To tylko jedna z 2 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
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.
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)