Proces odronjavanja - O droni

1. Procesodronjavanja-Odroni Inženjerska geodinamika Prof. DrBiljanaAbolmasov

2. Definicijaprocesa (Janjić, 1979) Odronjavanje materijala je savremeni geodinamički procesotkidanja i naglog stropoštavanja stenskih masa, sa slobodnim padanjem, kotrljanjem i odskakanjem razbijenih blokova ili komada, po strmim odsecima padina ili kosina izgrađenih od čvrstih stenskih masa Inženjerska geodinamika

3. Pripadajugrupi gravitacionihprocesa • Do odronjavanja može doći usled mnogobrojnih uzročnka - zamrzavanja vode u pukotinama, usled insolacije, bubrenja pukotinske ispune, hidrauličkih pritisaka, kao i biogenih procesa pri rastu korenja šumskog bilja • Mogu nastati i kao rezultat delovanja seizmičkih sila u tektonski ispucalim sredinama Inženjerska geodinamika

4. Klasifikacija padinskih procesa prema mehanizmu kretanja i vrsti pokrenutog materijala (IAEG) Inženjerska geodinamika

5. Odronjavanje (USGS) Inženjerska geodinamika

6. Mehanizam kretanja • Odvaljivanje • Translatorno ili rotaciono kretanje po padini • Padanje i udaranje velikom silinom o površinu terena • Raspadanje u manje blokove i drobinu Inženjerska geodinamika

7. Erozioni deo • Deo padine ili kosine u kome se nalaze labilne stenske mase, odnosno gde dolazi do odronjavanja naziva se zona odronjavanja • Kod svakog odrona razlikuje se njegov erozioni i akumulacioni deo Inženjerska geodinamika Akumulacioni deo

8. Elementi odrona • telo odrona- celokupna količina odronjenog i deponovanog materijala, • debljina odrona- upravno rastojanje zasipa od njegove površine do podloge, • granica odrona- periferna linija koja u potpunosti okonturuje odronjenu masu, • površina odrona- vidljiva površina tela odrona • zapremina odrona- ukupna zapremina nagomilane otkinute stenske mase Inženjerska geodinamika

9. podloga odrona- stenske mase na kojima leži odronjeni materijal po završetku kretanja • dužina odrona- rastojanje između najniže i najviše granice tela odronjene mase (skoro se uvek poklapa sa pravcem kretanja) • širina odrona- rastojanje dve naspramne bočne granice odrona • čelo odrona- hipsometrijski najviša tačka na odronu • nožica odrona- hipsometrijski najniža tačka na odronu Inženjerska geodinamika

10. Zona otkidanja-mesto na padini gde dolazi do otkidanja • Zona tranzita-predstavlja onaj deo padine ili kosine po kome se otkinuti delovi kreću L=α+45·Ho/45o, gde je: L-dužina odletanja odronjenog materijala α-nagib padine Ho(m)-visina padanja • Zona akumulacije-nalazi se u podnožju strmih odseka, gde se nagomilava odronjeni materijal Inženjerska geodinamika

11. Ukoliko je stena pre odrona bila tekonski jako ispucala, tada će raspadanje u pojedine komade biti izraženije, a fragmenti sitniji Inženjerska geodinamika

12. Uzroci nastanka Prirodni(ubrzavaju ili direktno utiču): • Hemijsko-mineraloško-petrografski sastav stena, njihova stabilnost i otpornost na egzogene agense u površinskim delovima • Dugotrajni procesi promene naponskih stanja • Promena fizičko-mehaničkih svojstava stenskih masa usled procesa raspadanja (usled promene mineraloškog sastava, vlažnosti...) Inženjerska geodinamika

13. Anizotropija fizičko-mehaničkih svojstava u stenskom masivu • Ispucalost stena usled aktivnih tektonskih procesa • Mrazno-dinamički procesi pri zamrzavanju i odmrzavanju vode u šupljinama i porama stena • Kristalizacija mineralnih soli u pukotinama stena • Sufoziono ispiranje sitnozrnih čestica Inženjerska geodinamika

14. Insolacioni procesi-zagrevanje i hlađenje stena pod uticajem sunčeve energije, koje uslovljava širenje i skupljanje stena • Zemljotresi • Abrazioni procesi usleg mehaničkog rada talasa na obalama jezera i mora • Podlokavanje obala snagom matica reka u toku fluvijalno-erozionih procesa • Nepovoljan prostorni položaj elemenata sklopa (slojevitosti, pukotina, raseda, škriljavosti...) • Klimatske karakteristike Inženjerska geodinamika

