Embed Size (px)
Citation preview
KLASIFIKACIJA STENAKLASIFIKACIJA STENAKLASIFIKACIJA STENAKLASIFIKACIJA STENA
Izgradwa podzemnih objekata u stenskom masivu, predstavqa izuzetno
slo`en proces koji se, naj~e{}e, ne mo`e tako upro{}eno predstaviti, da
odgovorni in`ewer mo`e lako odgovoriti na postavqeni problem. Ono {to je
in`eweru projektantu ili izvo|a~u potebno, su podaci o steni kao sredini u
kojoj se gradi, dovoqno jednostavni za razumevawe, a opet dovoqno op{ti i
konkretni, da onaj ko ih koristi, mo`e relativno lako odgovoriti na sve
konkretne probleme koji se javqaju prilikom izgradwe podzemnog objekta.
U zavisnosti od istra`ivawa, podaci koji se dobijaju, za isti stenski masiv
mogu biti potpuno razli~iti, a ipak ponaosob ta~ni. Na primer, za tunel u
istoj sredini, jedan istra`iva~ na osnovu iskustva, mo`e re}i da je potrebno
izvr{iti podgra|ivawe na 60 % wegove du`ine. Drugi }e re}i da se tunel
nalazi sa 20 % svoje du`ine u jako dobroj steni, 20 % u dobroj steni, 50 % u
sredwe dobroj steni i 10 % u jako lo{oj steni. Tre}i istra`iva~ }e navesti
samo osnovne kvalifikativne podatke o steni ϕ, c, σc i sl. Na osnovu ovakvih pojedina~nih podataka jako je te{ko ste}i potpunu i pravu sliku o steni i
svim problemima koji se mogu javiti tokom gradwe.
Sve ve}a anga`ovanost projektanata i izvo|a~a na raznim objektima {irom
sveta, zahteva univerzalne kriterijume koji omogu}avaju me|usobno stru~no
sporazumevawe izme|u stru~waka koji `ive i rade u razli~itim zemqama sveta.
Ako imamo u ekipi stru~waka projektanta ili izvo|a~a koji je radio sli~an
podzemni objekat, u sli~noj sredini, sa sli~nim uslovima gra|ewa, onda ne}e
biti ve}ih problema prilikom gra|ewa. Me|utim ako u ekipi nema takvog
in`ewera, po`eqno je postojawe podataka i kriterijuma o steni, koji }e i
in`eweru sa mawe iskustva omogu}iti da donese ispravnu odluku o tome, na
primer, kakvu podgradu ili koliko sidara da postavi.
Odgovore na ova pitawa poku{ao je da da niz autora, izme|u ostalih i
Terzaghi, Stini, Lauffer, Talobre, Seberg, Deere i dr. Svaki od navedenih autora dao je klasifikaciju koja je va`ila u odre|enim slu~ajevima, dok u drugim nije.
Poku{aji uop{tavawa u znatnoj meri komplikuju upotrebu ovih klasifikacija,
2222
tako da se danas u svetu koriste dve sasvim nove klasifikacije, koje se
nadovezuju na predhodne. One obuhvataju dovoqan broj relevantnih parametara,
imaju potrebnu op{tost, jednostavne su za upotrebu, a prelazak sa jedne na
drugu mogu} je zbog postojawa matemati~kih relacija izme|u wihovih
vrednosti. To su klasifikacija CSIR (Council of Scientific and Industrial Research) koju je predlo`io BIENAWSKI, i NGI (Norwegian Geotechnical Institute) koju su predlo`ili BARTON, LIEN i LUNDE.
CSIR KLASIFIKACIJA ISPUCAKLASIFIKACIJA ISPUCAKLASIFIKACIJA ISPUCAKLASIFIKACIJA ISPUCALIH STENALIH STENALIH STENALIH STENA
Ova klasifikacija se naziva i klasifikacija BIENAWSKI-og ili RMR (Rock Mass Raiting) klasifikacija. Bienawski je 1974. godine, polaze}i od ~iwenica da klasifikacija treba da da podelu stena po grupama sa sli~nim mehani~kim
pona{awem, omogu}i dobru osnovu za razumevawe karakteristika stene, olak{a
projektovawe ograni~avaju}i se na kvantitativne pokazateqe potrebne
in`ewerima, i omogu}i lak{e komunicirawe me|u in`ewerima koji se bave
geotehnikom, postavio uslov da klasifikacija bude jednostavna i sadr`ajna,
bazirana na merqivim parametrima koje je lako i jevtino odrediti na samom
terenu.
