II Deo - OSNOVE INŽENJERSKA GEOLOGIJA.pdf

Sašetak - Predgovor (Abstract- Preface)
Primarni cilj izrade ovog pisanog materijala je upoznavanje studenata i svršenih inženjera građevinsko-tehničke struke sa osnovnim sadržajem, principima i metodama proučavanja svih tzv. geo-naučnih disciplina, odnosno nauka koje za objekat proučavanja imaju planetu Zemlju u celini, njene delove ili njena fizička polja i svojstva, kao i njen mineraloški sastav i ostale endogene i egzogene sile koje utiču na, jednostavno rečeno, na reljef - oblik i izgled Zemlje.
"Eruptivan", da se geološki izrazim, opšti tehnološki napredak tokom poslednjih nekoliko desetina godina i veoma buran i plodan razvoj brojnih naučnih geo-disciplina i prirodnih nauka uopšte, omogućili su postizanje zavidnih saznanja o Zemlji, njenom nastanku i razvoju kao planete, strukturi njene unutrašnjosti, magnetosferi, atmosferi, hidrosferi, poreklu i razvoju organskog života na njoj, kao i njihovoj međusobnoj interakciji. Imajući u vidu da ta saznanja čine veliki deo prirodnih nauka uopšte, u ovom materijalu primoran sam da se zbog toga samo ukratko, sažeto, osvrnem na elementarna saznanja većine tih brojnih naučnih disciplina i pokušam da informativno, ali dovoljno razumljivo, opišem domen njihovog proučavanja. Koliko god je to moguće, obim i stepen detaljnosti izlaganja u ovom materijalu, koji je posvećen pojedinim naučnim oblastima i saznanjima, u najvećoj meri je proporcionalan njihovoj korelativnosti sa opštom geologijom, inženjerskom geologijom i mehanikom tla (geomehanikom).
Veliki prostor i posebnu pažnju posvetio sam geloškim procesima u zemljinoj kori i na površini, posebno delu egzodimanički procesi i pojave - površinsko raspadanje (trošenje stena), inženjersko geološke klasifikacije stenskih masa, osnovnim svojstvima stenskih masa kao radne sredine, naponima u tlu, geotehničkom projektovanje u stenskoj masi, inženjerskogeoloskim istraživanjima i inženjerskogeološkim uslovima izgradnje građevinskih objekata. Posebnu pažnu posvetio sam klizištima i stabilnosti kosina i padina, koje me je najviše „mučilo i kalilo“ kao izvođača građevinskih radova.
Danas se u svetskoj literaturi koristi definicija inženjerske geologije koju je usvojila Međunarodna Asocijacija za Inženjersku geologiju: „Inženjerska geologija je nauka koja se bavi istraživanjem i rešavanjem inženjerskih problema i problema zaštite životne sredine koji mogu nastati kao rezultat interakcije geološke sredine i inženjerskih radova, takođe se bavi i predviđanjem nastanka tih problema kao i razvojem preventivnih ili sanacionih mera geoloških hazarda“.
Daljim razvojem građevinarstva i rudarstva nastala je i potreba daljeg razvoja inženjerske geologije. Integracijom inženjerske geologije i mehanike tla, potom nastankom mehanike stena a onda i geotehničkih melioracija ona je unapređena i prerasla u naučno-stručnu oblast geotehniku.

Inženjerska geologija proučava čvrste stenske mase i tlo u cilju izvođenja tehničkih (raznih vrsta inženjerskih) radova. Bavi se izučavanjem dalek

1. 1/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)



MSc Mirko Stanković, dipl. inž.

Znanje koje se ne deli je izgubljeno znanje!
Knowledge not shared is knowledge lost!





II DEO - OSNOVE INŽENJERSKE GEOLOGIJE

OSNOVE GEOLOGIJE, INŽENJERSKE GEOLOGIJE I MEHANIKE TLA



Beograd, oktobar 2021. god.

PRUŽANJE
GRDELIČKA KLISURA , autoput E-75 (A1)
deformacija kosine tokom izgradnje saobraćjnice - anizotropna stenska masa

2. 2/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Posvećeno mojoj porodici: supruzi MSc dr med. Snežani - neurolog, ćerkama - master
arhitekture Maji i dr med. Sanji, koje su mi svesrdno pomagale i izdržale moju “tiraniju”tokom
pisanja ovog rada.
Dedicated to my family: to my wife MSc Snezana, MD, a neurologist, to my daughters - Master of
Architecture Maja and MD Sanja, who wholeheartedly helped me and endured my "tyranny" during
the writing of this paper.





Takođe sam zahvalan roditeljima koji su me školovali u teškim uslovima.
I am also grateful to my parents who educated me in difficult conditions















Posebnu zahvalnost i Sizifu koji me je naučio upornosti…Sizif je vrlo predano radio svoj posao i
postao pojam. Hvala, Sizife!

Special thanks to Sisyphus who taught me perseverance…Sisyphus worked very dedicatedly at his
job and became a household name.
Thank you, Sisyphus!


Znanje koje se ne deli je izgubljeno znanje!
Knowledge not shared is knowledge lost!

3. 3/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
INŽENJERSKA GEOLOGIJA

UVOD U INŽENJERSKU GEOLOGIJU
1. ŠTA JE ?
2. ČIME SE BAVI ?
3. ČEMU SLUŽI ?

Geološka disciplina koja se bavi geološkim straživanjima, ali isključivo za odreĎenu
NAMENU tj. za potrebe inženjerskih radova (graĎevinarstvo, rudarstvo…).

PROCESI NA ZEMLJI:
- tektonika
- strukturna geologija
- vulkanologija
- fizička geologija
- geomorfologija

MATERIJALI ZEMLJE:
- petrologija
- sedimentologija
- mineralogija
- hidrogeologija
- geologija nafte
- geohemija
GEOLOŠKI PODACI:
•formacije stena
•starost stena
•istorija stena
•geometrijski oblici
•geološka graĎa
•geneza

Stručno, a zanimljivo?
Terzaghi: Tlo je stvorila priroda, a ne čovek, a produkti prirode su uvek kompleksni. Prirodno tlo je
heterogeno i osobine mu se menjaju od tačke do tačke, a nauka njegove osobine ograničava na svega
par tačaka (gde su uzeti uzorci). Zadatak Mehanike tla je, između ostalog, pronaći adekvatan model tla,
a to onda postaje problem na granici između nauke i umetnosti.

Terzaghi: Temelji građevina uvek su bili pastorčad zato što nema slave u temeljenju i što uzroci uspeha
ili neuspeha leže skriveni duboko u tlu, ali dela osvete temelja zbog nedostatka brige o njima mogu biti
veoma zbunjujuća.

Terzaghi: U inženjerskoj praksi, problem nije tlo, kao tlo, nego voda koja se nalazi u porama. Na planeti
bez vode ne bi bilo potrebe za mehanikom tla.

Ralph Peck: Uveren sam da teorija mehanike tla i rezultati laboratorijskih testova služe samo kao vodič
inženjeru za prepoznavanje faktora koji mogu uticati na uspešno projektovanje i izvođenje stvarnog
projekta

NARAVOUČENIE:
„Onaj ko želi graditi na kosim padinama trebao bi izdvojiti više novca na osiguranje kuće nego na
njenu fasadu i izgled. Sanacija je uvek problematična i nema garancije da će biti uspešna. Kuću koja
je pukla besmisleno je popravljati ako se ne reši mehanizam klizišta“, kaže (upozorava) praksa.

4. 4/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
SADRŽAJ:
Uvod
Rečnik pojmova
PREDGOVOR
Inženjerska geologija
1. ŠTA JE?
2. ČIME SE BAVI?
3. ČEMU SLUŽI?
Ō TIPIČNI GEOTEHNIČKI PROBLEMI
1. UVODNA RAZMATRANJA
1.1. Opšte karakteristike i podela geologije - inženjerska geologija
1.2. Uvod u temu inženjerske geologije
2. POSTANAK I GRAĚA ZEMLJE
2.1. Postanak Zemlje
2.1.1. Kant-Laplasova hipoteza
2.1.2. Džems Džinsova hipoteza
2.2. Fizičke osobine Zemlje
2.2.1. Oblik i dimenzije Zemlje
2.2.2. Građa i sastav Zemlje
2.2.3. Hemijski sastav Zemlje i Zemljine kore
2.2.4. Toplotna svojstva
2.2.5. Gravitacija Zemlje
2.2.6. Magnetizam Zemlje
2.2.7. Radioaktivnost Zemlje
3. OSNOVE PETROGRAFIJE
3.1. Postanak i podela stena
3.1.1. Sklop stena (struktura i tekstura)
3.2. Magmatske stene
3.2.1.Način postanka, pojavljivanja i lučenje magmatskih stena
3.2.2. Lučenje magmatskih stena
3.2.3. Sklop (struktura i tekstura) magmatskih stena
3.2.4. Podela magmatskih stena
3.2.5. Prikaz važnijih magmatskih stena
3.2.5.1. Dubinske magmatske stene
3.2.5.2. Površinske magmatske stene
3.2.5.3. Žične magmatske stene
3.2.5.4. Piroklastične stene
3.3. Sedimentne (taložne) stene
3.3.1. Postanak sedimentnih stena
3.3.2. Raspadanje (razaranje) ili trošenje
3.3.3. Transport i sedimentacija
3.3.4. Dijageneza (očvršćavanje)
3.3.5. Sklop (struktura i tekstura) sedimentnih stena
3.3.6. Podela sedimentnih stena - Osnovna klasifikacija sedimentnih stena
3.3.6.1. Prema načinu postanka
3.3.6.2. Prema stepenu dijageneze ili litifikacije
3.3.7. Prikaz važnijih sedimentnih stena
3.3.7.1. Klastične sedimentne stene (mehaničkog detritusa)
3.3.7.1.1. Nevezane stene: Drobina, Šljunak, Pesak, Alevrit, Mulj
3.3.7.1.2. Poluvezane stene: Les, Crvenica, Glina, Lapor(ac)
3.3.7.1.3.Vezane stene: Breča, Konglometrar, Peščar, Alevrolit, Glinac, (Laporac)
3.3.7.2. Neklastične hemijske i biogene sedimentne stene (krečnjak, dolomit, siga, gips, travertin, mermerni oniks)
3.3.7.3. Stenski sastav fliša
3.3.7.4. Građenje u terenima izgrađenim od sedimentnih stena
3.3.7.5. Primena stena sedimentnog porekla
3.4. Metamorfne stene
3.4.1. Osnovni principi metamorfizma
3.4.1.1. Metamorfne facije

5. 5/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
4. GEODINAMIČKI PROCESI U ZEMLJINOJ KORI I NA POVRŠINI
4.1. Geodinamički procesi u zemljinoj kori i na površini
4.2. Tektonske ploče
4.3. Tektonski pokreti ploča Zemljine kore
4.3.1. Epirogeni pokreti
4.4. Endodinamički pokreti
4.4.1. Tektonski pokreti ploča Zemljine kore
4.4.2. Epirogeni pokreti
4.4.2.1,Transgresija i regresija
4.4.3. Orogeni pokreti
4.4.3.1. Sloj
4.4.3.2. Bore
4.4.3.3. Rasedi
4.4.3.4. Navlake
4.4.3.5. Pukotine
4.4.3.6. Uticaj strukturno tektonskih elemenata na građevine
4.5. Egzodinamički procesi
4.5.1. Magmatski pokreti
4.5.1.1. Vulkanizam
4.5.1.2. Gejziri
4.5.,1.3. Fumarole
4.5.1.4. Sulfioni
4.5.1.5. Termalni izvori
4. 6.Seizmički procesi - zemljotresi
4.6.1. Podela nastanka zemljotresa
4.6.2. Vrste seizmičkih talasa
4.6.3. Seizmički moment
4.6.4. Energija seizmičkih potresa - zemljotresa
4.6.5.Merenje jačine potresa
4.7. Egzodimanički procesi i pojave
4.7.1. Površinsko raspadanje (trošenje stena) - Raspadanje stenskih masa
4.7.2. Denudacija
4.7.3. Erozija
4.7.3.1. Eolska erozija - deflacija i akumulacija
4.7.3.2. Rečna (fluvijalna) erozija i akumulacija
4.7.3.3. Glacijalna (lednička) erozija i akumulacija
4.7.3.4. Marinska (jezerska) erozija i akumulacija
4.7.3.5. Karstna (kraška) erozija i akumulacija
4.7.3.6. Abrazija (zalivi i plaže, rtovi, klifovi i poluostrva, talasne potkopine, terase..)
4.7.3.7. Antropogeni reljef - reljef oblikovan radom čoveka
4.7.4. Padinski procesi ili derazijski procesi
4.7.4.1. Spiranje
4.7.4.2. Puzanje
4.7.4.3. Tečenje (soliflukacija)
4.7.4.4. Klizenje
4.7.4.5. Odronjavanje
4.7.4.6. Osipanje
4.7.4.7. Urušavanje
4.7.4.8. Sufozija
4.7.4.9. Likvifakcija
5. INŽENJERSKO GEOLOŠKE KLASIFIKACIJE STENSKIH MASA
5.1. Osnovni principi (uslovi) inženjerske geologije
5.1.1. Uslovi i svojstva primene klasifikacija
5.1.2. Istorijska evolucija sistema klasifikacije stenskih masa
5.2. Opis sistema klasifikacije stenske mase
5.2.1. Tercagijeva klasifikacija stenskih masa, Terzaghi, 1946.
5.2.1.1. Tercagijeva teorija opterećenja stene, Terzaghi, 1946.
5.2.1.2. Modifikovana Tercagijeva teorija za tunele i pećine
5.2.2. Lauferova klasifikacija (Lauffer) 1958.- Klasifikacije koje uključuju vreme stajanja
5.2.2.1. Modifikovana Lauferova klasifikacija, Pacher, Rabcevic, Golser, 1974.

6. 6/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
5.2.3. Rabčevičeva (rabcevic) klasifikacija
5.2.4. Klasifikacija prema postojanosti stenskih masa
5.2.5. RQD klasifikacija, Deere i sar., 1967.
5.2.5.1. Nedostaci RQD klasifikacije:
5.2.6. Klasiflkacija "Q" sistema ili NGI TUNELING QUALITY INDEX
5.2.6.1. Primena Q-sistema (Applications of Q-System)
5.2.6.2. Q - sistem modifikovan za UCS
5.2.6.3. Korelacija između Q-sistema i RMR Correlation between the RMR and Q-System
5.2.6.4. Ograničenja Q sistema (Limitations of Q system)
5.2.7. RSR klasifikacija (Rock Structure Rating Concept), Wickham et al., 1972.
5.2.8. RMR klasifikacija (Geomehanička klasifikacija),Bieniawski,1973)
5.2.8.1. Procena parametara RMR
5.2.9. RMi klasifikacija (Rock Mass index - RMi), Palmstrom, 1995-6.
5.2.10. Geomehanička klasifikacija (Rock Mass Rating Sistem-RMR89) Bieniawski, 1989
5.2.10.1. Postojeće metode RMR sistema
5.2.10.2. Proširenje RMR - ocena nagiba stenske mase (Slope Mass Rating SMR)
5.2.10.3. Modifikacije RMR-a za rudarenje
5.2.10.4. Primena RMR sistema
5.2.10.5. Ograničenja RMR sistema
5.2.11. GSI - Geološki indeks čvrstoće (Geological Strength Index - GSI)
5.2.11.1. Određivanje svojstva stenske mase
5.2.11.2. Uticaj orijentacije pukotina na čvrstoću stene
5.2.11.3. Primene GSI
5.2.11.4. Korelacija između RMR, Q i GSI vrednosti
5.2.11.5. Ograničenja GSI sistema
5.2.11.6. Metode koje povezuju modul deformacije sa RMR ili GSI
5.2.11.6.1. Metode koje se odnose na neograničenu pritisnu čvrstoću sa RMR ili indeksom
5.2.11.6.2.Statički režimi iskopavanja
5.2.11.6.3. Dinamički načini loma kod iskopa bez podgrade (Dynamic failure modes of unsupported
5.2.11.6.4. Oštećenje usled protresanja
5.2.11.6.5. Oštećenja usled praska - deformacije (Strainburst damage)
5.2.11.6.6. Opšti opis i klasifikacija lomljene stenske mase
5.2.12. Ruski faktor smanjenja čvrstoće (RSRF)
5.2.13. Q - nagiba (Q - slape)
5.2.14. Klasifikacija Brauns-Stinija - kategorije stenskih masa (tla) prema (GN 200)
5.2.15. Kategorije stenskih masa (zemljišta) prema (GN 206) - podzemni iskopi
5.2.16. Klasifikacija klastičnih sedimentnih stena/tla
5.2.16.1. USCS klasifikacija tla (Unified Soil Classification System)
5.2.16.2. BSCS (British Soil Classification System)
5.2.16.3. AC klasifikacija tla
5.2.16.4. Jedinstvena klasifikacija AC klasifikacija (airfield clasification)
5.2.16.5. Evropska klasifikacija ESCS klasifikacija
5.2.16.6. Teksturne klasifikacije tla - ternarna klasifikacija
5.2.16.6.1. Teksturalna klasifikacija tla
5.2.16.6.2. Massachusetts Institute of Technology System (MIT)
5.2.16.6.3. Indijski standardni sistem klasifikacije tla (ISSCS)
5.2.16.6.4. AASHTO sistem klasifikacije tla
5.2.17. Korelaciona klasifikacija
5.2.17.1. Korelacija klasifikacija (RMR89) i (GN200) (Površinski iskop)
5.2.17.2. Korelacija klasifikacije (RMR89) i (GN 206) (Podzemni sikop)
6. OSNOVNA SVOJSTAVA STENSKIH MASA KAO RADNE SREDINE
6.1. Svojstva intaktne stene
6.2. Podela stena
6.2.1. Podela stena po postanku
6.2.2. Podela stena po stepenu konzistencije
6.2.2.1. Ō Geomehanička klasifikacija tla - čvrste čestice tla
6.2.2.2. Ō Inženjersko-geološka klasifikacija tla - čvrste ili vezane stenske mase
6.2.2.2.1. Čvrste ili vezane stene
6.2.2.2.2. Poluvezane (koherentne - plastične) stene
6.2.2.2.3. Nevezane (inkoherentne - rastresite - sipke i tečne) stene.

7. 7/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
6.3. Strukturna svojstva stenskih masa
6.3.1. Genitet i tropija
6.3.2. Ispucalost stenske mase
6.3.3. Homogenost stenske mase
6.3.4. Heterogenost stenske mase
6.3.5. Izotropija stenske mase
6.3.6. Anizotropija stenske mase
6.3.7. Prirodni naponi stenske mase
6.4. Fizička svojstva stenskih materijala
6.4.1. Boja
6.4.2. Gustina
6.4.3. Specifična težina
6.4.4. Zapreminske težine
6.4.4.1. Zapreminska težina u prirodnom stanju
6.4.4.2. Zapreminska težina u suvom stanju
6.4.4.3. Nasipna zapreminska težina
6.4.5. Poroznost
6.4.6. Vlažnost - Prirodna vlažnost, w %
6.4.7. Vodopropustnost stenskog materijala
6.4.8. Upijanje vode
6.4.9. Kapilarnost stena
6.4.10. Granulometrijski sastav
6.4.11. Aterbergove granice konsistencije
6.4.12. Zbijenost tla
6.4.13. Stišljivost stenske mase
6.4.14. Bubrenje (swelling)
6.4.15. Lepljivost stene
6.4.16. Tiksotropija
6.5. Mehanička svojstva stenskih materijala (čvrstoća, elastičnost, plastičnost...)
6.5.1. Deformabilnost stenskih masa
6.5.2. Čvrstoća na pritisak
6.5.2.1. Određivanje indeksa čvrstoće
6.5.3. Čvrstoća na istezanje, Čvrstoća na zatezanje, savijanje i uvijanje
6.5.4. Čvrstoća na smicanje (Otpornost na smicanje)
6.5.5. Čvrstoća stena na savijanje
6.6. Tehnološko-tehnička svojstva stenskih materijala (bušivost, miniranje,žilavost,...)
6.6.1. Tvrdoća stene
6.6.2. Žilavost stena (dinamička čvrstoća)
6.6.3. Krtost stenske mase.
6.6.4. Habanje stena - Otpor stena prema habanju
6.6.5. Rastresanje i zbijanje stena (Otpor prema rastresanju)
6.6.6. Otpor prema drobljenju
6.6.7. Otpor prema bušenju - Bušivost
6.6.8. Abrazivnost
6.6.9. Otpor prema miniranju
6.6.10. Otpor prema rezanju
6.7. Tehnička petrografija
6.8. Ostala svojstva građevinskih materijala
6.8.1. Trajnost
6.8.2. Trošnost
6.8.3. Tečenje-puzenje (floo-creep)
6.8.4.Relaksacija (relaxation)
6.8.5. Zamor (fatigue)-
6.8.6. Konstruktivna svojstva
7. NAPONI U TLU
7.1. Mor - Kulonov (Mohr-Coulomb) zakon čvrstoće.
7.2. Proračun napona u tlu
7.2.1. Geostatički naponi (od sopstvene težine tla)
7.2.2. Naponi usled opterećenja na površini

8. 8/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
7.2.3. Naponi od vertikalne koncentrisane sile
7.2.4. Naponi od vertikalnog jednakopodeljenog opterećenja na površini terena
7.2.5. Raspodela vertikalnih napona u tlu
7.3. Pretpostavke pri proračunu napona: PRORAČUN GEOTEHNIČKIH KONSTRUKCIJA
8. GEOTEHNIČKO PROJEKTOVANJE U STENSKOJ MASI
8.1 Poboljšanje stenske mase (engl. rock Improvement)
8.1. 1. Podgrađivanje i ojačanje stenske mase (engl. rock support and rock reinforcement)
8.1.2. Tipovi ojačanja stenske mase (Types of Reinforcement Devices and Techniques).
9. INŽENJERSKOGEOLOSKA ISTRAŽIVANJA
9.1. Značaj geotehničkih istraživanja
9.1.1. Metode geotehničkih istraživanja
9.2. Metode terenskih istraživanja
9.2.1. Uzimanje uzoraka (SRPS U.B1.010;2000)
9.2.1.1. Poremećeni uzorci
9.2.1.2. Neporemećeni uzorci
9.2.1.3. Neporemećeni uzorci iz bušotina
9. 3. Terenski istražni radovi - poremećeni uzorci
9. 3. 1. Sondažne jame (raskopi, trial pit)
9.3.2. Sondažni bunari i galerije (exploration shafts) (exploration drifts)
9.3.3. Sondažno bušenje (boreholes)
9.3.3.1. Istražno bušenje ‐ ručni pribor za bušenje - ručno svrdlo
9.3.3.2.Ručna sondažna garnitura - rotaciona i udarna (perkusiona)
9.3.3.3. Istražno bušenje: mašinska sondažna garnitura.
9.3.3.4. Rotaciono bušenje
9.3.4. Dinamički ručni konusni penetrometar (DCP)
9.4. In‐situ (na licu mesta) geotehnička ispitivanja
9.4.1. Standardni test penetracije (SPT): njegov značaj u ispitivanju i analizi tla
9.4.2. Statički penertacioni opit (CPT) (SRPS U.B1.031;1989)
9.4.2.1. Ispitivanje konusne penetracije
9.4.2.2. Ispitivanje penetracije piezokonusom
9.4.2.3. Ispitivanje piezo-disipacije (rasipanja)
9.4.2.4. Seizmičko ispitivanje pijezokonusom (SCPTu)
9.4.3.Test dilatometrom sa ravnim pločama (DMT) (ASTM D6635-15)
9.4.3.1. Seizmički dilatometar (SDMT) - Seismic dilatometer (SDMT)
9.4.4. Ispitivanje meračom pritiska (Pressure meter Test - PMT) (ASTM D4719-20)
9.4.5. Opit krilnom sondom (Vane Shear Test - VST) (ASTM D2573-18)
9.4.6. Pijezometri za određivanje nivoa i pritiska podzemne vode.
9.4.7. In situ testovi za stene
9.5. Laboratorijsko ispitivanje
9.6.EVROKOD 7 (EN 1997‐2:2007)-(Preporuke za rastojanja i dubinu istraživanja)
9.7. Geofizička istraživanja
9.7.1. Geoelektrične metode ispitivanja
9.7.2. Seizmičke metode istraživanja - Seizmički talasi
9.7.3. Terenske seizmičke metode Ō Površinska seizmička istraživanja
9.7.3.1. Seizmička refrakcija (SR)
9.7.3.2. Seizmička refleksija
9.7.4. Laboratorijska ispitivanja
9.8. GEOTEHNIČKI ELABORATI (IZVEŠTAJI)
9.8.1. Situacioni plan istražnog područja - Plan lokacije istraživanja
9.8.2. Profil sondažne bušotine
10. INŽENJERSKOGEOLOŠKI USLOVI IZGRADNJE GRAĚEVINSKIH OBJEKATA
10.1.Inženjerskogeološki uslovi urbanizacije
13.2. Inženjerskogeološki uslovi izgradnje stambenih,poslovnih i industrijski objekata
10.3. Inženjerskogeološki uslovi izgradnje saobraćajnica
10.4. Inženjerskogeološki uslovi izgradnje železničkih pruga
10.5. Uslovi izgradnje mostova i vijadukata
13.6. Inženjerskogeološki uslovi izgradnje tunela
10.6.1. Inženjersko geološke podloge
10.7. Geološki kriterijumi za izgradnju brana
10.8. Inženjerskogeološki uslovi izgradnje aerodroma
10.9. Inženjerskogeološki uslovi izgradnje pomorskih, jezerskih i rečnih luka
10.10. Inženjerskogeološki uslovi izgradnje temelja
Izvori literature, slika i crteža

9. 9/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Rečnik pojmova
Geotehnika (engl. geotechnics) primena naučnih metoda i inženjerskih principa na prikupljanje, interpretaciju i
korišćenje znanja o tlu i stenama sa ciljem rešavanja inženjerskih problema.
Inženjerska geologija (engl. engineering geology) naučna disciplina i grana geologije koja proučava geološku
građu, procese, kao i mineraloško-petrografske i fizičko mehaničke karakteristika stena i terena za potrebe
građenja.
Inženjerska mehanika stena (engl. engineering rock mechanics) disciplina koja se zasniva na mehanici, a koristi
se kod projektovanja građevina u ili na stnskoj masi (Hudson i Harrison 1997).
Rudarska geologija (mining geology) bavi se proučavanjem struktura i pojavljivanja mineralnih ležišta i
geološkim aspektom planiranja rudnika.
Strukturna geologija bavi se opisom i analizama strukture stenskih masa (Harrison i Hudson (2000).
Mehanika stena (engl. rock mechanics) je teorijska i primenjena nauka o mehaničkom ponašanju stena (ISRM,
1975).
Mehanika tla (engl. soil mechanics) proučava i opisuje mehaničke osobine tla, bilo da je ono prirodni oslonac
građevini koji mora preuzeti težinu bez štetnih sleganja i deformacija, bilo da služi kao materijal pri građenju.
Dijageneza (engl. diagenesis) - obuhvata sve mehaničke i hemijske promene koje se događaju u sedimentima od
njihovog taloženja pa do početka metamorfnih procesa. Najvažniji su dijagenetski procesi litifikacije kojima od
rastresitih, nevezanih, nastaju čvrste sedimentne stene. Razlikuju se mehanička i hemijska dijageneza.
Diskontinuitet (engl. discontinuity) - Opšti naziv za bilo koji mehanički prekid - mehanički diskontinuitet u
stenskoj masi koji ima malu ili nikakvu zateznu čvrstoću. To je termin za većinu tipova pukotina, površina
slojevitosti, površina škriljavosti i oslabljenih zona i raseda. Grupa paralelnih diskontinuiteta čini set
diskontinuiteta (ISRM, 1978).
Tekstura (engl. texture) obuhvata geometrijske karakteristike individualnih komponenti stene (zrna minerala) i
njihovo uređenje, građu. Struktura stene posledica je načina postanka, naknadnih promena tokom dijageneze,
metamorfnih procesa i procesa trošenja kojima je stena bila podvrgnuta. Tekstura stene opisuje se veličinom,
oblikom i uređenjem komponenata u merilu od nekoliko centimetara.
Struktura (structure) je jedan od najvažnijih svojstava stenske mase, a ispoljava se kroz: slojevitost, folijaciju,
ispucalost, klivaž ili brečolikost. U strukturna svojstva spadaju i sva druga svojstva koja nisu obležja teksture. U
najširem smislu struktuna svojstva regiona su i sinklinale i antiklinale (ISRM, 1975).
Sklop stene (engl. fabric, nemački gefüge), podrazumeva se određeni raspored i orijentacija zrna klastičnih
sedimenata u prostor.
Stena (engl. rock) - bilo koji prirodno formirani agregat mineralnih materija koji se pojavljuju u velikim masama
ili fragmentima (ISRM, 1975; ASTM D).
Stenska masa (engl. rock mass) je stena kakva se javlja in-situ, uključujući njene strukturne diskontinuitete
(ISRM, 1975).
Intaktna stena (engl. intact rock) je materijal stenske mase, tipično predstavljen celim jezgrom iz bušotine koja
ne sadrži guste strukturne diskontinuitete (ISRM, 1975).
Tlo (engl. soil) - sedimentne ili druge nekonsolidovane akumulacije čvrstih čestica nastale fizičkom i hemijskom
dezintegracijom stena, koje mogu a ne moraju sadržavati organske mterije (ASTM D:653-88).
Kamen (engl. stone) - lomljen (crushed) ili prirodno angularne čestice stena (ASTM D:653-88).
Prslina (engl. fissure) - zatvorena, prostim okom teško vidljiva pukotina.
Pukotina (engl. joint) - površina diskontinuiteta po kojoj nije (za razliku od raseda) došlo do pomeranja u stenskoj
masi i nisu vidljivi tragovi pomeranja. Prema načinu postanka dele se na primarne (usled dijageneze) i sekundarne
(usled endogenih i egzogenih uticaja), odnosno, zavisno od geneze mogu biti pukotine slojevitosti, folijacije,
klivaža i slično (ISRM, 1978). Pukotine mogu biti otvorene, zatvorene i zalečene
Rased (engl. fault) - strukturni oblik u stenskoj masi kada se zbog smicanja dešava relativno kretanje jednog bloka
u odnosu na drugi, tj. površina loma ili zona loma uzduž koje je dolazilo do vidljivog pomeranja. Zidovi
diskontinuiteta su često polirani, primećuju se strije, što je posledica smičućih pomeranja. Često je stena u
zidovima raseda alterirana što za posledicu ima stvaranje ispune diskontinuiteta u obliku breče ili druge ispune.
Širina raseda varira od nekoliko milimetara do nekoliko stotina metara (ISRM, 1978). S obzirom na relativni smer
kretanja, osnovni tipovi raseda su: normalni i reversni, pružni i rotacioni.
Orijentacija (engl. orientation) - Položaj diskontinuiteta u prostoru. (ISRM, 1978). Izražava se pružanjem (engl.
strike), nagibom (engl. dip) i pravcem nagiba (engl. dip direction).
Bubrenje (engl. swelling) - vremenski zavisno povećanje zapremine prirodnog tla/stene uzrokovano promenom
napona, povećanjem sadržaja vode ili njihovom kombinacijom.
Čvrstoća (engl. strength) - maksimalni naponi koje materijal može podneti bez loma za bilo koji tip opterećenja
(ISRM, 1985). Čvrstoća je jedna od osnovnih informacija pri opisu stena. Definisana je kao napon (naprezanje)
koje stena može podneti pod određenim uslovima deformacije. Granična čvrtsoća Ńc je najveći napon koji stena

10. 10/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
može podneti pri određenoj (graničnoj-vršnoj) deformaciji. Rezidualna čvrstoća Ńr je smanjena vrednost čvrstoće
stene posle loma, gde postoji značajna deformacija.
Kriterijum čvrstoće (engl. strength criteria) - teorijski ili empirijski izvedeni odnosi napona ili deformacija koji
karakterišu pojavu loma u steni (ISRM, 1975).
Napon (naprezanje) (engl. stress) sila koja deluje normalno (vertikalno) na površinu elementa, podeljena sa
površinom elementa (ISRM, 1975).
Primarni napon (engl. in situ stress) - napon koji je posledica mase gornje ležećih naslaga i tektonskih aktivnosti
u zemljinoj kori.
Sekundarni napon (engl. induced stress) posledica je spoljnog (inženjerskog, antropogenog) uticaja, kao što su
gradnja, iskopi, nasipavanje i sl.
Smičući napon (engl. shear stress) prouzrokovan je delovanjem komponente smičućeg vektora u ravni paralelnoj
poprečnom preseku. U tlu/steni je pozitivnog predznaka ako deluje u smeru kazaljke na satu. Uzrokuje nastanak
smičućih pukotina.
Zatezni napon (engl. tensional stress) odnosno negativni napon izaziva širenje ili tenziju tla/stenske mase, kao i
nastanak zateznih pukotina, a izazvan je težinom nadsloja u posmatranom delu stenske mase, ali i tektonskim
pokretima i erozijom.
Tvrdoća (engl. stiffness) - otpornost materijala na udubljivanje i grebanje (ISRM, 1975); određuje se opitom
struganja.
Trošenje (engl. weatherability) - Pod trošenjem podrazumeva se dezintegracija stena u uslovima cikličnog
vlaženja i sušenja ili u uslovima promene vlažnosti okoline (vazduha) tokom izgradnje i ekspoatacije objekta.
Prema Franklin i Dusseault (1989), koji daju nešto širu definiciju: trošenje (weatherability) je mera podložnosti
oslabljenja (weakening) ili dezintegracije (disintegration) stene za vreme trajanja inženjerskog objekta (suprotno
značenje ima termin - trajnost (durability)).
Deformacija (engl. strain) - Deformacija ukazuje na promenu oblika ili konfiguracije stenske mase, predstavlja
odnos promene dužine nekog elementa i njegove originalne dužine (Franklin and Dusseault, 1989). Deformacija
(engl. deformation) definiše se kao promena oblika (ekspanzija, sažimanje (engl. contraction) ili neki drugi oblik
distorzije (engl. distortion). Izražava se kao razlika između deformisanog i početnog stanja (u dužini ili
zapremini).
Deformacija (engl.strain) - predstavlja odnos promene dužine nekog elementa i njegove originalne dužine.
Deformacija (engl. deformation) - definiše se kao promena oblika (ekspanzija, sažimanje (engl. contraction) ili
neki drugi oblik distorzije (engl. distortion)). Obično se dešava kao odgovor na delovanje opterećenja ili napona
ali može biti i posledica promene temperature ili vlažnosti (bubrenje ili skupljanje (engl. swelling or shrinkage)).
Deformacija (engl. deformation) meri se u jedinicama dužine (m) ali se obično izražava kao neimenovani broj i
tada se zove deformacija (engl. strain).
Deformabilnost (engl. deformability) - se može opisati kao lakoća kojom se stena može deformisati.
Dezintegracija (engl. disintegration) - naziv za fizičko trošenje stena.
Distorzija (engl. distortion) - promena oblika čvrstog tela. (ISRM, 1975).
Elastičnost (engl. elasticity) - svojstvo materijala koji se vraća u originalni oblik nakon rasterećenja (ISRM, 1975).
Relaksacija (engl. relaxation) - definisana je kao redukcija napona kod konstantne deformacije; Oslobađanje
napona usled tečenja (ISRM,1975).
Puzenje (engl. creep) - definisano je kao kontinuirano povećanje deformacije kod konstantnog napona.
Zamor (engl. fatigue) - povećanje deformacije (smanjenje čvrstoće) usled cikličkih promena napona.
Lom (engl. failure) nastupa kada materijal dostigne graničnu čvrstoću, a u stenskoj masi se može dogoditi kao:
smicanje na površini loma (npr. na kosini), direktni zatezni lom (na površinama diskontinuiteta), lom savijanjem
(u svodovima podzemnih konstrukcija); lom kompresijom (npr. jednoosna kompresija u stubovima rudnika) i
urušavanje (npr. vrlo porozna stena se urušavanjem pretvara u materijal sličan tlu).
Krti lom (engl. brittle fracture) - iznenadni lom sa celokupnim gubitkom kohezije uzduž površine (ISRM, 1975).
Krutost (engl. stiffness) - može se opisati kao otpor deformisanju. Krutost je pojam inverzan pojmu-
deformabilnost. (Franklin J.A., Dusseault, M.B., 1989.).
Trajnost (engl. durability) - određuje naizmeničnim sušenjem i vlaženjem uzorka.
Duktilnost (engl. ductility) - uslov u kojem materijal trpi stalnu deformaciju bez gubljenja sposobnosti da se
odupre opterećenju (ISRM, 1975).
Plastičnost (engl. plasticity) - za razliku od elastičnosti, plastičnost je svojstvo materijala da zadržava deformisani
oblik nakon uklanjanja opterećenja koje ga je deformisalo.
Poroznost (engl. porosity) - predstavlja odnos zapremine pora i ukupne zapremine tla ili stene (ISRM, 1975).
Sloj (engl. bed) - je geološko telo uglavnom jednoličnog sastava po celoj debljini, koje je od sedimenata u krovini
i podini odvojeno diskontinuitetima, bilo zbog promene granulometrijskog ili mineraloškog sastava bilo
orijentacijom ili načinom pakovanja sastojaka, bilo promenom litološkog sastava ili otvorenim međuslojnim
površinama.

11. 11/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Slojevitost (engl. bedding) - slojevitost je jedna od prvih karakteristika koje zapažamo na terenu kao osnovnu
odliku sedimentnih stena, tj. pojavu više manje jasna izdvajanja pojedinih strukturno, granulometrijski, teksturno
ili litološki jedinstvenih članova u sedimentnim stenama.
Slojevitost-spoljna je najznačajnije strukturno svojstvo sedimentnih stena. Osnovna jedinica spoljne slojevitosti
je sloj (ISRM,1975).
Škriljavost (engl. schistosity)- Promena folijacije koja se dešava u krupnozrnoj (coarser-grained) metamorfnoj
steni i uopšte je rezultat paralelnog uređenja pločastih i elipsoidalnih mineralnih zrna unutar stene (ISRM, 1975).
Sklop ili građa (engl. fabric) - pod pojmom sklopa podrazumeva se određeni raspored i orijentacija zrna
klastičnih sedimenata u prostoru.
Orogeneza-Veoma jaki tektonski pokreti praćeni nabiranjem, rasedanjem i navlačenjem, gde nastaje novo gorje.
Klizanje (eng. slide) - kretanje manje ili više koherentne mase po jednoj ili više dobro definisanih kliznih površina
(površina loma) (WP/WLI, 1993)..
Odronjavanje (eng. fall) - Odvajanje mase sa strmih padina po površini, na kojoj ima malo ili uopšte nema
smicanja, već dolazi do slobodnog pada materijala, prevrtanja ili kotrljanja (WP/WLI, 1993).
Podupiranje - podgrada stene (rock support) - postavljanje elemenata konstrukcije na konturi iskopa koji će
sprečiti (ograničiti) pomeranja stenske mase u iskop (betonska obloga, čelični lukovi i drugi tipovi konstrukcija u
tunelogradnji).
Prevrtanje (eng. topple) - rotacija (prema napred) odvojene mase oko ose koja se nalazi u njenoj bazi ili u blizini
baze; ponekad može biti izraženo kao još međusobno prislonjeni odvojeni blokovi. Prevrtanje može prethoditi ili
nastati-slediti nakon odronjavanja ili klizanja (WP/WLI, 1993).
Razmicanje ili širenje (eng. spread) - glavni način kretanja je bočno razmicanje blokova usled čegs nastaju
smičuće ili tenzione pukotine (WP/WLI, 1993).
Ispuna (filling) -Materijal koji razdvaja susedne zidove diskontinuiteta i koji je uobičajeno slabiji od stene u
zidovima. Tipični materijali ispune su: pesak, silt, glina, breča, milonit i slično (ISRM, 1978).
Tečenje (eng. flow) - Raznovrsna kretanja sa znatnim varijacijama brzine i sadržaja vode, a iskazuje se kao
prostorno kontinuirana deformacija. Tečenje često počinje kao klizanje, odronjavanje ili kao prevrtanje na strmim
padinama, pri čemu dolazi do brzog gubitka kohezije pokrenutog materijala (WP/WLI, 1993).
Armiranje stenske mase (rock reinforcement) - ugradnja stenskih sidara ili kablova u stensku masu kako bi joj
se povećala krutost i čvrstoća što će joj omogućiti “samonosivost”.
Stepen saturacije (engl. saturation degree) - predstavlja odnos zapremine vode i ukupne zapremine pora.
Vlažnost (engl. wetness) - odnos mase vode i mase čvrstih čestica.
Propusnost (engl. porosity) može se definisati kao kapacitet tečenja vode kroz pore i prostore stene, a predstavlja
se koeficijentom propusnosti koji je izražen u jedinicama brzine. Poroznost kroz međusobno povezane pore i
mikropukotine u steni naziva se primarna poroznost. Poroznost stenske mase kroz diskontinuitete naziva se
sekundarna poroznost.
Porni pritisak (engl. pore water pressure) - pritisak vode u porama.
Hidraulični gradijent (engl. hydraulic gradient) vektorski gradijent pada između dve pijezometarske visine.
Hidraulični potencijal (engl. hydraulic potential) može se izraziti kao suma piezometarske i geometrijske visine
tačke od neke referentne ravni.
Laminarno tečenje (engl. laminar flow) tečenje u paralelnim slojevima koji se ne mešaju.
Turbolentno tečenje (engl. turbolent flow) tečenje pri kojem se tečnost meša i ima nepravilne fluktuacije.
Rejnoldsov broj (engl. Reynolds number) predstavlja odnos između sila inercije i viskoziteta u problemu tečenja.
Kritična vrednost Rejnoldsovog broja za određenu hrapavost diskontinuiteta definiše granicu prelaza iz
laminarnog u turbolentno tečenje.
Pijezometarska visina (engl. hydraulic head) veličina pritiska vode iznad geodetske (geometrijske) visine tačke
u odnosu na neku referentnu ravan.
Pukotina (joint) -Diskontinuitet na kojem nisu vidljivi tragovi pomeranja. Pukotine mogu biti otvorene, zatvorene
i zalečene. Zavisno od geneze mogu biti pukotine slojevitosti, folijacije, klivaža i slično (ISRM, 1978).
Rased (fault)-Površina loma ili zona loma uzduž koje je dolazilo do vidljivog pomeranja. Zidovi diskontinuiteta
su često polirani, primećuju se strije, što je posledica smičućih pomeranja. Često je stena u zidovima raseda
alterirana što za posledicu ima stvaranje ispune diskontinuiteta u obliku breče ili druge ispune. Širina raseda varira
od nekoliko milimetara do nekoliko stotina metara (ISRM, 1978).
Pad (dip) - nagib, pad sloja.
Pružanje - pravac(strike) pružanje - pravac prostiranje sloja.

