ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ3o Μάθημα

Τεχνική Γεωλογία Εδάφους

Διδάσκοντες: Β. Χρηστάρας ΚαθηγητήςΒ. Μαρίνος, Επ. Καθηγητής

Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας και Υδρογεωλογίας ΑΠΘ

ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΩΡΙΑΣ 3:ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΕΔΑΦΟΥΣ

Στο μάθημα αυτό θα πρέπει να γνωρίζετε:1. Ποιες οι κατηγορίες εδαφών και ποια τα όρια της κοκκοµετρίας

(διαφάνειες: 4, 5)2. Τι πρέπει να περιλαµβάνει η τεχνικογεωλογική περιγραφή ενός

εδάφους (διαφάνεια: 7)3. Ποια η συνεκτικότητα των λεπτόκοκκων εδαφών και ποια η

πυκνότητα των αδρόκοκκων (διαφάνειες: 9,10,11)4. Ποια µπορεί να είναι η αντοχή των εδαφών γνωρίζοντας µόνο τις

γεωλογικές διεργασίες (διαφάνεια: 13)5. Τι εργαστηριακές δοκιµές γίνονται σε εδαφικά δείγµατα

(διαφάνειες: 14,15)6. Ποια τα φυσικά χαρακτηριστικά των εδαφών (διαφάνειες: 16, 17

(µόνο την πρώτη κολώνα))7. Τι είναι τα όρια Atterberg, τι είναι η πλαστικότητα (διαφάνειες:

18,19,20)8. Πως υπολογίζουµε τη διατµητική αντοχή ενός εδάφους

εργαστηριακά (διαφάνειες: 32-47)9. Πως υπολογίζουµε τη διατµητική αντοχή ενός εδάφους

επιτόπου (διαφάνειες: 49-51, 54)

ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΩΡΙΑΣ 3:ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΕΔΑΦΟΥΣ

Στο μάθημα αυτό θα πρέπει να γνωρίζετε:10. Ποιες είναι οι γεωστατικές τάσεις και οι ορισµοί τους (διαφάνειες:

57-59)11. Αποδείξτε τον τύπο που συνδέει τις γεωστατικές τάσεις

(διαφάνεια 60)

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 3ΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

«ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΕΔΑΦΩΝ»

1. Κατάταξη – περιγραφή εδαφών2. Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά εδαφών3. Αντοχή εδαφών4. Γεωστατικές τάσεις

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΕΔΑΦΩΝ

ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΤΩΝ ΕΔΑΦΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ (ΔΙΑΜΕΤΡΟ) ΤΩΝ ΚΟΚΚΩΝ

(ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΑ)

ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗ ΔΙΑΒΑΘΜΙΣΗ ΕΔΑΦΩΝ

Τεχνική περιγραφή εδαφικών δειγμάτωνi. Γεωλογική περιγραφή στρώματος. Δευτερεύοντα εδαφικάσυστατικά (με μικρά), κύριο εδαφικό συστατικό (με κεφαλαία) καισύμβολο ομάδας (από κατάταξη USCS) π.χ. ιλυώδης ΑΜΜΟΣμε χάλικες (SM)

ii. Πυκνότητα / συνεκτικότητα / αντοχήiii. Ασυνέχειεςiv. Στρώσηv. Χρώμαvi. Σύσταση, Σχήμα και μέγεθος κόκκων

ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ

Τεχνική περιγραφή εδαφικών δειγμάτωνΠαράδειγμα:

Καστανοκόκκινη, αμμώδης σκληρή ΑΡΓΙΛΟΣ με χάλικες (CL),

χαλίκια ασβεστόλιθου και μεταψαμμίτη, υπογωνιώδη, μέσα και

λεπτά (ΤΕΤΑΡΤΟΓΕΝΕΣ). Τοπικά εμφανίζονται ασβεστιτικά

συγκρίματα και οξειδώσεις.

