Novi trendi pri karakterizaciji hribinske mase za projektiranje geotehničnih konstrukcij

The investigation on designing supporting measures for geotechnical structures consists of the proper selection of the input data for the stress – strain analysis of the excavation process and the selection of retaining measures. In the preliminary phase of investigation the area must be geologically mapped in detail, and discontinuities precisely measured, boreholes and their “in situ” tests listed and samples for laboratory examinations taken. The new method allows rock mass classification for different rock quality, from soft rocks to mixed rock masses, as well as determination of the geological strength index GSI. The limits for using the suggested method are persistent discontinuities in rock mass which lead to translation or rotation failure mechanisms, either in a single plane or as a wedge. In all cases where discontinuities play a significant role, the rock mass structure must be considered and kinematical analyses performed. In other circumstances, a rock may be uniform and reasonably isotropic due to the geometry of discontinuities and their mutual intersections. The value range of GSI is first determined in the beginning of investigation and later in the excavation phase by considering the disturbance factor D, which expresses disturbances caused by excavation methods and rock mass relaxation. The strength and deformability parameters of rocks of different quality are determined by the generalized Hoek-Brown failure criterion and applied to shallow and deep tunnels or slopes. Before the start of excavations work and after establishing the retaining measures, the analysis results are checked by monitoring. New methods include the determination of post peak strength parameters of rock mass after relaxation, and routine measurements. The newest measurement system however allows direct readings of displacements of the rock mass in both the elastic and post-peak states. With back analyses we determine the softening behavior of the rock mass and a possible need for increasing retaining measures. Such a design method enables the optimization of retaining measures and the reduction of investment costs.Pri projektiranju geotehničnih objektov moramo najprej pravilno določiti lastnosti in značilnosti hribinske mase za analize napetostno deformacijskega stanja izkopnih faz z dodajanjem ustreznih podpornih ukrepov. V začetni fazi raziskav je potrebno obravnavano področje podrobno inženirsko geološko kartirati z natančnimi meritvami razpoklinskih sistemov, hkrati pa popisati vrtine in v njih izvesti ustrezne »in situ« preiskave ter odvzeti vzorce za laboratorijske raziskave. Po novejši metodi uporabljamo hribinsko klasifikacijo za razpokane in mešane hribinske mase z določitvijo območja vrednosti geološkega trdnostnega indeksa – GSI, v fazi raziskav za izdelavo projekta in kasneje z določitvijo med samo izvedbo, ob upoštevanju faktorja poškodovanosti hribinske mase D, zaradi načina in kvalitete izkopa ter relaksacije hribinske mase. Če obstajajo v hribinski masi dominantne razpoke, ki lahko povzročijo translacijske, ali rotacijske porušitvene mehanizme, velja omejitev za uporabo obravnavane metode. Posledice so zdrs po eni razpoki (diskontinuiteti/plastovitosti) ali klinast zdrs, ki ga omejujejo presečne ravnine dveh do treh razpoklinskih sistemov. Če v hribinski masi ugotovimo možnost strukturnih porušitev zaradi pomembne vloge razpoklinskih sistemov, je potrebno napraviti kinematične analize. V drugačnih okoliščinah lahko obravnavamo hribinsko maso kot enotno in izotropno. Na podlagi posplošenega Hoekovega in Brownovega porušitvenega kriterija z aplikacijo na plitve ali globoke predore ter brežine določimo trdnostno deformacijske parametre hribinske mase različne kvalitete. Že med izkopom in izvedbo opornih ukrepov preverjamo njihovo uspešnost s pomočjo tehničnega opazovanja. Novejše metode vključujejo poleg običajnih meritev tudi določitev karakteristik hribinske mase po preseženi vrhunski trdnosti in relaksaciji. Novejši merilni sistem omogoča direktno odčitavanje pomikov hribinske mase, tako v stanju elastičnosti, kot v stanju po preseženi vrhunski trdnosti. S povratnimi analizami kasneje ugotavljamo deformacijsko popuščanje hribinske mase in potrebo po morebitnih dodatnih podpornih ukrepih. Tak pristop projektiranja omogoči optimizacijo podpornih ukrepov, kar zniža stroške investicije