Transcript Преузми

Principi inženjerske geologije
Osnovni aspekti izučavanja terena u
inženjerskoj geologiji-geotehnici
Principi inženjerske geologije
1. Izučavanje terena kao prirodne konstrukcije
2. Izučavanje terena kao radne sredine
3. Izučavanje terena kao ležišta geoloških
građevinskih materijala
4. Izučavanje terena kao dela životne sredine
Principi inženjerske geologije
Izučavanje terena kao prirodne
konstrukcije
Principi inženjerske geologije
• Teren kao geološka tvorevina ima različita svojstva
(fizička, strukturna, morfološka, hemijska, itd.)
• Osnovno inženjerskogeološko svojstvo terena kao
prirodne konstrukcije je stabilnost, te je osnovni cilj
izučavanja terena – utvrđivanje stabilnosti terena u
uslovima izgradnje i eksploatacije objekata na njemu
i u njemu, kao i u prirodnim uslovima
• Teren je trodimenzionalna pojava – istraživanja
moraju obuhvatiti teren kao trodimenzionalnu
geološku konstrukciju
Teren kao prirodna konstrukcija je u potpunosti
definisan ako su utvrđena sledeća njegova
svojstva:
1.
2.
3.
4.
Morfometrijska svojstva
Vrste sredina i njihove granice
Stanje podzemnih voda
Naponska stanja u terenu
Principi inženjerske geologije
•
Principi inženjerske geologije
• Da bi pojedine sredine unutar terena bile potpuno
definisane potrebno je poznavati sledeća svojstva
sredine:
• Litogenetski sastav i sklop (litološke vrste stenskih
masa, genezu, diskontinualnost, genitet i tropiju u
pogledu osnovnih svojstava)
• Podzemne vode (režim podzemnih voda, dinamiku i
hemizam podzenih voda, uslove dreniranja)
• Naponsko stanje unutar sredine (genezu napona,
raspored napona, genitet i tropiju u pogledu
naponskih stanja)
• Karakteristične uticaje jedne sredine na drugu
Principi inženjerske geologije
• Parametri kojima se definiše stenska masa:
1. Litološka i genetska vrsta stenskih masa
2. Strukturna svojstva
3. Fizička i mehanička svojstva
• Ukoliko govorimo o uzorku stenske maseutvrđuje se i stepen reprezentativnosti u
odnosu na sredinu iz koje je uzet
Morfološka svojstva
• Nagibi površine terena
• Visina prirodne konstrukcije
• Razuđenost reljefa
• Geneza reljefa
• Vrste sredina i njihove granice
• Teren može biti sastavljen od dve ili više sredina
koje se po mehaničkom ponašanju bitno
razlikuju
• “Sredina” kao osnovni element prirodne
konstrukcije terena se sastoji od stenskih masa
koje imaju slične ili iste mehaničke osobine i u
geostatičkom smislu se ponašaju kao celina
Principi inženjerske geologije
•
• Vrste sredina i njihove granice
Plastične (slabovezane stenske mase-gline, lapori,
laporovite gline, les)
Plastične do kvaziplastične (nevezane stenske masepeskovi, šljunkovi, drobina)
Krte (čvsto vezane , kamenite stenske mase)
Principi inženjerske geologije
- Zavisno od prirode deformabilnosti sredine se mogu
podeliti na:
• Priroda granica (između sredina) i međusobni
odnosi:
• Položaj granice
• Oštrina granice
• Kontinuitet stenske mase u području granice
• Geometrijski oblik granice
• Otpornost na smicanje duž granice
Principi inženjerske geologije
• Vrste sredina i njihove granice
• Da podeli zastupljene stenske mase u grupe
sličnog ponašanja
• Da na odgovarajući način okarakteriše svaku od
izdvojenih grupa
• Da daju kvantitativne podatke za projektovanje
• Da pruže jasnu i razumljivu podlogu za
komunikaciju
Principi inženjerske geologije
• Ciljevi:
• Jednostavan je, razumljiv i lako se pamti
• Svaki pojam je jasan a primenjena tehnologija je
prihvaćena
• Obuhvata najznačajnija svojstva stenskih masa
• Zasnovan je na parametrima koji se mogu odrediti i meriti
relevantnim opitima brzo i jeftino na terenu
