1

GEOTEHNIČNI PODATKI Sestavo tal in njihove lastnosti je za razliko od drugih inženirskih materialov (kovine, beton, les) potrebno predhodno raziskati na terenu, kjer je predvidena gradnja. Raziskave razdelimo v tri faze: 1. Predhodne (preliminarne) raziskave 2. Glavne raziskave 3. Dopolnilne (kontrolne) raziskave PRELIMINARNE RAZISKAVE Cilj: Ugotoviti splošno primernost terena za načrtovano gradnjo, okvirno sestavo in kvaliteto tal, nastopanje podtalnice ter morebitne posebnosti (n.pr. vpliv rudarjenja na območju gradnje, ...). Potrebno je pridobiti dovolj podatkov, da je možna uvrstitev v ustrezno geotehnično kategorijo (1, 2 ali 3 po Eurocode 7). Potrebno je: • Pregledati geološke karte • Pregledati obstoječe podatke iz bližnjih lokacij • Pridobiti geodetske posnetke v primernem merilu • Inženirsko geološko kartiranje (pregled terena,

morfoloških značilnosti, hidrogeoloških značilnosti, izdankov hribine, obstoječih vkopov, nestabilnosti, ...)

• Pregledati letalske posnetke s stereoskopom (foto-geologija)

• Pregledati podatke o potresni ogroženosti terena

2

• Če je obstoječih podatkov premalo ali jih sploh ni, je že v tej fazi potrebna izvedba razkopov, vrtin ali drugih primernih terenskih raziskav

GLAVNE RAZISKAVE Cilj: Čim natančneje spoznati sestavo tal in fizikalne karakteristike posameznih slojev tal, režim podtalnice ter vse pomembne posebnosti, da je možno varno in ekonomično načrtovati vse predvidene faze gradnje. OBSEG IN PRIČAKOVANI REZULTATI PREISKAV • Na osnovi spoznanj preliminarnih raziskav je potrebno

pripraviti program glavnih raziskav. Obseg raziskav je odvisen od − stopnje predhodne raziskanosti terena, − zasnove, velikosti in pomembnosti objekta, − predvidenih obremenitev tal, − vrste tal.

• Pri načrtovanju preiskav je potrebno upoštevati veljavne

tehnične standarde in lastno strokovno presojo ter izkušnje.

• Obseg raziskav je po potrebi nujno prilagoditi sprotnim

spoznanjem. • Minimalne zahteve glede obsega preiskav po EC-7 za

geotehnično kategorijo 2 (najbolj razširjena kategorija) so naslednje: − Za večje objekte se predvidi mreža raziskav, običajno

na medsebojni razdalji 20-40 m. Pri tem je del vrtin ali sondažnih razkopov možno nadomestiti s

3

penetracijskimi raziskavami in geofizikalnimi meritvami.

− Za točkovne in pasovne temelje je potrebno raziskati

tla vsaj do globine, ki znaša 1 do 3 kratno širino temelja pod koto temeljenja. Vsaj del raziskav je potrebno izvesti še globlje, da je možen natančen račun posedkov in definirati morebitne probleme v zvezi s podtalnico.

− Za temeljno brano naj bo globina raziskav vsaj enaka

širini temeljne brane, če nismo prej naleteli na hribinsko podlago.

− Pri temeljenju na pilotih je potrebno tla preiskati vsaj

do globine petih premerov kola pod koto noge kola, kar pa vselej ni dovolj.

τπτπτ 6d

3d

4d2M

32

2 =⋅=

− Pri skupini kolov je potrebno preiskati pod koto temeljenja vsaj še do globine manjše od obeh dimenzij skupine na koti noge kolov.

4

− Za nasipe in deponije je potrebno tla preiskati vse do globine, ki še pomembno prispeva k posedkom (do globine, pod katero bi dobili manj kot 10% celotnega pričakovanega posedka). Pri nasipih je tipičen razmak med sondami 100 do 200 m.

− Za vkope je potrebno tla preiskati vsaj še 40% globine

vkopa pod dnom vkopa ali minimalno 2 m pod dnom vkopa.

• Minimalne zahteve glede preiskav podtalnice po EC-7 so naslednje: − opazovanje nivojev podtalnice v vrtinah in piezometrih

v rednih časovnih presledkih, − ugotoviti morebitne arteške pritiske podtalnice in

posebnosti kot so zaprti vodonosniki in nihanja zaradi plimovanja,

− pri načrtovanju globokih vkopov (gradbenih jam) je potrebno zaradi nevarnosti hidravličnega loma tal preiskati tla vsaj do dvakratne globine vkopa, pri zemljinah z nizko prostorninsko težo pa še globlje.

5

• Preiskave morajo vsebovati še pregled morebitnih vplivov okolja na gradnjo in obratno (erozija, zmrzovanje, preperevanje, spreminjanje nivoja podtalnice, poplavnost področja, prisotnost plinov v tleh, potresna ogroženost, vpliv na sosednje objekte oziroma vpliv sosednjih objektov na načrtovanega)

V slučaju gradnje na hribinski podlagi je potrebno dodatno ugotoviti: • smer vpada plasti in razpok, • morebitno prisotnost prelomnih con, • značilnosti diskontinuitet (razpok, plastovitosti), kot so:

medsebojna razdalja, hrapavost, zapolnitev z drugimi materiali (glino), zveznost, prisotnost vode,

• morebitno menjavanje mehkejših in trdnejših plasti hribine.

DOPOLNILNE RAZISKAVE Cilj: Dopolniti spoznanja glavnih preiskav v primeru, da se pri interpretaciji glavnih preiskav pojavljajo dvomi glede strukture ali karakteristik tal in režima podtalnice. Metode in obseg teh raziskav je potrebno smiselno izbrati glede na konkretne cilje dopolnilnih preiskav.

MOŽNI NAČINI SONDIRANJA

• sondažne jame, jaški, rovi ali zaseke • sondažno vrtanje − udarno ali zabijalno (ni možen odvzem vzorca) − z izpiranjem (ni vzorca) − rotacijsko s polno krono, svedrom, žlico (porušen

vzorec)

6

− rotacijsko z zveznim jedrovanjem (intaktni vzorci premera od cca 50 do cca 200 mm)

• težiti je potrebno k 100% jedru visoke kvalitete, za kar je potrebna kvalitetna vrtalna oprema (dvo ali tro-stenski jedrnik)

• pri vrtanju je možno ostenje vrtine varovati z vodo, izplako ali zaščitno cevjo (pozor: voda ali izplaka lahko vpliva na lastnosti vzorca in stene vrtine)

ODVZEM VZORCEV

• vzorci so lahko porušeni ali intaktni • na intaktnih vzorcih lahko izvajamo vse vrste

laboratorijskih preiskav • na porušenih vzorcih lahko izvajamo le nekatere glavne

preiskave (zrnavost, vlažnost, lezne meje) • vzorce moramo po odvzemu hraniti v neprodušno

zaprtih valjih z oznako gradbišča, vrtine, vzorca (globina odvzema), metodo vzorčevanja in datumom