12. 12/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Predgovor
Primarni cilj izrade ovog pisanog materijala je upoznavanje studenata i svršenih inženjera
građevinsko-tehničke struke sa osnovnim sadržajem, principima i metodama proučavanja
svih tzv. geo-naučnih disciplina, odnosno nauka koje za objekat proučavanja imaju
planetu Zemlju u celini, njene delove ili njena fizička polja i svojstva, kao i njen
mineraloški sastav i ostale endogene i egzogene sile koje utiču na, jednostavno rečeno,
na reljef - oblik i izgled Zemlje.
"Eruptivan", da se geološki izrazim, opšti tehnološki napredak tokom poslednjih nekoliko
desetina godina i veoma buran i plodan razvoj brojnih naučnih geo-disciplina i prirodnih
nauka uopšte, omogućili su postizanje zavidnih saznanja o Zemlji, njenom nastanku i
razvoju kao planete, strukturi njene unutrašnjosti, magnetosferi, atmosferi, hidrosferi,
poreklu i razvoju organskog života na njoj, kao i njihovoj međusobnoj interakciji. Imajući
u vidu da ta saznanja čine veliki deo prirodnih nauka uopšte, u ovom materijalu primoran
sam da se zbog toga samo ukratko, sažeto, osvrnem na elementarna saznanja većine tih
brojnih naučnih disciplina i pokušam da informativno, ali dovoljno razumljivo, opišem
domen njihovog proučavanja. Koliko god je to moguće, obim i stepen detaljnosti
izlaganja u ovom materijalu, koji je posvećen pojedinim naučnim oblastima i saznanjima,
u najvećoj meri je proporcionalan njihovoj korelativnosti sa opštom geologijom,
inženjerskom geologijom i mehanikom tla (geomehanikom).
Veliki prostor i posebnu pažnju posvetio sam geloškim procesima u zemljinoj kori i na
površini, posebno delu egzodimanički procesi i pojave - površinsko raspadanje (trošenje
stena), inženjersko geološke klasifikacije stenskih masa, osnovnim svojstvima stenskih masa
kao radne sredine, naponima u tlu, geotehničkom projektovanje u stenskoj masi,
inženjerskogeoloskim istraživanjima i inženjerskogeološkim uslovima izgradnje građevinskih
objekata. Posebnu pažnu posvetio sam klizištima i stabilnosti kosina i padina, koje me je
najviše „mučilo i kalilo“ kao izvođača građevinskih radova.
Danas se u svetskoj literaturi koristi definicija inženjerske geologije koju je usvojila
Međunarodna Asocijacija za Inženjersku geologiju: „Inženjerska geologija je nauka koja
se bavi istraživanjem i rešavanjem inženjerskih problema i problema zaštite životne
sredine koji mogu nastati kao rezultat interakcije geološke sredine i inženjerskih radova,
takođe se bavi i predviđanjem nastanka tih problema kao i razvojem preventivnih ili
sanacionih mera geoloških hazarda“.
Daljim razvojem građevinarstva i rudarstva nastala je i potreba daljeg razvoja inženjerske
geologije. Integracijom inženjerske geologije i mehanike tla, potom nastankom mehanike
stena a onda i geotehničkih melioracija ona je unapređena i prerasla u naučno-stručnu
oblast geotehniku.

Inženjerska geologija proučava čvrste stenske mase i tlo u cilju izvođenja tehničkih
(raznih vrsta inženjerskih) radova. Bavi se izučavanjem daleko manjeg prostora, do
dubina od 1 km (kora raspadanja) nego geologija, koja se bavi izučavanjem cele Zemljine
kore. Takođe, inženjerska geologija se bavi izučavanjem mnogo manjih površina dok se
geologija bavi izučavanjem cele Zemljine površine.

Sadržaj i obim ovog udžbenika usklađen je sa planom i programom nastave iz predmeta
„Inženjerska geologija“ koji se sluša skoro na svim građevinskim i rudarsko-geološkim
fakulterima u svetu.
Pri formiranju sadržaja i obima udžbenika autor je vodio računa o činjenici da se većina
završenih srednjoškolaca tek kao studenti susreću sa osnovim pojmovima iz geologije, te

13. 13/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
se trudio da gradivo sažme što više kako bi ga bilo moguće izložiti u jedno ili
dvosemestralnom kursu sa 30 - 60 sati predavanja + 30 - 40 sati vežbi.
Gradivo je tako sistematizovano da predstavlja povezanu i zaokruženu celinu neophodno
potrebnog znanja iz geologije prvenstveno studentima građevinarstva i rudarstva u
dodiplomskim i poslediplomskim studijama, ali može poslužiti i kao priručnik
inženjerima u stručnoj praksi i eventualno, budućem naučnom radu.
Materijal je podeljen u deset osnovnih poglavlja koje čine jedinstven materijal.
Dakle, predmetom, principima i metodama izučavanja, inženjerska geologija predstavlja
sintezu rezultata potrebnih za pravilnu ocenu (objektivizaciju) međusobnih uticaja i
odnosa prirodne geološke konstrukcije - terena, i veštačke konstrukcije - objekta.
Kao disciplina koja se u osnovi bavi ispitivanjem i istraživanjem terena u funkciji
obezbeđenja podloga za građevinske, arhitektonske i rudarske objekte, inženjerska
geologija u širem smislu pripada geotehnici.
Inženjerska geologija, u užem smislu, izučava geološku (građevinsku) sredinu (medij)
kao prirodnu geološku konstrukciju, kao radnu, i kao životnu sredinu.
Detaljna inženjerska geologija proučava teren kao prirodnu geološku, odnosno radnu
sredinu i uslove vezane za racionalno projektovanje i građenje različitih građevinskih
objekata kao što su: naselja, saobraćajnice, tuneli, mostovi, brane i akumulacije, nasipi,
kanali, aerodromi, pomorske luke, groblja, odlagališta otpada itd.
Prilikom izgradnje novih ili proširenja postojećih objekata neophodno je poznavati i
definisati geološki sastav i sklop terena, morfološka, hidrogeološka i
inženjerskogeološka, odnosno geodinamička svojstva terena.
S obzirom na različitost objekata koji se grade biće različiti i uticaji terena na objekat,
odnosno objekta na teren. Navedenu interakciju objekta i sredine u svakom pojedinačnom
slučaju treba izraziti i u potpunosti odrediti, i to, kako u fazi projektovanja, tako i u fazi
izgradnje i eksploatacije objekta.
Inženjerskogeološka istraživanja terena za potrebe prostornog, odnosno urbanističkog
planiranja i izgradnje novih ili proširenja postojećih naselja treba posmatrati kao deo
celokupnih istraživanja okoline koja zajedno sa drugim vrstama istraživanja doprinose
donošenju optimalnih odluka o urbanizaciji.
Urbanističko planiranje bitno se razlikuje od principa koji se primenjuju pri projektovanju
građevinskih objekata bilo koje vrste. Urbanističkim i prostornim planiranjem određuje
se raspored svih stambenih, privrednih i administrativnih objekata, saobraćajnica i drugih
objekata potrebnih u okviru naselja.
Prema inžnjerskogeološkim uslovima, odnosno stepenu pogodnosti geološke građe,
morfoloških, hidrogeoloških, geotehničkih i geodinamičkih svojstava terena za izgradnju
naselja, tereni se razvrstavaju u četiri kategorije, i to: optimalno povoljne, povoljne,
uslovno povoljne i nepovoljne terene.
Ovaj pisani material, koji sam veoma dugo pisao i proveravao u vrlo bogatoj i veoma
teškoj i napornoj građevinskoj praksi, poklon je svim korisnicima koji žele da, u
skraćenom obliku (bez velike matematike), dobiju brze i praktične informacije prilikom
neke “nejasne” tehničke dileme.
Material je realizovan i zbog nekih, na sreću, ne kardinalnih grešaka u mom
dugogodišnjem radu na terenu.

14. 14/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Inženjerska geologija
1. ŠTA JE?
2. ČIME SE BAVI?
3. ČEMU SLUŽI?





















„Inženjersku geologiju Udruženje inženjerskih geologa definiše kao disciplinu primene
geoloških podataka, tehnika i principa u proučavanju:

a) prirodnih materijala stena i tla, i površinskih i podzemnih
fluida i
b) proučava interakciju geološkog okruženja i inženjerskih
struktura - interakcije materijala i procesa sa ...




Zašto moramo proučavati inženjersku geologiju?
Inženjerska geologija pomaže da bi se osigurao stabilan i isplativ model za građevinske
projekte. Prikupljanje geoloških podataka za lokaciju projekta važno je u fazi planiranja,
projektovanja i izgradnje inženjerskog projekta.
O čemu proučava inženjerska geologija?
Inženjerska geologija, koja se naziva i geološko
inženjerstvo, naučna disciplina koja se bavi primenom
geološkog znanja na inženjerske problem - npr. na
projektovanju i lokaciji rezervoara, određivanju stabilnosti
padina u građevinske svrhe i određivanju potresa, poplava
ili sleganja ...
Koja je razlika između geologije i inženjerske geologije?
Geologija je naučno proučavanje Zemlje, uključujući čvrstu Zemlju, hidrosferu i
atmosferu. ... Inženjerska geologija, čiji stručnjaci pružaju građevinskim/rudarskim
inženjerima informacije o čvrstoći tla, mehanici stena ili seizmičkom ponašanju koji su
potrebni za projektovanje trajnih građevinskih/rudarskih radova.

15. 15/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Inženjerska geologija bavi se ponašanjem stena i tla na površini, njihovim geološkim
položajem, kao i njihovim mehaničkim i hidrauličnim svojstvima.
Inženjerska geologija je grana nauke o Zemlji koja povezuje klasičnu geologiju sa
inženjeringom i okolnom. Inženjerska geologija uključuje proučavanje i eksploataciju,
kao i očuvanje, najvišeg dela Zemljine kore. Područja primarnog fokusa su:
 izgradnja projektovanih građevina poput tunela, mostova, brana i deponija,
 razvoj resursa blizu površine kao što su podzemne vode, geotermalna energija i
nalazišta minerala i
 zaštita od prirodnih opasnosti (upravljanje rizicima od prirodnih katastrofa) kao što
su padovi stena, klizišta i tokovi krhotina.
Inženjerska geologija pomaže da se građevine mogu graditi sigurno, pravilno i na
ekonomski opravdan način.
Multidisciplinarno znanje koje obuhvata nauke o Zemlji i brojne specijalizovane
inženjerske discipline ključno je u istraživanjima inženjerske geologije. Nauka o Zemlji,
mehanika stena i tla, hidraulika podzemnih voda i geotehničko inženjerstvo temeljna su
istraživanja inženjerskih geologa. Rad na geološkom terenu i specijalizovana merenja na
licu mesta prvi su važni koraci prikupljanja podataka za većinu projekata, koji se zatim
nadopunjuju laboratorijskim ispitivanjem i
kasnije tumače analitičkim ili numeričkim
simulacijama.


Sl. 1. Autoput u Turskoj uništen zemljotresom -
zemljotres u Turskoj i Siriji,13 februar 2023.


Ō 1. ŠTA JE INŽENJERSKA GEOLOGIJA ?

Inženjerska geologija - Geologija primenjena u inženjerskoj praksi, posebno rudarstvu
i građevinarstvu. Prema definiciji udruženja inženjergeologa (1969), to je primena
geoloških podataka, tehnika i načela u istraživanju stena i vrsta tla koja se pojavljuju u
prirodi, ili podzemnih voda - kako bi se osiguralo da su geološki faktori koji utiču na
lokaciju, planiranje, projektovanje, izvođenje, delovanje i očuvanje inženjerskih
građevina, kao i istraživanje izvora podzemnih voda, korektno prepoznati i adekvatno
interpretirani, upotrebljeni i prezentovani za upotrebu u inženjerskoj praksi.
Inženjerska geologija pruža geološke i geotehničke preporuke, analize i projektovanje
vezano za ljudski razvoj i različite vrste građevina. Područje inženjerskog geologa u
suštini se bavi interakcijama zemlje (tla) i građevine ili istraživanjem načina na koji
Zemlja ili procesi u Zemlji utiču na strukture koje je stvorio čovek i ljudske aktivnosti.
Studije geološkog inženjeringa mogu se izvoditi tokom faza planiranja, analize uticaja na
životnu sredinu, projektovanja građevinskog ili građevinskog inženjeringa, vrednosnog
inženjeringa i faza izgradnje javnih i privatnih projekata, te nakon izgradnje i forenzičkih
faza projekata. Procene geološke opasnosti, geotehnička svojstva materijala, stabilnost
klizišta i padina, erozija, poplave, odvodnjavanje i seizmička istraživanja itd.
Jedna od najvažnijih uloga inženjegeologa je proučavanje oblika zemljišta (tla) i
zemljinih procesa radi identifikacije potencijalnih geoloških i povezanih opasnosti koje
je stvorio čovek i koje mogu imati značajan uticaj na civilne strukture i ljudski razvoj.

16. 16/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)



















Sl.2. Geotehničko inženjerstvo predstavlja granu građevine, dok je inženjerska geologija grana
geologije.
Ō Koja je važnost inženjerske geologije?
Izgradnja velikih građevinskih projekata zahteva poznavanje geologije dotičnog
područja. Geologija područja diktira lokaciju i prirodu svake od sledećih građevina:
brane, temelji zgrada, putevi i železnice.
Za male poduhvate ili one koji zahtevaju rekonstrukciju ograničenog područja, zahtevi za
geološku stručnost izvođača ili potreba za geološkim savetima biće manji, ali nikada neće
biti zanemarivi. U takvim situacijama, inspekcija mesta bušenjem i analiza uzoraka može
biti odgovarajuća preliminarna priprema za gradnju.

Ō 2. ČIME SE BAVI?

Tlo (ili stena) je nastalo kroz svoju dugu geološku istoriju raznim hemijskim, fizičkim i
mehaničkim procesima što je uslovilo veliku brojnost njegovih osobina i raznolikost
prostornog i vremenskog rasporeda.
Upravo zbog velikog broja osobina međusobna interakcija građevinskog objekta i tla
(stene) koja se ostvaruje u fazi izgradnje i kasnije eksploatacije u velikoj meri zavisi od
tih osobina, pa je veoma važno poznavati pouzdane informacije o njima.
Za obezbeđenje ovih informacija sprovode se geotehnički istražni radovi koji su obavezni
za sve vrste građevinskih objekata bez obzira da li se oslanjaju na tlo (zgrade, mostovi,
tuneli i sl.) ili se tlo koristi kao materijal za građenje objekata (putevi, nasute brane i sl.).
Ovim istražnim radovima posvećen je deo Evrokoda 7 koji u jedinstvenom sistemu
evropskih normi zajedno sa Evrokodom 0 i 8 čini obavezujući deo normi za sve
građevinske konstrukcije.
Dakle, u izgradnji, npr. tunela, pre izgradnje izvode se terenska istraživanja kao što su
površinska geološka istraživanja, istražna bušenja, refrakciona metoda seizmičke
prospekcije, električna istraživanja itd., a rezultati se sumiraju u geološkom profilu.
Međutim, većina ovih istraživanja obavljena je sa površine, a u tumačenju profila tla
napravljeno je nekoliko pretpostavki.
Temelj koji nosi (podržava) građevinsku konstrukciju je najvažniji element konstrukcije
i imaće uticaj na kvalitet, bezbednost i troškove izgradnje projekta. Obično se geotehnička
svojstva temelja određuju inženjersko-geološkim i terenskim istraživanjima, pre
izgradnje i u nekim slučajevima će voditi planiranje i projektovanje.

Prikupljanje geoloških podataka za lokaciju projekta važno je u fazi planiranja,
projektovanja i izgradnje inženjerskog projekta. Izvođenje detaljnog geološkog snimanja

17. 17/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
područja pre početka projekta smanjilo bi ukupne troškove projekta. Uobičajeni temeljni
problemi u rezervoarima, mostovima i drugim zgradama obično su direktno povezani sa
geologijom regiona u koji su izgrađeni.
To je nauka koja se bavi:
• istraživanjem, proučavanjem i rešavanjem inženjerskih problema i problema vezanih za
zaštitu okoline, koji mogu nastati kao rezultat interakcije između geološke okoline i
inženjerskih radova, tj. ljudskih aktivnosti;
• kao i predviđanjem geoloških hazarda, razvojem mera zaštite od hazarda ili mera
njihovog ublažavanja.

INŽENJERSKO-GEOLOŠKO ISTRAŽIVANJE
• rezultati istraživanja
• predmeti istraživanja
• rezultati istraživanja

Predmet zahteva sveobuhvatno poznavanje geologije, kao i razumevanje inženjerskih
svojstava i ponašanja geoloških materijala. Praksa uključuje istraživanje, ispitivanje i
karakterizaciju lokacije specifične za potrebe inženjerskog projekta. Ukratko, istraživanje
treba da obuhvati područje terena koje je zahvaćeno projektom i na koji projekat utiče,
kao i svaki susedni teren sa kojeg bi geološki procesi mogli da utiču na projekat.













Sl.3. Prošireni Burlandov trougao mehanike tla (korektnije:geotehničkog inženjerstva -Morgenstern,2000).


INŽENJERSKO-GEOLOŠKO
ISTRAŽIVANJE
•rezultati istraživanja
•predmeti istraživanja
•rezultati istraživanja

18. 18/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Inženjerska geologija - deo geologije koji proučava interakciju geološkog okruženja i
inženjerskih struktura. Inženjerska geologija proučava dinamiku površinskih delova
Zemlje važnu sa aspekta građevinskih i privrednih delatnosti čoveka.

Sl.4. Interakcija inženjerske geologije i geotehničkog inženjerstva
Ō 3. ČEMU SLUŽI?
Geologija je nauka o planeti Zemlji, obuhvata poznavanje geoloških materijala znanje o
(karakteristično o tlu i stenama) i procesima koji su ih formirali i koji ih trenutno
transformišu.
Sve što čovek napravi, a da to ne leti ili plovi, oslanja se na tlo ili stenu, ali i ono što leti
često stane na tlo a ono što plovi - voda i vazduh, sastavni su deo tla...

To posebno važi za građevinske objekte, koji se grade:
- na tlo (zgrade, putevi, mostovi, brane...)
- u tlu (podzemni objekti, useci, kosine...)
- od tla (nasipi, nasute brane, građevinski materijali,...).
Da bi se obezbedila sigurnost, dugoročna stabilnost i kontrola kvaliteta u savremenim
građevinskim operacijama, potrebno je pribavljanje geotehničkih informacija o naiđenim
uslovima stena i detaljnih informacija o instalisanoj podgradi.
Postoje mnoge šeme klasifikacije stenske mase koje se često koriste u različite svrhe,
kao što su procena čvrstoće i deformabilnosti stenskih masa, procena stabilnosti padina -
kosina, tuneliranje i podzemni rudarski radovi itd. Izgradnja tunela je uvek bila izazov za
inženjere, od ranih osnovnih bušotina, izrada tunela uz primenu eksploziva do modernih
tunelskih metoda (TBM) izrade tunela koji više liče na ogromnu fabriku tunela.

Inženjerska geologija proučava čvrste stenske mase i tlo u cilju izvođenja tehničkih
(raznih vrsta inženjerskih) radova. Bavi se izučavanjem daleko manjeg prostora, do
dubina od 1 km (kora raspadanja) nego geologija, koja se bavi izučavanjem cele Zemljine

19. 19/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
kore. Takođe, inženjerska geologija se bavi izučavanjem mnogo manjih površina dok se
geologija bavi izučavanjem cele Zemljine površine.
Inženjerska geologija obezbeđuje vezu između geologije i inženjerstva kroz formiranje
geoloških modela koji se mogu koristiti za identifikaciju geoloških opasnosti i
neizvesnosti, planiranje efikasnih istraživanja tla i definisanje blokova tla i geoloških
struktura u inženjerskom kontekstu kako bi se olakšala geotehnička procena i
projektovanje rizika.




















Sl. 5. Interakcija inženjerske geologije i geotehničkog inženjerstva


Građevinsko tlo - prirodna mešavina zrna sitnijih od 60 mm, vode i vazduha.
Mehanika tla - naučna disciplina koja proučava svojstva tla i na osnovu proračuna
predviđa njegovo mehaničko ponašanje.
- Međunarodno društvo za mehaniku tla i fundiranje, ISSMFE (1936 - 1997)
- Međunarodno društvo za mehaniku tla i geotehničko inženjerstvo ISSMGE (od 1997)
Geotehnika - skup geoloških i građevinskih disciplina (inženjerska geologija,
hidrogeologija, geomehanika (mehanika tla i mehanika stena), fundiranje, zemljani
radovi, tuneli, podzemni objekti...) koje se primenjuju u proučavanju geotehničkih uslova
i rešavanju tipičnih geotehničkih problema.
Ō Oblast geotehnike (Coduto, 1999)






Sl.6.Karl Terzaghi (1883-1963),“Erdbaumechanik”(1925)

20. 20/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Geologija, jedna od ključnih naučnih disciplina sa fizikom, hemijom i biologijom, je
potraga za znanjem o Zemlji, kako je nastala, evoluirala i kako funkcioniše. Geologija se
često predstavlja u širem kontekstu geonauka; grupa disciplina koje posebno traže znanje
o interakciji između Zemljinih procesa, životne sredine i društava.


















Sl.7. Odnos geotehnike prema ostalim naukama (P.Lokin, D.Sunarić, D. Jevremović, V.Vujanić, LJ. Rokić)

Ō TIPIČNI GEOTEHNIČKI PROBLEMI:
- Ocena sposobnosti tla da primi opterećenje od konstrukcije građevinskih objekata:











- Analiza stabilnosti zemljanih konstrukcija, nasipa i nasutih brana:
Teton Dam Failure (1975) ubaciti Fajont
- Prognoziranje kretanja vode kroz tlo:

21. 21/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
- Određivanje pritisaka tla na konstrukcije:







- Analiza stabilnosti i metode saniranja padina i kosina:

- Poboljšanje mehaničkih osobina tla:

Ō Metodologija rešavanja geotehničkih problema:
- Prethodna geotehnička istraživanja
- Terenska istraživanja i ispitivanja
- Laboratorijska ispitivanja uzoraka tla
- Geomehanički proračuni ponašanja tla
- Izrada geotehničkog izveštaja







INŽENJERSKO-GEOLOŠKO
ISTRAŽIVANJE
•rezultati istraživanja
•predmeti istraživanja
•rezultati istraživanja

22. 22/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 Geomehanički proračuni svode se na:
a - Proračune stabilnosti tla (u kosini, ispod temelja, iza potporne konstrukcije)
Ō usvaja se krutoplastičan model materijala.


1 - krutoplastičan materijal
2 - rastresito ili meko tlo
3 - zbijeno tlo



b - Proračune deformacija tla (sleganje tla ispod temelja)
Ō usvaja se idealnoelastičan model materijala (u području radnih napona u tlu).



Modul deformacije tla:
Etla = čŃ/čł


 Nastanak tla - raspadanjem osnovnih stena - Geološki ciklus (Coduto, 1999)
 Podela tla prema načinu nastanka:
- Rezidualna
- Transportovana
- aluvijalna, lakustrinska, marinska, estuarna
- koluvijalna
- eolska
- glečerska
 Terenska geotehnička istraživanja i ispitivanja:
Ō Površinska istraživanja
- Topografsko (geodetsko) kartiranje terena
- Aerofotogrametrijsko snimanje terena
- Inženjerskogeološko kartiranje terena
- Geofizička istraživanja
‣ Mikroseizmička
‣ Geoelektrična
Ō Površinska ispitivanja
- Opit kružnom pločom
- CBR opit

23. 23/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
- Opiti pomoću radioaktivnih izotopa
- Opiti probnog opterećenja
Ō Dubinska istraživanja
- Istražni iskopi:
‣ Istražne jame
‣ Istražne galerije
‣ Istražna okna
- Istražne bušotine:
‣ Laka garnitura
‣ Teška garnitura
Ō Dubinska ispitivanja
- U istražnim iskopima:
‣ Opit džepnim penetrometrom
‣ Opit ručnom krilnom sondom
‣ Opit probnog opterećenja
‣ Opit direktnog smicanja in situ
‣ Opit hidrauličkim jastukom
- U istražnim bušotinama
‣ Hidrogeološka ispitivanja (PPV, NPV, porni pritisak, izdašnost, vodopropusnost)
‣ Geomehanička ispitivanja (SPT, CPT, opit terenskom krilnom sondom,
presiometrom, dilatometrom)
2 Faze materijala u tlu
Građevinsko tlo - prirodna mešavina zrna sitnijih od 60 mm (čvrsta faza), vode (tečna faza) i vazduha
(gasovita faza).
Ō Čvrsta faza (zrna tla)
- Pokazatelji:
‣ Veličina zrna
‣ Oblik zrna
‣ Mineraloško-petrografski sastav
‣ Unutrašnja struktura
ŌTečna faza (voda u tlu)
- Vrste vode:
‣ Strukturna
‣ Higroskopna
‣ Kapilarna
‣ Gravitaciona


Garancija (recept) za uspeh
Volim mehaniku tla….
Volim mehaniku stena….
Najviše volim inženjersku geologiju….

24. 24/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
1. UVODNA RAZMATRANJA

1.1. Opšte karakteristike i podela geologije - inženjerska geologija

Geologija (eng. geology) je nauka o građi, dinamici i razvoju Zemlje. Naziv geologija
prvi put uvodi R. de Bury 1473. godine. U naučnu literaturu naziv je uvršten tek u drugoj
polovini 18. veka. Ima tri tematske grupe.
1) Opšta ili fizička geologija.
2) Stratigrafska ili istorijska geologija.
3) Regionalna geologija sa geotektonikom.
4) Strukturna geologija

1) Opšta geologija bavi se strukturom i dinamikom Zemlje kao celine. Može se podeliti
na nekoliko naučnih disciplina, po objektu istraživanja i primenjenoj metodici.
Geodinamika obuhvata procese koji deluju u njenoj unutrašnjosti i na njenoj površini,
kao činioci trajnih evolucijonih promena od postanka zemlje. Delom te problematike bave
se zasebne naučne discipline, tako vode proučavaju, npr. hidrogeologija, hidrologija,
hidraulika i geomehanika. Delovanje vazduha proučava meteorologija. Petrografija je
nauka koja proučava i razvrstava stene:
opisuje njihove mineraloške, strukturne i fizičko-mehaničke karakteristike i način
pojavljivanja. Ona je deo petrologije koja se, uz spomenuto, bavi i proučavanjem uslova
postanka stena u sklopu procesa koji se odvijaju u Zemljinoj kori.
Ako se istraživanja ograniče na sedimentne stene, govorimo o sedimentologiji.
Rasporedom i migracijom hemijskih elemenata bavi se geohemija, koja je ujedno i jedna
od osnova mineralogije - kompleksne nauke o mineralima.
Mineralogija je nauka koja proučava i sistematizuje minerale, opisuje njihov oblik,
hemijska i fizička svojstva, njihovu unutrašnju građu, način postanka i promene koje se
u njima zbivaju i razvrstava ih po srodnosti hemijskog sastava i strukture ili unutrašnje građe.
Veliku povezanost sa geologijom ima geofizika koja proučava fizičke pojave i promene
u atmosferi, litosferi i unutrašnjim delovima Zemlje. U njenom sklopu razvijene su
različite primenjene naučne grane.
Inženjerska geofizika bavi se utvrđivanjem fizičko - mehaničkih karakteristika stena i
terena predviđenih za izgradnju i prognoziranjem promena do kojih bi moglo doći tokom
građenja i u fazi eksploatacije građevina, a inženjerska seizmologija proučava seizmičke
pojave i njihove posledice radi dobijanja podataka za što sigurnije građenje u seiznički
aktivnim područjima.
Geotektonika proučava i rekonstruiše prostorne odnose među stenama litosfere u
globalnim razmerima. Ako se to proučavanje odnosi na manje prostore, koristi se naziv
tektonika. Geodinamika i geotektonika su nedeljive jer su prostorni odnosi među
stenama rezultat geodinamičkih procesa. Ipak, geodinamika analizira uzroke promena u
litosferi i na njoj, a geotektonika se bavi rekonstrukcijom strukturnih i morfoloških
posledica tih promena, kao okvira određenih zbivanja.
Odraz tih zbivanja na površini zemlje predmet je geomorfologije.

2) Stratigrafska geologija daje prikaz glavnih stadija razvitka Zemlje kao celine, od
njenog postanka kao samostalnog svemirskog tela do danas. Uže shvaćena stratigrafija
bavi se razvrstavanjem stena litosfere prema redosledu njihovog postanka. Određuje
njihovu relativnu i „apsolutnu“ (približnu) starost. Ako je u središtu proučavanja
sukcesija vremenski i prostorno povezanih litoloških celina, govorimo o litostratigrafiji.

25. 25/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Kada se ograničimo na prikaz vremenskog toka organizama geološke prošlosti i na taj
način određujemo redosled stena u kojima se nalaze, bavimo se problemima
biostratigrafije.
Pitanjima uže shvaćenih fizičkogeografskih promena i stanja u geološkoj prošlosti bavi
se paleogeografija, a same klimatske promene obuhvaćene su paleoklimatologijom, itd.
3) Regionalna geologija rasčlanjuje Zemlju na pojedine zaokružene regione: kontinente,
okeane, gorske sisteme, rudne pojase, kopnene vodene bazene i druge celine, prikazujući
njihovu građu, korisne sirovine i druge elemente prirodne životne osnove. Uz elemente
stratigrafske i opšte geologije, pažnja se posvećuje i problemima usmerenog interesa
(mineralne sirovine, voda, mogućnost geotehničkih zahvata i dr.), pa postoji uska veza sa
inženjerskom geologijom i hidrogeologijom, naukom o rudnim ležištima, seizmologijom,
okeanologijom, itd. Sve geološke discipline višestruko se međusobno dopunjuju i delom
prekrivaju. Povezane su sa prirodnim i tehničkim aukama izvan geološkog okvira:
fizikom (uključujući i geofiziku), hemijom i biologijom. Granice među njima samo su
uslovne i sve manje jasne, što se dublje ulazi u istraživanja graničnih naučnih područja.

4) Strukturna geologija ima za cilj da okarakteriše deformacione strukture (geometriju),
da okarakteriše putanje strujanja praćenih česticama tokom deformacije (kinematika), i
da zaključi pravac i veličinu sila uključenih u pokretanje deformacije (dinamika).
Strukturna geologija, disciplina zasnovana na terenu, radi na skali u rasponu od 100
mikrona do 100 metara (tj. od zrna do izdanka).

U sklopu geologije kao kompleksnog naučnog polja razvijene su mnoge naučne grane,
od kojih posebnu važnost imaju hidrogeologija i inženjerska geologija.
Hidrogeologija proučava podzemne vode, njihov postanak, geološki okvir u kojem se
nakupljaju i teku, i njihov režim, kvalitet i delovanje u litosferi.
Inženjerska geologija je specijalistička naučna disciplina i grana geologije koja
proučava geološku građu, geološke procese, kao i mineraloško-petrografske i fizičko-
mehaničke karakteristike stena i terena za potrebe građenja. Njenim rezultatima određuju
se uslovi gradnje, predviđaju promene u terenu koje mogu biti izazvane savremenim
egzogenim i endogenim procesima i pojavama kao i njihov uticaj na građevinu.
Inženjerska geologija je ujedno srodna mehanici tla i mehanici stena, pa se zato smatra i
geotehničkom disciplinom.

Inženjerska geologija (eng. engineering geology - sinonim: geologic engineering, tj. geološko
inženjerstvo) je (prema: American Geological Institute, 1980), geologija primenjena u inženjerskoj
praksi, naročito u rudarstvu i građevinarstvu. Po definiciji udruženja inženjergeologa, to je primena
geoloških podataka, tehnika i principa u istraživanju prirodnog nastanka stena i tla ili podzemnih
voda u svrhu potvrde da su geološki faktori koji utiču na lokaciju, planiranje, oblikovanje,
projektovanje, građenje i održavanje inženjerskih konstrukcija, otkrivanje rezervi podzemnih
voda bili temeljno prepoznati i adekvatno interpretirani, korišćeni i prikazani za primenu u
inženjerskoj praksi.

Inženjerskogeološka istraživanja (eng. engineering geological investigations) provode se za potrebe
određivanja uslova građenja. Njihovim pravovremenim izvršavanjem mogu se otkloniti ili bitno umanjiti
negativne uticaje savremenih egzogenih i endogenih procesa i pojava. Inženjerskogeološko kartiranje,
kao jedna od faza geotehničkog istraživanja, prethodi geofizičkim istraživanjima i istražnom bušenju.
Kartiranjem se dobijaju podaci o litološkoj građi, morfološkim i hidrogeološkim pojavama, fizičko-
mehaničkim i strukturno-tektonskim karakteristikama stena kao i o savremenim egzogenim pojavama.
Podaci inženjerskogeološkog istraživanja prikazuju se na inženjerskogeološkim kartama različitih
razmera, sadržaja i namena.

26. 26/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Prilikom izgradnje građevinskog- rudarskog objekta uvek treba slediti neke osnovne korake:
1. Istraživanje terena,
2. Iskopavanje,
3. Podgrada i održavanje i
4. Angažovanje stručnjaka odgovarajuće stuke, kako iz uže, tako i šire oblasti.

Kao i svi naučnici, strukturni geolozi prate istraživačke strategije koje se pozivaju na koncepte kao što
su: činjenica, hipoteza, model, teorija i zakon. Dobro razumevanje ovih termina je od suštinskog značaja
za sve naučnike.
Činjenica je malo i dosta istine.
Za strukturalnog geologa „činjenica“ bi mogla biti pravac nagiba (pada) i ravni slojevitosti. Kada smo
izmerili da je sever levo, na desnoj fotografiji desno, onda je činjenica da je pravac pada Slojevitost
(engl. bedding) slojeva prema jugu.


Sl.8. Pravac - nagiba (Smer pada)- Dip direction Pravac pada - urona - Opisivanje orijentacije
geoloških karakteristika sa pružanjem i nagibom (padom)
(Describing orientation of geologic features with strike and dip)
Hipoteza je pretpostavljena činjenica. To je kratka izjava da bi se išlo dalje u rasuđivanje. Na primer,
pod pretpostavkom da donja desna fotografija sadrži liniju istezanja (hipotezu), onda se može zaključiti
da je osećaj smicanja izveden iz obrade K-feldspata u ovoj ortogenezi gore desno.

Model je samokonzistentan okvir koji daje koherentno objašnjenje za uočene činjenice. Model
kombinuje što više činjenica i što manje hipoteza. Dobar model omogućava izradu pravljenje
proverljivih predviđanja. Dokazano je da je model pogrešan ako ključna predviđanja nisu potvrđena-
proverena. Može se iterativno ojačati manjim modifikacijama kako bi se uzele u obzir i činjenice i
predviđanja.

Teorija je veoma robustan model koji obuhvata veliki broj nezavisnih činjenica; a koji su brojna
predviđanja proverena u dužem vremenskom periodu.

Zakon je jednostavan, fundamentalni koncept koji se
uvek proverava eksperimentima i koji podupire naše
razumevanje sveta. Na primer, zakon gravitacije i
zakoni termodinamike podupiru naše razumevanje
fizike i hemije.







INŽENJERSKO-GEOLOŠKO
ISTRAŽIVANJE
•rezultati istraživanja
•predmeti istraživanja
•rezultati istraživanja

27. 27/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
1.2. Uvod u temu inženjerske geologije
Reč geologija je grčkog porekla, sastavljena od reči (grč.  gea - Zemlja) i (λόγος,
logos - nauka), što u prevodu znači "nauka o Zemlji". Geologija ne izučava Zemlju kao
kosmičko telo, već samo njen spoljni i stenoviti omotač, nazvan zemljina kora ili litosfera.
Ona, prema tome, izučava sastav, strukturu, istorijski razvoj zemljine kore, procese i
njihove uzročnike unutar zemljine kore i na njenoj površini. Struktura geoloških i njima
srodnih nauka prikazana je na sl.9.




















Sl. 9. Šematski prikaz odnosa geologije prema drugim granama geologije i srodnim naukama
Proučavanje sastava, osobina i ponašanja geoloških masa, pri izvođenju raznih zemljanih
radova i izgradnji građevinskih objekata, bavi se Inženjerska geologija kao specijalna
grana primenjene geologije.
Inženjerska geologija (engl. Engineering geology, fr. Géologie de génie civil,
nem. Ingenieurgeologie, rus. Инженерная геология) je grana geološke nauke, čiji je
osnovni zadatak određivanje geoloških uslova za izvođenje inženjerskih radova i
eksploataciju objekata.

Inženjerska geologija obuhvata grupu naučnih disciplina koje se bave izučavanjem terena
za potrebe prostornog planiranja, projektovanja i građenja objekata u oblasti
građevinarstva, rudarstva i energetike. Ona izučava teren kao prirodnu konstrukciju,
radnu i životnu sredinu. Prema predmetu izučavanja, principima i metodama ona
obezbeđuje sintezu rezultata izučavanja za pravilnu ocenu međusobnih uticaja prirodne
geološke konstrukcije - terena i veštačke konstrukcije - objekta. U literaturi poznata je i
pod imenom geološko inženjerstvo tj. naučna disciplina koja se bavi
primenom geološkog znanja na inženjerske probleme, (iz Wikipedije, slobodne
enciklopedije).

Inženjerska geologija (eng. engineering geology - sinonim: geologic engineering, tj.
geološko inženjerstvo) je (prema: American Geological Institute, 1980), geologija
primenjena u inženjerskoj praksi, naročito u rudarstvu i građevinarstvu. Po definiciji
udruženja inženjergeologa, to je primena geoloških podataka, tehnika i principa u
istraživanju prirodnog nastanka stena i tla ili podzemnih voda u svrhu garancija da su

28. 28/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
geološki faktori koji utiču na lokaciju, planiranje, oblikovanje, projektovanje, građenje i
održavanje inženjerskih konstrukcija, otkrivanje rezervi podzemnih voda ili temeljno
prepoznati i adekvatno interpretirani, korišćeni i prikazani za primenu u inženjerskoj
praksi.
Inženjerska geologija, po meni, je konglomerat, tj. čvrsto vezanih, prožetih, uzajamno
podržavajućih više geoloških nauka u jednu čvrstu celinu koja koristeći, posebno i zbirno,
sva naučna znanja pri realizaciji svih vrsta građevinskih i pratećih objekata na određenom
prostoru (području). Dakle, Inženjerska geologija je skup specijalističkih naučnih
disciplina i grana geologije koja proučava geološku građu, geološke procese, kao i
mineraloško-petrografske, fizičko-mehaničke i tehnološke karakteristike stena (stenske
mase) i terena za potrebe građenja. Inženjerska geologija ima za cilj da okarakteriše
deformacione strukture (geometriju), da okarakteriše putanje strujanja praćenih česticama
tokom deformacije (kinematika), i da zaključi pravac i veličinu sila uključenih u
pokretanje deformacija (dinamika). Njenim rezultatima određuju se uslovi građenja,
predviđaju promene u terenu koje mogu biti izazvane savremenim egzogenim,
endogenim i antropogenim procesima i pojavama kao i njihov uticaj na građevinu -
objekat.
Ili, Inženjerska geologija je geološka disciplina koja se bavi izučavanjem stenske mase
kao potencijalne radne sredine i mogućih građevinskih materijala, kao i procenom
mogućeg stepena uticaja prirodnih geoloških i naknadno izazvanih procesa i pojava na
objekte i predviđanje zaštitnih mera protiv eventualnih nepovoljnih uticajnih faktora.