• Zasnovan je sistemu vrednovanja, koji uzima u obzir
relativan značaj parametar primenjenih u klasifikaciji
• Funkcionalan je jer rezultira kvantitativnim podacima koji
se neposredno mogu korisititi za projektovanje
Principi inženjerske geologije
Sistem klasifikacije mora da ima sledeće osobine:
•
Protođakonov (1908); Terzaghi (1946); Lauffer (1958);
Deere (1970); Wickham, Tiedeman & Skinner (1972);
Bieniawski (1973); Barton, Lien & Lunde (1974); Louis
(1974)
Većina klasifikacija tretira teren kao prirodnu konstrukciju
ali pre svega se sve one odnose i prilagođene su terenu kao
radnoj sredini, odnosno uslovima izvođenja objekata u
pojedinim stenskim masama uz preporuke zaštite
temeljnih iskopa u smislu stabilnosti, vrste alata ili količine
eksploziva koji se mora upotrebiti i dr. – orijentisane su
najvećim delom na geotehničke uslove izvođenja
podzemnih objekata
Principi inženjerske geologije
•
Principi inženjerske geologije
Inženjerskogeološko izučavanje
terena kao radne sredine
• Poznavanje svojstava terena kao radne sredine ima
veliki značaj pri izgradnji raznovrsnih objekata i
izvođenju geotehničkih radova na površini terena ili
u podzemlju
• Ciljevi inženjerskogeoloških izučavanja terena kao
radne sredine:
• Pravilno prognoziranje ponašanja geološke sredine pri
izvođenju različitih radova
• Sagledavanje optimalnog vremena za izvođenje radova
• Odabir najekonomičnjijeg načina iskopa i transport
• Obezbeđivanje sigurnosti pri radu
Principi inženjerske geologije
Inženjerskogeološka svojstva terena kao radne sredine
Principi inženjerske geologije
• Svojstva terena kao radne sredine -proučavanje
fizičkih, mehaničkih i tehnoloških svojstava stenskih
masa koje izgrađuju teren, kao i poznavanje
morfoloških, strukturnih, hidroloških i hidrogeoloških
svojstava terena radi sagledavanja ponašanja terena u
uslovima izvođenja različitih radova
• Svojstva terena i stenskih masa koja se najčešće proučavaju:
• Čvrstoća, tvrdoća, žilavost i kompaktnost stenskih masa,
tj. opšti otpor pri iskopu
• Otpor pri bušenju- izbor alata za bušenje
• Otpor pri miniranju-razorivost stenskih masa pod
dejstvom eksploziva
• Ovodnjenost terena-vrsta podzemnih voda, dinamika,
uslovi dreniranja itd. kao i dejstvo podzemnih voda na
stenske mase u iskopu
• Deljivost stenskih masa pri bušenju, miniranju, iskopu
• Stabilnost i postojanost stenskih masa u kosinama i
podzemnim prostorijama
Principi inženjerske geologije
Inženjerskogeološka svojstva terena kao radne sredine
Principi inženjerske geologije
• Klasifikacija terena kao radne sredine radi se u
svrhu izjednačavanja kriterijuma, ali se sve
baziraju na pojedinim parametrima svojstva
stenskih masa i terena od značaja za vrstu
objekta koji se gradi
• najčešće korišćena za zemljane radove; klase
terena su bazirane na alatu koji je potreban za
rad u takvim terenima i prema količini eksploziva
potrebnog za izvođenje iskopa (7 klasa)
• Ova klasifikacija je poslužila kao osnov za našu
klasifikaciju GN 200
• Prva klasa – čine je tereni izgrađeni od rastresitih
ili slabovezanih stenskih masa u kojima se može
raditi lopatom, gde je za iskop u njima potrebno
oko 0.5 sata za iskop 1 m3
• Sedma klasa - čine je tereni izgrađeni od čvrstih i
žilavih stenskih masa u kojima se mora primeniti
oko 0.5 kg/m3 dinamita za iskop 1 m3
Principi inženjerske geologije
• Klasifikacija Brauns-Stinija
• Kriterijumi za razvrstavanje:vrsta alata, količina
eksploziva, koeficijent tovarenja - 7 kategorija
• I kategorija - rastresita, laka zemlja, tj. pesak,
nevezan šljunak, humus, rastresiti les.