Polaze}i prvobitno od osam osnovnih parametara, Bienawski je na osnovu prvih iskustava u primeni, eliminacijom pojedinih mawe va`nih parametara i
sa`imawem sli~nih, sveo klasifikaciju na pet osnovnih i jedan korektivni
parametar.
Pet osnovnih parametara su :
1. ^VRSTO]A NEISPUCALE, KOMPAKTNE STENE^VRSTO]A NEISPUCALE, KOMPAKTNE STENE^VRSTO]A NEISPUCALE, KOMPAKTNE STENE^VRSTO]A NEISPUCALE, KOMPAKTNE STENE
Bienawski je iskoristio DEERE-ovu klasifikaciju jednoaksijalne ~vrsto}e na
pritisak neispucale stene. Mogu}e je za odre|ivawe ~vrsto}e na pritisak
koristiti i opit indeksa ta~kastog optere}ewa. Ovde se koristi standardno
jezgro pre~nika D, (naj~e{}e) 50 mm, du`ine 1.4 - 1.5 D. Za druge pre~nike jezgra treba voditi ra~una da ~vrsto}a varira i pada dva do tri puta pri promeni
pre~nika od 10 mm na 70 mm. Indeks ta~kastog optere}ewa je :
IS = P/D2 , gde je: P - sila loma, a D - pre~nik jezgra. Veza izme|u jednoaksijalne ~vrsto}e na pritisak i indeksa IS daje se
naj~e{}e kao σσσσc = 24 IS (50), za cilindar ~iji je odnos pre~nika i du`ine jezgra 1 : 2 i korigovanog indeksa IS na IS za pre~nik od 50 mm. Bienawski je uprostio ovaj izraz usvajaju}i σσσσc = 25 IS za jezgro blisko standardnom. (Bienawski koristi i relaciju σσσσc = (14 + 0.175D) IS ukoliko je D dato u mm.)
3333
Odre|ivawe jednoaksijalne ~vrsto}e preko indeksa IS je vrlo prakti~no za upotrebu na terenu, jer je sila loma pri zatezawu oko 10 puta mawa od sile kod
opita jednoaksijalne ~vrsto}e, pa je i potrebna aparatura znatno mawa i samim
tim mobilnija. Treba voditi ra~una da ovaj opit nije pouzdan kod stena sa malim
~vrsto}ama.
2. RQD (ROCK QUALITY DESIGNATION), INDEKS KVALITETA JEZGRAINDEKS KVALITETA JEZGRAINDEKS KVALITETA JEZGRAINDEKS KVALITETA JEZGRA
Koristi se Deere-ov RQD indeks kao mera kvaliteta bu{otine :
L
l1<100mm l2<100mm
∑Li = L - (l1+l2) < 100mm
L
LRQD(%) 100mm
i∑>=
L je ukupna du`ina bu{otine, obi~no, najmawe 2.0 m; Σ Li je suma svih delova jezgra du`ih od 100 mm. RQD je kao kvantitativni pokazateq pri klasifikaciji stena prvi
predlo`io Deere 1964. godine. Ovaj faktor se dosta koristi i u vidu
samostalne klasifikacije i pokazao se kao vrlo koristan pri izboru sistema
podgrade.
3. RASPROSTRA3. RASPROSTRA3. RASPROSTRA3. RASPROSTRAWWWWENOST PUKOTINAENOST PUKOTINAENOST PUKOTINAENOST PUKOTINA
Ovaj parametar uzima u obzir uticaj svih prslina, pukotina, potencijalnih
kliznih ravni, slojeva i drugih povr{ina slabljewa. I za ovaj parametar
Bienawski je iskoristio klasifikaciju Deere-a. Vrednost parametra se dobija iz podataka o jezgru, ukoliko takva istra`ivawa postoje. Predpostavqa se da,
uop{teno gledano, postoje tri osnovna sistema, familije pukotina. Kod
odre|ivawa samog parametra klasifikacija uzima u obzir najnepovoqniji
sistem u odnosu na predvi|eni podzemni objekat. (Ponekad vrednost ovog
parametra mo`e biti uzeta, u slu~aju ve}eg broja sistema pukotina, i
povoqnije nego {to je to prikazano u tabeli.)
4. STA4. STA4. STA4. STAWWWWE PUKOTINAE PUKOTINAE PUKOTINAE PUKOTINA
Vrlo zna~ajan parametar je svakako i stawe pukotina i wihove ispune, tj.
kontinualnost i mogu}nost nepovoqnog povezivawa prslina, hrapavost
pukotina, stawe zidova pukotina, prisustvo ispune u pukotini, debqina same
ispune, ispuwenost pukotine. Ocena se vr{i kao i kod predhodnog parametra,
u odnosu na najnepovoqniji sistem pukotina.