7

Vrtalne glave za udarno vrtanje

8

Vrtalne glave (krone) za rotacijsko vrtanje s kontinuirnim

jedrovanjem

9

Orodje za spiralno vrtanje (porušen vzorec)

Vrtalna garnitura

10

Oprema za spremljanje parametrov vrtanja

11

TERENSKE PREISKAVE TEMELJNIH TAL ŽEPNI MERILNI INSTRUMENTI • žepni penetrometer • žepna krilna sonda PREIZKUSI V VRTINAH • krilna sonda • presiometer • standardna penetracijska preiskava (SPT) PENETRACIJSKI PREIZKUSI • standardna penetracijska preiskava (SPT) • statični konusni penetrometer (CPT) • dinamični penetracijski preizkus MERITVE VODOPREPUSTNOSTI • črpalni preizkusi • nalivalni preizkusi • disipacijski preizkusi s konusnim penetrometrom GEOFIZIKALNE METODE • geoelektrične metode • geoseizmične metode • georadar

12

PREDNOSTI TERENSKIH RAZISKAV

• preiskave na intaktnem materialu • preiskave pri dejanskem napetostnem stanju • preiskave zajamejo večjo količino zemljine • preiskave so hitre in vrednotenje preprosto SLABOSTI TERENSKIH RAZISKAV

• pogosto temelji interpretacija na empiričnih zvezah • praviloma nekoliko manjša natančnost meritev, ker

mora oprema omogočati velik obseg meritev (od zelo mehkih do zbitih ali trdnih zemljin) in so pogoji dela težji in manj nadzorovani kot v laboratoriju

STANDARDIZACIJA PREISKAV Za vsako v stroki uveljavljeno preiskavo obstajajo standardi, ki natančno opisujejo: • namen preiskave, • potrebno opremo, • postopek preiskave, • interpretacijo rezultatov, • način poročanja o rezultatih, • posebnosti glede uporabe v praksi. Izvajalci preiskav se morajo strogo držati predpisanih standardov, poznati jih morajo tudi uporabniki rezultatov preiskav. V Sloveniji trenutno še veljajo JUS standardi, pripravlja pa se sprejem Eurocode standardov (standardi evropske zveze), ki pa še nastajajo.

13

ŽEPNI PENETROMETER Namen: hitra ocena enoosne tlačne trdnosti (qu) na terenu ali v laboratoriju Postopek meritve: merilno oznako na penetrometru postavimo na izhodiščni položaj (qu=0), vtisnemo konico penetrometra do zareze (6 mm) v tla ali vzorec zemljine, izvlečemo penetrometer in odčitamo izmerjeno vrednost. Večina penetrometrov omogoča meritev v območju od 0 do 500 kPa. Meritev večkrat ponovimo in kot rezultat navedemo območje rezultatov.

Preglednica: Okvirne vrednosti enoosne tlačne trdnosti

glede na konsistenco materiala konsistenca

zemljine Indeks konsist.

Ic enoosna tlačna

trdnost qu (kPa)

nedrenirana strižna trdnost

cu (kPa) 0 0 0 židka do lahko

gnetna 0,25 25 12,5

lahko gnetna 0,50 50 25,0

srednje gnetna0,75 100 50,0

težko gnetna 1,00 200 100,0

poltrdna 1,25 400 200,0

14

ŽEPNA KRILNA SONDA Namen: hitra ocena nedrenirane strižne trdnosti (cu) na terenu ali v laboratoriju Postopek meritve: merilno razdelbo na žepni krilni sondi postavimo na izhodiščni položaj (cu=0), vtisnemo krilca v celoti v gladko pripravljena tla ali vzorec zemljine, počasi torzijsko vrtimo sondo do porušitve in odčitamo izmerjeno vrednost. Običajno je sonda opremljena z različnimi krilci, da je mogoče meritve izvajati na zelo mehkih (večja krilca) in tudi zelo trdnih materialih (manjša krilca). Pri uporabi različnih krilc je potrebno odčitani rezultat korigirati s tovarniško predpisanim korekcijskim faktorjem. Teoretično ozadje je razloženo pri krilni sondi.

15

KRILNA SONDA Namen: določanje nedrenirane strižne trdnosti (cu) na terenu. Meritev lahko izvajamo v dnu vrtine ali povsem ločeno od vrtine. Postopek meritve: Merilno sondo s krilci (velikost krilc DxH je 100x200 mm za zelo mehke zemljine in 40x80 mm za goste zemljine) s konstantno hitrostjo max 20 mm/s, vtisnemo v tla ali pod dno vrtine (skozi porušeno cono). S konstantno hitrostjo 6 do 12°/min torzijsko vrtimo krilca in merimo torzijski moment. Iz najvišje odčitane vrednosti momenta dobimo vrhunsko strižno trdnost (τuMax), v nadaljevanju preiskave pa lahko zemljino pregnetemo (s 5 do 10 hitrimi obrati sonde) in določimo tudi rezidualno strižno trdnost (τuR). Tako dobljena strižna trdnost je zaradi relativno hitre preiskave (traja 3 do 15 min) nedrenirana strižna trdnost. Le pri počasnejšem izvajanju preiskave v meljno peščenih zemljinah lahko pride že med preiskavo do disipacije pornih tlakov in s tem do previsokih vrednosti. Razmerje med vrhunsko in rezidualno nedrenirano strižno trdnostjo je definirano kot občutljivost zemljine:

uRuMax /S ττ= Ta preiskava je zelo pomembna predvsem za varno in ekonomično projektiranje gradenj na mehkih tleh. Koristna je predvsem v kombinaciji s CPT preiskavo in laboratorijskimi preizkusi. Pri vrednotenju rezultatov je potrebno upoštevati korekcije glede na mejo židkosti, indeks plastičnosti in vertikalni tlak.

16

Kadar na isti vertikali izvajamo več testov, mora biti razdalja med dvema testoma vsaj 0.5 m. Dve vertikali pa morata biti med seboj oddaljeni najmanj 2.0 m.

Izračun strižne trdnosti:

Plašč sonde: u1 2ddhM τπτ ⋅⋅=

Dno in vrh sonde: u

3

u

2

2 6d

3d

4d2M τπτπτ =⋅=

Skupaj: u

3

21 6d

2ddhMMM τπτττ ⋅

+⋅=+=

Tipska sonda (h=2d): 3uu

3

d/M273,06d7M ττ ττπ =⇒=

17

STANDARDNI PENETRACIJSKI PREIZKUS (SPT) Namen: Predvsem za določevanje trdnostnih in deformabilnostnih karakteristik nekoherentnih zemljin. Sprva določanje relativne gostote tal, danes pa lahko preko empiričnih korelacij s to preiskavo določamo tudi strižno trdnost, elastični modul, posedke, nosilnost temeljev, potencial likvifakcije in druge količine. Oprema: vrtalno drogovje, 63,5 kg utež na vodilu z mehanizmom za dviganje in spuščanje, votla konica (nož za odvzem vzorca) ali 60° polna konica premera 51 mm

Postopek meritve: Dno vrtine maksimalnega premera 150 mm očistimo in nanj spustimo vrtalno drogovje z izbrano konico (nož ali konus). Utež spuščamo z višine 760 mm, da udarja na drogovje. Sprva tako zabijemo konico 15 cm v tla, da preidemo cono poškodovanosti zaradi vrtanja. Nato štejemo število udarcev (N- penetracijski odpor) za penetracijo nadaljnjih 30 cm oz. izmerimo penetracijo pri 50-ih udarcih.

