1/24/2020

1

Elementë të Mekanikëssë Shkëmbinjve

Th.Korini, 2020

Fakulteti i Gjeologjisë dhe i Minierave

Leksioni 8

Ma

ste

r P

rofe

sio

na

l, G

jeo

ma

tik

ë

SJELLJA E SHKEMBINJVE NE KOHE

Tre sjelljet tip

Ndërtimet në shkëmb kanë për detyrë t’u rezistojnë sforcimeve për një kohë të gjatë.

Prova bazë konsiston në nënshtrimin e një kampioni shkëmbi një prove rrjedhjeje me ngarkesë konstante σ0 dhe në ndjekjen e evolucionit të shkurtimit relativ Δl/l të kampionit gjatë kohës.

Rasti i parë: σ0 është më e ulët se kufiri i elasticitetit

Rasti i dytë: σ0 përfshihet ndërmjet kufirit të elasticitetit dhe kufirit të parashkatërrimit

Rasti i tretë: σ0 përfshihet ndërmjet kufirit të parashkatërrimit dhe σsh

1/24/2020

2

Fenomenet që zhvillohen në kohë emërtohen ndryshe “viskoelasticitet” (ose edhe visko-elasto-plasticitet).

Lloji i 1 i të sjellurit (viskoelasticitet me elasticitet të çastit dhe në kohë) është ai i ndërtimeve në shkëmb të qëndrueshme në kohë: diga, tunele rrugorë, galeri kryesore në miniera etj.

Lloji i 2 i të sjellurit (rrjedhje që çon në shkatërrim pas njëfarë kohe) paraqet një interes të veçantë, sepse është lloji i të sjellurit të ndërtimeve në shkëmb që kanë karakter jo të përhershëm.

Lloji i 3 i të sjellurit (rrjedhje e shpejtuar) është karakteristike e punimeve, shkatërrimi i të cilëve ndodh me shpejtësi: p.sh. paqëndrueshmëri e një shpati shkëmbor.

Fenomenet që zhvillohen në kohë në përgjithësi shpejtohen në se shkëmbi i nënshtrohet alterimit.

KLASIFIKIMI I MASIVEVE SHKEMBORE

# Përdorimi i metodave analitike apo numerike në mjaft raste paraqitet kompleks dhe nuk është e mundur të merren parasysh gjithë faktorët ndikues.

- Në këto raste projektimi kryhet duke marrë parasysh eksperiencën e mëparshme në zonën në studim ose edhe gjetkë.

- Për të paraqitur nga ana sasiore këtë eksperiencë me qellim që ajo të përdoret në zona të tjera, janë përhapur skemat e klasifikimit gjeomekanik.

Skemat e klasifikimit gjeomekanik i venë në korrespodencë vetive apo karakteristikave të shkëmbit – vlera numerike.

Totali i vlerave numerike për një masiv të dhënë dëshmon për cilësinë e tij dhe përcakton orientimet e mundshme për rritjen e qëndrueshmërisë.

1/24/2020

3

KLASIFIKIMI I MASIVEVE SHKEMBORE - RMR(BIENIAWSKI)

Përdor në klasifikim 5 parametra:

1. Rezistencën e shkëmbit të paprekur

2. RQD

3. Distancën ndërmjet çarjeve

4. Gjendjen e çarjeve (hapjen, vazhdueshmërinë, ashpërsinë, mbushjen etj.)

5. Praninë e ujit

FAKTORI / VLERAT

1

REZISTENCA NE SHTYPJE E

SHKEMBIT>200MPa

100-200MPa

50-100MPa 25-50MPa10-

25MPa3-

10MPa1-3MPa

PIKET 15 12 7 4 2 1 0

2RQD 90-100% 75-90% 50-75% 25-50% <25%

PIKET 20 17 13 8 3

3

DISTANCA NDERMJET ÇARJEVE

> 3m 1 – 3m 0.3 – 1m 50 – 300 mm < 50 mm

PIKET 30 25 20 10 5

4

GJENDJA E ÇARJEVE

Shume e ashper

E ashper, hapje <1mm

Pak e ashper, faqe te

dobesuara

E rrafshet, me hapje 1 –

5mm

Çarje e hapur > 5mm ose me mbushje

PIKET 25 20 12 6 0

5PRANIA E UJIT

Rrjedhje l/min per 10 ml

punim- - < 25l/min 25-125l/min >125 l/min

Raporti presion uji / sforcim max

0 0 0.0 – 0.2 0.2 – 0.5 > 0.5

Kushtet e pergjithshme

I thate I thate I lageshtUje nen

presion te lehte

Prania e ujit paraqet problem

PIKET 10 10 7 4 0

1/24/2020

4

KORRIGJIMI PER EFEKT TE ORIENTIMIT TE ÇARJEVE

ORIENTIMI I ÇARJEVE SHUME I FAVORSHEM

I FAVORSHEM MESATAR I PAFAVORSHEMSHUME I PA FAVORSHEM

PIKET

TUNELE 0 -2 -5 -10 -12

BAZAMENTE 0 -2 -7 -15 -25

SHPATE 0 -5 -25 -50 -60

KLASAT E MASIVIT SHKEMBOR PERCAKTUAR NGA TOTALI I PIKEVE

PIKET 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 < 20

KLASA NR. I II III IV V

PERSHKRIMIShkemb i

cilesise shume te mire

Shkemb i cilesise se mire

Shkemb i cilesise

mesatare

Shkemb i cilesise se dobet

Shkemb shume i dobet

KUPTIMI I KLASAVE TE MASIVIT SHKEMBOR

KLASA NR. I II III IV V

KOHA MESATARE E QENDRIMIT

10 vjet per gjeresi 5 m

6 muaj per gjeresi 4 m

1 jave per gjeresi 3 m

5 ore per gjeresi 1.5 m

10 min. per gjeresi 0.5 m

KOHEZIONI I MASIVIT SHKEMBOR

> 300 kPa 200-300 kPa150-200

kPa100-150 kPa < 100 kPa

KENDI I FERKIMIT > 45° 40° - 45° 35° - 40° 30° - 35° < 30°

1/24/2020

5

1d 1j 1m 1vit 10vjet

8070

60

50

40

30

20

30

20

10

8

65

4

3

2

1

Koha e qëndrimit pa armatim, orë

10 10 10 10 10 10 10 106543210-1

Gje

rësi

a e

ta

vanit,

m

Shembje e menjëherëshme

Nuk nevojitet armatim

Shembull: 10 m gjerësi punimiRMR=80

Koha e qëndrimit pa armatim > 4 vjet

RMR=50Koha e qëndrimit pa armatim

rreth 2 ditë

RQD Jr JwQ

Jn Ja SRF

Sistemi i cilësisë së masivit shkëmbor (Sistemi Q)

RQD = treguesi i cilësisë së shkëmbit 100 - 10

Jn = numri i sistemeve të çarjeve 1 – 20

Jr = koeficienti i ashpërsisë së çarjeve 4 -1

Ja = koeficienti i alterimit të çarjeve 1 – 20

Jw = koeficienti i pranisë së ujit ose presioni në çarje 1 – 0.1

SRF = koeficienti i ndikimit të sforcimeve 1 – 20

Zakonisht: 0.01 < Q <100

1/24/2020

6

KLASAT E MASIVIT SHKEMBOR

G F E D C B A

Jashtëzakonisht i dobët

Tepër i dobët Shumë i dobët I dobëtI

kënaq.I mirë Shumë

i mirë

Tepër i mirë

Jashtëzak

i mirë

Cilësia e masivit shkëmbor

ESR- tregues i shkallës së armatimit të punimit i cili në rastin e tuneleve merret 1.6, ndërsa për punimet minerare të përkohshme merret 3 deri në 5.

1) Pa armatim

6) Torket i përforcuar me fibra çeliku

me trashësi 9 – 12 cm dhe

ankorim

2) Ankorim i rrallë

7) Torket i përforcuar me fibra çeliku

me trashësi 12 – 15 cm dhe

ankorim

3) Ankorim sistematik

8) Torket i përforcuar me fibra çeliku,

> 15 cm, ankorim dhe profile

metalike

4) Ankorim sistematik, (plus

torket, 4 – 10 cm)

9) Armaturë betoni (segmente të

parafabrikuar)

5) Torket i përforcuar me fibra

çeliku me trashësi 5 – 9 cm

dhe ankorim

Mënyrat e propozuara të armatimit sipas kategorive

1/24/2020

7

KARAKTERISTIZIMI I MASIVIT SHKEMBOR PER VLERESIMIN E

QENDRUESHMERISE

Treguesi GSIDuke u nisur nga pamja e masivit shkëmbor,

zgjidhet kategoria e cila përfaqëson përshkrimin më të mirë të kushteve mesatare të strukturës

shkëmbore në terrenKriteri i Hoek-Brown duhet të aplikohet vetëm në

rastet e masivëve shkëmborë për të cilët madhësia e blloqeve individualë është e vogël në

raport me madhësinë e gërmimit.