Danas se u svetskoj literaturi koristi definicija inženjerske geologije koju je usvojila
Međunarodna Asocijacija za Inženjersku geologiju (eng. International Association of
Engineering Geology,IAEG): „Inženjerska geologija je nauka koja se bavi istraživanjem
i rešavanjem inženjerskih problema i problema zaštite životne sredine koji mogu nastati
kao rezultat interakcije geološke sredine i inženjerskih radova tj. ljudske (antropogene)
aktivnosti, takođe se bavi i predviđanjem nastanka geoloških hazarda, razvojem
preventivnih mera i njihovog ublažavanja ili sanacionih mera geoloških hazarda“.

Daljim razvojem građevinarstva i rudarstva nastala je i potreba daljeg razvoja inženjerske
geologije. Integracijom inženjerske geologije i mehanike tla, zatim nastankom mehanike
stena a onda i geotehničkih melioracija ona je unapređena i prerasla u naučno-stručnu
oblast geotehniku.
Ō Predmet istraživanja:
- stene i stenski masivi,
- geološki procesi i inženjerskogeološke pojave,
- geomorfološki i hidrogeološki uslovi sa aspekta njihovog uticaja na izvođenje
radova i objekte.
Ō Zadaci inženjerske geologije:
• Određivanje sastava, strukture, uslova nastanka i prostiranja u prostoru stena
kao i njihovo ponašanje tokom izvođenja radova i eksploatacije objekta;
• Definisanje i praćenje prirodnih geoloških procesa i pojava, ali i onih izazvanih
inženjerskim delovanjem.
Ō Metode: koriste se metode uzete iz geoloških i tehničkih nauka ali i postupci i sredstva
razrađena u samoj inženjerskoj geologiji: geološke, geotehničke, geofizičke…
• Inženjersko-geološko kartiranje: karakteristike stena, hidrogeološke,
geomorfološke karakteristike, geodinamičke pojave i procesi.

29. 29/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

















Sl.10. Metode koje se koriste u geološkim i tehničkim naukama kao i postupci i sredstva primene u
inženjerskoj geologiji:

Ō Laboratorijske metode ispitivanja stena
• Mineraloško petrološke karakteristike
• Fizičke karakteristike (gustina, zapreminska masa, poroznost, stišljivost,
vodopropusnost, bubrenje, toplotna provodljivost, radioaktivnost...)
• Mehaničko-tehnološke karakteristike (čvrstoća, elastičnost, plastičnost...)
Dakle, Inženjerska geologija proučava čvrste stenske mase i tlo u cilju izvođenja
tehničkih (raznih vrsta inženjerskih) radova. Ona se bavi izučavanjem daleko manjeg
prostora, do dubina od 1 km (kora raspadanja) nego geologija, koja se bavi izučavanjem
cele Zemljine kore. Takođe, inženjerska geologija se bavi izučavanjem mnogo manjih
površina dok se geologija bavi izučavanjem cele Zemljine površine.

U sklopu geologije kao kompleksnog naučnog polja razvijene su mnoge naučne grane,
od kojih posebnu važnost imaju hidrogeologija i inženjerska geologija.

Hidrogeologija proučava podzemne vode, njihov postanak, geološki okvir u kojem se
nakupljaju i teku, njihov režim, kvalitet i delovanje u litosferi.

Inženjerska geologija, kako je već rečeno, je specijalistička naučna disciplina i grana
geologije koja proučava geološku građu, geološke procese, kao i mineraloško-
petrografske i fizičko-mehaničke karakteristike stena (stenske mase) i terena za potrebe
građenja. Njenim rezultatima određuju se uslovi građenja, predviđaju promene u terenu
koje mogu biti izazvane suvremenim egzogenim i endogenim procesima i pojavama kao
i njihov uticaj na građevinu - objekat.

Inženjerska geologija je ujedno srodna mehanici tla i mehanici stena, pa se zato smatra i
geotehničkom disciplinom.

Prema Američkom geološkom institutu, inženjerska geologija predstavlja primenu
geoloških nauka u inženjerskoj praksi sa svrhom osiguranja da geološki faktori koji deluju
na lokaciju, projekt, objekat, izvođenje i održavanje inženjerskih zahvata budu prepoznati
i adekvatno određeni. Judd, pod inženjerskom geologijom smatra primenu znanja i
iskustva u geologiji i drugim geonaukama radi rešavanja geoloških problema postavljenih
od strane građevinskih stručnjaka.
Metode: koriste se metode uzete iz geoloških i tehničkih nauka ali i
postupci i sredstva razrađena u samoj inženjerskoj geologiji: geološke,
geotehničke, geofizičke…
•Inženjersko-geološko kartiranje: karakteristike stena, hidrogeološke,
geomorfološke karakteristike, geodinamičke pojave i procesi.
Priručna identifikaciona oprema:
Schmidt-ov čekić,džepni penetrometar,

30. 30/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Inženjerska geologija kao grana primenjene geonauke pokriva rang zadataka koje leže
između čiste geologije i mehanike stena ili tla sa inženjerske tačke gledišta (stenskog
inženjerstva i inženjerstva u tlu). Ona obuhvata primenu geologije pri rešavanju problema
planiranja, projektovanja i izvođenja inženjerskih zahvata u stenama i tlu.

Pojavom inženjerske geologije pomalo se zaboravlja veza mehanike stena i stenskog
inženjerstva sa klasičnom geologijom. Na ovu činjenicu upozorava Jaeger (1979).
Geološki materijal poseduje fizička, hemijska i mehanička svojstva koja su posledica
njihovog načina postanka i kasnijih geoloških procesa koji su na njih delovali
(dijageneze). Dijageneza u geološkoj prošlosti jedne oblasti dovela je do posebne
litologije, posebne strukture i posebnog naponskog stanja. Sve ove geološke informacije
su od temeljne važnosti za mehaniku stena.
Inženjerskogeološka istraživanja (eng. engineering geological investigations) provode
se za potrebe određivanja uslova građenja. Njihovim pravovremenim izvršavanjem mogu
se otkloniti ili bitno umanjiti negativni uticaji savremenih egzogenih i endogenih procesa
i pojava. Inženjerskogeološko kartiranje, kao jedna od faza geotehničkog istraživanja,
predhodi geofizičkim istraživanjima i istražnom bušenju. Kartiranjem dobijaju se podaci
o litološkoj građi, morfološkim i hidrogeološkim pojavama, fizičko-mehaničkim i
strukturno-tektonskim karakteristikama stena kao i o savremenim egzogenim pojavama.
Podaci inženjerskogeološkog istraživanja prikazuju se na inženjerskogeološkim kartama
različitih razmera, sadržaja i namena.
Naučne discipline koje su temeljne u inženjerstvu tla su:
Ō mehanika tla,
Ō mehanika stena i
Ō inženjerska geologija.
Dakle, inženjerska geologija, sa mehanikom tla i mehanikom stena, obično se smatra
jednom od tri osnovne (temeljne) naučne discipline u inženjerstvu tla. Međusobna veza
između ove tri discipline nikada nije bila oslobođena od nejasnoća. Na primer, to je
istaknuto i činjenicom kako se Karl von Terzagi - utemeljivač mehanike tla i Leopold
Müller - utemeljivač mehanike stena smatraju glavnim inženjergeolozima, iako bez
uspeha u ostvarivanju inženjerske geologije kao samostalne discipline sa autonomnim
intelektualnim odlikama, metodama i procedurama. Ali ova situcija se nedavno promenila
što je dokumentovano Knill-ovom osnovnom publikacijom (2002) o ključnim
vrednostima u inženjerskoj geologiji, i činjenicom da su tri važna Internacionalna
udruženja trenutno (2006.) u procesu ostvarivanja zajedničkog cilja - “Saveza
geoinženjerskih društava” (“Federation of Geo-Engineering Societies”).












Sl.11. Karl von Terzaghi po slici Harolda Reiterera sredinom 1930.(Goodman,1999).
Leopold Müller 1970. (Baudendistel 1989).

31. 31/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Dakle, istorijski, odnos ove tri discipline nikada nije bio oslobođen nejasnoća i
netrpeljivosti. To je istaknuto i u nekim gledištima Karla von Terzaghija i Leopolda
Müllera, koji se obično priznavaju kao očevi mehanike tla i mehanike stena. Po mišljenju
Morgensterna (2000), međunarodna obrazovna društva (International Learned
Societies) ISSMGE, ISMR, i IAEG preduzela su obećavajuće korake za prevazilaženje
rezervisanih odnosa koji su trajali desetletima između različitih disciplina.

Na milenijumskoj konferenciji GeoEng 2000 u Melburnu, istaknuti kanadski inženjer
Morgenstern (2000) naglasio je potrebu da javnost mora biti više svesna, nego što to
trenutno jeste, osnovne funkcije inženjerstva tla. Morgenstern (2000) je tada predstavio
termin “geotehničko inženjerstvo”. Kako je ovaj termin obično povezan sa primenom
mehanike tla u građevinskim problemima, u ovom dokumentu a u skladu sa JEWG-u
(Joint European Working Group 2004) preporučuje se širi termin “inženjerstvo tla”.
Alternativni naziv za “inženjerstvo tla” je “geoinženjerstvo” (JTF; Joint Task Force,
2004).
Inženjerstvo tla je sledeći postupak direkno usmeren ka geotehničkoj građevini. Proces
se karakteriše integracijom svih bitnih aspekata, prikazanih na sveobuhvatnoj šemi.
Efektivno inženjerstvo tla zahteva povratnu vezu (informaciju) između raznih disciplina
i interakciju preko uključenih numeričkih aspekata. To se posebno odnosi na “centralnu
elipsu” na slici, koja predstavlja povezanost između sva tri interakciona trougla.
Sl.12. Uzajamni odnos inženjerske geologije, geomehanike i geotehničkog inženjerstva i njihova veza
sa geologijom i građevinskim inženjerstvom
Inženjerstvo tla zasniva se na modelima tla koji sadrže geološke modele i relevantne
inženjerske parametre i karakteristike materijala. Za analize i projekte, model tla je
podvrgnut seriji ispitivanja (konceptualnim, fizičkim i/ili numeričkim). Tlo je analizirano

32. 32/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
pod uticajem spoljnih i unutrašnjih (prirodnih i ljudima izazvanih) statičkih i dinamičkih
sila. Analize uključuju sigurnost tla u slučaju raznih vrsta promena stanja i deformabilnih
ponašanja, koji mogu narušiti trajnost građevina. Optimalna konfiguracija projektnih
parametara osigurana je projektnim nacrtima i specifikacijama, zavisno od vrste
građevine, obično je potrebna saradnja sa inženjerima specializovanim za razna polja u
inženjerstvu (npr. građevinske konstrukcije, rudarske, naftne).
Saradnja između inženjergeologa i drugih geotehničkih inženjera i potreba za formalnim
povezivanjem i povratnom informacijom između raznih stručnjaka unutar polja
inženjerstva tla je zavisna od projekta. Najveća je u projektima geotehničke kategorije 3,
definisane u Evrokodu 7 (Eurocod 7), i obuhvata najzahtevnije geotehničke projekte. Ta
potreba postupno se smanjuje u geotehničkim kategorijama 2 i 1. Zato se stepen
eksplicitne saradnje između inženjergeologa i ostalih geotehničkih inženjera može
povezati sa geotehničkim kategorijama kako je prikazano u tabeli 1.
Tabela 1 - Stepen saradnje između inženjergeologa i ostalih geotehničkih inženjera




Inženjergeolozi i ostali geotehnički inženjeri ujedinjeni su u sveobuhvatnom zajedničkom
cilju kreiranja geološki i tehnički održivog, jeftinog i sigurnog inženjerskog rešenja.

Prema našim saznanjima, prvi put ikad - na međunarodnom nivou, pozicija inženjerske
geologije u inženjerstvu tla definisana je službenim dokumentom, jednodušno (složno,
bez animoziteta) sa inženjerima mehanike tla i stena. Prema tome, jasno je da je to veliko
dostignuće.
U određivanju stručnih zadataka, odgovornosti i saradnje inženjera geologije i
geotehničkih inženjera, radna grupa pratila je osnovnu ideju koju je izneo Sir John Knill,
2002. Slika 13 prikazuje odnos između inženjergeologa i geotehničkih inženjera.



Sl. 13. Odnos između inženjerske geologije i geotehničkog inženjerstva i između građevinskog
inženjera i inženjergeologa (nakon Knill-a 2002.i moja dorada)
Grupisanje glavnih aspekata svake od disciplina u formi trougla povezuje se sa
Burlandom, koji je 1999. definisao “trougao mehanike tla” da bi vizualizirao glavne
aspekte koji određuju tu disciplinu (sl.14). Interaktivni karakter različitih aspekata takođe
je prikazan na toj slici “Geotehnička metoda nije serijska, nego ona uključuje povratnu
reakciju između prikupljanja podataka, materijala i modela idealizovanja, tehničke
procene, prosuđivanje (razboritost) i upravljanje rizikom” (Morgenstern 2000.).
Svi aspekti moraju se poštivati uravnoteženo i ni jedan aspekt ne sme biti izostavljen.
Knill (2002) je zaključio da sa manjim izmenama terminologije, Burlandov trougao
mehanike tla može biti prilagođen prikazu obima mehanike stena, geotehničkog
inženjerstva i, takođe, inženjerske geologije (sl.14).

33. 33/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)














Sl.14. Burlandov trouugao mehanike tla (korektnije: geotehničkog inženjerstva - Morgenstern, 2000).
U pokušaju sažimanja svih gore navedenih načelnih aspekata, razvijen je dijagram na slici
12. Obe, i mehanika tla i mehanika stena, shvaćene su kao discipline unutar šireg spektra,
geomehanike. Sama geomehanika može biti prikazana kao trougao sa tri pola “mehanika
čvrstih materija”, “mehanika fluida” i “mehanika diskontinuuma”. Unutar “trougla
geomehanika” mogu se locirati relativni položaji mehanike tla i stena, kao što je
prikazano na slici 12.



















Sl.15. Odnos geotehnike prema ostalim naukama(prema:P.Lokin,D.Sunarić,D.Jevremović,V.Vujanić, LJ. Rokić)

Mehanika tla je disciplina koju karakteriše mehanička interakcija između čvrstih i
fluidnih (tečnih) čestica, dok mehanika stena ima jaku priklonjenost mehanici
diskontinuuma sa glavnim uticajem od strane mehanike čvrstih čestica i mehanike fluida.

 Bliže definisanje naučnih disciplina koje su temeljne u inženjerstvu tla…

Ō Inženjerska geologija - Geologija primenjena u inženjerskoj praksi, posebno
rudarstvu i građevinarstvu. Prema definiciji udruženja inženjergeologa (1969), to je
primena geoloških podataka, tehnika i načela u istraživanju stena i vrsta tla koja se
pojavljuju u prirodi, ili podzemnih voda - kako bi se osiguralo da su geološki faktori koji
utiču na lokaciju, planiranje, projektovanje, izvođenje, delovanje i očuvanje inženjerskih
građevina, kao i istraživanje izvora podzemnih voda, korektno prepoznati i adekvatno
interpretirani, upotrebljeni i prezentovani za upotrebu u inženjerskoj praksi.
Sinonim: geološko inženjerstvo.

34. 34/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)









Sl.16. Geotehničko inženjerstvo predstavlja granu građevine, dok je inženjerska geologija grana
geologije.
Ō Geomehanika - Grana geologije koja obuhvata osnove strukturne geologije i
poznavanje reakcije, ili napone, prirodnih materijala prema deformaciji ili promenama
uzrokovanih aplikacijom sile i/ili deformacione energije.
Ō Geotehnika - Primena naučnih metoda i inženjerskih načela za prikupljanje,
interpretaciju i upotrebu znanja o materijalima zemljine kore, za rešavanje inženjerskih
problema; primenjena nauka koja zemlju čini prikladnijom za život (stanovanje).
Obuhvata polja mehanike tla i mehanike stena kao i mnoge inženjerske aspekte geologije,
geofizike, hidrologije i srodnih nauka.
Ō Geotehnologija - Primena naučnih metoda i inženjerskih tehnika za eksploataciju i
upotrebu prirodnih resursa.
Ō Mehanika stena - Teoretska i primenjena nauka fizičkog ponašanja stena, predstavlja
''granu mehanike povezanu sa reakcijom stene na polja sila u svom fizičkom okruženju”.

Ō Inženjerstvo tla je inženjerstvo sa, na i/ili u geološkim materijalima. U kreiranju
ekološki prihvatljivih, tehnički održivih, ekonomski isplativih i sigurnih rešenja
inženjerstvo tla pridonosi dobrobiti i napretku našeg društva na mnogo načina. Evo nekih
primera (JWEG, 2004):
• sigurnost stambenih i industrijskih građevina (temelji stambenih građevina i
industrijskih postrojenja);
• jeftini dizajn i konstrukcije inženjerske infrastrukture (sve vrste transportinh
puteva, kolovoza i tunela; podzemni putevi za enrgiju, gorivo, vodu, kanalizaciju, struju
i komunikacijske kablove),
• zalihe vode, enrgije i minerala (podzemna voda; vodom pokretana energija iz
rezervoara i podzemnih kaverni; nafta i gas iz bušotina; metali i minerali iz otvorenih
kopova i podzemnih rudnika),
• ublažavanje geoloških hazarda (geološki skladno urbano i regionalno planiranje
uključujući poplave, potrese, klizišta, vulkanske aktivnosti, likvefakcije i/ili sloma tla),
• smanjenje opasnosti uzrokovanih ljudima (antropogeni faktor) (zagađenje tla;
nestabilno tlo u napuštenim rudarskim područjima, podzemna nalazišta hemijskog i
radioaktivnog otpada u geološkim odlagalištima) i
• održivi razvoj (očuvanje okoline uključujući geološka staništa, istorijske spomenike,
oblikovanje reljefa i artefakata u lokanom, urbanom i regionalnom razvoju).
Morgenstern (2000) naglašava potrebu za integralnim (holističkim; posmatranje
pojedinosti kao dela strukture) pristupom rešavanja problema vezanih uz inženjerstvo tla.
Njegov doprinos, pogodno nazvan “zajednički temelj” "common ground"), utro je put
preispitivanju uobičajenih namena različitih disciplina uključenih u inženjerstvo tla.

35. 35/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
2. POSTANAK I GRAĚA ZEMLJE
Iako "svemirski prostor" doživljavamo kao potpuno bez elementarnog materijala, on nije
savršen vakuum. Po celoj galaksiji, gasovi su tanko raspršeni. Za svakih 10 cm može
postojati samo jedan atom. (U blizini Zemljine površine, atmosfera sadrži oko 1020 atoma
u istoj zapremini) Najvažniji od ovih međuzvezdanih gasova sastoje se od
najzastupljenijih elemenata - vodonika, helijuma, ugljenika, azota i kiseonika. Postoji i
nekoliko metalnih elemenata i zrna prašine koja se sastoji od metala i silikata. Povremeno
se akumuliraju velike koncentracije gasa i prašine, koje mogu imati oko 1000 atoma/cm.
Tako gusti, prašnjavi oblaci nazivaju se magline i otkriveni su na nekoliko mesta u
galaksiji...
... o postanku Zemlje kao planete, kao i o nastanku Sunčevog sistema postoje brojne
hipoteze. Suštinski one se razlikuju po tome što je po jednima Zemlja nastala otkidanjem
od neke veće mase, a po drugima spajanjem (kondenzovanjem) sitnijih čestica.

POSTANAK SUNČEVOG SISTEMA:
- Mitološka objašnjenja;
- “Veliki prasak”;
- Širenje svemira;
Ō NEBULARNA TEORIJA Imanuel Kant, Pjer Laplas (XVIII vek)
- oblak čestica u međuzvezdanom prostoru (nebula)
- zbijanje čestica pod dejstvom gravitacije
- kontrakcija je ubrzala rotaciju i formiran je disk
Ō TEORIJA SUDARA Džejms Džins i Džejms Maksvel (XX vek)
- sudar neke prolazeće zvezde sa Suncem
- planete nastaju sažimanjem otkinute materije
Ō TEORIJA KONDENZACIJE, Teorija Karla Vajcekera - Protoplanetarna hipoteza
- savremena modifikacija Kant-Laplasove teorije

⁎ TEORIJA KONDENZACIJE
• Starost Sunčevog sistema procenjena je na 4.6 milijardi godina
• FAZA KONDENZACIJE - nestabilnost oblaka međuzvezdane materije
- formiranje protoplanetarnog diska,
- zgušnjavanje i početak termonuklearnih reakcija (formiranje Sunca) i
- hlađenje i kondenzacija prašine.
• FAZA AKRECIJE
- formiranje nagomilanja od čestica prašine u ravni diska
• FAZA NASTANKA PLANETEZIMALA (tela od 0.1-1 km)

⁎ POSTANAK PLANETA
- Najveći deo nebule - proto-Sunce
- Gravitacija uzrokuje sudaranje i nakupljanje planetezimala od kojih nastaju
protoplanete i planete.
- Veća tela gravitacijom privlače manja tela.

• PLANETE:
- Unutrašnje (terestičke - stenske): Merkur, Venera, Zemlja i Mars.
- Spoljašnje (gasoviti džinovi): Jupiter, Saturn, Neptun i Uran.
Najviša temperatura je na Veneri.
U Sunčevom sistemu ima još 60 satelita i više od 2000 asteroida i planetoida, smeštenih
uglavnom između Marsa i Jupitera.

36. 36/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)














Sl.17. Solarni sistem - Zemlja, Mesec i ostali sateliti sunčevog sistema
Prema istraživanjima naučnika koja se odnose na najstarije otkrivene zvezde i na
proučavanje standardnog modela Velikog praska proračunata starost svemira je oko 14
milijardi godina. Naš Sunčev sistem je znatno mlađi i procenuje se da je nastao pre oko
4,6 milijardi godina...
• Približna starost Zemlje oko 4.6 milijarde godina;
• Prve pojave života pre oko 3.5 milijarde godina;
• Pojava čoveka pre nekoliko miliona godina.
Najpoznatije hipoteze o postanku Zemlje i Sunčevog sistema, kako je u kratkom uvodu
navedeno, su:

ŌNebularna ili Kant-Laplasova hipoteza po kojoj je na prostoru današnjeg Sunčevog
sistema postojao oblak gasa i prašine koji je kasnije kondenzovan usled rotacije i
sopstvene gravitacije.
ŌPlimska hipoteza Džinsa i Džefrija - pretpostavlja odvajanje plimskog talasa od
Sunca usled prolaska neke druge zvezde,
ŌTeorija Karla Vajceker-a - Protoplanetarna hipoteza, jedna od najprihvatljivijih i
predstavlja dopunu Kant-Laplasove hipoteze. Po njoj oblak gasova i prašine nije rotirao
kao jedinstven sistem, već kao sistem vrtloga koji je omogućio odvajanje planeta.

2.1. Postanak Zemlje

Postanak Zemlje ne može se razmatrati odvojeno od Sunčevog sistema čiji je ona član -
sastavni deo. Sunčev sistem čini Sunce, kao centralno telo, sa planetama i drugim
nebeskim telima (komete, meteoriti), oko koga oni kruže, pod uticajem njegove privlačne
sile, tj. gravitacije. Ukupan broj nebeskih tela koja pripadaju Sunčevom sistemu još nije
potpuno poznat. Do sada je poznato devet planeta i preko 1.500 manjih nebeskih tela.

O postanku Zermlje, pa prema tome i Sunčevog sistema kao celine, postoji veliki broj
hipoteza.

Najprihvatljivije su Kant-Laplasova (NEBULARNA HIPOTEZA - danas prihvaćena teorija o
postanku Sunčevog sistema) i Džems Džinsova, iako se i o njima može diskutovati, ali su
ipak najprihvatljivije. Na slici 18 prikazan je Sunčev sistem.

37. 37/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.18. Sunčev sistem

2.1.1. Kant-Laplasova hipoteza (Nebularna)

Nemački filozof Emanuel Kant (1724-1804) i francuski astronom Pjer Laplas (1749-
1827), nezavisno jedan od drugog (prvi 1744. i drugi 1776. godine), izneli su gledište da
je Sunčev sistem nastao iz jedne haotične promagline (prašina - Nebula - međuzvezdana
materija) sastavljene od usijanih gasova. Najsitnije čestice te magline, u prvo vreme,
veoma razređene i jedna od druge udaljene. Među njma dejstvovala je sasvim neznatna
sila privlačenja. Ta džinovska maglina, spiralnog izgleda (sl.19), nazvana je “Lovački
pas” - rotiranjem se sve više zgušnjavala, smanjivala svoj obim i zadobijala loptasti oblik.

Smanjivanjem zapremine povećala se brzina rotacije i centrifugalne sile u ekvatorijalnom
delu, usled čega je došlo do sve jačeg ispupčavanja ekvatorijalne i spljoštavanje polarnih
oblasti.

U fazi kada je centrifugalna sila postala dovoljno jaka, od ostale mase odvojio se
najispupčeniji deo ekvatorijalne pramagline u vidu prstena i nastavio kretanje oko
centralne mase, zadržavajući raniji pravac kretanja. Pošto masa nije mogla biti
ravnomerne gustine na čitavoj dužini prstena, vremenom je došlo do njenog zbijanja oko
pojedinih zadebljanja i do kidanja prstena u međuprostoru. U daljoj evoluciji dolazilo je

38. 38/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
do povremenih odvajanja novih prstenova i njegovog kidanja u samostalna tela, koja su
zatim zauzela odgovarajući položaj u odnosu na centralnu masu.





Sl.19. Spiralna maglina “Mlečni put” - “Lovački pas” (Opšta geologija. K.Petković)

Središnji, najveći deo pramase, po Kant-Laplasovoj hipotezi, predstavlja današnje Sunce.
U Sunčevoj nebuli formiraju se lokalna vrtloženja - kondenzacija gasova i čvrstih čestica
- srastaju i sakupljaju se i grade PLANETEZIMALE , tj. planetarna tela - PLANETE.

Veća usamljena tela, planete, među kojima spada i naša Zemlja i rojevi kometa i meteorita
ispunjavaju međuplanetarni prostor. Oko nekih planeta kruže njihovi sateliti, npr. oko
Neptuna kruži jedan, Urana četiri, Saturna deset, Jupitera jedanaest, Marsa dva i oko
Zemlje jedan (Mesec).














Sl.20. Prašina- Nebula - međuzvezdana materija












Sl.21. Prašina - Nebula, fazni razvoj
Nebula – meĎuzvezdana materija (materijal u meĎuzvezdanom prostoru)

39. 39/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Pre 4.6 mlrd.god. - prikupljeno dovoljno materijala zajedno u jedan turbulentan vrtlog
(kretao se vrtložno oko Sunca) za postanak planete ZEMLJA (i drugih planeta Sunčevog
sistema).

U daljoj evoluciji Zemlja je, po Kant-Laplasovoj hipotezi, usled zgušnjavanja materije
prešla iz gasovitog u usijano tečno stanje. Rotirajući u hladnom vasionskom prostoru
izlučivala je paru, nastala je atmosfera. Kondenzacijom pregrejane pare nastajala je kiša
koja je sve više hladila Zemljinu površinu dok se spoljni periferni deo nije potpuno
ohladio, prešao u čvrsto stanje. Tako je nastala čvrsta Zemljina kora u čijim su
udubljenjima od akumulirane vode nastala prava mora, a u njima se, kasnije, začeo i prvi
život. Od tog momenta počinje prava geološka istorija Zemlje.















Sl.22. Turbulencija i kondenzacija gasova i čestica - stvaraju planetezimal

2.1.2. Džinsova hipoteza (Plimska)

Engleski astronom Džems Džins (James Jeans) je 1919. godine izneo svoju hipotezu o
postanku Sunčevog sistema. On je pretpostavio da se, nekad, našem Suncu približilo
drugo, znatno veće Sunce, tj. zvezda. Usled njene privlačne snage na našem Suncu se
podigao ogroman plimski talas, kao što Mesec svojom privlačnom snagom izaziva plimu
i oseku mora na Zemlji. Približavanjem zvezde plimski talas postao je sve veći i u
momentu kada je ta ogromna zvezda bila najbliža Suncu talas je prešao u vrlo izdužen
mlaz koji se zatim otkinuo od Sunca. U međuvremenu se zvezda udaljila od Sunca i
otkinuti mlaz nije uspeo da joj se prisajedini pa je ostao u vasionskom prostoru, kao
samostalna gasovita masa, da kruži oko Sunca.

Usled delovanja centrifugalne sile odvojeni mlaz, sužen na krajevima a proširen na
sredini, raspao se na više delova loptastog oblika, među kojima su najveće dimenzije imali
oni na sredini, a idući prema krajevima bili sve manj i manji.

Tako su, po Dž. Džinsu, nastale planete Sunčevog sistema, čiji međusobni raspored,
veličina i udaljenost od Sunca odgovara takvom objašnjenju. Na sličan način su postali i
sateliti u vreme kada su se planete nalazile u gasovitom ili tečnom stanju pod uticajem
privlačne snage Sunca.

2.1.3. Teorija Karla Vajcekera - Protoplanetarna hipoteza

Teorija Karla Vajceker-a - Protoplanetarna hipoteza, jedna od najprihvatljivijih i
predstavlja dopunu Kant-Laplasove hipoteze. Po njoj oblak gasova i prašine nije rotirao
kao jedinstven sistem, već kao sistem vrtloga koji je omogućio odvajanje planeta.

40. 40/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Kant-Laplasova hipoteza je bila veoma dugo opštepriznata. Međutim, novija istraživanja
pokazuju da su gasoviti obruči morali biti veoma razređeni, a privlačnost između čestica
tako mala, da se obruči nisu mogli skupiti u planete., već su se naprotiv, morali raspasti
u svemiru. Zbog toga se počeo pridavati veći značaj hipotezi Dž. Džinsa, ali su, od 1935.
godine do danas, i protiv nje izneti dosta ozbiljni prigovori.
Treba očekivati da će najnovija vasionska istraživanja uneti više svetlosti i po pitanju
postanka Sunčevog sistema, uključujući i našu planet Zemlju.

Zemlja je jedna od devet planeta Sunčevog sistema, koje se oko Sunca kreću u približno
istoj ravni i u istom smeru. Suncu najbliža planeta je Merkur, a zatim slede Venera,
Zemlja, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun i Pluton (slika 23).












Sl.23. Šematski prikaz Sunčevog sistema, kakvog danas poznajemo.



















Sl.24. (a) Krater od udarca meteora u blizini Winslowa, (b) bazen koji gradi Manicougan Lake, Quebec
- Kanada, (preuzeto iz Chernicoff & Whitney, 2007).
(a) Krater u Arizoni, za koji se veruje da je nastao delovanjem relativno malog meteora pre oko 50.000
godina. Ima prečnik oko 1,6 km i dubinu 170 m.
(b) Za cirkularni bazen koji gradi Manicougan Lake (prečnika 75 km) u Quebecu - Kanada, takođe se
misli da je nastao pod delovanjem meteorita pre oko 214 miliona godina. Ispitivanja stena iz blizine
obaju područja pokazala su prisutnost vrste SiO2 koji nastaje pod ekstremno visokim pritiskom
(stishovite).
Saznanje o uslovima nastanka stishovita potkrepljuju hipotezu koja pretpostavlja meteorsko poreklo
gore navedenih struktura.

41. 41/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
2.2. FIZIČKE OSOBINE ZEMLJE

2.2.1. Oblik i dimenzije Zemlje
Oblik Zemlje

Zemlja je ogromna kamena “lopta” koja se okreće u svemiru. To nije savršena “lopta”
pošto je spljoštena na vrhu i na dnu. Zemlja ima oblik “elipsoida” (sl.25).

Zemlja je oblika rotacionog elipsoida koji je posledica delovanja dveju sila: gravitacije
- koja deluje jednako u svim tačkama Zemlje, i centrifugalne sile, uslovljene rotacijom,
koja deluje upravno na osu rotacije i najveće vrednosti ima na ekvatoru, a najmanje na
polovima - posledica toga je ispupčenje na ekvatoru, a spljoštenje na polovima - odnosno
Zemljin oblik geoida, koji je utvrdio još Njutn u XVII veku.

Zbog neravnine reljefa oblik Zemlje odstupa i od idealnog elipsoida i približava se
drugom geometrijskom telu - Geoidu. Pod geoidom se podrazumeva takvo geometrijsko
telo kod kojeg bi mehaničko klatno zauzimalo upravan (normalan) položaj na bilo kojoj
tački njegove površine. Tako zamišljena površina zove se Elipsoid. Geoid, tj. stvaran
oblik zemljine površine na moru je niži za oko -150 metara od zamišljene linije -
Elipsoida, i oko + 50 metara iznad Elipsoida na kopnu.
- Zemlja ima oblik Geoida.



















Sl.25. Šema odnosa Elipsoida i Geoida i stvarne površine Zemlje (prema Vagneru)

Sl.26. Model Zemlje - odnos elipsoida i geoida.

42. 42/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Geoid je ekvipotencijalna površina koja bi se tačno poklapala sa prosečnom površinom
Zemljinih okeana, da su u ravnoteži, u mirovanju i kada bi se prostirali preko
kontinenata. Geoid je, u suštini, lik Zemlje apstrahovan od njenih topografskih
karakteristika, odnosno idealne površine ravnoteže morske vode ili prosečnog nivoa
površine okeana, u odsustvu strujanja, varijacija atmosferskog pritiska. itd., i nastavljeno
ispod kontinentalnih masa.




Sl.27. Geoid je ekvipotencijalna površina

Kao što je ilustrovano na skici, geoid je, za razliku od elipsoida (kvadratne površine
analogne elipsi, koja se može predstaviti algebarskom jednačinom drugog stepena),
nepravilan i previše komplikovan da bi služio kao računska površina za rešavanje
geometrijskih problema. kao što je pozicija tačke. Kada su tri kraka elipsoida ista, to je
sfera. Kada su dva kraka jednaka, elipsoid je sferoid. Geometrijsko razdvajanje između
geoida i referentnog elipsoida naziva se geoidalna razlika ili geodetska visina. Globalno
varira između oko 110 metara. Konvencionalno, srednji nivo mora (MSL) je srednja
visina mora koja se odnosi na odgovarajuću referentnu površinu. Međutim, definicija
referentnog nivoa uključuje mnoge složene mere i određivanje srednjeg nivoa mora može
biti vrlo teško. Sa druge strane, da bismo koristili ovu definiciju daleko od mora, potrebno
je uporediti visinu lokalne srednje površine mora sa "nivelisanom" referentnom
površinom koja je, uopšte, geoid. U idealnim uslovima, odnosno u mirovanju i u odsustvu
spoljnih sila, srednji nivo mora bi se poklopio sa površinom geoida (ekvipotencijalna
površina Zemljinog gravitacionog polja). Zbog strujanja, varijacija vazdušnog pritiska,
temperature, saliniteta itd., to se ne dešava, čak ni kao dugoročni prosek. Kao funkcija
lokacije, ali postojano tokom vremena, razdvajanje, između srednjeg nivoa mora i geoida,
naziva se topografija morske površine (stacionarna). Globalno varira na skali od plus ili
minus 2 m. Upravo ovu stacionarnu morsku površinu mnogi geonaučnici nazivaju
geodetskim nivoom mora. Da biste odredili "prosečni nivo mora", najbolje je odrediti
mesto i izračunati prosečni nivo mora na toj tački i koristiti ga kao referentnu tačku.

43. 43/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Dimenzije Zemlje










- Poluprečnik na ekvatoru, a = 6378 km
- Poluprečnik na polovima, b = 6357 km
- Srednji poluprečnik = 6371 km
- Poluosa na ekvatoru 6.377 km,
- Poluosa na polovima 6.356 km.
- Razlika iznosi 21 km.

Sl.28. Šema odnosa poluosa
Spljoštenost roracionog elipsoida je ≈ 1/298, tj.

21.411 �
6.378.388 �
=
1
297,90
≈ 0,00335683 ;
�
�
=
6.357
6.378
= 0,9967

⁎ Površina elipsoida iznosi: 510.100.934 m
2

⁎ Zapremina elipsoida iznosi: 1.083.819.978.000 km
3
, ili 1,08 x 10
12
km
3
.
⁎ Ekvator, L(zemljišna linija koja se pruža oko šireg dela Zemlje) je dugačak oko 40.000 km.
L = 2rπ = 2 x 6.378 x π = km = 40.054 km.
- potrebno je mesec dana da se obiđe brzinom V = 55 km/č
- najviša temperatura je + 57,7
0
C je u Sahari, a
- najniza temperatura je - 88,3
0
C je na Antartiku.
Poznato je da je Zemlja spljoštena na polovima i to za razliku u radijusu (pol - ekvator)
od 22 km. Dakle, na polovima je Zemlja "kraća" za 44 km u odnosu na ekvator ("širinu").

















Sl.29. Veličine radijusa i mase Zemlje
Tabela 2 - Masa i radijusi Zemlje
Masa Zemlje 5.9736 10
24
kg
Radijus Zemlje (ekvatorski) 6.378 km
Radijus Zemlje (polarni) 6357 km
g na severnom polu 9.83217 m/s
2

44. 44/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Geografska širina i dužina, koordinatni sistem pomoću kojeg
se može odrediti i opisati položaj ili lokacija bilo kojeg mesta
na površini Zemlje. Geografska širina je mera lokacije severno
ili južno od ekvatora. Geografska dužina je slično merenje
istočno ili zapadno od Griničkog meridijana.

Sl.30. Geografska širina i dužina
- koordinatni sistem



Trodimenzionalni prikaz globalnih obrazaca cirkulacije
vetra zbog nejednakog zagrevanja na ekvatoru i polovima.

Sl.31. Cirkulacija vetra zbog nejednakog zagrevanja




Od ukupne površine Zemlje na kopno otpada svega 29,2 %, dok
je ostala površina od 70,8 % pokrivena vodom.

Sl.32. Zemlja - odnos kopna i mora

Najveće uzvišenje na zemlji je Mont Everes (Džamolungma) na
Himalajima 8.882 m (8.848 ili 8.850), a najniža - najveća
morska dunina je u Tihom okeanu, Marijamski rov i iznosi
10.430 metara, sl.33, (neki podaci - 11.023 m).

Dakle, na Himalajima - Mount Everest (Jomolungma) - je najviša tačka planete - 8.850
metara nadmorske visine. Nalazi se na Himalaji na granici Nepala i NR Kine. Južni deo
nalazi se u Nepalu, a severni deo nalazi se u Kini. Godine 1965. dobio je ime po Džordžu
Everestu (Everest George), koji je od 1830. do 1843. bio glavni geodeta Indije. Pre toga,
planina nije imala ime, a jednostavno je imala broj "Peak XV". Jedno od imena -
"Jomolungma" - prevedeno sa tibetanskog zvuči vrlo lepo - "Majka vetra" ili, prema
nekim podacima, "Majka životne sile zemlje". Nepalci ga nazivaju "Sagarmatha", što
znači "Majka bogova".

Najveća morska dubina nalazi se u Tihom okeanu - Marijanski rov - "Challenger`s
Abyss". Njegova dubina, koju je izmerila 1995. ruska ekspedicija je 10.430 m. 2011.
godine provedena su istraživanja koja su pokazala sledeće rezultate - 10.920 i 10.994 m.
i čak 11.023 m. Moguće je da je dubina Marijanskog rova još veća.
Sl.33. Odnos najviše i najniže tačke na Zemlji

Ō Najviša temperatura: + 57,7
0
C u Sahari.
Ō Najniža temperatura: - 88,3
0
C na Antartiku.

45. 45/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
2.2.2. Građa i sastav Zemlje, unitrašnja građa zemlje... ukratko:
Zemlja nije homogenog sastava. Sastoji se od spoljašnjih i unutrašnjih sfera.
 Spoljašnje sfere su:
- Atmosfera (vazdušni omotač koji je sastavljen od azota, kiseonika, ugljen-dioksida,
amonijaka, prašine i mikroorganizama),
- Hidrosfera (vodeni Zemljin pokrivač sastavljen od slane vode okeana i mora i slatke
vode na površini i u podzemlju kontinenata),
- Biosfera (biljni i životinjski svet).








Sl.34. Zemljine sfere (spoljašne i unutrašnje

 Atmosfera je gasni omotač koji obavija Zemljinu koru slojem debelim preko 1.000 km.
Njen sastav nije homogen. Do visine11-13 km u njoj preovladava azot (75,5 %) i
kiseonik (23,2 %) dok su ostali gasovi manje zastupljeni (1,3 %).

Sa povećanjem visine u atmosferi sve je manje vazduha - vazduh je ređi - disanje je sve
teže. Saglasno razređenim vazduhom, sa visinom opada i atmosferski pritisak, dok se
temperatura, takođe, menja, tj. najpre pada na - 50
0
C na visini od 10 km, posle toga
postepeno raste na + 75
0
C na visini od 60 km, a onda naglo opada na - 70
0
C na visini od
80 km, pa ponovo raste do 600
0
C na 300 km.



















Sl.35. Atmosfera - gasni omotač Zemljine kore

Sve vremenske promene u atmosferi događaju se u sloju atmosfere koji je udaljen od
Zemlje 10 km, jer tu ima vodene pare i vazdušnih strujanja.

