Μηχανική συμπεριφορά και φαινόμενα ερπυσμού σε μαλακά αργιλικής σύστασης πετρώματα κάτω από συνθήκες σταθερής φόρτισης. / Rock creep at clays under conditions of high strength.

Στην παρούσα εργασία γίνεται προσπάθεια εφαρμογής και βελτιστοποίησης υπολογιστικών μεθόδων ως προς την προσομοίωση καταπτώσεων βραχωδών τεμαχών από πρανή, για τον ασφαλή σχεδιασμό μέτρων πρόληψης και προστασίας. Με χρήση του λογισμικού Rocfall της Rocscience, έγιναν προσομοιώσεις σε καταπτώσεις βράχων που εντοπίστηκαν στους οικισμούς της Πλατιάνας του Δήμου Σκιλλούντος Ηλείας και Μύλοι του δήμου Ανδριτσαίνης Ηλείας. Επίσης συντάχτηκε αλγόριθμος υπολογισμού πολλαπλών συντεταγμένων, ώστε να προβληθούν τα αποτελέσματα σε χάρτες χωρικής κατανομής. / This dissertation is an attempt of application and optimization of numerical analysis methods of Rockfalls, for a safe design of remedial measures. With the use of program Rocfall of Rocscience, simulations were made at the settlements of Platiana, prefecture of Hlia, Miloi, prefecture of Hlia and Kimi, prefecture of Evia. Furthermore an algorithm (coordinates calculator) was made in order to be able after the simulation to plot the results as spatial distribution maps.

Το βασικό αντικείμενο της έρευνας είναι η διερεύνηση των τεχνικογεωλογικών και γεωτεχνικών συνθηκών των ανάντη υψηλών πρανών της Ε.Ο. Αντιρρίου – Ιωαννίνων από Χ.Θ. 7+500 έως Χ.Θ. 10+500 στην περιοχή της Κλόκοβας. Η μελέτη επικεντρώνεται σε δύο βασικούς άξονες: (α) στην επιτόπου διερεύνηση των συνθηκών που επικρατούν στην περιοχή, όπου και καταγράφηκαν όλες οι τεχνικογεωλογικές παράμετροι (γεωλογικά όρια, ρήγματα, μεγαλοασυνέχειες, χαρακτηριστικά ασυνεχειών, ταξινομήσεις βραχομάζας, καταγραφή καταπτώσεων, συλλογή δειγμάτων, εκτέλεση εργαστηριακών δοκιμών Βραχομηχανικής κ.α.). Αποτέλεσμα αυτών ήταν η σύνταξη τεχνικογεωλογικού χάρτη σε κλίμακα 1:1,000 και υποδιαίρεση της όλης περιοχής των πρανών της οδού σε δώδεκα (12) συνεχόμενες θέσεις μήκους από 100 – 380 μέτρα με βάση κυρίως την φυσική κατάσταση της βραχόμαζας (κερματισμός, αποσάθρωση), αλλά και άλλες επιμέρους παραμέτρους όπως γεωμετρία του πρανούς, επικινδυνότητα καταπτώσεων κ.α. (β) στην προσομοίωση καταπτώσεων βράχων σε χαρακτηριστικές διατομές των δώδεκα επιμέρους θέσεων με τη χρήση του λογισμικού ROCFALL και την εκτίμηση της αναμενόμενης ανά περίπτωση δυναμικής ενέργειας καταπτώσεων στο οδόστρωμα αλλά και του ύψους αναπήδησης των βραχωδών τεμαχών. Επιπρόσθετα, σε επιλεγμένες θέσεις υψηλών πρανών έγιναν προσεγγίσεις ευστάθειας πρανών με αναλύσεις παραμόρφωσης και μεθόδους πεπερασμένων στοιχείων, με τη χρήση του λογισμικού Phase2. Από τη συγκριτική θεώρηση των αποτελεσμάτων των μοντέλων καταπτώσεων και ευστάθειας είναι εφικτός ο ακριβής εντοπισμός θέσεων με αυξημένο κίνδυνο καταπτώσεων βράχων για όλο το μήκος της οδού και συνεπώς η χωροθέτηση των μέτρων προστασίας (κυρίως φράκτες αναχαίτισης) με τα βασικά χαρακτηριστικά τους. / The Basic object of this particular research is the investigation of geological and geotechnical conditions of the upper slopes at the Antirrio - Ioannina highway, from 7 + 500 km to 10 + 500 km, at the area of the mountain Klokova. The research focuses on two main axes: (a) the “in situ” investigation of the prevailing conditions, where the geotechnical parameters were recorded (geological boundaries, faults, macro-discontinuities, the features of discontinuity sets, rockmass characterization, rockfalls recording, rock samples collection, laboratory testing, etc.). As a result was the geotechnical mapping in scale 1: 1,000 and the subdivision of the entire researching area in twelve (12) consecutive zones, from 100 to 380 meters length, mainly based