18

Ta preiskava je predvsem primerna za nekoherentne materiale, uporablja pa se tudi za koherentna tla in mehke hribine, vendar so v teh primerih rezultati manj zanesljivi. Definicije pojmov: ERr Razmerje med dejansko in teoretično energijo, ki

je vnešena v drogovje (teža uteži pomnožena z višino padca). Meritve kažejo, da je v povprečju dejanska energija le okrog 60% teoretične.

N izmerjeno število udarcev, N60 število udarcev, korigirano na 60% teoretične

energije (ERr=60%), (N1)60 število udarcev, korigirano na 60% teoretične

energije in na efektivni vertikalni tlak σ'v=100 kPa. Interpretacija rezultatov: POMNI: Interpretacija rezultatov SPT temelji na empiričnih korelacijah. Različni avtorji so uporabljali različne korekcije števila udarcev (nekatere so spodaj naštete) in prišli do empiričnih zvez med fizikalnimi parametri in tako korigiranim številom udarcev. Pri uporabi vsake empirične zveze je potrebno posebej preveriti katere korekcije so uporabljali avtorji. Najpogosteje je potrebno rezultate SPT korigirati glede na: • dejanski prenos energije v drogovje, • dejansko dolžino drogovja, • efektivni vertikalni tlak na koti preizkusa, • premer vrtine, • nivo talne vode – drobni in meljasti peski izkazujejo pod

vodo znatno večji odpor proti penetraciji, • uporabo nestandardnega noža ali konusa.

19

KOREKCIJE

KOREKCIJA ZARADI PRENOSA ENERGIJE (Ce) Ce = ERr/60 (ERr v odstotkih) N60 = N ⋅ Ce

KOREKCIJA ZARADI DOLŽINE DROGOVJA (λ) dolžina drogovja (m) 3 – 4 4 – 6 6 – 10 >10

korekcijski faktor 0,75 0,85 0,95 1,00

KOREKCIJA ZARADI EFEKTIVNEGA TLAKA (CN) Vrsta peska Relativna gostota CN

40 do 60 % 200 / (100+σ'v) Normalno konsolidiran 60 do 80 % 300 / (200+σ'v) Prekonsolidiran 170 / (70+σ'v) * σ'v podajamo v kPa

KOREKCIJA ZARADI TALNE VODE V PESKIH SM (CS) Veljati morajo biti trije pogoji, da uporabimo korekcijo CS: • preiskava je izvedena pod nivojem talne vode, • preiskava je izvedena v drobnih ali meljastih peskih, • izmerjeno število udarcev je večje od 15. Nkorigiran = 15 + ½(N –15) ⇒ CS = Nkorigiran / N

KORIGIRANA VREDNOST ŠTEVILA UDARCEV Nkorigiran = N ⋅ Ce ⋅ λ ⋅ CN ⋅ CS

20

KORELACIJE Z MEHANSKIMI PARAMETRI • Relativna gostota (Dr) in strižni kot (ϕ)

nekoherentnih zemljin (Skempton, 1986)

gostota zelo rahlo rahlo srednje gosto zelo gosto

(N1)60 0 3 8 15 25 42 58 Dr (%) 0 15 35 50 65 85 100 ϕ (°) 28 30 33 36 41 44 • Enoosna tlačna trdnost (qu) koherentnih zemljin − Peck et al. (1973) (priporočljivo za N<16)

qu (kPa) = 12,5 N

− NAVFAC (1971) (priporočljivo za N<10)

qu (kPa) = 25 N (zgornja meja za gline CH)

qu (kPa) = 7,5 N (spodnja meja za gline CL)

• Elastični modul (E), modul stisljivosti (Eoed)

Obstaja veliko korelacij, ki dajejo izrazito različne rezultate, ker so dobljene za lokalne razmere, ki so jih avtorji obravnavali. Če potrebujemo modul za račun posedka temeljev, je bolje uporabiti neposredno metodo za račun posedka. Navajamo le nekatere zveze: − Schultze, Meltzer (1969) za suhe peske

E(MPa) = a⋅σ'v0,522 (σ'v vstavljamo v kPa/100) a = 24,62 log(N) – 26,34⋅σ'v+37,56

21

− Webb (1963) za zasičene peske

E(MPa) = 0,5 (N+15)

− D'Appolonia et al. (1970)

E(MPa) = 21,6 + 1,06 N (za normalno kons. pesek) E(MPa) = 54,0 + 1,35 N (za prekonsolidiran pesek)

− Trofimenkov (1974)

E(MPa) = (35 do 50) log(N)

− Begemann (1974)

E(MPa) = 4 + c (N – 6) (za N > 15) E(MPa) = c (N + 6) (za N < 15) c = 0,3 za drobne peske ali peske z meljem c = 1,2 za grušč s peskom

• Račun posedkov temeljev Obstaja več postopkov, najbolj se uveljavlja v EC7 navedeni empirični postopek Burlanda in Burbidgea (1985), ki daje začetni posedek kvadratnega temelja:

si (mm) = (q' – 2/3σ'v0) B0,7 IC IC = 1,71 / N1,4

Za N je potrebno vstaviti povprečno vrednost vseh izmerjenih vrednosti N60 v območju 2B pod koto temelja. Korekcije glede geološkega tlaka se ne uporablja, potrebna pa je korekcija za potopljene drobne ali

22

zameljene peske. q' je obtežba, ki jo temelj prenaša v temeljna tla (kPa), σ'v0 pa efektivni tlak na koti temelja pred gradnjo (kPa). Če temelj ni kvadraten, je potrebno posedek korigirati s faktorjem:

2

s 25,0B/LB/L25,1f

+=

Ker so tudi v nekoherentnih zemljinah opaženi časovni vplivi, je potrebno za napoved posedka v daljšem časovnem obdobju (t > 3 leta) uporabiti še časovno korekcijo:

)3/tlog(RR1f t3t ++= kjer je R3 faktor, ki pove vpliv za prva tri leta, Rt pa kasnejši vpliv za vsako logaritmično dekado časa po preteku treh let. Priporoča se uporaba R3=0,3 in Rt=0,2 za statično obtežbo in R3=0,7 in Rt=0,8 za dinamične obtežbe, kar daje konservativne ocene za posedek v daljšem časovnem obdobju. Enačbe veljajo za temelje do globine D≤3B, za večje globine je potrebna dodatna korekcija. Posedek pravokotnega temelja po času daljšem od treh let je torej (v mm): s = si ⋅ fs ⋅ ft

23

• Račun dopustne obtežbe plitvih temeljev Običajno iz dobljenega strižnega kota izračunamo dopustne obtežbe preko analitičnih obrazcev. Literatura ponuja tudi direktne postopke za določitev dopustne obtežbe, oziroma tiste obtežbe, ki bi povzročila posedek 2,5 cm. Tako sta sočasno upoštevana pogoja mejnega stanja nosilnosti in mejnega stanja uporabnosti.