4444
5.UTICAJ PODZEMNIH VODA5.UTICAJ PODZEMNIH VODA5.UTICAJ PODZEMNIH VODA5.UTICAJ PODZEMNIH VODA
Uticaj nivoa dotoka podzemne vode i pritiska vode u pukotinama je tako|e
va`an parametar koji je Bienawski uveo u svoju klasifikaciju. Ovaj parametar se
mo`e izraziti opisno, kao odnos pritiska vode i glavnih napona, i kao koli~ina
priliva vode.
Svaki od navedenih parametara ima odre|eni uticaj na kona~nu ocenu
kvaliteta stene. Stoga je za svaki parametar data posebna klasifikacija, tako
da tek zbir svih pojedina~nih ocena daje kona~nu i pravu ocenu.
Klasifikacija po parametrima i zbirna kalsifikacija date su u tabeli 1.
Zbirna klasifikacija se po potrebi koriguje uticajem orijentacije pukotina
i to zavisno o tome da li se radi o tunelu, padini ili fundamentu. Za ovaj
parametar je te{ko usvojiti univerzalni kriterijum, jer uticaj vode, i wen
priliv u pukotinama, mo`e zna~ajno da izmeni povoqnost pravca familije
pukotina. Zato je u takvim slu~ajevima korisno imati tuma~ewe
geomehani~ara koji je upoznat sa datom sredinom i objektom koji se u woj
gradi. Orijentacija pukotina se ne mo`e dobiti iz standardnih bu{otina i
jezgara, ve} se dobija specijalnim aparatima predlo`enim od GOODMAN-a (Methods of Geological Engineering in Discontinius Rocks, 1976.). Za potrebe rudarstva LAUBSCHR i TAYLOR su 1976. godine modifikovali tabelu 1.
uvode}i uticaj kaverni, bu{ivosti, minirawa i podgra|ivawa.
Klasifikacija RMR se sve vi{e prihvata u svetu kao standard, jer obuhvata prakti~no sve va`ne parametre zna~ajne za pona{awe stene, a iz tih
kvantitativnih pokazateqa mo`e se jednostavno do}i i do odre|enih
kvalitativnih pokazatewa kakav je na primer moduo deformacije stene. Za RMR > 50 mo`e se uzeti da je
E = 2 RMR - 100 u GPa.
Za mek{e stene SERAFIM iiii PEREIRA (1983.) su dali slede}u formulu :
GPa.u40
10RMR
10E−
=
Ostali kvalitativni parametri dati
su u tabeli 1.
RMR klasifikaciju je Bienawski primenio na klasifikaciju koju je
predlo`io LAUFFER (1958.), da bi
in`ewerima koji koriste RMR klasifikaciju olak{ao izbor
podgrade i same konstrukcije. Na
grafiku 1. prikazan je odnos veli~ine
otvora i vremena u kome se taj otvor
S
podgrada
S
5555
mo`e ostaviti nepodgra|en, u zavisnosti od klase stene po RMR klasifikaciji.
Vreme stabilnosti nepodgra|enog otvora (Vreme stabilnosti nepodgra|enog otvora (Vreme stabilnosti nepodgra|enog otvora (Vreme stabilnosti nepodgra|enog otvora (h))))
godinegodinegodinegodine minutiminutiminutiminuti satisatisatisati danidanidanidani mesecimesecimesecimeseci
Ve
Ve
Ve
Veli~ina
li~ina
li~ina
li~ina nepodgra|enog otvora (
nepodgra|enog otvora (
nepodgra|enog otvora (
nepodgra|enog otvora (
m)) ))
0.5 1 10 102 103 104 105
VRLO DOBRAVRLO DOBRAVRLO DOBRAVRLO DOBRA STENASTENASTENASTENA
I
DOBRADOBRADOBRADOBRA STENASTENASTENASTENA
II
ZADOVOQAVAJU]AZADOVOQAVAJU]AZADOVOQAVAJU]AZADOVOQAVAJU]ASTENASTENASTENASTENA III
