Γεωτεχνικά Έργα–Φράγματα και Σήραγγες (Μηχ.Γεω.Πε.) (GE5630)

Το μάθημα αποσκοπεί στην παροχή των απαραίτητων γνώσεων σε θέματα που σχετίζονται τη μελέτη και κατασκευή γεωτεχνικών έργων (Φράγματα και σήραγγες) προκειμένου οι φοιτητές να μπορούν να ανταποκριθούν σε τέτοια θέματα και ειδικότερα με:

1. τις μεθόδους κατασκευής υπογείων έργων
2. τον προσδιορισμό φορτίων
3. το σχεδιασμό ταμιευτήρων νερού
4. την στεγάνωση του υπεδάφους

Ύλη μαθήματος:

Σήραγγες:

• Εισαγωγή,
• Μέθοδοι κατασκευής υπογείων έργων,
• Μέθοδος του ανοικτού ορύγματος (Cut and Cover),
• Μέθοδος της κλειστής διάνοιξης,
• Υπόγεια έργα σε βραχώδεις σχηματισμούς,
• Ανάλυση του τασικού πεδίου-Πλαστικό τασικό πεδίο – Η μέθοδος ΝΑΤΜ,
• Προσδιορισμός των φορτίων με τη μέθοδο του δείκτη αντοχής,
• Υπόγεια έργα σε βραχώδεις σχηματισμούς,
• Σχεδιασμός των μέτρων υποστήριξης με εμπειρικές μεθόδους (Terzaghi, Lauffer, Barton, Bieniawski, κ.ά.),
• Υπόγεια έργα σε εδαφικούς σχηματισμούς,
• Προσδιορισμός των φορτίων με τη θεώρηση των χωμάτινων θόλων,
• Προσδιορισμός των κατακόρυφων φορτίων (Terzaghi, Kommerell,Bierbaumer),
• Προσδιορισμός οριζοντίων φορτίων.

Φράγματα:

• Μορφολογία Λεκάνης απορροής,
• Υδρολογικά στοιχεία λεκάνης απορροής,
• Γεωτεχνικά / Γεωλογικά στοιχεία της λεκάνης κατάκλυσης και της θέσης θεμελίωσης του φράγματος,
• Γεωτεχνικές παράμετροι σχεδιασμού λεκάνης κατάκλυσης και θέσης θεμελίωσης φράγματος,
• Εξασφάλιση στεγανότητας γεωλογικών σχηματισμών του ταμιευτήρα,
• Ευστάθεια πρανών λεκάνης κατάκλυσης και αντερεισμάτων,
• Σεισμικότητα περιοχής,
• Αποσάθρωση - Διάβρωση,
• Εξασφάλιση ασφαλούς θεμελίωσης σώματος φράγματος,
• Εξασφάλιση στεγανότητας ζώνης θεμελίωσης φράγματος,
• Διάνοιξη υπογείων συναφών έργων,
• Δανειοθάλαμοι κατασκευαστικών υλικών σε μικρή απόσταση από το έργο,
• Σχεδιασμός ταμιευτήρων νερού,
• Έλεγχος διαφυγών,

Στεγανοποίηση του υπεδάφους.

Α. Αρχές σχεδιασμού φραγμάτων / γεωφραγμάτων. Τύποι φραγμάτων.

1. Φράγματα από σκυρόδεμα :

• Τοξωτά φράγματα.

• Φράγματα βαρύτητας.

2. Φράγματα από κυλινδρούμενο σκυρόδεμα (RRC).

3. Φράγματα από γαιώδη υλικά :

• Ομοιογενή φράγματα.

• Φράγματα πολλαπλών ζωνών (zoned) με αργιλικό πυρήνα.

• Φράγματα με ειδική στεγάνωση (π.χ. ανάντη πλάκα σκυροδέματος ή ασφαλτοτάπητα).

Β. Ανάλυση της ευστάθειας γεωφραγμάτων. Μέθοδος λωρίδων για την ανάλυση της ευστάθειας του κατάντη πρανούς φράγματος – περίπτωση πλήρους ταμιευτήρα με μόνιμη ροή διαμέσου του πυρήνα.

Γ. Κατασκευαστικά θέματα γεωφραγμάτων.

• Συμπύκνωση αργιλικού πυρήνα.

• Φίλτρα και στραγγιστήρια.

• Σώματα στηρίξεως από αμμοχάλικα.

• Λιθόρριπτα σώματα στηρίξεως.

Δ. Τεχνολογία Γεωφραγμάτων. Διαζώνηση. Σχεδιασμός πυρήνα, φίλτρων, στραγγιστηρίων και ζωνών προστασίας πρανών φράγματος. Δίκτυα ροής, καθιζήσεις και ευστάθεια φραγμάτων. Θεμελιώσεις φραγμάτων σε βραχώδεις ή γαιώδεις σχηματισμούς και σε υψηλής διαπερατότητας αποθέσεις. Στεγανοποίηση θεμελίωσης. Φράγματα με ανάντη πλάκα σκυροδέματος. Σχεδιασμός πλίνθου, πλάκας και αναχώματος. Σχεδιασμός φραγμάτων σε σεισμικές περιοχές. Τεχν. Προδιαγραφές. Τεύχη Δημοπράτησης.

Ε. Τεχνολογία Φραγμάτων Βαρύτητας. Αρχές λειτουργίας και γενικός σχεδιασμός φραγμάτων βαρύτητας. Τύποι φραγμάτων και διατάξεις έργων. Έλεγχος διήθησης στη θεμελίωση, έλεγχος πιέσεων. Φράγματα συμβατικού σκυροδέματος. Φράγματα κυλινδρούμενου σκυροδέματος (ΚΣ). Τύποι φραγμάτων (RCC, RCD, Hard fill). Φράγματα ισχνού σκυροδέματος. Θέματα κατασκευής φραγμάτων Κ.Σ.. Υπερχειλιστές πάνω σε φράγματα βαρύτητας και σχεδιασμός με λεκάνες ηρεμίας και λεκάνες αποτόνωσης - Κλιμακωτοί υπερχειλιστές. Έρευνες πεδίου και εργαστηρίου. Θεμελιώσεις φραγμάτων βαρύτητας. Όργανα παρακολούθησης συμπεριφοράς του φράγματος κατά την κατασκευή και κατά τη λειτουργία. Διακινδύνευση και αστοχίες φραγμάτων. Αρχές σχεδιασμού και τεκμηρίωση.

ΣΤ. Γενικές βιβλιογραφικές αναφορές.

Ζ. Ορολογία ειδικών όρων στα φράγματα.

ΣΤ. Ασκήσεις - Ερωτήσεις.