MEKE STIJENE Prema ISSMFE (1985.) meke stijene su materijali koji na uzorku monolita imaju jednoosnu

tlačnu čvrstoću u rasponu od 0.5 do 25.0 MPa. U ovom obliku on obuhvaća i materijale koji se nazivaju slabe stijene ("weak rock"), a to nije

ista grupa materijala po svojim fizikalno-mehaničkim svojstvima.

Klasifikacija mekih stijena prema jednoosnoj tlačnoj čvrstoći

Oblici spajanja zrna pijeska (prema Barton 1993.)

0,01 0,1 1 10 100 1000

jednoosna tlačna čvrstoća (MPa)

TLOMEKA

STIJENA STIJENA

porast utjecaja stišljivosti i pornog pritiska

porast utjecaja diskontinuiteta, krtosti i vlačnih naprezanja

Primjeri prijelaza: - sipki pijesak je osnova za "kohezivni pijesak", koji prelazi u pješčenjak; - glina je osnova za predkonsolidirane gline koje procesom dijageneze prelaze u šejlove,

glinence i lapore. Takav proces nastajanja uvjetuje da su meke stijene pretežno sedimentne stijene. Najizraženije od tih svojstava je podložnost rastrošbi ("weathering") pod djelovanjem

vanjskih čimbenika. Čimbenici koji dominantno utječu na razvoj rastrošbe su ciklički procesi sušenja-vlaženja,

grijanja-hlađenja, zamrzavanja-odmrzavanja, ... Oni za posljedicu imaju cijeli niz sekundarnih procesa koji razvijaju kako fizikalne tako i kemijske oblike rastrošbe (bubrenje, disolucija, stvaranje gipsa, "slaking", itd.).

Svojstva glinovitih stijena i njihovo ponašanje u vremenu kada su izložene vanjskim

utjecajima na izvedenim zasjecima, značajno je kontrolirano njihovim mineraloškim sastavom, poviješću predkonsolidacije, sastavom veznog materijala u strukturi, stupnjem cementacije, te teksturom stijene.

Primjeri mekih stijena mogu se susresti po cijelom svijetu. To su siltiti, šejlovi, slejtovi,

lapori, tufovi, glinci, laporovite predkonsolidirane gline, zelene stijene (Japan), kalkareniti (Italija), itd. Lapor kao primjer meke stijene Rastrošba lapora Svojstva glinovitih stijena i njihovo ponašanje u vremenu kada su izložene vanjskim utjecajima na izvedenim zasjecima, značajno je kontrolirano njihovim mineraloškim sastavom, poviješću predkonsolidacije, sastavom veznog materijala u strukturi, stupnjem cementacije, te teksturom stijene. Osim standardnog oblika bubrenja u laporu, zbog mineraloškog sastava javlja se i proces stvaranja gipsa na stijenkama pukotina. Gips ima oko 98% veći volumen od ulaznih komponenti koje se izdvajaju iz lapora, te se unutar pukotina u kojima se odvija proces stvaranja gipsa, stvara pritisak koji produžuje postojeće pukotine i stvara nove pukotine. Za ovaj proces također je potrebna voda. Izdvajanjem materijala iz strukture lapora u procesu stvaranja gipsa, povećava se porozitet te meke stijene, a time i dubina upijanja vode od površine, što ubrzava proces i povećava dubinu njegovog utjecaja od površine. Osim opisanog procesa razvijaju se i drugi oblici kemijske rastrošbe koji u procesima reakcije s vodom izdvajaju materijal iz strukture stijene. Iz navedenog se može uočiti da voda ima ključnu ulogu u promjeni svojstava tih pretežno glinovitih stijena, i to u procesima sušenja i vlaženja, smrzavanja i otapanja, te raznih kemijskih

procesa. Taj utjecaj se očituje u razlaganju veznog materijala iz strukture glinovitih stijena, te u razlamanju materijala u manje fragmente. Odnosno, na materijalu se istovremeno razvijaju procesi fizikalne i kemijske rastrošbe. Fizikalna rastrošba se očituje raspucavanjem materijala uslijed razvoja pukotina, te disolucijom na samoj površini u dodiru s vodom. Iskopom nove površine kod naslaga koje su formirane u tanjim slojevima, međuslojne pukotine postaju izložene djelovanju vanjskih utjecaja. To su oslabljene plohe po kojima se najlakše odvajaju fragmenti, ali uzduž njih vanjski utjecaji (voda) najlakše prodiru u dubinu stijene. Naglim upijanjem vode u pukotini se razvija tlak koji dovodi do kalanja (eng. "slaking") materijala, a time i do produžavanja pukotina. Također, oslobađanje naprezanja inducirano uklanjanjem dijela materijala kod iskopa (rasterećenje), uzrokuje pojavu razvoja novih pukotina (listrične pukotine). Razvoj novih pukotina ubrzava fizikalnu rastrošbu i omogućava dublji prodor utjecaja kemijske rastrošbe.

Martinez-Bofill J. et al [5] su na primjerima mekih stijena u Španjolskoj, kao i Yavuz H. et al [7] na primjerima mekih stijena u Turskoj, ukazali i na značajan utjecaj smrzavanja na brzinu procesa dezintegracije. Prethodno navedeno potvrđuje i uočeno karakteristično ponašanje za većinu klizanja na kosinama izvedenim u flišu, da se klizanje/odron najčešće dešava nakon razdoblja značajnijih oborina, a posebno ako se u tom razdoblju temperature snize ispod točke ledišta vode na površini tla.

Primjer rastrošbe uzorka lapora uslijed ponavljanog sušenja i vlaženja (1- razvoj pukotina;

2 - disolucuja)

Raspucavanje uzorka (lijevo- dio uzorka koji je držan konstantno suh; desno - dio uzorka koji je

vlažen i sušen)

Razvoj rastrošbe na pokosu (vremenski razmak između fotografija je jedna godina)

2

34

Klizište uz obalu mora na prirodnom klifu u flišnoj naslazi (predio Duilovo u Splitu)

Kako riješiti inženjersku zadaću u mekoj stijeni

MEKESTIJENE

mehanika tla

mehanika stijena

Kako riješiti inženjersku zadaću u mekim stijenama?