Προσοχή: Πρέπει να περιγράφονται προσεκτικά ακόμα και οι λεπτέςενστρώσεις καθώς μπορεί να επηρεάζουν τις γεωτεχνικές συνθήκες. π.χ.ορίζοντες άμμου σε σχηματισμό αργίλου μπορεί να ασκούν υποπιέσεις –ανώσεις και να αστοχήσει για παράδειγμα μια θεμελίωση. Για το λόγο αυτότο δείγμα πρέπει να εξετάζεται προσεκτικά (διάσπαση δείγματος).

ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ

Τεχνικογεωλογική μακροσκοπική περιγραφή της αντοχής τωνεδαφικών σχηματισμών (ποιότητα σχηματισμών):I. Συνεκτικότητας των λεπτόκοκκων σχηματισμών

(Αργιλικά, ιλυώδη)II. Πυκνότητας των αδρόκοκκων σχηματισμών

(αμμώδη, χαλικώδη)

ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ

Οι Λεπτόκοκκοι εδαφικοί σχηματισμοί των οποίων η σύστασηχαρακτηρίζεται από την επικράτηση αργίλου ή ιλύοςκατατάσσονται με βάση την συνεκτικότητά τους σε κατηγορίες.

Η συνεκτικότητα των Λεπτόκοκκων οριζόντων κατατάσσονταισε έξι κατηγορίες:• Πολύ Μαλακή• Μαλακή• Σταθερή• Στιφρή• Πολύ Στιφρή• Σκληρή

ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ

Οι Αδρόκοκκοι εδαφικοί σχηματισμοί των οποίων η σύστασηχαρακτηρίζεται από την επικράτηση της άμμου ή τωνχαλίκων κατατάσσονται με βάση την συνεκτικότητά τους σεκατηγορίες.

Η πυκνότητα των Αδρόκοκκων οριζόντων κατατάσσονται σεπέντε κατηγορίες:• Πολύ Χαλαρή• Χαλαρή• Μέτριας Πυκνή• Πυκνή• Πολύ Πυκνή

Η πυκνότητα εκτιμάται μέσα από την δοκιμή πρότυπηςδιείσδυσης SPT (αντιστοίχιση εύρους τιμών SPT με τιςπέντε κατηγορίες).

ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΑΔΡΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ

ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΠΡΟΣΦΑΤΩΝ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΑΠΟΘΕΣΕΩΝ

-­ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ

ΣΔΑ ΩΚΑΩ

Οι εργαστηριακές δοκιμές δειγμάτων από πυρήνεςγεωτρήσεων εντοπίζονται κυρίως:•Στα φυσικά χαρακτηριστικά του εδάφους: ειδικό βάρος,πορώδες, φυσική υγρασία κ.λ.π.• Προσδιορισμός ορίου υδαρότητας, ορίου πλαστικότητας καιδείκτη πλαστικότητας• Ορυκτολογική ανάλυση•Χαρακτηριστικά αντοχής: Δοκιμή ανεμπόδιστης θλίψης,διάτμησης, δοκιμή μονοδιάστατης στερεοποίησης, τριαξονικήδοκιμή, δοκιμή διάτμησης.

*Αναλυτικά τα θέματα των εργαστηριακών δοκιμώνπαρουσιάζονται στο μάθημα Η’ Εξαμήνου («Εδαφομηχανική-­Βραχομηχανική»)

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΣΕ ΕΔΑΦΙΚΑ ΔΕΙΓΜΑΤΑ*

*Αναλυτικά τα θέματα των εργαστηριακών δοκιμώνπαρουσιάζονται στο μάθημα Η’ Εξαμήνου («Εδαφομηχανική-­Βραχομηχανική»)

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΣΕ ΕΔΑΦΙΚΑ ΔΕΙΓΜΑΤΑ*

ΦΥΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΔΑΦΩΝ

Κούκης & Σαμπατακάκης, 2002)

ΦΥΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΔΑΦΩΝ -­ ΣΥΣΧΕΤΙΣΜΟΙ

Κούκης & Σαμπατακάκης, 2002)

ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΟΡΙΑ ATTERBERG

• Πλαστικότητα είναι είναι πολύ σημαντικό χαρακτηριστικόγια τα λεπτόκοκκα εδαφικά υλικά.