on physical rockmass condition (fragmented region, erosion), and other secondary parameters such as slopes’ geometry and hazard estimation. (b) the simulation of rockfalls at the twelve zones with the “Rocfall” software and the dynamic energy and bounce height estimation of rockfalls near the highway. Additionally, the slope stability approach performed at selected locations with the deformation analysis and finite element methods, using the program “Phase 2” Finally, comparing the results of these two models, the one about rockfall hazard and the second about slope stability, the precise identification of the locations with increased risk of rockfalls is possible for the entire length of the road and as a result the locations requiring protective measures (mainly interceptor fences) can be specified

Σκοπός αυτής της Διπλωματικής εργασίας είναι η αποτύπωση της κατάστασης των πρανών κατά μήκος του επαρχιακού οδικού δικτύου Τσουκαλάδων-Αγίου Νικήτα, όπου ενεργοποιήθηκαν οι καταπτώσεις βραχοτεμαχών μετά το σεισμό της 14ης Αυγούστου του 2003 που έπληξε το νησί της Λευκάδας. Στο πλαίσιο της προκείμενης εργασίας γίνεται προσπάθεια εφαρμογής υπολογιστικών μεθόδων στην κατάπτωση βράχων σε συνθήκες στατικής και δυναμικής φόρτισης με σκοπό τον προσδιορισμό και σχεδιασμό μέτρων πρόληψης και προστασίας στο πεδίο. Η εργασία περιλαμβάνει αποτύπωση και χαρτογράφηση της ζώνης καταπτώσεων, και τα αποτελέσματα από την παρατήρηση στην ύπαιθρο. Η σπουδαιότητα των στοιχείων αυτών έγκειται στην κατανόηση του ευρύτερου γεωλογικού περιβάλλοντος που ανήκουν οι βραχώδεις σχηματισμοί, των οποίων ο τύπος καταπτώσεων διερευνήθηκε. Ακολούθως, παρατίθενται γενικά στοιχεία θεωρίας πτώσεων βράχων και περιγραφή του λογισμικού Rocfall της Rocsience, μέσω του οποίου πραγματοποιήθηκε προσομοίωση. Επίσης στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας γίνεται προσπάθεια προσδιορισμού των παραμέτρων κρούσης RN και RT. Γίνεται καταγραφή των τεμαχίων που κατά καιρούς αποσπάστηκαν, όσον αφορά στο μέγεθος και στην τελική τους θέση. Έπειτα πραγματοποιούνται προσομοιώσεις για συγκεκριμένες τροχιές στην περιοχή με γνωστά αποτελέσματα πτώσεων βράχων, με σκοπό την εκτίμηση των συντελεστών, οι οποίοι λαμβάνονται υπ’ όψιν από το πρόγραμμα. Τελικά συντάσσεται χάρτης επικινδυνότητας όσον αφορά στις αναμενόμενες κινητικές ενέργειες των βραχοτεμαχών στο ύψος της οδού. / The purpose of this thesis is to capture the state of the slopes along the provincial road pot makers Agios Nikitas , where rock fall triggered the activation after the earthquake of 14 August 2003 that hit the island of Lefkada . In the context of the present work is to try to apply computational methods to rockfalls in static and dynamic loading to determine and design preventive and protective measures in the field.  The work includes surveying and mapping of the activation zone , and the results of the observation in the countryside . The importance of these data lies in understanding the wider geological environment belonging rock formations , whose type activation was investigated . Then provides a general theory falls rocks and software description of Rocfall Rocsience, through which simulation was performed . Also this thesis is an effort in order to determine the parameters of impact RN and RT. Recording is made of pieces occasionally detached , with respect to size and in their final position . Then performed simulations for specific tracks in the area with known results falling rocks , in order to estimate the coefficients , which are taken into account by the program . Final risk map drawn with regard to the expected kinetic energy of the rock fall at the height of the road.

