Alagutakra ható kőzetnyomások:

Átírás

1 Alagutakra ható kőzetnyomások: Kőzetnyomások keletkezése: kőzettömeg fellazulásából. az alagút feletti kőzettömeg súlya tektonikus erők kőzettömeg térfogatnövekedése, kémiai vagy fizikai okokból bekövetkező duzzadás. Kőzetnyomások típusa: lazulási nyomás valódi hegynyomás duzzadási nyomás Kőzettípusok: szilárd kőzet álszilárd, puha és mállott kőzetek laza kőzetek Grabarits József 41

2 Feszültségek átrendeződése üregnyitás után (Willmann) - I Grabarits József 42

3 Feszültségek átrendeződése üregnyitás után (Willmann) - II Grabarits József 43

4 Feszültségek átrendeződése üregnyitás után (Willmann) - III Grabarits József 44

5 Kör alakú üreg körüli feszültségek számítása Kirsch szerint. (tisztán rugalmassági alapon) Grabarits József 45

6 Radiális és tangenciális feszültségek eloszlása az rugalmas tárcsa közepén lévő kör alakú lyuk pereme mentén Grabarits József 46

7 Radiális és tangenciális feszültségek eloszlása az rugalmas tárcsa közepén lévő ellipszis alakú lyuk pereme mentén Grabarits József 47

8 Feszültségek eloszlása a biztosítás nélküli alagút kalott-lábánál Grabarits József 48

9 Feszültségek eloszlása a biztosított alagút kalott-lábánál Grabarits József 49

10 I. Eset: Szívós és szilárd kőzet, az üreg biztosítás nélkül is megáll. II. Eset: Szilárd és rideg, törékeny kőzet, az üreg rövid ideig állékony, kipergések, többletfejtés előáll Grabarits József 50

11 III. Eset: Nem szilárd, de szívós kőzet, lokális tönkremenetel, plasztikus zónák, a deformációkat, kőzetnyomásokat biztosítási elemekkel kell felvenni. IV. Eset: Nem szilárd, rideg kőzet, gyorsan kialakuló omlások és nehezen kontrolálható deformációk Grabarits József 51

12 Senkunder feszültségek eloszlása a kör alakú alagút tengelyében H. Kastner szerint egyenletes primer feszültségi állapot mellett Grabarits József 52

13 Nyírásos tönkremenetel K. Sattler szerint. S = b x p s / 2 -- nyíróerő t= S/d s -- nyíró feszültség d s,szük = p s x b / (2 x t H ) d s = 2 x d Grabarits József 53

14 Horgonnyal erősített, lövelltbetonos falazat teherbírása Grabarits József 54

15 I. - szilárd kőzet II. - mállott, töredezett kőzet III/1. - nyomás alatti kőzet III/2. - szilárd, majd utólag fellazult kőzet III/ előző kettő összevonva Fenner-Pacher jelleggörbék különböző kőzettípusokhoz Grabarits József 55