• Ο όρος πλαστικότητα εκφράζει την ικανότητα ενόςεδάφους να υποστεί μη-­επιστρέψιμη παραμόρφωσηχωρίς να ρωγματωθεί.

• Ανάλογα με την περιεχόμενη υγρασία (όπως ορίζεταιαπό τον λόγο της μάζας του νερού προς τη μάζα τωνεδαφικών κόκκων), ένα έδαφος μπορεί να απαντάται σευδαρή, πλαστική, ημι-­στερεή και στερεή κατάσταση.

• Αν η παρουσία του νερού (περιεχόμενη υγρασία), εδάφουςπου είναι σε υδαρή κατάσταση σταδιακά μειωθεί, το έδαφοςθα μεταπέσει από την υδαρή κατάσταση στην πλαστική καιημιστερεή ακολουθούμενη από μείωση του όγκου έως νακαταλήξει σε στερεή κατάσταση.

• Η περιεχόμενη υγρασία η οποία αλλάζει η κατάστασηδιαφέρει από έδαφος σε έδαφος.

• Στο έδαφος, τα περισσότερα εδάφη απαντώνται στηνπλαστική κατάσταση.

• Η πλαστικότητα οφείλεται στην παρουσία αργιλικών ορυκτών(μοντμοριλονίτης, καολινίτης, ιλλίτης, χλωρίτης) ή οργανικώνυλικών στο έδαφος.

ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΟΡΙΑ ATTERBERG

Το ανώτερο και κατώτερο όριο της περιεχόμενης υγρασίας όπου το έδαφος έχει πλαστική συμπεριφορά ονομάζεται: Όριο υδαρότητας (ανώτερο όριο): wL Όριο Πλαστικότητας (κατώτερο όριο): wP Δείκτης πλαστικότητας (Plasticity Index -­ PI ή Ip): Η διαφορά αυτής της περιεχόμενης υγρασίας:

Ενεργότητα: Εκφράζεται από τον λόγο του δείκτη πλαστικότητας (PI) προς το ποσοστό του αργιλικού υλικού. Ο βαθμός πλαστικότητας για συγκεκριμένο ποσοστό αργιλικού εδάφους

ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΟΡΙΑ ATTERBERG

I p = wL −wp

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΕΔΑΦΩΝ

ΤΥΠΙΚΕΣ ΤΙΜΕΣ ΟΡΙΩΝ ATTERBERG

Υπολογισμός διατμητικής αντοχής

(Συνοχή c και Εσωτερική γωνία τριβής μέσα από τους Κύκλους Mohr)

ΓΙΑΤΙ ΜΕΛΕΤΑΜΕ ΤΙΣ ΤΑΣΕΙΣ;;

Ανάλογα με το πώς κατανέμονται οι τάσεις στο έδαφος ή στο βράχο, όπου κατασκευάζονται τα τεχνικά έργα, εξαρτώνται οι παραμορφώσεις και οι αστοχίες που μπορεί να προκληθούν στα γεωυλικά. Υπολογίζονται είτε αναλυτικά είτε με αριθμητικές μεθόδους (π.χ. πεπερασμένα στοιχεία).

ΓΙΑΤΙ ΜΕΛΕΤΑΜΕ ΤΙΣ ΤΑΣΕΙΣ;;

Κατά την κατασκευή τεχνικών έργων οι τάσεις μεταβάλλονται δραματικά. Ο βράχος ή έδαφος ο οποίος εκσκάπτεται, περιείχε πριν τάσεις και αυτές οι τάσεις πρέπει να παραληφθούν αλλού.

Τα περισσότερα κριτήρια αστοχίας σχετίζονται με τη παραμορφωσιμότητα και την αντοχή του βράχου ή της βραχόμαζας και η ανάλυση αυτών περιλαμβάνει τις τάσεις.

