Εισαγωγή στη Μηχανική των Πετρωμάτων

Abstract

Το παρόν βιβλίο απευθύνεται σε προπτυχιακούς φοιτητές Πολυτεχνικών Σχολών και Τεχνολογικών Ιδρυμάτων, που διδάσκονται θέματα Μηχανικής των Πετρωμάτων, καθώς και σε μηχανικούς της πράξης που επιθυμούν να κατανοήσουν το αντίστοιχο θεωρητικό υπόβαθρο και να ενημερωθούν για τις νεότερες απόψεις περί της μηχανικής συμπεριφοράς των πετρωμάτων. Αναπτύσσονται οι βασικές έννοιες της μηχανικής εφαρμοσμένες στα πετρώματα, ενώ δίνεται έμφαση στις εργαστηριακές μεθόδους και στις τυποποιημένες δοκιμές προσδιορισμού των φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων του πετρώματος και των ασυνεχειών του. Οι πρακτικές εφαρμογές της μηχανικής των πετρωμάτων εισάγονται μέσω των μεθόδων εμπειρικής εκτίμησης της αντοχής και παραμορφωσιμότητας της βραχομάζας, καθώς και με την εξέταση μηχανισμών αστοχίας επιφανειακών κατασκευών σε πετρώματα, που ελέγχονται από την αντοχή των ασυνεχειών ή της βραχομάζας. Αναλυτικότερα, ο αναγνώστης μπορεί να βρει στο βιβλίο το απαραίτητο υλικό για την κατανόηση των εννοιών που σχετίζονται με: - τη φύση του πετρώματος ως γεωλογικού υλικού και τη σχέση του με τις μηχανικές και φυσικές του ιδιότητες - τη σημασία της εντατικής κατάστασης του πετρώματος και τις μεθόδους ανάλυσης της τάσης, της παραμόρφωσης και της καταστατικής συμπεριφοράς του πετρώματος - τη μακροσκοπική συμπεριφορά του πετρώματος σε θλίψη και εφελκυσμό - τον προσδιορισμό των φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων του πετρώματος στο εργαστήριο - τον προσδιορισμό της διατμητικής αντοχής των ασυνεχειών στο εργαστήριο, την εκτίμηση της διατμητικής αντοχής των ασυνεχειών in situ, και τη σημασία αυτών για την εκτίμηση της ευστάθειας βραχωδών πρανών, όταν η αστοχία του πρανούς ελέγχεται από την ολίσθηση τεμαχών του πετρώματος σε επιφάνειες ασυνεχειών - τη δομή, την τεχνική ταξινόμηση και τις εμπειρικές μεθόδους προσδιορισμού της αντοχής και παραμορφωσιμότητας της βραχομάζας, με εφαρμογή στην ανάλυση της ευστάθειας πρανούς σε ασθενείς κατακερματισμένες βραχόμαζες και σε θεμελιώσεις σε πετρώματα.

This book is intended for undergraduate students of Polytechnic Schools and Technological Institutions who are studying rock mechanics, as well as practicing engineers who wish to understand the relevant theoretical background and learn about the latest views on the mechanical behavior of rocks. It presents the basic concepts of engineering as applied to rocks, with an emphasis on laboratory methods and standard tests for determining the physical and mechanical properties of rock and its discontinuities. The practical applications of rock mechanics are introduced through empirical methods for estimating the strength and deformability of rock masses, as well as through the examination of failure mechanisms of surface structures in rocks, which are controlled by the strength of the discontinuities or the rock mass. More specifically, the reader will find in this book the necessary material to understand concepts related to: - the nature of rock as a geological material and its relationship to its mechanical and physical properties, - the importance of the stress state of rock and methods for analyzing stress, - deformation and the constitutive behavior of rock, - the macroscopic behavior of rock under compression and tension, - the determination of the physical and mechanical properties of rock in the laboratory, - the determination of the shear strength of discontinuities in the laboratory the estimation of the shear strength of discontinuities in situ, and their significance for the assessment of the stability of rock slopes, when the failure of the slope is controlled by the sliding of rock fragments on discontinuity surfaces, - the structure, the technical classification and empirical methods for determining the strength and deformability of rock masses, with application to the analysis of slope stability in weak fragmented rock masses and in rock foundations.