15. Tehnogeni uzročnici(nastaju isključivo kao rezultat inženjerske delatnosti): • Nagla promena površinskih voda u veštačkim akumulacionim basenima, pri njihovom punjenju i pražnjenju • Vibracije izazvane radom teških mašina ili upotrebom velike količine eksploziva • Neadekvatno podsecanje, zasecanje i usecanje u tektonski jače ispucalim stenama • Promena morfologije padine izradom useka i zaseka ili podsecanjem padine u njenim nožičnim delovima pri izgradnji puteva • Dinamičko opterećenje saobraćajnica u planinskim rejonima Inženjerska geodinamika

16. Podela odrona prema vrstama stena u kojima se javljaju (po M.N. Rojnišviliju): • Odroni u vezanim kamenitim i polukamenitim stenama (zapremina i do nekoliko hiljada m3 • Odroni u slabo vezanim stenama • Odroni u stenama heterogenog materijalnog sastava i stanja Inženjerska geodinamika

17. Podela odrona prema litološkom sastavu (M. Janjiću, 1979) • Jednorodni ili homogeni-telo odrona čine blokovi i drobina od iste litološke vrste • Raznorodni ili materijalno heterogeni-telo odrona čine blokovi i drobina različitih vrsta stena ili njihovih kompleksa Inženjerska geodinamika

18. Podela prema veličini tela odrona (Janjić, 1979) Inženjerska geodinamika

19. Podela odrona prema veličini, odnosno zapremini (po Zolotarjevu) Inženjerska geodinamika

20. Podela odrona prema mestu događanja (Janjić,1979) • Odroni u padini • Odroni u kosini • Odroni u obali Inženjerska geodinamika

21. Postoje različiti vidovi odronjavanja stenskih masa: • Početno rotiranje, zatim padanje bloka, • Kliženje pa padanje, • Kotrljanje pa padanje, • Padanje pa kotrljanje, • Padanje pa osipanje, • Kliženje pa padanje, a zatim ponovo kliženje Inženjerska geodinamika

22. Prikupljanje geoloških podataka na terenu- merenjem, osmatranjem, kartiranjem i izvođenjem istražnih radova • Osnovna svojstva stenskih masa -sastav, struktura i tekstura stenske mase, ispucalost i čvrstoća na smicanje stenskih masa • Kako do loma dolazi delom duž diskontinuiteta, a delom duž monolitnog dela razlikujemo: čvrstoću na smicanje duž diskontinuiteta i čvrstoču duž monolitnog dela stenske mase Inženjerska geodinamika

23. Osnovne vrste loma u stenskim masama • Kružni • Ravan • Klinast • Vertikalno odvaljivanje Inženjerska geodinamika

24. Kružni lom je karakterističan za jako ispucale stenske mase koje su slabe i sa pukotinama na veoma malim rastojanjima • Ravan lom se javlja u stenskim masama koje sadrže dominantne pukotine koje padaju ka kosini i pružaju se paralelno sa čelom kosine • Klinast lom se javlja u stenskim masama sa dve dominantne familije pukotina. Ovaj lom je najčešći • Vertikalno obrušavanje se javlja u stenama koje imaju diskontinuitete koji se strmo i duboko pružaju u kosinu. Do loma dolazi po diskontinuitetima i oni su paralelni sa čelom kosine Inženjerska geodinamika

25. Projektovanjesanacionih mera kod kosina u čvrstim stenskim masama zavisi od konkretnih uslova na terenu i ne može se dati univerzalno rešenje • Svaki slučaj je jedinstven i zavisiće od niza faktora kao što su vrsta stenske mase, visina kosina, količina i krupnoća odronjenog materijala • Zbog toga je zadatak inženjera geotehnike da nađe bezbedno i ekonomično rešenje problema u konkretnom slučaju Inženjerska geodinamika

26. Za prognozu razvoja odrona koristi se koeficijent ugroženostiKu (Lomtadze, 1976) Ku=Xt/Xf Gde su: Xt-daljina dokle dospeva stena otkinuta od svog korena, pri odronjavanju Xf-projektovana osmatrana površina, ili dužina proizvoljno posmatranog dela terena za koji se određuje urgoženost Inženjerska geodinamika

27. Lansirna daljina Lo • Za vertikalnu kosinu padine • Za nagnutu kosinu padine Inženjerska geodinamika

28. Gde su: • Lo- lansirna daljina (m) • H- visina kosine prirodne padine • α- nagib veštački formirane kosine ili prirodne padine • g- ubrzanje sile zemljine teže • β- ugao odletanja otkinutih komada • v- brzina kretanje stenskih masa pri obrušavanju, tj. početna brzina lansiranja Za ugao β preporučuje se 90-α/2 Inženjerska geodinamika