• Račun dopustne vertikalne obtežbe kolov Nosilnost kolov običajno razdelimo na nosilnost po plašču kola in nosilnost ob nogi kola in pišemo:

Q = Qs + Qb = qs As + qb Ab

kjer pomeni indeks s plašč kola (angl.: shaft), indeks b nogo kola (angl.: base), Q nosilnost v enoti sile, q nosilnost v enoti tlaka, A površino (plašča ali noge kola).

Empirični obrazci različnih avtorjev so zbrani v spodnji preglednici (nosilnosti so podane v kPa): Avtor plašč/noga zabiti koli uvrtani koli

qb 400 N 120 N Mayerhof (1976) qs 2,0 N' 1,0 N'

qb 200 N 90 N Bazaara, Kurkur(1987) qs 2,2 N' 0,7 N'

qb – 82,5 N Decourt (1982) qs – (10+3,3 N')

qb – 110 N Gwizdala (1982) qs – 3,0 N'

N je povprečno izmerjeno število udarcev za globine preiskav 3,75B nad nogo kola do 1,0B pod nogo kola (B je premer kola),

N' pomeni povprečno izmerjeno število udarcev za globine preiskav na območju plašča kola.

24

STATIČNI PENETRACIJSKI PREIZKUS (CPT) (»CONE PENETRATION TEST«) Namen: Klasifikacija zemljin, slojevitost, določanje trdnostnih in deformabilnostnih karakteristik ter prepustnosti temeljnih tal pretežno preko empiričnih korelacij, delno tudi na osnovi teoretičnih izvajanj. Oprema: Standardizirana konica z elektronskimi merilci, hidravlika za vtiskanje drogovja, drogovje, elektronika za krmiljenje preiskave in zajem rezultatov. Običajno je vsa oprema nameščena na tovornem vozilu.

Postopek meritve: Sondo nastavimo na površje temeljnih tal ali na dno pripravljene vrtine (le če je površinski sloj pretrd). S konstantno hitrostjo 2 cm/s vtiskamo sondo v tla do trdne podlage. Elektronski zajem podatkov omogoča praktično zvezno spremljavo odpora proti penetraciji, odpora ob plašču in pornega tlaka ter morebitnih drugih količin.

25

Ta preiskava je primerna tako za koherentne kot za nekoherentne materiale ob pogoju, da v območju globin, ki nas zanimajo, ni nekega zelo trdnega sloja, ki bi preprečil nadaljnje prodiranje konusa v nižje mehkejše plasti. Predvsem je primerna kot dopolnilna preiskava, saj ne daje neposredno mehanskih parametrov zemljin, v sodelovanju z drugimi terenskimi in laboratorijskimi preiskavami pa lahko izkoristimo njeno prednost: zvezen profil merjenih količin. Definicije pojmov pri CPT testu: qc odpor konice; merjena osna sila Qc, ki deluje na

površino konice Ac, fs trenje ob plašču; merjena trenjska sila Qs, ki

deluje na površino plašča As, Rf trenjsko razmerje (izraženo v procentih); fs / qc, If trenjski indeks; qc / fs.

* fs in qc sta določena na isti globini

Definicije dodatnih parametrov pri CPTU testu: a faktor površine konice; a=AN/AC; ker je AN

učinkovita površina konice, u penetracijski porni tlak; porni tlak merjen med

vtiskanjem (penetracijo) na cilindričnem delu konusa, tik nad konusnim delom,

∆u povzročen porni tlak; ∆u=u-u0; kjer je u0 prvotni porni tlak v tleh na koti testa,

qt celotni (korigiran) odpor konice; qt=qc+u(1-a), Bq normirani porni tlak; Bq=∆u/(qt -σV0); kjer je σV0

prvotni totalni vertikalni tlak na globini testa. Dodatne možnosti: Obstajajo specialne konice, ki združujejo v CPT preizkusu tudi presiometer ali krilno sondo ali omogočajo izvedbo

26

SPT preizkusa v nekoherentnih in CPT preizkusa v koherentnih zemljinah, konice, ki merijo tudi temperaturo, pH in druge kemijske parametre v tleh ter konice, ki omogočajo geoseizmične preiskave v tleh.

Interpretacija rezultatov: POMNI: Interpretacija rezultatov CPT (CPTU) temelji v pretežni meri na empiričnih korelacijah. Pri nas je narejenih že precej primerjalnih testov in so uporabljeni obrazci dobro korelirani z drugimi preiskavami. Pri uporabi CPT na novi lokaciji, kjer še ni izkušenj, je potrebno empirične zveze preveriti in po potrebi korigirati.

27

Groba klasifikacija zemljin: fs /qc < 0.025 … peščene (nekoherentne) zemljine, fs /qc > 0.035 … glinaste (koherentne) zemljine, 0.02< fs /qc< 0.04.. melji.

Mogoče so tudi KORELACIJE Z MEHANSKIMI PARAMETRI

• Empirične zveze CPTU preiskav

GEOTEHN. PARAMETER ZVEZA VIR

Nedrenirana strižna Trdnost - cu

Koherentne zemljine: cu=(qt-σvo)/Nc=qnet/Nc

Nc=16,3 /normalno konsolidirana tla/

Meigh (1987)

Strižni kot - ϕ′ Nekoherentne zemljine: ϕ′=28+2.5⋅(qt)0.5, qt v MPa

Mayerhof (1976)

Modul stisljivosti - Eoed

Koherentne zemljine: Eoed=α⋅qt; /α÷1-8/

Nekoherentne zemljine: -čiste: Eoed=2.5(qt+3.2)

/qt v MPa/ -zaglinjene: Eoed=1.7(qt+1.6)

Sanglerat (1972)

Gielly (1969)Webb et al.

(1982)

Občutljivost -St Koherentne zemljine:

St=cu/fs

Relativna gostota - Dr

Nekoherentne zemljine: Dr=0.98+0.66⋅log[qt/(σ′

vo)0.5]/qt in σ′

vo v t/m2/

Jamiolkowsky et al. (1985)

28

• Edometrski modul koherentnih zemljin: Eoed = α qc

Parameter α je podan glede na vrsto zemljine (Sanglerat, 1972, EC-7):

ZEMLJINA qc (MPa) α qc < 0.7 3 < α < 8

0.7 < qc < 2 2 < α < 5 CL - nizko plastična glina

qc > 2 1 < α < 2.5 qc < 2 3 < α < 6 ML - nizko plastični

melj qc > 2 1 < α < 2 qc < 2 2 < α < 6 CH, MH - visoko pl.

glina in melj qc > 2 1 < α < 2 OL - organski melj qc < 1.2 2 < α < 8

50 < w < 100 1.5 < α < 4 100 < w < 200 1 < α < 1.5 Pt, OH - šota in

organska glina

qc <

0.7 w > 300 α < 0.4 2 < qc < 3 2 < α < 4 Kreda qc > 3 1.5 < α < 3

qc < 5 α = 2 Pesek qc > 10 α = 1.5 opomba: w … vlažnost zemljine izražena v %.

