σημειώσεις γεωλογίας - μισγάγγεια

1

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ∆ΕΥΤΙΚΟ Ι∆ΡΥΜΑ ΣΕΡΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ-Ε∆ΑΦΟΛΟΓΙΑΣ Υπεύθυνη :Ευαγγελία Αλεξανδρή, Γεωλόγος. Σηµαντικό µέρος της Γεωλογίας και της Γεωµορφολογίας ασχολείται µε την µελέτη των γεωλογικών διεργασιών και των αποτελεσµάτων τους πάνω στην επιφάνεια της γης. Βασικά όργανα για τέτοιου είδους µελέτη είναι οι τοπογραφικοί χάρτες. Οι τοπογραφικοί χάρτες απεικονίζουν, υπό κλίµακα, ένα τµήµα της επιφάνειας της γής και δείχνουν µε λεπτοµέρεια ότι αφορά το µέγεθος ,το σχήµα και την σχέση στον χώρο των µορφών του αναγλύφου. Παρακάτω θα δώσουµε µερικές βασικές έννοιες τοπογραφίας που είναι απαραίτητες για να υπεισέλθουµε στην µελέτη µερικών απλών γεωλογικών προβληµάτων . Σκοπός είναι η καθοδήγηση του σπουδαστή για το πως µπορεί να χρησιµοποιηθεί ο τοπογραφικός χάρτης γι την µελέτη και ερµηνεία γεωλογικών και γεωµορφολογικών φαινοµένων τα οποία παρατηρούνται στ επιφάνεια της γης. η Τοπογραφικός χάρτης : Είναι η οριζόντια και υπό σµίκρυνση προβολή µιας εδαφικής επιφάνειας µε όλα τα φυσικά και τεχνικά χαρακτηριστικά της. Κλίµακα ενός χάρτη καλείται η σχέση των αποστάσεων δύο σηµείων που µετρήθηκαν στον χάρτη και στο έδαφος. Ο ορισµός µπορεί να εκφραστεί µε τον λόγο : Κλίµακα= µ = µήκος µετρηθέν στον χάρτη Μ αντίστοιχο µήκος οριζόντιο στο έδαφος Η κλίµακα µπορεί να είναι αριθµητική ή γραµµική Π.χ 1:20.000 ή γραµµική __________

__________________________________________________________________________________ ΤΕΙ, ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ- Εργαστήριο Γεωλογίας-Εδαφολογίας. Αλεξανδρή Ευαγγελία ,Γεωλόγος.

2

Απόλυτο υψόµετρο: Είναι το ύψος, στο οποίο βρίσκεται µία περιοχή ,όταν σαν επίπεδο αναφοράς θεωρούµε την επιφάνεια της θάλασσας. Σχετικό υψόµετρο :είναι το ύψος στο οποίο βρίσκεται µια περιοχή όταν ως επίπεδο αναφοράς θεωρούµε οποιαδήποτε επιφάνεια ,πλήν της επιφάνειας της θάλασσας. Ισοϋψής καµπύλη :Ονοµάζουµε ισοϋψή καµπύλη τον γεωµετρικό τόπο των σηµείων του εδάφους που έχουν το ίδιο απόλυτο υψόµετρο,( η γραµµή δηλαδή που ενώνει σηµεία µε το ίδιο απόλυτο υψόµετρο).


3

Η ισοϋψής είναι η γραµµή διατοµής του µορφολογικού αναγλύφου µε ένα οριζόντιο επίπεδο. Η κατακόρυφη προβολή των γραµµών αυτών πάνω σε ένα οριζόντιο επίπεδο µας δίνει τον τοπογραφικό χάρτη µιάς περιοχής. Ισοδιάσταση :Είναι η υψοµετρική διαφορά δύο διαδοχικών ισοϋψών ή η απόσταση των οριζόντιων διατοµών. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΙΣΟΫΨΩΝ: α. Οι ισοϋψείς δεν τέµνονται. Β. Όταν οι ισοϋψείς είναι συγκεντρωµένες η µία κοντά στην άλλη αντιστοιχούν σε µεγάλες κλίσεις δηλαδή σε απότοµες πλαγιές, ενώ όταν είναι µακριά η µια από την άλλη αντιστοιχούν σε οµαλό ανάγλυφο µε µικρές κλίσεις.


4

Γ. Όταν οι ισοϋψείς κάµπτονται και σχηµατίζουν ένα V του ο υφή στρέφεται : ποίου η κορ1.Προς τα µεγαλύτερα υψόµετρα τότε το ανάγλυφο αντιστοιχεί σε µία κοιλάδα . 2.Προς τα χαµηλότερα υψόµετρα τότε το ανάγλυφο αντιστοιχεί σε πλαγιά. Η σχέση η οποία υπάρχει µεταξύ του τοπογραφικού χάρτη (µορφή ισοϋψών ) και των χαρακτηριστικών µορφών της επιφάνειας που αυτός εκφράζει µπορούν να παρατηρηθούν στο παρακάτω σχήµα.


5

∆ιάγραµµα που απεικονίζει την σχέση µεταξύ τοπογραφικών µορφών και ισοϋψών. Σχετικές µε την µορφή του εδάφους είναι οι παρακάτω συνήθεις έννοιες : . Πεδιάδα :είναι µια επίπεδη και οριζόντια εδαφική περιοχή. Λόφος: είναι ένα ύψωµα του εδάφους, µικρού ύψους (µέχρι 300 µέτρα περίπου). Όρος: είναι ένα ύψωµα του εδάφους ,µεγάλου ύψους (πάνω από 300 µέτρα). Κλιτύς: είναι η πλαγιά ενός λόφου ή ενός όρους. Κορυφογραµµή ή υδροκρίτης :είναι η νοητή γραµµή που συνδέει τα ψηλότερα σηµεία των υψωµάτων της επιφάνειας του εδάφους και διαχωρίζει την ροή των οµβρίων υδάτων . Ο υδροκρίτης κατά την πορεία του για τα χαµηλότερα υψόµετρα περνάει πάντα από τα κυρτώµατα και όχι από τα κοιλώµατα ,λόγω του µεγαλυτέρου υψοµέτρου των κυρτωµάτων προς τα κοιλώµατα.


6

Μισγάγγεια ονοµάζεται η γραµµή συναντήσεως δύο κλιτύων στα χαµηλότερα σηµεία τους. Οι µισγάγγειες συγκεντρώνουν τα όµβρια ύδατα και τα οδηγούν στις πεδιάδες. Koρυφές: είναι τα ψηλότερα σηµεία µιάς κορυφογραµµής. Αυχένες: είναι τα χαµηλότερα σηµεία µιας κορυφογραµµής. Σε ένα τοπογραφικό χάρτη οι κορυφογραµµές σηµειώνονται µε συνεχή γραµµή και οι µισγάγγειες µε διακεκοµµένη. ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΗ ΤΟΜΗ Οι τοπογραφικοί χάρτες µας δίνουν την εικόνα µιας περιοχής όπως είναι ορατή απευθείας από πάνω (όπως την βλέπουµε από αεροπλάνο). Όµως εµείς δεν είµαστε συνηθισµένοι να βλέπουµε έτσι τις διάφορες µορφές του γήινου αναγλύφου. Όταν πρέπει να µελετηθεί λεπτοµερώς η µορφή µιας περιοχής είναι απαραίτητο οι διάφοροι µορφολογικοί χαρακτήρες να αναλυθούν και αυτό επιτυγχάνεται µε µία τοµή που ονοµάζεται τοπογραφική τοµή. Τοπογραφική τοµή (PROFIL, section): Είναι η τοµή που προκύπτει από ένα επίπεδο κάθετο στην τοπογραφική επιφάνεια και σε οποιαδήποτε διεύθυνση ορίσουµε ότι την χρειαζόµαστε. Φανταζόµαστε δηλαδή ένα κατακόρυφο επίπεδο να τέµνει το ανάγλυφο ,η γραµµή που προκύπτει από τα σηµεία τοµής τους είναι η τοπογραφική τοµή. Για να αποδοθεί καλύτερα το ανάγλυφο µιας περιοχής πρέπει η τοπογραφική τοµή να περάσει


7

κάθετα από τα επιµήκη µορφολογικά χαρακτηριστικά π.χ χαράδρες ,χείµαρροι κ.λ.π. ΤΡΟΠΟΣ ΣΧΕ∆ΙΑΣΗΣ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΉ ΤΟΜΉΣ 1.Καθορίζουµε πάνω στον χάρτη ένα ευθύγραµµο τµήµα, π.χ ΑΒ .Βρίσκουµε την ∆/νση του ευθυγράµµου τµήµατος. 2.Μελετούµε την κλίµακα του χάρτη, τις ισoϋψείς και την ιοδιάσταση. 3.Πάνω σε χαρτί µιλλιµετρέ σηµειώνουµε δύο ορθογώνιους άξονες ,τον άξονα µήκους (τετµηµένες) και τον άξονα ύψους (τεταγµένες). Προτιµούµε οι άξονες να είναι πάνω σε έντονα σηµειωµένες γραµµές του χαρτιού. 4.∆ιπλώνουµε το µιλλιµετρέ κάτω από τον άξονα µήκους και κατά προτίµηση πάνω σε µία έντονη γραµµή. 5.Βάζουµε το διπλωµένο χαρτί πάνω στην στην ευθεία ΑΒ που καθορίσαµε µε το σηµείο Α να συµπίπτει µε την τοµή των αξόνων. 6.Σηµειώνουµε τα σηµεία τοµής του άξονα µήκους µε τις ισοϋψείς καµπύλες και δίπλα σε κάθε γραµµούλα σηµειώνουµε το ύψος. Παρατηρούµε και σηµειώνουµε πιο είναι το µικρότερο υψόµετρο που συναντούµε. 7. Ο άξονας των υψών πρέπει να διαιρεθεί(βαθµονοµηθεί) σύµφωνα µε την κλίµακα του χάρτη και την ισοδιάσταση για να έχουµε µία φυσική τοµή. Βρίσκουµε πόσα εκατοστά µε βάση την κλίµακα του χάρτη είναι η ισοδιάσταση. Π.Χ στον χάρτη της άσκησης έχουµε κλίµακα 1:2.000 και ισοδιάσταση 20 µέτρα(2.000 cm). Με την απλή µέθοδο των τριών υπολογίζουµε πόσα εκατοστά είναι τα 20 µέτρα της ισοδιάστασης. 1 εκ στον χάρτη 2.000 εκ στο έδαφος Χ ;εκ στον χάρτη τα 2.000 εκ(20 µ.ισοδιάσταση)


Χ= 1εκ * 2.000 εκ = 1 εκ

8

2.000 εκ ∆ηλαδή η ισοδιάσταση των 20 µέτρων θα είναι 1 εκ στην τοπογραφική µας τοµή που διατηρεί την ίδια κλίµακα µε τον χάρτη ,τόσο στην κλίµακα των υψών όσο και στην κλίµακα των µηκών. 8.∆ιαιρούµε τον άξονα των υψών ανά 1εκ που θα συµβολίζει τα 20 µέτρα .∆εν θα ξεκινάµε από το µηδέν αλλά λίγο χαµηλότερα από την χαµηλότερη ισοϋψή που τέµνει τον άξονα µήκους. 9.Προβάλλουµε τις τοµές των ισοϋψών µε την γραµµή κατά µήκος της οποίας κάνουµε την τοπογραφική τοµή ,στο υψόµετρο που αναγράφουν. 10.Ενώνουµε τα σηµεία που προκύπτουν .Έτσι έχουµε την τοπογραφική τοµή. Προσέχουµε όταν ενώνουµε τα σηµεία και συναντήσουµε δύο µε το ίδιο ύψος. Στην περίπτωση αυτή α)εάν είµαστε σε λόφο ανεβάζουµε λίγο την γραµµή µας και την ξανακατεβάζουµε και β)εάν είµαστε σε κοίτη την κατεβάζουµε και την ξανανεβάζουµε. Η τοµή την οποία σχεδιάσαµε λέγεται φυσική τοµή διότι κρατήσαµε ίδια την κλίµακα των µηκών και την κλίµακα των υψών . Μπορεί όµως σε κάποια περίπτωση να χρειάζεται να µελετηθεί το ανάγλυφο πιο λεπτοµερώς οπότε αλλάζουµε την κλίµακα των υψών (διπλάσια, τριπλάσια κ.λ.π), γνωρίζοντας ότι η τοµή που θα προκύψει είναι παραµορφωµένη.


9

ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ Οι γεωλογικοί σχηµατισµοί αποτυπώνονται πάνω στον γεωλογικό χάρτη. ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΣ ΧΑΡΤΗΣ: Είναι η καταγραφή πάνω στον τοπογραφικό χάρτη µίας περιοχής όλων των λιθολογικών, τεκτονικών, στρωµατογραφικών, υδρογεωλογικών και λοιπών στοιχείων και ιδιοτήτων που χαρακτηρίζουν τους γεωλογικούς σχηµατισµούς της περιοχής. Οι γεωλογικοί χάρτες συµπληρώνονται και από άλλα ειδικά στοιχεία για κάθε περίπτωση ,οπότε έχουµε τους υδρογεωλογικούς χάρτες ,τους γεωτεχνικούς χάρτες κ.λ.π. Τα διάφορα πετρώµατα σηµειώνονται πάνω στον χάρτη µε σύµβολα ή χρώµατα και δίνεται γι’αυτά αφενός µεν η επιφανειακή εξάπλωσή τους, αφετέρου δε η σχετική ηλικία τους εφόσον είναι δυνατό να διαπιστωθεί. Εάν δεν είναι γνωστή η ηλικία των στρωµάτων τα διακρίνουµε από τους πετρογραφικούς τους χαρακτήρες ,όπως συνήθως συµβαίνει µε τα εκρηξιγενή και µεταµορφωµένα πετρώµατα. Σε κάθε χάρτη υπάρχει υπόµνηµα µε λεπτοµερή εξήγηση των χρωµάτων και των συµβόλων που χρησιµοποιήθηκαν για τον σχεδιασµό του. Παρακάτω δίνονται δύο πίνακες µε τους συνηθέστερους συµβολισµούς των γεωλογικών σχηµατισµών. Πρέπει να δίνουµε µεγάλη σηµασία σε όλα τα σύµβολα του χάρτη που φαίνονται στο υπόµνηµα που τον συνοδεύει και αφορούν την τεκτονική της περιοχής όπως ρήγµατα ,πτυχές, κλίσεις, σύγκλινα, αντίκλινα ,κατολισθήσεις, λατοµεία και άλλα.


10

Κανένα σύµβολο του γεωλογικού χάρτη δεν είναι περιττό και δεν βρίσκεται σε τυχαία θέση . Σε οποιαδήποτε εργασία και εάν κάνουµε µε βάση τον γεωλογικό χάρτη θα προσέχουµε όλα τα σύµβολα.



11

12

] ΣΤΡΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ ΕΠΑΦΗΣ Τα ιζηµατογενή πετρώµατα εναποτίθενται κατά στρώσεις ,οι οποίες παρατηρούνται µε την µορφή των στρωµάτων . ΣΤΡΩΜΑΤΑ ονοµάζουµε στη Γεωλογία τον γεωλογικό σχηµατισµό που βρίσκεται ανάµεσα σε δύο επιφάνειες επαφής περίπου παράλληλες µεταξύ τους. Οι επιφάνειες επαφής είναι τόσο σαφέστερες όσο τα εναλλασσόµενα πετρώµατα είναι µεταξύ τους ανοµοιογενή. Οι επιφάνειες επαφής µπορεί να είναι επίπεδες ή καµπύλες. Όσον αφορά την ηλικία των στρωµάτων αρχαιότερα είναι τα κατώτερα µιας στρωµατογραφικής στήλης ,νεώτερα δε τα ανώτερα, όσο δηλαδή προχωρούµε προς την κορυφή της. Γενικά από τον τρόπο γέννεσης των των ιζηµατογενών πετρωµάτων προκύπτει ,ότι κάθε υποκείµενο στρώµα είναι αρχαιότερο του υπερκειµένου του ,εφόσον η περιοχή στην οποία σχηµατίστηκε δεν έχει διαταραχθεί από διάφορα τεκτονικά αίτια, όπως πτυχές επωθήσεις κ.λ.π. Η κατώτερη (αρχαιότερη) διαχωριστική επιφάνεια ενός στρώµατος ονοµάζεται δάπεδο ,ενώ η ανώτερη (νεώτερη) διαχωριστική επιφάνεια ενός στρώµατος ονοµάζεται οροφή. Η επιφάνεια επαφής δύο στρωµάτων απεικονίζεται πάνω στον γεωλογικό χάρτη µε µία απλή γραµµή, η οποία ονοµάζεται γραµµή επαφής.


__________________________________________________________________________________ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ- Εργαστήριο Γεωλογίας-Εδαφολογίαςανδρή Ευαγγελία ,Γεωλόγος.

ΤΕΙ, . Αλεξ

13

Μία επιφάνεια επαφής δύο στρωµάτων είναι συγχρόνως οροφή του αρχαιοτέρου στρώµατος και δάπεδο του νεωτέρου στρώµατος. ∆/ΝΣΗ,ΠΑΡΑΤΑΞΗ ΚΑΙ ΚΛΙΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΣΤΡΩΜΑΤΩΝ Τα στρώµατα στην φύση σπανίως εµφανίζονται οριζόντια, συνήθως εµφανίζονται κεκλιµένα, πολλές φορές δε ανεστραµµένα ή και πτυχωµένα έπειτα από την επίδραση δυνάµεων. Τις δυνάµεις αυτές εξετάζει ειδικός κλάδος της Γεωλογίας που ονοµάζεται Τεκτονική. Η θέση στον χώρο ενός επιπέδου καθορίζεται από την διεύθυνση και την κλίση του. ∆ΙΕΥΘΥΝΣΗ: ενός κεκλιµένου στρώµατος ονοµάζεται η γωνία που σχηµατίζεται µεταξύ της γραµµής Βορράς-Νότος και της γραµµής που προκύπτει από την τοµή του στρώµατος µε ένα οριζόντιο επίπεδο. Πριν προχωρήσουµε στον ορισµό της κλίσης ενός στρώµατος θα ορίσουµε µία άλλη πολύ σηµαντική έννοια που είναι εργαλείο στα χέρια του γεωλόγου και του τοπογράφου και χρειάζεται για την λύση όλων των γεωλογικών προβληµάτων και είναι η παράταξη. ΠΑΡΑΤΑΞΗ: καλείται κάθε οριζόντια γραµµή στην οροφή ή στο δάπεδο του στρώµατος .Παράταξη δηλαδή είναι η τοµή µίας επιφάνειας ενός στρώµατος µε το οριζόντιο επίπεδο.

14

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΠΑΡΑΤΑΞΕΩΝ 1. Οι παρατάξεις µπορεί να είναι ευθείες ή καµπύλες γραµµές ανάλογα µε το αν η επιφάνεια του στρώµατος είναι επίπεδη ή καµπύλη, όπως είναι το συνηθέστερο.

α. Καµπύλες παρατάξεις β. Ευθείες παρατάξεις


2. Η παράταξη είναι διαφορετική από την διεύθυνση διότι η διεύθυνση είναι γωνία ενώ η παράταξη είναι ευθεία.

15

3. Είναι φανερό ότι όλα τα σηµεία µίας παράταξης έχουν το ίδιο απόλυτο υψόµετρο. Έτσι αν σε ένα χάρτη εµφανίζεται επιφάνεια επιπέδου στρώµατος που τέµνει σε δύο σηµεία την ισοϋψή των 100 π.χ µέτρων, η ευθεία που ενώνει τα δύο αυτά σηµεία αποτελεί την παράταξη των 100 µέτρων του στρώµατος αυτού. ________ ισοϋψής -------- επιφάνεια επαφής -------- παράταξη 4. Εάν πάνω σε ένα χάρτη είναι δυνατή η χάραξη µίας παράταξης τότε µπορούµε από τα σηµεία τοµής της επιφάνειας του στρώµατος µε τις ισοϋψείς του χάρτη να φέρουµε παράλληλες προς την ήδη χαραχθείσα παράταξη .Οι παράλληλες αυτές αποτελούν τις παρατάξεις του στρώµατος και είναι χρήσιµες για διάφορους υπολογισµούς.


5. Οι παρατάξεις µίας σταθερά κεκλιµένης επίπεδης επιφάνειας ισαπέχουν µεταξύ τους ενώ οι παρατάξεις µίας επιφάνειας µε µεταβαλλόµενη κλίση αλλού εµφανίζονται πυκνότερες και αλλού αραιότερες.

16

6. Η πυκνότητα των παρατάξεων είναι ενδεικτική της κλίσης των στρωµάτων(όπως η πυκνότητα των ισοϋψών στη µορφολογική κλίση).Έτσι µεγάλη πυκνότητα δηλώνει µεγάλη κλίση.

Τώρα µπορούµε να επαναπροσδιορίσουµε τον ορισµό της ∆/νσης ενός επιπέδου ,µιάς επιφάνειας σε σχέση µε την παράταξη. ∆ΙΕΥΘΥΝΣΗ :∆/νση ενός στρώµατος, µίας επιφάνειας, ή ενός επιπέδου ονοµάζεται η γωνία µεταξύ της ∆/νσης Βορράς -Νότος και µίας παρατάξεως του στρώµατος, επιφάνειας ή επιπέδου .


Εάν η παράταξη είναι καµπύλη γραµµή τότε την διεύθυνση του στρώµατος την καθορίζει η γωνία που σχηµατίζεται µεταξύ της εφαπτοµένης σε κάθε σηµείο της παράταξης και της διεύθυνσης Βορράς -Νότος .

17

ΚΛΙΣΕΙΣ Μέγιστη ή πραγµατική κλίση µίας γεωλογικής επιφάνειας ονοµάζεται η οξεία γωνία η αντίστοιχη της δίεδρης γωνίας που σχηµατίζεται από την επιφάνεια του στρώµατος και από ένα οριζόντιο επίπεδο και µετριέται σε επίπεδο που τέµνει κάθετα την παράταξη του στρώµατος. Η µέγιστη κλίση µετριέται σε µοίρες και επί της %. Παράταξη επίπεδο κατακόρυφο κάθετο στην παράταξη επίπεδο οριζόντιο µ: οξεία γωνία µέγιστης κλίσης γεωλογική επιφάνεια Φαινόµενη κλίση µίας γεωλογικής επιφάνειας ονοµάζεται η οξεία γωνία που περιέχεται στην δίεδρη γωνία που σχηµατίζεται από την επιφάνεια του στρώµατος και από ένα οριζόντιο επίπεδο και µετριέται σε κατακόρυφο επίπεδο που δεν τέµνει την παράταξη της γεωλογικής επιφάνειας κάθετα (γωνία α διάφορος των 90 µοιρών) .


Η φαινόµενη όπως και η µέγιστη κλίση µετριέται σε µοίρες και επί της %.

