A kőzettest mechanikai állandóinak változása a kőzet állapotának és tagoltsági rendszerének függvényében = Influence of the changing of the rock and fault quality for the rock mass mechanical parameters

摘要

Jelenleg számos vonalas létesítményt terveznek Magyarországon, melyek megépítéséhez jelentős kőzetmechanikai, mérnökgeológiai ismeretekre is szükség van. A leggyakrabban használt kőzettest osztályozások nem veszik figyelembe a meglévő diszlokációk várható terjedését, esetleges összekapcsolódásukból adódó új állapotokat, mely jelentős szilárdság-csökkenést okozhatnak. Ezen elméletek hiányossága, hogy a mállás folyamatát sem modellezik. Ez főleg sziklarézsűknél jelentős, mind a tagoló-felületükön, mind a kőzetblokknál. Ugyancsak ezen elméletek a víz hatását csak, mint a tagoló-felületeken befolyó rétegvizet veszi figyelembe, de a kőzet szilárdságváltozásának ebből adódó folyamatát nem (a víz szilárdság csökkentő hatása a nagy porozitású, azaz kisebb szilárdságú kőzeteknél igen jelentős). Megvizsgáltuk eddig a kőzetek szilárdságának változását a víztartalom függvényében különböző porózus kőzeteknél. Kimutattuk, hogy mind a vízzel való telítés hatására, mind a porozitás növekedésével a kőzet szilárdsága exponenciálisan csökken. A csökkenés mértékét az effektív porozitás függvényében ábrázolva általános egyenletet adtunk meg. Egyértelmű összefüggéseket kaptunk a rugalmassági modulus és nyomószilárdság kapcsolata között, mely nem változik a víztartalom hatására. A folyamat megértése és jövőbeli modellezése céljából összefoglaltuk a különböző törésmechanikai elméleteket, a repedések összekapcsolódásának és terjedésének eddigi eredményeit. | Recently, several tunnels are designed or constructed in Hungary, in which good engineering geological and rock mechanics knowledge is necessary. The wieldy used rock mass classification are not investigating the new systems from the crack initiations and coalescence. This new situation is usually decreasing the strength of the rock mass. Lack of these theories is not modeling the influence of the weathering (which is very important in Hungary due to the high values of the temperatures). This should be very important for rock slopes (both the blocks and the joints). They do not investigate the influence of the water for the different petrophysical constituents, neither. In case of high porosity rock the strength decrease rapidly due to increasing the water content. First of all, the influence of the water content for the strength of the rock was investigated in case of different type of highly porosity rocks. A negative exponential relationship was determined between water content and the strength of the rock. Knowing the effective porosity, this equation can be correctly calculated. Secondly, for modeling the crack initiation, propagation and coalescences, the different fracture mechanics models were summarized, in rock mechanical point of view.