Ανάλυση ευστάθειας βραχωδών πρανών στον οδικό άξονα Κλεισούρας - Καστοριάς
Creators: name: Ηρακλειώτης, Αλέξανδρος Βίλφρεντ Αθανασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2025
Subjects: Κατολίσθηση
Φωτογραμμετρία με χρήση ΣμηΕΑ
Μέτρα προστασίας πρανούς
Landslide
UAV based photogrammetry
Slope remediation measures

description: Οι κατολισθήσεις αποτελούν φαινόμενο που μπορεί να επηρεάσει οποιοδήποτε τεχνικό έργο, καθ’ όλη τη διάρκεια κατασκευής και ζωής του. Τεχνικά έργα που κατασκευάζονται σε ορεινές περιοχές είναι ιδιαίτερα ευάλωτα, καθιστώντας αναγκαία την μελέτη πρόληψης ή αντιμετώπισης του φαινομένου. Η απουσία μελέτης των τεχνικογεωλογικών συνθηκών που καθορίζουν τη δράση του φαινομένου, μπορεί να οδηγήσει σε ανθρώπινες απώλειες ή σημαντική οικονομική βλάβη σε περίπτωση αστοχίας. Η μελέτη του φαινομένου διαφέρει ανάλογα με την γεωλογία της περιοχής μελέτης. Στην περίπτωση βραχωδών πρανών, όταν η συμπεριφορά της βραχομάζας είναι ανισότροπη, η εμφάνιση κατολισθήσεων καθορίζεται από τα χαρακτηριστικά των ασυνεχειών. Η μεθοδολογία μελέτης των βραχοκαταπτώσεων βασίζεται σε μια σειρά εργασιών η οποία περιλαμβάνει τη λήψη των απαραίτητων στοιχείων από την ύπαιθρο. Στη συνέχεια εκτελούνται κινηματικές αναλύσεις και αναλύσεις οριακής ισορροπίας, ώστε να διαπιστωθεί το εάν και υπό ποιες συνθήκες πρόκειται να υπάρξει αστοχία σε μια συγκεκριμένη θέση. Η εισαγωγή νέων τεχνολογιών τηλεπισκόπησης και επεξεργασίας δεδομένων μπορεί να συμβάλει στη μείωση του κόστους και του χρόνου εκτέλεσης των απαραίτητων εργασιών. Η μέθοδος της φωτογραμμετρίας με τη χρήση μη επανδρωμένων αεροχημάτων (UAV) εφαρμόζεται για την χαρτογράφηση και την αποτύπωση των χαρακτηριστικών της βραχομάζας, καθώς και τη διερεύνηση πιθανών εκδηλώσεων αστοχιών. Προκύπτει ένα τρισδιάστατο νέφος σημείων το οποίο μπορεί μεταξύ άλλων να χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή στοιχείων για τις ασυνέχειες της βραχομάζας, οι οποίες είναι και αυτές που καθορίζουν τη συμπεριφορά της. Στη παρούσα εργασία η μέθοδος φωτογραμμετρίας με τη χρήση UAV εφαρμόζεται σε βραχώδες πρανές γνευσίου, το οποίο βρίσκεται επί του οδικού άξονα Κλεισούρας – Καστοριάς. Το υπό μελέτη τμήμα του πρανούς έχει μέσο ύψος 13 m και μήκος περίπου 220 m. Αποτελείται εξ ολοκλήρου από γνεύσιο της κατώτερης σειράς του κρυσταλλοσχιστώδους υποβάθρου της Πελαγονικής ζώνης. Το πέτρωμα χαρακτηρίζεται από διαφορετικούς βαθμούς αποσάθρωσης με τον γνεύσιο να εμφανίζεται ολίγον αποσαθρωμένος στο ΒΔ τμήμα, ενώ στο ΝΑ τμήμα συναντάται τοπικά πλήρως αποσαθρωμένος έως εδαφοποιημένος. Η βραχομάζα χαρακτηρίζεται από τρείς (3) οικογένειες ασυνεχειών, ενώ στο ΒΔ τμήμα παρουσιάζεται και τέταρτη (4). Τοπικά παρατηρήθηκε η παρουσία νερού και αργιλικού υλικού πλήρωσης στις ασυνέχειες. Η τραχύτητα των ασυνεχειών ποικίλει με τιμές συντελεστή τραχύτητας (JRC) μεταξύ 7 και 12. Η ελάχιστη αντιπροσωπευτική γωνία τριβής που χρησιμοποιήθηκε στις κινηματικές αναλύσεις, υπολογίστηκε ίση με 43ο. Με βάση τις κινηματικές αναλύσεις, ο πιο συχνά εμφανιζόμενος τύπος δυνητικής αστοχίας είναι οι σφηνοειδείς ολισθήσεις, ενώ εμφανίζεται και ένας μικρός αριθμός ανατροπών και επίπεδων ολισθήσεων. Τα τεμάχη που σχηματίζονται από τις ασυνέχειες χαρακτηρίζονται ως μικρά έως μεσαία, με τον ογκομετρικό δείκτη Jv να κυμαίνεται μεταξύ 9.1 και 10.6. Ο όγκος των σχηματιζόμενων τεμαχών κυμαίνεται μεταξύ 0.030 m3 και 0.052 m3. Με βάση τις τροχιακές προσομοιώσεις, αποδείχτηκε ότι το καταλληλότερο μέτρο προστασίας του οδικού άξονα από βραχοκαταπτώσεις, είναι η εγκατάσταση ενός πλέγματος συγκράτησης σε συνδυασμό με μικρού μεγέθους τάφρου αναχαίτισης.