18

Παράταξη επίπεδο κατακόρυφο Μη κάθετο στην παράταξη επίπεδο οριζόντιο φ: οξεία γωνία φαινόµενης κλίσης γεωλογική επιφάνεια Η φαινόµενη κλίση είναι πάντοτε µικρότερη από την πραγµατική ή µέγιστη κλίση και παίρνει τιµές από 0 έως την µέγιστη κλίση,(0-90 µοίρες). Αφού δε εξ ορισµού, τόσο η πραγµατική όσο και η φαινόµενη κλίση µίας γεωλογικής επιφάνειας, είναι οξείες γωνίες θα είναι πάντοτε µικρότερες των 90 µοιρών. ΦΟΡΑ ΄Η ∆ΙΕΥΘΥΝΣΗ ΤΗΣ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΚΛΙΣΗΣ Φορά η ∆ιεύθυνση της µέγιστης κλίσης: είναι η γωνία ή οποία σχηµατίζεται µεταξύ της διεύθυνσης Βορράς-Νότος και της καθέτου προς την παράταξη του στρώµατος προβαλλόµενης σε οριζόντιο επίπεδο. Εάν δηλαδή γνωρίζουµε την διεύθυνση της µέγιστης κλίσης ενός στρώµατος πάνω στον χάρτη τότε µε πρόσθεση ή αφαίρεση 90 µοιρών στην τιµή της, βρίσκουµε την διεύθυνση του στρώµατος ,


ή αντίθετα γνωρίζοντας τη διεύθυνση του στρώµατος βρίσκουµε την διεύθυνση(φορά) της µέγιστης κλίσης, µε την βοήθεια δύο παρατάξεων.

19

ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙ ΚΛΙΣΕΩΝ ΠΑΝΩ ΣΤΟΝ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΧΑΡΤΗ Η διεύθυνση σηµειώνεται πάνω στον γεωλογικό χάρτη µε µία γραµµή και η διεύθυνση της µέγιστης κλίσης µε ένα βέλος κάθετο προς τη διεύθυνση. Προκειµένου να προσδιοριστεί ακριβέστερα η κλίση πάνω στον χάρτη χρησιµοποιούνται τα εξής σύµβολα: Στρώµα κατακόρυφο Στρώµα οριζόντιο Στρώµα ελαφρά κεκλιµένο,κλίση10-30 µοίρες Στρώµα κεκλιµένο, κλίση 30-60 µοίρες Στρώµα ισχυρά κεκλιµένο,κλίση 60-80 µοίρες Στους γεωλογικούς χάρτες η διεύθυνση και η κλίση των στρωµάτων, σηµειώνονται συµβατικά µε τα παραπάνω σύµβολα µε ένα Τ δηλαδή, όπου η οριζόντια γραµµή του «Τ» είναι παράλληλος προς την διεύθυνση του στρώµατος, η δε κάθετος δείχνει την διεύθυνση της κλίσης. Γενικά το µήκος της καθέτου ποικίλλει ανάλογα µε την τιµή της κλίσης,όσο η κλίση είναι µεγαλύτερη τόσο το βέλος είναι µικρότερο.


20

Την κλίση και την διεύθυνση των γεωλογικών στρωµάτων τις µετράµε µε την γεωλογική πυξίδα ,µε την οποία θα ασχοληθούµε παρακάτω. Οι κλίσεις των στρωµάτων που σηµειώθηκαν πάνω σε ένα γεωλογικό χάρτη δεν έχουν παρά µόνο τοπική σηµασία και δεν µπορούµε να θεωρήσουµε ότι οι κλίσεις αυτές ισχύουν για µεγάλες αποστάσεις, διότι αυτές το πιθανότερο είναι να αλλάζουν ,όπως συµβαίνει σε πτυχωµένες περιοχές. ΣΧΕΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΦΑΙΝΟΜΕΝΗΣ ΚΛΙΣΗΣ Η σχέση που συνδέει την φαινόµενη και την µέγιστη κλίση είναι η εξής: εφφ= εφµ.ηµα όπου: φ :γωνία φαινόµενης κλίσης µ :γωνία µέγιστης κλίσης α :η γωνία που σχηµατίζεται µεταξύ της διεύθυνσης της τοµής και µίας παράταξης της επιφάνειας . ∆ιερεύνηση του τύπου εφφ=εφµ.ηµα α)Εάν τη τιµή της α είναι 0 µοίρες τότε ηµ0=0,άρα εφφ=0,εποµένως και η γωνία φ=0(φαινόµενη κλίση). Αυτό στην φύση σηµαίνει ότι τα στρώµατα φαίνονται σαν να µην έχουν κλίση ,φαίνονται δηλαδή οριζόντια . β)Εάν η τιµή της α είναι 90 µοίρες τότε ηµ90=1 άρα εφφ=εφµ και φ=µ .


Αυτό στην φύση σηµαίνει ότι τα στρώµατα κλίνουν µε κλίση ίση µε την µέγιστη κλίση. ΑΒΕΖ Οριζόντιο Επίπεδο ΑΒΓ Κατακόρυφο Επίπεδο κάθετο στην Παράταξη ∆ΒΓ Κατακόρυφο Επίπεδο µη κάθετο στην Παράταξη

21

Η ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΠΥΞΙ∆Α Η µέτρηση της κλίσης(γωνία), της φοράς της µέγιστης κλίσης και της διεύθυνσης µιας γεωλογικής επιφάνειας ,γίνεται στην ύπαιθρο µε την βοήθεια της γεωλογικής πυξίδας. Πρόκειται για ένα όργανο το οποίο έχει µία µαγνητική βελόνα, κλισίµετρο και αεροστάθµη. Για τον προσδιορισµό της διεύθυνσης ή φοράς µέγιστης κλίσης η πυξίδα είναι βαθµονοµηµένη από 0-360 µοίρες κατά την φορά των δεικτών του ρολογιού, ενώ για τον προσδιορισµό της κλίσης από 0-90 µοίρες . γεωλογική επιφάνεια αεροστάθµη κλισίµετρο (∆εµίρης) Με τις σύγχρονες γεωλογικές πυξίδες υπάρχει δυνατότητα σύγχρονης ανάγνωσης της κλίσης ενός επιπέδου στον χώρο και της φοράς(δ/νσης) της κλίσης του. Το επίπεδο µπορεί να είναι επιφάνεια επαφής, ρήγµα, διάκλαση κ.λ.π. Τρόπος µέτρησης


22

Για να γίνει η µέτρηση τοποθετείται το «καπάκι» της πυξίδας στην επιφάνεια που πρέπει να µετρηθεί και οριζοντιώνεται το επίπεδο της πυξίδας µε την βοήθεια της αεροστάθµης. Μετά την οριζοντίωση µπορεί πλέον να παρθεί η µέτρηση. Για να πραγµατοποιήσουµε δηλαδή την µέτρησή µας σύµφωνα µε τους ορισµούς καταστήσαµε το επίπεδο της πυξίδας ως το οριζόντιο επίπεδο(που είναι το επίπεδο αναφοράς) που τέµνει το µετρούµενο επίπεδο. Η µέτρηση είναι ένας διψήφιος και ένας τριψήφιος αριθµός ο διψήφιος αριθµός φανερώνει την γωνία της µέγιστης κλίσης ( 0-90 µοίρες) και ο τριψήφιος την φορά της µέγιστης κλίσης (0-360 µοίρες). Με απλά λόγια ο ένας φανερώνει πόσο κλίνει και ο άλλος προς τα που κλίνει ,προς τα που βυθίζεται το επίπεδο που µετράται. Γεωλογική επιφάνεια Φορά µέγιστης κλίσης αεροστάθµη γωνία µέγιστης κλίσης Παραδείγµατα 81/188 Η κλίση είναι 81 µοίρες και κλίνει 8 µοίρες νοτιοδυτικά. 79/027 Η κλίση είναι 79 µοίρες και κλίνει 27 µοίρες βορειοανατολικά. 75/129 Η κλίση είναι 75 µοίρες και κλίνει 39 µοίρες ανατολικά προς νότο. 90/319 Η κλίση είναι 90 µοίρες και κλίνει 41 µοίρες βορειοδυτικά.


23

10/265 Η κλίση είναι 10 µοίρες και κλίνει 85 µοίρες νοτιοδυτικά. Είναι φανερό ότι η µέτρηση µε τον διψήφιο και τον τριψήφιο αριθµό είναι πάρα πολύ εξυπηρετική διότι αποφεύγονται οι περιγραφές και οι επεξηγήσεις για την φορά της κλίσης δηλαδή βορειοανατολικά ,βορειοδυτικά, νοτιοδυτικά, νοτιοανατολικά. Το σηµαντικότερο όµως είναι ότι όταν γίνεται στατιστική επεξεργασία των µετρήσεων κερδίζουµε χρόνο και λάθη. Πρέπει λοιπόν ευθύς εξαρχής να γίνει εξοικείωση µε αυτού του είδους την µέτρηση. ΕΜΕΣΟΣ ΠΡΟΣ∆ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ∆ΙΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΠΙΠΕ∆ΟΥ ΑΠΟ ΤΗΝ ΦΟΡΑ ΤΗΣ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΚΛΙΣΗΣ Όταν γνωρίζουµε την φορά της κλίσης ενός επιπέδου (που είναι γνωστό ότι µετριέται σε επίπεδο κάθετο στην παράταξη του µετρουµένου επιπέδου) προσθέτοντας ή αφαιρώντας 90 µοίρες βρίσκουµε την διεύθυνση του µετρουµένου επιπέδου. Πρέπει να δοθεί προσοχή ώστε να µην συγχέεται η διεύθυνση του επιπέδου µε την φορά ( δ/νση) της µέγιστης κλίσης του. 1ο Παράδειγµα : Έστω επίπεδο 81/188 (Σχήµα 1) Στον τριψήφιο αριθµό που παριστά την φορά ή διεύθυνση της µέγιστης κλίσης προσθέτουµε ή αφαιρούµε 90 µοίρες: 188+90=278 (360-278=82) δηλαδή η διεύθυνση είναι Ν82W. Παρατηρούµε ότι 98+82=180. ή


188-90=98 δηλαδή Ν98Ε ή ``

24

Σχήµα 1 Σχήµα 2 2ο Παράδειγµα: Έστω επίπεδο 79/027 (σχήµα 2) Η διεύθυνση του επιπέδου είναι 27+90=117 δηλαδή από τον βορρά πάντα δεξιόστροφα 117 µοίρες ή Ε27S δηλαδή 27 µοίρες από την ανατολή προς τον νότο. ΤΡΟΠΟΣ ΧΑΡΑΞΗΣ ΠΑΡΑΤΑΞΕΩΝ Στην επόµενη σελίδα δίνεται γεωλογικός χάρτης στον οποίο απεικονίζεται µία περιοχή ,µε κλίµακα 1/12.500,στην οποία εµφανίζονται άργιλος, ασβεστόλιθος και ψαµµίτης . Παρατηρούµε ότι τα στρώµατα που εµφανίζονται είναι κεκλιµένα ,διότι οι επαφές των στρωµάτων τέµνουν τις ισοϋψείς καµπύλες. Εάν προσπαθήσουµε να κάνουµε µία γεωλογική τοµή κατά µήκος της γραµµής ΑΒ θα αντιµετωπίσουµε το πρόβληµα της τοποθέτησης των γραµµών επαφής των στρωµάτων ή αλλιώς τα δάπεδα και τις οροφές των στρωµάτων πάνω στην γεωλογική τοµή. Με την βοήθεια των παρατάξεων θα επιλύσουµε και αυτό το πρόβληµα . Ξαναθυµόµαστε ότι παράταξη είναι κάθε οριζόντια γραµµή στην οροφή ή το δάπεδο ενός στρώµατος και ότι τα σηµεία µίας παράταξης έχουν όλα το ίδιο υψόµετρο . Για την χάραξη των παρατάξεων ακολουθούµε τα παρακάτω βήµατα : 1.Προσδιορίζουµε σε πια γραµµή επαφής θα εργασθούµε.


25

2.Προσπαθούµε να εντοπίσουµε πιες ισοϋψείς γραµµές τέµνουν την επαφή µας .Εάν βρούµε δύο σηµεία πάνω στην επαφή µας που τέµνονται από την ίδια ισοϋψή τότε µπορούµε να χαράξουµε µία ευθεία που είναι η γραµµή παράταξης της επαφής µας, µε υψόµετρο αυτό της ισοϋψούς. Όπως και προγενέστερα αναφέραµε εάν χαράξουµε µία παράταξη για µία επαφή από εκεί και πέρα µας αρκεί µόνο ένα σηµείο τοµής της επαφής στρώµατος µε ισοϋψή για να χαράξουµε και άλλες παρατάξεις.


Ξαναθυµόµαστε επίσης ότι η οροφή ενός στρώµατος είναι το δάπεδο του ανωτέρω ή νεωτέρου στρώµατος.

26

ΠΑΡΑΤΗΡΉΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΓΡΑΜΜΕΣ ΠΑΡΑΤΑΞΗΣ ΣΤΟΝ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΧΑΡΤΗ ΤΗΣ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΗΣ ΣΕΛΙ∆ΑΣ : Η γραµµή Π1 είναι η παράταξη των 400 µέτρων της οροφής του ασβεστόλιθου ή η παράταξη των 400 µέτρων του δαπέδου του ψαµµίτη. Η γραµµή Π2 είναι η παράταξη των 300 µέτρων της οροφής του ασβεστόλίθου ή η παράταξη των 300 µέτρων του δαπέδου του ψαµµίτη. Η γραµµή Π3 είναι η παράταξη των 500 µέτρων της οροφής του ψαµµίτη ή η παράταξη των 500 µέτρων του δαπέδου του ασβεστόλιθου. Η γραµµή Π4 είναι η παράταξη των 600 µέτρων της οροφής του ασβεστόλιθου ή η παράταξη των 600 µέτρων του δαπέδου της αργίλου. Η γραµµή Π5 είναι η παράταξη των 500 µέτρων του δαπέδου της αργίλου ή η παράταξη των 500 µέτρων της οροφής του ασβεστόλιθου. Η γραµµή Π6 είναι η παράταξη των 600 µέτρων της οροφής της αργίλου ή του δαπέδου του ασβεστόλιθου.


Παρατηρήσεις :

27

1. Η γραµµή Π2 είναι συγχρόνως η παράταξη των 300 µέτρων του δαπέδου του ψαµµίτη και των 600 µέτρων της οροφής του ψαµµίτη .

2. Η γραµµή Π5 είναι συγχρόνως η παράταξη των 500 µέτρων του δαπέδου της αργίλου και των 700 µέτρων της οροφής της αργίλου. Αυτό είναι δυνατό όταν οι παρατάξεις οροφής και δαπέδου ανήκουν στο ίδιο κατακόρυφο επίπεδο και εποµένως η προβολή τους πάνω στον χάρτη είναι η ίδια ευθεία. ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΗΣ ΤΟΜΗΣ Τα γεωλογικά στρώµατα βρίσκονται στην φύση είτε οριζόντια είτε κεκλιµένα, που είναι και το συνηθέστερο . α. Οριζόντια στρώµατα Αναγνωρίζουµε τα οριζόντια στρώµατα από το γεγονός ότι οι επαφές είναι παράλληλες µε τις ισοϋψείς καµπύλες, όπως στον χάρτη της επόµενης σελίδας . Για την κατασκευή της γεωλογικής τοµής των οριζοντίων στρωµάτων ακολουθούµε την εξής διαδικασία. 1.Κατασκευάζουµε την τοπογραφική τοµή. 2.βρίσκουµε τα σηµεία τοµής των επαφών των στρωµάτων πάνω στον άξονα που εργαζόµαστε. 3.Φέρουµε µε την βοήθεια του µιλλιµετρέ καθέτους στον άξονα και σηµειώνουµε τα σηµεία τοµής τους µε την τοπογραφική τοµή. 4.Με την βοήθεια των σηµείων αυτών χαράσσουµε τα δάπεδα και τις οροφές των στρωµάτων πάνω στην τοπογραφική τοµή.


28

5.Παρατηρούµε την στρωµατογραφική µας στήλη και εντοπίζουµε το αρχαιότερο στρώµα, γνωρίζοντας ότι είναι αυτό το οποίο αποτέθηκε πρώτο και άρα βρίσκεται στα χαµηλότερα υψόµετρα(στην φάση αυτή δεν µπαίνουµε στην περίπτωση των ανεστραµµένων στρωµάτων 6.Συµβολίζουµε τα στρώµατα σύµφωνα µε τους συµβολισµούς που δίνονται στο υπόµνηµα του χάρτη. Στην επόµενη σελίδα δίνεται ο γεωλογικός χάρτης µίας περιοχής µε οριζόντια στρώµατα. Το χαρακτηριστικό που δεν πρέπει να µας διαφεύγει είναι ότι οι γραµµές επαφής και οι ισοϋψείς καµπύλες είναι παράλληλες µεταξύ τους.


29

Β. Κεκλιµένα στρώµατα Αναγνωρίζουµε πάνω στον χάρτη µας τα κεκλιµένα στρώµατα, από το ότι οι επαφές τους τέµνουν τις ισοϋψείς καµπύλες. Για την κατασκευή της γεωλογικής τοµής των κεκλιµένων στρωµάτων ακολουθούµε την παρακάτω διαδικασία . 1.Κατασκευάζουµε την τοπογραφική τοµή κατά µήκος του άξονα που µας ζητείται. 2.Εντοπίζουµε τις επαφές των στρωµάτων και ψάχνουµε να βρούµε κάποια επαφή πάνω στην οποία να µπορούµε να χαράξουµε δύο παρατάξεις. 3.Βρίσκουµε τα σηµεία τοµής των παρατάξεων µε τον άξονα πάνω στον οποίο εργαζόµαστε. Μεταφέρουµε τα σηµεία τοµής στα αντίστοιχα υψόµετρα πάνω στην τοπογραφική µας τοµή. Ενώνουµε µε µία ευθεία τα δύο σηµεία. Η ευθεία αυτή είναι η τοµή της επιφάνειας µας µε την τοπογραφική τοµή. 4.Από την στιγµή που έχουµε ορίσει µία παράταξη είναι αρκετό να έχουµε ένα σηµείο τοµής ισοϋψούς µε την οροφή ή το δάπεδο ενός στρώµατος και να


30

φέρουµε την παράλληλη προς την παράταξη που έχουµε ήδη. 5.Χαράσσουµε τις παρατάξεις για όλες τις επαφές που τέµνουν την τοµή µας και ακολουθούµε την διαδικασία που περιγράφεται στην παρ.3. 6. Παρατηρούµε την στρωµατογραφική µας στήλη και εντοπίζουµε το αρχαιότερο στρώµα, γνωρίζοντας ότι είναι αυτό το οποίο αποτέθηκε πρώτο και άρα βρίσκεται στα χαµηλότερα υψόµετρα(στην φάση αυτή δεν µπαίνουµε στην περίπτωση των ανεστραµµένων στρωµάτων).

7. Η φορά της µέγιστης κλίσης είναι ένα βέλος κάθετο προς µία παράταξη ενός στρώµατος µε φορά προς την παράταξη µικροτέρου υψοµέτρου.

8. Το βέλος δείχνει πάντα τα νεώτερα στρώµατα (υπό την προϋπόθεση ότι δεν έχουν αναστραφεί.

9. Συµβολίζουµε τα στρώµατα σύµφωνα µε το υπόµνηµα του χάρτη .

Για να είναι η παρουσίαση της γεωλογικής τοµής πλήρης θα πρέπει να αναγράφονται: 1.Η κλίµακα είτε αριθµητικά είτε γραµµικά. 2.Η δ/νση του Βορρά 3.Η δ/νση της τοµής 4.Οι συµβολισµοί των στρωµάτων 5.Οι συµβολισµοί άλλων τεκτονικών στοιχείωνπου πιθανόν υπάρχουν. Σκοπός µας είναι να δώσουµε κάθε διευκρινιστικό στοιχείο γι΄αυτόν που θα µελετήσει την γεωλογική τοµή.


31


Κατασκευή γεωλογικής τοµής κεκλιµµένων στρωµάτων µε την βοήθεια Παρατάξεων.

32

ΤΡΟΠΟΙ ΕΚΦΡΑΣΗΣ ΚΛΙΣΗΣ Η κλίση εν γένει, µπορεί να εκφραστεί είτε µε γωνία είτε µε επί τοις εκατό έκφραση της εφαπτοµένης της γωνίας . Π.χ µία κλίση 45 µοιρών αντιστοιχεί σε κλίση 100%, αφού εφ45 =1 . α. Υπολογισµός µορφολογικής κλίσης Έχουµε ένα λόφο και δύο σηµεία πάνω σ’αυτόν τα Α και Γ. Θέλουµε να βρούµε την κλίση της ευθείας ΑΓ.


Τα σηµεία Α και Γ έχουν µία υψοµετρική διαφορά h. Στο τρίγωνο του σχήµατος έχουµε : h=ΓΒ ,η

33

απόσταση των σηµείων Α και Γ προβαλλόµενη σε οριζόντιο επίπεδο = ΑΒ και η κλίση της ευθείας ΑΓ ή γωνία φ . Κλίση : εφφ=ΓΒ/ΑΒ=h/ΑΒ επί 100. Β.Υπολογισµός της µορφολογικής κλίσης από τον τοπογραφικό χάρτη Παράδειγµα : Έχουµε το παρακάτω απόσπασµα τοπογραφικού χάρτη περιοχής και ζητούµε την µορφολογική κλίση µεταξύ των σηµείων ΑΒ. Σκεφτόµαστε: 1. Ο τοπογραφικός χάρτης είναι η προβολή σε οριζόντιο επίπεδο της µορφολογικής επιφάνειας , επιπλέον δε γνωρίζουµε την κλίµακα του χάρτη. 2. α)Υπολογισµός οριζόντιας απόστασης των Α και Β Με τον χάρακα µετρούµε την απόσταση µεταξύ των σηµείων Α και Β που είναι πάνω στον χάρτη 17 χιλιοστά ή 1,7 εκατοστά. Βάσει της κλίµακας (1/20.000) η οριζόντια απόστασή τους στο έδαφος είναι 340 µέτρα. β)Υπολογισµός υψοµετρικής διαφοράς των Α και Β Η υψοµετρική διαφορά των Α και Β βρίσκεται από τις ισοϋψείς καµπύλες στις οποίες ανήκουν. Στην περίπτωσή µας, το µεν Α ανήκει στην ισοϋψή των 400µ το δε Β στην ισοϋψή των 200 µέτρων . Εποµένως η υψοµετρική τους διαφορά είναι 200 µέτρα.