SLASLASLASLABABABABA STENASTENASTENASTENA IV
JAKO SLAJAKO SLAJAKO SLAJAKO SLABABABABA STENASTENASTENASTENA
V
1
2
3
4
5 6
8
10
15
20 10 30 1 10 1 2 3 5 10 20 1 2 3 4 5 10 2 3 4 5 10 20
20
40
60
20
60
40
80
6666
TABELA 1 TABELA 1 TABELA 1 TABELA 1 ---- GEOMEHANI^KA KLASIFIKACIGEOMEHANI^KA KLASIFIKACIGEOMEHANI^KA KLASIFIKACIGEOMEHANI^KA KLASIFIKACIJA ISPUCALIH STENA JA ISPUCALIH STENA JA ISPUCALIH STENA JA ISPUCALIH STENA ---- RMR
PARAMETARPARAMETARPARAMETARPARAMETAR VREDNOST PARAMETRAVREDNOST PARAMETRAVREDNOST PARAMETRAVREDNOST PARAMETRA
1
^VRSTO]A NEISPUCALE STENE
INDEKS TA^KASTOG OPTERE]EWA IS (MPa)
> 8 4 - 8 2 - 4 1 - 2 Za ovako male vrednosti
po`eqan je test jednoak-
sijalne ~vrsto}e na
pritisak
JEDNOAKSIJALNA ^VRSTO]A NA
PRITISAK σc (MPa) > 250 100 - 250 50 - 100 25 - 50 1 0 - 2 5 3 - 1 0 < 3
VREDNOSTVREDNOSTVREDNOSTVREDNOST ∆∆∆∆RMR1 15 12 7 4 2 1 0
2
INDEKS KVALITETA JEZGRA
RQD [%] 90-100 75-90 50-75 25-50 < 25
VREDNOST VREDNOST VREDNOST VREDNOST ∆∆∆∆RMR2 20 17 13 8 3
3
RASPROSTRAWENOST PUKOTINA > 2 m 0.6 - 2 m 0.2 – 0.6 m 60 - 200 mm
< 60 mm
VREDNOST VREDNOST VREDNOST VREDNOST ∆∆∆∆RMR3 20 15 10 8 5
4
STAWE PUKOTINA
Vrlo hrapave
pukotine,
nekontinualn
enerazmaknut
e, ~vrsti
zidovi
pukotina
Umrereno
hrapave
pukotine
Razdvojenost
< 1 mm
^vrsti
zidovi
pukotine
Umrereno
hrapave
pukotine
Razdvojenost
< 1 mm
Meki zidovi
pukotine
Ugla~ane
pukotine ili
Ispuna
debqine
< 5 mm ili
Otvorene pu-
kotine 1 - 5
mm
Kontinualne
pukotine
Meka ispuna
debqine
> 5 mm ili
Otvorene
pukotine
> 5mm
Kontinualne
pukotine
VREDNOST VREDNOST VREDNOST VREDNOST ∆∆∆∆RMR4 30 25 20 10 0
5
UTICAJ PODZEMNE
VODE
PRILIV VODE NA
DU@INI TUNELA OD 10 m Bez
priliva < 10 l/min 10 - 25
l/min 25 - 125 l/min
> 125 l/min
pw / σimax 0 0.0 - 0.1 0.1 - 0.2 0.2 - 0.5 > 0.5
OP[TI USLOVI Potpuno suva
pukotina
Samo Vla`na pukotina
Natopqena pukotina
Voda kapqe iz pukotine
Voda te~e iz pukotine
VREDNOSTVREDNOSTVREDNOSTVREDNOST ∆∆∆∆RMR5 15 10 7 4 0
KOREKTIVNI PARAMETAR, ZAVISTAN OD PRAVCA PRU@AKOREKTIVNI PARAMETAR, ZAVISTAN OD PRAVCA PRU@AKOREKTIVNI PARAMETAR, ZAVISTAN OD PRAVCA PRU@AKOREKTIVNI PARAMETAR, ZAVISTAN OD PRAVCA PRU@AWWWWA I ZALEGAA I ZALEGAA I ZALEGAA I ZALEGAWWWWA PUKOTINAA PUKOTINAA PUKOTINAA PUKOTINA
6
PRAVAC PRU@AWA I ZALEGAWA PUKOTINA
Vrlo povoqan
Povoqan Zadovo-qavaju}i
Nepovoqan Vrlo
nepovoqan
VREDNOVREDNOVREDNOVREDNOSTSTSTST ∆∆∆∆RMR6
TUNELITUNELITUNELITUNELI 0 -2 -5 -10 -12
TEMETEMETEMETEMEQQQQI I I I 0 -2 -7 -15 -25
KOSINEKOSINEKOSINEKOSINE 0 -5 -25 -50 -60
7777
PRAVAC PRU@AWA PUKOTINE
PRAVAC ZALEGAWA PUKOTINE
ZALEGAWE PUKOTINE
ψ
α
N
TABELA 2 TABELA 2 TABELA 2 TABELA 2 ---- UTICAJ ORIJENTACIJE PUKOTINA U ODNOSU NAUTICAJ ORIJENTACIJE PUKOTINA U ODNOSU NAUTICAJ ORIJENTACIJE PUKOTINA U ODNOSU NAUTICAJ ORIJENTACIJE PUKOTINA U ODNOSU NA OSUOSUOSUOSU TUNELTUNELTUNELTUNELAAAA
