WŁAŚCIWOŚCI SKAŁ I GRUNTÓW
Grunt - niezależnie od tego jaki utwór geologiczny spotyka się np. granit, piaskowiec, piasek czy glinę to ma się do czynienia z gruntem budowlanym,
W praktyce, skałą nazywamy twardy, zwarty lub podzielony na bloki materiał - podłoże (grunt) skaliste.
W laboratorium określa się zarówno właściwości fizyczne, jak i mechaniczne pobranych próbek - dlatego pojęcie wytrzymałości odnosi się do odpowiednio uformowanej próbki gruntu lub skały. Natomiast do podłoża gruntowego czy też masywu skalnego stosujemy pojęcie nośności lub stateczności.
Do podstawowych właściwości inżynierskich gruntów i skał należy wytrzymałość. Obecnie jest tendencja do badania odkształcania skał.
Przez pojęcie wytrzymałości (na ściskanie, rozciąganie, ścinanie) należy rozumieć iloraz wartości odpowiednio skierowanej siły niszczącej próbkę do pola przekroju tej próbki.
Przy badaniach próbek należy zwrócic uwagę na anizotropię skał - różnice wartości wytrzymałości w różnych kierunkach (najczęściej w trzech do siebie prostopadłych). Wskaźnik anizotropii jest to stosunek wytrzymałości na ściskanie w kierunku prostopadłym do uwarstwienia R cT do kierunku równoległego do uwarstwienia RcII.
Ka = RcT / RcII
Przemienność skał i gruntów
Przez pojęcie przemienności skał i gruntów należy rozumieć zmianę ich właściwości pod względem bezpośredniej działalności człowieka lub też w skutek wzmożenia procesów geologicznych wywołanych tą działalnością.
W praktyce przemienność skał i gruntów wykorzystywana jest do zwiększenia nośności gruntów podłoża, np. poprzez:
- obciążanie statyczne,
- wibrowanie,
- ubijanie mechaniczne,
- zastosowanie wybuchów.
Z przemiennością gruntów wiąze się również kształtowanie właściwości mechanicznych obiektów wykonywanych z gruntów (zapory, obwałowania, groble, nasypy, itp.)
Klasyfikacja skał
Jak dotychczas nie opracowano jeszcze całości klasy fikacji geotechnicznej, która informowałaby o zachowaniu się skały pod obciążeniem - dlatego też dla potrzeb budownictwa stosuję się klasyfikację geologiczną, ale z opisem wszelkich zmian postgenetycznych, które wpływają na zmianę właściwości fizyczno - mechanicznych skał tj.:
- strukturę i teksturę
- gęstość
- porowatość i szczelinowatość
- wytrzymałość (rozciąganie, ścinanie, zginanie, ściskanie)
- twardość
- urabialność
- właściwości cieplne.
Do niektórych niepełnych klasyfikacji stosowanych w wybranych działach budownictwa (bud. Podziemne) należy klasyfikacja Protodiakonowa i odnosi się do wskaźnika zwięzłości skał (określany jako opór skał przeciw siłom zew. stanowi kombinację elementarnych oporów przy rozciąganiu, ścinaniu i ściskaniu).
Na potrzeby budownictwa często dokonuję się klasyfikacji skał na podstawie badań geofizycznych, np. metodą sejsmiczna - ustalenie prędkości fal sejsmicznych.
W Polsce tego typu badania zostały wykonane przy projektowaniu obiektów podziemnych elektrowni w Porąbce Żarach.
Wytrzymałość skał
Do najważniejszych badań skał pod względem wytrzymałości zalicza się:
- na ściskanie jednoosiowe
- na ściskanie pzy użyciu próbek nieforemnych
- na ściskanie w trójosiowym stanie naprężenia
- na rozciąganie
- na ścinanie