34

3. Για να υπολογίσω την κλίση σχηµατίζω ορθογώνιο τρίγωνο µε µία κάθετο πλευρά την απόσταση ΑΒ και την άλλη κάθετο πλευρά την υψοµετρική διαφορά h . ΑΒ=340 µέτρα (1,7 εκ.) ΒΓ=h=200 µέτρα(1 εκ.) ΚΛΙΣΗ = εφφ = h/ΑΒ=200µ/ 340µ = 0,59 ΚΛΙΣΗ= 59% Εάν θέλουµε την κλίση της ευθείας εκφρασµένη σε γωνία βρίσκουµε από τους τριγωνοµετρικούς πίνακες την γωνία που αντιστοιχεί στην τιµή της εφαπτοµένης π.χ εφφ= 0,59,η γωνία είναι 31 µοίρες και 30’. ΚΛΙΣΗ=31ο και 30’ Άλλος τρόπος είναι να κατασκευάσουµε το τρίγωνό µας µε την κλίµακα του χάρτη, όπως κάναµε παραπάνω , οπότε απλά µετρούµε µε το µοιρογνωµόνιο την γωνία φ. Στην περίπτωσή µας την βρίσκουµε και πάλι 31 µοίρες και 30 λεπτά. Υπολογισµός µέγιστης κλίσης µίας γεωλογικής επιφάνειας από τις παρατάξεις Οι παρατάξεις είναι για µία γεωλογική επιφάνεια (ρήγµα ,επιφάνεια επαφής στρωµάτων κλπ) ότι οι ισοϋψείς για την µορφολογική επιφάνεια. Εποµένως µε τον ίδιο τρόπο που εργαστήκαµε για τον υπολογισµό της µορφολογικής κλίσης θα εργαστούµε και για τον υπολογισµό της µέγιστης κλίσης γεωλογικών επιφανειών από τις παρατάξεις.


Έστω δύο γραµµές παράταξης του δαπέδου ενός στρώµατος, η παράταξη των 500 µέτρων και η παράταξη των 600 µέτρων, πάνω σε ένα χάρτη µε κλίµακα 1:20.000 . Ν Παράταξη 600 µ. Παράταξη 500 µ.

35

∆άπεδο Οροφή Κλίµακα: 1: 20.000 1ος Τρόπος: Επί της εκατό έκφραση της µέγιστης κλίσης Μετρούµε την κάθετη απόσταση µεταξύ των δύο διαδοχικών παρατάξεων µε το υποδεκάµετρο και αυτή είναι 1.1 εκ. Με βάση την κλίµακα του χάρτη κάνουµε την µετατροπή και η οριζόντια απόσταση στο έδαφος των δύο παρατάξεων είναι 220 µέτρα. Σκεπτόµαστε: Προχωρώντας οριζοντίως 220µ κατεβαίνουµε 100 µ. << << 100µ << Χ; Χ = 100µ * 100µ/220µ = 45,45 µ Εποµένως : Η κλίση του δαπέδου του στρώµατος είναι 45,45% 2ος Τρόπος Η τιµή της µέγιστης κλίσης εκφρασµένη σε γωνία Κατασκευάζουµε ένα ορθογώνιο τρίγωνο ,µε βάση την κλίµακα του χάρτη. Η µία κάθετη πλευρά είναι η απόσταση των παρατάξεων προβαλλόµενη σε οριζόντιο επίπεδο δηλαδή 1,1 εκ.(220µ) και η άλλη κάθετη πλευρά είναι η υψοµετρική τους διαφορά,


36

που είναι 100 µέτρα δηλαδή 0,5 εκ. µε βάση την κλίµακα ΑΒ= 1.1 εκ. = 220µέτρα ΒΓ= h =0.5 εκ.= 100 µέτρα Αφού κατασκευάσαµε το τρίγωνο : α. Μετρούµε την γωνία φ µε το µοιρογνωµόνιο .Το µέτρο της γωνίας είναι µέγιστη κλίση της γεωλογικής επιφάνειας πάνω στην οποία εργαζόµαστε, εκφρασµένη σε γωνία. Στην περίπτωσή µας : Γωνία µέγιστης κλίσης= 24ο και 30΄. Β. Μπορούµε όµως και αλλιώς να βρούµε το µέτρο της γωνίας: εφφ = ΒΓ/ΑΒ=100µ/220µ =0.4545 Από την τιµή της εφφ και από τους τριγωνοµετρικούς πίνακες ή από τους µίνι υπολογιστές βρίσκουµε το µέτρο της γωνίας σε µοίρες. ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΩΝ ΤΡΙΩΝ ΣΗΜΕΙΩΝ Πολύ συχνά σε µελέτες ή σε κατασκευαστικές εργασίες πρέπει να προσδιοριστεί η θέση ενός επιπέδου στον χώρο . Για τον προσδιορισµό ενός επιπέδου στον χώρο (διεύθυνση ,κλίση ,φορά µέγιστης κλίσης) απαιτείται να γνωρίζουµε τα εξής στοιχεία : 1.Τρία σηµεία 2.Μία ευθεία και ένα σηµείο 3.∆ύο παράλληλες ευθείες 4.∆ύο τεµνόµενες ευθείες Το συνηθέστερο και το ευκολότερο είναι να γνωρίζουµε την θέση τριών σηµείων ενός επιπέδου στον χώρο και γι’αυτό τον λόγο επικράτησε το πρόβληµα του προσδιορισµού επιπέδου στον χώρο να ονοµάζεται το πρόβληµα των τριών σηµείων.


37

Τα τρία σηµεία µπορεί να είναι στην επιφάνεια του εδάφους οπότε τοπογραφικά προσδιορίζονται εύκολα. Πολλές φορές όµως µπορεί να χρειαστεί να αναζητηθεί ένα ,δύο ή και τρία σηµεία του ζητούµενου επιπέδου κάτω από την επιφάνεια του εδάφους .Στην περίπτωση αυτή γίνονται γεωτρήσεις και από τα στοιχεία και τις µετρήσεις προσδιορίζεται το σηµείο ή τα σηµεία που αναζητούµε. Η επίλυση του προβλήµατος όµως είτε πρόκειται για σηµεία επιφανειακά ,είτε πρόκειται για σηµεία σε βάθος ή από συνδυασµό είναι ίδια . Είναι σηµαντικό να θυµόµαστε ότι ένα επίπεδο προσδιορίζεται στον χώρο όταν είναι γνωστή ή διεύθυνση ,η κλίση και η φορά της µέγιστης κλίσης, σύµφωνα µε τους ορισµούς που δώσαµε σε προηγούµενη ενότητα. Τονίσαµε επίσης πόσο σηµαντικό είναι να θυµόµαστε την έννοια της παράταξης που είναι το κλειδί για την επίλυση όλων σχεδόν των γεωλογικών προβληµάτων . Όλες οι έννοιες που µέχρι τώρα γνωρίσαµε εφαρµόζονται στην επίλυση του προβλήµατος των τριών σηµείων. Παρακάτω δίνεται ένα απλό παράδειγµα που είναι όµως ο βασικός τρόπος επίλυσης, αφού ακόµα και τα συνθετότερα προβλήµατα ανάγονται τελικά όπως στο παράδειγµα. ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ: Σε τοπογραφικό χάρτη µε κλίµακα 1:10.000 εντοπίζουµε τρία σηµεία της επιφάνειας επαφής δύο γεωλογικών σχηµατισµών. Το σηµείο Α µε υψόµετρο 180 µέτρα ,το σηµείο Β µε υψόµετρο 250 µέτρα και το σηµείο Γ µε υψόµετρο 210 µέτρα. Παρατήρηση:(σηµειώνονται µόνο τα σηµεία και όχι οι ισοϋψείς για διευκόλυνση στην κατανόηση, εξάλλου µπορεί να µην υπάρχει τοπογραφικός χάρτης σε µια περιοχή που εργαζόµαστε). Ζητούνται: Η διεύθυνση ,η µέγιστη κλίση και η διεύθυνση (φορά) της µέγιστης κλίσης του επιπέδου ΑΒΓ .


38

Επίλυση Ενώνω τα σηµεία Α,Β,Γ και σχηµατίζεται το τρίγωνο ΑΒΓ που είναι το επίπεδό µας, δηλαδή η επιφάνεια επαφής των γεωλογικών σχηµατισµών. Η γνώση των ζητούµενων στοιχείων διευκολύνει σε πολλούς υπολογισµούς τον µελετητή και τον γεωτεχνικό µηχανικό ενός έργου. Α. Προσδιορισµός ∆ιεύθυνσης: Προκειµένου να προσδιοριστεί η διεύθυνση του επιπέδου ΑΒΓ πρέπει να βρεθεί µία γραµµή παράταξης .Εµείς γνωρίζουµε: α. Το υψόµετρο τριών σηµείων του επιπέδου ,που είναι οι κορυφές του τριγώνου . β. Ότι εξ ορισµού τα σηµεία µίας γραµµής παράταξης είναι όλα του ίδιου υψοµέτρου. Εποµένως: Αν βρούµε ένα ακόµη σηµείο, του οποίου το υψόµετρο να είναι ίσο µε κάποιο από τα τρία γνωστά υψόµετρα ,θα έχουµε βρει µία παράταξη του επιπέδου .Είναι προφανές ότι η ευθεία που ενώνει δύο σηµεία του ίδιου υψοµέτρου είναι µία


39

οριζόντια ευθεία του επιπέδου, εποµένως µία παράταξη αυτού. Ενεργούµε ως εξής: 1.Επιλέγουµε (πάντα) τα σηµεία µε την µεγαλύτερη υψοµετρική διαφορά, στην περίπτωσή µας τα Α(180 µ)και Β (250 µ). 2.Αναζητούµε πάνω στην ευθεία ΑΒ ένα σηµείο που να έχει υψόµετρο ίσο µε 210 µ που είναι το υψόµετρο του σηµείου Γ. 3.Η υψοµετρική διαφορά των Α και Β είναι: 250-180=70 µ. Εποµένως θα χωρίσουµε την ευθεία ΑΒ σε επτά τµήµατα που θα έχουν µεταξύ τους υψοµετρική διαφορά 10 µέτρων. Μέσα στα τµήµατα θα υπάρχει το ζητούµενο υψόµετρο των 210 µ. Ο χωρισµός της ΑΓ σε επτά ίσα τµήµατα γίνεται κατά τα γνωστά από την Γεωµετρία .Φέρουµε από το Α προς το Β (ή από το Β προς το Α), τυχούσα ηµιευθεία Αχ πάνω στην οποία µε κανόνα µετρούµε επτά ίσα ευθύγραµµα τµήµατα ,σε ότι µήκος µας εξυπηρετεί ,στο παράδειγµά µας 0,5 εκ. Τα ευθύγραµµα αυτά τµήµατα είναι τα: ΑΕ,ΕΖ,ΖΗ,ΗΘ,ΘΙ,ΙΚ,ΚΛ. Φέρουµε την ΛΒ και από τα σηµεία Κ,Ι,Θ,Η,Ζ,Ε παραλλήλους προς την ΛΒ. Τα σηµεία τοµής των παραλλήλων αυτών µε την ευθεία ΑΓ είναι τα σηµεία καθένα από τα οποία θα έχει υψοµετρική διαφορά µε τα εκατέρωθεν αυτού 10 µέτρα. Τα σηµεία αυτά είναι τα Μ,Ν,Ξ,Ο,Π,Ρ µε αντίστοιχα απόλυτα υψόµετρα 240, 230, 220, 210, 200, 190 µέτρα αντίστοιχα. Έτσι καθορίσαµε πάνω στην ΑΒ ένα σηµείο µε απόλυτο υψόµετρο 210 µέτρα ,που ήταν και το ζητούµενο και αυτό είναι το σηµείο Ο. Εποµένως βρήκαµε πάνω στο επίπεδο ΑΒΓ δύο σηµεία που να έχουν το ίδιο απόλυτο υψόµετρο . 4. Ενώνουµε µε µία ευθεία τα σηµεία Ο και Γ .Η γραµµή ΟΓ είναι µία παράταξη του επιπέδου ΑΒΓ.

5. Αφού έχουµε πλέον µία παράταξη, µπορούµε να φέρουµε και άλλες παρατάξεις φέροντας τις


40

παράλληλες από τα σηµεία Α,Ρ,Π,Ξ,Ν,Μ,Β προς την ΟΓ.

Τώρα πλέον είµαστε σε θέση αφού έχουµε τις παρατάξεις να βρούµε την διεύθυνση του επιπέδου, µετρώντας µε µοιρογνωµόνιο την γωνία που σχηµατίζει η γραµµή παράταξης ΟΓ (ή οποιαδήποτε άλλη παράταξη) µε την διεύθυνση Βορράς-Νότος. Που στην περίπτωσή µας είναι Ν96Ε . Β. Προσδιορισµός φοράς µέγιστης κλίσης Οι γεωλογικές επιφάνειες κλίνουν προς την κατεύθυνση που οι παρατάξεις βαίνουν προς χαµηλότερα υψόµετρα. Χαράσσουµε την παράταξη που διέρχεται από το Α που είναι το υψόµετρο 180 µέτρα. Σηµειώνουµε την φορά της µέγιστης κλίσης µε µία κάθετο στην παράταξη ΟΓ µε φορά προς την παράταξη του χαµηλότερου υψοµέτρου. Γνωρίζουµε επίσης ότι η διεύθυνση(φορά) της µέγιστης κλίσης είναι κάθετος στην παράταξη και ότι υπολογίζεται προσθέτοντας ή αφαιρώντας 90ο.Μπορούµε βεβαίως αν θέλουµε να µετρήσουµε και πάλι µε µοιρογνωµόνιο την γωνία µε την διεύθυνση Βορράς -Νότος. Στην περίπτωσή µας 96ο-90ο =6ο . Εποµένως ∆ιεύθυνση(Φορά)µέγιστης κλίσης Ν6οΕ . Γ. Υπολογισµός µέγιστης κλίσης Για τον υπολογισµό της µέγιστης κλίσης ενεργούµε όπως έχουµε µάθει. Μετρούµε την κάθετο απόσταση των παρατάξεων των 180 και των 210 µέτρων και είναι 2 εκ. Τα 2εκ.αντιστοιχούν βάσει κλίµακας σε 200 µέτρα στο έδαφος εποµένως µε την απλή µέθοδο των τριών : Όταν προχωρώ 200 µ κατεβαίνω κατά 210-180=30 µ « 100 µ « Χ; Χ= 30 * 100µ/200µ = 15% Εποµένως το επίπεδο ΑΒΓ κλίνει κατά 15% µε φορά Ν6οΕ


41

Μπορούµε επίσης να υπολογίσουµε την γωνία κλίσης όπως έχουµε µάθει :εφφ=0,15 φ= 8,5 µοίρες (από τους τριγωνοµετρικούς πίνακες) ή να σχηµατίσουµε το τρίγωνο και να µετρήσουµε µε µοιρογνωµόνιο την γωνία φ . EΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟΣ ΤΡΟΠΟΣ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΤΩΝ ΤΡΙΩΝ ΣΗΜΕΙΩΝ Εργαζόµαστε και πάλι στο επίπεδο ΑΒΓ. Επαναλαµβάνουµε ότι αντικειµενικός µας σκοπός είναι να βρούµε πάνω στην ΑΒ ένα σηµείο που να έχει υψόµετρο 210 µέτρα. Μετρώ την απόσταση ΑΒ και είναι ίση προς 5 εκ. Η υψοµετρική διαφορά των Α και Β είναι 250µ-180µ = 70 µέτρα. Εµείς αναζητούµε το υψόµετρο 210 µέτρα δηλαδή 40 µέτρα κάτω από το Β. Εφαρµόζουµε και πάλι την απλή µέθοδο των τριών και σκεπτόµαστε : Προχωρώντας από το Β προς το Α κατά 5 3κ.κατεβαίνω κατά 70 µέτρα. Πόσα εκ. πρέπει να προχωρήσω από το Β προς το Α για να κατεβώ κατά 40 µέτρα; Χ = 5 εκ. * 40µ/70µ = 2.85 εκ. Μετρώ από το Β προς το Α 2,85 εκ. και το σηµείο αυτό είναι το σηµείο µε υψόµετρο 210 µέτρα, το οποίο συµβολίζουµε ως Ε .


42

Ενώνουµε τα σηµεία Ε και Γ που είναι του αυτού υψοµέτρου, η ευθεία ΕΓ είναι η παράταξη των 210 µέτρων. Μετρούµε την γωνία που σχηµατίζει η παράταξη ΕΓ µε την ∆ιεύθυνση βορράς -Νότος και αυτή είναι 96 µοίρες . Η διεύθυνση του επιπέδου ΑΒΓ είναι Ν96οΕ. Η διεύθυνση (φορά) της µέγιστης κλίσης και η µέγιστη κλίση υπολογίζονται όπως και προηγουµένως.

Η ΜΕΘΟ∆ΟΣ ΤΗΣ ΣΤΕΡΕΟΓΡΑΦΙΚΗΣ ΠΡΟΒΟΛΗΣ ΣΤΟ ∆ΙΚΤΥΟ SCMIDT __________________________________________________________________________________ ΤΕΙ, ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ- Εργαστήριο Γεωλογίας-Εδαφολογίας. Αλεξανδρή Ευαγγελία ,Γεωλόγος.

43

ΣΤΕΡΕΟΓΡΑΦΙΚΗ ΠΡΟΒΟΛΉ Η στερεογραφική προβολή είναι µία µέθοδος που προσφέρει το πλεονέκτηµα της ταχύτατης λύσης προβληµάτων που λύνονται πολύπλοκα µε άλλες µεθόδους. Με την στερεογραφική προβολή αναγνωρίζονται γρήγορα οι συµµετρίες των προβαλλοµένων επιφανειών ή ευθειών και βρίσκονται γρήγορα οι µεταξύ του σχέσεις. Τονίζουµε ότι µε την στερεογραφική προβολή δεν µπορούν να µετρηθούν αποστάσεις αλλά µόνο γωνιώδεις σχέσεις.


44

Τα δίκτυα που συνήθως χρησιµοποιούνται για την στερεογραφική προβολή είναι τα δίκτυα WULF και SCMIDT . Στην Tεχνική Γεωλογία όµως επεκράτησε η χρήση του δικτύου SCMIDT . Το δίκτυο WULFF ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ∆ΕΥΤΙΚΟ Ι∆ΡΥΜΑ ΣΕΡΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ-Ε∆ΑΦΟΛΟΓΙΑΣ Υπεύθυνη :Ευαγγελία Αλεξανδρή, Γεωλόγος.


Το δίκτυο SCMIDT

45

ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ∆ΙΚΤΥΟΥ SCMIDT 1.ΠΡΟΒΟΛΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ ΣΤΟ ∆ΙΚΥΟ SCMIDT Να προβληθεί η επιφάνεια Ρ : (N44o W ,55o NE)


Η διεύθυνση του επιπέδου Ρ είναι βορράς 44 µοίρες ∆ύση και η κλίση του είναι 55 µοίρες προς βορρά-ανατολή.

__________________________________________________________________________________ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ- Εργαστήριο Γεωλογίας-

Ευαγγελία ,Γεωλόγος. ΤΕΙ, ΤΜΗΜΑ Εδαφολογίας. Αλεξανδρή

46

Μέθοδος προβολής : 1. Καθορίζουµε κατ’αρχήν την δ/νση της επιφάνειας Ρ πάνω στο δίκτυο µε την ευθεία ΑΒ. 2. Κατόπιν στρέφουµε το δίκτυο έτσι ώστε η ευθεία ΑΒ να συµπέσει µε την ∆ιεύθυνση βορράς -Νότος του δικτύου. 3. Μετρούµε σε διεύθυνση κάθετο προς την ΑΒ αρχίζοντας από την περιφέρεια, δηλαδή από την ανατολή προς το κέντρο 55 µοίρες. Σηµειώνουµε το σηµείο ∆. Στο σηµείο αυτό αντιστοιχεί ένας µεσηµβρινός τον οποίο χαράσσουµε και είναι ο ζητούµενος . Η σχηµατισθείσα επιφάνεια ΑΒΡ είναι η ζητούµενη µε στοιχεία (N44o W ,55o NE). 2.ΠΡΟΒΟΛΗ ΕΥΘΕΙΏΝ Έστω η ευθεία L ( N63oW ,50o). Αναλυτικότερα η ευθεία έχει διεύθυνση βορράς 63 µοίρες προς δύση και βυθίζεται κατά 50 µοίρες. Μέθοδος προβολής

__________________________________________________________________________________ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ- Εργαστήριο Γεωλογίας-δρή Ευαγγελία ,Γεωλόγος.

ΤΕΙ, Εδαφολογίας. Αλεξαν

47

Η διεύθυνση της ευθείας L είναι η διεύθυνση του κατακόρυφου επιπέδου µέσα στο οποίο περιέχεται. 1. Προβάλλουµε κατ’αρχήν στο κατακόρυφο επίπεδο, η προβολή του οποίου είναι η ευθεία ΜΝ. Η φορά της βύθισης και η διεύθυνση είναι: βορράς 63 µοίρες προς δύση (διότι το επίπεδο που περιέχει την ευθεία είναι κατακόρυφο ,µόνο η ευθεία έχει κλίση) . 2. Στρέφουµε το δίκτυο έτσι ώστε η ευθεία, η κάθετος προς την ΜΝ, δηλαδή η ΑΒ να συµπέσει µε την ευθεία ΝS του δικτύου. Πάνω στην ευθεία αυτή την ΑΒ, µετρούµε την βύθιση ,από την περιφέρεια προς το κέντρο 50 µοίρες και σχεδιάζουµε τον µεσηµβρινό που διέρχεται από εκεί. Η προβολή της ευθείας L είναι το σηµείο τοµής της ευθείας ΜΝ µε τον µεσηµβρινό των 50 µοιρών που σηµειώνεται ως (C ). Η προβολή δηλαδή µίας ευθείας στο δίκτυο είναι σηµείο. 3.ΕΥΡΕΣΗ ΤΟΜΗΣ ∆ΥΟ ΤΕΜΝΟΜΕΝΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ Η τοµή δύο τεµνοµένων επιφανειών είναι µία ευθεία .Στην περίπτωση που ερευνούµε έχουµε τα στοιχεία των επιφανειών και ζητούµε τα στοιχεία της ευθείας της τοµής τους. Έστω οι επιφάνειες Ρ1 (N25oE,33o SE) και Ρ2 (E10oS ,54o SW ).

48

Μέθοδος : Η τοµή των δύο επιφανειών ,ως ευθεία, θα παρίσταται πάνω στο δίκτυο µε σηµείο ,το οποίο και αναζητούµε. 1. Προβάλλουµε στερεογραφικά κατά τα γνωστά τις δύο επιφάνειες Ρ1 και Ρ2 .Οι µεσηµβρινοί του δικτύου που αντιστοιχούν στα επίπεδα τέµνονται στο σηµείο Μ.

2. Το σηµείο Μ είναι η στερεογραφική προβολή της τοµής των επιφανειών Ρ1 και Ρ2.

