12/3/2015

1

Elementë të Mekanikëssë Shkëmbinjve

Th.Korini, 2015

Fakulteti i Gjeologjisë dhe i Minierave

Leksioni 3

SHKEMBINJTE DHE MASIVET SHKEMBORE

- Formuar nga ngurtësimi i masave të shkrira magmatike* shkëmbinj intruzive* shkëmbinj efuzive

LLOJET E SHKEMBINJVE

a) SHKEMBINJ MAGMATIKE

b) SHKEMBINJ SEDIMENTARE

- Formuar nga depozitimi i grimcave minerale shkëmbformuese në mjedis ajror dhe ujor në rrugë mekanike, kimike, organogjene …

c) SHKEMBINJ METAMORFIKE

- Produkte të metamorfizimit të shkëmbinjve magmatikë e sedimentarë në kushte të veprimit të presioneve e temperaturave të rritura.

12/3/2015

2

Shkëmbinj magmatikë

intr

uziv

eefu

zive

12/3/2015

3

Shkëmbinj sedimentarë

Kuarc

Mermer

Shkëmbinj metamorfikë

12/3/2015

4

NDERTIMI I SHKEMBINJVE

- Format trupore: * të rregullta* relativisht të qëndrueshme* të çrregullta

- Ndërtimi shtresor me trashesi nga disa cm në disa dhjetra metra, shtrirja deri disa km.

- Forma thjerrezore - me shtrirje të kufizuar.

Struktura dhe tekstura karakterizojne ndërtimin e brendshëm të shkëmbit.

Struktura pasqyron mënyrën e vendosjes së kokrrizave të veçanta të mineraleve përbërëse në agregate minerale.

Strukturë: a) kristalineb) porfirikec) copezored) oolite-sferolitee) sfungjerore

Strukturë e një graniti

12/3/2015

5

Tekstura jep thurjen e agregateve në trashësinë e trupit shkëmbor.

Teksturë: a) masiveb) porozec) shtresore

Granit

Gneis

TRASHESITE DHE MASIVET SHKEMBORE

TRASHESI SHKEMBORE Karakteristika të ndryshme përbërjeje, strukture, teksture

MASIVET SHKEMBORE Shkëmbinjtë në kushtet e ndodhjes natyrore të tyre që gjatë periudhave gjeologjike i janë nënshtruar ndryshimeve sasiore e cilësore.

Masivi Shkëmbor përmban: * plane shtresëzimi* tektonika* çarje* përkulje* etj

karakteristika struktu rore

12/3/2015

6

Shembull masivi shkëmbor

LLOJET KRYESORE TE KARAKTERISTIKAVE STRUKTURORE

Planet e shtresëzimit: ndajnë shkëmbinjtë sedimentarë në shtresa. Përfaqësojnë ndërprerje gjatë depozitimit të shkëmbit.

Përkuljet: janë struktura në të cilat pjerrësia e shtresave ndryshon si rezultat i përkuljeve nga forcat tektonike të pas depozitimit.

çarje tërheqjeje

çarje sipas shtrirjes

çarje oblike

12/3/2015

7

Tektonika: çarje të shoqëruara me zhvendosje te konsiderueshme tangenciale.

A – tektonikë normale

B – tektonikë e përmbysur

C – tektonikë shkëputëse

Shembull tektonike

12/3/2015

8

Shembull përkuljesh

Shembull planesh shtresëzimi

12/3/2015

9

Çarja: sipërfaqe plane ose edhe e kurbëzuar në masivin shkëmbor e cila ofron një rezistencë të ulët në tërheqjenë drejtimin përpendikular me të, krahasuar me rezistencën në tërheqje të masës shkëmbore.

Një grup çarjesh paralele formon një familje çarjesh.

Ndërprerja e familjeve të çarjeve formon një sistem çarjesh.

PARAMETRAT QE KARAKTERIZOJNE ÇARJET

1. Parametrat gjeometrike

Orientimi i çarjes:

Renia: kendi qe formon plani i çarjes me planin horizontal (nga 0° ne 90 °).

Azimuti: kendi qe formon nje drejtez horizontale e planit te çarjes me veriun manjetik (nga 0° ne 360 °).

12/3/2015

10

Vazhdueshmëria e çarjes: gjykohet duke u nisur nga gjurmët e dukshme në një zhveshje. Konturi i çarjes mund të jetë i formave të ndryshme (disk, poligon etj…)

Pozicioni në hapësirë: përcaktohet duke dhënë koordinatat e një pike të çarjes në sistemin koordinativ x, y, z. Për çarjet që i takojnë një familjeje përcaktohet distanca ndërmjet çarjeve.

Ashpërsia dhe valëzimi i çarjes: karakterizon gjeometrinë e sipërfaqes së çarjes në shkallë të vogël. Ashpërsia – në shkallë milimetrike apo centimetrikeValëzimi – në shkallë decimetrike ose metrike

Trashësia e çarjes: distanca që ndan dy faqet e një çarjeje . Në thellësi çarjet janë të mbyllura.

2. Parametrat gjeologjikë

Mbushja e çarjes: një material mbushës është shpesh i pranishëm ndërmjet faqeve të një çarjeje (p.sh. mbushës argjilor).

Prania e ujit: parametër i rëndësishëm, prania ose qarkullimi i ujit.