description: Landslides are a phenomenon that can affect any infrastructure project, throughout its construction and lifetime. Infrastructure constructed in mountainous areas is particularly vulnerable, making it necessary to study how to prevent or combat the phenomenon. The absence of a study of the geotechnical conditions that determine the behaviour of landslides can lead to human losses or significant economic damage in the event of failure. The study of the phenomenon varies depending on the geology of the study area. In the case of rock slopes, when the behavior of the rock mass is anisotropic, the occurrence of landslides is determined by the characteristics of the discontinuities. The methodology for the study of rockfalls is based on a series of tasks which includes the acquisition of the necessary data from the field. Then, kinematic and limit equilibrium analyses are performed to determine whether and under what conditions failure is likely to occur at a specific location. The introduction of new remote sensing and data processing technologies can dramatically reduce the cost and time of carrying out the necessary work. The method of UAV-based photogrammetry (UAVs) is applied to map a rock mass, as well as investigate possible failure events. The result is a 3D point cloud that can be used, among other things, to extract information on the discontinuities in the rock mass, on which the behavior of the rock mass depends. In the present work, UAV-based photogrammetry is applied to a rocky gneiss slope, which is located on the road axis of Kleissoura - Kastoria. The studied part of the slope has an average height of 13 m and a length of about 220 m. It consists entirely of gneiss of the lower series of the crystalline bedrock of the Pelagonic geotectonic zone. The rock is characterized by varying degrees of weathering with the gneiss appearing slightly weathered in the NW part, while in the SE part it is locally found fully weathered, in some areas even forming residual soil. The rock mass is characterized by three (3) discontinuity sets, while a fourth (4) is present in the NW section. The presence of water and clay fill material was locally observed in the discontinuities. The roughness of the discontinuities varies with Joint Roughness Coefficient (JRC) values between 7 and 12. The minimum representative friction angle used in the kinematic analyses was calculated to be 43o. According to the kinematic analyses, the most common type of potential failure identified was wedge failure, followed by a small number of flexural toppling and planar failures. The blocks formed by the discontinuities are characterized as small to medium, with the volumetric joint count (Jv) ranging between 9.1 and 10.6. The volume of the formed blocks ranges between 0.030 m3 and 0.052 m3. The suggested remedial measure to protect the slope from potential rockfalls is the installation of a draped mesh, as there is insufficient space to construct a ditch capable of catching rockfalls on its own.