3.Τα στοιχεία της ευθείας Μ, όπως προκύπτει από το δίκτυο είναι :διεύθυνση Ε35οS και κλίση 30 µοίρες. Με την συνοπτική περιγραφή η ευθεία ορίζεται ως (30ο/125). 4.ΕΥΡΕΣΗ ΦΑΙΝΟΜΕΝΗΣ ΚΛΙΣΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ Πολλές φορές ζητούµε την φαινόµενη κλίση µίας κεκλιµένης επιφάνειας κατά µία τυχούσα διεύθυνση ,όταν είναι γνωστή η πραγµατική κλίση . Όπως µάθαµε σε προηγούµενο κεφάλαιο η σχέση που συνδέει την µέγιστη( πραγµατική) µε την φαινόµενη κλίση είναι: εφφ=εφµ*ηµα φ = γωνία φαινόµενης κλίσης


µ = γωνία µέγιστης κλίσης

49

α =η γωνία που σχηµατίζεται από µία παράταξη της επιφάνειας και της διεύθυνσης κατά την οποία ζητείται η φαινόµενη κλίση . Έστω επιφάνεια µε στοιχεία Ν45 Ε,30οΝW . Να βρεθεί η φαινόµενη κλίση α) κατά την διεύθυνση W20oS και β) κατά την διεύθυνση ΕW . Μέθοδος Με την µέθοδο της στερεογραφικής προβολής η φαινόµενη κλίση κατά µήκος µίας τυχούσας διεύθυνσης βρίσκεται ως εξής : α1. Προβάλλουµε κατά τα γνωστά την επιφάνεια Ρ πάνω στο δίκτυο (ΑΡΒ). 2. Φέρουµε την ευθεία της διεύθυνσης Γ∆ ,κατά µήκος της οποίας ζητούµε την φαινόµενη κλίση της επιφάνειας Ρ. Η Γ∆ τέµνει τον µεσηµβρινό της επιφάνειας Ρ στο σηµείο Λ. 3. Από την θέση του Λ στο δίκτυο και µετρώντας πάνω σε µεσηµβρινό µε στροφή, βρίσκουµε την φαινόµενη κλίση της επιφάνειας κατά µήκος της Γ∆ που είναι 15 µοίρες WS.


50

Β)Με τον ίδιο τρόπο βρίσκουµε την φαινόµενη κλίση της επιφάνειας Ρ κατά µήκος της διεύθυνσης Ανατολή-δύση και αυτή είναι 24 µοίρες W. 5.ΕΥΡΕΣΗ ΕΠΙΠΕ∆ΟΥ ∆ΥΟ ΓΝΩΣΤΩΝ ΕΥΘΕΙΩΝ Η εύρεση του επιπέδου δύο γνωστών ευθειών, των οποίων δηλαδή γνωρίζουµε την διεύθυνση και την βύθιση, είναι πολλές φορές δυνατή µε την προϋπόθεση ότι αυτές δεν είναι ασύµβατες ,αλλά ανήκουν στο ίδιο επίπεδο. Η λύση του προβλήµατος αυτού δεν είναι πάντα εφικτή, όµως είναι µεγάλης σηµασίας για την Γεωλογία. Μέθοδος Έστω δύο ευθείες L1:Ν38οW ,54ο και L2:W 8oS ,50ο . Ζητείται να ευρεθεί το επίπεδο (Ρ) των L1 και L2. 1.Προβάλλουµε κατά τα γνωστά τις ευθείες και έστω L1 και L2 οι προβολές τους στο δίκτυο SCMIDT 2.Στρέφουµε το δίκτυο µέχρις ότου τα σηµεία L1 και L2 βρεθούν πάνω στον ίδιο µεσηµβρινό. Σχεδιάζουµε τον µεσηµβρινό ,ο οποίος είναι η


51

προβολή του ζητουµένου επιπέδου και τα στοιχεία του επιπέδου αυτού είναι: Ν22οΕ,58οΝW. 6. ΕΥΡΕΣΗ ΓΩΝΙΑΣ ΜΕΤΑΞΥ ∆ΥΟ ΓΝΩΣΤΩΝ ΕΥΘΕΙΩΝ Όπως και στην προηγούµενη περίπτωση πρέπει οι ευθείες να µην είναι ασύµβατες ,να ανήκουν δηλαδή στο ίδιο επίπεδο. Μέθοδος Ποια είναι η γωνία που σχηµατίζεται µεταξύ των ευθειών L1: Ν42οW,30o L2: Ν35oΕ,20ο 1. Προβάλλουµε τις ευθείες κατά τα γνωστά και έστω l1 ,l2 ,οι προβολές των ευθειών πάνω στο δίκτυο SCMIDT .

2. Στρέφουµε το δίκτυο µέχρις ότου τα σηµεία βρεθούν πάνω στον ίδιο µεσηµβρινό. Μετρούµε την γωνία ω µεταξύ των L1 και L2 πάνω στον ίδιο µεσηµβρινό .

3.Η γωνία ω είναι η ζητούµενη γωνιώδης σχέση των ευθειών L1 και L2.


_______

___________________________________________________________________________ ΤΕΙ, ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ- Εργαστήριο Γεωλογίας-Εδαφολογίας. Αλεξανδρή Ευαγγελία ,Γεωλόγος.

52

E∆ΑΦΟΛΟΓΙΑ

ΟΙ ΚΥΡΙΕΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ∆ΟΚΙΜΕΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΤΩΝ Ε∆ΑΦΩΝ

53

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ Ε∆ΑΦΩΝ Σαν βασική υποδοµή πληροφορίας για τα GIS ΣΥΣΤΉΜΑΤΑ Α. ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΤΩΝ Ε∆ΑΦΩΝ

Οι τεχνικοί οι ασχολούµενοι µε την γη και τα γαιοϋλικά προκειµένου να µελετήσουν και να σχεδιάσουν ένα έργο θα πρέπει να γνωρίζουν τι γαιοϋλικά εµφανίζονται στην περιοχή µελέτης και τι ιδιότητες έχουν. Η βιβλιογραφία µπορεί να δώσει µία γενική γνώση της περιοχής µελέτης, όµως το σηµαντικότερο είναι να γίνει δειγµατοληψία και εργαστηριακή εξέταση των εµφανιζόµενων υλικών. Τα υλικά της φύσης βράχοι ή εδάφη πρέπει να καταταγούν σε οµάδες µε οµοειδή συµπεριφορά, προκειµένου όλοι οι τεχνικοί να έχουν µία κοινή γλώσσα επικοινωνίας ,αλλά και να µπορούν να χρησιµοποιούν γνώσεις άλλων επιστηµονικών πεδίων που είναι χρήσιµες στις µελέτες τους. Στα µαθήµατα αυτού του εργαστηρίου θα ασχοληθούµε µε τα εδάφη και όχι τους βράχους ,που είναι αντικείµενο της βραχοµηχανικής. Οι αποθέσεις των εδαφών στον κόσµο έχουν µία ατελείωτη ποικιλία έτσι δεν έγινε δυνατόν να βρεθεί και να δηµιουργηθεί ένα πραγµατικά ενιαίο __________________________________________________________________________________ ΤΕΙ, ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ- Εργαστήριο Γεωλογίας-Εδαφολογίας. Αλεξανδρή Ευαγγελία ,Γεωλόγος.

54

σύστηµα, που να κατατάσσει τα εδάφη σε οµάδες και υποοµάδες µε βάση όλα τα χαρακτηριστικά τους. Η κατάταξη είναι το πρώτο και ουσιώδες βήµα για την οργάνωση κάθε επιστήµης. Ο όρος κατάταξη των εδαφών µε την αυστηρή του έννοια σηµαίνει ταξινόµηση σε οµάδες και υποοµάδες σύµφωνα µε περιορισµένο αριθµό κοινών χαρακτηριστικών. Εν τούτοις έχουν βρεθεί συστήµατα κατάταξης βασισµένα πάνω σε ένα ή δύο χαρακτηριστικά των εδαφών, που χρησιµοποιούνται µε επιτυχία σε διαφορετικά όµως πεδία µελέτης και κατασκευής. Άλλο χρησιµοποιούν οι εδαφοµηχανικοί στις θεµελιώσεις και άλλο οι οδοποιοί στην οδοποία ή οι γεωπόνοι στην Γεωργία. Ο µελετητής γνωρίζοντας την κατάταξη του εδάφους έχει µία γενική ιδέα της µηχανικής του συµπεριφοράς. Βεβαίως πάντα πρέπει να έχουµε κατά νού ότι δεν υπάρχει σύστηµα που να περιγράφει ικανοποιητικά την µηχανική συµπεριφορά των εδαφών για όλες τις περιπτώσεις . Το κάθε έδαφος έχει ταυτότητα και ατοµικότητα ως προς την σύνθεση και τα ενυπάρχοντα χαρακτηριστικά . Ο προσδιορισµός της ταυτότητας του εδάφους είναι η αναγνώριση. Ανάµεσα στη κατάταξη και στη αναγνώριση υπάρχει ζωτική διαφορά .Η αναγνώριση είναι πληροφορία πραγµατική ενώ η κατάταξη είναι πληροφορία ερµηνευτική. Εξετάσεις ,δεδοµένα εργαστηριακών δοκιµών, πραγµατική συµπεριφορά του εδάφους, παρατηρηθείσα ή µετρηθείσα, στο εργαστήριο ή in situ αποτελούν πληροφορίες πραγµατικές γιατί είναι το αποτέλεσµα παρατηρηθέντων ή πειραµατικώς προσδιορισθέντων γεγονότων. Η κατάταξη από την άλλη µεριά είναι πληροφορία ερµηνευτική ,γιατί αποτελεί το συµπέρασµα αναµενόµενης συµπεριφοράς που βγήκε ύστερα από ερµηνεία πραγµατικών πληροφοριών. Η κατάταξη του εδάφους ποτέ δεν πρέπει να δίνεται µόνη αλλά να συνοδεύει την αναγνώριση ως ερµηνευτικός όρος. Ιδιαίτερη έµφαση πρέπει να δίνεται στην αναγνώριση ,σαν το πρώτο βήµα της


55

εδαφοτεχνικής έρευνας. Η κατάταξη των εδαφών εάν είναι πλήρης συµβάλλει σηµαντικά στη γεωτεχνική έρευνα γιατί πληροφορεί τον µελετητή και τον κατασκευαστή του έργου για την αναµενόµενη συµπεριφορά των εδαφών. Β.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ∆ΟΚΙΜΕΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΤΩΝ Ε∆ΑΦΩΝ Όπως αναφέραµε προηγούµενα ,για την κατάταξη των εδαφών απαιτούνται ένα ή δύο κοινά χαρακτηριστικά. Όλα τα εδάφη αποτελούνται από κόκκους διαφόρων µεγεθών, έτσι από την στιγµή που αυτό είναι το πιο οφθαλµοφανές χαρακτηριστικό των εδαφών ,έγινε και το πρώτο στοιχείο πάνω στο οποίο βασίστηκαν τα παλαιότερα καθώς και τα νεώτερα συστήµατα κατάταξης. Σε ένα δείγµα εδάφους για µελέτη ,το µέγεθος των κόκκων από τους οποίους αποτελείται, καθώς και η αναλογία των διαφόρων µεγεθών κόκκων, σε σχέση µε το σύνολο του δείγµατος ,είναι το πρώτο χαρακτηριστικό για την κατάταξή του. Η εργαστηριακή δοκιµή που εκτελείται για τον προσδιορισµό αυτό ονοµάζεται « κοκκοµετρική ανάλυση » και θα περιγραφεί παρακάτω. Ένα άλλο κοινό χαρακτηριστικό των εδαφών είναι η περιεκτικότητά τους σε νερό .Οι διάφοροι τύποι εδαφών αποκτούν εντελώς ξεχωριστές ιδιότητες ανάλογα µε το την περιεκτικότητα σε νερό. Οι εργαστηριακές δοκιµές για τον προσδιορισµό της περιεκτικότητας σε νερό είναι τα όρια ATTERBERG ,δηλαδή: όριο υδαρότητας ,όριο πλαστικότητας και δείκτης πλαστικότητας . Στην Ελλάδα οι εργαστηριακές δοκιµές που προαναφέραµε εκτελούνται σύµφωνα µε τις εγκεκριµένες ΠΡΟ∆ΙΑΓΡΑΦΕΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΚΙΜΩΝ Ε∆ΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ (Ε105-86).Αντίγραφα των προτύπων αυτών συνοδεύουν αυτές τις σηµειώσεις.


Πριν µάθουµε πως θα κατατάσσουµε ένα έδαφος µε βάση την κοκκοµετρική ανάλυση και τα όρια

56

ATTERBERG θα µάθουµε πως αυτά υπολογίζονται, στο εργαστήριο µετά την εκτέλεση των δοκιµών. Γ.ΠΡΟΤΥΠΗ ΜΕΘΟ∆ΟΣ ∆ΟΚΙΜΗΣ ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΚΑΙ ΧΟΝ∆ΡΟΚΟΚΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ . Η µέθοδος (ΠΤΠ Ε105-68) περιλαµβάνει την διαδικασία για τον προσδιορισµό της κατανοµής των διαφόρων µεγεθών κόκκων σε λεπτόκοκκα και χονδρόκοκκα αδρανή υλικά, µε την χρησιµοποίηση κοσκίνων τετραγωνικών οπών. Για την εργαστηριακή δοκιµή χρειάζονται: ζυγοί, κόσκινα και κλίβανος (φούρνος) . Πολύ βασικό πράγµα για την σωστή κατάταξη και άρα τα συµπεράσµατα που θα εξαχθούν από αυτή, παίζει η σωστή δειγµατοληψία του υλικού από την περιοχή του έργου .Εν συνεχεία δε από το δείγµα που πήγε στο εργαστήριο για εξέταση και πάλι είναι σηµαντικό να παρθεί η απαιτούµενη για την δοκιµή ποσότητα µε ορθά στατιστικό τρόπο .Η διαδικασία αυτή ονοµάζεται τετραµερισµός του δείγµατος. Αφού γίνει η δοκιµή της κοκκοµετρικής ανάλυσης, όπως περιγράφεται στην ΠΡΟ∆ΙΑΓΡΑΦΗ Ε 105-86 τότε είµαστε έτοιµοι για την εξαγωγή των εργαστηριακών αποτελεσµάτων .Την διαδικασία αυτή θα περιγράψουµε παρακάτω . Γα) ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ Τα αποτελέσµατα κάθε κοκκοµετρικής ανάλυσης µπορούν να εκφραστούν µε τους ακόλουθους τρεις τρόπους , ανάλογα µε τις απαιτήσεις των προδιαγραφών, δηλαδή: 1η Περίπτωση: Με το επί τοις εκατό ,%, ολικό βάρος του υλικού που περνά µέσα από το κόσκινο. 2η Περίπτωση: Με το επί τοις εκατό ,%, ολικό βάρος του υλικού που συγκρατείται σε κάθε κόσκινο. 3η Περίπτωση: ∆ια του επί τοις εκατό ,%, ποσού του βάρους του υλικού που διέρχεται µέσα από ένα κόσκινο και αυτού που συγκρατείται στο επόµενο µικρότερο κόσκινο.


57

Τα επί τοις εκατό, %, ποσοστά εκφράζονται µε προσέγγιση ακέραιου αριθµού και υπολογίζονται µε βάση το αρχικό βάρος του υλικού , συµπεριλαµβανοµένου και του υλικού που διέρχεται πό το κόσκινο Νο. 200 . α

Γβ) ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ : Με την µέθοδο του τετραµερισµού παίρνουµε ένα δείγµα του υλικού ,το οποίο ζυγίζει 15.200 γραµµάρια. Στο υλικό αυτό εκτελείται η δοκιµή της κοκκοµέτρησης σύµφωνα µε την προδιαγραφή, στην σειρά των κοσκίνων που φαίνεται στην 1η στήλη των πινάκων Γ1,Γ2,Γ3. 1η Περίπτωση: Για τον υπολογισµό του επί τοις εκατό, %, διερχοµένου από οποιοδήποτε κόσκινο υλικού , διαιρείται το ολικό βάρος του διερχοµένου υλικού από το κόσκινο αυτό, µε το ολικό βάρος του δείγµατος και το πηλίκο πολλαπλασιάζεται επί 100. ∆ηλαδή:

Στον ίδιο πίνακα φαίνονται και οι υπολογισµοί για να προκύψει η τελευταία στήλη που µας δίνει την ζητούµενη εικόνα του υλικού.

∆ιερχόµενο % = Ολικό βάρος διερχοµένου . 100 Ολικό βάρος δείγµατος

ΠΙΝΑΚΑΣ Γ1

Ολικό βάρος δείγµατος : 15200 gr Αριθµός Κόσκινου Συγκρατούµενο

βάρος (gr) Ολικό διερχόµενο βάρος (gr)

∆ιερχόµένο %

1 ½ -in 0 15200 100 1 –in 2280 12920 85 3/4 - in 1520 11400 75 3/8-in 2280 9120 60 No. 4 2128 6992 46 No. 10 1824 5168 34 No. 40 2128 3040 20 No. 200 1824 1216 8 Παιπάλη 1216 Ολικό Βάρος 15200


58

Συγκρατούµενο % = Ολικό συγκρατούµενο βάρος . 100 Ολικό βάρος δείγµατος

2Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ Για τον υπολογισµό του επί τοις εκατό,%, συγκρατούµενου σε οποιουδήποτε κόσκινο, διαιρείται το ολικό συγκρατούµενο βάρος του υλικού στο κόσκινο αυτό , µε το ολικό βάρος του δείγµατος και το πηλίκο πολλαπλασιάζεται επί 100. ∆ηλαδή : ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ : στον Πίνακα Γ2 Με τα στοιχεία της ίδιας κοκκοµετρικής ανάλυσης το % συγκρατούµενο σε κάθε κόσκινο µπορεί να βρεθεί και µε αφαίρεση του % διερχόµενου µέσα από το κόσκινο αυτό, από το 100 και αντιστρόφως. ∆ηλαδή :

Συγκρατούµενο % = 100 -∆ιερχόµενο % και ∆ιερχόµενο % = 100 -Συγκρατούµενο %

ΠΙΝΑΚΑΣ Γ2 Ολικό βάρος δείγµατος : 15200 gr Αριθµός Κόσκινου Συγκρατούµενο

βάρος (gr) Ολικό συγκρατούµενο βάρος (gr)

Ολικό Συγκρατούµενο %

½ -in 0 0 0 1 –in 2280 2280 15 3/4 - in 1520 3800 25 3/8-in 2280 6080 40 No. 4 2128 8208 54 No. 10 1824 10032 66 No. 40 2128 12160 80 No. 200 1824 13984 92 Παιπάλη 1216 Ολικό Βάρος 15200

3η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ Για τον υπολογισµό του % ποσού του υλικού που διέρχεται µέσα από ένα κόσκινο και συγκρατείται στο µικρότερο κόσκινο, το βάρος του υλικού που συγκρατείται στο επόµενο µικρότερο κόσκινο διαιρείται µε το ολικό βάρος του


59

δείγµατος και το πηλίκο πολλαπλασιάζεται επί του 100. ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ: Βλέπε Πίνακα Γ3

ΠΙΝΑΚΑΣ Γ3 Ολικό βάρος δείγµατος : 15200 gr Αριθµός Κόσκινου Συγκρατούµενο

βάρος (gr) Μερικό Συγκρατούµενο %

1 ½ -in 0 0 1 –in 2280 15 3/4 - in 1520 10 3/8-in 2280 15 No. 4 2128 14 No. 10 1824 12 No. 40 2128 14 No. 200 1824 12 Παιπάλη 1216 Ολικό Βάρος 15200 Τα αποτελέσµατα που βρέθηκαν µπορούν να εκφρασθούν όπως και στις δύο προηγούµενες περιπτώσεις µε απλή πρόσθεση ή αφαίρεση. Έτσι από τα αποτελέσµατα του παραδείγµατος στον Πίνακα Γ3 βρίσκουµε τα αποτελέσµατα του Πίνακα Γ4. ΠΙΝΑΚΑΣ Γ4 Ολικό βάρος δείγµατος : 15200 gr Αριθµός Κόσκινου

Συγκρατούµενο βάρος (gr)

Μερικό Συγκρατούµενο %

Ολικό Συγκρατούµενο %

∆ιερχόµενο %

1 ½ -in 0 0 0 100 1 –in 2280 15 15 85 3/4 - in 15200 10 25 75 3/8-in 2280 15 40 60 No. 4 2128 14 54 46 No. 10 1824 12 66 34 No. 40 2128 14 80 20 No. 200 1824 12 92 8 Παιπάλη 1216 Ολικό Βάρος

15200


Ήδη από τις τρεις περιπτώσεις έκφρασης των αποτελεσµάτων των κοκκοµετρικών αναλύσεων, επικράτησε η πρώτη , δηλαδή η δια του επί τοις εκατό έκφραση ,του διερχοµένου ολικού βάρους του υλικού από κάθε κόσκινο.

60

_______________________________________________ Γγ) ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΗΣΗΣ ΜΕ ∆ΙΑΧΩΡΙΣΜΟ ΤΟΥ ∆ΕΙΓΜΑΤΟΣ. Πολύ συνηθισµένη περίπτωση είναι κατά την εκτέλεση της δοκιµής να διαχωρίζεται το δείγµα σε δύο κλάσµατα (δύο µέρη), χονδρόκοκκο και λεπτόκοκκο, προκειµένου να επιταχυνθεί η εκτέλεση της. Στην περίπτωση που το λαµβανόµενο ,από την κοκκοµετρική ανάλυση, δείγµα χωρίστηκε σε δύο ή περισσότερα τµήµατα και έγινε η κοκκοµέτρηση των τµηµάτων αυτών χωριστά, η διαβάθµιση του αρχικού δείγµατος βρίσκεται µε την ακόλουθη µέθοδο: Υπολογίζεται πρώτα το επί τοις εκατό, %, ποσοστό του ολικού δείγµατος κατά βάρος , που αντιπροσωπεύεται από κάθε τµήµα του αδρανούς υλικού. ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ: Έστω δύο τµήµατα Α και Β ενός αδρανούς υλικού. Το µεν τµήµα Α περιλαµβάνει το υλικό το διερχόµενο µέσα από κόσκινο 1-in και συγκρατούµενο επί του κόσκινου No. 4 (χονδρόκοκκο υλικό),το δε τµήµα Β το διερχόµενο από το Νο 4(λεπτόκοκκο υλικό)(βλ Πίνακα Γ5 ).

ΠΙΝΑΚΑΣ Γ5

Τµήµα Μέγεθος αδρανούς υλικού Βάρος (gr) Ποσοστά % του ολικού

δείγµατος κατά βάρος

∆ιερχόµενο Συγκρατούµενο Α 1- in No. 4 6600 66 Β No. 4 0 3400 34

Ολικό δείγµα 1-in 0 10000 100 Μετά την κοκκοµετρική ανάλυση των δύο τµηµάτων πολλαπλασιάζονται τα % διερχόµενα κάθε κόσκινου επί το % ποσοστό του αδρανούς του ολικού δείγµατος (βλ. Πίνακας Γ6 και Γ7).