• Strižni kot ϕ′ in Young-ov modul Em (v dreniranih pogojih) za nekoherentne zemljine (EC-7)

OPIS ZEMLJINE qc (MPa) ϕ′ (*) Em zelo rahla 0.0 – 2.5 29 – 32 <10 rahla 2.5 – 5.0 32 – 35 10 – 20 srednje gosta 5.0 – 10.0 35 – 37 20 – 30 gosta 10.0 – 20.0 37 – 40 30 – 60 zelo gosta >20.0 40 - 42 60 – 90

(*)opomba: velja za peske; za melje se vrednost zmanjša za 3°, za prode pa poveča za 2°.

29

• Semi-empirična metoda za izračun posedkov plitvih temeljev v nekoherentnih tleh (Schmertmannova metoda – 1978):

Osnovna predpostavka metode je, da lahko razporeditev vertikalnih deformacij pod temeljem izrazimo z vplivnim faktorjem IZ kot ga prikazuje slika, njihovo velikost pa izrazimo z enačbo:

EIq Z

vZ )'( 0σε ′−=

Največja vrednost vplivnega faktorja na diagramu je:

maxv

0vmaxZ

)'q(1,05,0Iσσ′′−

+=

Pri tem pomeni q' obtežbo, ki jo temelj prenaša v tla, σ’v0 pa prvotni efektivni vertikalni tlak na koti temeljenja. σ’v max je vertikalni efektivni tlak na koti maksimuma v diagramu Iz (na globini B pod koto temeljenja za pasovni temelj in na globini B/2 pod koto temelja za kvadraten ali krožen temelj). E je elastični modul, ki ga v skladu s Schmertmannovo metodo izračunamo kot:

30

E = 2,5 qc ... za krožni ali kvadratni temelj (osno simetrično stanje) in

E = 3,5 qc ... za pasovni temelj (ravninsko deformacijsko stanje).

Posedek na osnovi tako izražene deformacije izračunamo po enačbi:

dz

EI)'q(CCs Iz

0

z0v21 ∫′−= σ

Enačba dobro velja za normalno konsolidirane nekoherentne materiale (peske), slabše pa za prekonsolidirane materiale, za katere bomo z uporabo te metode izračunali prevelike posedke. Korekcijska faktorja C1 in C2 upoštevata globino temeljenja in sekundarne učinke in ju izračunamo po enačbah:

5,0)q(

5,01C0v

0v1 ≥

′−′

−=σ

σ

tlog2,02,1C2 +=

Čas t podajamo v letih.

V praksi je izmerjen profil odpora qc precej nepravilen. Zato postopamo tako, da razdelimo profil na primerno število slojev, znotraj katerih predpostavimo konstanten qc. Integral v enačbi za račun posedka se tako nadomesti z vsoto po vseh slojih:

.zEI)q(CCs z

0v21 ∆σ ∑′−=

31

Disipacijski test CPTu sonda omogoča posredno merjenje koeficienta horizontalne konsolidacije (ch) in preko njega izračun koeficienta vodoprepustnosti (k). Potek meritve: Sondo med vtiskanjem zaustavimo. Zaradi vtiskanja sonde je v njeni neposredni okolici porni tlak bodisi večji ali manjši od hidrostatskega. Po zaustavitvi sonde pa porni tlak teži k uravnoteženju s hidrostatskim tlakom. Meritev pornega tlaka s časom da t.i. disipacijsko krivuljo (krivulja upadanja ali naraščanja pornega tlaka do hidrostatske vrednosti). Ta pojav je mogoče tudi teoretično opisati. S primerjavo teoretične in izmerjene krivulje lahko izvrednotimo koeficient konsolidacije.

32

PRESIOMETER

Ideja: Luis Menard, 1954 kot študent gradbeništva Ideja presiometrskega preizkusa je razširitev cilindrične sonde v vrtini (Menardov presiometer):

- najprej v zemljino izvrtamo vrtino do željene globine in vanjo spustimo presiometrsko sondo;

- nato sondo napihnemo tako, da v radialni smeri pritiska na stene vrtine;

- pri tem se beleži tlak v sondi, ki je potreben za neko deformacijo vse do porušitve obodne zemljine.

Uporaba: V začetku 60tih let so objavljene prve metode za uporabo rezultatov meritev v praksi in preide v redno uporabo v Franciji, drugje šele veliko kasneje. Oprema: Izvor tlaka, kontrolna enota in zajem podatkov, sonda, kabli Tipi sond: - Menard – tri celice - OYO – ena celica - samovrtalni

- potrebna predpriprava vrtine

- se vtisnejo kot CPT

Samovrtalni presiometer ⇒

33

Kalibracija Za korektno vrednotenje rezultatov meritev je potrebna: - kontrola polnjenja in tesnjenja celotnega sistema; - določitev začetnega volumna sonde V0; - določitev izgube volumna zaradi stisljivosti sistema; - določitev odpora membrane. Izvaja se vsakokrat, ko pride do okvare presiometra oz. vsaj po vsakem desetem preizkusu. Priprava vrtine Pri zagotavljanju kvalitetnega presiometrskega preizkusa je priprava kvalitetne vrtine najpomembnejša, kar pomeni: - ustrezen premer vrtine glede na premer sonde;

1.03 φ < D < 1.2 φ, kjer sta φ začetni premer sonde in D začetni premer vrtine

34

- ustrezna oprema in metoda vrtanja, ki povzroči čim manj poškodb v zemljini na stenah vrtine

- vrtamo največ 1 m pod predvidenim mestom preiskave Izvedba: - kalibrirano sondo spustimo v pripravljeno vrtino na

željeno globino - obremenjujemo jo z enakimi prirastki tlaka ali (redkeje) z

enakimi prirastki volumna - prirastke tlaka ∆p=pL/10 nanašamo v intervalih 1 minute

(tipično 7 do 14 intervalov) - prirastke volumna ∆V=V0/40 nanašamo v intervalih 15

sekund in delamo preiskavo do podvojitve začetnega volumna

- test traja 10 do 15 minut - lahko se izvajajo posebni testi: lezenje, relaksacija,

ciklične obremenitve, ... - rezultat preiskave je krivulja p(V) ali p(r) ali p(r/r0) - sledijo korekcije surovih rezultatov glede na rezultate

predhodne kalibracije Rezultati: - mejni tlak pL odčitamo iz krivulje (asimptota ali tlak pri

podvojenem volumnu sonde) - učinkoviti mejni tlak:

0HL

*L pp σ−=

35

- meja elastičnosti py

- elastični ali strižni modul – obremenilni in razbremenilni

- (izvrednoti se na premem delu krivulje) - potrebna predpostavka za Poissonov koeficient ν

2

10

2

20

2

10

2

20120

RR1

RR1

RR1

RR1

)pp)(1(E

+−

+

++

+

−+=∆∆

∆∆

ν

36

- za račun strižnega modula predpostavka ni potrebna, saj je:

)1(2EGν+

=

- koeficient mirnega zemeljskega pritiska k0 - najprej odčitamo geološki horizontalni tlak p0H

0V0

0H00 up

upk−−

=

- klasifikacija zemljin: - gline 12p/E *

L0 > - peski 12p/E7 *

L0 <<

GLINA Vrsta

zemljine Lahko gnetna

Srednje gnetna

Težko gnetna

Pol trdna konsistenc

Trdna konsistenc

pL* (kPa) 0-200 200-400 400-800 800-1600 >1600

E0 (kPa) 0-2500 2500-5000 5000- 12000- >25000

PESEK Vrsta Rahel Srednje gost Gost Zelo gost

pL* (kPa) 0-500 500-1500 1500-2500 >2500

E0 (kPa) 0-3500 3500-12000 12000-22500 >22500

37

- obstajajo dobre korelacije za - nosilnost temeljev, - nosilnost vertikalno in horizontalno obremenjenih kolov - napoved posedkov temeljev in kolov, - dimenzioniranje podpornih konstrukcij, - dimenzioniranje veznega dela injektiranih sider

- zaenkrat ni mogoče zanesljivo določati trdnostnih parametrov

- izvedba in izvrednotenje preiskave ter dimenzioniranje na osnovi rezultatov presiometra zahteva specializiranega strokovnjaka

Menardov presiometer

38

DINAMIČNI PENETRACIJSKI PREIZKUS (DPT) (»DYNAMIC PROBING TEST«) Namen: Določanje trdnostnih in deformabilnostnih karakteristik predvsem nekoherentnih zemljin, z uporabo ustreznih korelacij. Z določitvijo odpora zemljin in mehkih hribin glede na dinamično prodiranje konusa lahko kvalitativno ocenimo profil zemljine in načrtujemo temelje predvidenega objekta Oprema: V spodnji tabeli so podani štirje tipi dinamičnega penetracijskega aparata. Vsi so sestavljeni iz uteži na vodilu z mehanizmom za dviganje in spuščanje (zabijalna naprava), drogovja ter konusa, ki je prikazan na spodnji sliki.

Postopek meritve: Penetrometer nastavimo na površje temeljnih tal ali na dno pripravljene vrtine (le če je površinski sloj pretrd) in ga konstantno zabijamo v tla do trdne podlage. Hitrost zabijanja naj bo med 15 in 30 udarci na minuto, pri prodiranju v pesek in gramoz, pa se lahko poveča na 60 udarcev na minuto. Za zagotovitev vertikalnega zabijanja, palice rotiramo za 1,5 obrata/1 m globine. Rezultate beležimo zvezno z globino in sicer vsakih 100 mm zabeležimo število udarcev za preiskuse

39

DPL, DPM, in DPH (N10), za preiskus DPSH pa vsakih 200 mm (N20). Kadar je penetracijski odpor majhen npr. v mehkih glinah zabeležimo globino penetracije na udarec, v trdih zemljinah in mehkih hribinah, pa zabeležimo penetracijo pri določenem številu udarcev. Za doseganje zanesljivih rezultatov so priporočene naslednje maksimalne globine preizkušanja: 8 m za DPL, 20 do 25 m za DPM in 25 m za DPH:

Interpretacija rezultatov: Najpogosteje je potrebno rezultate DPT korigirati glede na: • dejanski prenos energije v drogovje (glej SPT), • dejansko dolžino drogovja in trenje vzdolž palic, • nivo talne vode – drobni in meljasti peski izkazujejo pod

vodo znatno večji odpor proti penetraciji, grobo zrnati peski pa izkazujejo manjši odpor,

• uporabo nestandardnega konusa. Rezultate preizkusa lahko interpretiramo na dva načina: • izražene z N10 za DPL, DPM in DPH ali N20 za DPSH

40

• z določitvijo točkovnega odpora na enoto (rd) ali dinamičnega točkovnega odpora (qd) na osnovi sledečih formul:

kjer je: rd in qd ... vrednost odpora v Pa, m ... masa bata v kg, g ... težnostni pospešek v m/sek2, h ... višina pada bata v m, A ... površina konice konusa v m2,

e ... povprečno prodiranje v m/udarec (0.1/N10 za DPL, DPM in DPH ter 0.2/N20 za DPSH),

m´ ... celotna masa drogovja in nakovala v kg.

KORELACIJE Z MEHANSKIMI PARAMETRI • Indeks gostote (ID) pri različnih vrednostih

koeficienta enakomernosti cu (velja za 3≤N10≤50) slabo granuliran pesek (cu≥3) nad podtalnico

ID=0.15+0.26 log N10 (DPL) ID=0.10+0.435 log N10 (DPH)

slabo granuliran pesek (cu≤3) pod podtalnico ID=0.21+0.23 log N10 (DPL) ID=0.23+0.38 log N10 (DPH)

dobro granuliran pesek – gramoz (cu≥6) nad podtalnico ID=-0.14+0.55 log N10 (DPH)

,Ae

mghrd =

( ) ,rmm

mq dd ′+=

41

• Efektivni strižni kot φ´ iz indeksa gostote ID, za izračun nosilnosti nekoherentnih zemljin

Vrsta zemljine Enakomernost Območje ID strižni kot φ´

rahel fino zrnati pesek, pesek, pesek - gramoz

slabo granuliran cu<6

15 – 35 (rahel) 35 – 65 (sr. gost)

>65 (gost)

30 32.5 35

pesek, pesek – gramoz, gramoz

dobro granuliran 6≤cu≤15

15 – 35 (rahel) 35 – 65 (sr. gost)

>65 (gost)

30 34 38

• Edometerski modul stisljivosti Eoed, odvisen od

vertikalne napetosti, ki se uporablja predvsem za izračun posedkov plitvih temeljev:

kjer je: v ... koeficient togosti, w ... eksponent togosti, za peske z cu≤3: w=0.5,

za nizko plastične gline (Ip≤10, wL≤35): w=0.6,

σv´ ... efektivna vertikalna napetost na koti temelja, σp´ ... efektivna vertikalna napetost zaradi obtežbe

temelja na koti temelja, Pa ... zračni tlak, Ip ... indeks plastičnosti, wL ... meja židkosti.

Koeficient togosti je odvisen od vrste zemljine in sicer za: - slabo granulirane peske (cu≤3) nad talno vodo; v=214 log N10 +71 (DPL; velja za 4≤N10≤50) v=249 log N10 +161 (DPH; velja za 3≤N10≤10)

- nizko plastične gline z indeksom konsistence (0.75≤IC≤1.3) in nad talno vodo; v=4 N10 +30 (DPL; velja za 6≤N10≤19)

w

a

,p

,v

aoed P5.0

PvE

+=

σσ

42

v=6 N10 +50 (DPH; velja za 3≤N10≤13).

