‐ τεμν ό μεν ες ο ικ ογ έν ειες ασ υν εχ ειώ ν . Ε μ μο ν ή σ τρ ώ σ ης ή σ χ ισ τότητας DISINTEGRATED - Ισ χ υρ ά κ ερ μ ατι-‐ σ μ έν η β ρ αχ ό μαζα μ ε π τω χ ό αλ λ ηλ ο-‐ κ λ είδω μα κ αι μ ε ταυτόχ ρ ο ν η π αρ ο υσ ία γ ω ν ιω δ ώ ν και απ ο σ τρ ο γ -‐ γ υλω μέν ω ν τεμ αχ ώ ν LAMINATED/SHEARED - Φ υλ λώ δ ης ή σ χ ισ τοπ οιημέν η και τεκ το ν ικ ώ ς δ ιατμημ ένη ασ θεν ής β ρ αχ ό μ αζα. Η σ χ ισ τότητα επ ικρ ατεί έναν τι οπ ο ιασ δή π οτε άλλ ης ο ικο γέν ειας ασ υν εχ ειώ ν εμ π οδίζο ντας την δ ημ ιουρ γ ία γ ω ν ιω δ ώ ν τεμαχ ώ ν

Μ Ε Τ Ρ ΙΑ Λ είες , μ ετρ ίω ς απ ο σ αθρ ω μ έν ες κ αι εξ αλλ οιω μ έν ες επ ιφ άν ειες

ΚΑΛΗ Τ ρ αχ είες , ελαφρ ά απ ο σ αθ ρ ω μέν ες και οξ ειδ ω μ έν ες επ ιφάν ειες

Π Ο Λ Υ Κ Α Λ Η Π ολύ τρ αχ είες , μ η απ ο σ αθ ρ ω μ έν ες επ ιφάνειες

Μ Ε ΙΟ Υ Μ Ε Ν Η Π Ο ΙΟ Τ Η Τ Α Α Σ Υ Ν Ε Χ Ε ΙΩ Ν

ΔΟ ΜΗ

ΜΕ ΙΟ Υ Μ Ε Ν Ο Α Λ Λ Η Λ Ο Κ Λ Ε ΙΔ Ω ΜΑ Τ Ω Ν Β Ρ Α Χ Ω Δ Ω Ν Τ Ε ΜΑ Χ Ω Ν

Προεκβολή της γεωλογικής πληροφορίας στο βάθος από επιφανειακές εµφανίσεις

Β α σ ιζό μ εν ο ι σ τη ν εμ φ ά ν ισ η τη ς β ρ α χ ό μ α ζα ς (π ερ ιγ ρ α φ ή δ ο μ ής κ α ι κ α τά σ τα σ η επ ιφ ά ν ειας α σ υ ν εχ ειώ ν ) εκ τιιμ ή σ τε τη μ έσ η τιμ ή το υ G S I, χ ω ρ ίς υ π οχ ρ εω τικ ά μ εγ ά λ η α κ ρ ίβ εια . Τ ο ν α επ ιλ έξ ετε εν α εύρ ο ς τιμ ώ ν α π ό 3 3 ω ς 3 7 είν α ι π ιο ρ εα λ ισ τικ ό α π ό το ν α δ ήλ ώ σ ετε ό τι G S Ι= 3 5 . Σ η μ ειώ ν ετα ι ό τι ο Π ίν α κ α ς δ εν εφ α ρ μ ό ζ ετα ι σ ε κ ιν η μ α τικ ά ελ εγ χ ό μ εν ες α σ τά θειες . Σ τη ν π ερ ίπ τω σ η π ο υ ο ι α σ θ εν είς επ ίπ εδ ες επ ιφ ά ν ειες έχ ο υν μ η ευν ο ϊκ ό π ρ ο σ α ν α το λ ίσ μ ο σ ε σ χ έσ η μ ε το π ρ α ν ές εκ σ κ α φή ς , τό τε α υ τές κ α θο ρ ίζο υ ν τη ν σ υ μ π ερ ιφ ο ρ ά τη ς β ρ α χ ό μ α ζ α ς . Η δ ια τμ η τικ ή α ν το χ ή επ ιφ α ν ειώ ν σ ε β ρ ά χ ο υ ς π ο υ υπ ό κ ειν τα ι σ ε εξα σ θέν ισ η λ ό γ ω δ ιακ ύμ α ν σ ης τη ς π ερ ιεκ τικ ό τη τα ς σ ε υ γ ρ α σ ία, είν α ι π ερ α ιτέρ ω μ ειω μ έν η ό τα ν υπ ά ρ χ ει ν ερ ό . Ο τα ν , ο ι β ρ α χ ό μ α ζ ες α ν ή κ ο υν σ τις μ έτρ ιες έω ς π τω χ ές κ α τηγ ο ρ ίες κ α ι υπ ά ρ χ ει ν ερ ό τό τε μ ετα κ ιν ο ύ μ α σ τε π ρ ο ς τα δ έξ ια . Η υδ ρ ο σ τα τικ ή π ιέσ η λ α μ β ά ν ετα ι υπ ό ψ η μ ε τη ν α ν ά λ υσ η εν ερ γ ώ ν τά σ εω ν .