ΠΙΝΑΚΑΣ Γ6 Αριθµός Κόσκινου ∆ιαβάθµιση του

τµήµατος Α του αδρανούς υλικού, ΧΟΝ∆ΡΟΚΟΚΚΟ

Ποσοστό % του ολικού δείγµατος

Γινόµενα των στηλών 2 και 3 δια

100


61

∆ιερχόµενο % 1 2 3 4

1-in 100 66 66 3/4- in 94 66 62 3/8 –in 24 66 16 No.4 3 66 2 No.8 3 66 2 No.16 3 66 2 No.30 2 66 1 No.50 2 66 1 No.100 1 66 1 No.200 0 66 0

ΠΙΝΑΚΑΣ Γ7

Αριθµός Κόσκινου ∆ιαβάθµιση του τµήµατος Β του αδρανούς υλικού, ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΟ

Ποσοστό % του ολικού δείγµατος

Γινόµενα των στηλών 2 και 3 δια

100

∆ιερχόµενο % 1 2 3 4

1-in 100 34 34 3/4 - in 100 34 34 3/8 –in 100 34 34 No.4 100 34 34 No.8 70 34 24 No.16 56 34 19 No.30 41 34 14 No.50 27 34 9 No.100 17 34 6 No.200 8 34 3

Εν συνεχεία προστίθενται τα γινόµενα των αντίστοιχων κοσκίνων των δύο κλασµάτων που κοκκοµετρήθηκαν χωριστά, όπως φαίνεται στον Πίνακα Γ8 . Τα αθροίσµατα αυτά , που αναγράφονται στην τελευταία στήλη , παρέχουν την κοκκοµετρική διαβάθµιση του αρχικού δείγµατος.

ΠΙΝΑΚΑΣ Γ8


62

Αριθµός Κόσκινου

Κοκκοµετρική διαβάθµιση των τµηµάτων Α και Β

Μερικά Γινόµενα Κοκκοµετρική διαβάθµιση του αρχικού δείγµατος (Άθροισµα των στηλών 4 και 5)

Α 1-in έως No.4

B No.4 έως 0

66% A 34% B



1 2 3 4 5 6 1-in 100 100 66 34 100

3/4 - in 94 100 62 34 96 3/8 –in 24 100 16 34 50 No.4 3 100 2 34 36 No.8 3 70 2 24 26 No.16 3 56 2 19 21 No.30 2 41 1 14 15 No.50 2 27 1 9 10 No.100 1 17 1 6 7 No.200 0 8 0 3 3

Η στήλη 6 του πίνακα Γ8 είναι η κοκκοµετρική διαβάθµιση του δείγµατος υλικού στο οποίο έγινε η κοκκοµέτρηση. Για τον υπολογισµό της κοκκοµέτρησης, υπάρχει το παράδειγµα σε έντυπο της επόµενης σελίδας, που διευκολύνει και στις πράξεις µε µία λίγο πιο σύνθετη µέθοδο,που φαίνεται στους υπολογισµούς του παραδείγµατος και δεν θα αναλύσουµε εδώ. Γδ) ∆ΕΛΤΙΟ ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Τα αποτελέσµατα κάθε κοκκοµετρικής ανάλυσης γράφονται πάνω στο ειδικό δελτίο κοκκοµετρικής ανάλυσης που αναφέραµε και προηγουµένως. Στο δελτίο αυτό αναγράφονται τα στοιχεία µητρώου του δείγµατος ,η ηµεροµηνία της δοκιµής, και το ονοµατεπώνυµο του εκτελέσαντος την δοκιµή. Στον πίνακα αναγράφονται τα στοιχεία της δοκιµής: 1.Το ολικό βάρος του δείγµατος


63

2.Στην 1η στήλη αναγράφεται το πρότυπο µέγεθος του κοσκίνου σε mm. 3.Στην 2η στήλη αναγράφονται τα χρησιµοποιούµενα για την ανάλυση κόσκινα ,όπως καθορίζονται από τις απαιτήσεις της προδιαγραφής του εκτελούµενου έργου. 4.Στην 3η στήλη, που έχει δύο περιοχές, για τον διαχωρισµό του υλικού, σε χονδρόκοκκο και λεπτόκοκκο, αναγράφονται τα συγκρατούµενα ποσά, κατά βάρος, του υλικού µας ,σε γραµµάρια,από αυτόν που έκανε την δοκιµή στο Εργαστήριο. 5.Στην 5η στήλη που έχει και αυτή δύο περιοχές, γίνονται οι υπολογισµοί του διερχοµένου υλικού σε γραµµάρια και επί τοις εκατό. (Συµπληρωµένο έντυπο µε υπολογισµούς, στην επόµενη σελίδα). Γε) ΓΡΑΦΙΚΗ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Τα αποτελέσµατα της κοκκοµετρικής ανάλυσης ενός δείγµατος γαιοϋλικού παρίστανται γραφικά πάνω σε ένα διάγραµµα ηµιλογαριθµικών συντεταγµένων. Στον κάθετο άξονα( τεταγµένη),µε αριθµητική κλίµακα, αναγράφεται το ολικό επί τοις εκατό διερχόµενο από κάθε κόσκινο ( ή συγκρατούµενο). Στον οριζόντιο άξονα (τετµηµένη),µε κλίµακα λογαριθµική ,αναγράφονται οι αντίστοιχες διάµετροι των οπών των χρησιµοποιουµένων κόσκινων. Με την ένωση των αντίστοιχων σηµείων σχηµατίζεται µία γραµµή ,που ονοµάζεται κοκκοµετρική καµπύλη .


64


65

Εδώ µπαίνει το κοκκοµετρικό διάγραµµα


66

∆. ΟΡΙΑ ΚΑΙ ∆ΕΙΚΤΕΣ ATTERBERG Χαρακτηριστική ιδιότητα των συνεκτικών εδαφών είναι η ικανότητά τους να υφίστανται µεγάλες ή µικρές παραµορφώσεις χωρίς θραύση,όταν περιέχουν µία ποσότητα νερού.. Η ιδιότητα αυτή καλείται πλαστικότητα και οφείλεται αποκλειστικά στα αργιλικά ορυκτά, µεγέθους κολλοειδών . Είναι όµως αξιοσηµείωτο ότι η παρουσία της αργίλου από µόνη της δεν προσδίδει πλαστικότητα στα εδάφη. Έτσι υπάρχουν αργιλικά ορυκτά µε µέγεθος κόκκων µεγαλύτερο του κολλοειδούς που δεν έχουν πλαστικότητα .Όπως επίσης υπάρχουν µη αργιλικά ορυκτά τα οποία έχουν µέγεθος κολλοειδών και δεν εµφανίζουν πλαστικότητα . Το µέγεθος των κόκκων, εποµένως, δεν µπορεί από µόνο του να χρησιµοποιηθεί για την διάκριση των πλαστικών και µη πλαστικών λεπτόκοκκων εδαφών. Τα λεπτόκοκκα εδάφη ,ανάλογα µε την περιεχόµενη σ’αυτά υγρασία, εµφανίζονται σε τέσσερις καταστάσεις συνεκτικότητας, την ρευστή, την πλαστική ,την ηµιστερεά και την στερεά. Όταν ένα αργιλικό έδαφος αναµιχθεί µε αρκετή ποσότητα νερού σχηµατίζει ένα µίγµα ,το οποίο παραµορφώνεται ελεύθερα χωρίς να σπάει. Το έδαφος αυτό βρίσκεται σε µία κατάσταση που ονοµάζεται ρευστή και κατά την οποία δεν έχει καµία διατµητική αντοχή. Η περιεχόµενη υγρασία, εκφραζόµενη επί τοις εκατό ,%,κατά βάρος ξηρού δείγµατος εδάφους, κατά την οποία το έδαφος αφού χάσει το νερό που περιείχε ,µεταπίπτει στην πλαστική κατάσταση, είναι το ΟΡΙΟ Υ∆ΑΡΟΤΗΤΑΣ . Το όριο υδαρότητας συµβολίζεται σαν WL ή LL (LIQUIT LIMIT) και αποτελεί το όριο ανάµεσα στην ΡΕΥΣΤΗ και ΠΛΑΣΤΙΚΗ κατάσταση. Στην ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ το υλικό µπορεί να αλλάξει σχήµα και να αναζυµωθεί χωρίς να εµφανίσει ρωγµές ή να αλλάξει όγκο. Στην Πλαστική κατάσταση επίσης το έδαφος αποκτά κάποια µετρήσιµη διατµητική αντοχή.


67

Όταν η περιεχόµενη στο έδαφος υγρασία µειωθεί ακόµα περισσότερο, τότε ο όγκος του µειώνεται και δεν είναι τόσο εύπλαστο πλέον, συγχρόνως όµως αυξάνει η διατµητική αντοχή του. Τελικά το έδαφος µεταπίπτει στην ηµιστερεά κατάσταση. Πέρα από την κ άσατ ταση αυτή αρχίζει να σπάει. Η περιεχόµενη υγρασία, στη ηµιστερεά κατάσταση ,ορίζεται αυθαίρετα σαν: η µικρότερη τιµή υγρασίας , για την οποία ραβδάκι (µακαρονάκι )διαµέτρου 3 χιλ.του εδάφους, κυλινδρώνεται χωρίς να σπάει. Η περιεχόµενη υγρασία στην περίπτωση αυτή, εκφραζόµενη και πάλι επί τοις εκατό του ξηρού βάρους του εδάφους ονοµάζεται ΟΡΙΟ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ και συµβολίζεται µε WP ή PL (PLASTIC LIMIT) . Το ΟΡΙΟ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ είναι το όριο ανάµεσα στην ΠΛΑΣΤΙΚΗ και την ΗΜΙΣΤΕΡΕΑ κατάσταση. Εάν η περιεχόµενη υγρασία στο έδαφος µειωθεί κάτω από το όριο πλαστικότητας ,µέχρι κάποια συγκεκριµένη τιµή το έδαφος δεν µειώνεται σε όγκο. Κάτω από την συγκεκριµένη αυτή τιµή το έδαφος δεν είναι πλέον κεκορεσµένο ,το χρώµα του γίνεται ανοιχτότερο και αυτό βρίσκεται σε στερεά κατάσταση. Το µικρότερο ποσοστό περιεχόµενης υγρασίας, για το οποίο το έδαφος µπορεί να είναι πλήρως κεκορεσµένο, ονοµάζεται ΟΡΙΟ ΣΥΡΡΙΚΝΩΣΗΣ και συµβολίζεται µε το Ws ή SL. Το ΟΡΙΟ ΣΥΡΡΙΚΝΩΣΗΣ είναι το όριο ανάµεσα στην ΗΜΙΣΤΕΡΕΑ και ΣΤΕΡΕΑ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ. Τα όρια που ορίστηκαν παραπάνω είναι γνωστά, ως όρια ATTERBERG ,προς τιµή του σουηδού επιστήµονα που πρωτοασχολήθηκε µε αυτά στην αρχή του 20ου αιώνα. Αναφέρονται όµως και ως ΟΡΙΑ ΣΥΝΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ γιατί προσδιορίζουν εάν το έδαφος είναι σε κατάσταση Υ∆ΑΡΗ, ΠΛΑΣΤΙΚΗ, ΣΤΙΦΡΗ ή ΣΚΛΗΡΗ . Η περιοχή περιεχόµενης υγρασίας για την οποία το έδαφος έχει πλαστικές ιδιότητες ονοµάζεται ∆ΕΙΚΤΗΣ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ και συµβολίζεται Ip ή PI. Υπολογίζεται ως η διαφορά ανάµεσα στο όριο Υδαρότητας και το όριο Πλαστικότητας.


68

PI=LL-PL Στους παρακάτω πίνακες φαίνεται ο διαχωρισµός των ορίων ATTERBERG . Ρευστή κατάσταση Όριο Υδαρότητας Πλαστική κατάσταση ∆είκτης Πλαστικότητας Όριο Πλαστικότητας Ηµιστερεά κατάσταση ∆είκτης Συρρίκνωσης Όριο Συρρίκνωσης Στερεά κατάσταση Σχέση ορίων και δεικτών ATTERBERG Όγκος Στερεά Ηµιστερε κή Ρευστή ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ

ά Πλαστι

Περιεχόµενη Υγρασία Σχέση µεταξύ όγκου και περιεχόµενης υγρασίας


εδάφους στα όρια ATTERBERG

69

∆.Α ΜΕΘΟ∆ΟΣ ΠΡΟΣ∆ΙΟΡΙΣΜΟΥ ΟΡΙΟΥ Υ∆ΑΡΟΤΗΤΑΣ,ΟΡΙΟΥ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ∆ΕΙΚΤΗ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ. Το όρια Υδαρότητας και πλαστικότητας του εδάφους καθώς και ο δείκτης πλαστικότητας ,τα οποία ορίσαµε παραπάνω προσδιορίζονται σύµφωνα µε τις Ελληνικές Προδιαγραφές Εργαστηριακών δοκιµών Εδαφοµηχανικής Ε 105-86 . Φωτοαντίγραφα των δοκιµών αυτών συνοδεύουν αυτές τις σηµειώσεις και έτσι δεν θα αναφερθούµε στον τρόπο εκτέλεσης τους και στα απαιτούµενα όργανα και συσκευές. Εδώ θα εξετάσουµε τον τρόπο εξαγωγής των εργαστηριακών αποτελεσµάτων καθώς και την χάραξη της « καµπύλης ροής». ∆.Α.1 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΟΡΙΟΥ Υ∆ΑΡΟΤΗΤΑΣ Το όριο Υδαρότητας υπολογίζεται σαν, η επί τοις εκατό περιεχόµενη υγρασία στο βάρος δείγµατος , το οποίο ξεράθηκε σε κλίβανο , όπως παρακάτω: w= (W1 / W2 )* 100 w =περιεχόµενη επί τοις εκατό υγρασία W1=βάρος νερού σε γραµµάρια W2=βάρος δείγµατος που ξεράθηκε σε κλίβανο σε γραµµάρια ΧΑΡΑΞΗ «ΚΑΜΠΥΛΗΣ ΡΟΗΣ» Η καµπύλη ροής σχεδιάζεται σε ηµιλογαριθµικό διάγραµµα και παριστάνει την σχέση µεταξύ περιεχόµενης υγρασίας και αντιστοίχου αριθµού κτύπων. Ο κάθετος άξονας(τεταγµένη) είναι σχεδιασµένος µε αριθµητική κλίµακα και ο οριζόντιος άξονας (τετµηµένη) µε λογαριθµική κλίµακα. Τα ποσοστά υγρασίας σηµειώνονται στον αριθµητικό άξονα και οι αριθµοί των κτύπων στον άξονα µε την λογαριθµική κλίµακα. Η καµπύλη ροής σχεδιάζεται σαν µία ευθεία γραµµή ,όσο το δυνατό


70

πλησιέστερα στα τρία ή περισσότερα αποτυπωθέντα σηµεία. ΟΡΙΟ Υ∆ΑΡΟΤΗΤΑΣ Το ποσοστό της υγρασίας που αντιστοιχεί στην τεταγµένη των 25 χτύπων ,είναι το τελικό αποτέλεσµα του ορίου υδαρότητας του εδάφους. ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ Σε δείγµα εδάφους έγιναν τρεις δοκιµές για τον προσδιορισµό του ορίου Υδαρότητας ,στις οποίες πέτυχε κλείσιµο της χαραγής του εδαφικού µίγµατος σε µήκος 12 χιλ. µε χτύπους 24,30,35 στις περιοχές χτύπων 15-25,20-30 και 25-35 αντίστοιχα. Πάρθηκαν τα δείγµατα και προσδιορίστηκε η περιεχόµενη επί τοις εκατό υγρασία για κάθε περίπτωση. Στους παρακάτω πίνακες φαίνονται :α) ο τρόπος υπολογισµού και τα αποτελέσµατα της δοκιµής β)Το διάγραµµα της «καµπύλης ροής» καθώς επίσης και η δοµή του χρησιµοποιουµένου εντύπου. ∆.Α.2 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΟΡΙΟΥ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ Το όριο Πλαστικότητας, υπολογίζεται σαν, η επί τοις εκατό περιεχόµενη υγρασία στο βάρος δείγµατος , το οποίο ξεράθηκε σε κλίβανο , όπως παρακάτω: PL= (W1 / W2 )* 100 PL = Όριο Πλαστικότητας W1=βάρος νερού σε γραµµάρια W2=βάρος δείγµατος που ξεράθηκε σε κλίβανο σε γραµµάρια. ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ Στο ίδιο δείγµα έγιναν και τρείς δοκιµές για τον προσδιορισµό του ορίου Πλαστικότητας. Οι υπολογισµοί και τα αποτελέσµατα φαίνονται στο ίδιο έντυπο µε το όριο Υδαρότητας. __________________________________________________________________________________ ΤΕΙ, ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ- Εργαστήριο Γεωλογίας-Εδαφολογίας. Αλεξανδρή Ευαγγελία ,Γεωλόγος.

71

∆.Α. 3 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ∆ΕΙΚΤΗ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ Ιρ ή ΡΙ Είναι µία απλή αφαίρεση και υπολογίζεται στο ίδιο έντυπο. PI=LL-PL. Στοιχεία Φορέα που εκτέλεσε την δοκιµή.


∆ΕΤΙΟ ΠΡΟΣ∆ΙΟΡΙΜΟΥ ΟΡΙΟΥ Υ∆ΑΡΟΤΗΤΑΣ,ΟΡΙΟΥ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ, ∆ΕΙΚΤΗ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ Αριθµός και χαρακτηριστικά δείγµατος:............ Θέση δειγµατοληψίας:.............Ηµεροµηνία...... Όριο Υδαρότητας από το διάγραµµα ροής η υγρασία που αντισ ίτοιχε

στην γραµµήτων 25 κτύπων Όριο Υδαρότητας LL= 33.3 Όριο πλαστικότητας,ο µέσος όρος των στηλών 1,2,3 της Β περιοχής

72

του πίνακα. Όριο πλαστικότητας PL= 22.5 PI=LL-PL ∆είκτης Πλαστικότητας PI= 10.8 Παρατηρήσεις: Ο ΕΚΤΕΛΕΣΑΣ ΤΗΝ ∆ΟΚΙΜΗ


Υπογραφή « ΚΑΜΠΥΛΗ ΡΟΗΣ » Από την τοµή της καµπύλης ροής µε την γραµµή των 25 κτύπων βρίσκουµε το όριο Υδαρότητας του είγµατος εδάφους που εξετάζουµε εργαστηριακά. δ

73

Ε ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ Ε∆ΑΦΩΝ Στο Α κεφάλαιο αναφερθήκαµε σε γενικά θέµατα κατάταξης των εδαφών, µετά τα κεφάλαια Β,Γ,∆ στα οποία αναλύσαµε τις βασικότερες εργαστηριακές δοκιµές της Εδαφοµηχανικής: την κοκκοµετρική ανάλυση και τα όρια AΤTERBERG ,το όριο υδαρότητας, το όριο Πλαστικότητα και τον δείκτη πλαστικότητας καθώς και τους τρόπους υπολογισµού τους ,είµαστε πλέον σε θέση να αναφερθούµε στα κυριότερα χρησιµοποιούµενα συστήµατα κατάταξης εδαφών. Τα συστήµατα κατάταξης, στα οποία θα αναφερθούµε, οι διάφοροι κλάδοι τεχνικών τα χρησιµοποιούν ανάλογα µε τις ανάγκες τους ως εξής: Κατάταξη ΜΙΤ :Εφαρµογή στην Εδαφοµηχανική. AASHO και ASTM :Εφαρµογή στην Οδοποιία. USDA :Εφαρµογή στην Γεωργία. Unified ASTM (USCS):Εφαρµογή σε φράγµατα, αεροδρόµια εδαφοµηχανική κλπ Τείνει να καθιερωθεί ως σύστηµα στα περισσότερα πεδία. Ε1 ΣΥΣΤΉΜΑΤΑ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ ΒΑΣΕΙ ΤΗΣ ΥΦΗΣ ΤΟΥ Ε∆ΑΦΟΥΣ


Το µέγεθος των κόκκων η κατανοµή τους µέσα στη εδαφική µάζα είναι ουσιώδεις παράγοντες που επηρεάζουν την συµπεριφορά των εδαφών. Για την διευκόλυνση της έκφρασης των διαφόρων κλασµάτων του εδάφους προτάθηκαν πολλά συστήµατα κατά καιρούς από πολλούς οργανισµούς βασιζόµενα στο µέγεθος των κόκκων. Τα πιο συνηθισµένα συστήµατα φαίνονται στον παρακάτω πίνακα.

74

Τα λεπτόκοκκα εδάφη αποτελούνται από ένα µίγµα δύο ή περισσότερων οµάδων µεγεθών κόκκων πχ άµµο, ιλύ και άργιλο µε εξαίρεση λίγες µόνο περιπτώσεις που αποτελούνται από µία µόνο οµάδα. Έτσι για την κατάταξη βάσει της υφής που αναφέρεται στην εµφάνιση και το αίσθηµα της αφής, όπως αυτά επηρεάζονται από τα ποσοστά διαφόρων µεγεθών κόκκων, µπορούν να χρησιµοποιηθούν διάφοροι όροι, σύνθετοι των λέξεων άργιλος, ιλύς, άµµος, χάλικες . Για την κατάταξη βάσει της υφής προτάθηκαν διάφορα σχεδιαγράµµατα .Για την χρησιµοποίηση τους απαιτείται µόνο η γνώση της κοκκοµετρικής διαβάθµισης του εδάφους. Η κατάταξη βάσει της υφής γίνεται κυρίως µε τις σχετικές ποσότητες άµµου ,ιλύος αργίλου. Πάντως εάν ένα έδαφος περιέχει περισσότερο από 8-10 % χάλικες πρέπει να αναφέρεται στον σύνθετο όρο του και η λέξη χάλικες πχ.χαλικώδης αµµώδης άργιλος. Παρακάτω δίνονται δύο διαγράµµατα από δύο Οργανισµούς των ΗΠΑ.