Οι κατολισθήσεις συνιστούν ένα από τα συχνότερα και πιο καταστροφικά δευτερογενή φυσικά φαινόμενα, από άποψη πρόκλησης ζημιών και κινδύνου απώλειας ανθρώπινων ζωών στη διάρκεια των σεισμών. Κατά τη διάρκεια των ιστορικών χρόνων, έχουν διαπιστωθεί πολυάριθμες κατολισθήσεις, με τη σεισμική δραστηριότητα να αποτελεί πάντα μία από τις κύριες αιτίες των φαινομένων αυτών. Ο Ελληνικός χώρος φιλοξενεί από την αρχαιότητα μέχρι σήμερα ένα σημαντικό αριθμό σεισμικά προκαλούμενων κατολισθήσεων. Το γεγονός αυτό οφείλεται στις πολυσύνθετες γεωλογικές δομές, τη γεωμορφολογία, τις κλιματικές συνθήκες, καθώς και τη συνεχή σεισμικότητα, λόγω των υψηλών τεκτονικών τάσεων. Η πλειονότητα των κατολισθήσεων στην χώρα μας συνίσταται από περιοχές παλαιότερης ενεργοποίησης. Για αυτόν το λόγο, το πρόβλημα θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ιδιαίτερα σημαντικό, τόσο οικονομικά όσο και κοινωνικά, αφού είναι πλέον πολύ συχνές οι καταστροφές οδικών δικτύων και άλλων τομέων των τεχνικών έργων, ενώ οι επιπτώσεις αφορούν την τρωτότητα και τη βιωσιμότητα των οικισμών, λόγω των επισφαλών συνθηκών. Πρωταρχικό στόχο αυτής της διατριβής αποτελεί η παρουσίαση της κατανομής των καταγεγραμμένων κατολισθήσεων του όρους Σκόλις, οι οποίες ενεργοποιήθηκαν από τον σεισμό της 8ης Ιουνίου του 2008. Το ισχυρό σεισμικό γεγονός , με μέγεθος Mw=6.4, προκάλεσε εκτεταμένες καταστροφές σε ακτίνα 30 km από την επικεντρική περιοχή. Εδαφικές αστοχίες παρατηρήθηκαν ευρέως σε απόσταση αρκετών χιλιομέτρων από το ρήγμα, κυρίως υπό μορφή σεισμικών διαρρήξεων και κατολισθήσεων. Τα κατολισθητικά γεγονότα έλαβαν χώρα στα απότομα πρανή του όρους Σκόλις, το οποίο βρίσκεται στη Βορειοδυτική Πελοπόννησο, στη Δυτική Ελλάδα. Ακολούθως, η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία παρέχει μια εικόνα των βαρυτικών μετακινήσεων στο όρος Σκόλις, όπου μελετώνται αναλυτικά: 1) οι μηχανισμοί ενεργοποίησης των ολισθήσεων και των πτώσεων βράχων, 2) ο αριθμός και το καθεστώς της ενεργότητάς τους, 3) ο καθοριστικός ρόλος των εγκαρσίων ρηγμάτων στη διεύρυνσή τους, 4) ο βαθμός επαναδραστηριοποίησης των ολισθήσεων, που υπολογίστηκε περίπου σε ποσοστό 85%, και 5) οι καταστροφές που προκλήθηκαν στην κατοικημένη περιοχή. Τέλος, ύστερα από τη συσχέτιση μεταξύ προϋπαρχουσών και επαναδραστηριοποιημένων ολισθήσεων, παρατίθενται συγκεντρωτικά τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την εξέταση όλων των παραγόντων. / Seismically-induced landslides are a frequent and destructive secondary phenomenon, in terms of damage and human loss. Innumerable landslides have been triggered by earthquakes during historic time and seismic activities have always been a main cause of landslides throughout the world. Greece hosts since the antiquity a significant number of earthquake-triggered landslides due to complex geological features, geomorphology, climatic conditions, as well as continuous background seismicity due to high tectonic stress. Most landslides in our country constitute areas of older activation. Hence, the problem could be characterized particularly socially and economically important, after the more often consequences occur in destructions of road networks and their sessions of technical works, as well as in the vulnerability of settlements because of precarious conditions. The primary aim of this thesis is the presentation of the distribution of recorded landslides on Skolis Mountain, triggered by the 8 June 2008 earthquake. The strong seismic event of magnitude Mw=6.4, caused extensive damage along 30 km wide area. Ground failures were widely observed within several kilometers of the fault, mostly taking the form of seismic fractures and landslides. The landslides phenomena took place on the unstable rock slopes of Skolis Mountain, which is located in the Northwestern Peloponnesus, in Western Greece. Furthermore, the present master essay provides a portrait over the whole of Skolis mountain, regarding: (1) the triggering mechanisms of rock falls and rock slides; (2) the number and their state of activity, (3) the crucial role of the cross strike normal faults, (4) the rate of reactivation of rock slides, estimated at 85 percent and (5) the damages that they caused in the residential area. Finally, after examining the correlation between pre-existing and reactivated rock slides, the conclusions that results from the examination of all parameters of interest, are presented aggregately.