16 A kőzetnyomás és a falazat-ellenállás időbeli alakulása F. Pacher szerint Grabarits József 56

17 Fenner-Pacher jelleggörbe alkalmazása Channel Tunnel, UK Crossover-nél Grabarits József 57

18 Heathrow CTA, alagútszakadás Grabarits József 58

21 HSE jelentés 1996.: kalott-láb alatti talajtörés Grabarits József 61

22 HSE jelentés 1996.: kalott-láb vízszintes irányú benyomódása Grabarits József 62

23 HSE jelentés 1996.: az ideiglenes oldalfal vízszintes irányú benyomódása Grabarits József 63

24 HSE jelentés 1996.: nyírási tönkremenetel Grabarits József 64

25 HSE jelentés 1996.: beton nyomószilárdságának kimerülése Grabarits József 65

26 HSE jelentés 1996.: hajlító és nyomóerő kombinációjából eredő tönkremenetel-i Grabarits József 66

27 HSE jelentés 1996.: hajlító és nyomóerő kombinációjából eredő tönkremenetel-ii Grabarits József 67

28 HSE jelentés 1996.: helyi nyomásból, átszúródásból eredő tönkremenetel Grabarits József 68

29 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Kőzet és talaj mint geológiai fogalmak rövid ismertetése Az alagúti építményeket körülölelő, az építés közegét alkotó altalaj vizsgálatával foglalkozó tudományok - a földtan, a fizika, a kémia és a technika - azonos anyagot vagy jelenséget történelmi okok miatt eltérően neveztek meg vagy jellemeznek. A fogalmi zavar a geológus, a mérnök, a mérnökgeológus, a kőzet- és a talajmechanikus közötti megértést és adatcserét nehezíti. Már a talaj és kőzet fogalmának értelmezésében, az altalaj megnevezésében és tulajdonságainak leírásában is különbség van. A talaj- és kőzetmechanikai - az MSZ 14045/4-nek megfelelően - kőzeten az összeálló, vízben szét nem eső természetes anyagot érti. A földtan (geológia) minden, a természeti folyamatok révén keletkezett összeálló, szilárd anyagot és annak elszállított, majd lerakott aprózódási (mállási) terméket kőzetnek nevezi, akár törmelékes, laza, akár összeálló vagy szilárd. A szárazföldi, fizikai, vegyi és biológiai mállás együttes hatásából létrejött, a keletkezési helyén lévő, szervetlen mállási maradékon kívül elhalt növényi részek szerves anyagából lett, humuszt, valamint növényi és bakteriális élőanyagot is tartalmazó anyagot (termőtalajt) nevezi talajnak. Kőzet: A föld kérgét felépítő szilárd anyag. A litoszféra anyagát kőzetnek, a bioszféráét talajnak nevezzük Grabarits József 69

30 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Kőzet és talaj mint geológiai fogalmak rövid ismertetése Az MSZ 14043/ szerin: A talaj a földkéregnek az a része, amely az összeálló kőzetekből aprózódás, mállás útján keletkezett. Talaj a növényi és állati maradványokból keletkezett réteg is, valamint a geológiai értelemben vett kőzetek (pl. a vulkáni tufa), amennyiben nem elégítik ki az összeálló kőzet fogalmát. Összeálló kőzet talajmechanikai értelemben a földkéregnek az a része, amelyből bárhonnan vehető 20 cm főméretű olyan kockaminta, amely semleges vegyhatású, + 20 ± 5 C nyugvó vízben 10 nap alatt sem esik szét, vagyis, amelynek alkotóit kötőerők tartósan egymáshoz rögzítik Grabarits József 70

31 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Kőzet és talaj mint geológiai fogalmak rövid ismertetése A földtörténeti újkor Közép-Európában használatos tagolása Grabarits József 71

32 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Kőzet és talaj mint geológiai fogalmak rövid ismertetése A földtörténeti újkor Közép-Európában használatos tagolása Grabarits József 72

33 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Fejtési osztályba sorolások története Terzaghi osztályba sorolása Grabarits József 73

34 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Fejtési osztályba sorolások története H. Lauffer osztályba sorolása Grabarits József 74

35 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Fejtési osztályba sorolások története H. Lauffer osztályba sorolása Grabarits József 75

36 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Fejtési osztályba sorolások története Protodjakonov osztályba sorolása Grabarits József 76

37 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Fejtési osztályba sorolások története Kőzetosztályozás L. v. Rabcewicz, F. Pacher, J. Golser Grabarits József 77

38 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Fejtési osztályba sorolások története Fejtési osztályba sorolás Hannover-Würzburg, Einmalberg-Tunnel Grabarits József 78

39 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja RQD - Rock Quality Designation RQD (Deere) kőzetosztályozás Grabarits József 79

40 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja RMR - Rock Mass Rating - értékét hat tulajdonságból levezetett index adja, amelyek -kőzetszilárdsági értékből - a fúrási mag RQD-értéke - tagoltság egymástól mért távolsága - tagoltságok állapota - tagoltság rétegvíz viszonya - tagoltság tájolása az alagút tengelyéhez viszonyítva Az RMR érték a kőzetet műszaki, mérnökgeológiai szempontból minősíti, így az alapozáshoz, rézsűvizsgálathoz is alkalmazható. RMR (Z. T. Bieniawski) kőzetosztályozás Grabarits József 80

41 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja RMR (Z. T. Bieniawski) kőzetosztályozás Grabarits József 81

42 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja Q-System (N. Barton) kőzetosztályozás Grabarits József 82

43 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja Q-System jellemzői -RQD -index -J n tagoltsági rendszer-index -J r repedési felület érdességiindex -J a tagoltság mállottsága -J w rétegvíz csökkentő faktor - SRF feszültségi faktor Q-System (Grimstad & Barton) kőzetosztályozás Grabarits József 83

44 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja NMT - tervezési procedúra Grabarits József 84

45 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja NMT - vasalt bordák tipikus kialakítása Grabarits József 85

46 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja NMT - lövelltbeton-borda kialakítás Grabarits József 86

47 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja NMT - vasalt bordák tipikus kialakítása Grabarits József 87

48 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja NMT - olajtároló kaverna, víztárózó elrendezése Grabarits József 88

49 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja NMT - Parti üteg és radarállomás Grabarits József 89

50 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja NMT - Felszín alatti tér keresztmetszete Grabarits József 90

51 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja NMT - olajtároló kaverna Grabarits József 91

52 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja NMT - Felszín alatti tér keresztmetszete Grabarits József 92

53 Fejtési osztályok bevezetése a kőzetosztályok alapján Különböző országok fejtési osztályba sorolásának módja NMT - Felszín alatti sport létesítmény Grabarits József 93