Transcript Преузми
Prof. Dr Biljana Abolmasov Principi inženjerske geologije Principi izbora uzoraka i ekstrapolacije rezultata ispitivanja na teren • Tehničke mogućnosti za izvođenje opita na terenu kao prirodnoj konstrukciji u razmeri 1:1 ne postoje ili su vrlo ograničene, zato govorimo o ispitivanjima dela prirodne konstrukcije, dela stenske mase (posredno geofizičke metode ili in situ terenska merenja) ili uzorcima stenske mase, dakle o određenom veličinskom području-delu terena • Pravilan izbor uzoraka ili opitnih mesta i pravilna ekstrapolacija rezultata koji se dobijaju merenjima predstavljaju jedan od osnovnih preduslova za kvalitetna istraživanja Principi inženjerske geologije Pojmovi uzorak, stenska masa, teren Principi inženjerske geologije • Da bi se izvršio pravilan izbor uzoraka ili odabir opitnih lokacija teren se mora upoznati do određenog stepena, odnosno moraju se izdvojiti određene sredine a unutar njih zone koje su homogene ili kvazihomogene u odnosu na svojstva koja želimo da ispitujemo • Inženjerskogeološko rekognosciranje terena – kartiranje (dobijanje osnovnih podataka i sticanje prvih predstava o terenu i sredinama koje ga izgrađuju) • Populacija statistički gledano je ukupan broj podataka u ispitivanom području • U inženjerskoj geologiji, populacija je deo sredine ili cela sredina koja je u odnosu na ispitivano svojstvo homogena i na koju se mogu odnositi rezultati ispitivanja odgovarajućih uzoraka • Uzorak je statistički deo populacije koji se ispituje • U inženjerskoj geologiji uzorak je deo stenske mase na kome se vrše određena ispitivanja (bilo da se radi o ispitivanju različitih svojstava ili o jednom svojstvu) Principi inženjerske geologije Šta je uzorak, a šta populacija u inženjerskoj geologiji? • Koji su osnovni principi izbora uzoraka i opitnih mesta? 1. Uzorak ili opitno mesto moraju biti reprezentativni u odnosu na svojstvo koje se ispituje, za sredinu ili deo sredine iz koje se uzima 2. Uzorak u statističkom smislu mora biti dovoljno veliki, odnosno dovoljno brojan da može reperezentovati sredinu iz koje se uzima 3. Uzorak u statističkom smislu mora biti slučajno odabran Principi inženjerske geologije Osnovni principi izbora uzoraka Uzorak za laboratoriju Kartiranje jezgra istražne bušotine i odabir uzoraka za laboratoriju Principi inženjerske geologije Uzorci za laboratoriju Principi inženjerske geologije Principi inženjerske geologije Reprezentativan uzorak • Reprezentativnost uzorka – podrazumeva da on mora biti reprezentativan u odnosu na svojstvo koje se ispituje, a ne na bilo koje drugo svojstvo ili na sva njegova svojstva • Uzorci mogu biti reprezentativni u smislu prosečnosti i u smislu merodavnosti • Reprezentativan uzorak u smislu prosečnosti je onaj koji odgovara prosečnoj ili približno prosečnoj vrednosti toga svojstva u sredini iz koje je uzet • Reprezentativan uzorak u smislu merodavnosti je onaj uzorak za koga se pretpostavlja da ima merodavna svojstva za određenu namenu istraživanja, a može i ne mora biti prosečan (npr. uzorci koji sadrže diskontinuitete) Principi inženjerske geologije Reprezentativnost uzoraka Principi inženjerske geologije klizna površ • Povećanje broja podataka-brojnost uzoraka dovodi do povećanja sigurnosti (veličina uzorka se približava veličini populacije) • Statistička obrada podataka npr. ispucalosti 50-100 merenja po familiji; fizičko-mehanička svojstva – najmanje tri podatka o jednom svojstvu iz svake kvazihomogene zone u odnosu na to svojstvo Principi inženjerske geologije Veličina uzorka - broj podataka • Uzorak je slučajno odabran kada se pri izboru za uzorak ne vrši protežiranje niti zanemarivanje • U inženjerskoj geologiji princip važi samo kad se prikupljanju uzorci za statističku obradu (podaci o diskontinuitetima npr.), ali se pri tom mora voditi računa da se zbog nepristupačnosti pojedini podaci ne zapostavljaju (familije II kosini) • U pojedinim situacijama svesno se vrši “neslučajan” odabir uzoraka jer se insistira na merodavnim uzorcima (za pojedine probleme), što u statističkom smislu ne znači i slučajno odabran Principi inženjerske geologije Slučajnost odabiranja uzoraka Principi inženjerske geologije • Ispitivanja se s obzirom na svojstva koja se njima utvrđuju grubo mogu podeliti u dve grupe: • Ispitivanja koja imaju za cilj identifikaciju sredina unutar terena kao prirodne konstrukcije (prosečnost, brojnost) • Ispitivanja koja imaju za cilj utvrđivanje mehaničkog ponašanja sredine, odnosno prirodne konstrukcije u uslovima