∆ιάγραµµα κατάταξης βάσει της υφής

75

του BUREAU OF PUBLIC WORKS Οι οµάδες των εδαφών στο σύστηµα αυτό είναι: 1.Άργιλος, Αµµώδης Άργιλος, Ίλυώδης Άργιλος 2.Αργιλοπηλός, Αµµώδης Αργιλοπηλός, Ιλυώδης Αργιλοπηλός 3.Άµµος, Άµµώδης πηλός, πηλός, Ιλυώδης πηλός. Για την κατάταξη καθορίζουµε τα ποσοστά της αργίλου ,της ιλύος και της άµµου από την κοκκοµετρική ανάλυση και κινούµενοι όπως δείχνει το µικρό διάγραµµα πάνω δεξιά εντοπίζουµε την οµάδα στην οποία ανήκει το έδαφός µας. Ένα άλλο διάγραµµα κατάταξης βάσει της υφής είναι και αυτό που προτάθηκε και χρησιµοποιείται για την Γεωργία από το UNITED STATES DERARTMENT OF AGRICULTURE ( USDA),δηλαδή το Υπουργείο Γεωργίας των ΗΠΑ και είναι το παρακάτω: ∆ιάγραµµα κατάταξης βάσει υφής κατά USDA Στην κατάταξη µε το σύστηµα αυτό οι οµάδες των εδαφών είναι εξής δώδεκα:


1.Άργιλος ,Αµµώδης άργιλος, Ιλυώδης άργιλος

__________________________________________________________________________________ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ- Εργαστήριο Γεωλογία

Ευαγγελία ,Γεωλόγος. ΤΕΙ, ΤΜΗΜΑ ς-Εδαφολογίας. Αλεξανδρή

76

2.Αργιλοπηλός, Αµµώδης αργιλοπηλός, Ιλυώδης αργιλοπηλός 3.Πηλός ,Αµµώδης πηλός , Ιλυοπηλός 4.Άµµος ,Πηλώδης άµµος και Ιλύς. Ξαναθυµίζουµε ότι στην περίπτωση που οι χάλικες καλύπτουν ένα ποσοστό της τάξης του 8-10 % η λέξη χάλικες πρέπει να αναφέρεται στον όρο του εδάφους. Πρέπει να αναφέρουµε ότι από την στιγµή που οι διάφοροι οργανισµοί χρησιµοποιούν διαφορετικά κόσκινα δεν υπάρχει ακριβής αντιστοιχία ακόµα και για εδάφη µε τον ίδιο όρο (ονοµασία). Παρακάτω δίνεται ένας πίνακας µε συγκριτικά στοιχεία µεγεθών κόκκων και ορολογιών. Πίνακας σύγκρισης µερικών κοινών συστηµάτων κατάταξης βάσει της υφής (εργαστηριακή δοκιµή η κοκκοµετρική ανάλυση) Ε2 ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ ΒΑΣΕΙ ΤΗΣ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ Ε∆ΑΦΟΥΣ Τα εδάφη είναι δυνατό να καταταγούν µε βάση την πλαστικότητα τους. Το παρακάτω διάγραµµα προτάθηκε από τον Α.CASAGRANDE το 1948 .Στο διάγραµµα αυτό για την κατάταξη χρησιµοποιούνται το όριο Υδαρότητας και ο δείκτης Πλαστικότητας. ∆ιάγραµµα CASAGRANDE

77

Αφορµή για την σύνταξη του παραπάνω διαγράµµατος υπήρξε η παρατήρηση του Casagrande ότι υπάρχει δυνατότητα συσχετισµού µεταξύ των ορίων Atterberg και των διαφόρων ιδιοτήτων της αργίλου και της ιλύος όπως είναι η αντοχή στην ξηρή κατάσταση και η συνεκτικότητά τους κοντά στο όριο πλαστικότητας καθώς επίσης και η συµπιεστότητα . Με βάση λοιπόν τα όρια Υδαρότητας και τον δείκτη πλαστικότητας τα εδάφη υποδιαιρούνται σε έξη κατηγορίες µε τους αντίστοιχους συµβολισµούς, ως εξής: 1.Ανόργανοι άργιλοι µεγάλης πλαστικότητας CH (παχεία άργιλος,µεγάλο συµπιεστό) 2.Ανόργανοι άργιλοι µικρής πλαστικότητας CL (ισχνή άργιλος,χαµηλό συµπιεστό) 3.Ανόργανοι ιλύες µεγάλης πλαστικότητας MH (ελαστική) 4.Ανόργανοι ιλύες µικρής πλαστικότητας ML 5.Οργανικές άργιλοι OH 7.Οργανικές ιλύες OL Οι χαρακτήρες L(Low) και H(high) αναφέρονται στην συµπιεστότητα των εδαφών µικρή ή µεγάλη αντίστοιχα. Ο χαρακτήρας Ο υποδηλώνει οργανικό έδαφος (Organic). Πάνω στο διάγραµµα Casagrande σηµειώνεται η περιοχή την οποία καταλαµβάνει η κάθε οµάδα εδάφους. Σκοπός του συστήµατος αυτού είναι η διάκριση µεταξύ εδαφών που έχουν παρόµοιες κοκκοµετρικές συνθέσεις, αλλά διαφορετικά χαρακτηριστικά πλαστικότητας. Το διάγραµµα του Casagrande για τα πλαστικά εδάφη χρησιµοποιείται και στο


78

ενοποιηµένο σύστηµα κατάταξης εδαφών των ΗΠΑ, το οποίο θα αναλύσουµε παρακάτω. Το διάγραµµα του CASAGRANDE βελτιώθηκε αργότερα το 1977 από τον HOWARD µε την προσθήκη µίας ακόµη γραµµής της « γραµµής U » που προσδιορίζει µε µεγαλύτερη ακρίβεια την κατηγορία του εδάφους άρα και την αναµενόµενη συµπεριφορά του στο έργο. Όµως ή κατανόηση του διαγράµµατος του CASAGRANDE είναι αρκετή γι’ αυτό τον κύκλο µαθηµάτων. Ε3 ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ Ε∆ΑΦΩΝ AASHΤO Στα τέλη του 1920 το τότε U.S Bureau of Public Roads έκανε µία εκτεταµένη έρευνα πάνω στην συµπεριφορά των εδαφών από την άποψη των ικανοτήτων τους για εδάφη έδρασης οδών. Οι κυριότερες ικανότητες των εδαφών που λαµβάνονται υπόψη είναι η ευστάθεια τους κάτω από την επίδραση των φορτίων κυκλοφορίας και η συµπεριφορά τους κάτω από την επίδραση παγετού και νερού. Από τότε µέχρι τώρα υπήρξαν πολλές αναθεωρήσεις ,το αρχικό σύστηµα κατάταξης βελτιώθηκε και σήµερα στην θέση του είναι το ισχύον AASHTO. Το σύστηµα αυτό χρησιµοποιείται κυρίως στην Οδοποιία . Το ισχύον AASHTO σύστηµα είναι ένα µικτό σύστηµα το οποίο συνδυάζει τόσο την κοκκοµετρική διαβάθµιση όσο και τα όρια υδαρότητας και πλαστικότητας. Για την εκτέλεση της εργαστηριακής δοκιµής της κοκκοµετρικής ανάλυσης, αφαιρείται το χονδρόκοκκο υλικό και χρησιµοποιείται µόνο το µέρος του δείγµατος εδάφους που είναι µικρότερο από 75 χιλ. ,διέρχεται δηλαδή από το κόσκινο των 3in. Απαιτείται όµως να αναφέρεται το ποσοστό του υλικού που αφαιρέθηκε από το δείγµα. Για την κατάταξη τα εδαφικά υλικά ταξινοµούνται

ο µεγάλες κατηγορίες: στις ακόλουθες δύα.Κοκκώδη υλικά που έχουν διερχόµενο από το

ποσοστό µικρότερο του 35%. κόσκινο Νο 200β.Ιλυοαργιλώδη υλικά που έχουν διερχόµενο από το κόσκινο Νο 200 περισσότερο από 35% .


79

Οι δύο αυτές κατηγορίες υλικών καλύπτουν το σύνολο των διαβαθµίσεων των εδαφών και των εδαφικών µιγµάτων και µπορούν εύκολα να αναγνωρισθούν µετά από το κοσκίνισµα του υλικού. Τα εδάφη κατατάσσονται σε επτά εδαφικές οµάδες τις εξής: Α-1,Α-2,Α-3,Α-4,Α-5,Α-6,Α-7. Οι οµάδες Α-1,Α-2,Α-7 υποδιαιρούνται σε υποοµάδες η Α-1 στις Α-1-α και Α-1-β , η Α-2 στις Α-2-4, Α-2-5 ,Α-2-6 ,Α-2-7 και η Α-7 στις Α-7-5 και Α-7-6. Η εκτίµηση µεταξύ των εδαφών κάθε οµάδας γίνεται µε τον δείκτη οµάδας του οποίου η τιµή υπολογίζεται µε έναν εµπειρικό τύπο που βγήκε από τις παρατηρήσεις της συµπεριφοράς των εδαφών στα επιχώµατα και τις υποδοµές. Η τιµή του δείκτη αναγράφεται µέσα σε παρένθεση δίπλα στο σύµβολο της οµάδας και της υποοµάδας. Η καταλληλότητα των κοκκωδών εδαφών σαν υλικά υποδοµής χαρακτηρίζεται«εξαιρετική µέχρι καλή» ενώ των ιλυοαργιλωδών «µέτρια µέχρι κακή». Οι εργαστηριακές δοκιµές για την κατάταξη των εδαφών εκτελούνται σύµφωνα µε τις εγκεκριµένες προδιαγραφές. Πρέπει να επισηµάνουµε ότι η κατάταξη AASHTO εγκρίθηκε και στη Ελλάδα µε την Εγκύκλιο 162/1969 του Υπουργείου ∆ηµοσίων Έργων. Όλες οι Ελληνικές προδιαγραφές που αφορούν έργα υποδοµής , αυτήν την κατάταξη αποδέχονται, πχ η ΠΤΠ ΧΙ που αφορά χωµατουργικά έργα. Στην επόµενη σελίδα υπάρχει ο πίνακας κατάταξης των εδαφών που µας διευκολύνει να αξιολογήσουµε τα εργαστηριακά δεδοµένα. ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ Έστω τα εξής δεδοµένα που προέκυψαν από τις εργαστηριακές δοκιµές της κοκκοµετρικής ανάλυσης των ορίων υδαρότητας και του δείκτη πλαστικότητας. Κόσκινο Νο 200 10 % διερχόµενο Κόσκινο Νο 40 40 % διερχόµενο Όριο Υδαρότητας 20 % ∆είκτης Πλαστικότητας 10


80

Εφόσον το έδαφος έχει υλικό διερχόµενο από το Νο200 κόσκινο λιγότερο από 35% κατάσσεται στα κοκκώδη εδάφη. Παρατηρώντας το ποσοστό που διέρχεται από Νο 200 παρατηρούµε ότι µπορεί να καταταχθεί Α-1,Α-2,Α-3 .Στην συνέχεια παρατηρούµε το ποσοστό που διέρχεται από το κόσκινο Νο40,που είναι 40% το υλικό εµπίπτει στις οµάδες Α-1-β ή Α-2. Στην συνέχεια παρατηρούµε τον δείκτη πλαστικότητας που είναι 10 και τελικά το έδαφος ανήκει στην οµάδα Α-2-4 . Όπως αναφέραµε προηγουµένως για να είναι πλήρης η κατάταξη πρέπει δίπλα να αναγράφεται ο δείκτης οµάδας .Ο δείκτης οµάδας δίνεται από έναν εµπειρικό τύπο ,όµως έχουν βρεθεί και διαγράµµατα που διευκολύνουν κατά πολύ την διαδικασία υπολογισµού του. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ∆ΕΙΚΤΗ ΟΜΑ∆ΑΣ Α. Εµπειρικός τύπος Ο δείκτης οµάδας υπολογίζεται µε τον ακόλουθο εµπειρικό τύπο: ∆είκτης οµάδας=0,2 α +0,005 αγ + 0,01 βδ Όπου : α= Το µέρος του επί τοις εκατό διερχόµενου από το κόσκινο Νο 200 ,το πάνω από 35% και µέχρι το 75% ,εκφραζόµενο σαν θετικός ακέραιος αριθµός (1- 40). β= Το µέρος του επί τοις εκατό διερχοµένου από το κόσκινο Νο 200 µεγαλύτερο του 15% και µέχρι το 55%,εκφραζόµενο ως θετικός ακέραιος αριθµός (1-40). γ= Το µέρος της τιµής του ορίου υδαρότητας το πάνω από το 40% και µη υπερβαίνον το 60% εκφραζόµενο σαν θετικός ακέραιος αριθµός (1-20). δ= Το µέρος της τιµής του δείκτη πλαστικότητας το πάνω από το 10 % και µη υπερβαίνον το 30% εκφραζόµενο σαν θετικός ακέραιος αριθµός (1-20).


81

ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ: Έστω υλικό της οµάδας Α-6 που έχει διερχόµενο από το Νο 200 65% ,Όριο Υδαρότητας 32% και δείκτη πλαστικότητας 13 . Υπολογισµός: α=65-35=30 β=55-15=40 (το 55 αντικατέστησε το 65 διότι η κρίσιµη περιοχή είναι 15-55. Γ=0 γιατί το όριο υδαρότητας είναι κάτω από το 40%. δ=13-10=3. ∆είκτης οµάδας=0.2*30+ 0 + 0,01*40*3= 7,2 Ο δείκτης οµάδας = 7 Β. ∆είκτης οµάδας µε διάγραµµα Ο δείκτης οµάδας για να υπολογιστεί βασιζόµαστε στο διερχόµενο ποσοστό από το Νο 200 καθώς και στο όριο υδαρότητας και τον δείκτη πλαστικότητας. Βρίσκουµε τον δείκτη µε δύο βήµατα α) Με το όριο υδαρότητας και το διερχόµενο από το Νο 200 β)Με τον δείκτη πλαστικότητας και το διερχόµενο από το Νο 200. Έπειτα προσθέτουµε τα δύο µέρη και βρίσκουµε τον δείκτη.


%

∆ιερχόµενο Μερικός από το δείκτης 200 Νοάδας οµ

ΡΙ LL

82

∆ιάγραµµα υπολογισµού δείκτη οµάδας κατά ΑΑΣΗΤΟ Παράδειγµα: Έδαφος µε διερχόµενο από το Νο200 = 82%, LL=38% ,PI=21 Μερικός δείκτης για LL=8.9 .Μερικός δείκτης για

∆είκτης οµάδας=16.ΡΙ=7.4 . KATATAΞΗ Ε∆ΑΦΩΝ ΚΑΙ Ε∆ΑΦΙΚΩΝ ΜΙΓΜΑΤΩΝ ΚΑΤΑ AASHTO


83

Ε4 ΕΝΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ USCS UNIFIED SOIL CLASSIFICATION SYSTEM ASTM D-2487 Το ενοποιηµένο σύστηµα κατάταξης εδαφών είναι το πιο εµπεριστατωµένο σύστηµα και ενώ ξεκίνησε να καλύψει τις ανάγκες της Εδαφοµηχανικής τείνει να επικρατήσει σε όλους τους τοµείς. Οι συµβολισµοί του συστήµατος έχουν κάποια κοινή λογική ,είναι εύχρηστο σύστηµα και επιπλέον µε καλή πρόγνωση της προσδοκώµενης συµπεριφοράς του εδάφους. To σύστηµα αυτό εφαρµόζονταν κυρίως από τους µηχανικούς των θεµελιώσεων στην Βόρεια Αµερική αργότερα αναπτύχθηκε από τον Casagrande για το σώµα των Μηχανικών του Στρατού των ΗΠΑ. Αρχικά σχεδιάστηκε για την κατασκευή των αεροδροµίων, Air field classification system (AC) . Το σύστηµα στόχευε να βοηθήσει στον σχεδιασµό και την κατασκευή των στρατιωτικών αεροδροµίων κατά την διάρκεια του 2ου παγκόσµιου πολέµου. Μετά από τον πόλεµο υιοθετήθηκε από το Γραφείο Εγγείων Βελτιώσεων των ΗΠΑ ,µε µικρές αλλαγές και ονοµάστηκε Unified System. Τελικά το 1969 το σύστηµα το ενστερνίθηκε o οργανισµός American Society For Testing Materials (ASTM),σαν µία Πρότυπη Μέθοδο για την κατάταξη των Εδαφών για όλους τους Μηχανικούς γενικά και είναι γνωστό ως το ASTM D-2487.


84

Στην Ελλάδα το σύστηµα αυτό χρησιµοποιείται από τους εδαφοµηχανικούς και τους γεωλόγους .Για τον χαρακτηρισµό των δειγµάτων από ερευνητικές γεωτρήσεις και την κατάταξή τους σε οµάδες ακολοθείται αυτό το σύστηµα, τόσο από το ΥΠΕΧΩ∆Ε όσο και από τα Ιδιωτικά Εργαστήρια. Ε4.1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ α) Ορισµός των συνθετικών του εδάφους Κροκάλες και µεγάλες πέτρες µεγαλύτερες από 300 χιλιοστά ξεχωρίζονται και απορρίπτονται από το δείγµα, πρέπει όµως να αναφέρεται το ποσοστό τους. 1.Χάλικες: Υλικό διερχόµενο από το κόσκινο 3 in και συγρατούµενο στο Νο4. Οι χάλικες διαχωρίζονται σε χονδρόκοκκους και λεπτόκοκκους και ξεχωρίζονται στο κόσκινο Νο 3/4 in. 2.Αµµος :Υλικό διερχόµενο από το κόσκινο Νο 4 και συγκρατούµενο στο κόσκινο Νο 200. Η άµµος διακρίνεται σε χονδρόκοκκη, µέση και λεπτόκοκκη διαχωριζόµενη στα κόσκινα Νο10 και Νο40. 3.Ιλύς:υλικό διερχόµενο από το Νο 200 µε µικρή ή καθόλου πλαστικότητα και συνοχή. 4.Άργιλος :Υλικό διερχόµενο από το Νο 200 µε πλαστικότητα και συνοχή κάτω από ορισµένες συνθήκες υγρασίας. 5.Οργανικό υλικό: προέρχεται από το σάπισµα φυτικών υλών. β) Κατηγορίες εδάφους και συνθετικά ονοµάτων Σύµφωνα µε το Ενοποιηµένο σύστηµα τα ΧΟΝ∆ΡΟΚΟΚΚΑ Ε∆ΑΦΗ χωρίζονται σε δύο κατηγορίες, τις εξής: 1.Χάλικες (Gravel) και χαλικώδη εδάφη , σύµβολο το G 2.Άµµοι(Sands) και αµµώδη εδάφη ,σύµβολο το S


Οι χάλικες και οι άµµοι υποδιαιρούνται σε τέσσερις οµάδες:

85

α. Καλής διαβάθµισης(Well graded) ,αρκετά καθαρά υλικά σύµβολο το W. β. Καλής διαβάθµισης υλικά µε άριστο αργιλικό υλικό σαν συνδετικό σύµβολο C (Clay). γ. Κακής (Poorly graded) διαβάθµισης σχεδόν καθαρό υλικό ,σύµβολο το Ρ . δ. Χονδρόκοκκο υλικό που περιέχει και λεπτόκοκκα συστατικά και δεν εµπίπτει στις προηγούµενες οµάδες ,σύµβολο το M. Τα ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΑ Ε∆ΑΦΗ υποδιαιρούνται σε τρεις κατηγορίες: 1.Ανόργανη ιλύς και πολύ λεπτά αµµώδη εδάφη σύµβολο το Μ (από το σουηδικό Μο για την ιλύ). 2.Ανόργανες άργιλοι σύµβολο το C (clay) 3.Οργανικές ιλύες και άργιλοι σύµβολο το O (Organic). Η κάθε µία από τις τρεις αυτές οµάδες λεπτόκοκκων εδαφών υποδιαιρείται σύµφωνα µε το όριο Υδαρότητας σε δύο υποοµάδες. α. Λεπτόκοκκα εδάφη που έχουν όρια Υδαρότητας µικρότερα του 50% ,αυτά είναι χαµηλού συµπιεστού, σύµβολο το L(Low compressibility). β. Λεπτόκοκκα εδάφη που έχουν όρια Υδαρότητας µεγαλύτερα του 50%,αυτά είναι µεγάλου συµπιεστού, σύµβολο το Η (High compressibility). γ) Οργανικά Ινώδη Εδάφη Pt Tα πολύ οργανικά εδάφη ,συνήθως ινώδη, όπως η τύρφη και τα ελώδη εδάφη δεν υποδιαιρούνται σε υποοµάδες και τοποθετούνται όλα µαζί σε µία οµάδα µε το σύµβολο Pt (Peat=τύρφη). Τα εδάφη αυτά έχουν πολύ µικρή αντοχή σε ξηρή κατάσταση και έχουν χαρακτηριστικό πολύ σκοτεινό χρώµα καθώς και έντονη ,άσχηµη µυρωδιά σαπισµένου υλικού. Στον πίνακα της επόµενης σελίδας φαίνονται όλοι οι τύποι εδαφών και οι χαρακτηρισµοί τους συγχρόνως δε, είναι έτσι διευθετηµένος ώστε να καθοδηγούµαστε στην κατάταξη µε τα στοιχεία των εργαστηριακών δοκιµών.


86

Ένας πρακτικός οδηγός µε τα γενικά χαρακτηριστικά των εδαφών είναι ο παρακάτω: χονδρόκοκκα λεπτόκοκκα εδάφη εδάφη GW GM ML χάλικες Χάλικες Ιλύς MH GP GC OH SW SM CL άµµος Άµµος Άργιλος CH SP SC OL --------------------------------------------------------------------- Επί τοις εκατό διερχόµενο από το κόσκινο Νο 200 ΕΝΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ Ε∆ΑΦΩΝ


AASHTO D-2487

87

Στ. Ε∆ΑΦΟΛΟΓΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ U.S DERARTMENT OF AGRICULTURE Το σύστηµα αυτό κατατάσσει τα εδάφη µε τελείως διαφορετικές ιδιότητες από αυτές που µέχρι τώρα γνωρίσαµε. Η χρησιµότητά του είναι κυρίως για την γεωργικούς σκοπούς αλλά είναι και ουσιώδους σηµασίας για το τι εγγειοβελτιωτικά έργα θα κατασκευασθούν σε µία περιοχή. Βεβαίως η Εδαφοµηχανική αντιµετωπίζει το έδαφος από αντίθετη άποψη µε την Γεωργία. Στην γεωργία το νερό είναι επιθυµητό στην Εδαφοµηχανική είναι εχθρός.H γνώση όµως της ποιότητας του εδάφους είναι πολύτιµη και για τους δύο κλάδους . ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ. Το σύστηµα κατατάξεως αυτό βασίζεται στο γεγονός ότι τα εδάφη κάτω από όµοιες κλιµατολογικές συνθήκες (πχ βροχοπτώσεις, διακυµάνσεις της θερµοκρασίας) ,την ίδια τοπογραφία (κλιτύες ,κορυφές ,κοιλάδες) και κάτω από τις ίδιες συνθήκες αποστράγγισης (ύψος υδροφόρου ορίζοντα, ταχύτητα αποστράγγισης κλπ) αναπτύσσουν το ίδιο τύπο βλάστησης( πεύκη, σηµύδα, χλόη ή συνδυασµός αυτών) και αποτελούν εδάφη του ίδιου είδους. __________________________________________________________________________________ ΤΕΙ, ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ- Εργαστήριο Γεωλογίας-Εδαφολογίας. Αλεξανδρή Ευαγγελία ,Γεωλόγος.