46. 46/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)












Sl.36. Zemljine sfere (spoljašne i unutrašnje) Sl. 37. Zemlja - geosfere

 Hidrosfera je vodeni omotač Zemlje. Ona pokriva 361.000.000 km
2
, što čini oko 71 %
Zemljine površine. Vode ima najviše u okeanima čija srednja dubina iznosi 3,7 km (što
je 1.600 puta manje od zemljinog poluprečnika), znatno manje voda ima u podzemlju, a
najmanje u atmosferi.

Hidrosfera je diskontinuirani sloj vode na kopnu, ili blizu površine Zemlje. Čine je sve
vode u tečnom, čvrstom i gasovitom agregatnom stanju, dubinske vode i atmosferskoj
vodenioj pari. Najveća je količina vode u tečnom stanju.

Oko 1,4 milijarde kubnih kilometara vode u tečnom i čvrstom agregatnom stanju čine:
okeane, jezera, reke sante leda, glečere i podzemne vode. Ta ogromna zapremina vode u
svojim različitim manifestacijama predstavlja hidrosferu.
Najveći deo hidrosfere čine slane vode svetskog okeana. Ostali deo hidrosfere čine
slatke (kopnene) vode i voda u atmosferi. Na površini kopna su slatke (površinske) vode:
reke; jezera; lednici.

Duboko u kori Zemlje nalaze se podzemne vode. Najveća količina podzemne vode je
nastala od padavina koje su prodrle u Zemljinu koru.


















Sl. 38. Zemlja - ciklus kruženja vode u prirodi

47. 47/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 Biosfera je životna sredina u kojoj postoji živi svet, tj. zoosfera - životinje i organizmi
i fitosfera - biljni svet na kopnu, u hidrosferi i atmosferi i ljudi na kopnu. Među
današnjim organizmima razlikuje se preko 500.000 životinjskih i preko jedan million
biljnih vrsta. Ispitivanjem okeana utvrđeno je da živih organizama ima i na dubinama
preko 10.000 metara (10 km.). U atmosferi ih takođe ima do 2,0 km visine, kao i do 6
metara dubine, osim u šupljinama u kojima dopire vazduh u kojima ima živih
organizamai na znatno većim dubinama.

Biosferu čini živi svet na Zemlji. Biosferu sačinjavaju delovi ostalih Zemljinih sfera koje
su naseljene živim bićima. Odlikuje specifičnom strukturom, koja se ogleda u određenom
prostornom rasporedu bioma: horizontalnom i vertikalnom. Horizontalan raspored bioma
određen je, pre svega, klimatskim uslovima. Idući od ekvatora ka polovima, može se
uočiti izvesna pravilnost u rasporedu različitih bioma na obe Zemljine polulopte.
Vertikalni raspored ekosistema na kopnu u skladu je sa horizontalnim rasporedom bioma
od ekvatora ka polovima. Od podnožja do planinskih vrhova temperatura opada i menja
se klima pa se u skladu sa tim smenjuju i ekosistemi. Tako se lišćarske i četinarske šume
smenjuju livadama i pašnjacima, a planinske tundre i zona večnog leda nalaze se na
vrhovima planina.

Proučava je više nauka od kojih su najbitnije biologija, biogeografija (proučava
rasprostiranjenost organskog sveta na Zemlji i uslove koji su na to uticali, a to su na prvom
mestu, tlo i klima) i paleologija (koja izučava nastanak i razvitak pojedinih komponenata
prirodne sredine u davnoj prošlosti).




Sl. 39. Zemlja - geosfere



 Unutrašnje sfere su:
- Litosfera - Zemljina kora (površinski Zemljin pokrivač, prosečne debljine 40 km (30-
70 km) u području kontinenata i 10-12 km u okeanskim područima, Njen gornji deo
izgrađuju stene uglavnom granitnog sastava uz malo učešće sedimenata,
SIAL zona - Gornji deo litosfere
SIMA (bazaltna) zona - Donji deo litosfere
- Omotač (plašt) (unutrašnji deo Zemlje koji od granice sa litosferom doseže do dubine
od 2.900 km. Donji deo omotača naziva se mezosfera, a srednji deo koji ide od granice
sa mezosferom do dubine od oko 400 km naziva se astenosfera).
- Srednji sloj (pruža se od dubine od 2.900 km do središta Zemlje. Sastoji se od gvožđa
i nikla - NiFe zona).
Ō Zemljina kora ima vrlo različitu debljinu u zavisnosti od područja. Tamo gde su
kontinenti, veoma je debela, a tamo gde su okeani je potopljena i tanja.
Zato Zemljina kora nije glatka. Na kontinentima i pod morem formira planine, doline,
ravnice... Time se oblikuje reljef Zemlje. Na primer, Everest je najviša tačka na planeti sa
8.848 m, a Marijanski rov je najdublja tačka na 11.022 m u Tihom okeanu.

48. 48/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Reljef Zemlje vremenom se menja zbog dva faktora:
1. Unutrašnjeg: kora, koja se nalazi na skoro rastopljenim materijalima, ponekad puca.
2. Spoljašnjeg: dejstvo vode, vetra i čoveka.

Unutrašnjost Zemlje sastoji se od niza slojeva različitih fizičkih svojstava, slika 40:
- u centru, jezgro, koje čini 17% Zemljine zapremine i koje je podeljeno na čvrsto
unutrašnje jezgro i tečno spoljašnje jezgro;
- zatim omotač (plašt), koji čini najveći deo Zemljine zapremine, 81%, i koji se deli na
čvrsti donji omotač i uglavnom plastični gornji omotač, ali čiji je u potpunosti gornji
deo čvrst;
- konačno, kora (ili litosfera), koja zauzima manje od 2% zapremine i koja je čvrsta.




Sl.40. Zemlja se sastoji od niza slojeva različitih fizičkih svojstava i diskontinuiteta

Plastični sloj gornjeg omotača naziva se astenosfera, dok zajedno dva čvrsta sloja iznad
njega, čvrsti sloj gornjeg dela gornjeg omotača i Zemljine kore, čine litosferu.

Prepoznajemo dva tipa Zemljine kore:
- kontinentalnu koru, onu koja se nalazi na nivou kontinenata, koja je deblja zbog svoje
manje gustine (granitne stene srednje gustine od 2,7 do 3 g/cm
3
) i koja se naziva SIAL
(silicijum-aluminijum) i
- okeansku koru, onu koja otprilike leži ispod okeana, koja je formirana od bazaltnih
stena gustine 3,2 g/cm
3
i koja se još naziva i SIMA (silicijum-magnezijum).
Sedimentni pokrivač je tanak film sedimenata koji nastaju i redistribuiraju na površini
kore raznim uzročnicima erozije (dejstvo vode, vetra, leda i čoveka).

49. 49/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Ō Debljina Zemljine kore je zapravo prilično promenljiva - varijabilna i kreće se od 5-
10 km u okeanskim regionima do 20-70 km za kontinentalnu koru.

Granica kora-omotač naziva se Mohorovičićev diskontinuitet (ili „Moho“), po
njegovom otkrivaču A. Mohorovičiću. Odvaja hemijski različitu koru (stene sa visokim
sadržajem silicijum dioksida) od mafičnog omotača (sa visokim sadržajem magnezijuma
i gvožđa i niskim sadržajem silicijum dioksida). Zbog razlika u hemijskom sastavu,
seizmička brzina se značajno razlikuje iznad i ispod Mohoa.
Ō Debljina litosfere je nešto manja od 100 km za većinu okeanskih i tektonski aktivnih
područja i znatno deblja u drevnim kontinentalnim regionima. Vrednost od 100 km
predstavlja koristan prosek za celu Zemlju. Imajući na umu da je donja litosfera deo
gornjeg omotača.
Ō Iako je omotač gotovo svuda čvrst (što dokazuje širenje smičućih talasa kroz omotač),
unutar astenosfere (odmah ispod litosfere), omotač u mnogim regionima može biti
delimično otopljen i ponaša se kao „meki” sloj u odnosu na čvršću litosferu iznad i niži
omotač ispod. Celi omotač se sastoji od silikatnih stena bogatih magnezijumom i
železom. Mineral olivin (i srodne faze visokog pritiska) je najverovatnije glavni sastojak.
Ō Prelazna zona je područje od dubine od oko 400 do 670 km u kojem se fizička svojstva,
kao što je seizmička brzina, brzo menjaju sa dubinom, prvenstveno u nizu naglih porasta
koji odgovaraju faznim promenama u strukturi magnezijuma i silikatnih stena bogate
železom koja čini omotač.
Do empirijskih podataka o unutrašnjoj građi Zemlje je skoro nemoguće doći. Najveća
dubina dostignuta u rudnicima sa podzemnom eksploatacijom iznosi 3 - 4.000 m, a
najdublje bušotine koje su na današnjem tehnološkom nivou izvedene, su dubine do 10-
12 km od površine Zemlje. Posmatrajući ove brojke, a poznavajući dimenzije Zemlje,
jasno je da je čovek do danas svojim dostignućima samo˜“zagrebao" po površini naše
planete. Međutim, posrednim istraživanjima, koja se zasnivaju pre svega na proučavanju
brzine prostiranja seizmičkih (zemljotresnih) talasa kroz sredine različite gustine, danas
može se sa dosta sigurnosti govoriti o unutrašnjoj građi Zemlje.
Sastav zemljine kore je prilično dobro poznat proučavanjem stena koje formiraju
površinu Zemlje, kao i brojnim bušotinama. Naše znanje o omotaču i jezgru je, međutim,
ograničenije. Uprkos svim naporima u tom smislu, nijedno bušenje još nije prešlo Moho
diskontinuitet.
Dakle, unutrašnjost Zemlje sastoji se od određenog broja slojeva koji se međusobno
nadopunjuju, koji se razlikuju po čvrstom, tečnom ili plastičnom stanju, kao i po svojoj
gustini. Kako to znamo? To je svojevrsna ehografija unutrašnjosti Zemlje koja je
ustanovljena polazeći od ponašanja seizmičkih talasa tokom potresa. Seizmolozi
Mohorovičić, Gutenberg i Leman uspeli su da odrede stanje i gustinu slojeva proučavajući
ponašanje ovih seizmičkih talasa. Brzina širenja seizmičkih talasa je funkcija stanja i
gustine materije. Neke vrste talasa šire se podjednako u tečnostima, čvrstim materijama i
gasovima, dok se druge vrste šire samo u čvrstim materijama. Kada to postoji potres na
površini Zemljine kugle, postoji emisija talasa u svim smerovima.
Nagli prekid širenja S talasa na granici između omotača i jezgra ukazuje na to da
prelazimo iz čvrstog (donji omotač) u tečno (spoljašnje jezgro). Progresivno povećanje
brzine P i S talasa u omotaču ukazuje na povećanje gustine materijala kako se ulazi dublje
u ovaj omotač. Nagli pad brzine P-talasa na kontaktu omotača i jezgra povezan je sa
promenom stanja materije (iz čvrstog u tečno), ali relativne brzine nastavljaju rasti, što

50. 50/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
ukazuje na povećanje gustine. Detaljnije, na kontaktu litosfera-astenosfera, postoji blagi
pad u brzinama širenja P i S talasa koji odgovara promeni od čvrstog materijala (litosfera)
u plastični materijal (astenosfera).

U Zemlji, kako je rečeno, kao kosmičkom telu, može se razlikovati nekoliko spoljašnih i
nekoliko unutrašnjih geosfera. Spoljašnje geosfere su: atmosfera, hidrosfera i biosfera, a
unutrašnje geosfere su: Zemljino jezgro (pirosfera) i Zemljina kora (litosfera), sl.39 i 40.
Unutrašnje geosfere Zemlje su:zemljino jezgro-pirosfera i zemljina kora - litosfera, sl.43.
Pirosfera je unutrašnji deo Zemlje, neposredno ispod litosfere, za koju se smatra da je
pastozna, skoro čvrsta i sastavljena od magme. Nju čini spoljna masa različitih minerala
i elemenata. Na osnovu merenja i drugih podataka utvrđeno je da pirosfera ima zakonsku
građu i da su u njenom jezgru najzastupljeniji teži elementi. Zapreminska težina NiFe-a
je 11,5 g/cm
3
a periferni deo pirosfere samo 3,3 g/cm
3
. U zemljinom jezgru vladaju i
najveći pritisci od 3.500.000 atmosfera, a sve su manji prema obodu pirosfere, gde iznose
500.000 atmosfera. Temperatura pirosfere raste od oboda ka centru i iznosi 1.200-
6.000
0
C.

Pirosfera (ili srednja ljuska) deli se na dve sferne zone: spoljna - krofesima, izgrađena
uglavnom od oksida gvožđa u znatnoj meri pomešanog sa hromom, silicijumom i
magnezijumom (Cr, Fe, Si, Mg) i unutrašnju zonu - nifesima, u čiji sastav ulazi, pored
elemenata krofesime, i element nikal (Ni). Centralni deo Zemlje čini jezgro izgrađeno od
nikla Ni i gvožđa Fe - “NiFe” sfera.





















Sl.41. Položaj pirosfere u građi Zemljine kore

Na osnovu petroloških, geohemijskih i geofizičkih proučavanja utvrđeno je da Zemlja
ima slojevitu građu koju čine: jezgro, omotač i kora.



51. 51/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Zemljina kora - litosfera
Kora - spoljna zona Zemljinog omotača, tj. gornji deo litosfere. Kora može biti vulkanska
(subaerijska ili okeanska) ili kontinentalna.
Gornji omotač
⁎ Litosfera je deo Zemlje iznad astenosfere, koju grade gornji deo gornjeg omotača i kora
i može se posmatrati kao mozaik ploča koje su ograničene okeanskim riftovima,
subdukcionim zonama i transformnim rasedima.
Litosfera se na osnovu mineralnog i hemijskog sastava, strukture i fizičko-mehaničkih
svojstava deli na okeansku litosferu i kontinentalnu litosferu.
- Okeanska litosfera nalazi se ispod okeanskih područja u kojima je razvijen okeanski
tip kore. Debljina okeanske litosfere varira od oko 50 km u zoni širenja ploča, do 125
km u područjima dalje od razmicanja ploča gde je starija.
- Kontinentalna litosfera nalazi se ispod kontinenenata i znatno je starija od okeanske
litosfere. Debljine je od oko 80 km do 200 km. Uglavnom je izgrađena je od metamorfnih,
sedimentnih i kiselih magmatskih stena bogatih silicijom, aluminijom, kalcijumom i
alkalijama: gnajseva, mikašista, granita, peščara, glina, krečnjaka itd.


Sl.42. Kora i gornji omotač Zemlje - Litosfera i unutrašnje geosfere Zemlje-jezgro, iz :Wicande,
R&Monroe,J.S. (1999):Essentials of Geology
Litosfera ili Zemljina kora je spoljašnji kameniti omotač Zemlje. Geomehaničkim
metodama merenja utvrđeno je da njena debljina varira od 0 (6) do 40-60 km. i da je
osetno tanja na dnu okeana. U njoj se, po sastavu i fizičkim svojstvima, razlikuju dve
zone: SiAl i SiMa zona.
- U sastavu spoljašne SiAl zone (od 0-25 km) preovlađuju jedinjenja silicijuma i
aluminijuma. Specifična težina joj je 2,7 g/m
3
što je skoro dva puta manje od srednje
specifične težine Zemlje (5,52 g/m
3
), jer je ona pretežno izgrađena od kiselih magmatskih
stena, kristalaških škriljaca i sedimentnih tvorevina. Temperatura u SiAl zoni varira od
- 90
0
C na polovima, do +700
0
C u najdubljim delovima zone.
- U sastavu dublje SiMa zone (25-35 km) preovlađuju jedinjena silicijuma i magnezijuma,
pa je ona po njima i dobila ime. Pritisci u njoj dostižu i do 20.000 atmosfera, a temperature
do 1.200 0C. Specifična težina SiMa zone iznosi 2,95 g/cm3. Izgrađena je pretežno od
stena bazaltnog sastava.
Donji omotač tzv. Mezosfera
- od 2900 km do 1000 km
- smese bogate Fe i Mg
- vrlo vruć - temperature oko
2200° C do 1200° C
Gornji omotač - litosfera
- između astenosfere i kore
- zajedno sa korom čini
stenovitu celinu tzv. litosferu
ili tektosferu
Srednji omotač tzv. Astenosfera
- smatra se prelaznom zonom od
1000 km do dubine oko 400 km
- leži neposredno ispod litosfere
- relativno male gustine
- čvrsta litosfera pluta na sporo
pokretnoj astenosferi
- konvekciona strujanja u
astenosferi uzrokuju pomeranje
delova litosfere

52. 52/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Sl. 43. Građa Zemlje - poprečni presek

Na osnovu rezultata seizmoloških istraživanja mantl je podeljen na više slojeva. Ti
slojevi su sledeći: gornji omotač (33-410 km) (20-254 milja), prelazna zona (410-660
km), donji omotač (660-2.891 km), i na dnu poslednjeg nalazi se tzv. “D" sloj
promenljive debljine (prosečne debljine ~200 km. Pritisci su od 125 do 135 GPa.













Sl. 44. Građa Zemlje - poprečni presek (nije u razmeri)
Mantl ili omotač jezgra je debela ljuska, sastavljena od gustih stena, koja okružuje
spoljnje tečno jezgro, a nalazi se direktno ispod relativno tanke Zemljine kore. Proteže se
do 2.900 km dubine i zauzima 70% Zemljine zapremine.
Sl. 45. Građa Zemlje - unutrašnje sfere:1- litosfera (40- 6-70 km), 2- pirosfera (70-5.100) i 3 - jezgro

53. 53/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Granica između kore i omotača (mantla) naziva se Mohorovičićev diskontinuitet,
skraćeno Moho. Moho je granica na kojoj se brzina seizmičkih talasa naglo menja.
Dubina na kojoj se nalazi Moho varira od 5 km ispod okeana do 80 km u nekim
planinskim regijama poput Tibeta. Deo omotača koji se nalazi tačno ispod kore sastavljen
je od relativno hladnih stena. Ovaj snažni sloj izgrađen od kore i gornjeg omotača naziva
se litosfera i čija debljina takođe varira, ali u proseku se proteže do 100 km dubine.

Mohorovičićev diskontinuitet, koji se još naziva i Moho, je granična zona između
Zemljine kore i gornjeg dela Zemljinog omotača. Ime je dobila prema seizmologu Andriji
Mohorovičiću. On je otkrio ovaj diskontinuitet 1909. proučavajući zemljotres u
Pokupskom. Otkrio je da seizmogrami plitkih zemljotresa sadrže dva seta primarnih i
sekundarnih talasa - jedan set koji se kreće direktnom putanjom od hipocentra do
prijemnika, i drugi set koji se refraktuje na granici sa slojem velike brzine. Dubina
Mohorovičićevog diskoninuiteta varira između 5 km ispod okeana i 75 km ispod
najdebljih delova kontinentalne kore.
Dve putanje primarnih talasa, jedna direktna i jedna refraktovana na
Moho diskontinuitetu.


Sl. 46. Građa Zemlje - Moho diskontinuitet




Područje ispod litosfere koje se proteže do dubine od oko 250 km naziva se astenosfera.
U tom području seizmički talasi putuju sporije, pa se još naziva zona sporijih brzina (LVZ
- eng. low velocity zone). Po nekim pretpostavkama do usporavanja dolazi jer su stene u
astenosferi bliže tački topljenja nego one iznad ili ispod, a neki geolozi smatraju da su
stene u astenosferi delimično rastopljene. Ako je to tačno, onda je ta zona važna iz dva
razloga:
1. to je zona gde se stvara magma;
2. stene u toj zoni imaju relativno malu gustinu i zato mogu lakše plutati, što znači da
astenosfera deluje kao lubrikant za litosferne ploče.
Pored Moho diskontinuiteta u unutrašnjosti Zemlje postoje i drugi diskontinuiteti, sl.47.

Diskontinuiteti geosfere su prelazna područja smeštena između slojeva i podslojeva
geosfere. U njima dolazi do promene sastava. Osim toga, upravo u diskontinuitetima
seizmički talasi variraju u smeru i brzini.












Sl. 47. Građa Zemlje - poprečni presek i diskontinuiteti (nije u razmeri)

54. 54/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Prema njihovoj lokaciji možemo ih podeliti na dva: diskontinuiteti prvog reda (nalaze se
između slojeva geosfere) i diskontinuitete drugog reda (locirani između podslojeva
geosfere).

Kako je rečeno, diskontinuiteti koji razdvajaju koru, omotač i jezgro - koji se deli na čvrsti
donji omotač i uglavnom plastični gornji omotač - posmatra se variranje brzina P i S talasa
i otkriva postojanje naglih promena u brzini talasa, koje odgovaraju površinama
razdvajanja materijala različite prirode i ponašanja. Ove promene odgovaraju seizmičkim
diskontinuitetima. Prisustvo ovih diskontinuiteta ukazuje na heterogenu konstituciju
Zemljine kugle.

Diskontinuiteti geosfere su sledeći:
- Mohorovičićev diskontinuitet: Nalazi se između kore i omorača - plašta.
- Gutenbergov diskontinuitet: Nalazi se između omotača i jezgra.
- Conradov diskontinuitet:Nalazi se između Sial i Sima kore, najbliže je zemljinoj
površini.
- Ponovni (Repetti) diskontinuitet: Nalazi se između astenosfere i pirosfere.
- Weichert diskontinuitet:Nalazi se između spoljašnjeg i unutrašnjeg jezgra.Najbliže je centru Zemlje.

1- Mohorovičićev diskontinuitet (Moho)

Mohorovičićev diskontinuitet (Moho) koji označava kontrast u gustini između Zemljine
kore i omotača. Ima nepravilne granice, negde je 65 km duboko ispod velikih planinskih
lanaca, a negde je 5 km na dnu okeana.
Ovaj diskontinuitet rasprostranjen je širom Zemlje. Odvaja koru i omotač.

2- Repetti diskontinuitet
Nalazi se između 800 i 1.000 km dubine. Odvaja gornji omotač od donjeg (astenosferu i
pirosferu).

3- Gutenbergov diskontinuitet

Gutenbergov diskontinuitet koji takođe označava značajan kontrast u gustini između
omotača i jezgra. Iznad 2.900 km P talasi trpe iznenadnu promenu u brzini širenja i S
prestaje da se širi; tu se nalazi taj diskontinuitet, koji odvaja omotač od jezgra (koje mora
biti u fluidnom stanju).

4- Wiechert-Lehmann diskontinuitet

Na dubini od oko 5.100 km dolazi do relativno značajnog povećanja brzine P talasa.
Odvaja spoljnje jezgro od unutrašnjeg jezgra, koje se proteže do centra Zemlje na oko
6.371 km.
Nalazi se između spoljašnjeg i unutrašnjeg jezgra. Najbliže je centru Zemlje.

Postoje i "manji" diskontinuiteti, ali nisu od velikog interesa, sloj niske brzine, koji
odgovara području između 100 i 250 km dubine u kojem dolazi do smanjenja brzine P i
S talasa.

Kao što je prikazano na skicama (zeleno), debljina Zemljine kore, u poređenju sa
debljinom ostalih slojeva (omotač - plašt i jezgro), je veoma mala. Na nju otpada manje
od 1% ukupne zapremine Zemlje. Kora pluta na omotaču, koji je masivniji i gušći. Kora
se sastoji od čvrstog materijala, ali ovaj materijal nije uvek isti. Može biti vulkanska
(subaerijska ili okeanska) ili kontinentalna.

55. 55/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)














Sl. 48. Građa Zemlje - diskontinuiteti geosfere sa nekim tehničkim podacima pojedinih slojeva

Ō Kontinentalna kora, čija debljina varira između 20 i 70 km, uglavnom je sastavljena
od bazaltnih stena. Kontinentalna kora, koja je deblja od okeanske, ima prosečnu debljinu
od oko 35 km i sastoji se uglavnom od granitnih stena koje su manje gustine od bazaltnih
stena.
Kontinentalni kopneni delovi, šelfovi (kontinentalni obod), mikrokontinenti; 41%
površine, prosečne debljine 35-40 km; ispod orogena 50-70 km (Andi 70-74 km, Alpi 65
km).

Sl.49. Zemljine sfere (spoljašne i unutrašnje)


Grade je sedimentni, granitni (granitsko-metamorfni,granitsko-gnajsni) i bazaltni
(granulitno - bazaltski) slojevi.
Sedimentni sloj je debljine 20-25 km, Granitni i bazaltni sloj - konsolidovana kora.
Granitni sloj je debljine 15-20 km (do 30 km).
Bazaltni sloj je debljine 15-20 km, (do 35 km)
Granica Zemljina kora/gornji mantl - Mohorovičićev diskontinuitet (M).
Granica između granitnog i bazaltnog sloja - Konradov diskontinuitet (K).

56. 56/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Sl.50. Zemljine sfere (okeanska i kontinentalna)
Ō Okeanska kora, kao što naziv govori, je uglavnom ispod okeana. Ima prosečnu
gustinu od oko 3 g/cm
3
. Stene koje je čine uglavnom su mlađe od stena koje čine
kontinentalnu koru, jer nema okeanske kore starije od 200 Ma.

Debljina 5-10 km, prosečno oko 7 km čine je tri sloja:
1. Nekonsolidovani sedimenti, debljine najviše 1 km, prosečno 0,3-0,4 km u prelaznim
oblastima prema kontinentu (obodna i unutrašnja mora) može da bude i znatno deblja
2. Drugi sloj (bazaltni), kontinuiran, debljine najčešće 1-2 km, mestimično do 4-5 km.
3. Pravi okeanski sastoji se uglavnom od stena tipa gabra i kontinuirano je
rasprostranjena. Debljine je do 5 km.
Postoje stene koje formiraju kontinentalnu koru koje su starije od 3,8 Ga. Kontinentalna
kora je deblja ispod kontinenata (u proseku 30-40 km), ali može dostići oko 70 km u
planinskim lancima (uglavnom Himalaji i Andi). Kora, koja je uglavnom sastavljena od
magmatskih stena (sedimentne stene predstavljaju vrlo mali postotak), podeljena je na
dva sloja. Gornji sloj se sastoji od granitnih stena, dok je donji sloj sastavljen od bazalta
(finozrne ekstruzivne stene nastale brzim hlađenjem lave) i diorita (stene istog sastava
kao i granit, ali sitnijih zrna i čestih nečistoća).
Sama kora nema veliki uticaj na Zemlju, ali njeno stalno kretanje, koje je uzrokovano
konvekcionim strujama omotača, za nas je fundamentalno. To je kretanje kore koje
proizvodi zemljotrese, vulkane, planinske lance i formira naše stanište (zonu ili region u
kojoj živi i razvija se bilo koje organizovano biće).

Konvekciona strujanja u omotaču (astenosferi) uzrokuju pomeranje delova litosfere, ona
su pokretačka snaga tektonike ploča.












Sl.51. Konvekciona strujanja u omotaču (astenosferi

57. 57/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Dakle, na osnovu petroloških, geohemijskih i geofizičkih proučavanja utvrđeno je da
Zemlja ima slojevitu građu koju čine: jezgro, omotač i kora.



















Sl. 52. Unutrašnja struktura Zemlje - Geosfera je slojevita u sfernim ljuskama
Unutrašnjost Zemlje sastoji se od određenog broja slojeva koji se međusobno
nadopunjuju, koji se razlikuju po čvrstom, tečnom ili plastičnom stanju, kao i po svojoj
gustini. Brzina širenja seizmičkih talasa je funkcija stanja i gustine materije. Neke vrste
talasa šire se podjednako u tečnostima, čvrstim materijama i gasovima, dok se druge vrste
šire samo u čvrstim materijama. Kada to postoji potres na površini Zemljine kugle, postoji
emisija talasa u svim smerovima.

Dva glavna domena širenja talasa su: površinski talasi, oni koji se šire na površini
globusa, u Zemljinoj kori, i koji izazivaju svu štetu povezana sa potresima, i telesni talasi
(talasi putuju kroz unutrašnjost Zemlje), i oni koji se šire unutar Zemlje i koji se mogu
zabeležiti na nekoliko tačaka na planeti.












Sl.53.Vrsta i brzina širenja seizmičkih talasa je funkcija stanja i gustine Zemljinih kora.

58. 58/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Postoje dve glavne vrste telesnih talasa: smičući talasi ili S talasi i kompresioni talasi ili
P talasi, koji uzrokuju svu štetu povezana sa zemljotresima i telesnim talasima, onima
koji se šire unutar Zemlje i koji se mogu zabeležiti u nekoliko tačaka zemaljske kugle.

Unutrašnja struktura Zemlje, kao i stanje i gustina materije, izvedeni su iz analize
ponašanja seizmičkih talasa. P talasi se šire u čvrstim materijama, tečnostima i gasovima,
dok se S talasi šire samo u čvrstim materijama. Takođe znamo da je brzina širenja
seizmičkih talasa proporcionalna gustini materijala u kojem se šire.

- Astenosfera se nalazi ispod litosfere. Mnogo je manje čvrsta od litosfere. Astenosfera
ima plastično ponašanje zbog delimičnog topljenja materijala omotača. Upravo u
gornjem delu astenosfere, gde je brzina seizmičkih talasa relativno mala, nalaze se
tektonske ploče koje čine deo litosfere.
⁎ Astenosfera (grčki- ŀŃθłνος - asthenos - „bez snage“, „slab“, i ŃŅŀιρŀ - sfera -
„lopta“) je područje Zemljine kore između 100 i 200 km (~ 62 i 124 milje ) ispod
površine - ali se može protezati i do 400 km (~ 249 milja) ) - to je slaba ili "meka" zona
u gornjem omotaču.
Astenosfera je jedan od unutrašnjih slojeva Zemljine kore koji se nalazi između litosfere
i mezosfere. Njegova funkcija je da omogući pomeranje kontinentalnih masa.

Dakle, leži odmah ispod litosfere, koja je uključena u kretanje ploča i izostatička
podešavanja. Uprkos toploti, pritisci ga drže plastičnim, a ima relativno malu gustinu.
Seizmički talasi čija se brzina smanjuje sa smanjenjem čvrstoće medija, prolaze relativno
sporo kroz astenosferu, znak koji je prvobitno upozorio seizmologe na njegovo
prisustvo; zato je dobila naziv zona male brzine.


Sl.54. Šematski prikaz litosfere: Gornji omotač, slika iz materijala Prof. Dr D. Milovanovića

59. 59/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Astenosfera je zona malih brzina seizmičkih talasa, zbog prisustva magmatskog
rastopa,tj. izgrađena je od parcijalno rastopljenih stena. Astenosfera, pošto je polutečna,
omogućava kretanja okeanske i kontinentalne litosfere koje po njoj “plivaju”.
Oscilirajuća funkcija astenosfere je od velike važnosti, jer njen proces konvekcije
interveniše u atmosferi kretanjem kontinentalnih ploča i okeana. Takođe utiče na
klimatsku izloženost planete, stvara nove teritorije i pospešuje rast biljnog sveta.

Ispod kontinentalne litosfere astenosfera je debljine oko 30-50 km, dok je ispod okeanske
litosfere deblja, do 100 km. U području razmicanja okeanske i kontinentalne litosfere
astenosfera se nalazi na znatno manjim dubinama. Ispod tankih okeanskih ploča
astenosfera je obično mnogo bliže površini morskog dna, a na srednjem okeanskom
grebenu uzdiže se do nekoliko kilometara od okeanskog dna. To je najobilniji deo
Zemljine površine.
Veruje se da je gornji deo astenosfere zona po kojoj se kreću velike čvrste i krte
litosferske ploče Zemljine kore. Zbog visokih temperatura (800℃ - 1200℃), je
zatalasana i nestabilna, u njoj se nalazi tečna magma. Uzlazna strujanja magme dovode
do tektonske nestabilnosti.
Zbog uslova temperature i pritiska u astenosferi, stena postaje duktilna (silikatni
materijali), krećući se brzinom deformacije merenom u cm/god na linearnim
udaljenostima koje se na kraju mere hiljadama kilometara. Na taj način, teče poput
konvekcione struje, zračeći toplotu prema spolja iz unutrašnjosti Zemlje. Iznad
astenosfere, istom brzinom deformacije, stena se ponaša elastično i, budući da je krta,
može se lomiti, uzrokujući lomove. Smatra se da čvrsta litosfera "pluta" ili se kreće po
astenosferi koja sporo teče, stvarajući kretanje ploča kore opisano teorijom tektonika
ploča.









Sl.55. Astenosfera se nalazi između litosfere i mezosfere. Izvor:USGS (javno vlasništvo)

Ovaj sloj obično se prepoznaje po alternativnoj strukturi, budući da je u čvrstom stanju,
ali pod velikom temperaturom i pritiskom i prilagođava se oblikujućem (plastičnom)
obliku, stvarajući izostaziju, gravitacioni proces koji uravnotežuje koru i susedni omotač
Zemlje.

Iako se na njegovo prisustvo sumnjalo još 1926. godine, svetska pojava astenosfere
potvrđena je analizama potresnih talasa od velikog čileanskog zemljotresa 22.05.1960.
god.

Izostazija (grč. isostasius - u ravnoteži sa) je stanje ravnoteže masa, blokova Zemljine
kore, u odnosu na potkorne fluidalne mase (delove omotača) po kojima pluta. Budući da
su stene kore lakše od stena omotača, može se reći da kora “pluta” na omotaču, tj.
direktno zavisi od njihove debljine, veličine, gustine, dubine kore, tj. od čvrste Zemljine
kore sa različitim fizičko-mineraloškim osobinama i njihovog odnosa prema raspodeli

60. 60/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
masa u fluidalnom potkornom delu preko koga u izvesnom smislu plivaju (slično
hidrostatičkom ravnotežnom stanju).
U tom smislu, delovi kore se dižu ili spuštaju sve dok se ne uspostavi ravnotežno stanje
(izostazija), odnosno sve dok težina bloka kore ne bude jednaka težini potisnute fluidalne
mase. Takva vertikalna kretanja kore se još se zove i izostatičko podešavanje (isostatic
adjustment).










Sl.56. Šema prikaza izostazije - prema arhimedovom zakonu potiska - plutanja.

Jezgro je središnji deo Zemlje, između 2.900 i 6.371 km i deli se na:
- unutrašnje jezgro (između 5.140 i 6.371 km dubine) koje gradi samo 1.7% mase Zemlje i
- spoljašnje jezgro (između 2.900 i 5.140 km) koje gradi 30,8% mase zemlje.
















Dakle, Zemljino jezgro se, prema većini istraživača, može podeliti na spoljašnje, tečno,
gustine oko 10 g/cm
3
i unutrašnje, čvrsto, gustine13 g/cm
3
.

Unutrašnje i spoljašnje jezgro često se nazivaju i barisfera - prečnik oko 3.500 km.

Omotač gradi oko 84% zapremine, odnosno 67% mase Zemlje. Na osnovu hemijskog,
odnosno mineralnog sastava i fizičkog stanja, deli se na donji omotač i gornji omotač.
- Donji omotač je deo Zemlje između 670 i 2.900 km dubine i gradi 49,2% mase Zemlje.
- Gornji omotač je deo Zemlje od 0 km dubine do 670 km.


* Unutrašnje (čvrsto) jezgro:
- uglavnom od Fe
- gornja granica dubina od 5.080 km
- gustine oko 13 kg/m
3

- temperatura je blizu 6000°C
* Spoljašnje (rastopljeno) jezgro:
- smatra se metalnom tečnom masom Fe i Ni i elemenata
manje atomske mase npr. kiseonika, sumpora....
- gustine oko 10 kg/m
3

- granice su na dubini od 5.080 km do 2.900 km
Unutrašnje i spoljašnje jezgro često se nazivaju barisfera.

61. 61/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
NPOMENA:

Litosfera - Zemljina kora litosfera (površinski Zemljin pokrivač) predstavlja spoljašnju,
stenovitu geosferu. Njena debljina u kontlnentalnim delovima dostiže 30 do 70 km, dok
ispod okeanskog dna iznosl svega 8-10 do 10-12 km. Jasnija slika o proporcijama
Zemljine kore u odnosu na celokupnu planetu može se dobiti ako se pretpostavi da je
Zemlja lopta prečnika 2 m. U tom slučaju debljina litosfere kreće se od 3 do 20 mm.

Građevinski zahvati, građevinski materijali, kao i inženjerskogeološki procesi i pojave
koji bitno utiču na stabilnost građevinskih objekata vezani su za litosferu i to za njenu
površinsku zonu. Zbog toga je predmet inženjersko-geoloških istraživanja skoro
isk1jučivo baš ova zona.

2.2.3. Gustina Zemlje, g/cm
3

Zemljino jezgro se, prema većini istraživača, može podeliti na spoljašnje, tečno, gustine
oko 10 g/cm
3
i unutrašnje, čvrsto, gustine13 g/cm
3
.

Gustina Zemlje razlikuje se u različitim sferama.Tako se ona u Zemljinoj kori kreće od
2.7-3.0 g/cm
3
, dok u jezgru iznosi i do 13 g/cm
3
. Smatra se da je srednja gustina negde
oko 5.5 g/cm
3
. Poznavanje eve osobine je važno zbog proučavanja brzine kretanja
seizmičkih talasa koja direktno zavisi od gustine sredine.





Sl. 57. Unutrašnja struktura Zemlje - Geosfera je slojevita u sfernim ljuskama
Gustina Zemlje. Prosečna gustina Zemlje je 5,5 puta veća od gustine vode, 5 puta veća
od gustinne Venere i 3,9 puta veća od Marsa. Procenjuje se da se povećanje gustine sa
dubinom, što je u dobrom skladu sa ukupnom masom Zemlje, momentom inercije,
seizmičkim svojstvima i stišljivošću, raspodeljuje na sledeći način. Prosečna gustina
zemljine kore (barem u njenom gornjem delu do dubine od 32 km) iznosi 3,32 g/cm
3
,
ispod površine Mohorovičića se stalno povećava (ovaj obrazac je donekle narušen na
nivoima od 415 i 988 km). Na dubini od 2.900 km postoji granica između plašta i
spoljašnjeg jezgra, gde se prati oštar skok gustine od 5,68 do 9,57 g/cm
3
. Od ove oznake
do granice između spoljašnjeg i unutrašnjeg jezgra na dubini od 5.080 km, gustina se
nastavlja kontinuirano povećavati (iznosi 11,54 g/cm
3
na dubini od 4.830 km). Gustina
unutrašnjeg jezgra procenjuje se na 14 do 17 g/cm
3
.

62. 62/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
2.2.4. Hemijski sastav Zemlje i Zemljine kore

Hemijski sastav Zemlje je veoma složen. U njenoj građi učestvuje preko stotinu različitih
elemenata i na hiljade njihovih jedinjenja. Međutim, njihova zastupljenost u pojedinim
zonama Zemlje veoma je neravnomeran. Smatra se da svega 9 (devet) elemenata čini
preko 99% celokupne Zemljine mase. Najviše je gvožđa Fe (oko 40%) zatim kiseonika
O2 (oko 28%), silicijuma Si (oko 14%), magnezijuma Mg (oko 9%), nikla Ni, kalcijuma
Ca, aluminijuma Al, sumpora S, natrijuma Na i ostalih elemenata - ukupno oko 9%, sl.
58.

Procentualna zastupljenost elemenata u Zemljinoj kori je osetno različita od njihovog
učešća u masi cele Zemlje.

Srednji hemijski sastav Zemlje određen je na osnovu:
- geofizičkih podataka o njenoj građi,
- sastava meteorita
- geohemijskog karaktera hemijskih elemenata.
O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg - 99% litosfere
- u omotaču je skoncentrisana silikatna faza
- u jezgru je metalna faza, a između njih je raspoređena
- sulfidna faza.

U stenama zemljine kore više ima hemijski vezanog kiseonika i silicijuma, zatim gvožđa,
aluminijuma, kalcijuma, natrijuma, kalijuma i magnezijuma (ukupno oko 97%), mnogo
manje ostalih elemenata (oko 3%).







Sl. 58. Hemijski sastav Zemljine kore i omotača

63. 63/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
U tabeli 3 prikazan je hemijski sastav Zemlje - litosfere, hemijski sastav Zemljine kore
(po Mejson, B., 1950.).

Tabela 3 - Hemijski sastav Zemlje - litosfere, hemijski sastav Zemljine kore (po Mejson, B., 1950.)


2.2.5. Toplotna svojstva Zemlje (T
0
C)

Temperatura Zemlje (t) je rezultat delovanja dva izvora, Sunca i stalnih radioaktivnih
procesa u Zemljinoj unutrašnjosti.
- toplotna energija Sunca deluje na površinu litosfere, ali se njen uticaj odražava i plitko
pod površinom; ispod površine zona u kojoj je T = const. i uglavnom odgovara srednjoj
godišnjoj temperaturi posmatranog područa (granična zona-neutralni temperaturni
sloj).
- od neutralnog sloja temperatura Zemlje raste sa povećanjem dubine.