PRAVAC PRU@APRAVAC PRU@APRAVAC PRU@APRAVAC PRU@AWWWWA PUKOTINA A PUKOTINA A PUKOTINA A PUKOTINA POD UGLOM POD UGLOM POD UGLOM POD UGLOM U ODNOSUU ODNOSUU ODNOSUU ODNOSU NA OSU TUNELANA OSU TUNELANA OSU TUNELANA OSU TUNELA
PRAVAC PRU@APRAVAC PRU@APRAVAC PRU@APRAVAC PRU@AWWWWA A A A PUKOPUKOPUKOPUKOTINA TINA TINA TINA
ZALEGAZALEGAZALEGAZALEGAWWWWEEEE
UGAO ZALEGAWA U ODNOSU NAPRAVAC NAPREDOVAWA TUNELA
PARALELAN OSI PARALELAN OSI PARALELAN OSI PARALELAN OSI TUNELATUNELATUNELATUNELA
0000OOOO----20202020OOOO
U PRAVCU SUPROTAN PRAVCU
45O - 90O 20O - 45O 45O - 90O 20O - 45O 45O - 90O 20O - 45O NEZAVISNO OD
PRAVCA
PRU@AWA
VRLO VRLO VRLO VRLO
POVOPOVOPOVOPOVOQQQQANANANAN
POVOPOVOPOVOPOVOQQQQANANANAN ZADOVOZADOVOZADOVOZADOVOQQQQAAAA----
VAJU]IVAJU]IVAJU]IVAJU]I
NEPOVONEPOVONEPOVONEPOVOQQQQANANANAN VRLO VRLO VRLO VRLO
NEPOVONEPOVONEPOVONEPOVOQQQQANANANAN
ZADOVOZADOVOZADOVOZADOVOQQQQAAAA----
VAJU]IVAJU]IVAJU]IVAJU]I
NEPOVONEPOVONEPOVONEPOVOQQQQANANANAN
KLASIFIKACIJA STENA NA OSNOVU ZBIRNE OCENEKLASIFIKACIJA STENA NA OSNOVU ZBIRNE OCENEKLASIFIKACIJA STENA NA OSNOVU ZBIRNE OCENEKLASIFIKACIJA STENA NA OSNOVU ZBIRNE OCENE
ZBIRNA VREDNOST RMR ∑ RMRi
100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 < 20
KLASA I II III IV V
OPIS Vrlo dobra
stena Dobra stena
Zadovoqava-
ju}a stena Slaba stena
Jako slaba
stena
ZNA^ENJE KATEGORIJE STENSKE MASE U ODNOSU NA UGAO UNUTRA[ZNA^ENJE KATEGORIJE STENSKE MASE U ODNOSU NA UGAO UNUTRA[ZNA^ENJE KATEGORIJE STENSKE MASE U ODNOSU NA UGAO UNUTRA[ZNA^ENJE KATEGORIJE STENSKE MASE U ODNOSU NA UGAO UNUTRA[WWWWEG TREEG TREEG TREEG TREWWWWAAAA ϕϕϕϕ I I I I
KOHEZIJUKOHEZIJUKOHEZIJUKOHEZIJU C I VREME STABILNOSTI NEPODGRAI VREME STABILNOSTI NEPODGRAI VREME STABILNOSTI NEPODGRAI VREME STABILNOSTI NEPODGRA\\\\ENOG OTVORAENOG OTVORAENOG OTVORAENOG OTVORA
KOHEZIJA STENSKE MASE C [kPa] > 400 300 - 400 200 - 300 100 - 200 < 100
UGAO UNUTRA[WEG TREWA
STENSKE MASE ϕ [o] > 45o 35o - 45o 25o - 35o 15o - 25o < 15o
PROSE^NO VREME STABILNOSTI
NEPODGRA\ENOG OTVORA
20 godina za otvor
raspona 15 m
12 meseci za otvor
raspona 10 m
1 nedeqa za otvor
raspona 5 m
10 sati za otvor
raspona 2.5 m
30 minuta za otvor
raspona 1.0 m
8888
Primer :
Uzima se za primer granitna stenska masa kroz koju se gradi tunel. Vrednosti
parametara va`nih za klasifikaciju su slede}i :
PARAMETARPARAMETARPARAMETARPARAMETAR VREDNOST ILI OPISVREDNOST ILI OPISVREDNOST ILI OPISVREDNOST ILI OPIS PARAMETRAPARAMETRAPARAMETRAPARAMETRA
VREDNOSTVREDNOSTVREDNOSTVREDNOST
∆∆∆∆RMRi
^̂̂̂VRSTO]A NEISPUCALE VRSTO]A NEISPUCALE VRSTO]A NEISPUCALE VRSTO]A NEISPUCALE STENESTENESTENESTENE
σσσσc = 150 MPa 12
R Q D 70 % 13
RASPRORASPRORASPRORASPROSTRASTRASTRASTRAWWWWENOST ENOST ENOST ENOST PUKOTINAPUKOTINAPUKOTINAPUKOTINA
Pukotine su na razmaku od ≈ 0.5 m
10
STASTASTASTAWWWWE PUKOTINAE PUKOTINAE PUKOTINAE PUKOTINA Umereno hrapave pukotine Razdvojenost zidova < 1mm Zidovi pukotina ~vrsti
25
PODZEMNA VODAPODZEMNA VODAPODZEMNA VODAPODZEMNA VODA Voda kapqe iz pukotine 4