Κ ΑΤ Α Σ Τ Α Σ Η Ε Π ΙΦ Α Ν Ε ΙΑ Σ Α Σ Υ Ν Ε Χ Ε ΙΑ Σ

(Hoek and Marinos, 2000)

ΠΤΩΧΗ Ε π ιφάν ειες ολ ίσ θ ησ ης , π ολύ απ ο σ αθ ρ ω μέν ες μ ε σ υμ π αγ ή επ ιφλ ο ιώ μ ατα ή υλικό π λ ήρ ω σ ης μ ε γ ω ν ιώ δ η θρ αύσ μ ατα Π Ο Λ Υ Π Τ Ω Χ Η Ε π ιφάν ειες ολ ίσ θ ησ ης π ολύ απ ο σ αθ ρ ω μ ένες με μ αλακό αρ γ ιλ ικ ό υλικό π λ ήρ ω σ ης

Γ Ε Ω Λ Ο Γ ΙΚ Ο Σ Δ Ε ΙΚ Τ Η Σ Α Ν Τ Ο Χ Η Σ Σ Ε Ρ Η Γ ΜΑΤ Ω ΜΕ Ν Ο Υ Σ Β Ρ Α Χ Ο Υ Σ

N/A

80 70 60 50

10 N/A

N/A

Συστάσεις εφαρµογής GSI ¡ Ά ν ο ι γ µ α α σ υ ν ε χ ε ι ώ ν : Η χ α λ ά ρ ω σ η τ η ς 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: § Π τωχή κατάσταση ασυνεχειών στον βασικό πίνακα GSI § Άν είναι συστηµατικό και παχύ συνίσταται η χρήση του πίνακα GSI για ετερογενείς βραχόµαζες (φλύσχη)

Συστάσεις εφαρµογής GSI ¡ Α ποσαθρωµένη 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.

Μ Ε Τ Ρ ΙΑ Λ είες , μ ετρ ίω ς απ ο σ αθρ ω μ έν ες κ αι εξ αλλ οιω μ έν ες επ ιφ άν ειες

ΚΑΛΗ Τ ρ αχ είες , ελαφρ ά απ ο σ αθ ρ ω μέν ες και οξ ειδ ω μ έν ες επ ιφάν ειες

Π Ο Λ Υ Κ Α Λ Η Π ολύ τρ αχ είες , μ η απ ο σ αθ ρ ω μ έν ες επ ιφάνειες

Μ Ε ΙΟ Υ Μ Ε Ν Η Π Ο ΙΟ Τ Η Τ Α Α Σ Υ Ν Ε Χ Ε ΙΩ Ν

ΔΟ ΜΗ

ΜΕ ΙΟ Υ Μ Ε Ν Ο Α Λ Λ Η Λ Ο Κ Λ Ε ΙΔ Ω ΜΑ Τ Ω Ν Β Ρ Α Χ Ω Δ Ω Ν Τ Ε ΜΑ Χ Ω Ν

Διόρθωση τιµής GSI λόγω αποσάθρωσης

Κ ΑΤ Α Σ Τ Α Σ Η Ε Π ΙΦ Α Ν Ε ΙΑ Σ Α Σ Υ Ν Ε Χ Ε ΙΑ Σ

(Hoek and Marinos, 2000)