ΤΥΠΟΙ ΤΑΣΕΩΝ

Υδροστατική τάση: Οι τάσεις είναι ίδιες σε όλες τις διευθύνσεις

Θλιπτική (συμπιεστική) τάση

Εφελκυστική τάσηΔιατμητική τάση

ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΕΣ ΤΑΣΕΙΣ

Διατμητική τάση (τ): Η τάση που ασκείται εφαπτομενικά σε ένα επίπεδο

Ορθή τάση (σn): Η τάση που ασκείται κάθετα σε ένα επίπεδο

Διατμητικές τάσεις

Από Δημόπουλος Γ.,Σημειώσεις Τεχνικής Γεωλογίας από το διαδίκτυο

Διατμητικές τάσεις τxy στην οριακή κατάσταση αστοχίας

Παράδειγμα διατμητικής αστοχίας και παραμόρφωσης γεωυλικού σε πρανές

Σημεία αστοχίας γεωυλικού στην οριακή κατάσταση αστοχίας

Σημεία διατμητικής αστοχίαςΣημεία αστοχίας σε εφελκυσμό

Παράδειγμα διατμητικής αστοχίας και παραμόρφωσης γεωυλικού

Κριτήριο αστοχίας Mohr-­Coulomb

Υπολογισμός διατμητικής αντοχής

(Συνοχή c και Εσωτερική γωνία τριβής μέσα από τους Κύκλους Mohr)

Υπολογισμός διατμητικής αντοχής από εργαστηριακές δοκιμές

Τριαξονική δοκιμή

Ποιο είναι το πρόβλημα ? ? ?

q Μπορούμε να υπολογίσουμε σε ένα εδαφικό στοιχείο τα φορτία που δέχεται (μέγεθος και φορά).

q Θέλουμε να ξέρουμε εάν αστοχεί.

q Δεν γνωρίζουμε, όμως, ποιο είναι το κρίσιμο επίπεδο.

q Γιατί η εντατική κατάσταση είναι διαφορετική σε κάθε επίπεδο.

q Επομένως, χρειάζεται να ξέρουμε, ΜΕ ΚΑΠΟΙΟ ΤΡΟΠΟ, τους συνδυασμούς των τάσεων που ασκούνται σε κάθε επίπεδο

σxx

σzz

τzx

τxz

x

z

τσθ

σ

τ

Ψάχνω τις ακραίες σ

σ

τ

Ασκούνται σε επίπεδα, όπου τ = 0Ονομάζονται κύριες τάσεις και τα αντίστοιχα επίπεδα κύρια επίπεδα

σ3 = Ελάχιστη κύρια τάση

σ1 = Μέγιστη κύρια τάση

σ3 σ1

Ψάχνω τις ακραίες τ

σ

τ

Ασκούνται σε επίπεδα, όπου σ = (σ1 + σ3)/2τmin = -­ (σ1 -­ σ3)/2τmax = (σ1-­ σ3)/2

Άρα για τα άπειρα επίπεδα

τmin

τmax

σ3 σ1

σxx

σzz

τzx

τxz

x

z

τσθ

Έστω ότι τα επίπεδα Α και Β είναι τα κύρια επίπεδα

Α

B

σ

τ

Επομένως .......

τmin

τmax

σ3 σ1

Κύκλος Mohr

Συνεχίζοντας.....• Γνωρίζοντας τις τάσεις που ασκούνται σε δύο επίπεδα μπορούμε να σχεδιάσουμε τον κύκλο του Mohr

• Αρκεί, όμως, αυτό ????

