Diskontinuity. Fault zlom, porucha, dislokace

Transkript

1 Diskontinuity Diskontinuita nesouvislost Popis horninového Fault zlom, porucha, dislokace Joint trhlina, puklina, diakláza Foliation - foliace Cleavage kliváž, příčná břidličnatost Schistosity - břidličnatost Bedding - vrstevnatost 1

2 Vliv měřítka S rostoucí velikostí je více ploch oslabení 2

3 Skalní svah s diskontinuitami 3

4 Velká vzdálenost diskontinuit Vznik horninových klínů 4

5 Velké množství diskontinuit Dochází k drolení horniny 5

6 Diskontinuity vztah k velikosti podzemního díla Diskontinuity a podzemní stavby A vrt B štola C tunel 6

7 Vliv puklin na stabilitu skalního svahu 7

8 Dělení diskontinuit I. řádu svislé zlomy oddělující kontinentální kry a diskontinuity oddělující jednotlivé vrstvy zeměkoule,většinou neovlivňují stabilitu podzemních děl. II. řádu vzdálenost těchto ploch nespojitosti je řádově v kilometrech a výrazně neovlivňují stabilitu podzemních děl. III. řádu zasahují do podzemního díla a výrazně ovlivňují jeho stabilitu. IV. řádu podružné systémy ploch nespojitosti, jež nemají většinou velký vliv na stabilitu podzemních děl. 8

9 Zaměření diskontinuit sloupcových diagramů sloupcových diagramů růžicových diagramů průsečnicových diagramů bodových diagramů konturových diagramů N α af β Měření geologickým kompasem α směr roviny α F směr sklonu β sklon roviny 9 A Směr roviny B sklon roviny

10 Sloupcový diagram Růžicové diagramy Úhlový histogram Úhlový polygon 10

11 Lambertova projekce Vektor se zobrazí jako bod Plocha se zobrazí pomocí kružnice 11

12 Diagramy v Lambertově projekci Princip Lambertovy projekce průsečnicový diagram 12

13 Lambertova projekce 13

14 Zobrazení pomocí bodu 14

15 Bodový diagram plochy se směrem 60 k SV a sklonem 30 k SZ konturový diagram 15

16 Průzkum v ose podzemního díla Popsání strukturních oblastí Určení soustav diskontinuit Stereografická analýza (stabilita skalního svahu, určení klíčových horninových bloků v tunelech a kavernách) 16

17 Vlastnosti diskontinuit Rozteč ploch nespojitosti Hustota ploch nespojitosti Četnost Drsnost Volumetrický počet spar Velikost horninových bloků Průsak Světlost Stálost Výplň ploch nespojitosti Pevnost ploch 17

18 Vlastnosti diskontinuit Schematické zobrazení základních vlastnost diskontinuit 18

19 Popis diskontinuitního horninového masivu rozteče puklin rozteče ploch vrstevnatosti soustav ploch nespojitosti stálosti ploch nespojitosti, velikosti horninových bloků otevřenosti plochy nespojitosti drsnosti plochy nespojitosti průsaku 19

20 Popis pomocí rozteče puklin a ploch vrstevnatosti Vrstevnatost Rozteč puklin Limit rozteče velmi silně zvrstvená extrémně široká přes 2 m silně zvrstvená velmi široká 0,6-2 m středně široká 0,2-0,6 m zvrstvená slabě zvrstvená poměrně široká 60 mm - 0,2 m velmi slabě zvrstvená poměrně malá mm tence vrstevnatá malá 6-20 mm velmi tence vrstevnatá nepatrná pod 6 mm 20

21 Popis pomocí stálosti diskontinuity Stálost diskontinuity velmi malá stálost malá stálost střední stálost velká stálost velmi velká stálost limit formální délky stopy diskontinuity menší než 1 m 1-3 m 3-10 m m nad 20 m 21

22 Popis pomocí velikosti horninových bloků Označení blokovitosti Velikost bloků Ekvivalentní rozteč diskontinuit Volumetrický počet spar J v (počet spar/m 3 ) velmi velká přes 8 m 3 extrémně široká menší než 1 velká 0,2 8 m 3 velmi široká 1 3 střední 0,008 0,2 m 3 široká 3 10 malá 0,0002 0,008 m 3 mírně široká velmi malá menší než 0,0002 m 3 menší než mírně široká přes 30 22