UKUPNOUKUPNOUKUPNOUKUPNO 64 Slojevi se pru`aju upravno na osu tunela, uz zalegawe od 30o suprotno
pravcu napredovawa tunela. Iz TABELE 2 se vidi da ovo predstavqa nepovoqnu orijentaciju pukotina u odnosu na tunel, {to odgovara vrednosti korektivnog faktora - 10. Uz ovu korekciju dobijamo kona~nu vrednost RMR = 54, {to odgovara gorwoj grupi stena III kategorije koje se opisuju kao dobre.
9999
NGI TUNELING QUALITY INDEX ILI Q KLASIFIKACIJA
Na osnovu iskustva ste~enog istra`ivanjima na velikom broju podzemnih otvora, Barton, Lien i Lunde iz Norwegian Geotchnical Institute-a - NGI su predlo`ili drugu, u svetu tako|e prihva}enu, klasifikaciju. Klasifikacija se brojno predstavlja indeksom Q kvaliteta stenske mase (stene).
Q je definisano izrazom :
Q = (RQD/In)*(Ir/Ia)*(Iw/SRF) gde su : RQD - Deere-ov indeks kvaliteta jezgra, definisan kod CSIR klasifikacije
In - indeks broja pukotinskih sistema Ir - indeks hrapavosti pukotina Ia - indeks pukotinske ispune Iw - faktor redukcije pukotinske vode SRF - faktor redukcije napona Definicija pojedinih indeksa i faktora jasna je iz njihovih naziva, a brojne vrednosti
pojedinih indeksa date su u tabeli 2.
Barton, Lien i Lunde dali su slede}e obja{njenje za{to su uzeli ba{ove parametre za klasifikaciju i odre|ivanje indeksa Q : "Prvi ~inilac (RQD/In) predstavlja strukturu stenske mase (stene), sa dve ekstremne
vrednosti (100/0.5 i 10/20) koje se razlikuju za 400 puta. Ako se ~inilac predstavi u cantimetrima, komadi od 200 cm i 0.5 cm su grube, ali realne aproksimacije. Najverovatnije bi najve}i blokovi bili nekoliko puta ve}i, a najmanji deli}i manji od polovine najmanjih.(Glinoviti sastojci se naravno izuzimaju.) Drugi ~inilac (Ir/Ia) predstavlja uticaj hrapavosti i sila trenja na zidovimaa pukotina ili u
njihovoj ispuni. Ovaj ~inilac se upore|uje sa hrapavim, neizmenjenim pukotinama, ~iji su zidovi u direktnom kontaktu. Predpostavlja se da je naponsko stanje na ovim povr{inama vrlo blizu vr{ne ~vrsto}e same stene. Povr{i pukotine te`e da zna~ajnije me|usobno dilatiraju, kada do|e do smicanja pa su stoga povoljne sa stanovi{ta tunelske stabilnosti. Kada su zidovi diskontinuiteta pokriveni tankim gkinenim slojem, ili postoji glinena ispuna, ~vrsto}a se zna~ajno smanjuje. Ipak, i pored pojave malih po~etnih pomeranja, kontakt zidova pukotine mo`e biti va`an faktor za o~uvanje stabilnosti podzemnog iskopa od zaru{avanja. Kada ne postoji kontakt izme|u pukotinskih zidova, sa stanovi{ta stabilnosti
tunelskog otvora, to predstavlja vrlo nepovoljne uslove. "Uglovi trenja" dati u tabeli 2, su ispod vrednosti rezidualnih ~vrsto}a za ve}inu glina, i umanjeni su zbog verovatnosti ~injenice da ti glineni slojevi i ispuna od njih mogu te`iti konsolidaciji prilikom smicanja, u najmanju ruku ako su normalno konsolidovani, ili je omek{anje odnosno bubrenje zapo~elo. Pritisak usled bubrenja monmorionita mo`e tako|e biti uticajan faktor.