Ō geotermički stepen - dubinski razmak u m potreban radi povećanja temperature za
1
0
C; u proseku za Evropu 32,3 m















Sl. 59.Temperatura Zemlje - geotermički stepen (gradijent)
ELEMENT SIMBOL TEŽ %
KISEONIK O 46.60
SILICIJUM Si 27.72
ALUMINIJUM Al 8.13
GVOŽĚE Fe 5.00
KALCIJUM Ca 3.63
NATRIJUM Na 2.83
KALIJUM K 2.59
MAGNEZIJUM Mg 2.09
UKUPNO 98.59
TITAN Ti 0.440
VODONIK H 0.140
FOSFOR P 0.118
MANGAN Mn 0.100
FLUOR F 0.070
SUMPOR S 0.052
STRONCIJUM Sr 0.045
BARIJUM Ba 0.040
UGLJENIK C 0.020
HLOR Cl 0.020
OSTALI 0.353
UKUPNO 100.000

64. 64/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Dakle, u površinskom delu litosfere oseća se (utiču) delovanje dva osnovna izvora
toplote: spoljašni - sunčeva energija i unutrašnji - unutrašnji procesi raspadanja Zemljine
kore - radioaktivno raspadanje elemenata, užarena lava, topla voda i dr.
Sunčeva toplota na površini Zemlje prisutna je svuda, samo je na različitim
geografskimširinama različitog intenziteta. To dolazi otuda što Zemlja, u toku rotacije
oko Sunca i oko svoje ose, njen položaj prema Suncu, pa se razni delovi u pojedinim
godišnjim dobima i u toku dana i noći različito zagrevaju. Tako se tropski predeli više
zagrejavaju od polarnih delova, danju više nego noću, južne strane (prisojne) planina od
severnih (osojne) itd.
U umerenom klimatskom pojasu, gde se nalazi i naša zemlja, sunčeva energija prodire do
dubine 20-30 metara. Dublji delovi Zemljine kore dobijaju toplotu iz pirosfere. Uprkos
tome što sunčeva toplota prodire veoma plitko u zemljinu koru, ona ima izuzetan značaj
za razvoj i opstanak života na našoj planeti.

Po toplotim svojstvima, u Zemljinoj kori može se izdojiti četiri temperaturne zone, sl. 60.
Prva zona, na samoj površini Zemljine kore, debela je samo nekoliko decimetara pa do
2-5 metara. Zove se zona dnevnih oscilacija temperature.















Sl.60. Dijagram promene temperature sa dubinom u Zemljinoj kori:1- spoljna temperatura;
2- unutrašnja teperatura. a-dnevna kolebanja temperature; b - zona sezonskih kolebanja temperature;
c- neutralna zona; d-zona geotermičkog stepena

Druga zona je zona sezonskih uticaja. U njoj se osećaju promene temperature sa smenom
godišnjih doba. Debela je oko 25-30 metara (kod nas oko 25 m). Ova zona je poznata pod
nazivom heliotermički sloj.

Treća zona je zona postojane (neutralne) temperature. U svako godišnje doba u njoj je
temperature ustaljenai jednaka je srednjoj godišnjoj temperature vazduha na samoj
površini Zemljine kore, iznad odgovarajuće lokalnosti. U Beogradu ta zona se nalazi na
dubini od 12-15 metara, u Kikindi 17,5 m., u Oregonu 6,7 m, i Alabami (SAD) 137 m.
Srednja - najčešća dubina neutralne zone je 25-30 m.

Četvrta zona je najdublja i neuporedivo deblja od ostalih. To je zona sa stalnimporastom
temperature. Mnogim merenjima temperature u istražnim i ekspoatacionim bušotinama,
rudnicima i drugim podzemnim objektima utvrđeno je da se, u proseku na svaka 33 m, sa
porastom dubine temperature Zemljine kore povećava za 1
0
C. Ovaj broj, koji označava u
metrima povećanje promene temperature za 1
0
C naziva se geotermijski (geotermski)
stepen.

65. 65/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Temperatura Zemlje raste prema unutrašnjosti zbog radioaktivnih procesa u omotaču
(plaštu) i jezgru. Neutralni sloj konstantne temperature je na dubini 25 do 30 m. Na 20
km temperatura je 600
0
C, na 100 km 1400
0
C, na 500 km 1800
0
C, a u jezgru do 5000
0
C.

Geotermijski stepen je dubinski razmak za povećanje temperature od 1
0
C, a obično je
27- 32 m što je važno u gradnji tunela, a posebno u rudarstvu.

Veličina geotermijskog stepena može se mestimično menjati i često odstupa od prosečne
vrednosti (Beograd - 12-15, Kikinda - 17,5, Oregon - 6,7 m, Alabama 137 m itd.
Geotermijski gradijent je porast temperature za neki razmak (obično za 100 m).

2.2.6. Gravitacija Zemlje

Na površini Zemlje oseća se delovanje dveju međusobno suprotnih sila: zemljine teže i
centrifugalne sile. Zemljina teža ili gravitacija, deluje od periferije ka centru Zemlje,
saglasno Njutnovom zakonu opšte gravitacije, a centifugalna sila, koja se javlja kao
posledica rotacije Zemlje, deluje ka periferiji. Najjača sila gravitacije je na polovima 9,83
m/s
2
, a najslabija na Ekvatoru 9,73 m/s
2
. Na 45
0
geografske širine je 9,80 m/s
2
.

Gravitacija je i sila kojom planeta Zemlja privlači i drži sve materijalne stvari (živa bića
i predmete) na svojoj površini a nazivamo je Zemljina teža. Sva materijalna tela poseduju
silu gravitacije, ali su te sile daleko manje nego sila Zemljine teže, koja se oseća i na 80
000 kilometara udaljenosti od njene površine. Gravitaciona sila Sunca još je veća, jer
Sunce pomoću nje drži "na okupu" sve planete Sunčevog sistema koje usled ove sile u
svom kretanju kruže oko Sunca. Jačina gravitacione sile između, na primer, dva tela zavisi
od mase tih tela i udaljenosti između njih. Generalno, cela struktura univerzuma se bazira
na gravitaciji.

Gravitacija ili sila teže jedna je od četiriju osnovnih sila (fundamentalne interakcije).
Gravitacija (prema lat. gravitas: težina) je sila uzajamnog privlačenja između masa. Po
Isaku Njutnu (Isaac Newton), gravitacija je osnovno svojstvo mase. Sila teže samo je
jedan specijalan slučaj opšteg zakona gravitacije. Po Albertu Anštajnu (Einstein),
gravitacija je posedica zakrivljenosti prostora. Gravitaciona sila drži planete u orbiti oko
Sunca.














Sl. 61. Sunčev sistem-nebeska tela koja kruže oko njega: planete i njihovi sateliti,asteroidi, komete,
meteoroidi, kao i međuplanetarna prašina i gas.
U svetu mikroskopskih veličina, gravitacija je najslabija od četiri osnovne sile prirode. U
makroskopskom svetu deluju jedino gravitacione i elektromagnetne sile. Za razliku od
elektromagnetnih sila, gravitacione sile su uvek privlačne.

66. 66/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Dva tela se privlače uzajamno silom koja je proporcionalna proizvodu njihovih masa, a
obrnuto proporcionalna kvadratu njihovog međusobnog
rastojanja.
Isak Njutn definisao je krajem 17. veka (u studiji Matematički
principi prirodne filozofije (lat. Philosophiae Naturalis Principia
Mathematica), objavljena 1687., u kojoj opisuje univerzalnu
gravitaciju i tri zakona kretanja. U toj studiji su postavljeni
temelji klasične (Njutnove) mehanike i poslužila kao primer za nastanak i razvoj drugih
modernih fizičkih teorija. Izuzetno je jednostavan i odlično aproksimativan proračun sila
gravitacije (izuzev za brzine bliske brzini svetlosti), tako da se i danas koristi. Po Njutnu
se jedinica sile naziva „Njutn“ i obeležava velikim slovom N što je ekvivalentno sa
kg•m/s², gdje je:
- F - uzajamna sila privlačenja između dva tela (kg), i vredi F = F1 = F2,
- G - univerzalna gravitacijska konstanta koja iznosi 6,67428 ×10−11 Nm
2
kg
−2
,
- m1 - masa prvog tela (kg),
- m2 - masa drugog tela (kg), i
- r - međusobna udaljenost između centra dva tela (m).

Jačina Zemljine teže utoliko je veća ukoliko je veća masa tela koje Zemlja privlači. Sila
Zemljine teže se smanjuje pri udaljavanju od Zemlje.

Jačina gravitacionog polja Zemlje, varira u zavisnosti od geografske širine. Prosečna
vrednost gravitacionog ubrzanja na površi Zemlje naziva se normalna vrednost, i iznosi,
prema definiciji, 9.80665 m/s
2
.

Na osnovu ovoga moglo bi se pomisliti da će se sa prodiranjem ka centru Zemlje
povećavati intenzitet sile teže (a samim tim i težine tela). Medjutim, dešava se obrnuto.
Ukoliko je telo na većoj dubini u Zemlji, sila Zemljine teže (kao i težina tela) je sve manja.
To se dešava jer njega ne privlači samo onaj deo Zemlje koji je ispod njega već i onaj
iznad njega. Kada bi se telo našlo u središtu Zemlje bilo bi u bestežinskom stanju, jer bi
tada na njega delovale jednake privlačne sile.

Dakle, Zemljina teža je najveća na površini Zemlje.








Sl.62. Gravitaciono polje i sila teže
Pravci vektora gravitacionog polja u bilo kojoj tački poklapaju se sa pravcem koji prolazi
kroz centar Zemlje. Smer vektora gravitacionog polja je ka centru Zemlje.
Gravitaciono polje Zemlje u bilo kojoj tački postoji, bez obzira na to da li se u toj tački
nalazi ili ne nalazi neko drugo telo.
Intenzitet gravitacionog polja ne zavisi od toga kolika je masa stavljena u datu tačku polja.
Zemlja je malo spljoštena na polovima pa jačina Zemljine teže veća je na polovima nego
na ekvatoru.

67. 67/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Poznato je da je Zemlja spljoštena na polovima i to za razliku u radijusu (pol - ekvator)
od 22 km. Dakle, na polovima je Zemlja "kraća" za 44 km u odnosu na ekvator ("širinu").
Isto tako znamo da se Zemlja vrti oko svoje ose, a to znači da na nas deluje centrifugalna
sila koja nas malo "diže" baš kao što bi nas ringišpil u
svakom trenutku mogao odbaciti prema spoljašnosti -
vani ako se ne pridržavamo, ili ako ga zavrtimo do takve
brzine da nas ni ruke više ne mogu zadržati na njemu.


Sl.63. Zemlja - centrifugalna sila





Centrifugalna sila je inercijska sila koja deluje na telo koje se kreće po kružnici, a
usmerena je radijalno (od središta prema spolja). Kod planeta imamo slučaj da je
centrifugalna sila proporcionalna udaljenosti od ose rotacije. Iz toga sledi da će sila biti
najveća na ekvatoru dok će na polovima biti jednaka nuli.
Sada kada to znamo, možemo izračunati veličinu-snagu centrifugalne akceleracije, kako
bismo videli koliko ona umanjuje akceleraciju slobodnog pada na ekvatoru, a to je i
odgovor na pitanje zašto je g različit na različitim geografskim širinama Zemlje. Kada
znamo poznate vrednosti.
Tabela 4 - Masa i radijusi Zemlje








Kao što je rečeno, na razlike akceleracije slobodnog pada učestvuju dva faktora.
Spljoštenost Zemlje i rotacija Zemlje oko svoje ose. Spljoštenost Zemlje ima dva puta
veći učinak na akceleraciju slobodnog pada g no što to ima rotacija Zemlje. Konkretno u
brojevima:
1. Spljoštenost Zemlje stvara razliku od 0.068 m/s
2
između pola i ekvatora - tj. na
ekvatoru je g manji za navedenu vrednost.
2. Rotacija Zemljie stvara razliku od 0.0337 m/s
2
između pola i ekvatora - tj. na ekvatoru
je g manji za navednu vrednost.

Sabiranjem ove dve vrednosti, dobije se da ukupna varijacija gravitacije između pola i
ekvatora i iznosi oko 0.1017 m/s
2
. Ako se uzme da je srednja vrednost za g = 9.80 može
se reći da je g jednak:
g = 9.80 ± 0.1017 m/s
2
.
Prema drugom Njutnovom zakonu sila koja deluje na telo je jednaka proizvodu mase i
ubrzanja tj. F=ma. To znači da je intenzitet gravitacionog polja Zemlje brojno jednak
ubrzanju koje telo dobija usled privlačne sile Zemlje. To se ubrzanje naziva ubrzanje
Zemljine teže i najčešće se obeležava sa g.


Ubrzanje Zemljine teže, kao i intenzitet gravitacionog polja, različito je na različitim
udaljenostima od centra Zemlje. Ali, na odredjenom mestu ubrzanje Zemljine teže ne
zavisi od mase tela na tom mestu.
Masa Zemlje 5.9736 10
24
kg
Radijus Zemlje (ekvatorski) 6378 km
Radijus Zemlje (polarni) 6357 km
g na severnom polu 9.83217 m/s
2

68. 68/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)




Sl. 64. Mase i gravitacija planeta (c) NASA

2.2.7. Magnetizam Zemlje
Magnetno polje Zemlje može se predstaviti kao polje magnetnog dipola, čiji se jedan pol
nalazi u blizini severnog geografskog pola, a drugi u blizini južnog geografskog pola.
Zamišljena linija koja spaja magnetne polove zaklapa sa osom rotacije Zemlje ugao od
11.3°, negde piše i 11,5
0
. Nastanak magnetnog polja Zemlje objašnjava geodinamička
teorija.








Sl. 65. Elementi magnetnog polja Zemlje
Prostor u kome se oseća dejstvo magnetnog polja Zemlje naziva se magnetosfera. Ona se
prostire nekoliko desetina hiljada kilometara u svemir. Magnetosfera štiti Zemlju od
štetnog dejstva Sunčevog vetra. Ima oblik vodene kapi - spljoštena je na strani koja je
okrenuta ka Suncu, a izdužena na suprotnoj.
Magnetni polovi Zemlje su mesta na Zemljinoj površi gde su magnetne linije sila
normalne na površinu Zemlje (odnosno na tangentnu ravan koja se može postaviti u toj
tački). Takođe može se reći da je na magnetnim polovima inklinacija jednaka 90° ili -90°.
Na magnetnim polovima bi kompas, čija igla osciluje samo u horizontalnoj ravni,
pokazivao različite pravce. Magnetni polovi nisu predstavljeni jednom tačkom, već delom
Zemljine kore, površine nekoliko kvadratnih kilometara.












Sl.66. Zemljina magnetosfera i geografski i magnetni pol Zemlje


Masa tela (kg)
Intenzitet grav. Polja
(m/s
2
)
Sila Zemljine teže
(N)
1. 75 9,81 F = m.g = 735,75 N
2. m = F/g = 60 kg 9,78 586,8
3. 20
G = F/m = 9,83 m/s
2

Jačine gravitacionog
polja Meseca
196,6
4. 100 9,81 F= mg = 981 N

69. 69/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Magnetni polovi Zemlje su mesta na Zemljinoj površi gde su magnetne linije sila
normalne na površinu Zemlje (odnosno na tangentnu ravan koja se može postaviti u toj
tački). Takođe može se reći da je na magnetnim polovima inklinacija jednaka 90° ili -90°.
Na magnetnim polovima bi kompas, čija igla osciluje samo u horizontalnoj ravni,
pokazivao različite pravce. Magnetni polovi nisu predstavljeni jednom tačkom, već delom
Zemljine kore, površine nekoliko kvadratnih kilometara.


Sl.67. Maksimalni, minimalni i sadašnji uglovni nagib Zemlje

Zemlja se ponaša kao relativno slab magnet (dipol)
- pozitivni pol je na južnoj hemisferi, a
- negativni pol je na severnoj hemisferi.
Geografski i magnetni polovi Zemlje se ne podudaraju
Sl.68. Magnetni polovi-ilustracija Zemljinog omotača i sile magnetnog polja

Južni magnetni pol se nalazi na 73° severne geografske širine i 100° zapadne geografske
dužine, na ostrvu Princa od Velsa, dok se severni magnetni pol nalazi na 70° južne
geografske širine i 148° istočne geografske dužine, na Antarktiku - južno od Novog
Zelanda. Iz tog razloga se geografski polovi nalaze na suprotnim Zemljinim hemisferama
u odnosu na magnetne polove, tj. severni geografski pol je dobio naziv po tome što se
nalazi na hemisferi prema kojoj se okreće severni kraj igle kompasa (koju privlači južni
kraj „Zemljinog magneta“). Analogno je i za južni geografski pol.
-
+

70. 70/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Lokacije magnetnih polova nisu statične. Godišnje pomeranje može iznositi i više od 15
km. Pozicije polova na različitim kartama obično nisu tačne, a precizno se određuju u
specijalizovanim institutima za geomagnetna ispitivanja.

Zemlja predstavlja relativno slab magnet, ipak dovoljno jak da deluje na magnetnu iglu
kompasa (busole) i da pobuđuje magnetna svojstva kod nekih mineral u Zemljinoj kori.
Jedan kraj magnetne igle busole uperen je stalno prema severnom polu. Pošto magnetni i
geografski polovi se ne poklapaju - udaljeni su za 11.3°. Taj ugao se zove deklinacija,
koja ima različite veličine, a zavisi od položaja tačke na Zemljinoj kori i ima različite
vrednosti. Kod nas je igla skrenuta za 8
0
ka zapadu.

Na Ekvatoru ima horizontalan, a na severnom polu potpuno vertikalan položaj.

GEOGRAFSKI I MAGNETNI POLOVI ZEMLJE
UGAO MAGNETNE
DEKLINACIJE
- ugao izmeĎu geografskog i
magnetnog pola

UGAO MAGNETNE INKLINACIJE
- ugao izmeĎu magnetnog meridijana
i horizontalne ravni

Sl.69. Geografski i magnetni polovi zemlje: ugao magnetne deklinacije i ugao magnetne inklinacije

GEOLOŠKI KOMPAS:
- na južnom (crvenom) kraku igle vidi se protivteg za poništavanje magnetne inklinacije





Sl.70. Geološki kompas

71. 71/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
2.2.8. Radioaktivnost Zemlje

Mnogobrojnim ispitivanjima uzoraka stena, minerala, zemljanih masa, vode i vazduha,
utvrđeno je prisustvo radioaktivnih materija u litosferi, hidrosferi, atmosferi i živim
materijalima. Pretežni deo radioaktivnosti dolazi od radioaktivnih elemenata: uran (U
238
),
torijum (Th
232
), kalijum (K
40
).
Iako su jonizujuća zračenja i radioaktivnost otkriveni još krajem prošlog veka, zračenje
kao oblik kontaminacije životne
sredine počinje naglo da zabrinjava
široku svetsku javnost tek posle užasa
atomskog bombardovanja Japana
1945. godine.
Široka primena radijacija i
radioaktivnosti, korišćenje nuklearne
energije, ali i opasni kvarovi u
nuklearnim elektranama u novije
vreme, pored svih pozitivnih tekovina,
alarmantno ukazuju i na ozbiljne
ekološke i zdravstvene posledice
nastalih kontaminacija.





















Sl.71. Elektromagnetni spektar- frekvencije jonizirajućih i mikro talasa

Pojam zračenja ili radijacija (lat. radius - zrak) podrazumeva emisiju zračenja ili čestica
iz nekog izvora. Zračenja vrlo visoke energije, koja su u stanju da direktno ili indirektno
stvaraju jone, nazivaju se jonizujuća zračenja.
Jonizujuća zračenja predstavljaju glavni uzrok »povreda« protoplazme koje nastaju u
materiji koja ih apsorbuje. Ove radijacije nastaju u nuklearnim reakcijama i procesima,
kao i posebnim laboratorijskim i industrijskim uređajima, a prisutna su i u kosmičkom
zračenju.
Radioaktivnost je osobina nekih hemijskih elemenata, odnosno materija, da emituju
nevidljive čestice ili zrake velike energije. Izotopi elemenata koji emituju jonizujuća
zračenja zovu se radioizotopi ili radionuklidi.

Izvori jonizujućeg zračenja su:
- alfa-čestice, krupne, pozitivno naelektrisane čestice,
- beta-čestice, sitnije, negativno naelektrisane čestice (elektroni) i
- gama-zraci, neutralni elektromagnetni talasi vrlo malih talasnih dužina (sl.72).

72. 72/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Gama - zracima su vrlo slični X-zraci, koji se dobijaju iz rendgen aparata. Značajni su i
neutroni, krupne nenaelektrisane elementarne čestice, sastavni delovi atomskih jezgara
koji kada su izvan njih postaju radioaktivni.













Sl.72. Vrste jonizirajućeg zračenja
Jedinica za merenje radioaktivnosti izvora naziva se bekerel (Bq). Jedan bekerel odgovara jednom
raspadu bilo kog radionukleida u jednoj sekundi. Doze zračenja se mere količinom energije
apsorbovane tkivima izloženih zračenju. Jedinica za merenje apsorbovane doze jonizujućeg zračenja,
odnosno energije unete radijacijom po gramu tkiva, naziva se grej (Gy). Jedan grej predstavlja
količinu energije unete jonizujućeg zračenja u jedinicu mase neke materije.

Velike doze koje organizmi prime u kratkim vremenskim intervalima (minutima ili satima) nazivaju
se akutne doze. Nasuprot njima, hroničnim dozama subletalne radijacije nazivaju se one doze koje se
mogu primati stalno tokom celog života.
Radioaktivnost drugih prirodnih radioaktivnih elemenata je veoma mali.
Postoje mnogi izvori jonizirajućeg zračenja. Zapravo sve stvari oko nas zrače, neke više,
neke manje.
Prema poreklu i izvoru, zračenja mogu biti prirodna i veštačka. Najveći deo ukupnog
zračenja koje prima svetsko stanovništvo vodi poreklo od prirodnih izvora.
Postoje tri osnovna izvora prirodne ili osnovne radijacije:
 kosmička radijacija,
 zemaljska ili radijacija iz Zemljine kore i
 zračenje iz radioaktivnih izvora koji se nalaze u tkivima živih bića.
Prva dva se nazivaju spoljašnjim, a treći unutrašnjim izvorom zračenja u odnosu na
čovekov organizam. U celini, zemaljski izvori imaju najveći udeo u izloženosti čoveka
prirodnoj radijaciji.
Zemaljska radioaktivnost potiče od prirodnih radioaktivnih elemenata koji se nalaze u
zemljištu, posebno u glinovitoj podlozi i stenama, i različita je na različitim delovima
Zemlje. Naročito je velika iznad naslaga uranove rude.

Osnovni izvori veštačkog zračenja su: nuklearni reaktori, nuklearne elektrane, zatim
rendgenski aparati, kao i nuklearno oružje korišćeno prilikom testiranja. Svi ovi veštački
izvori radioaktivnosti znatno su uvećali ukupne doze zračenja koje prima svaki pojedinac
i čovečanstvo u celini. Procenjuje se da je čovek svojim aktivnostima u nuklearnoj
energetici već dodao Zemlji radioaktivnost veću nego što su je sadržale njena prirodna

73. 73/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
atmosfera i hidrosfera, a da svi današnji nuklearni reaktori odgovaraju ukupnoj
radioaktivnosti tla sa kojim se neposredno dolazi u dodir.

Kosmičko zračenje dolazi iz Svemira, delimično se apsorbuje u atmosferi pa dolazi do
Zemlje. Sadrži čestice raznih energija i ima neutronsku komponentu, koja daje brzinu
doze do 25 mSv/godinu, i direktno jonizirajuću komponentu od 0,25 do 0,30 mSv/godinu.
Intenzitet zračenja zavisi od geografske širine, pa je veći prema polovima, a raste sa
nadmorskom visinom.

Zračenje iz Zemlje potiče iz materijala u stenama kao što su izotopi kalijuma i rubidijuma
i dve porodice radioaktivnih elemenata koje nastaju raspadom urana i torijuma.

Prirodni izvori - daleko najveći deo radijacije koju svetsko stanovništvo prima potiče od
prirodnih izvora. Izlaganje najvećem delu ove radijacije je neizbežno. Tokom čitave
istorije naše planete radijacija dopire do njene površine iz kosmosa i iz radioaktivnih
materijala koji se nalaze u Zemljinoj kori. Ljudi bivaju ozračeni na dva načina.
Radioaktivne supstance mogu da ostanu izvan tela i da ga ozračuju spolja, »eksterno«, ili
pak mogu da se udišu sa vazduhom i gutaju sa hranom i vodom i da tako ozračuju ljude
iznutra, »interno«. Ali, mada svi stanovnici Zemlje primaju prirodnu radijaciju, neki
apsorbuju mnogo veće količine nego drugi. To zavisi od toga gde ko živi. Doze su na
nekim mestima sa naročito radioaktivnim stenama ili tlom, znatno više od proseka; na
drugim mestima su pak znatno niže. Kolike će doze neko primiti, može da zavisi od
njegovog životnog stila. Korišćenje naročitog građevinskog materijala za kuće, kuvanje
na plinu, otvoreno ognjište na kome sagoreva ugalj, izolacija kuće, pa čak i avionski letovi
- sve to povećava prirodno ozračavanje.
U celini uzev, zemaljski izvori su odgovorni za najveći deo čovekove izloženosti
prirodnoj radijaciji. U normalnim prilikama, na njih otpada više od pet šestina godišnje
efektivne ekvivalentne doze koju apsorbuju pojedinci - i to pretežno internom
radijacijom. Na kosmičke zrake otpada preostali deo, pretežno eksterne radijacije.
Prirodni izvori radijacije sa prosečnim godišnjim efektivnim dozama mogu se ilustrovati
sledećim ciframa:
- zemaljski izvor - interni 1,325 milisiverta;
- zemaljski izvor - eksterni 0,35 milisiverta;
- kosmički izvor - eksterni 0,3 milisiverta;
- kosmički izvor - interni 0,015 milisiverta.
Kosmički zraci - nešto manje od polovine čovekove izloženosti spoljnoj prirodnoj
radijaciji potiče od kosmičkih zraka. Većina tih zraka dopire do nas iz dubine
međuzvezdanog prostora, neke emituje Suce prlikom svojih eksplozija. Kosmički zraci
direktno ozračuju Zemlju, stupajući u interakciju sa atmosferom, pri čemu se stvaraju ove
vrste radijacije i razni radioaktivni materijal.

Nijedno mesto na Zemlji ne može da izbegne ovaj univerzalni, nevidljivi pljusak. Ali, on
neke delove zemaljske kugle jače pogađa nego druge. Polovi primaju više radijacije nego
ekvatorijalni regioni, zbog toga što magnetsko polje Zemlje skreće naelektrisane čestice
sadržane u zračenju. I, što je još značajnije, nivo radijacije se povećava sa nadmorskom
visinom, pošto na velikim visinama ima manje vazduha koji deluje i kao štit.

Neko ko živi na nivou mora, prima godišnje efektivnu ekvivalentnu dozu od oko 300
mikrosiverta (milioniti delovi siverta), dok onaj ko živi na visini iznad 2.000 metara prima
nekoliko puta veću dozu.

74. 74/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)























Sl. 73. Nivoi kosmičke radijacije
Zemaljska radijacija - glavni radioaktivni materijal u stenama su kalijum 40, rubidijum
87 i dve porodice radioaktivnih elemenata koje nastaju raspadanjem uranijuma 238 i
torijuma 232, dva dugovečna radionukleida koji su se zadržali na Zemlji od njenog
postanka. Naravno, nivoi zemaljske radijacije razlikuju se od mesta širom sveta, kao šro
se menja i koncentarcija ovih materijala u Zemljinoj kori. Za većinu ljudi ove razlike nisu
naročito dramatične. Ispitivanja u Francuskoj, Nemačkoj, Itliji, Japanu i SAD, na primer,
ukazuju da oko 95 odsto ljudi živi u oblastima gde prosečna doza varira od 0,3 do 0,6
milisiverta (hiljaditih delova siverta) godišnje. Ali, neki ljudi primaju znatno veće doze;
oko 3 odsto ljudi je izloženo dozi od jednog milisiverta godišnje, a polovina njih prima
više od 1,4 milisiverta godišnje. Ima mesta na Zemlji gde je zračenje iz zemljišta još i
mnogo veće. Blizu grada Pasosa de Kaldas, Brazil, nalazi se brežuljak na kome su
istraživači izmerili doze radijacije od oko 800 puta veće od prosečnih, izmerena je doza
radijacije od 250 mikrosiverta godišnje. Sva je sreća da je ovaj brežuljak nenastanjen. U
Guarapari na plaži registrovana je radijacija od 175 mikrosiverta godišnje. U Indiji u
Kerala i Tamil Nadu na plaži je izmerana radijacija od 17 mikrosiverta godišnje, a u Iranu
u Ramasaru izmereno je 400 mikrosiverta godišnje.

U proseku, dve trećine efektivne ekvivalentne doze koju ljudi primaju iz prirodnih izvora
potiče od radioaktivnih materija u vazduhu koji udišu, hrani koju jedu i vodu koju piju.
Veoma malo od ove interne doze potiče od radioaktivnih materijala - kao što su ugljenik
14 i tricijum koji se stvaraju usled kosmičkog zračenja. Gotovo čitava interna doza potiče
od zemljinih izvora. U proseku, ljudi primaju oko 180 mikrosiverta godišnje iz kalijuma
- 40, koji telo apsorbuje uporedo sa ne radioaktivnim kalijumom, elementom od bitnog
značaja. Ali, neuporedivo najveća količina potiče iz elemenata koji nastaju raspadanjem


Nivoi kosmičke radijacije na
različitim nadmorskim visinama.
Aurora borealis
Šatl

Meteori




Meteorološki baloni



13 mikrosiverta/h (20 000 m)




5 mikrosiverta/h (12 000 m)
0,2 mikrosiverta/h (4000 m)

0,1 mikrosiverta/h (2000 m)
0,03 mikrosiverta/h (0,000 m)

75. 75/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
uranijuma 238, a u manjoj meri iz raspadanja torijum 232. Neki od ovih, kao olovo 210 i
polonijum 210, uglavnom ulaze u telo zajedno sa hranom. Jedan i drugi koncentrisani su
u ribi i rakovima; ljudi koji jedu velike količine hrane iz mora nužno će primiti
odgovarajuće visoke doze radijacije. U tabeli 4 i grafikonu prikazano je učešće nekih
izvora jonizirajućih zračenja koji utiču na čoveka.































Sl. 74. Izvori jonizirajućeg zračenja

Tabela 5 - Prikaz učešća nekih izvora jonizirajućih zračenja koji utiču na čoveka.

Učešće pojedinih izvora jonizirajućih zračenja
kojima je izložen čovekov organizam - čovek
Prirodni izvori 49% veštački izvori 51%
Kosmičko zračenje 12%
rendgen
dijagnostika
40%
Radioizotopi izvan tela 27% radioterapija 5%
Radioizotopi u telu 10% radioaktivni otpaci 5%

ostali veštački
izvori
1%

76. 76/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
3. OSNOVE PETROGRAFIJE
3.1. Postanak i podela stena Stena može biti čvrsta (granit), nevezana (pesak) ili plastična (glina).
Stene su čvrsto vezani (skamenjeni) prirodni mineralni agregati (lat. Aggregare -
nagomilati), odnosno skup minerala određenog sastava i osobina i to samo dok se nalaze
u sklopu terena, dok čine njegov sastavni deo. Stenske mase izvan svojih prirodnih ležišta
nazivaju se kamenim masama ili kraće kamen. Prirodni kamen spada u geološke
materijale, u grupu nemetaličnih mineralnih sirovina. Pojmovi "kamen" i "stena" u
praksi često izazivaju zabunu i neodgovarajuće se primenjuju, te ih je potrebno strogo
definisati.
Stena je sastavni deo Zemljine kore - litosfere, određenog načina geološkog
pojavljivanja, sklopa (teksture i strukture) i mineralnog sastava.
Kamen je prirodno ili veštački odvojeni deo stene. Odlikuje se sklopom (teksturom i
strukturom), mineralnim sastavom i fizičko-mehaničkim svojstvima. Pod pojmom
"kamen" podrazumevamo i kamen kao građevinski materijal koji se koristi bez posebnih
tehnoloških postupaka, bez promene njegovog sklopa i mineraloškog sastava.
Stene, kao i minerali, mogu nastati na različite načine, pa se neke osnovne podele
zasnivaju upravo na tome.
Stene, kao prirodne tvorevine, mogu biti izgrađene od jednog (monomineralne stene),
(grč.monos - jedini, sam, lat. minerale) ili više minerala (polimineralne stene, (grč. poli
- više), nevezanih ili međusobno povezanih. Zemljinu koru izgrađuje veliki broj stena.
Stene koje se nalaze u površinskoj zoni litosfere (grč. litos - kamen), predstavljaju
podlogu, sredinu i materijale za izvođenje građevinskih objekata. Iz tih razlogaa,
neophodno je da se karakteristike terena sa identifikacijom stenskih masa, prouče i
obrade. Prema američkim geohemičarima Klarku (Clarck) i Vašingtonu (Washington) -
litosfera do16 km dubine izgrađena je 95% od eruptivnih stena i 5% sedimentnih stena -
a na površini Zemlje odnos je obrnut, tj. 95% sedimentnih stena, a 5% magmatskih
(eruptivnih) stena.
Nauka koja se bavi proučavanjem stena (nastanak, građa, klasifikacija) naziva se
petrologija, a nauka koja se bavi opisivanjem stena naziva se petrografija. Prema njenim
principima stene su stalni agregati jednog ili više minerala. Stene izgrađene iz jedne
mineralne vrste zovu se proste ili monomineralne stene (mermer je izgrađen samo od
kalcita, dunit od olivina, kvarcit od kvarca itd.), a stene izgrađene od dva ili više minerala
zovu se složene ili polimineralne stene (granit, peščar, andezit, eklogit itd.). U litosferi
su znatno više zastupljene složene stene.
Sa aspekta količinske zastupljenosti i značaju u građi stena minerali se dela na: bitne,
sporedne, slučajne i štetne (nepoželjne).
- Bitni (glavni, značajni) minerali sačinjavaju najveći deo stenske mase i od njih zavise
fizičke, tehničke i ostale karakteristike.
- Sporedni minerali pojavljuju se u steni u manjin količinama.
- Slučajni - akcesorni minerali (< 1 %) ili sekundarni (nastali naknadno tokom izmene ili
trošenja) nalaze se izuzetno i u malim količinama u steni.
- Štetni (nepoželjni) minerali utiču na kvalitet, postojanost i tehnička svojstva stenskih masa.
Prema oblicima figura sa kojima se javljaju minerali u stenama mogu biti:
- idiomorfni,
- hipidiomorfni,
- alotriomorfni.

77. 77/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
- Idiomorfni minerali imaju pravilne geometrijske (kristalne) oblike.
- Hipidiomorfni minerali imaju delimično pravilne geometrijske oblike.
- Alotriomorfni minerali ne pokazuju pravilnost svojih spoljašnih oblika.
U stenskim masama najviše su zastupljeni hipidiomorfni mineali.
Veličina mineralnih sastojaka u stenskoj masi je vrlo različita. U žičnim stenama -
pegmatitima, pojedine mineralne individue dostižu više desetina centimetara. Za stene
čiji se minerali razlikuju golim okom kaže se da su fenokristalaste, ako se sastojci stena
razlikuju samo pomoću mikroskopa zovu se mikrokristali. Stene čiji se sastojci ne mogu
razlikovati pri povećanju od 1.000 puta, kažemo da su kriptokristalaste, tj. jedre.

Dakle, stene su prirodni mineralni agregati manjeg ili većeg broja minerala, određenog
ili približno istog mineralnog i hemijskog sastava koji učestvuju u građi Zemljine kore.
Ispitivanjem svih vrsta stena, koje grade Zemljinu koru, ustanovljeno je da se u stenama
nalazi samo 100-150 vrsta minerala, koji ih grade, iako je utvrđeno postojanje preko 3000
vrsta prirodnih minerala na Zemlji. Na primer, uobičajena stena granit je kombinacija
minerala kvarca, feldspara i biotita. Spoljni čvrsti sloj planete Zemlje sačinjen je od
raznih stena.
Stene prema broju minerala dele se na:
- monomineralne, koje su izgrađene samo od jednog minerala i
- polimineralne, koje su izgrađene od nekoliko mineralnih vrsta.
Prema načinu postanka, dele se na:
Ō magmatske:
- dubinske (granit, sienit, diorit, gabro, peridotit),
- izlivne (riolit, trahit, dacit, andezit, bazalt) i
- žične (dijabaz).
Ō sedimentne:
- klastične (breča, konglomerat, peščar, alevrolit, glina,)
- hemijske (krečnjak, dolomit, bigar) i
- organogene (krečnjak, kreda, rožnac).
Ō metamorfne:
- regionalno metamorfne (mermer, kvarcit, škriljac, gnajs),
- kataklastične,
- kontaktno metamorfne i
- autometamorfne.
Na nivou zrna (granula), stene su sastavljene iz zrnaca minerala, koji su dalje homogene
čvrste materije nastale od raznih hemijskih jedinjenja aranžiranih u prostoru na
određeni (pravilni ili nepravilni) način. Agregatni minerali, koji grade stene međusobno
su spojeni hemijskim vezama. Vrsta i rasprostranjenost minerala u stenama određena je
načinom, na koji su one nastale. Mnoge stene sadrže siliku (silicijum-dioksid SiO2),
jedinjenje silicijuma i kiseonika, koji sačinjava oko 74,3% Zemljine kore. Ovaj
materijal gradi kristale sa drugim jedinjenjima u steni. Proporcija silike u stenama i
mineralima je jedan od osnovnih faktora u određivanju njihovih imena i osobina.
Stene se geološki klasifikuju na osnovu osobina poput mineralnog i hemijskog sastava,
propusnosti (poroznosti), teksture i veličine čestica, od kojih su građene i slično. Te
fizičke osobine su krajnji rezultat procesa, koji su stvorili stene. Tokom vremena stene se
mogu pretvoriti (transformisati) iz jednog tipa stene u drugi, kao što je to opisano u

78. 78/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
geološkom modelu zvanom „stenski ciklus“. Ti događaji proizvode tri opšte klase
stena: magmatske, sedimentne i metamorfne.
Svojstva stenskih masa bitno zavise od svojstava minerala koji ih izgrađuju, od strukture
i teksture stene.
Sl.75. Postanak i podela stena (tipične stene) - minerali, stenski ciklus...

79. 79/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tri klase stena dalje su podeljene na mnogobrojne podgrupe. Ipak, ne postoji čvrsta i jasna
granica između povezanih stena. Povećanjem ili smanjenjem proporcija materijala, od
kojih su građene, oni prelaze iz jedne grupe u drugu. Određene strukture od jedne vrste
stena često se mogu naći da postepeno ulaze u određene strukture drugih. Stoga definicije,
koje su usvojene pri nomenklaturi stena, odgovaraju manje-više dogovorenim određenim
tačkama u neprekidno graduiranim serijama.

Sa tehničkog stanovišta može se reći da se mogu izdvojiti petrografska svojstva stenskih
masa. Prema količini mineralnih vrsta i uticaju na svojstva stenskih masa razlikujemo:
petrogene - bitne minerale (određuju vrstu stene, utiču na sva njena svojstva, bilo da su
povoljna ili nepovoljna), sporedne (prisustvo ovih minerala ne utiče na određivanje stene
i ne utiču na svojstva) i slučajne (nalaze se samo u tragovima). Tehnički značajna svojstva
stena zavise od vrste minerala, njihove količine, svežine i postojanosti. Sa tehničkog
stanovišta možemo reći da se mogu izdvojiti poželjni (povoljno utiču na tehnički
značajna svojstva stena), nepoželjni (nepovoljno utiču na tehnički značajna svojstva
stena) i štetni (nepovoljno utiču na tehnička i sva ostala svojstva stena).
U prirodi, u procesu postanka stenske mase, postoje četiri osnovna načina:
1. Očvršćavanje magmatskih rastopa,
2. Prirodno odlaganje vulkanskog materijala,
3. Taloženje transportovanog materijala i
4. Preobražajem postojećih stena.



Sl.76. Postanak i podela stena - stenski ciklus
Stene koje nastaju očvršćavanjem magmatskih rastopa (lave) - magmatske stene
karakterišu se time što nemaju određeni nivo u kojem se stvaraju. Formiraju se na
različitim nivoima, počev od najdubljih, u kojima postoje uslovi za očvršćavanje
magmatskih rastopa, pa sve do površine Zemlje.

Ove stene su prve nastale, još prilikom obrazovanja prve ohlađene kore na Zemlji, ali
nastaju i danas kao posledica magmatskih procesa.

Stene koje su na površini Zemlje izložene dejstvu spoljašnjih sila, bivaju često razorene
mehanički, ili hemijski.

80. 80/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)













Materijal nastao površinskim raspadanjem može biti transportovan i negde istaložen. Na
ovaj način nastaju sedimentne stene, koje se javljajuse u obliku pločastih masa - slojeva
koji često pokazuju znatnu horizontalnost. Deo ovih stena nastaje i taloženjem
nerastvornih ostataka organizama.
Stvaranje ovih stena karakteriše se time da se stvaraju na površini ili u površinskoj zoni litosfere.
Stene koje nastaju preobražajem postojećih stena (magmatskih i sedimentnih) pod
uticajem povećane temperature ili pritiska, odnosno hemijskih procesa su metamorfne
stene. Mogu nastati u svim delovima litosfere.
Prema tome, po poreklu, stene mogu biti:
- magmatske (eruptivne),
- sedimentne (taložne) i
- metamorfne (preobražene).