23 Popis podle otevřenosti plochy nespojitosti označení těsné 0 šířka otevření extrémně úzké (vlásečnicové ) velmi úzké pod 2 mm 2 6 mm úzké mírné 6 20 mm mm mírně široké mm široké přes 200 mm 23

24 Popis podle otevřenosti plochy nespojitosti Uzavřené, velmi těsné, pod 0,1 mm Těsné, 0,1 0,25 mm Zčásti otevřené,0,25 0,5 mm Rozevřené, otevřené,0,5 2,5 mm Mírně široké, 2,5 10 mm Široké, přes 10 mm Otevřené, velmi široké, mm Extrémně široké, mm Dutinaté (kavernózní), přes 1000 mm 24

25 Popis podle drsnosti plochy nespojitosti Při velkém měřítku [m] * schodovité * zvlněné * rovinné. Při malém měřítku [cm] * hrubé (drsné), * hladké, * ohlazené 25

26 Drsnost diskontinuity měření na různé délce základny Krátká vysoké hodnoty dlouhá nízké hodnoty 26

27 Profiloměr 27

28 Drsnost dle Bartona 28

29 29

30 Popis podle průsaku ohodnocení průsaku otevřené diskontinuity (bez výplňového materiálu) diskontinuity s výplňovým materiálem 1 Diskontinuita je velice těsná a suchá, neumožňuje proudění podzemní vody 2 Suchá diskontinuita, nejsou pozorovány příznaky proudění podzemní vody 3 Suchá diskontinuita vykazující příznaky proudění podzemní vody (např. rezavé zabarvení) Výplňový materiál je suchý a plně konsolidován, významné proudění je pro nízkou propustnost nepravděpodobné Výplňové materiály jsou vlhké, bez přítomnosti volné vody Výplňové materiály jsou mokré, občas z nich odkapává voda 4 Diskontinuita je vlhká, proudění podzemní vody nenastává Výplňový materiál vykazuje souvislé proudění vody (přítok v l/min), voda z něj vytéká 5 Diskontinuitou nepatrně sákne voda, příležitostně z diskontinuity odkapává voda Výplňový materiál je místně vyplavován, místa vyplavování vykazují značné proudění vody 6 Diskontinuitou proudí voda, je nutné určit přítok v l/min a popsat tlakové poměry Výplňový materiál je zcela vyplaven, je zjištěn velký tlak vody ( hlavně při odkrytí materiálu), určuje se přítok v l/min a tlakové poměry 30

31 Smykový přístroj 31

32 Smykový přístroj 32

33 Smyková plocha vzorku 33

34 Smyková pevnost 34

35 Pevnost diskontinuit Model dle Pattona A B σ τ τ dojde k přesmyknutí n ( 1) τ = σ ϕ + nedojde k přesmyknutí τ = c + σ t gϕ n b b τ tangenciální napětí na puklině c zdánlivá soudržnost způsobená smýkáním výstupků na stěnách pukliny σ n normálové napětí působící kolmo na puklinu ϕ b základní úhel smykové pevnosti 35

36 Model dle Goodman A ϕb i N S i R S = tg b + N ( φ i) ϕ b základní úhel smykové pevnosti i úhel diskontinuity s vodorovnou S tangenciální složka síly působící na puklinu N normálová složka síly působící na puklinu B ϕb d N S Sn R S = tg b + d + S N ( ϕ ) n ϕ b základní úhel smykové pevnosti d vrcholová hodnota dilatace S n vrcholová smyková pevnost S tangenciální složka síly působící na puklinu N normálová složka síly působící na puklinu 36

37 Model dle Bandise = ntg ( J r log 10 ( J cs / n ) + b ) τ σ σ ϕ τ tangenciální napětí na puklině σ n normálové تحمnapě působící kolmo n puklinu (podle Bartona 0,1 až 2,0 MPa) ϕ b základní úhel smykové pevnosti J rcs drsnost pukliny podle klasifikace indexem J cs pevnost pukliny c prostém tlak Model dle Hoek a Browna τ = cot ϕ cosϕ hornin ( ) i i mσ c 8 τ tangenciální napětí na puklině σ c pevnost horniny v prostém tlaku ϕ i okamžitý úhel smykové pevnosti m parametr horniny podle klasifikace dle Hoeka 37