10101010
Tre}i ~inilac (Iw/SRF) sastoji se od dva naponska parametra. SRF je merilo : 1. rasteretnog optere}enja u slu~ajevima iskopa kroz smaknute zone ili glinovite
stene ; 2. napona u steni u ~vrstim stenama ; 3.optere}enje od skupljanja (squeezing loads) u mekim, plasti~nim stenskim
masama. Mo`e se smatrati da predstavlja parametar totalnih napona. Parametar Iw je mera pritiska podzemne vode. On ima nepovoljan efekat na
~vrsto}u na smicanje pukotine, prvenstveno zbog smanjenja efektivnog normalnog napona. Voda mo`e, dodatno, da izazove omek{anje i ispiranje glinom ispunjenih pukotina. Pokazalo se nemogu}im kombinovanje ova dva parametra u vidu me|ublokovskih efektivnih normalnih napona, jer mada zvu~i paradoksalno, veliki efektivni normalni naponi mogu zna~iti manju stabilnost, nego manji, uprkos ve}oj ~vrsto}i na smicanje. ^inilac (Iw/SRF) je komplikovan empiriski faktor koji opisuje aktivno naponsko stanje. Mo`e se uzeti da indeks Q predstavlja funkciju samo tri parametra koji su gruba mera: 1.Veli~ine bloka (RQD/In) ; 2.Me|ublokovske ~vrsto}e na smicanje (Ir/Ia) ; 3.Aktivnog napona (Iw/SRF) . Neosporno je da postoji i nekoliko drugih parametara koji se mogu dodati, da bi
se pobolj{ala klasifikacija. Jedan bi bio orijentacija pukotina. Premda u mnogim slu~ajevima postoje potrebni podaci o orijentaciji pukotina, u odnosu na pravac napredovanja iskopa, nalazi se da to nije generalno uzev{i prioritetan faktor, kako bi se moglo o~ekivati. Jedan od razloga neuzimanja ovog parametra pri klasifikaciji, je da se pravac napredovanja iskopa mo`e izabrati tako, a u ve}ini slu~ajeva i bira, da nema uticaja nepovoljne orijentacije najzna~ajnijeg sistema pukotina. (Ovo je ponekad te{ko uraditi u slu~ajevima izgradnje tunela, mada su pribli`no polovina obra|enih slu~ajeva bili tuneli.) Parametri In, Ir, Ia igraju daleko va`niju ulogu nego sama orijentacija pukotina.
Broj sistema pukotina, odre|uje prakti~no broj stepeni slobode pomeranja bloka (ako postoji), a smi~u}e i dilatacione karakteristike mogu se menati zna~ajnije nego nepovoljno orijentisani sistemi pukotina. Kada bi pri klasifikaciji uklju~ili i orijentaciju pukotina, klasifikacija bi postala manje op{ta, i njena primarna jednostavnost bi se izgubila."
Q klasifikacija je i pored velikih tabela za odre|ivanje pojedinih parametara, jednostavna za upotrebu, {ta vi{e ve} pri odre|ivanju pojedinih parametara za izra~unavanje indeksa Q, korisnik tabele }e obratiti pa`nju na odre|ene ~inioce, koje bi mo`da prevideo prilikom pregleda terena. Ose}aj za ocenu vrednosti pojedinih parametara je zna~ajan, koliko i sama vrednost indeksa Q, jer je on prakti~no posledica dobro odre|enih vrednosti pojedinih parametara.