Sl.77. Postanak i podela stena (tipične stene) - stenski ciklus

81. 81/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)















Sl.78. Podela stena prema poreklu nastanka
3.1.1. Sklop stena
Sklop podrazumeva strukturu i teksturu stene.
Strukturu stene određuje oblik, veličina i način srastanja minerala koji su nastali u toku
procesa nastajanja.
Teksturu stene određuje raspored, orjentacija i međusobni odnos minerala koji tu
stenu grade.
Sklop stene (struktura i tekstura) su veoma važne karakteristike jer od njih zavise sva
fizičko - mehanička - tehnička svojstva, tj. upotrebna vrednost stene. Od njih zavisi
čvrstoća stene, otpornos na habanje, bušenje, drobljenje, vodopropustnost, obrada
(poliranje, glačanje, oblikovanje). Sklop stene je, naime, odraz kako uslova kristalizacije,
tako i izvesnih geoloških procesa sinhronih nastanku same stene ili se odigravaju
neposredno posle njega. Sklop stene definišu njena struktura (unutrašnja građa) i tekstura
(prostorni raspored u steni).

Struktura (unutrašnja građa) stene određena je oblikom, veličinom i međusobnim
odnosom sastojaka (minerala) u njoj. Ove osobine direktna su posledica toka, odnosno
brzine kristalizacije magme ili lave.
Struktura obuhvata geometrijska svojstva individualnih komponenti stene (mineralna
zrna) i njihovo uređenje - građu, koje je moguće odrediti na uzorku, makroskopski ili
mikroskopski. To je posledica načina postanka, naknadnih dijagenetskih promena,
metamorfnih procesa i procesa trošenja kojima je stena bila podvrgnuta.

Struktura stena može biti: zrnasta, porfirska, kristalasta, klastična.








Sl.79. Struktura stena: zrnasta, porfitska, kristalasta i klastična

82. 82/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 Zrnasta (granularna) struktura
Na osnovu pravilnosti minerala koji ih izgrađuju, zrnaste strukture delimo na:
- panidiomorfno zrnaste, kada su svi sastojci stene pravilnog oblika;
- hipidiomorfno zrnaste, kada su neki sastojci pravilnog, a neki nepravilnog oblika;
- alotriomorfno zrnaste, kada su svi sastojci nepravilnog oblika.
Zrnasta struktura javlja se kod dubinskih stena, konsolidovanih u donjem i gornjem
plutonskom nivou. Kristalizacija je, tom prilikom, tekla polagano, tako da su svi minerali
mogli da iskristališu u zrnima približno iste veličine.
Prema dimenzijama zrna, deli se na:
- krupnozrne (preko > 5 mm);
- srednjezrne (od 1 - 5 mm);
- sitnozrne (ispod < 1 mm).
Najčešće stene zrnaste strukture su: granit, sijenit, diorit, gabro, peridotit, dunit, bazalt itd.
Npr.: Granit je dubinska stena, sastoji se od zrna minerala liskuna, feldspata i kvarca.
Bazalt je izlivna magmatska stena, obično je sitnozrnast zbog dugog vremena
hlađenja lave na površini zemlje a sastoji se od piroksena, olivina i plagioklasa.





Sl. 80. Zrnasta struktura: granit (dubinska) i bazalt (izlivna)



 Porfirska struktura stena:
Javlja se kod površinskih magmatskih stena. Kristalizacija je, tom prilikom, tekla brže,
tako da se svi minerali nisu mogli iskristalisati u zrnima približno iste veličine.
Karakteristična je za površinske magmatske stene. Jasno se razlikuju krupna zrna kristala
i sitnozrna masa. Pri obradi ostaju hrapave površine i ne mogu se polirati.












Sl.81. Porfirska struktura
 Kristalasta struktura stena
Ovu strukturu imaju sedimentne stene koje su nastale iz nekih drugih raspadnutih stena
koje su se taložile u rastvorima.


Sl.82. Kristalasta struktura (mikro snimak)

83. 83/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Klastična struktura stena
Imaju je sedimentne stene koje su nastale od mehaničkih
sedimenata (od komada raspadnutih stena).



Sl.83. Klastična struktura konglomerata (vezanog šljunka).








Tekstura (prostorni raspored) stene je posledica geoloških događaja koji su se odigravali
u toku ili odmah po kristalizaciji magmatskog rastopa. Određena je rasporedom minerala
u steni i ispunjenošću prostora u njoj.
Tekstura, građa stene, obuhvata raspored, uređenost, pakovanje i orijentaciju sastavnih
komponenti, a u pravilu se određuje na izdanku stene.
Primarne strukture formiraju se u stenama tokom njenog nastanka. Nastale su u
sedimentim stenama pre litifikacije (slojevitost, laminacija folijacija), a u eruptivnim pre
i u vreme kristalizacije (tečenje magme). Metamorfne stene nemaju primarne strukture,
budući da su one same po sebi sekundarne tvorevine.
Tekstura stena može biti:
- masivna tekstura,
- paralelna tekstura,
- fluidalna tekstura,
- mehurasta tekstura i
- brečasta tekstura.
Masivna tekstura - Imaju je stene čija je cela masa jednolična. Od ovakvih stena mogu
se uzimati (izdvajati) veliki blokovi za građenje raznih objekata.


Sl.84. Masivna tekstura - gabro






Paralelna tekstura - Minerali su poređani u paralelne ravni.

Sl.85.Paralelna tekstura

Fluidalna tekstura - Minerali su poređani u pralalelne valovite ravni.




Sl.86. Fluidalna tekstura

84. 84/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Mehurasta tekstura - Imaju stene nastale naglim hlađenjem pa u sebi sadrže šupljine.



Sl.87. Mehurasta tekstura




Brečasta tekstura - Imaju je stene koje su nevezane, a zatim su se povezale sa nekim
vezivom.


Sl.88. Brečasta tekstura



3.2. MAGMATSKE STENE

3.2.1.Način postanka, pojavljivanja i lučenje magmatskih stena

Magmatske (eruptivne) stene nastale su kristalizacijom i očvršćavanjem prirodnog
silikatnog rastopa, kojeg nazivamo magma kada se nalazi u Zemljinoj kori, odnosno lava
kada se izlije na površinu.

Magmatske stene se, u zavisnosti od porekla nastanka, međusobno razlikuju prema
mineraloškom sastavu, strukturi, teksturi i obliku lučenja. Zavisno od toga gde se usijana
silikatna masa (magma) ohladila, prošla i očvrsla, magmatske stene dobijaju različite
nazive.
Opšta klasifikacija magmatnih stena vrši se prema tri osnovna kriterijuma:
1. Prema mestu nastanka - nivoa kristalizacije,
2. Prema mineralnom i hemijskom sastavu i
3. Prema kiselosti (sadržaj SiO2 komponente).

1. Prema mestu nastanka - nivoa kristalizacije:
 dubinske, intruzivne ili plutonske (granit, sijenit, diorit, gabro, peridotit, dunit),
 površinske, ekstruzivne ili izlivne, vulkaniti (riolit, trahit, dacit, andezit, bazalt),
 žične ili hipabisalne (dijabaz).
Ako je hlađenje i očvršćavanje magme izvršeno u dubljim delovima Zemljine kore,
stvorene su dubinske magmatske stene ili intruzivne stene ili plutoniti. Intruzivne stene
mogu imati oblik: batolita, grede, lakolita, dimnjaka (vrata), masiva (gromade) i fakolita.

Hlađenjem i očvršćavanjem silikatnog rastopa, odnosno lave na površini Zemljine kore
stvaraju se površinske ili izlivne (efuzivne) magmatske stene ili vulkaniti. Efuzivne stene
mogu imati oblik: ploče i vulkanske kupe.

Hlađenjem i očvršćavanjem silikatnog rastopa u perifernim ograncima, pukotinama,
kavernama i vulkanskim kanalima stvaraju se hipabisalne ili žične magmatske stene.

Žične stene mogu imati oblik: žile, sklada i dimnjaka (vrata - nek).
Pri laganom hlađenju magme u litosferi stvaraju se sitne kapljice tečnog fluida koje
postaju nerastvorljive u silikatnom tečnom rastopu i tada magma gubi svoju homogenost
tj. nastupa izdvajanje pojedinih komponenti. Pri daljem snižavanju temperature očvrsne
(iskristališe) veći deo teško topljivih sastojaka.

85. 85/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)


































Sl.89. Magmatske stene prema mestu nastanka

Najvažniji pojavni oblici intruzivnih stena: neck, dyke, sklad, batolit, štok i lakolit.

Dakle, intruzivne (dubinske ili plutonske) stene mogu se javiti u obliku:
1. Batolita (bathos - dubina, lithos - kamen) - veliko telo nepravilnog oblika koje
vidljivim delom zauzima površinu veću od 100 km
2
, i dopire u veliku dubinu, (Kopaonik)
2. Grede (stok) - telo slično batolitu, ali površine manje od 100 km
2
,
3. Lakolita lakolit (lakkos - šupljina, bazen) - gljivasta ili zvonolika forma intruziva -
nastala prodorom magme u slojevite stene, pri čemu izdiže krovinski deo, sočiva (Avala)
4. Masiva (gromada) - izbočena okruglasta, eliptična ili nepravilna forma i
5. Fakolita fakolit (phacos - sočivo) - sočivasta forma intrudovana u temenu antiklinale
ili dnu sinklinale.
Žične (hipabisalne) stene mogu se javiti u obliku:
1. Žila, žica (dike - žila) - tanak pločasti oblik pretežito uspravnog položaja, nastao
utiskivanjem magme u pukotine,
MAGMATSKE
STENE
PREMA MESTU
NASTANKA

POVRŠINSKE (ekstruzivne,vulkaniti)
DUBINSKE (intruzivne, plutoniti)

ŽIČNE (hipabisalne)

86. 86/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
2. Sklad, sil (sill - prag) - pretežito pločast oblik sličan slojevima, debljine od nekoliko
cm do više stotina metara i
3. Dimnjak (neck - vrat) - cevasto telo, većinom ostatak vulkanskog kanala.















Sl.90. Oblici magmatskih tela:batolit, lakolit, lopolit, sil, dajk (žica), greda, nek (vtar)

Lakolit - Avala


Sl.91. Oblici pojave magmatskih stena: žila,vrat-nek, sklad, batolit
neck -vrat
cevasto telo, većinom ostatak vulkanskog kanala.

87. 87/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Efuzivne (površinske) stene:
Najvažniji pojavni oblici efuzivnih stena: sliv, ploča i vulkani

1. Ploča - nastala relativno mirnim izlivom lave kroz veće pukotine ili kroz krater - ako
se to odvijalo u velikim količinama i povremeno, tada su mogli nastati sistemi ploča
velike debljine i
2. Vulkanske kupe - kupaste izbočine u litosferi različite, a pretežito su izgrađene od
slojeva lave i piroklastičnog materijala.

Sl.92. Oblici pojave magmatskih stena:ploča i vulkanska kapa
Dakle, od jedne iste mase (magme) mogu nastati sve tri vrste magmatskih stena, ako se
pojedini njeni delovi ohlade i očvrsnu pod različitim uslovima. Na slici 93. prikazan je
šematski presek vulkana sa varijetetima nastanka magmatskih stena.





Sl.93. Šematski presek vulkana:
a - krater, b - vulkanski kanal;
c - dubinske (plutonitske) stene;
d - mlađe izlivne (vulkanske) stene;
e - starije izlivne (vulkanske) stene;
f - žične stene;
g - ohlađeni sedimentovani vulkanski pepeo
(tuf)




2. Prema mineralnom i hemijskom sastavu

Hemijski sastav magme je vrlo složen: O, Si, Al, Fe, C, Na, K, Mg, Ti, i gasovi:
sumporovodik, hlorovodonik, fluorovodonik, ugljen dioksid, sumor dioksid i vodena para.
Složeni mineralni sastav magme određuje mineralne zajednice koje kristalizuju prema
Bovenovom (Bowen) nizu kristalizacije gde zajedno kristalizuju feromagnezijumski
(tamni) i plagioklasi (svetli) minerali, sl. 94,95, 96 i 97.

Minerali počinju kristalisati između 1.400
0
C (olivin) i 570
0
C (kvarc) pa tako nastaju
različite vrste stena.

Kisela magma sa više SiO2 komponente je viskozna i ima manju sposobnost kristalizacije.
Bazična magma je fluidnija (sporije hlađenje); temperatura magme na površini je 850-1.200
0
C.

Ploča - nastala relativno mirnim izlivom
lave kroz veće pukotine ili kroz krater
Vulkanske kupe - kupaste
izbočine u litosferi

88. 88/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)









Sl. 94. Frakciona kristalizacija
Stadijumi magmatizma su:
- magmatski stadijum: kristalizuje većina magmatske smese,
- pegmatitski stadijum: iz preostale kisele magme, gasova i pare nastaju žične stene,
- pneumatolitski stadijum: vrući i agresivni gasovi i pare metamorfizuju okolne stene,
- hidrotermalni stadijum: vruće tekućine prodiru prema površini,
- pojave na površini: fumarole, solfatare i gejziri.

Magmatske (eruptivne) stene su redovno silikatnog sastava.

U opštem slučaju glavni petrogeni minerali se iz rastopa izlučuju određenim redosledom.
Boven (Bowen, 1956) postavio je šemu reda kristalizacije sastojaka iz magme. Na ovoj
šemi prikazana su dva niza. Jedan prikazuje red izlučivanja bojenih (femskih) minerala i
drugi prikazuje red kristalizacije svetlih (salskih) minerala. Na šemi se može videti da,
sa opadanjem temperature, najpre kristališe olivin, zatim rombični, pa monoklinični
pirokseni, amfibol (hornblenda) i na kraju biotit. Niz salskih minerala odgovara nizu
plagioklasa, s tim što najpre kristališu bazični (kalcijumski) tipovi, pa se sastav menja ka
albitu koji nastaje na nižim temperaturama. Na samom kraju, na najnižim temperaturama,
izlučuje se kalijumski feldspat, kvarc i muskovit. Analiza ove šeme može nam pomoći u
određivanju mineralnih asocijacija karakterističnih za pojedine tipove stena.
























Sl.95. Bovenova (Bowen) reaktivna serija

89. 89/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Sl.96. Šematski prikaz Bovenovog niza kristalizacije feromagnezijumskih i plagioklasovih minerala -
pojednostavljen pregled glavnih vrsta magmatskih stena nastalih takvim redosledom kristalizacije


3. Prema sadržaju SiO2 komponente magmatske (eruptivne) stene dele se na:
- kisele (> 65 % SiO2),
- neutralne - prelazne (55-65 % SiO2),
- bazične (45-55 % SiO2) i
- ultrabazične (< 45 % SiO2).
Tabela 6 - Pregled nekih magmatskih stena.

90. 90/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)




































Sl.97. Pregled magmatskih stena prema mestu nastanka i sadržaju SiO2

3.2.2. Lučenje magmatskih stena
Usled hlanenja magme ili lave dolazi do kontrakcije stenske mase i stvaranja jednog ili
više sistema pukotina. Ovako ispucala stenska masa obrazuje ponekad dosta pravilne
oblike. Ova osobina magmatskih stena naziva se lučenje.
Lučenje - je svojstvo (teksturna osobina) samo eruptivnih magmatskih stena da su
potpuno ili prikriveno (latentno) izdeljene prslinama i pukotinama. Javlja se kao posledica
skupljanja magme usled hlađenja, kada nastaju vidljivi ili nevidljivi diskontiniteti - ravni
pucanja .
Bitno je da uzrok „lučenju“ nisu geološki procesi koji uzrokuju pomeranje i premeštanje
stenske mase, nego smanjenje zapremine zbog hlađenja.
Lučenje može biti:
- pločasto ili bankovito zbog hlađenja od površine,
- stubasto ili kockasto i prizmatično kod ravomernog hlađenja,
- paralelopipedno ili prizmatično kod ravnomernog hladenja,
- nepravilno ili poliedarsko lučenje i
- kuglasto ili sferoidalno kod neravomernog hladenja.
Jedan od specifičnih oblika pojavljivanja magmatskih stena su takozvane pilou-lave
(engl. pillow - jastuk) ili jastučaste lave. One nastaju u procesima submarinskog
vulkanizma. Lava visoke temperature se, usled naglog izlivanja u hladnu vodenu sredinu,
rasprskava u kapljice" centimetarskih do decimetarskih dimenzija.
Lučenje stena ima naročito veliki značaj za njihovu upotrebu i što je veoma važno, za
eksploataciju stenske mase. Povoljno lučene stene (pločasto, bankovito, stubasto)
pogodnije su za eksploataciju i od njih se obradom jednostavno dobijaju pravilni komadi
(izrada kocki, ivičnjaka, spomenika, oblaganje itd.). Kuglasto lučene stene pri obradi
pucaće uvek po neravnim površinama, a prilikom drobljenja dobijaju se iverasti fragmenti

BAZALT
BAZIČNA
ANDEZIT
RIOLIT
MAGMA
KISELA
INTERMEDIJARNA
PRELAZNA
Gabro – ekvivalent Bazaltu
Andezit – ekvivalent Dioritu
Granit– ekvivalent Riolitu

91. 91/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
oštrih ivica koji nisu pogodni za upotrebu kao kameni agregat. Stubasto lučenje može biti
povoljno kada su stubovi deblji i većih dimenzija.
Ako je stenska masa izdvojena u ploče ili bankove koji su paralelni sa granicom
magmatske mase kažemo da je lučenje pločasto ili bankovito.
Pločasto lučenje nastaje zbog hlađena od površine.











Sl.98. Pločasto lučenje
Stubasto lučenje ima četvorostranu, petostranu ili šestostranu izdeljenost čije su duže
ose normalne na površinu hlađenja.
Stubasto lučenje karakteristično je za izlivne stene a naročito je često kod slivova bazičnih
stena, pri čemu stubovi stoje upravno na površinu sliva. Stubasto ili prizmatično lučenje
nastaje kod ravomernog hlađenja.


Sl.99. Stubasto lučenje
Paralelopipedsko ili prizmatsko lučenje nastaje usled sistema pukotina hlađenja koje
su međusobno paralelne. Stvaraju se prizmatična tela različitih dimenzija. Ovo lučenje je
važno kod eksploatacije kamena i dobijanja velikih blokova. Kockasto i paralelopipedno
lučenje nastaje kod ravnomernog hlađenja.





Sl.100. Paralelopipedsko lučenje, Boranja





Nepravilno ili poliedarsko lučenje javlja se kada se sistemi pukotina hlađenja ukrštaju
ili stoje pod kosim uglom. Ovako lučene stene se dejstvom egzogenih sila (sunce, voda,
sneg, vetar) lako se raspadaju u uglaste odlomke različitih dimenzija.

92. 92/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Kuglasto lučenje je retko. Karakteristično je za izlivne stene i pliće, periferne delove
intruzija. Izdvojeni komadi imaju oblike koncentrično građenih kugli. Ovo lučenje je
teško primetiti kada je stena sveža. Ako je stena duže vremena izložena uticaju
atmosferilija, kuglasto lučenje je jasnije, sa karakterističnim ljuspastim raspadanjem.
Kuglasto ili sferoidalno lučenje nastaje
kod neravomernog hlađenja.








Sl.101. Kuglasto lučenje, Kopaonik
3.2.3. SKLOP (struktura i tekstura) MAGMATSKIH STENA

 Struktura magmatskih stena
Kako je već rečeno, to je ustvari stepen ostvarene pravilnosti kristalisanja, oblik, veličina
zrna i način njihovog srastanja, tj. predstavlja veličinu i oblik mineralnih sastojaka.
Prema tome, da li se magma, odnosno lava hladila sporo ili naglo i da li su mineralni
individui tom prilikom imali dovoljno prostora za razvoj kristala ili ne, magmatske stene
mogu biti:
- staklaste (hijalinske) strukture, tj. ako minerali nisu uopšte iskristalisali;
- hipokristalaste, ako su minerali delimično iskristalisali;
- holokristalaste, ako su svi mineralni sastojci iskristalisali.

Postoje dve osnovne vrste struktura magmatskig stena i posebna (amorfna) - staklasta:
- zrnasta (holokristalasta) i
- porfirska (hipokristalasta) struktura sa varijetitetima - ofitska i porfiroidna i
- staklasta (hijalinska).
Intruzivne magmatske stene odlikuju se visokim stepenom kristaliniteta pa imaju
holokristalastu ili zrnastu strukturu (više oblika pojave).

1. Zrnasta (holokristalasta ili granitna) nastaje kada se kristalizacija magme odvija u
dubini, u jednoj neprekidnoj fazi, gde postoje povoljni uslovi za kristalizaciju i gde ona
teče vremenski polako usled ravnomernog hlađenja magme, stvaraju se krupnije
kristalne individue u obliku zrna, približno jednake veličine. Kristalni sastojci su
poređani jedan uz drugog kao zrna u mozaiku, te otuda i naziv zrnasta struktura. Znasta
struktura može biti krupna i sitna, ovaj tip strukture imaju dubinske ili intruzivne stene.


Sl. 102. Zrnasta struktura.

93. 93/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
2. Porfirska struktura je karakteristična za površinske ili efuzivne stene kod kojih je
bilo prekida u kristalizaciji. Magma se konsolidovala u dve faze. U prvoj fazi
kristalizacije koja je započeta u dubini stvoreni su kristali prve generacije koji se
odlikuju krupnoćom i pravilnošću formi i zovu se fenokristali. Ako se ova prva faza
kristalizacija magme prekine, pokretanjem magme ka površini, ostatak magme koji
nije iskristalisao dolazi u uslove naglog pada pritiska i temperature. Pod novim
uslovima, manjeg pritiska i niže temperature kristalizacija se vrši mnogo brže i nema
uslova za obrazovanje krupnih kristala, već se stvoraju sitni kristali ili mikroliti koji
pripaduju drugoj generaciji. U slučaju dalje kristalizacije tj. ako hlađenje nije sasvim
naglo, usled izbijanja magme na samu površinu nema mogućnosti da se stvore
mikroliti. U tom slučaju ostatak magme pretvoriо se u staklastu amorfnu masu -
vulkansko staklo - Opsidijan.

Sl.103. Porfirska struktura





3. Staklasta (Hijalinska - amorfna) struktura - stene koje su u potpunosti izgrađene od
staklaste amorfne mase. Pri naglom izlivanju lave na
površinu litosfere, vulkanskom erupcijom, ne postoje uslovi
za njenu kristalizacije već se pretvara u amorfnu staklastu
masu koja se zove opsidijan-vulkansko staklo.

Sl.104. Staklasta struktura

4. Ofitska (dijabazna), porfiroidna struktura - čini prelaz između zrnaste i porfirske.
Porfiroidna - zrnasta struktura sa krupnim zrnima feldspata.
Ofitska- karakterišu je izduženi štapićasti kristali
(plagioklasi) a između njih sitna zrna piroksena i amfibola
(gabro).
Sl.105. Ofitska struktura
 Tekstura magmatskih stena

Kako je rečeno, tekstura magmatskih stena zavisi od mesta, veličine geološkog tela,
pritisaka, temperature i drugih uslova nastanka stene, definisana je rasporedom sastojaka
koji ispunjavaju prostor unutar magmatske mase. Tekstura je posledica endogenih i
egzogenih faktora koji su delovali u toku kristalizacije date magme.

Razlikuju se sledeći teksturni oblici:

1. Masivna ili homogena tekstura javlja se kada su svi sastojci
stene u njoj ravnomerno raspoređeni, tako da daju homogen
sklop. Sl.106. Masivna tekstura

2. Planparalelna tekstura nastaje usled strujanja ili blagih
usmerenih pritisaka prilikom konsolidacije stene. Ona se ogleda u orijentaciji stubastih
ili listastih minerala u steni. Ovi minerali ponekad se grupišu u
nizove ili trake (stene imaju prugasti izgled).

Sl.107. Planparalelna tekstura

94. 94/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
3. Fluidna (fluidalna) tekstura javlja se kao posledica tečenja
magme ili lave za vreme njene konsolidacije. Ogleda se u
usmerenom položaju mikrolita (sitnih kristala) u osnovi stene, a
često i fenokristala, koji ukazuju na smer tečenja magme - talasi.

Sl.108. Fluidalna tekstura


4.Šupljikasta (mehurasta) tekstura nastaje usled naglog hlađenja magme i oslobađanjem
gasova iz magme (rastopa) u vidu mehurića, pri čemu nastaju šupljine. Ako je mehura
puno, obrazuje se šljakasta tekstura. Ako te šupljine kasnije ispune neki sekundarni
minerali, obrazuje se mandolasta tekstura



Sl.109. Šupljikasta (mehurasta) tekstura



5. Mandolasta tekstura je isto što i šupljikasta s tim što su šupljine u steni, nakon
hlađenja, obično ispunjene kalcitom, hloritom, zeolitima, kalcedonom i drugim
mineralima. Mehuraste i mandolaste teksture karakteristične su za subaerske i
submarinske izlive bazalta, dijabaza i spilita, pri čemu su kod spilita šupljine uvek
ispunjene - formirane su mandole.





Sl.110. Mandolasta tekstura

6. Šlirasta tekstura nastaje lokalnim koncentrisanjem bojenih sastojaka u obliku gnezda
ili izduženih sočiva, bez oštre granice prema okolnoj masi stene u kojoj se nalazi.Šlirasta tekstura
može biti posledica i asimilacije, tj. potpunog utapanja manjih sastojaka od strane magme.

7. Škriljava tekstura nastaje kao posledica dejstva jakih pritisaka u toku ili čak i posle
konsolidacije stene, hlađenja magme. Pritkasti i ljuspasti minerali, pirokseni, amfiboli,
biotit kod ove teksture su orijentisani normalan na pravac dejstva pritiska.






Sl. 111. Škriljava tekstura i (mikro snimak), u granitu sa Bukulje, Srbija.

3.2.4. PODELA MAGMATSKIH STENA
Magmatske stene klasifikuju se na osnovu mineralogije, hemije i teksture. Tekstura se
koristi za podelu magmatskih stena u dve velike grupe:
- plutonske stene, veličine mineralnih zrna koje su vidljive golim okom, i
- vulkanske stene, koje su obično previše sitnozrne ili staklaste za njihov mineralni
sastav koji se posmatra bez upotrebe petrografskog mikroskopa.

95. 95/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Opšta klasifikacija magmatskih stena vrši se prema tri osnovna kriterijuma:
1. Prema mestu nastanka - nivoa kristalizacije,
2. Prema mineralnom i hemijskom sastavu,
3. Prema kiselosti (sadržaj SiO2 komponente) i
4. Prema Evropskom komitetu za normiranje - klasifikaciju.
1. Prema mestu nastanka - nivoa kristalizacije:
 dubinske, intruzivne ili plutonske (granit, sijenit, diorit, gabro, peridotit, dunit),
 površinske, ekstruzivne ili izlivne, vulkaniti (riolit, trahit, dacit, andezit, bazalt),
 žične ili hipabisalne (dijabaz).
2. Prema mineralnom i hemijskom sastavu:
Hemijski sastav magme je vrlo složen: O, Si, Al, Fe, C, Na, K, Mg, Ti, i gasovi:
sumporovodik, hlorovodonik, fluorovodonik, ugljen dioksid, sumor dioksid i vodena para.
Minerali počinju kristalisati između 1.400
0
C (olivin) i 570
0
C (kvarc) pa tako nastaju
različite vrste stena.
3. Prema sadržaju SiO2 komponente magmatske (eruptivne) stene dele se na:
- kisele (> 65 % SiO2),
- neutralne - prelazne (55-65 % SiO2),
- bazične (45-55 % SiO2) i
- ultrabazične (< 45 % SiO2)
4. Prema Evropskom komitetu za normiranje - klasifikaciju:
Eruptivne stene i petrografski nazivi se, prema predlozima Evropskog komiteta za
normiranje, klasifikuju - dele na osnovu postotnog učešća određenih minerala. Mineralni
sastav i zastupljenost pojedinih minerala određuje se mikroskopskom analizom ili
proračunom iz hemijske analize (modalni i normativni sastav).

Imenovanje i klasifikacija stena zasniva se na relativnim proporcijama određenih
mineralnih grupa. Specifično merenje je zapremina modalnog obima. Modalni obim
dobija se merenjem obima stvarnih minerala. Ovo je u suprotnosti sa normativnim
obimom, koji se dobija izračunavanjem pretpostavljene mineralogije zasnovane na
hemijskom obimu.
QAPF dijagram je dvostruki ternarni dijagram koji se koristi za klasifikaciju magmatskih
stena na osnovu mineraloškog sastava. Akronim QAPF znači "kvarc, alkalni feldspat,
plagioklas, feldspathoid". Ovo su grupe minerala koje se koriste za klasifikaciju u QAPF
dijagramu. Q, A, P i F procenti su normalizovani.
Grupe minerala koje se koriste nazivaju se Q, A, P, F i M.
Q - kvarc, tridimit, kristobalit
A - alkalni feldspat, uključujući ortoklas, mikroklin, pertit, anortoklaz, sanidin i albitski
plagioklas (An0 do An5 - sa dijagrama sl. )
P - plagioklas (An5 do An100) i skapolit
F - feldspatoidi ili foidi uključujući nefelin, leucit, kalsilit, analcim, sodalit, nosean,
haiiyne, kankrinit i pseudoleucit
M - mafic i srodni minerali, npr. liskun, amfibol, piroksen, olivin, neprozirni minerali,
pomoćni minerali (npr. cirkon, apatit, titanit), epidot, alanit, granat, melilit,
montičelit, primarni karbonat.
Grupe Q, A, P i F čine felzičke minerale, dok se minerali grupe M smatraju mafičnim
mineralima, sa stanovišta modalnih klasifikacija.

96. 96/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Prva slika je osnovna klasifikacija za magmatske stene. Najčešće površinske, krupnozrne,
magmatske stene padaju u središte gornje polovine dijagrama. Postoji obim površinskih
pojava u svim poljima dijagrama. Lunarne stene su gotovo isključive unutar jednog polja
dijagrama, polja diorita/gabra/anortozita.

Kako koristiti QAPF dijagram za klasifikaciju magmatskih stena?

QAPF dijagram je dijagram dvostrukog trougla (QAP i APF) koji se koristi za
klasifikaciju magmatskih stena na osnovu mineraloškog sastava. Akronim, QAPF, i
znači: Q - kvarc, A - alkalni feldspat (kalijum), P - plagioklas i F - feldspatoid (foid). Ovo
su grupe minerala koje se koriste za klasifikaciju u QAPF dijagramu. Q, A, P i F procenti
su normalizovani (preračunati tako da njihov zbir bude 100%).

QAPF dijagrame je kreirala Međunarodna unija geoloških nauka (IUGS), Podkomisija za
sistematiku magmatskih stena. Geolozi iz celog sveta usvojili su dijagrame i koriste ih za
klasifikaciju magmatskih stena, posebno dubokih - plutonita .

QAPF dijagrami se uglavnom koriste za klasifikaciju plutonskih stena (faneritskih
stena), ali se takođe koriste za klasifikaciju vulkanskih stena ako je utvrđen modalni
mineraloški sastav. QAPF dijagrami nisu primenjivi na piroklastične i vulkanske stene za
koje nije utvrđen modalni mineraloški sastav, umesto toga se koristi TAS (Total-Alkali-
Silica) klasifikacija, koja se zasniva na odnosu između alkalija i kvarca (SiO2).

TAS se takođe koristi za vulkanske stene koje sadrže vulkansko staklo, kao što
je opsidijan. QAPF dijagrami takođe nisu primenjivi na stene koje sadrže više od
90% mafičnih minerala, kao što su peridotit i piroksenit. Tačan naziv može se dati samo
ako je poznat mineraloški sastav, koji se ne može utvrditi na terenu.

Kao što je navedeno na bočnoj traci sa leve strane, ovo je uglavnom genetska klasifikacija
zasnovana na dubini porekla stene (vulkanska na površini ili blizu nje, i plutonska na
dubini). Napomena: porfirne stene nastale su u obe sredine.






Sl.112. Klasifikacija dubinskih (intruzivnih) stena prema bitnim mineralima i mineralnim grupama. Uz
glavne i najčešće tipove označene na dijagramu mogu se još izdvojiti tipovi na slici desno (prEN
12407:1996).

97. 97/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Podela intruzivnih stena prema predlogu evropskih normi prikazana je na slici 112, a
efuzivnih na slici 113.



Sl. 113. Klasifikacija eruptivnih površinskih ili efuzivnih stena prema bitnim mineralima i mineralnim
grupama. Uz glavne i najčešće tipove stena označene na dijagramu mogu se još izdvojiti tipovi na slici
desno (prEN 12407:1996), slika na kojoj se klasifikuju intruzivne magmatske stene zasićene silicijumom
(AQP dijagram). U dijagramu je prikazana i klasifikacija vulkanskih stena Međunarodne unije
geoloških nauka (IUGS).
Na oba dijagrama u šest vrhova nalaze se bitni petrogeni minerali ili mineralne grupe:
kvarc - Q, alkalni fedspati - A, plagioklasi - P i feldspatoidi - F.
Odozgo naniže su polja:
- gornje, kisele eruptivne stene (granit-riolit, granodiorit-dacit),
- srednje, neutralne eruptivne stene (sijenit-trahit, monconit-latit, diorit/gabro-
andezit/bazalt)
- donje, bazične eruptivne stene (feldspatoidni sijenit i feldspatoidni monconit-fonolit,
feldspatioidni diorit/gabro-bazanit/tefrit)
- u najdonjem polju nalaze se retke eruptivne stene.

98. 98/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Posebno su klasifikovane ultrabazične eruptivne stene u odnosu na olivin, piroksen i
hornblendu (sl.114.).












Sl. 114. Klasifikacija eruptivnih ultrabazičnih intruzivnih stena prema bitnim mineralima i mineralnim
grupama (pr EN 12407:1996).

















Sl.115. Klasifikacija magmatskih stena prema modalnom sastavu

TAS klasifikacija (Total-Alkali-Silica).

TAS dijagram (engl. Total Alkali Silica - SiO2) je petrološki dijagram za klasifikaciju
najčešćih vulkanskih stena, zasnovan na odnosu između sadržaja alkalija (Na2O i K2O) i
sadržaja silicijum dioksida (SiO2). Odnos igra važnu ulogu u određivanju stvarne i
normativne mineralogije stene.
Dakle, dijagram ukupnog alkalno-silicijum dioksida (TAS) je dijagram hemijske
koncentracije silicijum oksida (SiO2) u odnosu na ukupni alkalno-natrijum oksid (Na2O)
plus kalijum oksid (K2O) - u vulkanskim stenama.

Dijagram se koristi za stene u kojima se ne može odrediti modalni mineralni sadržaj
potreban za klasifikaciju pomoću QAPF dijagrama. Sadržaj minerala je posebno teško
odrediti u sitnozrnim i staklastim stenama.
TAS dijagram je podeljen na 15 područja. Oznake pojedinih područja, odnosno nazivi
stena, uglavnom odgovaraju nazivima u QAPF dijagramu. Oznake pojedinih oblasti
znače:

99. 99/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)





























Sl.116. (TAS) dijagram ukupnog alkalno-silicijum dioksida


Napomena: oznaka "natrijum" znači da je sadržaj Na2O > K2O, a "kalijum" znači da
sadržaj K2O > Na2O.
























Sl.117. Magmatske stene - tipični predstavnici





Ultrabasic 45 Basic 52 Intermediate 63 Acidic 77
Efuzivne magmatske stene
Intruzivne magmatske stene
Vulkanski pepeo Plovućac
Obrati pažnju – razlike su male a važne!
Fenokristali
Porfirit
Porfirit
Bojeni

100. 100/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabela 7- Magmatske stene - vrsta i mineraloški sastav
Grupa
Mineraloški sastav u
%
(po Groutu)
Dubinske
(zrnasta struktura)
Površinske
(porfirska struktura)
Žične
(porfiroidna struktura)
MlaĎe Starije

Kisele

> 65% SiO
2
Kvarc 30
Ortoklas 30
Plagioklas 20
Muskovit 10
Biotit 10
Granit Riolit Kvarcporfir Granitporfir
Prelazne (intermediarne)

(55
-
6 5 %) SiO
2

Ortoklas 35
Plagioklas 40
Hornblenda 20
Biotit i dr 5
Sijenit Trahit Ortofir Sijenitporfir
Ortoklas 10
Plagioklas 50
Hornblenda 30
Augit, Biotit 10
Diorit Andezit Porfirit Dioritporfirit
Ortoklas 30
Plagioklas 40
Kvarc 15
Hornblenda 10
Biotit 5
Kvarcdiorit
(Granodiorit)
Dacit Kvarcporfirit Dioritporfirit
Bazične

(45
-
55 %)
SiO
2

Plagioklas 55
Pirokseni
Hornblenda 45
Olivin, Magnetit
Gabro Bazalt
Dijabaz,
Melafir
Dijabazporfirit
Ultrabazične

(<45%)SiO
2

Olivin
Piroksen 90
Magnetit 5
Plagioklas 5
Peridotit,
Dunit
Pikrit
Pirokseniti
Hornblenditi
Vebsteriti (retke brzo
se raspadaju)








3.2.5. PRIKAZ VAŽNIJIH MAGMATSKIH STENA

3.2.5.1. Dubinske magmatske stene

dubinske: granit, granodiorit, sijenit, diorit, gabro, labradorit, peridotit, dunit

Graniti su zrnaste strukture, masivne teksture, lučenje je paralelopipedno pločasto ili
nepravilno. Kuglasto lučeni graniti su nepovoljni za obradu. Ove stene upotrebljavaju se
kao građevinski materijal, naročito ako su sitnozrni i povoljno lučeni.
Granit je široko rasprostranjena i tehnički važna intruzivna
eruptivna stena izrazite zrnaste strukture. Sastoji se od kvarca
(20-40%), K-feldspata, ortoklasa ili mikroklina (50-80%) kao i
biotita i ređe muskovita (3-10%). Akcesorni sastojci u granitu
(do 3%) su apatit, cirkon, turmalin magnetit, rutil i drugi.

Boja granita varira u različitim nijansama beličaste do sive,
zavisno od količine obojenih minerala, najpre biotita pa do
crvenkastih nijansi od felspata koji su pigmentisani hematitom
ili zelenkastih obojenih hloritom i/ili epidotom.
Sl.118. Granit
MAGMATSKE STENE

101. 101/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Granit čini veliki deo kontinentalnih kora. Granit je postajao deo zemljine kore tokom
svih geoloških perioda. Nastao je u različitim vremenima istorije Zemlje, od pre milijardu
do nekolko desetina miliona godina. Najstarije granitne stene nalaze se u Švedskoj,
Britaniji i Arizoni. Široko je rasprostranjen u Zemljinoj kori i najčešća je bazična stena
ispod sedimentnih stena. Često čine ogromne nepravilne mase, batolite. Iako je široko
rasprostranjen postoje područja sa komercijalno vrednim kamenolomima granita.

Od svetski poznatih varijeteta granita spomenimo: Assuan red (asuanski crveni) iz Egipta,
sa krupnim crvenim kristalima K-feldspata, sitnijim zelenkastosivim kristalima Na-Ca-
feldspata i sivkastim kristalima kvarca, granit Rapakivi iz Finske.U Srbiji eksploatišu se
na više mesta: Bukulji, Ceru, Ljigu, kod Vršca, Staroj planini itd.


Sl.119. Azul Noce (Španija), Santa Cecelia (Brazil), Gran Violet (Brazil), Lavanda Blue (Brazil),
Granitni monolit u Britanskoj Kolumbiji

Granit u Srbiji i bivšoj Jugoslaviji je veoma česta i bitna stena. Rasprostranjeni su i
njegovi varijeteti koji su posebno dekorativni jer su raznobojni i sitnog zrna. Od granita
se prave kocke za puteve, kamen za gradnju ivičnjaka, stepenica, za horizontalno i
vertiklano oblaganje itd.
Granit se danas u svetu masovno primenjuje kao kamen za oblaganje svih površina bez
ograničavanja. Karakteristika granita je da se polira do visokog sjaja, da zadržava
dekorativnost, sjaj i nepromenjivost izgleda i u uslovima zagađene atmosfere urbane
okoline te da se odlikuje trajnošću. Ova primena upotrebe granita uslovljena je
ugrađivanjem granita koji se odlikuje svežinom i zvonkošću, sa niskim sadržajem biotita,
i da ne sadrži sulfidne minerale, pirit, kao ni sekundarne proizvode alteracije ili izmene
feldspata.
Granodiorit se od granita razlikuje po tome što uz kvarc (10-30%) sadrži Na-Ca-feldspate
ili plagioklase (30-50%), u manjoj količini K-feldspate (20-40%), a od obojenih minerala
biotit i hornblendu (5-20%) kao i akcesorne minerale (do 4%). Između granita i
granodiorita koji se koriste kao prirodni
kamen u tehničkom smislu nema posebnih
razlika, osim što je upotreba granodiorita,
zbog slabije izražene dekorativnosti, nešto
manja.
Sl.120. Granodiorit


Granodioriti su česte stene. Javljaju se na Boranji (zapadna Srbija), Željinu, Gorjanu,
Kopaoniku, Surdulici, Besnoj Kobili itd.