29. Utvrđivanjem lansirne daljine odronjenog materijala može se za sve labilne blokove kod projektovanja useka i zaseka putnih saobraćajnica, utvrditi neophodna zona zaštite u zavisnosti od nagiba projektovane kosine i njene visine. • U tebeli su date vrednosti širine zaštitne zone za različite kosine koje se sreću u praksi (Lomtadze, 1976): Inženjerska geodinamika

30. 4.2. Analiza stabilnosti kosina • Analitičke metode analize stabilnosti kosina zasnivaju se na klasifikaciji stenskih masa. • RMR klasifikacija (Rosk Mass Rating)-Bianiewski Zasniva se na sledećim parametrima: • Jednoaksijalna čvrstoća na pritisak • Indeks kvaliteta jezgra (RQD) • Razmak diskontinuiteta • Stanje diskontinuiteta • Stanje podzemne vode • Orjentacija pukotina Za potrebe ove klasifikacije stenska masa se podeli na približno uniformne zone, a zatim se za svaku zonu daje procena parametara. Granice zona su uglavnom pravci glavnih diskontinuiteta ili granice različitih stena. Konačna vrednost jeste srednja vrednost parametara. Inženjerska geodinamika

31. Analiza mogućnosti od odrona (RHRS)- Rock Hazard Rating System Svrha ove klasifikacije je identifikacija kosina koje su opasne i zahtevaju hitne dodatne mere ili dalja istraživanja. Inženjerska geodinamika

32. Dijagrambodova u odnosunavisinukosine (Hoek, 2007) Inženjerska geodinamika

33. Prema Hoek-u sve kosine sa ukupnim brojem bodova menjim od 300 su ocenjene kao kosine malog prioriteta, dok kosine sa brojem bodova većim od 500 zahtevaju hitne mere. • Analiza stabla događaja – u ovoj analizi je verovatnoća dešavanja dodeljena svakom parametru koji može dovesti do hazarda. Inženjerska geodinamika

34. Linija na dijagramu označena kao BC Hydro društveni rizik predstavlja godišnju mogućnost hazarda (prema lomovima brane) od 0.001 života/godini odnosno 1 život u 1000 godina. Ova linije prema Hoek-y može direktno da se primeni na kosine u stenskim masama. Ta tačka predstavlja BC Hydro individualni rizik od 1 u 10.000 • Klasifikacija RHRS i analiza stabla događaja su grubi sistemi za analizu, dok iskustvo inženjera može imati presudan uticaj Inženjerska geodinamika

35. Numeričke metode analize stabilnosti kosina • Nagli razvoj informatike doveo je do široke primene računara i računarskih softvera. Samim tim oni su našli primenu i kod rešavanja ovakvih vidova inženjerskih problema. • Prednosti ovakvih analiza: • Vreme za analizu je znatno kraće • Kompjuterska rešenja su detaljnija od računskih • Mogućnost greške svedena na minimum • Rešenja se lako dokumentuju i reprodukuju • Moguće je uraditi više varijanti i proređenje rezultata je veoma kratko Inženjerska geodinamika

36. Metode sanacije • Ojačanje, uklanjanje nestabilnog materijala i zaštita • Uklanjanjenestabilnogmaterijala • smanjenju nagiba i rasterećenju • kavanje • odvajanje individualnih blokova od stena Inženjerska geodinamika

37. Zaštita odrona mlaznim betonom Inženjerska geodinamika

38. Zaštita od odronjavanja -torkret Loše strane ovog vida zaštite Inženjerska geodinamika

39. Zaštita žičanom mrežom Inženjerska geodinamika

40. Inženjerska geodinamika

41. Loše strane ovakvog vida zaštite Inženjerska geodinamika

42. Inženjerska geodinamika

43. Zaštita gabion zidom Inženjerska geodinamika

44. Zaštita AB zidom i AB galerijom Inženjerska geodinamika

45. Prstenasta mreža Inženjerska geodinamika

46. Inženjerska geodinamika

47. Sanacione mere za lokalizovanje i trajno umirivanje ovih procesa su vrlo složene, a izbor metoda i tehničkih rešenja mora se utvrđivati za svaku pojedinačnu pojavu posebno, pri čemu se naglašava da šematska, jednom primenjena rešenja ne mogu biti usvojena i za sve druge slične pojave • Sa tehničkog aspekta sprečavanje pojave odrona praktično je nemoguće ili je vrlo teško. Međutim, na bazi inženjerskogeoloških podataka mogu se identifikovati zone odrona, zoniranjem prema verovatnoći njihovog pojavljivanja Inženjerska geodinamika