Strossmayerov trg 4, HR - 10000 ZAGREB
tel.: (01) 459 44 44, faks: (01) 459 44 69
E-mail: ured@znanost.hr
SVIBOR - Prikupljanje podataka o projektima u RH
Šifra projekta: 2-11-420
BUJANJE STIJENA I NJEGOV UTJECAJ NA PODZEMNE OBJEKTE
Glavni istraživač
: VRKLJAN, IVAN (93393) Suradnici
Tip istraživanja: primjenjeno Trajanje od: 30.06.92. do 31.12.95. Ukupno radova na projektu: 7
Naziv ustanove: Institut građevinarstva Hrvatske, Zagreb (110) Odjel/Zavod: Zavod za geotehniku Adresa: Janka Rakuše 1,p.p.283 Grad: 10000 - Zagreb, Hrvatska
Komunikacija
Telefon: 385 (0)1 6136-444
teleFaks: 385 (0)1 534-737
Sažetak: SAŽETAK Mehaničko ponašanje bujavih materijala može biti pod jakim utjecajem fizikalnokemijske interakcije pornog fluida i mineralne faze. Ne može se govoriti o ponašanju bujavih minerala glina bez razumjevanja fizikalnokemijskih sila koje djeluju među česticama mineralne faze. Uključivanje fizikalnokemijskih efekata znatno komplicira pokušaj definiranja ponašanja bujavih materijala. Dva osnovna principa klasične mehanike tla, koncept efektivnih napona i Darcy-jev zakon, u slučaju bujavih minerala glina, dovedeni su u pitanje. Laboratorijskim ispitivanjima bentonitne gline "Gornja Jelenska" istražen je utjecaj nekih varijabli kemijskog opterećenja na bujanje, kompresibilnost i čvrstoću. Bujanje stijena predstavlja ozbiljan problem pri izvođenju i eksploataciji objekata u ili na bujavoj stijeni. Naponskom stanju koje poznaje klasična geotehnička praksa treba dodati i vrlo značajan iznos napona koji je posljedica bujanja. Napravoljen je pregled mnogobrojnih postupaka koji se koriste za analizu naponskog stanja u okolini podzemnog objekta. Ocjenjena je uspješnost primjene nekih postupaka na izvedenim objektima.
Ciljevi istraživanja: CILJEVI I REZULTATI Ciljevi istraživanja su
slijedeći: (a) Doprinijeti naporima da se u potpunosti objasne vrlo složeni
mehanizmi bujanja stijena i tla; (b) Kritička analiza postojećih postupaka
za modeliranje ponašanja bujave stijene u okolini podzemnog objekta.
Bujanje je netipičan geotehnički problem koji zahtjeva interdisciplinarni
pristup. Fenomen bujanja može se definirati kao vremenski ovisno povećanje
volumena izazvano fizikalnokemijskom interakcijom krute (mineralne) faze i
pornog fluida. Ispitivanje bujavih materijala obično se izvodi u dvije
faze: (a) ispitivanje potencijala bujanja; (b) ispitivanje iznosa bujanja.
Potencijal bujanja govori o relativnoj sposobnosti nekog materijala da u
određenim okolnostima buja, dok iznos bujanja pokazuje stupanj do kojeg će
se realizirati potencijal bujanja. U praksi se koriste različiti postupci
za određivanje potencijala i iznosa bujanja. Svi oni opterećeni su s
nekoliko osnovnih problema: (a) Problem pripreme neporemećenih uzoraka zbog
vrlo izražene osjetljivosti ovih stijena na promjene vlažnosti; (b)
Mehaničko ponašanje bujavih materijala nije funkcija samo mehaničkih već i
kemijskih opterećenja i temperature. Na taj način, broj varijabli u
zakonima ponašanja znatno se povećava. Prevladavajući utjecaj
fizikalno-kemijskih sila na ponašanje bujavih minerala glina dovodi u
pitanje prihvatljivost dva osnovna principa mehanike tla: koncepta
efektivnih napona i Darcy-jevog zakona; (c) Dugotrajnost procesa bujanja
zbog vrlo niske propunosti. Različitim laboratorijskim pokusima na
prirodnim bujavim glinama (bentonitne gline "Gornja Jelenska") istraživat
će se utjecaj različitih elemenata vanjskog opterećenja (environmental
loading) na mehanička ponašanja. Da bi se to moglo obaviti bit će potrebno
postojeću laboratorijsku opremu prilagoditi ovim zahtjevima, te pristupiti
izradi opreme kojom laboratorij ne raspolaže. Planira se izrada opreme za
mjerenje aksijalnog naprezanja bujanja kao funkcije aksijalne deformacije
bujanja, opreme za mjerenje pritiska bujanja i opreme za izvođenje pokusa
slobodnog bujanja. Očekuju se slijedeći rezultati istraživanja: (a) Pregled
znanja o različitim mehanizmima bujanja stijena. Sistematika najčešće
korištenih laboratorijskih postupaka za ispitivanje potencijala bujanja i
iznosa bujanja stijena i tla; (b) Preporuke za tretman neporemećenih
uzoraka bentonitnih glina u tijeku priprema za laboratorijska ispitivanja;
(c) Definiranje mehaničkih ponašanja prerađenih bentonitnih glina.
Ispitivat će se netretirana glina s originalnim izmjenjivim kationima
(Ca-bentoniti), te tretirana glina kod koje su Ca-kationi zamjenjeni s
Na-kationima. Ispitivanje ovih glina u različitim uvjetima vanjskog
opterećenja (environmental loading) pomoći će procjeni doprinosa
fizikalno-kemijskih sila osnovnim geotehničkim svojstvima (bujanju,
kompresibilnosti, čvrstoći); (d) Kritička analiza postojećih postupaka za
modeliranje ponašanja bujave stijene oko podzemnog objekta. Ostali podaci o projektu.