Geotechniczne właściwości górotworu

Notatkę dodano: 22.08.2013,
Pobrań: 1,
Wyświetleń: 195

Geotechniczne właściwości górotworu

Skorupa ziemska składa się z minerałów, tlenków metali i krzemianów. Przeciętny ciężar minerałów wynosi od 26 do 35 kN/m3. Minerały i ich agregaty tworzą skały mag­mowe, osadowe i metamorficzne. Skały magmowe mają zazwyczaj strukturę polikry­staliczną, nie posiadającą na ogół uprzywilejowanych kierunków w skali makroskopo­wej, choć każdy z kryształów jest anizotropowy. Skały osadowe zbudowane z ziarn, okruchów skalnych i blaszek iłów mają z reguły charakter uwarstwiony. Ułożenie warstw początkowo poziome ulega zaburzeniu i przyjmuje postać złożonego układu przestrzen­nego. Uwarstwienie nadaje górotworowi charakter ośrodka anizotropowego. Anizotropię pogłębia jeszcze tworzywo skalne wypełniające przestrzenie między agregatami szkie­letu górotworu i posiadające odmienne właściwości fizyczne i mechaniczne. Skały me­tamorficzne zachowują częściowo strukturę skał pierwotnych, przy czym powtórna kry­stalizacja tych skał zmniejsza pierwotną anizotropię skał osadowych, a zwiększa skal magmowych.

Rozpatrując wpływ mikrostruktury masywu skalnego bądź gruntowego na własno­ści górotworu należy brać pod uwagę przede wszystkim takie czynniki, jak: • ziarnistość struktury,

• kształt i wzajemne położenie ziarn,

• rodzaj wypełnienia lub jego brak miedzy ziarnami,

• stopień uporządkowania ziarn decydujący o anizotropii ośrodka.

Miejsca nie wypełnione materiałem skalnym tworzą pory. Bardzo istotne znaczenie ma kształt porów. Mogą one występować w postaci drobnych pustek lub kawern, na ogół wyizolowanych od siebie w skałach, a połączonych w gruntach. Mogą też mieć charakter spękań i szczelin, które bardzo często powodują spadek wytrzymałości skał, zwłaszcza w określonych kierunkach i tworzą rozbudowaną sieć kanalików podziem­nych. W porach zwykle gromadzi się woda, która może filtrować poprzez drożne pory bądź szczeliny, zmieniając w istotny sposób niektóre właściwości górotworu. Ogólnie można więc stwierdzić, że nawet w ujęciu lokalnej budowy górotwór jest wyraźnie ośrodkiem anizotropowym i nieciągłym.

Wobec tego do poprawnego opisu właściwości masywu nie wystarczy znajomość cech materiału skalnego, lecz konieczne jest także rozpoznanie szczegółów jego budo­wy jako całości, z uwzględnieniem między innymi skali jego wymiarów. Gdy bada się ciała o objętości w granicach kilku metrów sześciennych, to można uznać, że do okre­ślenia jego właściwości odkształcalnych lub wytrzymałościowych wystarczą wartości uzyskane z badań laboratoryjnych na małych próbach reprezentatywnych. Masyw skalny możemy więc badać na podstawie prób skalnych analogicznie do badań betonu, a ma­syw gruntowy - na podstawie prób gruntu zgodnie z metodami mechaniki gruntów. Badając masywy o objętości mierzonej setkami metrów sześciennych a więc w przedzia­łach makrospękań bądź odmiennych ławic, właściwości górotworu, zwłaszcza mecha­niczne wyznacza się z badań wykonywanych w dużej skali w warunkach naturalnych, in sito. Jeśli idzie o obszary ograniczone megaspękaniami, szczególnie zbudowane z różnorodnych warstw o objętości sięgającej setek tysięcy metrów sześciennych z ja­kimi mamy do czynienia w budownictwie podziemnym, to ich właściwości można ra­czej jedynie przewidywać na podstawie badań typu modelowego. Są to albo uproszczone modele odtwarzające masyw albo wyrobiska próbne wykonywane w masywie in situ. Wiadomo, na przykład, że wartość modułu odkształcenia górotworu maleje w miarę zwiększania się badanego obszaru, co jest niewątpliwie wynikiem jego anizotropii i naruszenia ciągłości. Wielkości tego zmniejszenia można jedynie przewidywać ko­rzystając z metod ekstrapolacji czy klasyfikacyjnych cech górotworu.

Zostało jeszcze 19% tej notatki.

Jeśli chcesz zobaczyć całość, pobierz ją na komputer

Zaloguj się