• ΟΧΙ.....Γιατί ξέρουμε τους συνδυασμούς των τάσεων, αλλά δεν ξέρουμε σε ποιο επίπεδο εφαρμόζεται ο καθένας

• Επομένως, εκτός από τις τάσεις σε δύο επίπεδα χρειαζόμαστε και τη διεύθυνση ενός εξ αυτών για να βρούμε……

Τον πόλο των επιπέδων

σ

τ

Άρα

σ3 σ1

τθ

σ1

σ3σn

σn

τΠ

Π΄

σ

τ

Άρα

σ3 σ1

σ3

σ1

τσnθ

σn

τ

Περιβάλλουσα θραύσης

φ

c

Κέντρο κύκλου: (σ1 + σ3 ) / 2

r

Ακτίνα: (σ1 -­ σ3 ) / 2

τ = c + σn tanφ

σ

τ

Άρα

σ3 σ1σn

τ

φ

c

(σ1 + σ3 ) / 2

Περιβάλλουσα θραύσης

θσ3

σ1

τσn

θ

ωω

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ

(ΣΥΝΟΧΗ C – ΓΩΝΙΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΤΡΙΒΗΣ Φ)

Υπολογισμός διατμητικής αντοχής από εργαστηριακές δοκιμές

Δοκιμή Άμεσης Διάτμησης

σ΄τ

Δοκιμή άμεση διάτμησης

Συνοχή c=0

τ = c + σn tanφtan¢t = s f

Πειραματικός υπολογισμός διατμητικής αντοχής από την δοκιμή άμεσης διάτμησης

• Σχεδιασμός διαγράμματος τ – Δl.•Υπολογισμός μέγιστης διατμητικής τάσης η οποία αντιστοιχεί στη διατμητική αντοχή (τf)•Υπολογισμός παραμένουσας διατμητικής αντοχής (τr)

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΤΑΣΗΣ (Τ) – ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗΣ (ΔL)

τfτr

σn

τf

τr

ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΣΤΗ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΑΝΤΟΧΗ ΑΜΜΩΝ-­ΑΡΓΙΛΩΝ

Σημείωση: Οι τιμές αυτές είναι ενδεικτικές για να τονίσουν την διαφορά των αμμωδών και αργιλικών εδαφών. Οι τιμές πρέπει να υπολογίζονται αναλυτικά κάθε φορά στην υπό μελέτη περιοχή.

Υπολογισμός διατμητικής αντοχής από

Επιτόπου δοκιμές

SPT-­CPT-­Πρεσσιομετρήσεις

SPT: Δοκιμή Πρότυπης Διείσδυσης μέσα στη γεώτρησηqu: αντοχή ανεμπόδιστης θλίψης

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΑΠΟΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΕΣ – SPT

Εκτίμηση συνεκτικότητας και αντοχής από το SPTii. Δοκιμή πρότυπης διείσδυσης (SPT) – Standard Penetration Test

ii. Δοκιμή Διείσδυσης Κώνου (CPT) – Cone Penetration Test

•Eκτιμάται μέσω συσχετίσεων η αστράγγιστη διατμητική αντοχήεδαφών (Cu) ενώ γίνεται και ανάλογη κατάταξη των εδαφών.

• Η χρήση δοκιμών CPT/CPTU έχει τρεις βασικές εφαρμογές:•Στον προσδιορισμό της στρωσιγένειας και την αναγνώρισητου τύπου των εδαφικών στρωμάτων.•Στην εκτίμηση των γεωτεχνικών παραμέτρων.•Στη χρήση των αποτελεσμάτων απευθείας για τονγεωτεχνικό σχεδιασμό.

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΑΠΟΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΕΣ – SPT-­CPT

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΑΡΓΙΛΙΚΩΝ ΑΠΟΘΕΣΕΩΝ

Σημείωση: Οι τιμές αυτές είναι ενδεικτικές. Οι τιμές πρέπει να υπολογίζονται αναλυτικά κάθε φορά στην υπό μελέτη περιοχή.

Waltham, 2003

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΑΜΜΩΔΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

Σημείωση: Οι τιμές αυτές είναι ενδεικτικές. Οι τιμές πρέπει να υπολογίζονται αναλυτικά κάθε φορά στην υπό μελέτη περιοχή.