Otkopavanje se može vršiti lopatom i ašovom
• VII kategorija - vrlo čvrsta i žilava stena, tj. sveža
bazična ili ultrabazična magmatska stena kao
granit, bazalt, kvarcit, dijabaz, gabro, dioriti itd.
Razbijanje se vrši isključivo eksplozivom
Principi inženjerske geologije
Klasifikacija GN 200 (skripta..)
Klasifikacija M.M. Protođakonova (skripta…)
f 
p
300

p
300
Principi inženjerske geologije
• Najčešće korišćena u rudarstvu i podzemnim radovima, 15
kategorija prema koeficijentu čvrstoće f koji varira od 0.3 do
20 - on predstavlja opšti “otpor” stenske mase prema
mehaničkom dejstvu, statičkom ili dinamičkom dejstvu sile
• Bazira se na kompleksu svojstava i deli teren na
5 kategorija
• I kategorija - tereni izgrađeni od kamenitih
stenskih masa
• IV kategorija - tereni izgrađeni od nevezanih
stena
• V kategorija - tereni posebnog sastava i
posebnih svojstva
Principi inženjerske geologije
• Klasifikacija Okolo-Kulaka
• Razvijena za potrebe izgradnje podzemnih
objekata
• Parametri za klasifikaciju:
• vreme stajanja nepodgrađenog iskopa
(vremenski period u kome će iskop biti stabilan
bez podgrade nakon iskopa)
• merodavni raspon tunelskog iskopa (dimenzija
nepodgrađenog dela iskopa, širina i rastojanje
do čela iskopa)
• Podela stenske mase na 7 klasa (A-G)
Principi inženjerske geologije
Lauffer (1958)
• Osnovni parametar za klasifikaciju RQD
• Podela stenske mase na 5 klasa zavisno od
vrednosti RQD-a a zatim je zavisno od načina iskopa
(mašinski ili klasično) predložio tipove i obim
potrebne podgrade za svaku od izdvojenih klasa
RQD %
Opis kvaliteta stenske mase
90-100
Vrlo dobra
75-90
Dobra
50-75
Povoljna
25-50
Loša
0-25
Vrlo loša
Principi inženjerske geologije
Deere (1970)
Bieniawski (1973) – RMR klasifikacija (Rock
Mass Rating)
• Čvrstoća monolitne stene-iskazana jednoaksijalnom
čvrstoćom na pritisak
• RQD
• Rastojanje između pukotina
• Stanje pukotina-veličina otvora, kontinuitet, hrapavost
zidova, alterisanost i prisustvo ispune
• Stanje podzemne vode-iskazano procenjenim količinama
dotoka u iskop
Principi inženjerske geologije
Parametri obuhvaćeni klasifikacijom:
Barton, Lien & Lunde (1974) – Q klasifikacija
Parametri obuhvaćeni klasifikacijom:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
RQD
Jn-broj prisutnih familija pukotina
Jr- hrapavost pukotina
Jn-indeks alterisanosti pukotina
Jw-faktor redukcije zbog uticaja podzemne vode
SRF-faktor redukcije zbog uticaja naponskog stanja
Principi inženjerske geologije
•