Na većini pomenutih lokaliteta vrši se eksploatacija granodiorita, uglavnom kao
arhitektonskog kamena za vertikalna i horizontalna oblaganja. Najveći kamenolomi su na
Boranji (Radalj) i na području Surdulice. Od granodiorita Boranje sagrađena je glavna
pošta i banka u Beogradu.

102. 102/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Dacit je efuzivni ekvivalent granodiorita (vidi u površinske magmatske stene).

Sijenit je intruzivna eruptivna stena iz grupe intermedijarnih magmatskih stena, zrnaste
strukture. Nastaje kristalizacijom bazičnih magmi. Sastavljen je od K-feldspata, ortoklasa
i mikroklina (60-80%), hornb1ende i biotita (20-40%) kao i akcesornih minerala apatita,
magnetita, epidota i drugih (do 3%). Može sadržavati i neznatnu količinu plagioklasa.
Boja sijenita različito je nijansirana siva, zavisno od učešća obojenih minerala, ili
crvenkasta, kad su K-fe ldspati pigmentisani hematitom.

Struktura sijenita je zrnasta, uglavnom hipidiomorfno zrnasta, retko porfiroidna. Tekstura
je masivna.

Sijenit je uglavnom crvene boje, koja
potiče od ortoklasa.
Lučenje sijenita najčešće je pločasto,
bankovito, ponekad i kuglasto, kada je
nepovoljan za eksploataciju. Primena
sijenita ista kao i kod granita.


Sl. 121. Sijenit, Rusija i Dragaš, Srbija
Najveće pojave sijenita su kod Tande u Istočnoj Srbiji, gde se ova stena javlja kao bočna
facija hercinskog Gorjanskog granita. Na ovom lokalitetu sijeniti su crvene boje usled
primesa gvožđa koje pigmentira ortoklas. Veličina zrna i povoljno lučenje omogućavaju
eksploataciju, pa se ovaj kamen, vrlo lepog izgleda, koristi za oblaganje i popločavanje
trgova. Kao bezkvarcna facija sijenit se javlja i uz granite Stare Planine.
Diorit je intruzivna eruptivna stena zrnaste strukture. Sastavljen je od Na-Ca-feldspata ili
neutralnih plagioklasa (60-80%), amfibola i biotita (20-40%) kao i akcesornih minerala i
magnetita (do 6%). Budući da sadrži dosta obojenih sastojaka, hornblende i biotita, diorit
je sive do tamnosive boje. Posebna odlika diorita je kvarcni diorit nazvan tonalit, koji se
sastoji od kvarca (10-20%), Na-Ca-feldspata (50-70%), hornblende i biotita (15-30%)
kao i akcesornih minerala (do 6%).
Dioriti se retko javljaju kao samostalni masivi. Obično su kao facija bez kvarca po obodu
granodiorita, sa malom količinom alkalnog feldspata.
Lučenje i način pojavljivanja, raspadanje isto kao i
kod granita i granitoida.
Tehničke osobine i primena takođe kao kod granita.
Sitnozrni varijeteti lepih boja upotrebljavaju se kao
dekorativni kamen za oblaganje. Dioriti su u Srbiji
retke stene. Ima ih uz gabre Deli Jovana u istočnoj
Srbiji i na Staroj planini.
Sl.122. Diorit
Gabro je bazična intruzivna eruptivna stena zrnaste strukture. Sastavljen je od Ca-Na-
feldspata ili bazičnih plagioklasa (40-70%), piroksena, ±olivina i ±hornblende (20-50%)
kao i akcesornih sastojaka i magnetita (do 10%). Gabro je tamnosive do crne boje, može
biti zelenkasto nijansiran. Krupnoća zrna može varirati, čak i u istom masivu. Odlikuje
se svojstvom da se glača do izvanredno visokog sjaja, gde posebno dolazi do izražaja
njegova crna boja. Površina se može obraditi peskarenjem, pa je tada svetlijih nijansi.
Može se obrađivati i termičkim postupkom. Prvoklasan je prirodni kamen široke lepeze
upotrebe, a posebno se koristi za memorijainu arhitekturu i arhitekturu grobalja. Gabro

103. 103/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
se eksploatiše nedaleko od Jablanice, BiH, i komercijalno je
poznat kao "Jablanički granit".
Kada su pravilno paralelopipedno ili bankovito lučeni,
srednjezrni i sitnozrni varijeteti gabra su cenjen arhitektonski
kamen.
Sl.123. Gabro
U našoj zemlji gabro je rasprostranjena stena. Najveća masa
ovih stena je na Deli Jovanu u Istočnoj Srbiji. Gabro se javlja i
uz peridotite koje i presecaju ili pokazuju postupne prelaze kada se nazivaju gabro-
peridotiti. Takvih pojava ima na Zlatiboru, Maljenu, kod Bogutovačke Banje, Priboja i
itd. Od jablaničkog gabra izgrađen je spomenik Neznanom Junaku na Avali i popločana
Knez Mihajlova ulica.
U grupi bazičnih magmatskih stena nalazi se i labradorit, monomineralna stena
krupnozrnaste strukture, sastavljena od plagioklasa labradora.
Peridotit je ultrabazična intruzivna eruptivna stena, zrnaste strukture. Sastavljen je od
olivina (40-70%), piroksena (20-40%) i akcesornih satojaka, najpre hromita (do 15%).
Dunit ili olivinovac je monomineralna stena sastavljena od olivina, sa akcesornim
hromitom. Peridotit je crne boje, često zelenkasto nijansiran. Kao prirodni kamen nije od
posebnog značenja.


Sl.124. Peridotit







3.2.5.2. POVRŠINSKE MAGMATSKE STENE
površinske: riolit, dacit, trahit, andezit, bazalt, kimberlit

Riolit je efuzivni ekvivalent granitne magme, izrazite porfirske
strukture. Sadrži fenokristale ili komadiće kvarca, K-feldspata i
biotita u gustoj osnovnoj masi koja može biti mikrokristalasta,
kriptokristalasta do hijalinska ili staklasta. Stena je različitih
nijansi svetlosive do sive boje. Kao prirodni kamen nema posebno
značenje. Sl.125. Riolit
U grupu riolita spadaju vulkanska stakla, neiskristalisale stene, bez fenokristala. Nastale
su naglim hlađenjem granitske magme na površini u kojoj nije započela kristalizacija
minerala. Među njima razlikujemo obsidijan, pehštajn, bimštajn, plovućac Često se za
ove stene sreće i naziv lipariti po Liparskim ostrvima, blizu Sicilije, gde su veoma
rasprostranjene.

Dacit je efuzivni ekvivalent granodiorita.
Daciti su mlade izlivne stene kvarcdiorita. Ime su dobili po Daciji, starom nazivu za
Rumuniju gde su dosta zastupljeni. Ako su izlivani pre kenozoika nazivaju se
kvarcporfiriti. To su stene izražene porfirske strukture i često fluidalne teksture. Kao
fenokristali javljaju se: kvarc, intermedijarni plagioklasi (oligoklas, andezin) i bojeni
minerali, biotit, hornblenda, piroksen koji leže u holokristalastoj do vitrofirskoj

104. 104/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
osnovnoj masi. Varijeteti ove stene izdvojeni su na osnovu vodećeg bojenog minerala:
biotitski dacit, amfibolski dacit itd.
Lučenje dacita je pločasto i stubasto. Boje
su različite, uglavnom sive do mrke,
zavisnosto od vrste i količine bojenog
minerala i kristaliniteta osnovne mase.

Najveće pojave ovih stena su na Rudniku,
kod Slavkovice (sl.126), na zapadnim
padinama Kopaonika, u Ibarskoj dolini i
kod Surdulice. Sl.126. Dacit
Daciti se upotrebljavaju se za izradu kocki, ivičnjaka, kao i tucanik, lomljeni kamen itd.
Najveći kamenolomi su u Slavkovici, Kadinoj Luci, Zagrađu, okolini Surdulice i Džepu
(Momin Kamen).




Sl.127. Daciti Slavkovice





Trahit je efuzivni ekvivalent sijenita. Kao prirodni kamen nije od posebnog značenja.
Porfir je zastareli termin za paleovulkanske, pretercijarne trahite, koji se danas
praktičkno više ne koristi.
Andezit je efuzivni ekvivalent diorita. Izrazite je porfirske strukture. Sastoji se od
fenokristala plagioklasa, hornblende i biotita u sivoj osnovi približno istog sastava. Retko
se upotrebljava kao prirodni kamen. Porfirit je zastareli termin za paleovulkanske,
pretercijarne andezite, danas se praktički više ne koristi.
Andeziti su u Srbiji veoma rasprostranjene stene. Najveće mase su u Timočkom
magmatskom kompleksu u Istočnoj Srbiji. Andeziti se javljaju sa krupnim, idiomorfnim,
fenokristalima hornblende, veličine i preko 10 cm, piroksena i biotita, koji se nazivaju
timociti (prema reci Timok). U ovim stenama su i značajna ležišta bakra, Bor i
Majdanpek. Ovaj kompleks je zbog toga ranije nazivan „timočki andezitski masiv“.

Andezita ima i u okolini Trepče, Ljubovije, u Zapadnoj Srbiji, na Rudniku, Kopaoniku itd.
Andeziti su i nosioci mnogih sulfidnih mineralizacija. Osim pomenutog bakra, javljaju se
olovo, cink srebro, antimon, arsen, živa itd. Ako su sveži, sitnozrni i povoljno lučeni
koriste se građevinski kamen. Andeziti izlivani pre kenozoika nazivaju se porfiriti. Mogu
se koristiti kao građevinski kamen, ali su i nosioci mnogih sulfidnih minerala.







Sl.128. Sekvence tečenja andezitske lave i andezit,
varijetet „timocit“

105. 105/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)







Sl.129. Andezit, Veliki Krivelj




Bazalti su izlivne stene gabra. Strukture su porfirske, izgrađeni od bazičnog
plagioklasa, labradora, bitovnita i monokliničnog piroksena, augita, često sadrže i
olivin. Od sporednih - aksesornih minerala javljaju se ilmenit, magnetit, titanit i apatit
a od sekundrnih kalcit, epidot i oksidi gvožđa.

Bazalti su sitnozrne stene, najčešće crne boje i školjkastog preloma. Lučenje im je
pločasto i stubasto, pri čemu stubovi dužim osama stoje upravno na površinu hlađenja.
Javljaju se i kao silovi i ploče. Kada se izlivaju pod morem mogu biti lučeni i kao pilou-
lave (engl. pillow-jastuk) ili jastučaste lave.

Bazaltska lava, koja je slabo viskozna, tj. tečna osim slivova gradi i ploče koje mogu biti
veoma debele, naročito ako su erupcije polifazne. Tada pokrivaju ogromne prostore
gradeći platoe. Jedan od takvih platoa, najveći na svetu, je na poluostrvu Dekan u Indiji
gde je sloj lave debeo 3000 m, a pokriva površinu od 650.000 km
2
. Sličnih pojava ima u
Kolumbiji, Sibiru, Mongoliji i dr.

Tekstura bazalta je najčešće masivna ili fluidalna, česte su mehurasta, šljakasta i
mandolasta. Obično se pri udaru školjkasto prelama.

Bazalt je sličan granitu, ekvivalent je gabru, nastao je izlivanjem magme na površinu
zemlje. Topi se na temperaturi od 1200 do 1300 stepeni, a u budućoj tehnologiji
predstavlja pravu revoluciju u zameni za metal.
Bazalt ima široku primenu u mnogim granama privrede, rudarstvu, građevini, u
železnicama za izradu brzih pruga, izvanredan je izolator, a od bazaltnih vlakana može se
dobiti veliki broj vrsta proizvoda za potrebe industrije. Proizvodi od bazalta nisu
kancerogeni, tehnologija dobijanja tih proizvoda je ekološki čista, a bazaltnim
proizvodima uspešno se zamenjuje industrijska primena azbesta.
Kompletna hemijska analiza pokazuje da se procenat SiO2 u zavisnosti od granulacije
kreće od 45 do 69% a Al2O3 od 20,47 do 21,92%, a pored ove, vršena su i ispitivanja
toplotne provodljivosti bazaltne vune, karakteristike bazaltnog prediva zatim ispitivanje
sirovine za izradu agregata za putogradnju i zastore brzih pruga kao i mogućnost dobijanja
stakla i staklo keramike od bazalta.

Bazalt se koristi kao građevinski kamen, za gradnju puteva ili kao ukrasni, arhitektonski
kamen. Staklasti bazalti u Mađarskoj se upotrebljavaju za izradu staklene vune - odličnog
izolacionog materijala (fabrika na Balatonu).
Ležište magmatskih stena silikatnog sastava - bazalta ''Vrelo'', koje se nalazi na
jugoistočnim padinama centralnog dela Kopaonika još 1972. godine je zainteresovao
kako državu tako i privredu. Osim toga, bazalt je otkriven još na dve lokacije - Donje

106. 106/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Jarinje (Leposavić) i Krkina Čuka (Lukovska Banja). Mladih izliva bazalta ima na na
Rudniku, kod Sjenice itd.
Bazalta, kao izliva pillow (jastučaste) lave jurske starosti ima kod Prijepolja, Čačka i
Kragujevca.


Sl.130. Bazalti, Sjenica Sl.131. Spilitske pillow (jastučaste) lave, Bistrica, Prijepolje

3.2.5.3. Žične magmatske stene - hipabisalne: dijabaz

Dijabaz je izlivna i žična stena - ekvivalent gabra koja ima ofitsku strukturu gde se
između pritki plagioklasa javlja monoklinični piroksen. Dijabazi su tamnozelene do crne
boje, lučeni kuglasto ili pločasto. Teksture su masivne. Javljaju se kao manje mase,
nepravilnog oblika, ploče, silovi, dajkovi, žice, debljine od nekoliko santimetara pa do
nekoliko desetina metara.
Izgrađeni su od bazičnog plagioklasa, labradora, bitovnita, i monokliničnog
piroksenom. U ovim stenama mogu se javiti olivin, hornblenda, biotit i kvarc
(kvarcdijabaz). Imajući u vidu da ove stene nastaju u submarinskim izlivanjem bojeni
minerali su često hloritisani, kalcitisani, epidotisani zbog čega stena zadobija
karakterističnu zelenu boju.

Najveće mase dijabaza u Srbiji stvorene se u mezozoiku (srednjoj Juri) i pripadaju
ofiolitima Dinaridskog ofiolitskog pojasa i Vardarske ofiolitske zone. Dijabaza ima na
Maljenu, Ždralici kod Kragujevca, na Maljenu, oko Prijepolja, Petrovaradina, Novog
Pazara itd.

Dijabaz (kada je svež, povoljnog lučenja i strukture - veličine zrna) je u svetu najpoznatiji
crni prirodni kamen koji se najviše primenjuje u arhitekturi grobalja za izradu spomenika,
kao dekorativni kamen ili za gradnju puteva. Sveži dijabaz može se uglačati do briljantno
visokog sjaja koji je trajan.

Dijabaz je nekada opisivan i smatran paleovulkanskim pretercijarnim bazaltom, ali se taj
termin u tom smislu danas ne koristi. Melafir je zastareli termin za dijabaze i bazalte
mandolaste teksture.







Sl.132. Dijabazi, Petrovaradin, Srbija

107. 107/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Praktično uputstvo za prepoznavanje magmatskih stena

1. Na osnovu boje može se približno utvrdi da li je stena kisela, neutralna ili bazna:
- Kisele stene su svetlo otvorene sive ili crvenkaste boje;
- Neutralne stene su sive ili zelenkaste;
- Bazične stene su tamno zelene do crne boje.
- Ultrabazične stene su tamne do crne boje.
2. Na osnovu strukture može se utvrditi da li je stena dubinska ili površinska:
- Dubinske stene imaju zrnastu strukturu;
- Površinske stene imaju porfirsku strukturu.
3. Na osnovu sadržaja kvarca može se odrediti podgrupa:
- Granit ima kvarc, a sijenit ne;
- Granodiorit ima kvarc, a diorit ne;
- Gabro ima feldspat, a peridotit ne.
Minerali u stenama:

Kvarc - se raspoznaje u stenama po masnoj staklastoj sjajnosti, sivoj boji, nepravilnoj
formi i po tome što nije cepljiv.
Feldspati - raspoznaju se po svetloj boji i po glatkim površinama (cepljivost).

Liskuni - raspoznaju se po veoma sjajnim sedefastim površinama i po savršenoj
cepljivosti.

Amfiboli i pirokseni - su bojeni sastojci stena, zatvoreno zelene do crne boje, ne mogu se
golim okom razlikovati.

Olivin - zrnasto grudvasti agregat, u stenama žuto do maslinasto zelene boje.



















Sl.133. Magmatske stene-kisele- ekvivalenti (intruzvivne i efuzivne stene) granit/riolit

108. 108/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)














Sl.134. Magmatske stene-neutralne-ekvivalenti (intruzvivne i efuzivne stene) diorit/andezit

Sl. 135. Magmatske stene-bazične-ekvivalenti (intruzvivne i efuzivne stene) gabro/bazalt
















Sl.136. Magmatske stene - ultrabazične - ekvivalenti (intruzvivne i efuzivne stene) peridotit/pirokseni

109. 109/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.137. Magmatske stene - tipični predstavnici pojava magmatskih stena
3.2.5.4. Piroklastične stene

Piroklastične (vulkanoklasticne) stene su posebna vrsta klastičnih sedimentnih stena.
Nastale su od materijala izbačenog vulkanskim erupcijama, sastavljenog od očvrsle
lave i fragmenata stena kroz koje lava prodire. Uglasti komadi veci od 32 mm su
blokovi, a oni zaobljeni vulkanske bombe. Odlomci veličine od 4 do 32 mm su lapili, a
čestice manje od 4 mm nazivaju se vulkanski pesak i vulkanski pepeo. Pod vulkanskom
prašinom podrazumevaju se čestice ispod 0,25 mm. Najkrupniji fragmenti, bombe i
blokovi padaju najbliže vulkanskom krateru. Lapili, pesak, pepeo i prašina mogu biti
nošeni vetrom veoma daleko od vulkana. Vezani vulkanski pepeo je tuf.
Grupa vulkanoklastičnih stena genetski je vezana za magmatske stene jer materijal za
njihovo stvaranje potiče direktno iz vulkana (nije bilo faze raspadanja a transport je
specifičan) ali su ove stene po načinu pojavljivanja, uslovima stvaranja i po
morfološkim karakteristikama klastične sedimentne stene. Eksplozijom vulkana usled
odlaska lakoisparljive komponente stvaraju se odlomci stena, prašine i kapljice lave
različite veličine i oblika (sl.138). Ako je razbijeni materijal čvrst (već iskristalisana
lava) komadi su uglastih oblika.









Sl.138. Tuf, lapil, vulkano klast

110. 110/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Od vulkanskih blokova i nezaobljenog grubozrnog materijala obrazuju se vulkanske
breče. Obično su vezane sitnozrnim vulkanskim materijalom krupnoće peska i pepela.
Ako je vezivo od vulkanskog pepela breču nazivamo tufobreča. Često se, međutim,
vulkanske breče vezuju tako što nagomilani blokovi bivaju zaliveni kasnije izlivenom
lavom. Ovako vezane vulkanske breče nazivamo lavobreče.












Sl.139. Eksplozivnom erupcijom vulkana stvaraju se vulkanski aglomerati, breče i tufovi

Cementacijom vulkanskih bombi i lapila nastaje vulkanski konglomerat, a varijetet sa
velikim blokovima zove se aglomerat.















Sl.140. Vulkanski aglomerat, Santorini, Grčka

3.3. SEDIMENTNE (TALOŽNE) STENE

3.3.1. Postanak sedimentnih stena
Sedimentne ili taložne stene (lat. sedimentare - taložiti) nastaju fizičkim i hemijskim
raspadanjem postojećih (ranije stvorenih) magmatskih, sedimentnih i metamorfnih stena.
Fizičko-hemijski uslovi pri kojima se stvaraju sedimentne stene znatno su niži u
poređenju sa uslovima nastanka magmatskih ili metamorfnih stena. Stvaraju se na
temperaturama od oko 0-25
0
C, do oko 100
0
C, i pri relativno malim pritiscima, od 1 bara
na površini pa do nekoliko stotina bara u depresijama ispunjenim vodom (najviši pritisci
su u okeanskim područjima).
Rasprostranjenost sedimentnih stena na površini Zemlje je 75%, u Zemljinoj kori oko 5%
i samo 0.1 % u zapremini cele Zemlje.
Debljina sedimentnog omotača iznosi:
- 1.9 km na kontinentima i
- 0.3 km u okeanskim basenima.

111. 111/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Ove stene su često i kao jedina „beleška - opis“ geoloških zbivanja kroz geološko vreme,
u i na Zemlji. Javljaju se u vidu naslaga (slojeva).
Stene Zemljine kore izložene su dejstvu površinskih sila, atmosferilija, promeni u
temperaturi, radu vode i vetra podležu tzv. površinskom raspadanju. Od prvobitno
kompaktnih stena nastaju trošne i rastresite mase koje bivaju duže ili kraće
transportovane. Prenos se najčešće vrši vodom, vetrom, ledom ili gravitacijom.

Sl.141. Faze nastanka sedimentnih stena
Postanak sedimentnih stena rezultat je složenog i dugotrajnog procesa koji sadrži
nekoliko faza:
- površinsko raspadanje stena - fizicko-hemijsko raspadanje ili trošenje starijih stena
(eruptivnih, sedimentnih i metamorfnih);
- transport materijala nastalog raspadanjem stena (gravitacijom, vodom, vetrom,
ledom);
- taloženje (sedimentacija) transportovanog materijala, taloženje počinje kada prestanu
delovati sile koje uzrokuju transport i
- dijageneza (litifikacija, očvršćavanje) nataloženog materijala.

Očvršćavanje može biti mehaničko ili hemijsko. Mehaničko nastaje na primer, gubitom
vode-dehidratacija sušenjem ili pod pritiskom, a hemijsko na taj način što se nakon
dehidratacije čestice međusobno povezuju, nekom hemijskom materijom koja se izlučuje
iz rastvora. Ove materijale nazivamo „vezivo“ ili cementni materijal i uglavnom su to:
CaCO3, SiO2, Fe2O3 i H2O kao i minerali glina.

Primer cementacije (vezivanja): Ca (HCO3)2ŌCaCO3+H2O+CO2
Iz kalcijum hidrokarbonata se izdvaja CaCO3 kalcijum karbonat koji se taloži i povezuje
odlomke mnogih minerala.

Dakle, stvaranje sedimentnih stena vrši se delovanjem različitih procesa:
- fizički,
- hemijski i
- biohemijski.
Ti procesi su uzajamno povezani u geološkom vremenu i prostoru.

112. 112/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Podela sedimentnih stena može se vršiti na osnovu više kriterijuma (detaljnije u
nastavku):
 na osnovu načina postanka (geneze):
- klastične sedimentne stene ili mehaničke sedimentne stene, nastaju taloženjem
minerala različitog sastava i veličine zrna. U njih spadaju šljunkovite i peskovite stene.
- hemijske sedimentne stene (se obrazuju izlučivanjem i taloženjem raznih soli koje se
nalaze rastvoreni u vodi).
- organogene sedimentne stene (sadrže fosilne ostatke biljaka i životinja).
 na osnovu dijagenetskih karakteristika (stepena litifikacije):
- nevezane,
- poluvezane i
- vezane.
 na osnovu granulometrijskih
karakteristika i sastava:
- psefiti,
- psamiti,
- alevriti i
- peliti.

Primeri sedimentnih stena: pesak, peščar,
karbonatne stene, glinovite stene,
kaustobioliti (stene koje su zapaljive) npr.
nafta, asfalt, ugljevi...





Klasifikacija litogenih sedimenata: zaobljenost, velična, sortiranost

Sl.142. Klasifikacija litogenih sedimenata: zaobljenost, velična, sortiranost
3.3.2. Raspadanje (razaranje) ili trošenje

Raspadanje (razgradnja) je proces razaranja stena na Zemljinoj površini ili plitko pod
površinom zbog erozije, delovanja atmosferilija, vode, leda, klimatskih i temperaturnih
promena, insolacije i delatnosti živih organizama.
Pri razgradnji bitno se menja mineralni sastav stene, jer deo minerala nestaje zbog slabe
otpornosti, izlučuje se ili pretvara u nove minerale koji su stabilni u promenjenim fizičko-
hemijskim uslovima.
Kompaktna i glatka stenska masa, bez pukotina, lakše i duže odoleva procesima
razgradnje.

uglasto
poluuglasto
pesak

113. 113/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Površinsko raspadanje stena
Površinsko raspadanje je skup procesa pri kojima stena biva razarana. Vrsta i brzina
površinskog raspadanja zavisi od sastava i strukture stene, od karaktera fizičko-hemijskih
uticaja kojima je izložena i dužine trajanja procesa.


















Sl.143. Podela sedimentnih stena može se vršiti na osnovu više kriterijuma

















Sl.144. Višefaktorski- interakcioni uticaji na stvaranje sedimentne okoline

Brzina površinskog raspadanja zavisi od:
- karaktera i vrste stene,
- vrste uticaja kome je izložena i
- dužine trajanja tih uticaja.
Najotporniji su kvarc, liskuni....
Površinsko raspadanje može biti fizičko, kada stena gubi samo čvrstinu i hemijsko kada
stena menja mineralni i hemijski sastav.
Iako su različiti, ova dva procesa u prirodi najčešće deluju zajedno, pri čemu fizičko
raspadanje znatno olakšava hemijske procese i obratno.

114. 114/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

















Sl.145. Skala otpornosti minerala na raspadanje (trošenje)
Fizičko raspadanje (dezintegracija) najcešće je samo usitnjavanje stena bez stvaranja
novih minerala. Najjače (najizraženije) je na ogoljenim terenima, bez humusa i vegetacije.
Hemijsko raspadanje stena (dekompozicija) dešava se pod delovanjem vode obogaćene
agresivnim komponentama. To je proces rastvaranja minerala u stenama pod uticajem
vode, kiseonika, raznih kiselina, gasova i organske materije. Najizraženije je na
pokrivenim terenima, bogatih vodom.
 Fizičko raspadanje
Uzrokovano silama koje deluju iz atmosfere, hidrosfere i biosfere.Ne dolazi do promene hemijskog
sastava stene, već samo do komadanja i usitnjavanja. Olakšano je sistemima pukotina i naprslina.
Faktori koji uslovljavaju mehaničko raspadanje su raznovrsni. Osim kolebanja dnevnih i
sezonskih temperatura, tu su još i dejstvo mraza, rašćenje korenja biljaka, kristalizacija
soli u pukotinama stena, kao i procesi uslovljeni delovanjem egzogenih geoloških faktora
(spoljašnjih sila), kao što su vetar, tekuće vode, rad morskih talasa, glečera i t.d.
Faktori fizičkog raspadanja:
- Karaktera klimatskog regiona: Nivalna, Aridna, Humidna i Sezonska,
- Temperatura - oscilacije- kolebanjima dnevnih temperatura,
- Izloženosti stena:
- Dejstvu mraza,
- Insolaciji - osunčanost,
- Dejstvu vetra,
- Delovanje talasa duž obala, abrazija,
- Rastu korenja biljaka,
- Mehaničkom struganju zbog kretanja glečera, lomljenja i trenja prilikom
transporta materijala i
- Tektonskim uticajima
- Kristalizacije soli u prslinama stena.

U područjima rasednih i tektonskih zona stene su polomljene i zdrobljene pa je fizičko
raspadanje stena intenzivnije.

Fizičko raspadanje zavisi i od količine padavina i temperature, tj. klime gde razlikujemo
četiri regiona: Nivalni, Aridni, Humidni i Sezonski.

115. 115/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Ə Ə Karakteristike klimatskih regiona

Sl. 146. Klimatski regioni: sa nivalnom, aridnom, humidnom i sa sezonskom klimom
Ə Regioni sa nivalnom klimom (polarna područja i područja visokih planina - preko
3000 m): - padavine su u vidu snega a normalna temperatura ispod 0
o
C. U ovim oblastima
nema tekuće vode (sem lokalno), pa je hemijsko raspadanje bez značaja. Fizičko
raspadanje je mehaničko struganje stena pri pokretima lednika. U fazama otapanja i
zamrzavanja moguće je razorno dejstvo mraza. Nivalna klima javlja se u polarnim
područjima ili na visokim planinama (sl.146);
Ə Regioni sa aridnom klimom (pustinjski i polupustinjski regioni):(suva) klima -
temperature u ovim područjima su visoke. Količina atmosferskog taloga manja je od
količine vode koja ispari. U ovim oblastima nema tekuće vode, osim povremeno,
vegetacija je slaba, humusni pokrivač mali ili odsutan. Fizičko raspadanje je intenzivno,
nema hemijskog trošenja ili je vrlo sporo. Područja sa aridnom klimom su pustinjska i
polupustinjska područja (sl. 146);
U aridnim-pustinjskim predelima glavno transportno sredstvo je vetar. Njegovim
delovanjem nastaju erozioni oblici, a na mestima gde prestaje prenosna moć vetra vrši se
odlaganje-taloženje nošenog materijala i nastaju akumulacioni oblici (dine). Pustinjskim
olujama vrši se kotrljanje krupnijih fragmenata stena, dok se sitnije nose zajedno sa
vazdušnim strujanjima. Sitni fragmenti stena, prašina i sitni pesak, mogu se premeštati i
po nekoliko stotina km. U svetu egzistiraju brojne pustinje sa svim odlikama
pravog pustinjskog reljefa.
Ə Regioni sa humidnom klimom (tajge i tropske šume): imaju veću količinu vodenog
taloga od količine vode koja ispari. Voda teče po površini terena, prikuplja se u
depresijama ili otiče u more. Vegetacija je bujna što uslovljava stvaranje debelog
humusnog pokrivača (sl.146). Hemijsko raspadanje je intenzivno a fizičko podređeno.
Humidna klima javlja se u tropskim područjima i područjima tajgi.

Ə Regioni sa sezonskom klimom su oblasti u kojima se smenjuju periodi sa mnogo
padavina, humidni uslovi, i periodi sa malo padavina aridni uslovi. Fizičko i hemijsko
raspadanje se menja i međusobno obnavlja omogućavajući najpotpuniju kombinaciju ova
dva tipa raspadanja. Sezonska klima je karakteristična za tople priobalne pojaseve.

Ə Temperatura - oscilacije
Ō Koeficijent širenja mineralnih sastojaka,
ŌSlabljenje kohezije među sastojcima,
ŌStvaranje prslina i pukotina,
Ō Zalaženje vode i širenje zbog mržnjenja.
Ponavljanje procesa uslovljava dekompoziciju stene.

Kolebanje dnevnih temperatura, insolacija

Uticaj dnevnih kolebanja temperature na površinsko raspadanje zavisi od mineralnog
sastava i strukture stene, morfologije terena, klime, nadmorske visine, pokrivenosti
Nivalna -
Aridna
Sezonska Humidna

116. 116/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
vegetacijom, debljine humusnog sloja itd. Raspadanje pod dejstvom temperaturnih
promena je možda najznačajniji vid mehaničkog raspadanja.

Temperatura vazduha i stena koje se zagrevaju nije stalna. Najviša je u toku sunčanih
dana kada stene najviše upijaju toplotu a najmanja noću ili pred zoru kada je stene
oslobađaju, tj. kada se hlade. U našoj zemlji razlike u temperaturi zagrejanih stena mogu
biti i više od 50
0
C. U Africi, u pustinjskim predelima, temperatirna razlika je znatno viša
(i do 80
o
C). Zbog uticaja dnevnih i sezonskih temperaturnih kolebanja minerali u
stenama se različito šire i skupljaju (tamniji više a svetliji manje) stvarajući različito
linearno i zapreminsko širenje i nehomogeno naponsko polje. Zbog ovih procesa slabe i
kohezione sile između zrna minerala. Stalnim ponavljanjem ciklusa zagrevanja i hlađenja
stvaraju se mikroprsline u površinskom delu stene koje su paralelne ili upravne na
površinu zagrevanja. Temperaturna kolebanja stena odvijaju se do par desetina
centimetara dubine (smatra se da već na 0.5 m nema značaja), zbog čega se njihovo
mehaničko razaranje dešava najvećim delom na samoj površini terena. Intenzitet fizičkog
raspadanja uzrokovan kolebanjima dnevnih i sezonskih temperaturnih kolebanja zavisi i
od geografske dužine i širine, morfologije terena, klime, nadmorske visine, pokrivenosti
vegetacijom, debljine humusnog pokrivača itd. Ovaj tip raspadanja naročito je intenzivan
na ogoljenim terenima (pustinje), bez vegetacije i humusa gde je najjača insolacija (uticaj
sunčeve toplote) i po pravilu je izrazitiji na tamnim stenama.

Kristalizacijom soli u mikroprslinama stena

Kristalizacija soli u pukotinama stena uslovljava proces koji je vrlo sličan mehanizmu
dejstvu mraza. Javlja se kada u pukotinama i prslinama stena dođe do kristalizacije soli
koje pri tom, usled hidratacije, povećavaju zapreminu i tako vrše pritisak na zidove
pukotina.
Kristali imaju veću zapreminu od rastvora iz koga su kristalisali zbog čega se
kristalizacijom i hidratacijom soli povećava njihova zapremina. Ako nema dovoljno
prostora za novostvorene kristale u pukotinama stena stvaraju se naponi koji uzrokuju ili
pomažu fizičko raspadanje stena. Prelaskom anhidrita u gips, kao i hidratacijom drugih
soli povećava se zapremina i stvaraju naponi koji dovode do dezintegracije stene. Naponi
koji se ovom prilikom stvaraju manji su nego pri smrzavanju vode, ali još uvek dovoljno
veliki da izazovu drobljenje stene. Pritisci usled kristalizacije soli mogu iznositi do 100
MN/m
2
.
Kristalizacija i hidratacija soli javlja se i u urbanim sredinama, u stenama ugrađenim u
različite građevinske objekte.

Rast korenja biljaka
Jedan od primera svođenja delovanja bioloških činilaca na mehaničke je uticaj rasta
korenja biljaka. Korenje biljaka svojim rastom vrši neprekidan pritisak na zidove
pukotina i, iako taj pritisak nije takvog intenziteta da može trenutno da razdrobi stenu,
njegovo dugotrajno dejstvo neminovno izaziva raspadanje - dezintegraciju stenske mase.

Koreni biljaka svojim rastom vrše pritisak na zidove pukotina stene u koje se utiskuju
(sl.147). Tako se stvaranju naponi koji omogućavaju ili potpomažu fizičko raspadanje
stena. Pritisci koje može izazvati korenje mogu iznositi do 1,5 MN/m
2
. Iako pritisak nije
veliki dugotrajnim delovanjem, uz ostale procese, koreni biljaka mehanički dezintegrišu
stenu.

117. 117/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)





































Sl.147. Korenje bilja dezintegriše stene
Zamrzavanje vode u kapilarima

U oblastima sa sezonskom klimom, odnosno sa naglim smenjivanjem visokih i niskih
temperatura u toku dana i sa dovoljnom količinom atmosferskog taloga do izražaja dolazi
raspadanje stena pod uticajem zamrzavanja vode u prslinama,sl.148.Ukoliko je poroznost
stene takva da voda ne cirkuliše lako nego se u njoj zadržava (ako pore nisu međusobno
povezane), onda je ovaj vid raspadanja naročito izražen. Voda koja se zadržava u porama
i pukotinama smrzava se na niskim temperaturama i izlaže stenu, često vrlo visokim,
pritiscima. Do ovih pritisaka dolazi usled povećanja zapremine leda u odnosu na vodu (za
oko 1/11, tj. 11%). Maksimalni pritisci mogu na temperaturi od -20 do -22
o
C iznositi i
do 200 MN/m
2
. Kod poroznih stena ovaj pritisak može da nadjača kohezione sile i dovede
do trenutnog prskanja stenske mase. Ovaj tip fizičkog raspadanja je intenzivniji ako se
postupak zamrzavanja i odmrzavanja vode u kapilarima ponavlja više puta.

Treba napomenuti da je retko trenutno razaranje stena na veće blokove. Proces je češće
dugotrajan, jer tek mnogostruko ponavljanje smrzavanja i otapanja stvara takve napone
koji će dovesti do destrukcije stene. Tada obično dolazi samo do usitnjavanja površinskih
delova stene.
Osetljivost stena na mraz je i jedna od vro važnih tehničkih osobina kamena u
građevinarstvu zato su i propisane obavezne metode i postupci laboratorijskog ispitivanja
pre upotrebe kamena u tehničke svrhe.
Sl.148. Dejstvo kiše i leda na dezintegraciju stene
Delovanjem talasa duž obala - abrazija
Površinske vode razaraju stene naročito u obalnim područjima gde je dejstvo talasa
najintenzivnije, u zonama velikih vodenih strujanja ili brzog kretanja vodene mase (sl.148).
Mehaničkim dejstvom vode stene se razbijaju u velike blokove, nakon toga transportuju
i zaobljavaju u sve sitnije komade. Ovako razdeljene komade stena nazivamo mehanički
detritus u kome razlikujemo:
- krupnije i nezaobljene komade (klaste) koje nose, transportuju samo vodeni tokovi
velike snage i brzine, planinski potoci i reke,
- sitniju frakciju, šljunak pesak, delimično do potpuno zaobljenu, koju nose reke
srednje brzine toka. Mogu biti veoma daleko transportovane.
- prašinu i mulj, tj. klaste finog zrna, koje nose reke sporog toka, jer ove čestice lebde

118. 118/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
u vodi, najdalje se transportuju i talože u mirnim vodama.








Sl.149. Rad morskih talasa, abrazija
Čovekova aktivnost ubrzava mehaničko razaranje stena, narčito u područjima većih
inženjersko-građevinskih i eksploataciono-geoloških radova, puteva, mostova, tunela,
brana, majdana kamena, površinskih kopova metala koji su izgrađeni na terenima sa
izraženom morfologijom a neadekvatno zaštićenih od erozije. Veliki je broj primera
klizanja i kretanja čitavih brda i njihovog mehaničkog i hemijskog razaranja zbog
čovekove nebrige, neodgovornosti i nestučnog rada.
 Hemijsko raspadanje stena (dekompozicija) - promena mineralnog sastava stena
Sa mnogih aspekata hemijsko raspadanje je značajnije od mehaničkog. Pre svega,
hemijski procesi bitni su za formiranje zemljišta, a takođe su značajni i kao faktori koji
dovode do nastanka nekih interesantnih sedimentogenih ležišta. Izvesno je, u svakom
slučaju, da su procesi hemijskog raspadanja raznovrsniji od mehaničkih. Poodmaklo
mehaničko raspadanje umnogome utiče na brzinu i intenzitet hemijskih procesa (ukoliko
su zadovoljeni i ostali uslovi).
Hemijsko raspadanje je proces rastvaranja minerala u stenama pod uticajem vode,
kiseonika, raznih kiselina, gasova i organske materije.
Minerali formirani duboko u unutrašnjosti Zemlje nisu stabilni u površinskim uslovima.
Raspadanje (trošenje) je proces suprotan od smera Bovenovog niza: najlakše se raspada
olivin koji nastaje na > 1000
0
C zatim - pirokseni - amfiboli - biotit - ortoklas - muskovit
- kvarc koji nastaje na oko 600
0
C.
Glavni uzročnik hemijskog razaranja je voda.
Voda je, zbog bipolariteta molekula, redovnog i značajnog prisustva najvažniji rastvarač
u prirodi. Rastvaračka sposobnost vode zavisi od sadržaja OH jona, tj. njene kiselosti,
sadržaja ugljene kiseline, kiseonika, hlora itd. Humidne kiseline koje se stvaraju pri
razlaganji biljnih ostataka u kori raspadanja, takođe imaju značajnu ulogu u hemijskom
raspadanju. Iako su slabe, ove kiseline napadaju i silikate i u dugom vremenskom periodu
vrše njihovo razlaganje.
Za hemijsko raspadanje stena važna je i temperatura vode. Rastvaračka sposobnost raste
sa povećanjerm temperature (osim za gasove).

Rastvorljivost minerala je različita. Pojedini minerali se brzo i lako rastvaraju, kamena
so, sulfati dok je kod drugih proces rastvaranja znatno duži, kod karbonata, feldspata itd.
Postoje minerali koji su veoma otporni na hemijsko raspadanje i koji praktično trajno
ostaju nerastvoreni (kvarc, liskuni, granati itd.).
Kako je već rečeno, stabilnost silikatnih minerala na hemijske promene obrnuta je
temperaturi njihovog stvaranja (suprotan od smera Bovenovog niza). Minerali stvoreni u
kasnijim stadijumima magmatskog ciklusa stabilniji su od minerala kristalisalih na
visokim temperaturama.