KU

SH

TE

T E

SIP

ER

FA

QE

VE

80

70

60

50

40

30

20

10

ME ÇARSHMËRIMasiv shkëmbor i padëmtuar, me lidhje

shumë të mirë, i përbërë nga blloqe kubikë të formuar nga tre familje

çarjesh ortogonale.

ME ÇARSHMËRI TË ZHVILLUARMasiv shkëmbor pjesërisht i dëmtuar, me lidhje të mirë, i përbërë nga blloqe me qosheme shumë faqe të formuar nga të paktën katër familje çarjesh

ortogonale.

ME ÇARSHMËRI TË ZHVILLUAR/HUMBJE TE STRUKTURËS

Masiv shkëmbor i përbërë nga blloqe me qoshe të formuar nga ndërprerja e

reciproke e disa familjeve çarjesh merrudhosje dhe/ose tektonika.

I DIZINTEGRUAR – Masiv shkëmbor mjaft i dërmuar, me lidhje të dobët, një përzierje blloqesh me qoshe e blloqesh

me cepa të rrumbullakosur.

Shu

më

të d

obës

uara

Sip

ërfa

qe m

e ko

ntur

e të

rra

fsht

a, s

hum

ë të

alte

ruar

a m

e m

bush

je a

rgjil

e pl

astik

e

Shu

më

të m

iraS

ipër

faqe

të fr

eskë

ta, t

ë pa

alte

ruar

a,

shum

ë të

ash

pra

Të

mira

Sip

ërfa

qe të

kuq

ërem

ta, t

ë as

hpra

dhe

pa

k të

alte

ruar

a

Mes

atar

eS

ipër

faqe

të r

rafs

hta,

të a

lteru

ara

ose

mes

atar

isht

të a

lteru

ara

Të

dobë

suar

aS

ipër

faqe

me

kont

ure

të r

rafs

hta,

shu

më

të a

lteru

ara

me

mbu

shje

kom

pakt

e fra

gmen

tesh

me

form

a kë

ndor

e

STRUKTURA CILESI NE ZBRITJE

Tre

guesi

GS

I

Geo

logi

cal S

tren

gth

In

dex

Qëndrueshmëria e masivit shkëmbor

1/24/2020

8

Kriteri i shkatërrimit i Hoek-Brown

31 3

'' '

a

ci b

ci

m s

Ku:

’1 dhe ’3 janë sforcimet kryesore ekstremale në momentin e shkatërrimit

mb është vlera e konstantes m të Hoek-Brown për masivin shkëmbor (p.sh. m

varion nga 2 në 21 për shkëmbinj sedimentarë)

s dhe a janë konstante të cilat varen nga karakteristikat e masivit shkëmbor (s=1

për shkëmbin e paprekur dhe zbret deri në 0.0000001 për shkëmb me

cilësi shumë të dobët, ndërsa a varion nga 0.3 për shkëmb të cilësisë

shumë të mirë deri në 0.65 për shkëmb të cilësisë shumë të dobët)

ci është rezistenca në shtypje njëaksiale e shkëmbit të paprekur (në laborator)

Lidhja me treguesin GSI

100

28

GSI

b im m e

Për 25 :

100exp

9

dhe

0.5

GSI

GSIs

a

Për 25 :

0

dhe

0.65200

GSI

s

GSIa

1/24/2020

9

Moduli i deformimit

Për masiv shkëmbor të cilësisë së dobët kur ci < 100:

40

10

10100

GSI

cimE

75 25

11

1 / 2100000

1m D GSI

DE

e

ose (sipas Hoek & Diederichs ):

ku D është një koeficient i çrregullimit (apo dëmtimit) të masivit shkëmbor që lidhet me teknologjinë e aplikuar gjatë ndërtimit (D=0 për punë me LP të kontrolluar ose me TBM dhe D=1 për punë me LP të cilësisë së dobët.

Llogaritja e parametrave të Mohr-Kulomb-it

1 3

2 cos 1 sin

1 sin 1 sin

C

Kriteri i Mohr-Kulomb ka formën:

Këndi i fërkimit ekuivalent dhe kohezioni mund të përcaktohen sipas formulave në vijim:

1

31

1

3

6sin

2 1 2 6

a

b b n

a

b b n

am s m

a a am s m

1

3 3

1

3

1 2 1

1 61 2

1 2

a

ci b n b n

a

b b n

a s a m s mC

am s ma a

a a

'3max

3n

ci

0.94' '3max

'0.47 cm

cm H

ku: σ´cm rezistenca e masivit

shkëmbor

1/24/2020

10

Përdorimi i programit RocLab

http://www.rocscience.com/products/14/RocLab

Shembull në rastin e një masivi konglomerati