Klasifikace hornin

Horninový masiv

Diskontinuita Diskontinuita se váže na rovinu či plochu oslabení v horninovém masivu. Je to společný výraz pro: Prasklinu Plochy vrstevnatosti Plochy břidličnatosti Zóny oslabení Zlomy

Hlavní diskontinuita příklad zlomu v celkové morfologii

Vliv měřítka Diskontinuity a podzemní stavby A vrt B štola C tunel

Ukázka zakreslení bloků horninového masivu

Popis orientace Je popsána pomocí směru azimutu α směrové přímky úklonu vrstvy a úklonem  spádové přímky od vodorovné.

Axonometrické zobrazení horninových bloků

Fotodokumentace čelby

J. Pruška MH 4. přednáška11 KLASIFIKACE HORNIN

J. Pruška MH 4. přednáška12 HISTORICKÝ VÝVOJ Protodjakonov (1908) Rusko Terzaghi (1946) USA Lauffer (1958) Rakousko Pacher (1964) Rakousko RQD (1967) USA RMR (1973,1989) JAR Q (1974) Norsko Franklin (1975) Kanada QTS (1977) ČR Basic geotechnical description - ISRM (1981) USA

Třídy ražnosti J. Pruška MH 4. přednáška13

Lauferova J. Pruška MH 4. přednáška14

J. Pruška MH 4. přednáška15 PROTODJAKONOV 10 tříd horniny Platí pro klasické tunelování Předpokládá vytvoření horninové klenby Horninám přiřazuje součinitel pevnosti f p Zatřídění dle petrografického popisu či pevnosti horniny Pro rozpukaný masiv je nutná redukce součinitelem „a“ popř. indexem RQD

J. Pruška MH 4. přednáška16 Určení f p Pro horniny: Pro zeminy soudržné Pro zeminy nesoudržné

J. Pruška MH 4. přednáška17 Redukce součinitele f p pomocí součinitele“a“ Intenzita rozpukáníStupeňRedukční koeficient „a„ slabé až velmi slabé střední20,80 – 1 silné30,50 -0,80 velmi silné4-50,20 - 0,50 mimořádně silné-- pomocí indexu RQD

J. Pruška MH 4. přednáška18 TERZAGHI 8 tříd horniny Platí pro klasické tunelování Předpokládá vytvoření horninové klenby Vhodná pro ocelovou výstroj Uvažuje porušení horninového masivu diskontinuitami Horninám přiřazuje součinitele tlačivosti c T ´ a c T ´´ V roce 1982 provedena revize Rosem

J. Pruška MH 4. přednáška19 Index RQD RQD = rock quality designation D.U. Deer (1967) Ohodnocení masivu na základě jádrových vrtů -min.  54,7mm Reprezentuje kvalitu horniny in situ Směrově závislý parametr Je nutné vyloučit trhliny vzniklé vrtací technologií Délka kusu z jádrového vrtu se měří v ose jádra

J. Pruška MH 4. přednáška20 Index RQD je definován vztahem na základě celkové navrtané délky a délky neporušených kusů v jádrovém vrtu delších než 10 cm :

J. Pruška MH 4. přednáška21 Vrtné jádro  150 mm z žulového masivu (vliv velkého napětí in situ) (J. Hudson) Klasifikace podle indexu RQD Kvalita horninyRQDCT´CT´ fpfp výborná ,152,0 – 2,3 dobrá90 – 750,15 – 0,352,3 – 1,2 střední75 – 500,35 – 0,701,2 – 0,7 nízká50 – 250,70 - 1,100,7 – 0,5 velmi nízká25 – 01,10 - 1,400,5 – 0,4

J. Pruška MH 4. přednáška22 Index RMR RMR = Rock mass rating Z.T. Bieniawski (1973) 1989 revize klasifikace 5 tříd horniny (RMR 0 – 100) Masiv dělí na strukturní oblasti, které hodnotí samostatně Klasifikuje horniny podle šesti parametrů A – F Určuje způsob ražby, stabilitu výrubu, typ výstroje Provázání s ostatními klasifikacemi

J. Pruška MH 4. přednáška23 RMR je dán součtem či odečtem bodového ohodnocení parametrů: RMR =  (A+B+C+D+E-F) A - pevnost v tahu při bodovém zatížení nebo pevnost v prostém tlaku B - index RQD C - vzdálenost ploch nespojitosti D - charakter ploch nespojitosti E - přítomnost a tlak podzemní vody F - orientace puklin vzhledem ke směru ražby

J. Pruška MH 4. přednáška24 INDEX Q Barton, Lien, Lunde (1974) 38 tříd horniny Navržen na základě analýzy 212 staveb tunelů ve Skandinávii Hodnotí masiv na základě šesti parametrů (Q = 0 – 1000) Určuje tlak na výstroj a způsob vystrojení Návaznost na ostatní klasifikace Klasifikace se neustále vyvíjí Vhodná pro numerické modelování

J. Pruška MH 4. přednáška25 Parametry klasifikace J n – počet puklinových systémů J r – drsnost puklin J a – zvětrání ploch diskontinuity či výplní J w – vodní tlak SRF – podmínky tlakového projevu horninového masivu RQD – klasifikace Deera

J. Pruška MH 4. přednáška26 Výstroj tunelu je zavedena pomocí ekvivalentního rozměru L ESR – excavation support ratio Délka svorníků je dána vztahem Maximální nevystrojené rozpětí se určí rovnici

J. Pruška MH 4. přednáška27 Určení způsobu vystrojení tunelu

J. Pruška MH 4. přednáška28 QTS Regionální klasifikace (Praha) Tesař (1977) Využívá zkušenosti z výstavby metra Vazba na ostatní indexové charakteristiky Horninu klasifikuje body Navazuje na technologické skupiny hornin Určuje postup ražby a vystrojení

J. Pruška MH 4. přednáška29 Index QTS je určen počtem klasifikačních bodů TS a jejich redukcí A pevnost úlomků horniny v prostém tlaku  d [MPa] B průměrná vzdálenost ploch nespojitosti d [m] hloubka zkoumané horniny pod bází pokryvných útvarů D [m].

J. Pruška MH 4. přednáška30 Redukční parametry  při sklonu hlavních ploch nespojitosti mezi 30° až 80  plochy diskontinuit nepříznivě ukloněné, rovné, hladké nebo s výplní jílů  při výskytu podzemní vody, protékající volně  při vývěrech podzemní vody pod hydrostatickým tlakem

J. Pruška MH 4. přednáška31 Technologické skupiny hornin

J. Pruška MH 4. přednáška32 Vazby indexu QTS na ostatní klasifikace a mechanické vlastnosti hornin

J. Pruška MH 4. přednáška33 Vzájemné vazby indexových charakteristik

GSI – Hoek, Marinos (2000) Vyvinut na základě následujících předpokladů: -Podmínky na diskontinuitách -Struktuře horninového masivu -Spojení horninových bloků