Waltham, 2003

iii. Δοκιμή Πρεσσιομέτρησης

• Σκοπός της δοκιμής του πρεσσιομέτρου είναι η μέτρηση τηςεπί τόπου παραμόρφωσης του εδάφους ή ακόμα και τουμαλακού βράχου από τη διαστολή κυλινδρικής ελαστικήςμεμβράνης υπό πίεση:• Με βάση τον υπολογισμό των παραπάνω μεγεθών

υπολογίζεται το μέτρο παραμορφωσιμότητας (E) και• Εκτιμάται μέσω συσχετίσεων η αστράγγιστη διατμητική

αντοχή εδαφών (Cu).

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΑΠΟΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΕΣ -­ΠΡΕΣΣΙΟΜΕΤΡΗΣΕΙΣ

Γεωστατικές τάσεις• Ολικές τάσεις

• Πιέσεις πόρων

• Ενεργές τάσεις

Γεωστατικές τάσεις

Είναι οι τάσεις που αναπτύσσονται στο εσωτερικό του εδάφους λόγω του ιδίου βάρους του υπό στατικές συνθήκες

Η διαδικασία που θα μάθουμε ισχύει μόνο για οριζόντια επιφάνεια εδάφους

Γεωστατικές τάσεις

Έστω οριζόντια εδαφική επιφάνεια

ρ = Πυκνότητα εδάφουςg = Επιτάχυνση της βαρύτητας

γ = Ειδικό βάρος εδάφουςγ = ρg

h

Γεωστατικές τάσεις

1. Η ολική ορθή τάση (σ) σε επίπεδο: Η δύναμη η οποίαμεταδίδεται επί επιπέδου (εμβαδό επιφάνειας) στηνμάζα του εδάφους, αν θεωρήσουμε το έδαφος έναεννιαίο στέρεο υλικό.

2. Η πίεση πόρων (u): Αποτελεί την πίεση του νερούπου απαντάται μέσα στα κενά ανάμεσα στασωματίδια το εδάφους.

3. Η ενεργή τάση (σ΄): Αποτελεί τη τάση που μεταδίδεταιμόνο στον «σκελετό» επαφής των σωματιδίων.

Γεωστατικές τάσεις (Ενεργές τάσεις)

σ =σ '+u

σ ' = ΣΝ 'Α

σ =PΑ

P = ΣΝ '+uΑ PΑ=ΣΝ 'Α

+u

σ =σ '+u

Γεωστατικές τάσεις (Ενεργές τάσεις)

σ =σ '+u

u = γwzσ 'v =σ v −u = (γ sat −γw )z = γ 'z

σ v = γ satz

Γεωστατικές τάσεις

h

σv = γhτ = 0

σh= koσvτ = 0

Άρα οι σv, σh είναι κύριες τάσεις και μάλιστα αφού

συνήθως ko <1

σv σ1σh σ3

σv = ?τ = ?

Γεωστατικές τάσεις

h

σv = γhτ = 0

σh= koσvτ = 0

ko = ν / (1-­ν)Με βάση τη θεωρία της ελαστικότητας

Γεωστατικές τάσεις

Έστω οριζόντια επιφάνεια υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα

Το τμήμα του εδάφους που βρίσκεται εντός του Υ.Υ.Ο. δέχεται άνωση

h

Για τη μελέτη του φαινομένου ορίζουμε το μέγεθος της ενεργού τάσης

hw

Γεωστατικές τάσεις

Τι γίνεται, όμως, όταν υπάρχει και νερό ?

Δηλαδή, υπάρχει και υπόγειος υδροφόρος ορίζοντας.....