KARAKTERISTIKAT MEKANIKE TE ÇARJEVE

1. Rezistenca në prerje

n

12/3/2015

11

Parametrat që ndikojnë në rezistencën në prerje të çarjeve:

- karakteristikat gjeometrike të sipërfaqeve në kontakt;

- gjendja e faqeve dhe shkalla e alterimit;

- trashësia dhe lloji i materialit mbushës;

- intensiteti i sforcimeve normale në momentin e kryerjes

së provës;

- madhësia e sforcimeve normale fillestare;

- prania e ujit në çarje ose përmbajtja e ujit në materialin

mbushës;

- shpejtësia e prerjes;

- madhësia e zhvendosjes tangenciale;

- orientimi i prerjes.

Rëndësia e këtyre parametrave është e ndryshme në funksion të rastit të analizuar.

a. Rezistenca në prerje e një çarjeje të lëmuar

Një çarje plane në mënyre ideale (p.sh. krijuar artificialisht nga prerja me sharrë e një blloku shkëmbor)

- Prova në prerje kryhet në ngarkesë normale konstante dhe shpejtësi prerjeje të fiksuar.

n

u

pr

u

12/3/2015

12

12/3/2015

13

n

r

n rtg Rezistenca në prerje jepet nga ligji i Kulomb-it:

,r rtg - këndi i fërkimit mbetës dhe koeficienti i fërkimit mbetës i çarjes.

- sforcimi tangencial.

- sforcimi normal.

r varet nga ashpërsia e sipërfaqeve në kontakt.

Paisje për përcaktimin e këndit të fërkimit të çarjeve

12/3/2015

14

b). Rezistenca në prerje e një çarjeje me dhëmbëzim të rregullt

n

u

v

i

i: këndi i pjerrësisë së “dhëmbëve” në lidhje me planin mesatar të çarjes .

Në një sistem n,t të orientuar sipas faqeve sipas së cilave realizohet rrëshqitja, sforcimi normal dhe ai tangencial lidhen me relacionin:

n rtg

Në sistemin N, T të orientuar sipas drejtimit mesatar të çarjes, kriteri i shkatërrimit shprehet:

n rtg i

Zhvendosja tangenciale δu shoqërohet me zhvendosje normale δv si rezultat i fenomenit te dilatancës.

3n

u n

v

u

2n

1n

3P

2P

1P

1n

2n

aC

r

rr i

A

Për një vlerë të dhënë të sforcimit normal përcaktohen dy vlera të rezistencës:

Një rezistencë kulmore - vlera maksimale e arritur nga sforcimi tangencial që ka të bëjë dhe me shkatërrimin e dhëmbëve.

12/3/2015

15

Një rezistencë mbetëse - karakterizon fërkimin e sipërfaqeve në kontakt.

3n

u n

v

u

2n

1n

3P

2P

1P

1n

2n

aC

r

rr i

A

Përftohen dy kurba:Kurba 1 që i korrespodon vlerave kulmore (pikave P1, P2, P3)

Kurba 2 që i korrespodon vlerave mbetëse

Në qoftë se marrim parasysh zonën σ > σA, kurba ,n mund të shkruhet:

A n rC tg

Kohezioni CA përftohet nga zgjatja e 1.

CA quhet kohezion fiktiv dhe përfaqeson influencen e valëzimeve të sipërfaqes.

Jepet nga: A A r rC tg i tg

Prova në prerje është një provë e polarizuar.Në qofte se dhëmbët nuk janë simetrike por paraqesin pjerrësi të ndryshme i1 dhe i2 rezistenca do të varet nga drejtimi i kryerjes së provës.

n

r

1r i

n

r

2r i

12/3/2015

16

b). Rezistenca në prerje e çarjeve me sipërfaqe të çrregullt

n

r

nk d

r

r

u

u

v

n

1i

2i n

in

d

Dallojmë:- një rezistencë kulmore që i korrespodon sforcimit maksimal në prerje;- nje rezistencë mbetëse që përfaqëson fërkimin e sipërfaqeve në kontakt.

Rezistenca kulmore lidhet me sforcimin normal sipas:

n r n

nn

c

tg k d

d F

k – konstante që varet nga ashpërsia e faqeve;

F – funksion zbritës që lidh me nn

c

d

Autorë të ndryshëm japin:

log ku 1 100n nn r

c c

tg k

k – koeficient i ashpërsise (k=20 për sipërfaqe shumë të ashpra).

σc – rezistenca në shtypje e materialit të faqeve të çarjes.

2 - Funksion empirik: 1 nb

p J n rC e tg

1 -

12/3/2015

17

2. Deformimi normal i çarjeve

( )mcv V f e

n

n

- Në një çarje, kontakti nuk realizohet në gjithë sipërfaqen, por në disa pika.

- Rritja e ngarkesës normale çon në mbylljen e çarjes dhe rritjen e sipërfaqes së kontaktit.

Ka dy kufizime në deformimin normal të çarjeve:

• Një çarje e hapur nuk ka rezistencë në tërheqje;

• Ka limit në mbylljen e çarjes Vmc i cili duhet të jetë më i vogël se “trashësia” e çarjes e.

Një relacion i thjeshtë jepet nga:

ku

t

nmc

mc

vA v V

V v

ξ – presioni i qetësisë; Δv – deformimi normal.