88

Αυτό αποδεικνύεται από το γεγονός ότι µαύρα εδάφη των ζωνών καλλιέργειας σίτου, σιτοβολώνες, των δυτικών ΗΠΑ είναι όµοια µε τα µαύρα εδάφη των σιτοβολώνων της Ρωσίας, της Αργεντινής και άλλων χωρών. το εδαφολογικό σύστηµα κατάταξης είναι πολύ σηµαντικό γιατί ένα έδαφος ορισµένης σειράς εδάφους ,ορίζοντα και κοκκοµετρικής διαβάθµισης θα συµπεριφερθεί µε όµοιο τρόπο οπουδήποτε και αν αυτό βρίσκεται, εφόσον υπεισέρχονται για την αναγνώριση ουσιώδεις παράγοντες ,όπως είναι η βροχόπτωση ,ο παγετός ,η φρεατική στάθµη, τα τριχοειδή του εδάφους κλπ. Σε κανένα άλλο, εν χρήσει, σύστηµα δεν µπαίνουν απ’ευθείας οι παραπάνω σπουδαίοι παράγοντες. Η αξία και η χρήση αυτού του συστήµατος µπορούν ευρύτατα να χρησιµοποιηθούν και στην Εδαφοµηχανική .Το σύστηµα, βέβαια, µπορεί να χρησιµοποιηθεί µόνο σαν αρχικό βήµα στην κατάταξη των εδαφών, γιατί οι µηχανικές ιδιότητες προσδιορίζονται µετά την αναγνώρισή του. Στο εδαφολογικό σύστηµα τα εδάφη κατατάσσονται κατά πρώτο σε τρεις κύριες κατηγορίες, ζωνικά ,ενδοζωνικά και αζωνικά εδάφη. Οι κατηγορίες αυτές αντικατέστησαν τις παλαιότερες κατηγορίες εδαφών πενταφλέρ και πεντοκάλ. ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ Ε∆ΑΦΩΝ 1.ΖΩΝΙΚΆ Ε∆ΑΦΗ Τα ζωνικά εδάφη είναι εξελιγµένα εδάφη που χαρακτηρίζονται από ευκρινείς εδαφικούς ορίζοντες στην τοµή του εδάφους και τα οποία διαφέρουν σηµαντικά ανάλογα µε την κλιµατική ζώνη στην οποία βρίσκονται. Τα εδάφη αυτά συναντιούνται σε περιοχές όπου το έδαφος αποστραγγίζεται καλά και έχει γενικά οµαλές κλίσεις. 2.ΕΝ∆ΟΖΩΝΙΚΑ Ε∆ΑΦΗ Ενδοζωνικά είναι τα εδάφη τα οποία έχουν καλώς ανεπτυγµένα τα χαρακτηριστικά τους λόγω της επίδρασης των τοπικών παραγόντων, του αναγλύφου και των µητρικών πετρωµάτων. Τα εδάφη αυτά είναι


89

συνήθως αυτόχθονα .Τυπικά παραδείγµατα τέτοιων εδαφών είναι τα κεκορεσµένα µε νερό ελώδη εδάφη, οι τύρφες και τα αλόµορφα (επίδραση άλατος)εδάφη. 3.ΑΖΩΝΙΚΑ Ε∆ΑΦΗ Τα αζωνικά εδάφη δεν έχουν ανεπτυγµένα την τοµή του εδάφους, την διάταξη των στρώσεων και δοµή. Τέτοια εδάφη είναι τα αλλουβιακά ,τα προερχόµενα από πληµµύρες ,οι ξηρές άµµοι κοντά στις λίµνες και στις θάλασσες κλπ. ΟΜΑ∆ΕΣ Ε∆ΑΦΩΝ Οι τρεις µεγάλες κατηγορίες εδαφών υποδιαιρούνται σε κλάσεις και οι κλάσεις υποδιαιρούνται σε οµάδες µε βάση το συνδυασµένο αποτέλεσµα των επιδράσεων του κλίµατος ,της βλάστησης και του ανάγλυφου. Παραδείγµατος χάρη η οµάδα εδαφών τσερνοτζέµ αναπτύσσεται σε εύκρατες περιοχές, µετρίως υγρές µε χλόη ,ενώ η οµάδα των λατεριτών σχηµατίζεται σε περιοχές υψηλών θερµοκρασιών και άφθονων βροχοπτώσεων. ΣΕΙΡΑ Ε∆ΑΦΟΥΣ Τα εδάφη µέσα σε κάθε οµάδα διαιρούνται σε σειρές εδάφους και κάθε σειρά εδάφους υποδιαιρείται σε τύπους εδάφους. Παρόµοια εδάφη της ίδιας οµάδας ,τα οποία έχουν οµοιόµορφο ανάπτυξη (την ίδια ηλικία ,κλίµα ,βλάστηση και ανάγλυφο) και παρόµοια µητρικά υλικά παίρνουν το όνοµα µίας ορισµένης σειράς εδάφους. Οι τοµές των εδαφών της ίδιας σειράς εδάφους είναι όµοιες από κάθε άποψη µε µόνη εξαίρεση κάποια µεταβολή στην υφή του επιφανειακού εδάφους ή του Α-ορίζοντα . Αρχικά στις σειρές του εδάφους δίνονταν τα ονόµατα των τόπων όπου αυτά πρωτοσυναντήθηκαν , χωρίς βέβαια αυτό να είναι αναγκαίο. ΤΥΠΟΣ Ε∆ΑΦΟΥΣ


90

Όπως αναφέρθηκε προηγουµένως η υφή του επιφανειακού εδάφους ή του Α-ορίζοντα είναι δυνατόν να διαφέρει ελαφρά µέσα στην ίδια σειρά του εδάφους. Η σειρά του εδάφους τελικά υποδιαιρείται στους ονοµαζόµενους τύπους του εδάφους. Ο τύπος του εδάφους αναγνωρίζεται από την υφή του επιφανειακού εδάφους και τελικά η κατάταξη περιλαµβάνει το όνοµα της σειράς του εδάφους και το όνοµα της κατάταξης βάσει της υφής του επιφανειακού εδάφους ή του Α-ορίζοντα. Στο σηµείο αυτό θα ξαναθυµηθούµε το τριγωνικό διάγραµµα του κεφαλαίου των συστηµάτων κατάταξης βάσει της υφής, σελίδα 74 . Στην επόµενη σελίδα δίνεται ένας γενικός πίνακας µε τις κατηγορίες τις κλάσεις και τις οµάδες των εδαφών κατά USDA, σε συνεργασία µε τον πίνακα αυτό είναι το τριγωνικό διάγραµµα βάσει της υφής του USDA. ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ,ΚΛΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΟΜΑ∆ΕΣ Ε∆ΑΦΩΝ ΚΑΤΑ ΤΟ Ε∆ΑΦΟΛΟΓΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ USDA


ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΚΛΑΣΗ ΟΜΑ∆Α ΖΩΝΙΚΑ Ε∆ΑΦΗ

1.Εδάφη ψυχρής ζώνης 2.Ανοιχτόχρωµα εδάφη ξηρών περιοχών (f1) 3.Σκοτεινόχρωµα εδάφη, ηµίξηρων, ύφυγρων και υγρών λειµώνων(f1) 4.Εδάφη µεταβατικά µεταξύ δασών και λειµώνων.(f1) 5.Ανοιχτόχρωµα ποτζολιωµένα εδάφη δασωµένων περιοχών (f2) 6.Λατεριτικά εδάφη δασωµένων θερµών

Εδάφη τούνδρας Ερηµικά εδάφη Ερυθρωπά ερηµικά εδάφη Εδάφη σιεροζέµ Καστανόχροα εδάφη Ερυθροκαστανόχροα εδάφη Βαθέως καστανόχροα εδάφη Βαθέως ερυθροκαστανόχροα εδάφη Εδάφη Τσερνοζέµ Εδάφη αχανών λειµώνων Αλλοιωθέν Τσερνοζέµ Μη ασβεστούχα καστανόχροα ή καστανού σαντούκ χρώµατος εδάφη. Εδάφη ποτζολικά Φαιά δασώδη ή φαιά ποτζολικά εδάφη. Καστανόχροα ποτζολικά εδάφη Τεφροκαστανόχροα ποτζολικά εδάφη Ερυθροκίτρινα ποτζολικά εδάφη Ερυθροκαστανόχροα λατεριτικά εδάφη.

91

εύκρατων περιοχών (f3)

Κιτρινοκαστανόχροα λατεριτικά εδάφη. Λατεριτικά εδάφη

ΕΝ∆ΟΖΩΝΙΚΑ Ε∆ΑΦΗ

1.Αλόµορφα (αλµυρά και αλκαλικά )εδάφη ατελώς αποστρσαγγιζοµένων ξηρών περιοχών και Παραθαλάσσιες αποθέσεις.(f4) 2.Υδρόµορφα εδάφη ελών τελµάτων λεκανών συρροής υδάτων και πεδιάδων.(f5) 3.Ασβεστόµορφα εδάφη(f6)

Εδάφη σολοντσάκ ή αλµυρά εδάφη Εδάφη σολονέτζ Εδάφη σολόντι Χουµώδη γλοιώση εδάφη Εδάφη Αλπικών λειµώνων Ελώδη εδάφη Ηµιελώδες έδαφος Ελαφρώς χουµώδη-γλοιώδη εδάφη Εδάφη πλανοσόλ Ποτζολικά εδάφη Λατεριτικά εδάφη Καστανόχροα δασώδη εδάφη Εδάφη ρενζίνες

ΑΖΩΝΙΚΑ Ε∆ΑΦΗ

Εδάφη λιθοσόλ Εδάφη ρεγκοσόλ (περιλαµβάνουν ξηρές άµµους) Αλλουβιακά εδάφη

ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΕΣ ΓΙΑ ΤΑ Ε∆ΑΦΗ ΤΟΥ ΠΙΝΑΚΑ USDA. f1.Ο σχηµατισµός των εδαφών αυτών παρατηρείται σε περιοχές µε ξηρό, µετρίως ψυχρό έως θερµό κλίµα το οποίο ευνοεί την ανάπτυξη χλόης ή ερηµικής βλάστησης . Ανάλογα µε τις διακυµάνσεις του κλίµατος και της αναδιανοµής του ασβεστίου στην τοµή του εδάφους διαµορφώνονται τα αντίστοιχα εδάφη. f2.Ο σχηµατισµός των εδαφών αυτών παρατηοείται κάτω από την επίδραση µετρίως ψυχρού κλίµατος, παρουσία δασικής βλάστησης, κωνοφόρων και φυλοβόλλων δένδρων . Κάτω από αυτές τις συνθήκες λαµβάνει χώρα η ποτζολίωση, δηλαδή ο σχηµατισµός όξινου χούµου, ο εµπλουτισµός µε SiO2 και η έκλυση των βάσεων των πάνω στρώσεων της τοµής του εδάφους, συνέπεια της οποίας είναι η διαµόρφωση ορίζοντα συσσώρευσης στο βάθος της τοµής του εδάφους ,ο οποίος είναι εµπλουτισµένος µε οξείδια Fe καιAl. Έτσι σχηµατίζονται οι αντίστοιχες οµάδες εδαφών του πίνακα.


92

f3.Ο σχηµατισµός των εδαφών αυτών παρατηρείται σε κλίµατα θερµά -υγρά και τόπους µε βλάστηση τροπικού δάσους. Κάτω από αυτές τις συνθήκες λαµβάνει χώρα η λατερίωση, δηλαδή η έκπλυση των βάσεων του πυριτικού οξέως και ο εµπλουτισµός του εδάφους µε οξείδια και υδροξείδια του Fe και Al.΄ Ετσι σχηµατίζονται οι αντίστοιχες οµάδες εδαφών του πίνακα. f4.Κατά τον σχηµατισµό των εδαφών αυτών λαµβάνουν χώρα οι δράσεις: α)ή εναλάτωση, δηλαδή ο εµπλουτισµός του εδάφους µε υδατοδιαλυτά άλατα (εδάφη σολοντσάκ ή αλµυρά εδάφη) β)η αλκαλίωση δηλαδή η αντικατάσταση των δισθενών ανταλλαξίµων βάσεων µε µονοσθενή, όπως Να, (εδάφη σολονέτζ). γ)η σολοντίωση, ήτοι η έκπλυση του εδάφους και η ανικατάσταση του ανταλλαξίµου νατρίου των πάνω εδαφικών οριζόντων µε ανταλλάξιµο υδρογόνο(εδάφη σολόντι). f5.Ο σχηµατισµός των εδαφών αυτών παρατηρείται σε περιοχές υπερβολικής υγρασίας σαν συνέπεια υπερυψωµένης στάθµης των υπογείων υδάτων. Κάτω από αυτές τις συνθήκες λαµβάνει χώρα η γκλείωση δηλαδή η διαµόρφωση βαθύτερου ορίζοντα πλούσιου σε οργανική ουσία κυανίζουσας ή φαιοκυανίζουσας απόχρωσης που χαρακτηρίζεται από αναερόβιες δράσεις. Έτσι διαµορφώνονται οι αντίστοιχες οµάδες εδαφών. f6.Τα εδάφη αυτά προέρχονται από ασβεστολιθικά µητρικά πετρώµατα(ρεντζίνες). ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ Έδαφος κατατάσσεται ως Dunkirk ιλυώδης αργιλοπηλός, όταν το επιφανειακό έδαφος πάχους 20-30 εκατοστών συνίσταται από ιλυώδη αργιλοπηλό και ανήκει στην σειρά Dunkirk (τοπωνύµιο).


93

Το έδαφος της σειράς Dunkirk αποτελείται από παχύ πυκνό ιλυώδη αργιλοπηλό έως ιλυώδη άργιλο σε βάθος 60-75 εκατοστά και κάτω από αυτό από υπόστρωµα πυκνής απόθεσης κυανής αργίλου. Μετά την ανάλυση των συστηµάτων κατάταξης και την γνωριµία και εξοικείωση µε όρους που σίγουρα θα χρειαστούν στο σύντοµο µέλλον κλείνουµε το Κεφάλαιο της κατάταξης των εδαφών. Είναι όµως πολύ σηµαντικό να ννωρίσουµε και να εξοικειωθούµε µε τα κυριώτερα εδάφη της Ελλάδας και θα αφιερώσουµε το παρακάτω κεφάλαιο. ΣΤ. ΤΥΠΟΙ Ε∆ΑΦΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑ∆Α

Τα εδάφη της Ελλάδας κατά τον ∆.Καντακουζηνόν

(1964) µπορούν να διακριθούν στους εξής κύριους τύπους: 1)Ρεντζίνες 2)Ερυθρά παραµεσογειακά 3)Καστανά ασβεστολιθικά και Regosols, 4)Επλυθέντα ορφνά 5)Ορφνά παραµεσογειακά 6)Αλλουβιακά 7)Αλατούχα και αλκαλικά και 8)Οργανικά Το κλίµα , το πέτρωµα , οι τοπογραφικές και γεωλογικές συνθήκες της χώρας, οι βιολογικές επιδράσεις και ο χρόνος είναι οι κύριοι παράγοντες διαµόρφωσης των Ελληνικών εδαφών. Τα κυριότερα πετρώµατα της Ελλάδας τα οποία σχετίζονται στενά µε την διαµόρφωση αυτή είναι:


94

1)Μεταµορφωσιγενή 2)Φλυσχώδη 3)Ασβεστολιθικά 4)Νεογενή και αλλουβικά αποθέµατα και 5)Πυριγενή Γενικά από τα µαλακά ασβεστολιθικά πετρώµατα, σχηµατίζεται ο τύπος των ρετζινών , από τα σκληρά καρστικά ασβεστολιθικά σε περιοχές µεσογειακού κλίµατος , σχηµατίζεται ο τύπος των ερυθρών παραµεσογειακών εδαφών. Από τα πυριτικά πετρώµατα παράγονται όξινα ορφνά δασικά εδάφη. Επίσης τα πλούσια σε µαγνήσιο πετρώµατα όπως λ.χ. ο περιδοτίτης , διαµορφώνουν ορφνά και ορφνέρυθρα δασικά εδάφη όξινης αντίδρασης. Οι µεγάλες κλίσεις των βουνών της Ελλάδας , η συχνή πτώση ραγδαίων βροχών κατά την υγρή περίοδο του έτους και η καταστροφή της φυτοκάλυψης συντελούν στην δηµιουργία πολυάριθµων χειµάρρων, οι οποίοι προκαλούν µεγάλη καταστροφή στο έδαφος. Στις ορεινές περιοχές τα εδάφη αποκοµίζονται και εναποτίθενται επί των πεδιάδων όπου σχηµατίζουν αποθέσεις σηµαντικού πάχους (πλανητικά εδάφη). Με την δράση των χειµάρρων µεταφέρονται επίσης µεγάλοι όγκοι χαλικιών και λίθων οι οποίοι αποτίθενται στις εξόδους των ορεινών κοιλάδων. Πολλές εκτάσεις της Ελλάδας έχουν ελώδη ή ηµιελώδη χαρακτήρα , είτε γιατί η στάθµη των υπόγειων υδάτων είναι ανυψωµένη , είτε γιατί κατακλύζονται από τα πληµµυρικά ύδατα των κοντινών ποταµών και χειµάρρων. Έτσι διαµορφώνονται ελώδη εδάφη πλούσια σε οργανικές ουσίες και υδατολυτικά άλατα. Σε τόπους όπου το φαινόµενο της διάβρωσης του εδάφους έχει ήπια µορφή , όπως είναι τα οροπέδια , οι κοιλάδες µικρής κλίσεως και κλπ εκεί διαµορφώνονται τα τυπικότερα εδάφη και εµφανίζονται πληρέστερες τοµές. Το κλίµα και ιδίως η υγρασία , αποτελεί επίσης µεγάλης σηµασίας εδαφογενετικό παράγοντα. Από το ίδιο µητρικό πέτρωµα , όταν µεταβάλλονται οι καιρικές συνθήκες, από τις


95

χαµηλές ζώνες προς την υψηλή ορεινή , διαµορφώνονται διάφοροι τύποι εδαφών. Όταν αυξάνεται η υγρασία από την χαµηλή στην αλπική ζώνη , αυξάνεται ανάλογα και ο βαθµός έκλυσης των εδαφών και για αυτό ενώ στην χαµηλή ζώνη από σχιστολιθικά πετρώµατα που στερούνται ανθρακικό ασβέστιο , διαµορφώνονται ελαφρά όξινα ορφνά εδάφη, στην ψηλή ζώνη , από αυτά τα πετρώµατα σχηµατίζονται ποτζολικά εδάφη , ισχυρά όξινα και στην αλπική περιοχή όξινα χουµώδη αλπικά εδάφη. Στ1 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΟΚΤΩ Ε∆ΑΦΙΚΩΝ ΤΥΠΩΝ ΤΗΣ ΕΛΛΑ∆ΑΣ 1. ΡΕΝΤΖΙΝΕΣ Καταλαµβάνουν µεγάλες εκτάσεις σε όλες τις κλιµατικές ζώνες της Ελλάδος , σε σκληρό ή µαλακό ασβεστόλιθο, έχουν σηµαντική ποσότητα ανθρακικού ασβεστίου που αυξάνει από την επιφάνεια προς το βάθος. Πρακτικώς είναι αδιαπέραστοι από το νερό και γενικώς πλούσιες σε άργιλο. Επίσης είναι κορεσµένοι σε βάσεις και εµφανίζουν αλκαλική αντίδραση. Η τοµή τους είναι τύπου AC, ο ∆ε ορίζοντας Α ανάλογα µε την ποιότητας του χούµου και του βαθµού απασβεστώσεως του µητρικού εδάφους, έχει χρώµα κυµαινόµενο µεταξύ φαιού, ορφνού και µελανού. Προχωρηµένη απασβέστωση προκαλεί εµπλουτισµό µε οξείδιο του σιδήρου και εµφάνιση ερυθρού χρώµατος. Μπορούν να διακριθούν πολλά είδη ρεντζινών κατά χρώµα και σύσταση.

2. ΕΡΥΘΡΑ ΠΑΡΑΜΕΣΟΓΕΙΑΚΑ Ε∆ΑΦΗ Αποτελούνται από σκελετική µάζα από βράχους , καλυµµένους από στρώµα εδάφους µικρού βάθους, ερυθρό , αναµεµιγµένο µε ορφνά δασικά εδάφη και ρεντζίνα . ∆ιακρίνονται δύο είδη ερυθρών µεσογειακών εδαφών , τα αυτόχθονα και ετερόχθονα.


α) Τα αυτόχθονα συναντώνται σε µορφή νησίδων µικρής ή µεγαλύτερης έκτασης µε κοµµάτια ασβεστολιθικών πετρωµάτων και χαρακτηρίζονται από µικρό βάθος.

96

β)Τα ετερόχθονα ασβεστολιθογενή ερυθρά µεσογειακά εδάφη συναντώνται σε κοιλάδες οι οποίες βρίσκονται σε ασβεστολιθικές περιοχές και µεταξύ ασβεστολιθικών όγκων σε µεγάλες εκτάσεις οι οποίες συνήθως καλλιεργούνται µε ετήσια φυτά και δέντρα (ελιές , αµπέλια ,κλπ). ∆ιαµορφώνονται από ασβεστολιθικά αποσαθρώµατα τα οποία µετακινήθηκαν από τον αρχικό τόπο καταγωγής τους, µέσω των τρεχούµενων νερών σε χαµηλότερους τόπους και για αυτό έχουν αλλουβιακό χαρακτήρα. Οι ορίζοντες βρίσκονται σε στοιβάδες που διαφέρουν µεταξύ τους ως προς την περιεκτικότητα τους σε άργιλο και ανθρακικό ασβέστιο. 3. ΚΑΣΤΑΝΑ ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΙΚΑ Ε∆ΑΦΗ ΚΑΙ REGOSOLS. Οι διαπλάσεις των εδαφών αυτών εµφανίζονται πάνω σε ασβεστολιθικά µαλακά πετρώµατα , όπως οι µάργες ,ο τραβερτίνης και οι πλούσιοι σε ανθρακικό ασβέστιο ψαµµίτες. Τα Regosols αποτελούνται από χαλαρή άµµο που συνήθως συναντάται στις θίνες των παράκτιων περιοχών και πολλές φορές από χαλικώδη και ασβεστώδη αποθέµατα. Κάτω από συνθήκες υπερβολικής υγρασίας µερικές φορές είναι πλούσια σε χουµάδα. Απαντούν σε ελαφρώς κατωφερείς επιφάνειες. Τα περισσότερα εδάφη είναι γόνιµα ιδίως όταν καλλιεργείται η άµπελος , η ελιά ,η αµυγδαλιά και άλλα ασβεστόφιλα είδη.Πολλές φορές τα εδάφη αυτά είναι αρκετά αβαθή οπότε χρησιµοποιούνται σαν λειβάδια. 4. ΕΚΠΛΥΘΕΝΤΑ ΟΡΦΝΑ ∆ΑΣΙΚΑ Ε∆ΑΦΗ Αυτά εµφανίζονται σε περιοχές µε ορεινό κλίµα όπου η απόπλυση των βάσεων διευκολύνεται από τα διαπερατά βράχια. Αυτά έχουν όξινη αντίδραση , δηλαδή είναι φτωχά σε CaCΟ3.Σε αυτά εµφανίζονται δάση τόσο κωνοφόρα όσο και πλατύφυλλα (οξιά, καστανιά κλπ). Είναι αβαθή µε πολλούς λίθους. Σε περιοχές µε ευνοϊκό κλίµα καλλιεργούνται η σίκαλη, οιπατάτες και διάφορα άλλα οξύφυλλα φυτά. 5. Ε∆ΑΦΗ ΟΡΦΝΑ ΠΑΡΑΜΕΣΟΓΕΙΑΚΑ


97

Σχηµατίζονται σε βράχους φτωχούς ή ή χωρίς καθόλου CaCΟ3 και βάσεις (όπως φλύσχης, γρανίτης κλπ.)κάτω από την επίδραση του παραµεσογειακού κλίµατος. Οι ορίζοντες στα εδάφη αυτά δεν εµφανίζουν σηµαντική διαφορά και δύσκολα διαχωρίζονται. Όταν το έδαφος είναι επαρκώς βαθύ καλλιεργείται µε επιτυχία ο σίτος , η βρώµη, ο αραβόσιτος , ο ηλίανθος, τα καρποφόρα δένδρα όπως η ελιά ,το άµπελος ,τα εσπεριδοειδή κλπ.

6. Ε∆ΑΦΗ ΑΛΛΟΥΒΙΑΚΑ ΚΑΙ ΕΛΩ∆Η ∆ιακρίνουµε δύο είδη αυτών των εδαφών: α) Αλλουβιακά που δεν περιέχουν CaCO3 και περιέχουν ανταλλάξιµο υδρογόνο. Η ύπαρξη ή απουσία CaCO3 εξαρτάται από την σύνθεση των αλλουβιακών αποθέσεων. Αυτά αλλουβιακά εδάφη που περιέχουν CaCO3 είναι συνηθισµένα στην Ελλάδα. Τα ορφνοκίτιρινα άνευ CaCO3 αλλουβιακά εδάφη της Ελλάδος, σχηµατίζονται στους κώνους των κορηµάτων , στους πρόποδες των ορέων και στις εξόδους των ποταµών από τις κοιλάδες προς τις πεδιάδες.Αυτά αποτελούνται από τα προϊόντα της αποσάθρωσης πυριτικών πετρωµάτων , είναι φτωχά σε χουµάδα και κορεσµένα µε ανταλλάξιµο Ca και Mg. Όσο µεγαλύτερη η απόσταση αυτών των εδαφών από τους πρόποδες των ορέων , τόσο µεγαλύτερη η διαφορά στο χρώµα τους και γι’ αυτό κοντά στους πρόποδες του βουνού έχουν χρώµα ορφνοκίτρινο, σε µεγαλύτερη απόσταση , φαιό ή ερυθρόφαιο. Εφ’ όσον τα εδάφη αυτά αρδεύονται είναι αρκετά παραγωγικά για την γεωργική καλλιέργεια, όπως βαµβάκι ,σιτάρι ,τεύτλα,κλπ. 7.ΑΛΑΤΟΥΧΑ ΚΑΙ ΑΛΚΑΛΙΚΑ Ε∆ΑΦΗ (ΣΟΛΟΝΤΕΖ-ΣΟΛΟΝΤΖΑΚ). Εδάφη από τα οποία αποτελούνται τα αλίπεδα της Ελλάδος είναι πλούσια σε υδατολυτικά άλατα αλκαλίων. Η γένεση και ο χαρακτήρας τους σχετίζεται µε το φαινόµενο της ανεπαρκούς


98

αποστράγγισης και του εµπλουτισµού των εδαφών αυτών, ως συνέπεια της ανεπαρκούς αποστράγγισης µε διαλυτά άλατα νατρίου ή ανταλλάξιµου νατρίου. Αυτά διακρίνονται ανάλογα µε την τοπογραφία της γένεσής τους σε δύο µεγάλες κατηγορίες : α)Σε αλατούχα εδάφη τα οποία σχηµατίστηκαν στο εσωτερικό της χώρας σε εκτάσεις ανεπαρκώς στραγγισµένες όπου υπό την επίδραση ισχυρής εξατµίσεως συσωρεύθηκαν µεγάλα ποσά διαλυτών αλάτων του νατρίου και β)Σε αλατούχα εδάφη τα οποία σχηµατίστηκαν κοντά στις παραλίες στις χαµηλές παραθαλάσσιες περιοχές ανεπαρκώς στραγγισµένων , λόγω της υπόγειας και επιφανειακής κατάκλυσης τους από θαλάσσια ύδατα. Επιπλέον τα αλατούχα εδάφη κατά την ρωσική ονοµατολογία διακρίνονται σε 1.Σολοντζάκ, τα οποία είναι αλατούχα εδάφη χωρίς τυπική δοµή και 2.Σολονέτζ µε τυπική δοµή ,µε αυξηµένη ποσότητα ανταλλαξίµου νατρίου , αλλά που δεν περιέχουν περίσσεια υδατοδιαλυτών αλάτων. 3.Σολοντζάκ-Σολονέτζ: χλωριονατριούχα, θειϊκονατριούχα, και αλατούχα πλούσια σε υδατοδιαλυτά άλατα και ανταλλάξιµο νάτριο . Τα αλατούχα εδάφη είναι ευρύτατα διαδεδοµένα στην Ελλάδα υπολογισµένα σε 1.500.000 στρ. χρησιµοποιούνται ως βοσκοτόπια µικρής αξίας και καταβάλλεται προσπάθεια βελτίωσης τους για να καταστούν καλλιεργήσιµα. 8. ΟΡΓΑΝΙΚΑ Ε∆ΑΦΗ

Αυτά τα εδάφη είναι πλούσια σε οργανική

ουσία, σχηµατίστηκαν σε συνθήκες µεγάλης υγρασίας σε παραλιακές περιοχές οι οποίες άλλοτε αποτελούσαν τον πυθµένα λιµνών, οι οποίες αποξηράνθηκαν. Τα οργανικά εδάφη διακρίνονται α)Σ’ αυτά που περιέχουν CaCO3 παρατηρούνται σε αποξηραµένες ή υπό αποξήρανση λίµνες Αρτζάν – Αµατόβου , Γιαννιτσών, Σαρή-Γκιόλ , Ξυνιάδος ,


99

Λυσιµαχίας, Κωπαίδος , Λεσινίου , Βίγλας –Στρογγύλης , Μεσολογγίου. Β)Στην δεύτερη κατηγορία οργανικών εδαφών τα οποία στερούνται CaCO3 υπάγονται οι περιοχές Χειµαδίτιδος παρά την Φλώρινα και Αγίου Φλώρου στην Μεσσηνία. Ζ. ΕΡΕΥΝΑ ΚΑΙ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΤΩΝ Ε∆ΑΦΩΝ α)Χρησιµότητα των εδαφολογικών ερευνών και των εδαφολογικών χαρτών.

Οι αντικειµενικοί σκοποί της διενέργειας εδαφολογικών ερευνών και της σύνταξης εδαφολογικών χαρτών είναι: 1. Να ταξινοµηθούν τα εδάφη βάσει των µορφολογικών , φυσικών , χηµικών , βιολογικών και αγρονοµικών ιδιοτήτων.

2. Να απεικονιστεί η κατανοµή των διαφόρων ειδών εδάφους σε τοπογραφικούς χάρτες.

3. Να δειχθούν οι σχέσεις που υπάρχουν µεταξύ του εδάφους, φυτικής κάλυψης ,κλίµατος και εκµετάλλευσης του εδάφους. Ο δενδροκόµος οφείλει να γνωρίζει καλά το

έδαφος της περιοχής , για να φυτέψει τα κατάλληλα είδη , γιατί τυχόν σφάλµατα δεν µπορούν να διορθωθούν εύκολα και µε µικρή δαπάνη.

Αλλά και ο δασολόγος έχει µεγάλη ανάγκη να ξέρει τα εδαφολογικά δεδοµένα , γιατί από το έδαφος εξαρτάται και η παραγωγική ικανότητα σε ξυλεία του δάσους και η οικονοµία της δασικής εκµετάλλευσης. Τα εδαφολογικά δεδοµένα είναι επίσης χρήσιµά στον δασολόγο , γιατί από αυτά καθοδηγείται στην εκλογή των δασικών ειδών και στην λήψη των αναγκαίων µέτρων αντιδιαβρωτικής προστασίας του εδάφους.


Οι εδαφολογικές έρευνες είναι απαραίτητες επίσης για να καθοριστούν οι εκτάσεις ,οι οποίες είναι κατάλληλες για δασοκοµική εκµετάλλευση , αυτές που είναι κατάλληλες για κτηνοτροφική και αυτές που είναι κατάλληλες για γεωργική εκµετάλλευση.

100

Ο µηχανικός αυτός που ασχολείται µε την εκτέλεση έργων γεωργικής φύσεως , πρέπει να γνωρίζει το έδαφος για να συντάξει ακριβείς µελέτες αποστραγγίσεως , υποστραγγίσεως και αρδεύσεως , γιατί ο βαθµός απόδοσης των έργων που θα εκτελεσθούν, εξαρτάται απολύτως από της ιδιότητες του εδάφους.

Κανένα αποστραγγιστικό έργο δε µπορεί να επιτύχει , εάν δε βασίζεται στα δεδοµένα της διαπερατότητας του εδάφους σε βαθµό 2 µέτρων από την επιφάνεια και στα δεδοµένα της σύστασης των διασταυρώσεων του εδάφους µέχρι το βάθος αυτό.

Η επιτυχής άρδευση εξαρτάται από την φυσικοχηµική σύσταση του εδάφους , της υδατοϊκανότητας του και από την διαπερατότητα του και κατά συνέπεια τα αρδευτικά έργα πρέπει να στηρίζονται στα εδαφολογικά δεδοµένα.

Στις περισσότερες περιπτώσεις το διαθέσιµο νερό δεν είναι αρκετό για να αρδευτούν όλες οι εκτάσεις της περιοχής αυτής , για να δώσει η άρδευση τα καλλίτερα αποτελέσµατα πρέπει βάσει τον εδαφολογικών δεδοµένων να καθορίζεται σε ποια εδάφη πρέπει να εφαρµοστεί αυτή και σε ποία να αποκλειστεί.

Οι εδαφολογικές έρευνες και οι εδαφολογικοί χάρτες διευκολύνουν το έργο των πιστωτικών αγροτικών Ιδρυµάτων , γιατί οι εκτιµητές αποκτούν ακριβή εικόνα των φυσικών , χηµικών και αγρονοµικών ιδιοτήτων του εδάφους και του υπεδάφους .

Στις περιπτώσεις βελτίωσης του εδάφους (όξινα, αλµυρώδη) οι εδαφολογικοί χάρτες και τα εδαφολογικά δεδοµένα βοηθούν ουσιαστικά στο να εκτιµηθούν οι αναγκαίες δαπάνες βελτίωσης , γιατί µέσα από τα παρεχόµενα στοιχεία καθορίζονται οι αναγκαίες ποσότητες βελτιωτικών υλικών κατά µονάδα επιφάνειας και τα ενδεικνυόµενα είδη λιπασµάτων.

Εξίσου µεγάλης σηµασίας είναι η συµβολή των εδαφολογικών χαρτών και των εδαφολογικών δεδοµένων στις εποικιστικές επιτροπές , γιατί βάσει αυτών µπορούν να εποικισθούν γεωργικοί πληθυσµοί , ανάλογα µε την επίδοση τους , οι διανοµές των εδαφών µπορούν να γίνουν µε δίκαιο


101

τρόπο , ώστε τα διανεµόµενα κοµµάτια να έχουν ίση παραγωγική αξία

Οι εδαφολογικοί χάρτες είναι αρκετά χρήσιµοι για τις αγορές και τις ενοικιάσεις κτηµάτων , γιατί από αυτούς παρέχονται τα αναγκαία κριτήρια για την εκτίµηση της αξίας και της παραγωγικότητας των γαιών. Χρώµατα διαγραµµίσεις και σύµβολα που χρησιµοποιούντα στους εδαφολογικούς χάρτες

Ο εδαφολογικός χάρτης πρέπει να περιέχει τα συνήθως περιεχόµενα στους τοπογραφικούς χάρτες σύµβολα µε τα οποία εµφανίζονται οι ποταµοί , οι λίµνες , τα έλη , οι πηγές , οι γραµµές συγκοινωνίας κλπ ως και τα σύµβολα µε τα οποία εµφανίζονται οι τύποι των εδαφών , οι σειρές, οι φάσεις και οι σπουδαιότερες ιδιότητες τους.

Στους εδαφολογικούς χάρτες µεγάλων γεωγραφικών περιοχών(κλίµακα 1:75.000 και πάνω) οι ζωνικοί, ενδοζωνικοί και αζωνικοί σχηµατισµοί φαίνονται µέσω των χρωµάτων ,τα δε επικρατούντα είδη µε διαγραµµίσεις.

Τα χρώµατα που συνήθως χρησιµοποιούνται σ’ αυτή τη περίπτωση είναι: 1.το κυανό για τα ποτζολικά εδάφη , 2.το πράσινο για τα εδάφη των λειµώνων των υγρών περιοχών, ή για τα αλµυρώδη εδάφη των ξηρών περιοχών , 3.το ερυθρό για το ερυθρά εδάφη , 4.το ιώδες για τα λατεριτικά,ή λατεριωµένα εδάφη, 5.το σκοτεινό καστανό για τα µαυροχώµατα , 6.το ανοικτό καστανό για τα ορφνά και τα καστανόχρωµα εδάφη , 7.το φαιό για τα φαιά, 8.το πορτοκαλόχρουν για τα χουµικοανθρακικά , 9.το µελανό για τα τυρφώδη και γεωτυρφώδη και 10.το κίτρινο για τα αλλουβιακά εδάφη.

Οι διαγραµµίσεις που χρησιµοποιούνται συνήθως για την απεικόνιση των εδαφικών ειδών ή των τύπων του εδάφους φαίνονται στην επόµενη σελίδα.

Β) ∆ΙΕΞΑΓΩΓΗ Ε∆ΑΦΟΛΟΓΙΚΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ __________________________________________________________________________________ ΤΕΙ, ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ- Εργαστήριο Γεωλογίας-Εδαφολογίας. Αλεξανδρή Ευαγγελία ,Γεωλόγος.

102

Μια πλήρης εδαφολογική έρευνα , η οποία αποτελεί και την βάση για την σύνταξη εδαφολογικών χαρτών πρέπει να περιλαµβάνει τις ακόλουθες κατηγορίες παρατηρήσεων: Α. Παρατηρήσεις που αφορούν τα χαρακτηριστικά γνωρίσµατα της επιφάνειας των εδαφών ,δηλαδή της µορφής στη επιφάνειας των εδαφών , της κλίσης καθώς και της κάλυψης της από βλάστηση, χαλίκια, πέτρες και βράχους. Β. Παρατηρήσεις που αφορούν την πετρολογική σύσταση των µητρικών υλικών των εδαφών και του τρόπου εναποθέσεως τους. Γ. Παρατηρήσεις που συσχετίζονται µε τις υδρολογικές συνθήκες των τόπων της µελετώµενης περιοχής , δηλαδή αυτή που αφορά την στράγγιση, την κατάκλιση για το νερό και τον βαθµό ανυψώσεως των υπόγειων νερών. ∆. Παρατηρήσεις που συσχετίζονται µε το έδαφος αυτό δηλαδή παρατηρήσεις οι οποίες αφορούν την τοµή του εδάφους , τους ορίζοντες της και τις ιδιότητες του. Ε. Παρατηρήσεις οι οποίες αφορούν τις καλλιέργειες και τα εφαρµοζόµενα καλλιεργητικά συστήµατα ως και την αυτοφυή βλάστηση. Αυτή είναι µια σύντοµη περιγραφή των αναγκαίων παρατηρήσεων για την εξαγωγή πλήρους εδαφολογικής έρευνας. Ακολουθούν οι συµβολισµοί στην επόµενη σελίδα.


ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙ Ε∆ΑΦΟΛΟΓΙΚΩΝ ΧΑΡΤΩΝ Άργιλος

Πηλός άµµος λεπτή

άµµος

χονδρή

χάλικες λεπτοί

χάλικες χονδροί

χουµώδες

γλοιώδης

ορίζων Τύρφη

103

Γαιοτύρφη

Μάργα Λίθοι άνευ CaCO3

Λίθοι

ασβεστο-λιθικοί

Πέτρωµα κατακερµα-τισµένο

Συµπα-γές πέτρωµα

αργιλοπη-

λώδες

αργιλο- αµµώδες

Πηλοαµµώ-

δες

αµµώδης άργιλλος

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Κ.Α ∆ΕΜΙΡΗ ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ Π.ΨΑΡΙΑΝΟΎ ΕΠΙΤΟΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΩΓΡΑΦΙΑ ΛΑΓΓΙΩΤΗ- ΣΠΗΛΙΟΤΟΠΟΥΛΟΥ Ε∆ΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΛΑΓΓΙΩΤΗ- ΣΠΗΛΙΟΤΟΠΟΥΛΟΥ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΛΙΚΩΝ Ο∆ΟΠΟΙΪΑΣ ΒΑΦΕΙΟΠΟΥΛΟΥ Η Ε∆ΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΕΙΣ ΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΝ Ο∆ΩΝ ΚΑΙ ΑΕΡΟ∆ΡΟΜΙΩΝ ΠΑΠΑΓΕΩΡΓΑΚΗ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Ε∆ΑΦΟΛΟΓΙΑΣ


104

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΣΠΟΥ∆ΑΣΤΕΣ ΤΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΘΝΙΚΟΥ ΜΕΤΣΟΒΕΙΟΥ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟΥ ΤΣΟΤΣΟΥ Ε∆ΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ-ΜΕΘΟ∆ΟΙ- ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΕΕΕΕΘ ΛΕΞΙΚΟ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΟΡΩΝ Ε∆ΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ-ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΩΝ ΥΠΕΧΩ∆Ε ΠΡΟ∆ΙΑΓΡΑΦΕΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ∆ΟΚΙΜΩΝ Ε∆ΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ(Ε 105-86) ΦΕΚ/Β/15-6-1998 ΕΓΚΡΙΣΗ ΠΡΟ∆ΙΑΓΡΑΦΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΠΟΝΗΣΗ ΜΕΛΕΤΩΝ ΓΕΩΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΤΗΤΑΣ ΣΤΙΣ ΠΡΟ ΠΟΛΕΟ∆ΟΜΗΣΗ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΩΝ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ,ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ ,ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΟΥ ΣΥΛΛΟΓΟΥ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΑΘΗΝΑΣ LEGGET&KARROW HANDBOOK OF GEOLOGY IN CIVIL ENGINEERING R.HOLTZ-W.KOVACS AN INTRODUCTION TO GEOTECHNICAL ENGINEERING PECK-HANSON- FOUNDATION ENGINEERING THORNBURN ΤERZAGHI-PECK ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ Ε∆ΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδες Βασικοί ορισµοί Τοπογραφίας και γήινου αναγλύφου

1-6

Τοπογραφική Τοµή-Τρόπος σχεδίασης τοπογραφικής Τοµής

6-8

Αποτύπωση γεωλογικών σχηµατισµών, κλασσικός συµβολισµός γεωλογικών στρωµάτων και πετρωµάτων. Στρώµατα και επιφάνειες επαφής, συµβολισµοί γεωλογικών συνθηκών και τεχνικογεωλογικών στοιχείων.

9-12α


105

∆/νση ,Παράταξη και κλίση των γεωλογικών στρωµάτων.

13-16

Κλίσεις, πραγµατική και φαινόµενη 17-20 Η Γεωλογική Πυξίδα 21-22 Έµµεσος προσδιορισµός της ∆/νσης επιπέδου από την φορά της µέγιστης κλίσης.

22

Τρόπος χάραξης Παρατάξεων 24-26 Κατασκευή Γεωλογικής τοµής 27-31 Τρόποι έκφρασης κλίσης 32-33 Υπολογισµός µέγιστης κλίσης µίας γεωλογικής επιφάνειας από τις παρατάξεις

34-35

Το «Πρόβληµα των Τριών Σηµείων» 36-41 Η Μέθοδος της στερεογραφικής προβολής στο δίκτυο SCMIDT

42-51

Οι κύριες εργαστηριακές δοκιµές για την κατάταξη των εδαφών

52-63

Συστήµατα κατάταξης εδαφών 64-70 ***ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΣΤΟ ΤΕΛΟΣ ΤΩΝ ΣΗΜΕΙΩΣΕΩΝ***


106

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ∆ΕΥΤΙΚΟ Ι∆ΡΥΜΑ ΣΕΡΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΤΟΙΧΕΙΑ __________________________________________________________________________________ ΤΕΙ, ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ- Εργαστήριο Γεωλογίας-Εδαφολογίας. Αλεξανδρή Ευαγγελία ,Γεωλόγος.

107

Ε∆ΑΦΟΛΟΓΙΑΣ -ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ

Σηµειώσεις για το Α’ Εξάµηνο σπουδών ΕΥΓΓΕΛΙΑ ΑΛΕΞΑΝ∆ΡΗ, ΓΕΩΛΟΓΟΣ Τ.∆/ΝΤΡΙΑ ΠΕΡ.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ 14ΗΣ ΠΥ∆Ε ΤΟΥ ΥΠΕΧΩ∆Ε ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ∆ΕΥΤΙΚΟ Ι∆ΡΥΜΑ ΣΕΡΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ Σηµειώσεις για το Εργαστήριο του µαθήµατος ΣΤΟΙΧΕΙΑ Ε∆ΑΦΟΛΟΓΙΑΣ-ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ του τµήµατος Γεωπληροφορικής και Τοπογραφίας . Η επιλογή της ύλης έγινε µε σκοπό να συµβάλλει στην «...γνωστική περιοχή της οργάνωσης __________________________________________________________________________________ ΤΕΙ, ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ- Εργαστήριο Γεωλογίας-Εδαφολογίας. Αλεξανδρή Ευαγγελία ,Γεωλόγος.

108

και διαχείρισης του χώρου ...» µέσα από βασικές γνώσεις Γεωλογίας και Εδαφολογίας. Ευαγγελία Αλεξανδρή Γεωλόγος


σημειώσεις γεωλογίας - μισγάγγεια

Documents

Transcript of σημειώσεις γεωλογίας - μισγάγγεια