Αντικείμενο της εργασίας είναι η αποτίμηση των φυσικών και μηχανικών παραμέτρων του βραχώδους υλικού από μερικά μαγματικά πετρώματα (δακίτης, περιδοτίτης και γρανίτης), καθώς και κάποιων μεταμορφωμένων πετρωμάτων (γνεύσιος). Η δειγματοληψία των γεωϋλικών έγινε στις περιοχές (α) Αγίων Θεοδώρων και Σχίνου Κορινθίας και (β) Πισοδερίου Φλώρινας. Στην πρώτη περιοχή πάρθηκαν μεγάλων διαστάσεων δείγματα (block samples), ενώ στη δεύτερη (Πισοδέρι) τα δείγματα προέρχονται από δειγματοληπτικές γεωτρήσεις, που έγιναν στα πλαίσια της γεωτεχνικής μελέτης θεμελίωσης ανεμογεννητριών (Αιολικό πάρκο). Από κάθε θέση δειγματοληψίας διαμορφώθηκαν, με εργαστηριακό αδαμαντοτρύπανο (απλή καροταρία), αδαμαντοτροχό και συσκευή λείανσης, σημαντικός αριθμός κυλινδρικών δοκιμίων για τον εργαστηριακό προσδιορισμό των φυσικών, δυναμικών και μηχανικών παραμέτρων του βραχώδους υλικού. Συνολικά, οι εργαστηριακές δοκιμές που εκτελέστηκαν ήταν: • Πενήντα πέντε (55) δοκιμές προσδιορισμού του πορώδους n (%), της ξερής πυκνότητας ρd (kN/m3), της κορεσμένης πυκνότητας ρsat (kN/m3), του λόγου κενών e και του δείκτη κενών Iν (%). • Είκοσι τέσσερες (24) δοκιμές προσδιορισμού της ταχύτητας διάδοσης των επιμήκων κυμάτων Vp (m/sec). • Τριάντα οκτώ (38) δοκιμές προσδιορισμού της σκληρότητας SHV με τη χρήση της σφύρας Schmidt (τύπου L). • Είκοσι τρεις (23) δοκιμές προσδιορισμού του δείκτη σημειακής φόρτισης Ιs(50) (MPa). • Επτά (7) δοκιμές προσδιορισμού της αντοχής σε μονοαξονική θλίψη σc (MPa) με σύγχρονη μέτρηση και προσδιορισμό του μέτρου ελαστικότητας (Εt) και τoυ λόγου Poisson (v). • Δέκα (10) δοκιμές προσδιορισμού της αντοχής σε τριαξονική θλίψη. Μετά την ολοκλήρωση των εργαστηριακών δοκιμών ακολούθησε στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων των παραμέτρων που προσδιορίστηκαν, με τη σχεδίαση των ιστογραμμάτων κατανομής των τιμών και την εκτίμηση των βασικών στατιστικών παραμέτρων. Επίσης, έγινε η εφαρμογή απλών στατιστικών μοντέλων συσχετισμών και διατυπώθηκαν εμπειρικές σχέσεις που περιγράφουν την αλληλεξάρτηση των διαφόρων παραμέτρων του βραχώδους υλικού για τα συγκεκριμένα πετρώματα. / The aim of this thesis is the valuation of physical and mechanical properties of the rocky material, some of igneous rocks (dacite, peridotite and granite), as well as some of metamorphic rocks (gneiss). The sampling was held in the districts of (a) Agion Theodore and Schinos Korinthos (b) Pissoderi Florina. In the first district was collected large rock samples (block samples), while in the second site (Pissoderi), the samples come from research drillings that carried out under the geotechnical research foundation of a wind farm (Wind Turbines). In every sampling site, five to six cylindrical samples were formed on average, by using laboratory core drill (laboratory karotaria), diamond drill and grinding apparatus, so as to define the physical, dynamical and mechanical properties of intact rock. More specifically the following laboratory tests were conducted:  Fifty five (55) tests for porosity, n (%), dry density, ρd (kN/m3), saturated density, ρsat (kN/m3), void ratio, e, and void index, Iν (%).  Twenty four (24) tests for sound velocity of primary waves, Vp (m/sec).  Thirty eight (38) SHV tests.  Twenty three (23) point load tests.  Seven (7) uniaxial compressive tests with determination of modulus of deformation Et (MPa) and Poisson ratio, ν.  Ten (10) triaxial tests of rock material constant mi determination. After the completion of the laboratory tests statistics, elaboration was followed of the results examined in this thesis, by designing histograms of the results and the evaluation of basic statistical parameters. Also, application of simple statistical models has become and so were formulated empirical relations, which describe the interdependence of the parameters of the rocky material for these types of rocks.