Γεωστατικές τάσεις

Έστω οριζόντια επιφάνεια υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα

Το τμήμα του εδάφους που βρίσκεται εντός του Υ.Υ.Ο. δέχεται άνωση

h

Για τη μελέτη του φαινομένου ορίζουμε το μέγεθος της ενεργού τάσης

hw

As

Aw

Αtot = As +Aw

ΣFw

ΣFs

σ΄=ΣFs/Atot

As

Αtot = As +Aw

Aw

Γεωστατικές τάσεις

h

σv = γhσv = σv΄+u

σh= σh΄ +uτ = τ΄ = 0

σh΄= koσv΄

u = γwhw

τ = τ΄ = 0

hw

Σημείωση:

Σε ένα επίπεδοακόμη και αν ησυνολική τ δεν είναιμηδέν ισχύει πάντατ = τ΄

Γιατι?

Γιατί, όπως ξέρετε καιαπό τη Μηχανική τωνΡευστών, τα ρευστάδεν παραλαμβάνουνδιάτμηση.

Γεωστατικές τάσειςΔιαδικασία υπολογισμού τάσεων

σv = γh u = γwhw σv΄ = σv-­u

σh΄ = koσvσh΄ = σh-­u

h hw

ΓΕΩΣΤΑΤΙΚΕΣ ΤΑΣΕΙΣ

Παράδειγμα υπολογισμού ολικών (σν) και ενεργών τάσεων (σ’ν) και πιέσεων πόρων (u)

Για την άργιλο: γκορ=19 kN/m3

Για την άμμο: γκορ=20kN/m3

Για την άμμο: γξηρ=17 kN/m3 (πάνω από τον υδροφόρο ορίζοντα

Άμμος

Άργιλος

Υ.Ο.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ1. Bell F.G. (2000) “Engineering Properties of Soils and Rocks”, Blackwell

Science2. Clayton, C.R.I. (1995) “The Standard Penetration Test (SPT): Methods

and Use,”Construction Industry Research and Information AssociationReport 143. CIRIA, London. 143 pp.

3. Craig R.F. (2003). Craig’s Soil Mechanics. Spon Press.4. Décourt, L. (1990) “The Standard Penetration Test,” State of the Art

Report, Norwegian Geotechnical Institute Publication, vol. 179 , 1-­12.Part ΙΙ. Oslo, Norway.

5. Robertson, P.K. (2006). “Guide to In-­Situ Testing,” Gregg Drilling &Testing Inc.

6. Τerzaghi K. and Peck R.Β. (1967) "Soils Mechanics in EngineeringPractice", John Wylie & Sons, New York, U.S.A.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

7. Waltham T., (2002). Foundations of Engineering Geology, Spon Press.8. Κούκης Γ. – Σαμπατακάκης Ν. (2002) «Τεχνική Γεωλογία» Εκδόσεις

Παπασωτηρίου.9. Βουδούρης Κ, Μαρίνος Β. (2011). Σημειώσεις μαθήματος «Τεχνική

Γεωτρήσεων».10. Δημόπουλος Γ. (2008). Τεχνική Γεωλογία. Εκδόσεις Αφοί Κυριακίδη.11. Δημόπουλος Γ & Μακεδών Θ., (2008). Προβλήματα Τεχνικής Γεωλογίας.

Εκδόσεις Τζιόλα, Θεσσαλονίκη.12. Καββαδάς Μ. Σημειώσεις μαθήματος Εδαφομηχανική Ι, Σχολή Πολ.

Μηχ/κων, Ε.Μ.Π.13. Μαρίνος Β. (2011). Παρουσιάσεις μαθήματος «Γεωλογικές και

Περιβαλλοντικές Μελέτες Τεχνικών Έργων».14.Φορτσάκης Π. Παρουσιάσεις ασκήσεων Εδαφομηχανική Ι, Σχολή Πολ. Μηχ/κων, Ε.Μ.Π.

15. Χρηστάρας Β. , Χατζηαγγέλου Μ. (2011). Απλά βήματα στην εδαφομηχανική. University Studio Press.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Κανονισμοί / Οδηγίες

1. Ευρωκώδικας 7 (ΕΛΟΤ ΕΝ 1997-­2)2. BS 5930, BSI, London, U.K.3. ASTM D2487 – 00 USC «Ενοποιημένο Σύστημα Ταξινόμησης Εδαφών»