11111111
Q OPIS STENE
< 0.01 POSEBNO SLABA STENA
0.01 - 0.1 IZUZETNO SLABA STENA
0.1 - 1.0 VRLO SLABA STENA
1.0 - 4.0 SLABA STENA
4.0 - 10.0 ZADOVOLJAVAJU]A STENA
10.0 - 40.0 DOBRA STENA
40.0 - 100.0 VRLO DOBRA STENA
100.0 - 400.0 IZUZETNO DOBRA STENA
> 400.0 POSEBNO DOBRA STENA
Sli~no Lauffer-u, Bienawski-om i drugim autorima Barton, Lien i Lunde su poku{ali
da pove`u svoju klasifikaciju, sa odre|ivanjem potrebe za pogradom, kao i vrstom podgrade koja se za odre|enu vrednost indeksa Q mo`e upotrebiti. To su postigli uvo|enjem ekvivalentne du`ine De.
anjapodgradjivtKoeficijen
u)Lauferpo(definisanotvoreniNepodgradjDe
−=
Obe klasifikacije, RMR i Q, koje su danas prete`no u upotrebi i koje su prihva}ene od {irokog kruga stru~njaka, daju dovoljno informacija i kvalitativnih podataka za realno procenjivanje faktora koji uti~u na stabilnost podzemnih objekata. Kod RMR klasifikacije, akcenat je stavljen prete`no na orijentaciju i nagib pukotina, a na u{trb napona u steni. Q klasifikacija se na drugoj strani ne bavi orijentacijom nepovoljnih pukotinskih sistema, ve} to nadokna|uje indeksom hrapavosti i indeksom pukotinske ispune, najnepovoljnijih sistema pukotina, koji uti~u , oba, na ~vrsto}u na smicanje. U svakom slu~aju obe klasifikacije smatraju da je orijentacija pukotinskih sistema
manje va`na, {to se vidi kod Bienawski-og ne uvr{tavanju ovog faktora u osnovne parametre. Za prakti~nu primenu, zadovoljavaju}a je ocena, u smislu povoljne i nepovoljne orijentacije. Ovakvo razmi{ljanje odgovara najve}em broju slu~ajeva. Treba voditi ra~una da u slu~aju, na primer, jako uslojenih {kriljaca, orijentacija slojeva mo`e igrati dominantnu ulogu. S druge strane, ponekad ve}i blokovi mogu
12121212
biti opasani nizom pukotina, {to prilikom iskopa podzemnog otvora, mo`e dovesti do nestabilnosti samog bloka i njegovog pokretanja. U tim slu~ajevima prakti~no ni jedna klasifikacija ne mo`e biti odgovaraju}a. Izme|u ove dve klasifikacije postoji veza koja se mo`e iskazati u vidu jedna~ine :
RMR = 9*ln Q + 44 {to predstavlja jo{ jedan dokaz op{tosti ovih klasifikacija. Treba napomenuti da klasifikacija RMR nije pogodna za prikazivanje izrazito mekih
stena, koje su se formirale kao posledica skupljanja, bubrenja ili te~enja, {to je razumljivo s obzirom da je klasifikacija razvijana za izrazito ~vrste stene. Zato se za stene izrazito nepovoljnih geomehani~kih karakteristika preporu~uje Q klasifikacija. [to se ti~e podgrade i vremena postavljanja podgrade u odnosu na iskop, obe
klasifikacije daju odre|ene dijagrame, ali za razliku od drugih klasifikacija, odre|ivanje vrste i tipa podgrade prepu{taju intuiciji i iskustvu in`enjera.
Vrednosti parametra RQD
OPIS RQD Napomene
A B C D E
Jako lo{a Lo{a Srednja Dobra Odli~na
0 - 25 25 - 50 50 - 75 75 - 90 90 - 100
1. U slu~ajevima gde je RQD izmereno ili ocenjeno
10 (uklju~uju}i i 0), uzima se vrednost 10 za
izra~unavanje Q.
2. RQD intervali od 5, napr. 90, 95, 100 itd. su
dovoljno ta~ni.
Indeks broja pukotinskih sistema Jn
OPIS Jn Napomene
A B C D E F G
Masivan blok, bez ili sa nekoliko prslina
Postoji jedna izrazita familija pukotina
Postoji jedna familija pukotina i poneka slu~ajna
Postoje dve izrazite familije pukotina
Postoje dve familije pukotina i poneka slu~ajna
Postoje tri izrazite familije pukotina
Postoje tri familije pukotina i poneka slu~ajna
0.5 - 1.0 2.0 3.0 4.0 6.0 9.0 12.0
1. Za ukr{taj dva ili vi{e tunela
uzeti (3*Jn)
2. Za portale uzeti (2*Jn)
H J
Postoje ~etiri ili vi{e familija pukotina, jako velik broj
slu~ajnih pukotina, blokovi oblika kocke {e}er a
Smrvljena stena sli~na zemlji
15.0
20.0
13131313
14141414