izgradnje i eksploatacije objekata (merodavnost-opitom koji se sprovodi na merodavnim uzorcima simuliraju se kritični uslovi u kojima se može naći prirodna konstrukcija tokom izgradnje ili eksplotacije objekata) Osnovni kriterijumi za određivanje broja, mesta i vrste uzoraka Broj uzoraka – zavisi od slučaja do slučaja a kriterijumi se baziraju na: a) Stepenu homogenosti i anizotropije prirodne konstrukcije, odnosno sredina koje je izgrađuju b) Vrste i intenziteta međusobnih uticaja prirodne i veštačke konstrukcije • Mesto uzimanja uzorka ili vršenja opita – prvi korak je ograničiti zonu sadejstva prirodne i veštačke konstrukcije a unutar te zone područja različitog uticaja objekta na teren, odnosno terena na objekat Principi inženjerske geologije • Tip objekta Područja različitih efekata međusobnog uticaja objekta i terena Naselja i industrijski objekti Područje promene naponskih stanja (opterećenje) Područje promene režima izdani Područje promene morfoloških uslova Područje promene hemizma podzemnih voda Područje promene vlažnosti Hidrotehnički objekti Područje promene naponskih stanja (opterećenje) Područje promene filtracionih uslova Područje promene mineralnih sirovina Područje promene stabilnosti padina akumulacionog basena Rudarski i podzemni objekti Područje promene naponskih stanja (rasterećenje) Područje promene stabilnosti iznad podzemnih prostorija Područje promene režima izdanskih voda Područje dopunskih opterećenja Površinski kopovi i iskopi Područje promene naponskih stanja (rasterećenje) Područje promene režima podzemnih voda Područje poremećaja stabilnosti padina i kosina Principi inženjerske geologije Različiti efekti sadejstva prirodne i veštačke konstrukcije, Bondarik (1971) • Šta je osnovni problem kod inženjerskogeoloških istraživanja i karakterizacije ponašanja prirodne konstrukcije? • Interpolacija i ekstrapolacija -područja interpolacije, odnosno ekstrapolacije • Interpolacija i ekstrapolacija su prisutne u svim primenjenim geološkim istraživanjima i uvek zahtevaju dobro poznavanje geološke građe, kao i definisanje geniteta i tropije Principi inženjerske geologije Interpolacija i ekstrapolacija Različiti vidovi estrapolacije područja ekstrapolacije Prognoza prostiranja po dubini određenih elemenata geološke građe na osnovu podataka sa površine terena Karakterizacija kvazihomogenih zona na osnovu njihove sličnosti sa istraženim kvazihomogenim zonama područja interpolacije Prognoza bočnog i prostiranja po dubini na osnovu podataka istražnog bušenja a van područja obuhvaćenog bušenjem Ekstrapolacija podataka sa jednog dela područja na celo područje Ekstrapolacija i procena svojstava stenske mase.. • Parametri stenske mase se dobijaju ispitivanjima manjih ili većih njenih delova koji su uvek mnogo manji od od područja koga treba da reprezentuju tako da se mora vršiti procena • Ekstrapolacija koja uvažava efekat razmere • Zavisi od iskustva istraživača i često je sa značajnom dozom subjektivnosti METODE PROCENE DIREKTNE In situ Laboratorija INDIREKTNE Matematički i fizički modeli Geofizika Kompleksna procedura Prenošenje podataka dobijenih ispitivanjima uzoraka na stensku masu ili njen deo je veoma složen i delikatan i od krucijalne važnosti u geotehnici • nije moguće obezbediti potpunu reprezentativnost uzoraka prvenstveno zbog velike razlike u dimenzijama uzorka i sredine • vrlo je teško simulirati realne uslove u terenu tokom ispitivanja uzoraka • karakterisitke uzorka se u trenutku ispitivanja ne podudaraju sa karakterisitkama stenske mase u trenutku kritičnog sadejstva • uzorci su po svojim mehaničkim karakterisitkama bolji od sredine na koju se odnose • neadekvatan način uzimanja uzoraka – poremećeni uzorci Principi inženjerske geologije • Najčešći problemi: • definisanja uslova izbora i obrade uzoraka i opitnih mesta, kao i tehničkih uslova izvođenja njihovog ispitivanja (za svaku kvazihomogenu zonu) • odredbe nepovoljnih-kritičnih uslova u kojima se mogu naći izučavane sredine (naponska stanja, podzemne vode) radi mogućeg prognoziranja ponašanja sredine u novonastalim uslovima • međusobne korelacije parametara dobijenih različitim metodama istraživanja, kako u laboratoriji tako i na terenu (laboratorija vs.in situ) • neophodna je detaljna ocena inženjerskogeoloških uslova i karakterizacija stenske mase kvantitativnim parametrima čiji je krajnji rezultat definisanje kvazihomogenih zona i njihovih relevantnih parametara Principi inženjerske geologije Uspešna i objektivna ekstrapolacija sastoji se od: