stabilnost v hribinah - UL FGGfgg-web.fgg.uni-lj.si/kmtal-gradiva/Gradiva za vec predmetov... ·...

Preview:

Citation preview

1

STA

BIL

NO

ST V

KO

POV

V K

AM

NIN

AH

P

ri gr

adnj

i vk

opov

je

pogo

st s

luča

j, da

pod

pov

ršin

skim

sl

ojem

zem

ljine

nal

etim

o na

kam

nins

ko p

odla

go.

Ker

so

kam

nine

v p

rimer

javi

z z

emlji

nam

i bol

j trd

en m

ater

ial,

lahk

o v

kam

nina

h pr

avilo

ma

izve

dem

o bo

lj st

rme

nagi

be b

reži

n.

Še

stab

ilne

nakl

one

brež

in

v ka

mni

nah

ugot

avlja

mo

s st

abiln

ostn

imi a

naliz

ami,

ki s

e ne

kolik

o ra

zlik

ujej

o od

ana

liz

stab

ilnos

ti br

ežin

v z

emlji

nah.

Raz

like

v an

aliz

ah iz

haja

jo iz

ra

zlik

v la

stno

stih

zem

ljin

in k

amni

n.

SP

LOŠ

NO

O K

AM

NIN

AH

K

amni

ne d

elim

o gl

ede

na n

asta

nek

na:

− m

agm

atsk

e,

− se

dim

entn

e in

met

amor

fne,

o če

mer

ste

se

podr

obne

je s

ezna

nili

pri g

eolo

giji.

K

amni

ne s

o v

prim

erja

vi z

zem

ljina

mi

bolj

trdne

in

man

j de

form

abiln

e. N

espo

rno

to v

elja

za

mon

olite

n ko

s ka

mni

ne.

Ven

dar

so k

amni

ne n

ajvečk

rat r

azpo

kane

, pla

stov

ite, l

ahko

sk

rilav

e, k

ar p

omen

i, da

je

gmot

a ka

mni

ne p

repr

eden

a z

razl

ični

mi

“dis

kont

inui

teta

mi”,

ki

pr

edst

avlja

jo

osla

blje

ne

cone

v k

amni

nski

gm

oti.

Tako

mor

amo

za k

amni

ne p

ozna

ti dv

a ni

za p

aram

etro

v:

− zn

ačiln

osti

mon

olitn

e ka

mni

ne,

− zn

ačiln

osti

disk

ontin

uite

t. B

istv

ene

meh

ansk

e zn

ačiln

osti

mon

olita

kam

nine

so:

enoo

sna

tlačn

a trd

nost

, −

nate

zna

trdno

st,

− el

astič

ni m

odul

.

2

Znač

ilnos

ti m

onol

ita

ugot

avlja

mo

z la

bora

torij

skim

i pr

eisk

avam

i. N

ajpo

mem

bnej

še z

nači

lnos

ti di

skon

tinui

tet s

o:

− sm

er in

vpa

d,

− hr

apav

ost,

− va

lovi

tost

, −

med

sebo

jna

odda

ljeno

st (g

osto

ta),

− te

snos

t ali

odpr

tost

, −

obse

g (k

ontin

uirn

ost),

zapo

lnite

v,

− la

stno

sti m

ater

iala

v ra

zpok

ah.

Med

dis

kont

inui

tete

priš

teva

mo:

razp

oke,

plas

tovi

tost

(mej

e m

ed p

last

mi k

amni

ne),

− sk

rilav

ost.

Znač

ilnos

ti di

skon

tinui

tet

ugot

avlja

mo

pret

ežno

s t

eren

skim

ka

rtira

njem

. K

amni

ne s

o to

rej z

arad

i raz

poka

nost

i izr

azito

het

erog

ene

in

aniz

otro

pne

ter

zato

pr

oble

mat

ične

za

na

tanč

nejš

e m

ehan

ske

anal

ize.

Zat

o so

se

za p

otre

be i

nžen

irske

ga

obra

vnav

anja

ka

mni

n ra

zvili

št

eviln

i si

stem

i kl

asifi

cira

nja

kam

nin

za d

oloč

ene

potre

be (p

redo

rogr

adnj

a, v

kopi

, ...)

. K

LAS

IFIK

AC

IJE

KA

MN

IN

Za

potre

be

pred

orog

radn

je,

ocen

e m

ehan

skih

la

stno

sti

kam

nin,

sta

biln

osti

vkop

ov in

dru

gih

inže

nirs

kih

pose

gov

v ka

mni

nah

so

bili

v pr

etek

lost

i ra

zviti

št

eviln

i si

stem

i kl

asifi

kaci

je k

amni

n. N

ašte

jmo

najb

olj p

ogos

te:

3

− R

QD

(Roc

k Q

ualit

y D

esig

natio

n)

− R

MR

(Roc

k M

ass

Rat

ing)

- B

ieni

awsk

i −

Q (B

arto

nova

kla

sifik

acija

) −

SM

R (S

lope

Mas

s R

atin

g)

− G

SI (

Geo

logi

cal S

treng

th In

dex)

Avs

trijs

ka k

lasi

fikac

ija z

a pr

edor

ogra

dnjo

R

ock

Qua

lity

Des

igna

tion

(RQ

D)

RQ

D b

elež

imo

pri p

opis

u je

dra

vrtin

e. N

a iz

bran

em o

dsek

u vr

tine

izra

zim

o R

QD

kot

razm

erje

med

dol

žino

jedr

a v

kosi

h,

daljš

ih o

d 10

cm

(L10

), gl

ede

na c

elot

no d

olži

no je

dra

na te

m

odse

ku (L

): R

QD

=L 1

0/L

RQ

D iz

raža

info

rmac

ijo o

kak

ovos

ti m

onol

itne

kam

nine

in o

go

stot

i ra

zpok

. P

ovse

m z

drob

ljena

kam

nina

im

a R

QD

=0,

RQ

D=1

00

izm

erim

o kv

alite

tnim

ka

mni

nam

z

redk

imi

razp

okam

i. N

a iz

mer

jeno

vre

dnos

t R

QD

pom

embn

o vp

liva

kako

vost

vr

tanj

a in

us

mer

jeno

st

vrtin

e gl

ede

na

smer

i ra

zpok

. G

lede

na

izm

erje

no v

redn

ost R

QD

del

imo

kam

nine

na:

Kak

ovos

t kam

nine

R

QD

(%)

Zelo

sla

ba k

amni

na

0 –

25

Sla

ba k

amni

na

25 –

50

Sre

dnja

kam

nina

50

– 7

5 D

obra

kam

nina

75

– 9

0 O

dlič

na k

amni

na

90 –

100

4

Roc

k M

ass

Rat

ing

(RM

R) -

Bie

niaw

ski

RQ

D

ne

nosi

po

datk

ov

o hr

apav

osti

in

valo

vito

sti

ter

odpr

tost

i in

zapo

lnitv

i raz

pok.

Tud

i ne

poda

ja in

form

acije

o

vpliv

ih ta

lne

vode

na

meh

ansk

e ra

zmer

e v

kam

nins

ki g

mot

i. N

a dr

ugi s

trani

je z

labo

rato

rijsk

imi p

reis

kava

mi n

emog

oče

ugot

oviti

vpl

iv ra

zpok

na

obna

šanj

e ka

mni

nske

gm

ote,

saj

bi

za t

o po

trebo

vali

zelo

vel

ike

vzor

ce.

Bol

j ko

t so

raz

poke

od

dalje

ne m

ed s

eboj

, več

je v

zorc

e bi

pot

rebo

vali.

Za

oce

no la

stno

sti v

ečje

gm

ote

kam

nine

je z

ato

Bie

niaw

ski

(197

8)

pred

laga

l si

stem

kl

asifi

kaci

je

RM

R,

ki

upoš

teva

veči

no

fakt

orje

v,

ki

pom

embn

o vp

livaj

o na

m

ehan

sko

obna

šanj

e ka

mni

nske

gm

ote.

Gre

za

sist

em t

očko

vanj

a po

pr

edpi

sani

h kr

iterij

ih in

raz

vršč

anje

kam

nin

v ra

zred

e gl

ede

na d

osež

ene

točk

e. U

pošt

evan

i krit

eriji

so:

trdno

st m

onol

ita k

amni

ne,

− R

QD

, −

med

sebo

jna

odda

ljeno

st ra

zpok

, −

stan

je ra

zpok

, −

pogo

ji po

dtal

nice

, −

usm

erje

nost

razp

ok.

Sis

tem

točk

ovan

ja k

amni

nske

gm

ote

je p

odan

v p

regl

edni

ci.

Končn

o oc

eno

RM

R d

obim

o ta

ko, d

a se

štej

emo

točk

e za

6

rubr

ik,

po k

ater

ih o

cenj

ujem

o ka

kovo

st k

amni

ne.

Gle

de n

a ko

nčni

seš

teve

k uv

rstim

o ka

mni

no v

ene

ga o

d 5

razr

edov

:

Kak

ovos

t kam

nine

R

MR

Ze

lo s

laba

kam

nina

0

– 20

S

laba

kam

nina

21

– 4

0 S

redn

ja k

amni

na

41 –

60

Dob

ra k

amni

na

61 –

80

Zelo

dob

ra k

amni

na

81 –

100

5

Pa

ram

eter

Vr

edno

sti

Točk

ovni

trd

nost

ni

inde

ks

>8 M

Pa

4-8

MP

a 2-

4 M

Pa

1-2

MP

a P

otre

bna

prei

skav

a q u

Tr

dnos

t m

onol

ita

Eno

osna

tlačn

a trd

nost

>2

00 M

Pa

100-

200

MP

a 50

-100

MP

a 25

-50

MP

a 10

-25

3-

10

1-3

M

Pa

MP

a M

Pa

1

Točk

ovan

je

15

12

7 4

2

1

0

RQ

D

90-1

00%

75

-90%

50

-75%

25

-50%

<2

5%

2 To

čkov

anje

20

17

13

8

3 M

edse

bojn

a od

dalje

nost

ra

zpok

>3

00cm

10

0-30

0 cm

30

-100

cm

5-30

cm

<5cm

3

Točk

ovan

je

30

25

20

10

5 S

tanj

e ra

zpok

Ze

lo h

rapa

ve

povr

šine

; pr

ekin

jene

; za

prte

; ka

mni

na o

b st

iku

je tr

dna

Nek

olik

o hr

apav

e po

vrši

ne;

odpr

te d

o 1

mm

; ka

mni

na o

b st

iku

je tr

dna

Nek

olik

o hr

apav

e po

vrši

ne;

odpr

te <

1mm

;ka

mni

na o

b st

iku

je

zmehča

na

Gla

dke

povr

šine

ali

zapo

lnje

ne z

gl

ino

do 5

mm

al

i odp

rte 1

-5

mm

; ne

prek

inje

ne

Zapo

lnje

ne z

m

ehko

glin

o >5

mm

al

i odp

rte >

5mm

; ne

prek

inje

ne

4

Točk

ovan

je

25

20

12

6 0

Pog

oji

Pov

sem

suh

o V

lažn

o V

oda

pod

zmer

nim

i tla

kiV

oda

povz

roča

re

sne

prob

lem

e To

čkov

anje

10

7

4 0

5 Ta

lna

voda

Za ra

čun

trdno

stni

h pa

ram

etro

v iz

RM

R v

zam

emo

10 točk

. Vod

o up

ošte

vam

o v

anal

izi s

tabi

lnos

ti.

Orie

ntac

ija ra

zpok

Ze

lo u

godn

a U

godn

a Zm

erna

N

eugo

dna

Zelo

neu

godn

a To

čkov

anje

0

-2

-7

-15

-25

6

Za ra

čun

trdno

stni

h pa

ram

etro

v vz

amem

o 0

točk

. Orie

ntac

ijo u

pošt

evam

o v

anal

izi s

tabi

lnos

ti.

6

Geo

logi

cal S

tren

gth

Inde

x (G

SI) –

Hoe

k, M

arin

os

RM

R j

e za

radi

upo

štev

anja

pog

lavi

tnih

las

tnos

ti s

svoj

o le

stvi

co

med

0 in

100

med

bol

j uve

ljavl

jeni

mi s

iste

mi z

a kl

asifi

kaci

jo k

amni

n.

Ven

dar i

ma

tudi

svo

je s

labo

sti:

• po

trebn

o je

nat

ančn

o po

znav

anje

vsa

kega

od

para

met

rov

• vs

ebuj

e tu

di v

pliv

tla

kov

vode

in

usm

erje

nost

i pl

asti,

kar

ni

dobr

o ta

krat

, ko

na

os

novi

vr

edno

sti

RM

R

ocen

juje

mo

meh

ansk

e pa

ram

etre

kam

nins

ke g

mot

e (ϕ

’, c’

, E

), s

kate

rimi

nato

izv

ajam

o raču

nske

ana

lize,

v k

ater

ih t

udi

upoš

teva

mo

vodo

staj

in s

mer

upa

dov

razp

ok.

Zato

sta

Hoe

k in

Mar

inos

zas

nova

la p

repr

ost s

iste

m z

a kl

asifi

kaci

jo

kam

nin

po s

podn

ji ta

beli

in g

a po

imen

oval

a G

eolo

ški

trdno

stni

in

deks

. Za

ra

zvršča

nje

kam

nin

je

potre

bno

pozn

ati

gene

raln

o st

rukt

uro

kam

nins

ke

gmot

e (v

rstic

e le

vo)

in

povr

šins

ko

stan

je

razp

ok (s

tolp

ci n

ad ta

belo

).

P

oseb

no ta

belo

sta

prip

ravi

la z

a he

tero

gene

kam

nins

ke g

mot

e ko

t je

n.p

r. fli

š.

7

Dol

očan

je G

SI

s po

moč

jo g

ornj

ih t

abel

je p

repr

osto

, is

toča

sno

pa

vidi

mo,

da

ne ž

eli

biti

prev

eč n

atančn

o. Z

a he

tero

gene

mat

eria

le

kakr

šni s

o ka

mni

ne, j

e m

nogo

bol

je p

odaj

ati o

bmoč

je v

redn

osti

kot

neko

»na

tanč

no«

izraču

nano

pos

amez

no v

redn

ost.

Tako

n.p

r. ra

je

vidi

mo

nave

dbo

GS

I zna

ša m

ed 3

0 in

35,

kak

or G

SI=

32,5

. O

pozo

riti j

e po

trebn

o, d

a G

SI

(tudi

RM

R)

ni u

pora

ben

za a

naliz

o ra

zpok

anih

kam

nin,

kje

r je

stab

ilnos

t odv

isna

od

stru

ktur

e (s

mer

i in

vpad

ov ra

zpok

) in

striž

nih

kara

kter

istik

vzd

olž

razp

ok.

Pom

embe

n vi

dik

upor

abe

GS

I je

pos

redn

o em

pirič

no d

oloč

anje

(o

cena

) mat

eria

lnih

kar

akte

ristik

kam

nins

ke g

mot

e. Z

a ka

mni

ne s

ta

striž

ni z

akon

pre

dlag

ala

Hoe

k in

Bro

wn

in s

icer

za

inta

ktno

kam

nino

v

oblik

i:

5,0

33

11

+

′+′

=′c

ic

mσσ

σσ

σ

(1)

in z

a ra

zpok

ano

kam

nino

:

a

cb

cs

m

+

′+′

=′σσ

σσ

σ3

31

(2

)

V e

načb

ah p

omen

i:

8

31

,σσ

′′

gla

vni e

fekt

ivni

nap

etos

ti

… e

noos

na tl

ačna

trdn

ost i

ntak

tne

kam

nine

im

… m

ater

ialn

i par

amet

er in

takt

ne k

amni

ne

bm

… m

ater

ialn

i par

amet

er ra

zpok

ane

kam

nine

s

mat

eria

lni p

aram

eter

razp

okan

e ka

mni

ne

a

mat

eria

lni p

aram

eter

razp

okan

e ka

mni

ne

Hoe

kov

in B

row

nov

para

met

er

im

za

inta

ktne

kam

nine

je p

otre

bno

določi

ti za

vsa

ko k

amni

no p

oseb

ej v

trio

snih

apa

ratih

. O

cene

za

neka

j pog

ostih

kam

nin

pa s

o:

K

amni

na

im

K

amni

na

im

K

ongl

omer

at

22

Mar

mor

9

Pešče

njak

19

Fi

lit

10

Mel

jeve

c 9

Met

amor

fni

skril

avci

4

– 9

Glin

avec

4

Gra

nit

33

Apn

enec

8

– 10

D

iorit

28

B

reča

20

B

azal

t 17

G

najs

33

Tu

f 15

Za

raz

poka

ne k

amni

ne j

e m

ogoč

e m

ehan

ske

para

met

re

ocen

iti s

pom

očjo

GS

I in

para

met

ra

im

:

−=

2810

0ex

pG

SIm

mi

b

(3

) P

aram

etra

a i

n s

določa

mo

razl

ično

za

slab

še (

GS

I<25

) in

bol

jše

(GS

I>25

) kam

nine

:

s

a

GS

I>25

=9

100

exp

GSI

s

5,0=

a

GS

I<25

0

=s

200

65,0G

SIa

−=

Oce

nim

o la

hko

tudi

ela

stič

ni m

odul

kam

nine

:

9

−=

4010

10(G

Pa)

GSI

E

za

M

Pa10

0>

−=

4010

1010

0(G

Pa)

GSI

Ec

σ

za

MPa

100

>c

σ

(c

σpo

daja

mo

v M

Pa)

P

omem

bno

je v

edet

i, da

nav

eden

e en

ačbe

za

ocen

o m

ehan

skih

pa

ram

etro

v ka

mni

n ve

ljajo

za

znač

ilne

vred

nost

i cel

otne

kam

nins

ke

gmot

e. U

pora

bne

so t

akra

t, ko

je k

amni

na m

očno

raz

poka

na.

Za

inta

ktno

kam

nino

lah

ko u

pora

bim

o en

ačbo

(1)

, m

edte

m k

o za

ka

mni

ne,

kjer

pr

evla

duje

ta

eden

al

i dv

a si

stem

a ra

zpok

up

orab

ljam

o st

rukt

urne

ana

lize

stab

ilnos

ti (g

lej n

asle

dnje

pog

lavj

e).

Več

o g

radn

jah

v ka

mni

nah

lahk

o na

jdet

e na

spl

etni

stra

ni d

r. E

verta

Hoe

ka: h

ttp://

ww

w.ro

csci

ence

.com

/hoe

k/H

oek.

asp.

10

Tu l

ahko

dob

ite t

udi

prog

ram

Roc

Lab

za d

oloč

anje

meh

ansk

ih

kara

kter

istik

kam

nin

na o

snov

i G

SI

in e

noos

ne t

lačn

e trd

nost

i m

ater

iala

(prik

az s

poda

j).

Iz

enačb

(1)

in (

2) te

r iz

gor

nje

slik

e vi

dim

o, d

a trd

nost

kam

nine

ni

liner

ano

odvi

sna

od

spre

mem

be

nape

tost

nega

st

anja

, ko

t to

pr

edpo

stav

i Moh

r-C

oulo

mbo

v po

rušn

i krit

erij,

ki g

a up

orab

ljam

o za

ze

mlji

ne.

Ko

upor

ablja

mo

za k

amni

ne v

rač

unsk

ih a

naliz

ah M

ohr-

Cou

lom

bove

trd

nost

ne p

aram

etre

, se

je t

ega

potre

bno

zave

dati

in

jih d

oloč

iti n

a us

trezn

em o

bmoč

ju n

apet

osti.

Pos

ebej

zan

imiv

o je

vi

deti,

da

se z

več

anje

m p

rve

glav

ne n

orm

alne

nap

etos

ti veča

ko

hezi

ja in

man

jša

striž

ni k

ot, m

edte

m k

o je

pri

maj

hnih

nap

etos

tih

(bliz

u po

vrši

ne)

kohe

zija

maj

hna.

Tud

i za

to s

o v

kam

nina

h la

hko

prob

lem

atič

ni v

kopi

, m

edte

m k

o te

mel

jenj

e v

kam

nina

h ob

ičaj

no

pote

ka b

rez

teža

v. Iz

jem

a so

n.p

r. ka

vern

e po

d te

mel

ji.

11

AN

ALI

ZE S

TAB

ILN

OS

TI V

KO

PO

V V

KA

MN

INA

H

Za a

naliz

e st

abiln

osti

vkop

ov v

kam

nina

h je

več

mož

nost

i: −

Ana

lize

pote

ncia

lno

nest

abiln

ih b

loko

v in

klin

ov n

a os

novi

sm

eri

in

vpad

a di

skon

tinui

tet

so

prim

erne

za

ka

mni

ne

z m

anjš

im

štev

ilom

sis

tem

ov d

isko

ntin

uite

t. E

dine

mož

ne d

rsne

plo

skve

so

vzdo

obst

oječ

ih

disk

ontin

uite

t. Za

to

je

potre

bno

upoš

teva

ti st

rižne

par

amet

re,

ki v

elja

jo z

a ra

zpok

e. T

em a

naliz

am p

ravi

mo

“stru

ktur

ne a

naliz

e”.

− Za

moč

no r

azpo

kane

in/

ali

skril

ave

kam

nine

lah

ko a

naliz

iram

o st

abiln

ost

z m

etod

ami,

ki j

ih p

ozna

mo

za z

emlji

ne.

Pot

enci

alne

dr

sine

po

teka

jo

lahk

o de

lno

vzdo

obst

oječ

ih

(raz

lični

h)

disk

ontin

uite

t, de

lno

pa v

dru

gačn

i sm

eri.

Zato

je

potre

bno

za

striž

no t

rdno

st u

pošt

evat

i ne

ke p

ovpr

ečne

vre

dnos

ti trd

nost

i za

ce

lotn

o ka

mni

nsko

gm

oto

(Hoe

k-B

row

nov

krite

rij z

a ra

zpok

ane

kam

nine

). −

Alte

rnat

ivno

je

m

ogoč

a oc

ena

stab

ilnos

ti br

ežin

s

pom

očjo

kl

asifi

kaci

jski

h m

etod

za

kam

nine

. P

oseb

ej z

a oc

eno

stab

ilnos

ti br

ežin

iz k

amni

n je

izde

lana

kla

sifik

acija

z im

enom

“S

lope

Mas

s R

atin

g” (S

MR

). O

mej

ili s

e bo

mo

na p

rvi p

risto

p. D

rugi

pris

top

pozn

amo

iz m

ehan

ike

tal,

tretji

pa

pres

ega

zast

avlje

ni o

kvir.

St

rukt

urne

ana

lize

stab

ilnos

ti G

robo

la

hko

met

ode

stru

ktur

nih

anal

iz

stab

ilnos

ti ka

mni

nski

h bl

okov

in k

linov

razd

elim

o v

graf

ične

in a

nalit

ične

met

ode.

Osn

ovno

gr

afič

no m

etod

o po

znam

o po

d im

enom

Mar

klan

dov

test

. Ana

litič

ne

met

ode

so p

odob

ne r

ezul

tant

nim

met

odam

sta

biln

ostn

ih a

naliz

za

zem

ljine

. P

omem

bna

razl

ika

je,

da t

u m

ožne

drs

ine

pozn

amo

v na

prej

(dis

kont

inui

tete

).

12

MA

RK

LAN

DO

V TE

ST

Mar

klan

dov

test

je g

rafič

na m

etod

a st

abiln

ostn

e an

aliz

e ra

zpok

ane

kam

nine

. O

mog

oča

hitro

oce

no s

tabi

lnos

ti ra

zpok

ane

kam

nins

ke

gmot

e, v

kat

eri

načr

tuje

mo

vkop

. O

snov

a za

Mar

klan

dov

test

je

Sch

mid

tova

pro

jekc

ija p

rost

orsk

e le

ge ra

vnin

na

list p

apirj

a.

Prik

az ra

vnin

v s

fern

i pro

jekc

iji (S

chm

idto

va p

roje

kcija

) S

chm

idt j

e pr

edla

gal,

da p

rost

orsk

o le

go ra

vnin

e pr

ikaž

emo

na li

stu

papi

rja t

ako,

da

proj

icira

mo

pres

ek r

avni

ne s

spo

dnjo

pol

ovic

o kr

ogle

, pr

i čem

er r

avni

na p

otek

a sk

ozi s

redi

šče

krog

le.

Prin

cip

je

prik

azan

na

spod

njih

slik

ah. M

ožna

sta

dva

prik

aza

pros

tors

ke le

ge

ravn

ine:

S

krož

nim

lo

kom

, ki

pr

edst

avlja

pr

esek

sp

odnj

e po

lovi

ce

krog

le z

ravn

ino

• S

toč

ko,

ki p

reds

tavl

ja p

rebo

dišč

e sp

odnj

e po

lovi

ce k

rogl

e z

norm

alo

na t

o ra

vnin

o, p

ri če

mer

nor

mal

a iz

haja

iz

sred

išča

kr

ogle

. To

točk

o im

enuj

emo

pol.

13

Lego

rav

nine

v p

rost

oru

določa

jo v

spl

ošne

m t

rije

poda

tki.

Ker

pr

avilo

ma

govo

rimo

o “s

iste

mih

raz

pok”

, to

so

nizi

vzp

ored

nih

razp

ok

v ka

mni

nski

m

asi,

zado

ščat

a za

to

dv

a po

datk

a.

Prv

i po

date

k go

vori

o sm

eri

padn

ice

ravn

ine

gled

e na

sm

er s

ever

a (a

zim

ut).

Ta v

redn

ost l

ahko

zav

zam

e vr

edno

sti o

d 0

do 3

60°.

Dru

gi

poda

tek

pa je

nak

lon

ravn

ine

gled

e na

hor

izon

talo

in p

ove

kako

je

ravn

ina

strm

a. N

aklo

n ra

vnin

e je

lah

ko o

d 0

(vod

orav

na)

do 9

(nav

pičn

a).

P

odat

ke o

legi

razp

ok p

ridob

imo

z ge

ološ

kim

kom

paso

m, s

kat

erim

la

hko

istoča

sno

izm

erim

o ob

a po

trebn

a po

tatk

a: s

mer

in v

pad

plas

ti al

i ra

zpok

v k

amni

ni.

Pod

atke

zap

išem

o v

oblik

i sm

er/v

pad,

n.p

r. 16

0/30

.

Ker

so

v na

ravi

raz

poke

in

plas

ti ob

ičaj

no v

se p

rej

kot

idea

lne

ravn

ine,

je

po

trebn

o op

ravi

ti ve

liko

štev

ilo

mer

itev

in

določi

ti

14

prev

ladu

joče

sm

eri i

n vp

ade

razp

ok. Z

a ta

ko s

tatis

tično

obd

elav

o je

pr

imer

en p

rikaz

mer

itev

s po

li (to

čke)

, kje

r se

z večj

o go

stot

o po

lov

poka

že,

kate

re

smer

i di

skon

tinui

tet

so

prev

ladu

joče

. N

adal

jnje

an

aliz

e vr

šim

o ru

tinsk

o sa

mo

s pr

evla

dujoči

mi

smer

mi

sist

emov

di

skon

tinui

tet,

pri t

em p

a ne

sm

emo

povs

em s

preg

leda

ti sl

učaj

nih

razp

ok, š

e zl

asti če

so

osla

blje

ne, o

bsež

ne in

neu

godn

o us

mer

jene

.

Za

pra

ktič

no d

elo

potre

buje

mo

ustre

zno

mre

žo v

zpor

edni

kov

in

pold

nevn

ikov

v e

kvat

oria

lni p

roje

kciji

, pro

sojn

i pap

ir (p

aus)

in ri

saln

i že

bljič

ek,

ki o

mog

oča

vrte

nje

pros

ojne

ga p

apirj

a na

d po

mož

no

mre

žo. T

ehni

ko ri

sanj

a ra

vnin

v S

chm

idto

vi p

roje

kciji

bom

o sp

ozna

li pr

i vaj

ah. V

kra

tkem

jo la

hko

opiš

emo

v na

sled

njih

kor

akih

(že

limo

naris

ati n

.pr.

ravn

ino

s po

datk

i 160

/30)

: 1.

Z r

isal

nim

žeb

ljičk

om o

d sp

odaj

pre

bode

mo

podl

ago

z m

režo

po

ldne

vnik

ov in

vzp

ored

niko

v.

2. N

ato

post

avim

o na

d po

dlag

o še

pau

s in

ga

tudi

pre

bode

mo

z ris

alni

m ž

ebljičk

om.

3. N

a pa

us

nariš

emo

obris

S

chm

idto

ve

mre

že

(kro

žnic

o)

in

označi

mo

seve

r. 4.

Pri

pora

vnan

ih o

znak

ah z

a se

ver

na p

odla

gi i

n pa

usu

si

označi

mo

na o

bris

u pa

usa

azim

ut 1

60.

5. Z

vrte

njem

pau

sa o

koli

osi o

znak

o po

ravn

amo

s sm

erjo

90°

. 6.

Od

zuna

njeg

a ro

ba p

rešt

ejem

o na

mre

ži p

oldn

evni

k 30

°. N

a pa

usu

prer

išem

o 30

sto

pinj

ski p

oldn

evni

k s

podl

age.

7.

Zop

et

pora

vnam

o se

vera

na

po

dlag

i in

pa

usu

ter

se

prep

ričam

o, č

e sm

o ra

vnin

o pr

av n

aris

ali.

U

goto

vim

o še

: v

Sch

mid

tovi

pro

jekc

iji s

e ra

vnin

a pr

ojic

ira k

ot d

el

krož

nice

, pr

emic

a pa

ko

t točk

a.

Raz

mis

li ka

ko

lahk

o iz

S

chm

idto

vega

dia

gram

a iz

mer

iš k

ot m

ed d

vem

a pr

emic

ama!

15

St

rižna

trdn

ost v

zdol

ž ra

zpok

Za

opi

s st

rižne

trd

nost

i vz

dolž

raz

pok

naj

pogo

stej

e up

orab

ljam

o M

ohr-

Cou

lom

bov

striž

ni

zako

n, če

prav

je

n.

pr.

Bar

ton

(197

3)

ugot

ovil,

da

je z

a st

rižno

trd

nost

raz

pok

bolj

ustre

zna

nelin

earn

a en

ačba

. Dol

očite

v st

rižni

h pa

ram

etro

v la

hko

pote

ka s

pre

iska

vam

i v

pose

bej

prila

goje

nih

striž

nih

apar

atih

, po

mag

amo

pa

si

tudi

z

empi

rični

mi

post

opki

. S

trižn

a trd

nost

vzd

olž

razp

ok j

e po

goje

na s

st

rižno

trd

nost

jo

povr

šine

gl

adke

in

takt

ne

kam

nine

, hr

apav

osti,

ne

ravn

osti

in

prep

erel

osti

povr

šine

te

r m

oreb

itne

razp

rtost

i in

za

poln

itve

razp

ok. M

eritv

e na

pre

pros

tih m

odel

ih „

žaga

stih

“ st

ični

h

16

plos

kev

so p

okaz

ale,

da

lahk

o st

rižno

trd

nost

opi

šem

o z

enač

bo

(Pat

ton,

196

6)

kj

er je

bϕ o

snov

ni s

trižn

i kot

stik

a dv

eh r

avno

odr

ezan

ih p

ravi

lno

oblik

ovan

ih k

osov

inta

ktne

kam

nine

, dol

očen

v s

trižn

em a

para

tu.

i po

men

i nak

lon

nera

vnin

žag

aste

plo

skve

kot

to p

rikaz

uje

slik

a.

Pat

tono

va

enač

ba

je

zelo

pr

epro

sta

in

zato

ne

od

raža

vs

eh

znač

ilnos

ti st

rižne

ga o

bnaš

anja

stik

a, k

ot n

a pr

imer

poš

kodo

vanj

a “z

obov

” al

i ne

ravn

in p

ri vi

soki

h tla

kih.

Zat

o od

nos

ne m

ore

biti

linea

ren.

Bar

ton

(197

3) j

e pr

edla

gal

striž

ni z

akon

za

stik

dve

h bl

okov

kam

nine

v o

blik

i:

′+

′=

nb

nJC

SJR

ϕσ

τ10

log

tan

V

enačb

i pom

eni:

JRC

»J

oint

Rou

ghne

ss

Coe

ffici

ent«

(koe

ficie

nt

hrap

avos

ti ra

zpok

e)

JCS

»Joi

nt w

all C

ompr

essi

ve

Stre

ngth

« (tl

ačna

trdn

ost

kam

nine

ob

razp

oki)

Tlač

na t

rdno

st k

amni

ne je

vzd

olž

razp

oke

pogo

sto

man

jša

kot

v no

tranj

osti

blok

a ka

mni

ne,

saj o

b ra

zpok

i ka

mni

ne

najp

rej

in

najh

itrej

e pr

eper

evaj

o. M

anjš

a ko

t je

trdn

ost k

amni

ne o

b st

iku,

hitr

eje

se b

odo

nera

vnin

e zd

robi

le in

man

jša

je s

trižn

a trd

nost

stik

a. J

CS

najp

ogos

teje

dol

očam

o s

Sch

mid

tovi

m k

ladi

vom

.

)ta

n(i

bn

+′

στ

17

JRC

(ko

efic

ient

hra

pavo

sti

razp

oke)

dol

očim

o na

ter

enu

tako

, da

pr

imer

jam

o ob

liko

stič

nih

plos

kev

kam

nine

ob

razp

okah

z z

nači

lnim

i ob

likam

i, pr

ikaz

anim

i na

nasl

ednj

i slik

i.

18

Zdrs

blo

ka k

amni

ne

Blo

k ka

mni

ne

imen

ujem

o ta

ko

geom

etrij

sko

oblik

o ka

mni

nske

gm

ote,

ki j

o tv

orita

vko

pna

brež

ina

in

en

sist

em

razp

ok

s pr

ibliž

no

enak

o us

mer

jeno

pad

nico

. V

Sch

mid

tovi

pro

jekc

iji p

rikaž

emo

tako

situ

acijo

s s

podn

jo s

liko.

Da

bi p

rišlo

do

zdrs

a bl

oka,

mor

ata

biti

izpo

lnje

na d

va p

ogoj

a:

1. N

aklo

n vk

opne

bre

žine

mor

a bi

ti večj

i od

nak

lona

raz

pok

(β>ϑ

). (k

inem

atič

ni p

ogoj

ali

pogo

j obs

toja

blo

ka)

2. N

aklo

n ra

zpok

e m

ora

biti

večj

i od

st

rižne

ga

kota

vz

dolž

ra

zpok

e (ϑ

>ϕ).

(rav

nove

sni p

ogoj

) P

rvi p

ogoj

je s

Sch

mid

tove

pro

jekc

ije n

a go

rnji

slik

i lep

o vi

den,

saj

je

bol

j st

rma

ravn

ina

bliž

je s

redi

šču,

bol

j po

ložn

a pa

bliž

je r

obu

Sch

mid

tove

mre

že.

Dru

gi p

ogoj

bi

lahk

o z

iste

slik

e ra

zbra

li, č

e bi

na

prem

ici,

ki

naka

zuje

sm

er d

rsen

ja (

smer

pad

nice

raz

poke

) oz

nači

li še

vel

ikos

t st

rižne

ga k

ota.

Z r

oba

mre

že p

oišč

emo

(pre

štej

emo)

pol

dnev

nik,

ki

odgo

varja

vel

ikos

ti st

rižne

ga k

ota

(n.p

r. 35

°). S

kozi

ozn

ačen

o točk

o začr

tam

o kr

ožni

co iz

sre

dišč

a m

reže

. Č

e zd

ruži

mo

oba

gorn

ja p

ogoj

a v

eneg

a, v

idim

o, d

a la

hko

prid

e do

zd

rsa

blok

a pr

i po

goju

(β>

ϑ>ϕ

). K

ritič

no o

bmoč

je j

e to

rej

med

st

rižni

m k

otom

in n

aklo

nom

vko

pne

brež

ine

(šra

firan

o na

nas

ledn

ji sl

iki).

19

Slik

a pr

ikaz

uje:

R

azpo

ke:

102/

70

B

reži

na v

kopa

: 170

/60

165/

45

228/

65

S

trižn

i kot

: 35

°

35

8/40

K

er s

e pa

dnic

a ra

zpok

e 16

5/45

nah

aja

v šr

afira

nem

krit

ične

m

obm

očju

, obs

taja

nev

arno

st z

drsa

blo

ka.

V k

ritič

nem

obm

očju

na

slik

i pa

se

neka

teri

sist

emi

razp

ok t

udi

seka

jo.

Vsa

ko

pres

ečišče

dv

eh

sist

emov

ra

zpok

v

kritičn

em

obm

očju

pom

eni,

da la

hko

prid

e do

zdr

sa k

lina

(gle

j nad

alje

vanj

e),

ki g

a ta

dva

sis

tem

a tv

orita

z v

kopn

o br

ežin

o.

20

Zdrs

klin

a ka

mni

ne

Klin

kam

nine

obl

ikuj

eta

pole

g vk

opne

bre

žine

še

dva

sist

ema

razp

ok (l

evo)

, kar

je v

Sch

mid

tovi

pro

jekc

iji p

rikaz

ano

na d

esni

.

Že

na

prej

šnji

stra

ni s

mo

zapi

sali,

da

se n

evar

nost

zdr

sa k

lina

v M

arkl

ando

vem

test

u po

kaže

tako

, da

se d

va s

iste

ma

razp

ok s

ečet

a v

kritičn

em o

bmoč

ju (p

resečn

ica

obeh

ravn

in je

v s

mer

i bre

žine

). P

OM

NI:

Mar

klan

dov

test

ne

omog

oča

upoš

teva

nja

vode

v r

azpo

ki

in k

ohez

ijske

ga d

elež

a st

rižne

trdn

osti

vzdo

lž ra

zpok

e.

Zvrača

nje

blok

ov k

amni

ne (t

oppl

ing)

O

b do

loče

nih

geom

etrij

skih

in s

tatič

nih

pogo

jih p

a la

hko

prid

e še

do

eneg

a nači

na p

oruš

itve:

zvr

ačan

ja b

loko

v.

21

Ali

bo p

rišlo

do

zvrača

nja

ali z

drsa

blo

ka a

li pa

bo

le-ta

sta

bile

n,

določa

jo:

razm

erje

med

viš

ino

in š

irino

blo

ka,

nakl

on »

podl

age«

bl

oka

in s

trižn

a trd

nost

stik

a:

22

AN

ALI

TIČ

NI R

UN

STA

BIL

NO

STI

BLO

KO

V IN

KLI

NO

V

KA

MN

INE

R

avni

nski

zdr

s –

stab

ilnos

t blo

ka k

amni

ne

Dob

er m

odel

za

zdrs

blo

ka k

amni

ne p

o ra

zpok

i je

mod

el „

klad

e na

kl

ancu

“. R

azlik

a je

pra

vzap

rav

le v

obl

iki r

ealn

ega

blok

a.

Za „

suho

“ ka

mni

no l

ahko

raz

mer

e pr

ikaž

emo

s sp

odnj

o sl

iko,

re

zulta

t pa

mor

a bi

ti za

raz

poke

bre

z ko

hezi

jske

trd

nost

i ide

ntič

en

kot g

a la

hko

razb

erem

o iz

Mar

klan

dove

ga te

sta.

P

roje

kcijs

ki p

ogoj

vzd

olž

razp

oke

se g

lasi

:

cAW

cAN

RW

R+

=+

=>ϕ

ψϕψ

tan

cos

tan

sin

Č

e ko

hezi

je n

i, hi

tro u

goto

vim

o:

ψϕ

ψϕ

ψta

nta

nsi

nta

nco

s>

⇒>

WW

ka

r ust

reza

pog

oju,

ki s

mo

ga u

pora

bili

že p

ri M

arkl

ando

vem

test

u.

Pog

osto

je v

razp

okah

ka

mni

ne tu

di v

oda.

Ta

se

lahk

o na

haja

v ra

zlič

nih

kom

bina

cija

h:

• V

oda

sam

o v

tenz

ijski

ra

zpok

i •

Vod

a v

tenz

ijski

razp

oki

in n

a dr

sini

Vod

a sa

mo

na d

rsin

i

23

Tenz

ijska

ra

zpok

a se

la

hko

naha

ja

na

brež

ini

ali

v za

ledj

u.

Pom

embn

a ra

zlik

a gl

ede

polo

žaja

te

nzijs

ke

razp

oke

je

le

pri

konk

retn

ih e

načb

ah z

a te

žo b

loka

, do

lžin

o dr

sine

, m

edte

m k

o je

os

novn

i prin

cip

enak

kot

sm

o ga

pok

azal

i na

prim

eru

mod

ela

“kla

de

na k

lanc

u”.

Tenz

ijska

razp

oka

v za

ledj

u br

ežin

e

Vod

ni p

ritis

ki p

ri bl

oku

s te

nzijs

ko

razp

oko

v za

ledj

u.

V =

0.5

γ w

z2 w U

= 0

.5 γ

w A

z w

Geo

met

rijsk

e oz

nake

pri

blok

u s

tenz

ijsko

razp

oko

v za

ledj

u.

AH

z=

−sin

ψ

W =

0.5

γ (H

x -

D z)

W

Hz H

ctg

ctg

=−

05

12

2

ψβ

24

Ten

zijs

ka ra

zpok

a na

bre

žini

AH

z=

−sin

ψ

()

[]

WH

XD

zz

DX

=−

+−

050

[]

WH

z Hct

gct

gct

g=

05

11

22

ψψ

β

25

K

daj p

ride

do te

nzijs

ke ra

zpok

e na

bre

žini

in k

daj n

a za

ledj

u?

To z

avis

i od

mor

ebitn

ega

obst

oja

ustre

zno

usm

erje

nih

razp

ok v

pr

osto

ru v

kopa

ter o

d st

atič

nih

razm

er –

zdr

snil

bo ta

k bl

ok, k

i im

a na

jman

j ugo

dno

razm

erje

med

akt

ivni

mi i

n re

aktiv

nim

i sila

mi.

Če

je v

tenz

ijski

h ra

zpok

ah v

oda,

se

poka

že, d

a je

krit

ična

tenz

ijska

ra

zpok

a tis

ta, k

i izh

aja

iz z

gorn

jega

roba

vko

pne

brež

ine

(mej

ni

prim

er m

ed ra

zpok

o na

bre

žini

in v

zal

edju

). Č

e je

kam

nina

suh

a, je

krit

ična

tenz

ijska

razp

oka

v za

ledj

u z

viši

no:

()

βψ

tan

/ta

n1−

=H

z

S ta

ko ra

zpok

o raču

nam

o tu

di, č

e v

nara

vi u

stre

zno

usm

erje

ne

razp

oke

ne o

bsta

jajo

, pa

bi z

arad

i maj

hne

nate

zne

trdno

sti k

amni

ne

lahk

o na

stal

a ob

izve

dbi v

kopa

. IZ

RAČ

UN

KO

LIČ

NIK

A V

AR

NO

STI

F Z

A R

AV

NIN

SK

I ZD

RS

O

dpor

na

drsi

ni m

ora

biti

večj

i ali

enak

rezu

ltant

i akt

ivni

h si

l v s

mer

i dr

sine

:

()

ϕψ

ψψ

ψta

nsi

nco

sco

ssi

nV

UW

AcV

W−

−+

≤+

K

olič

nik

varn

osti

lahk

o iz

razi

mo

kot r

azm

erje

med

raz

polo

žljiv

im in

za

rav

nove

sje

potre

bnim

odp

orom

, pri če

mer

za

ravn

oves

je p

otre

-bu

jem

o si

lo, k

i ura

vnot

eži k

ompo

nent

o ak

tivni

h si

l vzd

olž

drsi

ne:

Vw

zw

=05

2.γ

U

wA

zw=

05.γ

26

()

Fc

AW

UV

tgW

V=

+−

−+

cos

sinsin

cos

ψψ

ϕψ

ψ

RA

ZMIS

LI: K

ako

bi z

gorn

jo e

načb

o ra

zširi

l za

prim

er, k

o bl

ok k

amni

ne s

idra

mo?

U

pora

bim

o la

hko

pred

nape

ta (a

ktiv

na) s

idra

ali

pa p

asiv

na s

idra

. Kak

o bi

upo

štev

al p

rva

in

kako

dru

ga (p

ri ak

tivni

h al

i rea

ktiv

nih

sila

h)?

Ali t

a „m

alen

kost

“ vpl

iva

na re

zulta

t?

Zdrs

klin

a P

ri zd

rsu

klin

a m

oram

o v

splo

šnem

zap

isat

i ra

vnov

esno

enačb

o,

kjer

je

upoš

teva

na s

trižn

a trd

nost

vzd

olž

dveh

(po

las

tnos

tih i

n ve

likos

ti ra

zlič

nih)

plo

skev

. V

kom

bina

ciji

z m

oreb

itno

tenz

ijsko

ra

zpok

o je

tu

di

geom

etrij

a kl

ina

razm

erom

a bo

lj za

htev

na

za

obra

vnav

o ko

t pri

blok

u. P

ovse

m s

ploš

ne e

načb

e so

zat

o ne

kolik

o da

ljše

in j

ih l

itera

tura

red

ko n

avaj

a, p

omem

bne

so p

redv

sem

za

izde

lavo

pro

gram

ske

opre

me,

ki

naj

omog

oča

anal

itičn

e raču

ne

stab

ilnos

ti kl

inov

ka

mni

ne

za

polju

bne

prim

ere

geom

etrij

e,

mat

eria

lnih

last

nost

i in

pris

otno

sti v

ode

v ra

zpok

ah.

Om

ejim

o se

na

prim

er,

ki g

a m

orem

o ob

ravn

avat

i tud

i gra

fično

z

Mar

klan

dovi

m t

esto

m –

bre

z ko

hezi

je i

n br

ez v

ode

ter

z en

akim

i la

stno

stm

i vzd

olž

obeh

drs

nih

plos

kev

klin

a.

27

Geo

met

rija

klin

a

R

avno

vesj

e kl

ina

28

Mej

no ra

vnov

esno

sta

nje

nast

ane

takr

at, k

o je

tren

jski

odp

or e

nak

vzdo

lž p

resečn

ice

usm

erje

ni k

ompo

nent

i sile

teže

:

()

ϕψ

tan

sin

BA

iR

RW

+=

A

li iz

raže

no s

kol

ični

kom

var

nost

i:

()

FR

Rtg

WAB

i

=+

ϕψ

sin

Iz p

roje

kcijs

kih

pogo

jev

določi

mo

še o

dnos

med

težo

in n

orm

alni

ma

sila

ma

R A in

RB

x=

∑0 (

)(

)R

RA

Bsin

.co

s.

ωξ

ωξ

−=

+05

05

y=

∑0 (

)(

)R

RW

AB

ico

s.

cos

.co

ξω

ξψ

−−

+=

0505

()

RR

Wtg

AB

i+

=co

ssin

.ψϕ

ξ05

Rez

ulta

t vst

avim

o v

gorn

ji iz

raz

za k

olič

nik

varn

osti

in d

obim

o re

zulta

t:

()

Ftg tg

i

=si n

sin.ω

ϕξ

ψ05

Dob

ljeni

rezu

ltat n

e pr

inaš

a nič

nove

ga v

prim

erja

vi z

Mar

klan

dovi

m

test

om,

saj

prav

tak

o ni

smo

upoš

teva

li ko

hezi

jske

trd

nost

i, ni

ti hi

dros

tats

kih

tlako

v vz

dolž

drs

nih

plos

kev.

Upo

štev

anje

pov

sem

sp

lošn

ih r

azm

er o

b kl

inu

je a

nalit

ično

mog

oč,

vend

ar p

rese

ga

zast

avlje

n ob

seg.