Γ Ε Ω Λ Ο Γ ΙΚ Ο Σ Δ Ε ΙΚ Τ Η Σ Α Ν Τ Ο Χ Η Σ Σ Ε Ρ Η Γ ΜΑΤ Ω ΜΕ Ν Ο Υ Σ Β Ρ Α Χ Ο Υ Σ

N/A

80 70 60 50

10 N/A

N/A

Συστάσεις εφαρµογής GSI ¡ Σ υσχέτιση 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 ¡ Π αρουσία 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. § Αν α φ έ ρ ε τα ι σ τ ι ς 3 τ ε λ ε υ τα ί ε ς κολώ ν ε ς κα ι συνίσταται µετακίνηση του δείκτη προς τα δεξιά. § Η π ί ε σ η τ ο υ ν ε ρ ο ύ λ α µ β ά ν ε τ α ι υ π ’ ό ψ η ανεξάρτητα, στην ανάλυση κατά τον σχεδιασµό και όχι µέσα από το GSI (ανάλυση ενεργών τάσεων).

Μ Ε Τ Ρ ΙΑ Λ είες , μ ετρ ίω ς απ ο σ αθρ ω μ έν ες κ αι εξ αλλ οιω μ έν ες επ ιφ άν ειες

ΚΑΛΗ Τ ρ αχ είες , ελαφρ ά απ ο σ αθ ρ ω μέν ες και οξ ειδ ω μ έν ες επ ιφάν ειες

Π Ο Λ Υ Κ Α Λ Η Π ολύ τρ αχ είες , μ η απ ο σ αθ ρ ω μ έν ες επ ιφάνειες

Μ Ε ΙΟ Υ Μ Ε Ν Η Π Ο ΙΟ Τ Η Τ Α Α Σ Υ Ν Ε Χ Ε ΙΩ Ν

ΔΟ ΜΗ

ΜΕ ΙΟ Υ Μ Ε Ν Ο Α Λ Λ Η Λ Ο Κ Λ Ε ΙΔ Ω ΜΑ Τ Ω Ν Β Ρ Α Χ Ω Δ Ω Ν Τ Ε ΜΑ Χ Ω Ν

Διόρθωση τιµής GSI λόγω παρουσίας νερού

Κ ΑΤ Α Σ Τ Α Σ Η Ε Π ΙΦ Α Ν Ε ΙΑ Σ Α Σ Υ Ν Ε Χ Ε ΙΑ Σ

(Hoek and Marinos, 2000)

Γ Ε Ω Λ Ο Γ ΙΚ Ο Σ Δ Ε ΙΚ Τ Η Σ Α Ν Τ Ο Χ Η Σ Σ Ε Ρ Η Γ ΜΑΤ Ω ΜΕ Ν Ο Υ Σ Β Ρ Α Χ Ο Υ Σ

N/A

80 70 60 50

10 N/A

N/A

Περιορισµοί Εφαρµογής GSI ¡ Α νισοτροπία § 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 θ ε µ ε λ ι ώ δ ο υ ς µ ά ζα ς κ α ι ασυνέχειας είναι µικρή

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΕΩΝ GSI

Ασκήσεις

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

Άσκηση Β

Άσκηση Γ

Άσκηση Γ ¡  Για την εκτίµηση της “ζυγισµένης” τιµής των αντίστοιχων παραµέτρων ( του σ c i και m i ) του “άρρηκτου” φλύσχη ανάλογα µε τον τύπο της βραχόµαζας πρέπει να λάβετε υπόψη σας τον πίνακα 1.

Άσκηση Γ ¡  Πίνακας 1. Aναλογίες των σ c i , m i και E i των λιθολογικών µελών για την εκτίµηση της “ζυγισµένης” τιµής των αντίστοιχων παραµέτρων του “άρρηκτου” φλύσχη ανάλογα µε τον τύπο της βραχόµαζας.

Σηµείωση: Η τελική “ζυγισµένη” τιµή πρέπει να λαµβάνει προφανώς υπ’όψη και τα ποσοστά συµµετοχής των δύο µελών στη σύσταση της βραχόµαζας και όχι να προκύπτει από τον µέσο όρο. Σε περίπτωση που η υπολογιζόµενη τιµή βρεθεί χαµηλότερη από αυτή του ασθενέστερου υλικού, χρησιµοποιείστε την τελευταία.

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 σci=0,8σciψαµµίτη*0,3+1,0σciιλυόλιθου*0,7

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.