43

TEŽNOSTNI SONDIRNI PREIZKUS (WST) (»WEIGHT SOUNDING TEST«) Namen: Ocenitev gostote nekoherehtnih zemljin in nedrenirane strižne trdnosti koherentnih zemljin. Ocena nosilnosti in posedkov plitvih temeljev z uporabo analitičih metod. Pri nekoherntnih zemljinah lahko ocenimo tudi nosilnost pilotov. Preko empiričnih korelacij in na osnovi lokalnih izkušenj z znanim težnostnim sondirnim odporom lahko določamo tudi strižni kot φ in drenirani Youngov modul Em. Oprema: Uteži (pri ročnem težnostnem sondirnem preizkusu so lahko nadomeščene z dinamometrom pri mehanskem), palice z ročajem za rotiranje in konica v obliki vijaka kot je prikazano na spodnji sliki.

44

Postopek meritve: Konico nastavimo na površje temeljnih tal ali na dno pripravljene vrtine (le če je površinski sloj pretrd). Preizkus se izvaja kot statični penetrometer v mehkih zemljinah, kjer je odpor zemljine manjši od 1 kN. Obtežbo stopnjujemo v zaporednih standardnih korakih, da dobimo približno hitrost penetracije 50 mm/sek. Če odpor presega 1 kN ali pa je penetracijska hitrost manjša kot 20 mm/sek, penetrometer rotiramo in pri tem beležimo število polobratov, potrebnih za 0.2 m prodiranja. Pri mehanskem sondiranju naj bo hitrost rotacije med 15 in 40 obrati/min. Interpretacija rezultatov: Penetracijski odpor je podan s standardnimi obtežnimi koraki (kN) oz., če ga pri maksimalni standardni obtežbi rotiramo, pa s številom polobratov na 0.2 m penetracije. PLOSKOVNI DILATOMETRSKI PREIZKUS (DMT) (»FLAT DILATOMETER TEST«) Namen: Določanje slojevitosti, ocena strižne trdnosti in deformacijskih lastnosti finozrnatih zemljin. Oprema: Kontrolna in kalibrirna enota, pnevmatični električni in zemeljski kabel, potisne palice, vir tlaka, lopatica oz. dilatometrska sonda, ki ima na eni strani krožno jekleno membrano. Celotna oprema je prikazana na spodnji sliki. Postopek meritve: Lopatico s (kalibrirano) tanko raztegljivo krožno jekleno membrano, enakomerno potiskamo vertikalno v zemljino, s hitrostjo prodiranja od 10 do 30 mm/sek. Na izbrani globini nato določimo kontaktni tlak med zemljino in membrano, ko je membrana poravnana z lopatico in nadalje tlak, ki deluje, ko pomik

45

centralnega dela membrane doseže 1.10 mm (glej sliko). Lopatico nato potisnemo naprej na naslednjo preizkusno globino ali pa jo izvlečemo na površino.

Interpretacija rezultatov: Rezultate preizkusa lahko interpretiramo z uporabo ustaljenih korelacij za določitev; slojevitosti, deformacijskih lastnosti nekoherentnih in koherentnih zemljin, napetostnega stanja v tleh in nedrenirane strižne trdnosti koherentnih zemljin.

46

Z analitičnimi metodami lahko določimo nosilnost plitvih in globokih temeljev ter posedke plitvih temeljev. MERITVE VODOPREPUSTNOSTI NALIVALNI PREIZKUS (»SLUG TEST«) Namen: Določitev vodoprepustnosti srednje do slabo prepustnih zemljin. Oprema: Cev, ki je na dolžini testa perforirana, pesek, rezervoar z vso opremo ter merilec gladine vode (glej sliki spodaj). Postopek meritve: Do potrebne globine izvrtamo vrtino. V sredino vstavimo cev in okoli nje nasujemo pesek. V nadaljevanju je opisan postopek določitve koeficienta vodoprepustnosti, za meritve v enem vodnjaku pri neomejenem vodonosniku. Metoda Hvorsleva, ki se izvaja sledeče: - v cev preko lija (1) z regulatorjem iztekanja vode (5)

spustimo vodo. Količina vode se avtomatsko doliva s pomočjo plovca (6).

- zabeležiti moramo trenutno povišanje glede na gladino podtalnice (H0),

- izmeriti je potrebno spreminjanje gladine v odvisnosti od časa (H),

- narišemo graf v logaritmičnem merilu H/H0 proti času v aritmetičnem merilu in odčitamo vrednost pri času, ki ustreza 37% začetne spremembe zaradi nalivanja (T0),

- izračunamo vrednost koeficienta vodoprepustnosti po enačbi, ki velja le za L/R>8 (vse količine so prikazane na spodnji desni sliki):

47

0

2

LT2)R/L(lnrk = ,

kjer je: k ... prepustnost, r ... radij vodnjaka (cevi), R... radij vodnjaka z nasutjem peska, L ... višina nasutja peska, T0... čas potreben, da nivo vode doseže 37%

začetne spremembe (T).

1 lij za dovod vode, 2 protiutež plovca, 3 posoda z vodo, 4 volumometer, 5 regulator iztekanja vode, 6 plovec

Interpretacija rezultatov: Na izračun koeficienta vodoprepustnosti vpliva nivo podtalnice, ki ima lahko prosto gladino ali gladino pod pritiskom (subarteško), tip vodonosnika, ki je lahko omejen ali neomejen, cev, ki ima zaprto ali odprto konico in število vodnjakov (ponavadi en vodnjak). Kadar meritev izvajamo na majhnem območju (samo v eni vrtini), je test poceni, rezultati pa so zato manj natančni.

48

ČRPALNI TEST (»PUMPING TEST«) TEST Z VEČ VODNJAKI (MULTIPLE-WELL TEST) Namen: V preteklosti določitev lastnosti vodonosnika; oskrba z vodo in osuševanje velikih površin. Dandanes pa predvsem za ocenitev širjenja onesnaženosti ter za določitev vodoprepustnosti na lokaciji. Oprema: Cevi, za črpalni in opazovalne vodnjake, ki so na dolžini testa perforirane, črpalka, merilec pretoka, merilci globine vode v vseh vodnjakih, termometer (glej sliko spodaj).

49

Postopek meritve: Da se pravilno odločimo za premer, globino, število in razdaljo med vodnjaki, pogostost odčitkov,.. moramo zelo dobro poznati hidrogeološke značilnosti področja (predhodni laboratorijski testi, terenski nalivalni testi,...). Razdalja med črpalnim in opazovalnimi vodnjaki je cca dva-kratna debelina vodonosnega sloja. Teoretično sta potrebna dva vodnjaka za črpalni test, priporočena pa je uporaba štirih. Ko so dokončani vsi vodnjaki, lahko pričnemo s testom. Test lahko traja teden dni (odvisno od prepustnosti sloja in tipa vodonosnika, ki je lahko omejen ali neomejen), vendar mora biti črpanje vode med testom konstantno (maksimalno odstopanje ±10%). Izvaja naj se v suhem vremenu in je sestavljen iz treh faz: - predhodni test, ki traja nakaj ur in nam poda podatke o

učinkovitosti vodnjakov, predvidenem odzivu vodonosnika in brezhibnem delovanju celotne opreme,

- glavni test, ki traja lahko tudi nekaj dni in poda potrebne rezultate s katerimi lahko določimo lastnosti vodonosnika,

- ˝dopolnilni˝ test, potrebujemo za merjenje nivoja vode po končanem črpanju. Merimo dviganje nivoja vode vse do prvotnega nivoja. Grafa črpanja in polnjenja bi morala potekati po isti krivulji.

Interpretacija rezultatov: Merimo znižanje vode po času v opazovalnem/ih vodnjaku/ih. Od tod lahko določimo vodoprepustnost sloja in zaloge vseh tipov vodonosnikov. »PACKER TEST« Namen: Meritev vodoprepustnosti v hribinah oz. določitev pronicanja vode skozi hribino v jezu.

50

Oprema: Vrtalno drogovje, črpalka, votla jeklena palica z dvema napihljivima gumijastima pakerjema, merilec pretoka in tlaka vode.

Postopek meritve: Izvaja se v vrtini, kjer na določenem območju zatesnimo vrtino s pnevmatičnima gumijastima packerjema in pod pritiskom vtiskujemo vodo v stene vrtine. Za zanesljive rezultate zadošča že vrtina premera 10 cm. Razdalja med pakerjema (Sp) mora zadostiti pogoju: Sp/D>5, kjer D predstavlja premer vrtine. Test naj traja dokler ni vsaj 4 do 5 odčitkov tlaka in pretoka enakih. Odčitki se beležijo vsakih 5 minut. Interpretacija rezultatov: Vodoprepustnost hribine na zatesnjenem območju vrtine, je izmerjena kot funkcija pritiska vtisnjene vode in količino vtisnjene vode v hribino. Koeficient vodoprepustnosti v nezasičeni hribini izračunamo po enačbi:

HrcQk

u

= ,

Kjer je: Q ... pretok, cu... koeficient prevodnosti nezasičene hribine,

podanim grafično v odvisnosti od razmerja med dolžino testnega območja in polmerom vrtine,

r ... polmer vrtine, H ... efektivna globina testa. V primeru testa pod nivojem podtalnice (v zasičeni hribini), v zgornji enačbi namesto cu nastopa koeficient prevodnosti nezasičene hribine cs.

51

GEOSEIZMIČNE MERITVE Geoseizmično profiliranje: • refrakcijska geoseizmična metoda • refleksijska geoseizmična metoda • SASW (»spectral analysis of surface waves«) –

spektralna analiza površinskega valovanja Rezultati: • struktura temeljnih tal • hitrosti seizmičnih valovanj v posameznih slojih, te so

povezane z moduli pri zelo majhnih deformacijah (E, G, K,ν)

Geoseizmične meritve v vrtinah: • down-hole test • up-hole test • cross-hole test

Rezultati: • struktura tal (predvsem pri cross-hole, sicer je struktura

razvidna tudi iz samih jeder vrtin) • hitrosti seizmičnih valovanj v posameznih slojih ⇒ E, G,

K,ν

Uporaba geoseizmičnih meritev • kot dopolnilo sondažnih raziskav, saj dobimo »zvezen«

profil temeljnih tal • uporabne tam, kjer bi bilo vrtanje zamudno in drago

(predori z visokim nadkritjem, globoki vkopi) • hitrosti valovanj so karakteristike materialov in dajejo

informacijo o kakovosti posameznih slojev 52

GEOELEKTRIČNE METODE Namen: komplementarna metoda za določanje strukture tal preko meritev električne upornosti posameznih litoloških enot (slojev) Oprema: izvor električne napetosti, napajalne in merske elektrode, elektronska oprema za zajem in shranjevanje podatkov, oprema za interpretacijo rezultatov Metoda samostojno le redko omogoča dovolj zanesljivo interpretacijo. Če pa razpolagamo s sondažnimi podatki (vrtinami, razkopi, ...), lahko med temi znanimi točkami natančneje interpretiramo geološki profil ob pomoči geoelektričnih metod. Boljše rezultate lahko pričakujemo v primerih, ko so razlike v specifični upornosti nastopajočoh litoloških členov zalo različne, če pa so specifične upornosti zelo podobne, uporabnega rezultata s to metodo ni mogoče pridobiti. Izmerjene vrednosti specifične upornosti posameznih litoloških členov omogoča okvirno klasifikacijo materialov (različnih kamnin, prod, glina).

53

GEORADAR »GROUND PENETRATING RADAR« (GPR) Namen: sprva predvsem iskanje praznih prostorov v tleh (cevovodov, kraških jam, razpok, ...), z razvojem opreme in metod vrednotenja je tudi interpretacija sestave tal vedno boljša Oprema: bistveni del opreme sta oddajnik radarskih valov in sprejemna antena, sekundarni del pa še elektronski zajem podatkov in oprema za interpretacijo meritev Kvalitetna oprema mora omogočati oddajanje in sprejemanje signala zelo različnih frekvenc in energij. Z nizkimi frekvencami in visokimi energijami raziskujemo lahko lego hribinske podlage globlje v tleh, z visokimi frekvencami in nizkimi energijami pa raziskujemo območje plitvo pod površjem a z večjo natančnostjo. Pri nas se prvenstveno uporablja na kraškem področju za odkrivanje kraških jam in kavern na področju predvidenih gradenj.

54

GEOLOŠKO GEOTEHNIČNO POROČILO Končna spoznanja o lokaciji načrtovanja gradnje združimo v geološko geotehničnem poročilu. Sestavljajo ga: • tekstualni del, • grafične priloge, • rezultati raziskav, • rezultati računskih analiz. V tekstualnem delu so bistvena poglavja: • splošno o objektu in lokaciji, • pregled opravljenih terenskih in laboratorijskih raziskav, • opis geološko geotehničnih razmer na lokaciji, • opis posameznih litoloških členov s povzetkom

karakteristik, • pogoji gradnje in temeljenja. Grafične priloge so predvsem: • inženirsko geološka karta (situacija), • vzdolžni in prečni geološko geotehnilni profili, • legenda. Rezultati raziskav so podani kot: • profili izvedenih vrtin, • rezultati vseh terenskih in laboratorijskih rezultatov v

čimbolj pregledni grafični in tabelarični obliki. Rezultati računskih analiz so predvsem: • analize stabilnosti, • analize posedkov in njihovega časovnega razvoja, • nosilnost temeljnih tal. Ko gre za posebno zahtevne geotehnične gradnje, sledi običajno še projekt geotehničnega dela objekta.