119. 119/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
















Sl. 150. Pad otpornosti silikatnih minerala prema trošenju
Olivini i pirokseni, bitni minerali ultrabazičnih i bazičnih stena, peridotita i gabra,
kristališu na visokim temperaturama, lako podležu fizičkom i hemijskom razaranju. U
reakciji sa vodom prelaze u serpentine, hlorite, bez alumijske amfibole. Kvarc koji
nastaje na niskim temperaturama i jedan je od poslednjih minerala kristalisalih u kiselim
magmama, granitoidima i granitima, kao što je pomenuto, veoma je stabilan.
Kvarc: hemijski je vrlo stabilan.
Feldspati: formiraju minerale glina; Joni kalijuma i silikatna komponenta ostaju u rastvoru -
hidroliza: 2KAlSi3O8 + 2H
+
+2HCO3
-
+H2OŌAl2Si2O5(OH)4 + 2K
+
+ 4SiO2 + 2HCO3
-

Feromagnezijumski minerali: hemijski se troše tako da njihovi joni prelaze u rastvor, a
kasnije formiraju okside - oksidacija: 4FeS2 + 8H2O + 15O2 = 2Fe2O3 + 8H2SO4
Karbonati - lako topivi u vodi (naročito ako voda sadrži malo ugljene kiseline-CO2
otopljen u vodi) - hidratizacija: CaCO3 + H2CO3 (ugljena kiselina) ŌCa
2+
+ 2HCO3
-


Intenzitet hemijskog raspadanja zavisi i od površine stene koja je izložena dejstvu
razaranja. Kompaktna i glatka stenska masa, bez obzira na sastav teže podleže hemijskom
(i fizičkom) raspadanju nego neravna stenska masa sa pukotinama.
Biološko trošenje (organske aktivnosti) zbiva se pod uticajem organskih procesa
(bakterije i kiseline nastale trulenjem, rast korenja i sl.147):
- mehanicki pritisak korenje prilikom rasta stvara i širi pukotine pa se stena raspada,
- biljke svojim korenjem unose bakterije,
- bakterije i alge ulaze u pukotine i proizvode mikropukotine,
- mikroorganizmi proizvode i kiselinu-hemijsko trošenje stene,
- gljive koje proizvode kiselinu - vrše razaranje stene.
Fizičkim i hemijskim raspadanjem od kompaktne stene obrazuju se:
 ostatak raspadanja ili mehanički detritus koji predstavlja
odlomke stena nastalih fizičkim razarenjem i transportuje se,
zavisno od veličine čestica i snage transportnog sredstva, vode,
vetra, gravitacije, kada se stvaraju klasti različite veličine
(drobina, šljunak, pesak, prašina i glina) i
 rastvor raspadanja u kome su rastvoreni minerali i koji se mogu
transportovti daleko od mesta odakle potiču.
Sl.151. Uloga vode i CO2 na raspadanje stena
3.3.3. Transport i sedimentacija

Transport mehanički zdrobljenog materijala može se izvršiti pod uticajem različitih
faktora: silom gravitacije, površinskim tokovima (potocima i rekama), vetrom ili

120. 120/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
glečerima, dok se rastvor raspadanja prenosi samo površinskim ili podzemnim vodama.
Od snage prenosnog sredstva i veličine i oblika fragmenata zavisiće i dužina transporta,
odnosno put koji materijal može da prevali (pređe) pre taloženja, sl.152.
Naziv/Veličina zrna u mm, prema Wenthworth-u
• Šljunak > 2 mm
• Pesak = 0,063 - 2 mm
• Prašina = 0,004 - 0,063 mm
• Glina < 0,004 mm

Veličina zrna i brzina taloženja
Pesak i glina:
Ō Pesak:
- Udaljenost = brzina x vreme
- D = v ∙ t
• t = D/v = 4 km/ 2,5 cm/s
• t = 1, 85 dana.
Ō Glina:
• Glina tone 10.000 puta sporije nego zrna peska
• t = 1,8 dana x 10.000 = 18.000/365 = 49,31 godina
Sl.152. Evolucija sedimentnih stena i okolina taloženja (The evolution of sedimentary rosks and depositional
envronments)
Transport i sedimentacija, kako je rečeno, odvija se na kopnu dejstvom gravitacije, u
vodenoj sredini, lednikom i vetrom. Kada prenosna moć agensa oslabi prestaje
dalje pomeranje i prenošenje raspadnutog materijala i dolazi do njegovog istaložavanja.
Zrno Veličina
Brzina obaranja
(taloženja)
Vreme koje je potrebno da
se obori sa 4 km dubine
valutak > 2 mm - -
pesak 0,063 -2 mm 2,5 cm/s 1,8 dana
prašina
(silt)
0,004 - 0,063
mm
0,025 cm/s 6 meseci
glina < 0,004 mm 0,00025 cm/s 50 godina
Evolucija Depozicionih Okruženja, Sedimentnih Stena i Sekvenci Stena
Model je podjednako vizuelan koliko i verbalan. Model u pejzažnom režimu

121. 121/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Prvo se talože nakrupniji fragmenti (šljunak), a najdalje se transportuju-prenose, najsitnije
čestice raspadnutog materijala (mulj). Odlomci transportovani u vodenoj sredini kotrljaju
se, taru po dnu vodene sredine ili jedan o drugi, dobijaju zaobljene ivice i usitnjavaju se.
Drugačije je kod odlomaka koji se transportuju na suvom ili lednikom. Oni imaju
nezaobljene ivice i po tome se lako prepoznaju. Raspadnuti materijal stena u lednicima
se nalazi po njegovom obodu ili u njegovoj unutrašnjosti. Brzina kretanja lednika je
različita: na Himalajima kreću se brzinom 1.300 m/god, na Alpima 150 m/god idt.
Nakon, površinskog i hemijskog raspadanja, odlomci stena i rastvor raspadanja
transportuju se gravitacijom, vodom, vetrom i ledom u nova, niža područja.

ƋGravitacioni transport klastičnog materijala Fragmenti stena raspadnutih na
padinama biće pod uticajem gravitacione sile pomereni niz padinu. Ovako se formiraju
na padinskim stranama sipari. Ukoliko u podini sipara postojiraskvašena podloga nastaju
plazine. Materijal transportovan na ovakav način putuje relativno kratko i taloži se na
samoj padini ili u njenom dnu. Dužina i brzina transporta zavisi od nagiba padine, stepena
pošumljenosti i intenziteta fizičkog razaranja.

Komadi stena koji su kratko transportovani gravitacijom nazivaju se eluvijalni nanosi.
Nisu klasirani po krupnoći, nezaobljenih (oštrijih) su ivica i homogenog sastava.

Sl.153.Kretanje raspadnutog materijala niz padinu - stvaranje sipara

ƋTransport materijala tekućom vodom (najveća količina sedimenata): zavisi od
brzine vodenog toka i karakteristika fragmentisanog materijala. Krupnozrni materijal,
blokovi stena, „talože“ se u gornjem toku brzih reka, planinskim potocima i bujicama.
Materijal srednjeg zrna, šljunak, nose reke srednje brzine dok najsitniji materijal
„putuje“ vrlo daleko, vrlo često bude odnešen u jezera i mora.

Transport zavisi od specifične gustine, oblika i veličine komada stena i minerala. Teže
se transportuju čestice veće specifične gustine, kuglastog oblika, lakše manje specifične
težine, ljuspičastog i pločastog oblika. Pri transportu najsitnije čestice plivaju ili lebde u
vodi, teže se kotrljaju po dnu međusobno se sudarajući zbog čega se stalno zaobljavaju.
Zrna veće tvrdine teže se zaobljavaju od zrna manje tvrdine.

Materijal transportovan vodom i istaložen na mestu gde snaga transportnog sredstva
prestaje naziva se aluvijalni nanos koji je klasirani po krupnoći, obično heterogenog
sastava jer sakuplja materijal sa celokupnog područja sliva.
Transport materijala u većim vodenim basenima vrši se dejstvom talasa, strujanja,
podvodnih tokova i gravitacionog kliženja sitnozrnog do muljevitog materijala.

122. 122/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

















Sl.154. Dijagram zavisnih faktora transporta čestica materijala

































Sl.155. Rečni tok sa svojim gornjim, srednjim i donjim tokom i prenos materijala različite
krupnoće i stepena zaobljenosti - Transport materijala rečnim tokom - prirodna klasifikacija
nošenog materijala.

123. 123/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)









Sl. 156. Sedimentne naslage - klasifikacija materijala od dužine transporta
Sedimentne naslage se stanjuju udaljujući se od izvora materijala i smanjuje se veličina
čestica a povećava njihova zaobljenost (breča, konglomerati pa sve do sitnozrnastih
sedimenata).
ƋTransport klastičnog materijala vetrom (eolski sedimenti) prenose se velike
količine klastičnog materijala različite krupnoće. Pri tome specifično lakša zrna mogu
biti i krupnija a specifično teža sitnija. Kod snažnih vetrova, naročito u pustinjskim
oblastima vetar kotrlja krupniji materijal po površini i njegovim nagomilavanjem
obrazuje dine.
Uloga vetra kao transportnog sredstva naročito je značajna u oblastima sa oskudnom
vegetacijom i sušnom klimom (pustinje i stepe); značajna je i za prenošenje finozrnog
vulkanskog materijala koji je erupcijom izbačen na
velike visine. Taloženjem materijala transportovanih
vetrom stvaraju se eolski sedimenti koji su dobro
sortirani, manje zaobljeni u odnosu na aluvijalne
sedimente i heterogenog sastava.
Sl.157. Peščane dine, Sahara, Tunis

ƋTransport klastičnog materijala ledom
(glacijalni sedimenti) vrši se u polarnim oblastima ili
na vrlo visokim planinama, iznad preko 3000 m, gde i danas, na nekim od njih, ima
glečera. Na svom putu glečer po dnu i bočno, sa strane odlama komade stena različite
krupnoće i sastava. Glečeri mogu transportovati i veoma krupne blokove stena,
zapremine i do nekoliko destetina kubnih metara koje voda ne može da nosi. Transport
glečerom je spor, najviše nekoliko metara na dan. Nema zaobljavanja materijala niti
sortiranja po krupnoći. Po zaustavljanju tj. stapanju glečera, zajedno se talože blokovi
stena, sitniji komadi i glinovita frakcija. Sedimenti nastali kretanjem leda nazivaju se
glacijalni sedimenti.

ƋTransport klastičnog materijala ledom i vodom: glaciofluvijalni sedimenti
ƋTransport i sedimentacija rastvorenog materijala
Ratvoreni materijal transportuje se kao jonski ili koloidni rastvor. Kao jonski rastvori,
hidroksidi, karbonati, sulfati putuju kalijum, natrijum kalcijum, magnezijum a kao
koloidi, u obliku hidroksida, aluminijum, gvožđe, silicijum.
Taloženje ili odlaganje materijala raspadnutih stena dešava se kada oslabi prenosna moć
transportnog sredstva, ili kada je rastvor prezasićen. To se dogadja:
- na delovima padine, ili u njenom podnožju, gde prestaje gravitaciono pomeranje,
- u vodenoj sredini kada voda više ne može da pomera fragmente ili ona sama
dospeva u uslove relativnog mirovanja,
- na mestima gde vetar slabi i ne može više da pomera pojedine fragmente stene, U
područjima gde se lednici zaustavljaju.

124. 124/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Taloženje jonskih rastvora je usled prezasićenja pojedinih komponenti koje se
neprekidno dovode u rastvor, promene vrednosti pH, uklanjanjem pojedinih elemenata
koji su povećavali rastvorljivost ili isparavanjem rastvarača. Do taloženja dolazi i usled
promene temperature vode, promene pritiska gasova koji povećavaju rastvorljivost itd.

Da bi se izlučile soli iz vode neophodna je prezasićenost rastvora koja se u prirodnim
tekućim vodama obično ne ostvaruje.
Izlučivanje iz koloidnih rastvora vrši se koagulacijom, pošto se ukloni zaštitni
naelektrisani omotač od molekula vode koji sprečava koagulaciju. Ovo se najčešće
događa dovođenjem suprotno naelektrisanih koloidnih čestica ili delovanja jakih
elektrolita ako su prisutni u rastvoru. Taloženje koloidnih rastvora nastaje i isušivanjem
ili mehaničkim razbijanjem naelektrisanog omotača.
Mesta taloženja mogu biti:

- Kontinentalna sredina: terestički (pustinjski, glacijalni, pećinski) i akvatični (rečni,
močvarni i jezerski i delte );
- Prelazne sredine: estuariji, lagune i plimske zone;
- Marinske sredine: Prema dubini sedimentacionog basena, mora i okeana, razlikuju se:
litoralna sredina (obuhvata područje malih dubina); neritska zona (do dubine 200 m);
batijalna (200-2000 m); abisalna (dublja od 2000 m) i hadalni (> 5000 m).
Većina sedimenata taloži se u moru.








Sl.158. Sredine taloženja u morima i okeanima
Litoralna sredina - obuhvata područje malih dubina, odnosno između maksimalne plime
i minimalne oseke. Ovde se oseća najintenzivniji rad morskih talasa, koji svojom snagom
otkidaju delove stena na obali i talože ih klasifikujući ih po veličini. U ovoj sredini
formiraće se krupnozrni (psefitski i psamitski) sedimenti, ali i glinoviti materijal koji se
prinosi sa kopna. Takođe, u plitkim priobalnim područjima mogu se formirati neki
biohemijski sedimenti (koralni krečnjaci...).
Neritska (sublitoralna) sredina- prostire se do dubine od oko 200 m. Ova dubina je i
granica prostiranja svetlosti. Tu će se taložiti sitnozrni (psamitski do pelitski) klastični
sedimenti i krečnjaci.
Batijalna sredina- obuhvata prostrana područja u kojima je dubina između 200 i 2000
m. Ovde se talože karbonati, glinoviti i organogeni silicijumski sedimenti.
Abisalna sredina- prostire se u dubinama preko 2000 m. I u ovom području će se taložiti
dubokomorske gline i silicijumski sedimenti, ali je, usled smanjenog priliva materijala,
ova sedimentacija jako spora.
Hadalna sredina- prostire se u dubinama preko 5000 m. U ovom području će se taložiti
najsitnije čestice i silicijumski sedimenti, ali je priliva materijala je mali te je i
sedimentacija jako spora.

125. 125/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
3.3.4. Dijageneza (očvršćavanje)
Dijageneza ili očvršćavanje obuhvata niz procesa u kojima se bez značajnijeg
povećanja pritiska ili temperature rastresiti sediment ili hemijski talog prevodi u
kompaktnu sedimentnu stenu. U osnovi se razlikuje mehanička i hemijska dijageneza.

Očvršćavanje hemijskih sedimenata, jonskih ili koloidnih rastvora događa se
istovremeno sa njihovim obaranjem. Odlomci stena nakon prestanka transporta vezuju
se sitnijim materijalom (vezivom) i postaju čvrste stene. Brzina očvršćavanja zavisi od
nekoliko faktora:
- postojanja slabog pritiska koji vrši zbijanje čestica (smanjenja međuprostora zrna
a time i manje zapremine sedimenta;
- istiskivanje vlage ili dehidratacije sedimenta čime se gubi plastičnost i vlažnost u
sedimentu;
- cirkulacija vode sa rastvorenim solima koje se izlučuju u međuprostore vezujući
zrna i stvarajući kompaktnu stenu.
Dijageneza može biti dugotrajan process zbog čega u prirodi srećemo sve prelaze od
nevezanih preko poluvezanih do vezanih sedimentnih stena.

Navedena su četiri stadijuma (faze) kroz koje stenska masa prolazi do nastanka čvrste
sedimentne stene, ali su kod pojedinih sedimentnih stena neki stadijumi "preskočeni"
ili nisu dostignuti. Na primer, kod osulinske drobine obavljeni su samo raspadanje i
sedimentacija, kod nekih glina nema transporta, kod hemijskih taloga čvrste
sedimentne stene postaju bez izdvojenog stadijuma dijageneze - obrazuju se direktno pri
taložennju, itd.

 Biološko trošenje zbiva se pod uticajem organskih procesa (bakterije i kiseline nastale
trulenjem, rast korenja i sl.143)

3.3.5. SKLOP (STRUKTURA I TEKSTURA) SEDIMENTNIH STENA

Sklop sedimentnih stena podrazumeva strukturu i teksturu, tj. uzajamne odnose sastojaka,
način vezivanja zrna i ispunjenost prostora.

Struktura sedimentnih stena

Pod strukturom sedimentnih stena podrazumeva se fizička građa, uslovljena međusobnim
odnosima, veličinom i formom zrna, odnosnominerala koji izgrađuju stenu. Struktura je,
dakle, posledica svih procesa koji su prethodili stvaranju jedne sedimentne stene.

Strukture sedimentnih stena dele se na: klastične, kristalaste, amorfne i organogene.

Klastična (grč. klastos - odlomak) struktura karakteristična je za sedimentne stene
izgrađene od fragmenata cementovanih prirodnim vezivom.
Zrna u klastičnim sedimentima prema obliku mogu biti:
nezaobljena (uglasta); poluuglasta (subuglasta);
poluzaobljena (subzaobljena); zaobljena i dobro
zaobljena (okrugla ili ovalna).


Sl.159. Klastična struktura kod konglomerata (vezanog šljunka)

126. 126/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Prema veličini fragmenata (granulometrijskom sastavu) klastične strukture delimo na:

- psefitske (grubozrne klastične strukture) sa
veličinom zrna preko 2 mm gde spada šljunak;

- psamitske (srednjezrne klastične strukture) sa
veličinom zrna između 0,05 i 2 mm.
gde spada pesak;
- alevritske (sitnozrne klastične strukture) sa
veličinom zrna od 0,005 i 0,05 mm. gde spada
prašina, i
- pelitske (finozrne klastične strukture), sa
veličinom zrna ispod 0,005 mm. gde spadaju
gline.










Sl.160. Stepen sferičnosti i zaobljenosti klasta u stenama klastične strukture. Klasti su (odozgo prema
dole): nezaobljeni - poluuglasti - poluzaobljeni - zaobljeni - dobro zaobljeni
Neke klastične sedimentne stene mogu biti izgrađene od klasta različite veličine.

Pomenuti klasti (komadi) „vezani“ su prirodnim cemetnom koji je različitog sastava:
- karbonatni,
- silicijumski,
- glinoviti,
- gvožđeviti,
i u steni može biti različito zastupljen, od nekoliko procenata pa do preko 50% njene mase.
Poroznost (sposobnost upijanja vode) ove grupe sedimentnih stena zavisi od količine
veziva i načina vezivanja odlomaka stena i minerala.

 Klastična struktura - sedimentne stene izgrađene od fragmenata stena i minerala,
različitih po veličini i obliku.
Prema veličini zrna klastične strukture dele se na:
1. psefitske (krupnozrnaste) - veličine zrna su iznad 2 mm
2. psamitske (srednjezrnaste) - veličine zrna su od 2 mm do 0,05 mm
3. alveritske - siltitske (sitnozrnaste) - veličine zrna su od 0,05 mm do 0,005 mm
4. pelitske (finozrnaste) - veličine zrna su manje od 0,005 mm do 0,002 mm








Sl.161. Psefitska ili grubozrnasta struktura Sl.180. Psamitska ili srednjezrnasta struktura












Sl.162. Alevritska ili sitnozrnasta struktura Sl.182. Pelitska ili finozrnasta struktura

127. 127/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Naziv klastičnih struktura prema veličini čestica (dimenzije čestica prema Ventvortovoj
(Wentworth) podeli.
Tabela 8 - Naziv klastičnih struktura prema veličini čestica









 Kristalasta struktura - Kristalaste strukture karakterišu se autigenim zrnima, koja su
međusobno neposredno srasla. Kristalaste strukture, slično klastičnim, takođe se
razlikuju po načinu srastanja i po veličini zrna.

Srastanje zrna može biti po manje - više ravnim
površinama, mozaično, ali je često i po nazubljenim
površinama, implikaciono.

Karakteristična je za hemijske sedimentne stene zavisno
od veličine minerala koji izgrađuju stenu.

Veličina zrna može biti ujednačena ili neujednačena.
Sl.163. Kristalasta struktura (mikro snimak)
Prema dimenzijama zrna, može biti:
1. Makrokristalasta - mineralna zrna veća od 0,1 mm, zrna vidljiva golim okom;
2. Mikrokristalasta - min. zrna od 0,1 do 0,01 mm, pojedina zrna razlikuju se tek pod
mikroskopom;
3. Kriptokristalasta -min. zrna manja od 0,01 mm, pojedina zrna ne vide se ni pod mikroskopom.




Sl.164. Krupnokristalasta struktura




ƈ Oolitska i sferolitska struktura - odlika
hemijskih sedimentnih stena karakteristične
kuglaste tvorevine CaCO 3 nastale
koncentričnim povećanjem mineralne mase oko
nekog jezgra (fragment fosila ili minerala),
sastava različitog od stene u kojoj se nalaze.
Sl.165. Oolitska struktura
 Organogena ili biogena struktura -
definisana je prisustvom većih količina
organskih (fosilnih) ostataka čiji vrsta, oblik i
veličina često utiču na opšti izgled stene -
organogene sedimentne stene.




Sl. 166. Organogena struktura

Naziv-klastična
struktura
Grčki Latinski Engleski Dimenzije čestica u mm
Šljunčana Psefitna Ruditna Gravel-gravelly > 2 mm
Peščana Psamitna Arenitna Sand-sandy od 2 mm do 0,05 mm
Prašinasta Alevritna Lutitna Silt-silty od 0,05 mm do 0,005 mm
Glinena Pelitna Lutitna Clay-clayay <od 0,005 mm do 0,002 mm

128. 128/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 Amorfna struktura
Amorfne strukture se sreću kod gelnih sedimenata. Karakterišu se trakastom građom i
bubrežastim oblicima. Naročito su česte kod brzo izlučenih silicijskih sedimentnih
stena. Amorfne strukture su nestabilne i kod starijih tvorevina prelaze u
kriptokristalaste ili mikrokristalaste strukture.










Sl.167. Amorfna struktura
Tekstura sedimentnih stena
Tekstura je određena rasporedom čestica u masi sedimentne stene i ispunjenošću prostora,
a može biti:
Ƥ homogena (masivna) - minerali jednoliko zauzeli prostor u stenskoj masi;
Ƥ slojevita - karakteristična za slojevite sedimentne stene kod kojih se u stenskoj masi
izmenjuju slojevi različitih veličina;
Ƥ brečasta - stenska masa sastavljena od vezanih većih i manjih čestica.
ƋHomogena (masivna) tekstura - javlja se kada su svi sastojci stene u njoj ravnomerno
raspoređeni, tako da daju homogen sklop, tj. minerali jednoliko
zauzeli prostor u masi.
Često se u prirodi nalaze sedimentne stene homogene (masivne)
teksture. Kod njih je raspored sastavnih elemenata jednoličan u
prostoru stenske mase, ali može biti i haotičan, tj. nema nikakve
pravilnosti i uređenosti u prostoru. Homogenost (masivnost) - je
svojstvo stenskih masa da se u sklopu terena javljaju neizdeljene
- neispucale ili načete degenerativnim oštećenjima.
Sl.168. Homogena tekstura
ƋSlojevita tekstura - je svojstvo stenskih masa da se u sklopu terena javljaju izdeljene
približno paralelnim genetskim diskontinuitetima, u vidu ploča i tabli različitih veličina
koje nazivamo slojevima. Slojevitost je tipično svojstvo sedimentnih stena. Slojevi
najčešće imaju veliko pružanje, a relativno malu debljinu.

Slojevita tekstura ima sloj kao osnovni sedimentacioni elemenat (sl.170). Zbog ove
osobine sedimentne stene se često i nazivaju slojevite stene.

Sloj je geološko telo jednorodnog sastavakoje koje je ograničeno paralelnim ili
subparalelnim graničnim površinama (slojnim površinama ili površinama slojevitosti).
Slojevi u najvećem broju slučajeva imaju veliko horizontalno i malo vertikalno
prostiranje. Sloj ispod ispitivanog sloja čini njegovu podinu a iznad sloja povlatu ili
krovinu.



Sl.169. Slojevita tekstura sedimentnih stena

129. 129/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
U rpostoru, završavanje - prestanak postojanja stenske mase, slojevi se istančavaju ili
isklinjavaju.
Prema debljini slojeva imamo sledeću podelu i to:
- masivna (pseudomasivna) gde su slojevi debljine preko > 200 cm,
- bankovita 60 - 200 cm,
- slojevita 5 - 60 cm,
- pločasta 0,5 - 5 cm i
- listasta < 0,5 cm (5 mm).
Sa praktičnog gledišta, slojevitost olakšava eksploataciju, obradu, zasecanje, usecanje i
pojeftinjuje primenu stena. S druge strane, jako izražena tanka slojevitost smanjuje
upotrebljivost stena, a nepovoljna orijentisanost - slojevitost („niz padinu“), smanjuje
stabilnost padina i kosina.
Sl.170. Slojevi krečnjaka - ploče, slojevi i banci

Slojne površine, koje predstavljaju prekide u sedimentacionom ciklusu, mogu biti ravne,
zatalasane, glatke, hrapave. U pojedinim slučajevima na njihovim površinama se mogu
videti otisci kišnih kapi, tragovi usled vučenja nekog materijala, ispupčenja usled
naknadne kristalizacije soli i dr.
Vrsta materijala u svakom sloju, ili grupi slojeva, veličina i gradacija fragmenata i
gradaciona slojevitost, kao i debljina slojeva, fosilni ostaci nekadašnjeg živog sveta, po
pravilu sigurno ukazuju na sedimentacione uslove koji su vladali u datom
sedimentacionom basenu.
Slojevitost može biti normalna, kosa i ukrštena.
Sloj, ili grupa slojeva, iznad posmatranog sloja čini tzv. povlatu sloja. Podinu
posmatranog sloja čini sloj, ili više slojeva, koji se nalaze ispod njega. Normalno je da su
stariji slojevi donji, a mladji gornji. Medjutim, naknadnim tektonskim procesima u
Zemljinoj kori slojevi mogu iz normalnog oblika biti prevedeni u prevrnuti, uvrnuti,
ubrani...
Slojevitost može biti gradaciona kada se veličina odlomaka stena i minerala smanjuje od
njegove podine ka povlati. Kosa slojevitost nastaje u vezi sa prekidom ili variranjem u
sedimentaciji na nagnutim površinama, česta je kod eolskih, priobalnih i lagunskih
sedimenata. Laminacija je smenjivanje materijala različite krupnoće ili boje u istom sloju.






Sl.171.Ubrana tekstura sedimentnih stena

130. 130/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Najčešće teksturno svojstvo sedimentnih stena je SLOJ, više u delu 4.4.3.1.Sloj.
ƋBrečasta tekstura - stenska masa sastavljena od vezanih većih i manjih čestica.







Sl.172. Brečasta tekstura sedimentnih stena
Boja kod sedimentnih stena nije karakteristična osobina zbog njihovog veoma
heterogenog mineraloškog i hemijskog sastava ali:
- crvena boja ukazuje na prisustvo jedinjenja Fe,
- crnu boju daje prisustvo mangana i/ili organske materije i
- zelenu i maslinasto zelenu boju imaju stene bogate olivinom i/ili
feromagnezijskim silikatima-serpentiniti.

3.3.6. Podela sedimentnih stena - Osnovna klasifikacija sedimentnih stena
Decenjama je predloženo više šema klasifikacije sedimentnih stena, a njihova raznolikost
može biti zbunjujuća, posebno za početnike. Raznolikost šema odražava, delom,
složenost sedimentnih stena, ali i činjenicu da različite klasifikacije imaju različite
svrhe. Često kada geolog radi na nekom problemu to je samo mali deo područja
sedimentnih procesa koji ga zanimaju, a ne ukupna raznolikost stena, pa se osmišljavaju
posebne, uže šeme koje olakšavaju rešavanje problema. Ipak, za svaku grupu sedimentnih
stena (npr. klastične, hemijske, biohemijske, itd.) postoje generalizovane strategije
klasifikacije koje su modifikovane za posebne svrhe.

Predloženi su brojni klasifikacioni sistemi za opisivanje sedimentnih stena. Na primer, od
1950. godine predloženo je, samo za peščare, preko 50 klasifikacija.
Iskustva govore da nijedan sistem nije u potpunosti zadovoljavajući. Čini se da bez obzira
na to kakav se sistem klasifikacije smisli, uvek postoje primeri koji se u njega ne uklapaju
lako. Takođe, vrsta klasifikacije koju geolog koristi zavisi od vrste studije. Klasifikacija
koja je savršeno dobra za jednu studiju može biti neadekvatna za drugu.

Sedimentne stene klasifikuju se na osnovu teksture (veličine zrna) i sastava.
Osnovna klasifikacija odnosila se samo na teksturu, koristeći Wentworthovu skalu
veličine. Ali svaki puni naziv stene mora specificirati i teksturu i sastav. Dakle, arkozni
peščar je stena čestica veličine peska, pri čemu je veliki postotak tih čestica feldspat.
Može se činiti da bi neograničen broj čestica mogao završiti u sedimentnoj steni. Na kraju
krajeva, postoji preko 6.000 poznatih minerala. Osim toga, bilo koji nepotpuno istrošeni
komad magmatske, sedimentne ili metamorfne stene takođe se može naći u sedimentnoj
steni.
Klasifikacija sastava mogla bi postati vrlo komplikovana ako se uzmu u obzir sve ove
različite čestice. Ali u većini slučajeva sastav stena može se definisati pomoću četiri
osnovne kompozicione komponente:
- Kvarc
- Feldspat
- Litički fragmenti (uključujući fragmente stena i mineralna zrna osim kvarca)
- Matriks (zahvat za mulj i glinu zrna koja se okom ne mogu lako uočiti).

131. 131/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Dobra klasifikacija zasniva se na nekoj teoriji koja objašnjava kako se stene formiraju i
kako su međusobno povezane. Zato je potrebno grupisati stene koje se formiraju sličnim
procesima. Najopštiji teorijski model koji postoji za sedimentne stene je jednostavan
idealni mode, sl.174. Osnovna klasifikacija je zasnovana na tom modelu.
Problem sa sedimentnim stenama je što se formiraju u vrlo raznolike procese pa je
direktna klasifikacija teška, za razliku od magmatskih stena gde je moguća relativno
direktna klasifikacija po teksturi i sastavu.
Dakle, potreban je sistem klasifikacije koji ne samo da može “opisati” čiste stene, već i
sve kombinacije između njih. Sistem bi trebao biti jednostavan za korišćenje. Univerzalni
sistem koji koriste geolozi zasniva se na ternarnom dijagramu, koji nije teško čitati i
primeniti. Ova klasifikacija zahteva dva ternarna dijagrama, jedan za određivanje
teksture, drugi za određivanje QFL-a (kvarc, feldspat, litika). Ovi dijagrami se razmatraju
zasebno, ali su takođe kombinovani u jedan dijagram, sl.174. Ponekad je potreban i
grafikon procene učešća minerala u sastav stenske mase, ternarni dijagram.

Ternarni dijagram koristi se za prevođenje učešća sedimenta tri različite klase veličine
zrna - peska, mulja (silt) i gline - u opis tla. Pesak je materijal veličine zrna između 2 mm i
0,0625 mm; mulj je 0,0625 do 0,00390 mm; glina je sve manje od toga (po podeli
Wentworthove skale ).

Osnovna klasifikacija:

Ova klasifikacija istražuje ukupnu raznolikost sedimentnih stena. To je dobra klasifikacija za
nekoga ko želi naučiti prepoznati i identifikovati sve osnovne sedimentne stene - bez
tehničkih detalja.
Navedeni ključ je prilično razumljiv i može se koristiti za identifikaciju sedimentnih stena
bez razumevanja kako i zašto su ove stene međusobno povezane.
Međutim, Teorija Koja Stoji Iza Ove Klasifikacije , zasnovana na Jednostavnom Idealnom
Modelu , istražuje procese formiranja sedimentnih stena i kako su oni povezani.< /td>
Klastična klasifikacija:
- QFL identifikaciju

- QFL Ternarni Sistem
Klastične stene nastaju iz produkata vremenskih uticaja koji se ne otapaju u vodi - klasovi.
Uključuje konglomerate, peščare i škriljce.
Ove klasifikacije zahtevaju sposobnost identifikacije klastova u steni - kvarc, feldspat i
litik (ili QFL ). Za identifikaciju QFL je jednostavan, ali se bavi relativno jasnim primerima
svake od stena.QFL Ternarni Sistem je najsofisticiraniji i onaj koji geolozi
koriste. Potrebno je naučiti Čitati Ternarni Dijagram , ali kada se to uradi, sistem je oćan i
jednostavan za korišćenje.
Klasifikacija karbonata:
Karbonatni dijagram
Karbonate nije lako klasificirati, a osim naprednih geoloških smerova, većina ljudi se
nikada ne uključuje u njihovu klasifikaciju. Osnovna slika bavi se karbonatima otprilike na
nivou na kojem se većina ljudi susreće.Međutim, karbonati su mnogo bogatiji od
toga - jednako bogati kao i klastici. Na primer, tamo gde klastici imaju kvarc, feldspat i litik,
karbonati imaju aloheme (fosili, ooliti, peleti i intraklasti).U svakom slučaju, ovde je
data slika koji ih uvodi.
Hemijska/Biohemijska
Klasa:
Hemijski/Biohemijski, sl.174
Hemijske i biohemijske sedimentne stene formiraju mnogo stena vrlo različitog porekla.
Ne postoji uredan način da ih klasifikujete. Ali ako možete odlučiti da stena nije klastična ili
karbonatna onda je verovatno jedna od ovih.

Međutim, ovo nije univerzalni standard, postoje i drugi sistemi klasifikacije tla, koji sće
biti prikazani u radu.

Važno za razumevanje sedimentnih stena je shvatiti da su svi sedimentni procesi
trošenja, transporta i taloženja usmereni na jedan cilj - stvaranje tri konačna proizvoda
svih sedimentnih procesa: kvarcnog peska, škriljca (gline) i krečnjaka (CaCO3).
Teksturalna klasifikacija tla

Klasifikacija teksture tla zasniva se na veličini čestica i postotnoj raspodeli. Oni su
predstavljeni ili ucrtani duž tri ose jednakostraničnog trougla.

132. 132/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Njihove granične linije su nacrtane kako bi označile različite procente čestica veličine
peska, mulja i gline, kao što je prikazano na donjoj slici.
Teksturna klasifikacija tla je najpoželjnija za klasifikaciju krupnozrnih tla. Ovu
klasifikaciju prvi je razvio američki Biro za tla, sl.173.

Klastične sedimentne stene, osim krečnjaka, mogu se klasifikovati na osnovu njihove
mešavine veličina zrna, kako je specificirano Wentworthovom skalom. Dijagrami
pokazuju kako se formiraju sedimentne stene i materijali koji su ih stvorili.

Ventvortovu skalu objavio je 1922. Chester K. Wentworth, modifikujući raniju skalu
Johana A.Uddena. Ventvortove ocene i veličine kasnije su dopunjene Ņ ili
logaritamskom skalom Williama Krumbeina, koja transformiše milimetarski broj
uzimajući negativ njegovog logaritma u bazi 2 kako bi se dobili jednostavni celi brojevi.

Frakcija veličine veća od peska (granule, šljunak, oblutci i gromade) zajednički se naziva
šljunak, a frakcija veličine manja od peska (mulj i glina) zajednički se naziva mulj.
































Sl. 173. Teksturalna klasifikacija tla i Wentworthova skala

Ŀ razmera: Veličina je izražena prečnikom zrna (d), (najveća udaljenost dveju tačaka na
površini zrna) u Ŀ (Ņ) vrednosti. “Boulders” ili kugle (“blokovi”), Silt (prah).
Milimetri Wentworth skala Phi (ņ) skala
> 256 Boulder - Oblutak – 8
> 64 Kaldrma - obluci – 6
> 4 Šljunak - Oblutak – 2
> 2 Granule - Zrnce – 1
> 1 Veoma krupan pesak 0
> 0,5 Krupni pesak 1
> 0,025 Srednji pesak 2
> 0,125 Fini pesak 3
> 0,0625 Veoma fini pesak 4
> 0,03125 Grubi mulj 5
> 0,015625 Srednji mulj 6
> 0,00781 Fini mulj 7
> 0,00390 Veoma fini mulj 8
< 0,00390 Glina > 8

133. 133/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)




















































Sl.174. Jednostavan idealan model evolucije sedimentnih stena, L.S.Fichter,1993,2000,
ttp://geollab.jmu.edu/Fichter/SedRx/sedclass.html i dorađeno

134. 134/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabela 9 - Identifikaciju osnovnih sedimentnih stena

135. 135/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Folkova klasifikacija sedimenata:
Robert Folk je prvi put objavio ovaj dijagram, zajedno sa sistemom klasifikacije
sedimenata 1954. godine. Od tada je postao trajni standard među sedimentolozima i
sedimentarnim petrolozima, zajedno sa Shepardovom klasifikacijom sedimenata.












































Sl.175. Folkov sistem klasifikacije sedimenata i Ternarni sistem za klasifikaciju sedimentnih stena
(A Ternary System for Classifying Sedimentary Rocks)


Teksturni dijagram
QFL Dijagram sastava

136. 136/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Pet (5) Ternarna dijagrama sedimentnih stena
Ternarni dijagram koristi se za prevođenje učešća sedimenta tri različite klase veličine zrna - peska,
mulja (silt) i gline - u opis tla. Pesak je materijal veličine zrna između 2 milimetra i 0,0625
milimetra; mulj je 0,0625 do 0,00390 milimetra; glina je sve manje od toga (po podeli
Wentworthove skale ).
Tabela 10 - Ternarni dijagrami sedimentnih stena
Klastične sedimentne stene, osim krečnjaka, mogu se klasifikovati na osnovu njihove mešavine veličina zrna, kako je specificirano
Wentworthovom skalom. Dijagrami pokazuju kako se formiraju sedimentne stene i materijali koji su ih stvorili.
Slika prikazuje primer
ternarnog postupka.
Primer prikazuje sastave za
tlo od peska, mulja i gline.
Linije koje predstavljaju
kompozicije sa konstantnom
količinom peska ucrtane su u
intervalima od 25%.

01. Konglomerat,
peščar i mulj


Ovaj dijagram koristi se za klasifikaciju
sedimentnih stena prema mešavini veličina zrna u njima.
Koriste se samo tri klase:
1. Pesak je izmeĎu 1/16 (0.0625) milimetra i 2 mm.
2. Mulj - blato je sve manje od peska i uključuje
razrede veličine mulja i gline Wentworthove skale.
3. Šljunak je sve što je veće od peska i uključuje
granule, šljunak, oblutke i kamene gromade na
Wentworth skali.
02.Peščar i muljnjak


Stene sa manje od 5% šljunka mogu se klasifikovati prema
veličini zrna (na Wentworthovoj skali) koristeći ovaj dijagram.
Ovaj dijagram, zasnovan na klasifikaciji sedimenta, koristi se za
klasifikaciju peščara i muljnjaka prema mešavini veličina zrna
koja ih čine. Pod pretpostavkom da je manje od 5% stene veće
od peska (šljunka), koriste se samo tri klase:
1. Pesak je izmeĎu 1/16 mm i 2 mm.
2. Silt - mulj je izmeĎu 1/16 (0.0625) mm i 1/256 (0,00390)
mm.
3. Glina je manja od 1/256 (0,00390) mm.
03.Dijagram
sedimentnih stena

Ovaj dijagram se temelji na mineralogiji zrna peska veličine ili
veće (na Wentworth skali).
Matrica sitnijeg zrna se zanemaruje.
Litici su fragmenti stena.
Ovaj dijagram se koristi za tumačenje sastojaka peščara u
smislu tektonske strukture stena koje su proizvele pesak.
- Q je kvarc,
- F je feldspat, a
- L je litik (fragmenti stena koji nisu
razbijeni na jednomineralna zrna).
QFL - dijagram se koristi za tumačenje sastojaka peščara u smislu tektonske strukture stena koje su proizvele pesak. Q je kvarc, F je feldspat,
L je litik (fragmenti stena koji nisu razbijeni na jednomineralna zrna).
04. QFL dijagram
porekla

Ovaj dijagram se koristi za tumačenje sastojaka
peščara u smislu tektonske strukture stena koje su proizvele
pesak.
- Q je kvarc,
- F je feldspat, a
- L je litik (fragmenti stena koji nisu razbijeni
na jednomineralna zrna).
Ovaj dijagram najbolje funkcioniše za sediment koji nema puno
kvarcnih zrnaca koji su u stvari
kvarc ili kvarcit, jer ih treba smatrati liticima umesto kvarca. Za
te stene, QmFLt dijagram je bolji.
05. QmFLt dijagram
porekla

Ovaj dijagram se koristi kao i QFL dijagram, ali je dizajniran
za proučavanje provenijencije
peščara koji sadrži puno zrna kvarca ili polikristalnog kvarca
(kvarcita).
- Qm je monokristalni kvarc,
- F je feldspat, a
- Lt je totalni litik.
Kao i QFL dijagram, ovaj ternarni grafikon koristi specifikacije
koje je 1983. objavio Dickinson.
Dodeljivanjem litičnog kvarca kategoriji litika, ovaj dijagram
olakšava razlikovanje sedimenata koji potiču iz recikliranih
stena planinskih lanaca.

137. 137/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Primeri primene ternarnih dijagrama na magmatske i sedimentne stenske mase:
Sl. 176. Trojni dijagrami koji pokazuju sastav Granita.








Sl. 177. Trojni dijagrami koji pokazuju sastav litičnog konglomerata.
Sl. 178. QFL dijagram koji prikazuje sastav arkoznog peščara (feldspathic arenit).























Sl. 179. Peščar sa mešavinom kvarca (kvarcni arenit) i ortoklasnog feldspata (ružičaste boje). Zrnca
peska se ističu u reljefu uzorka što ga svrstava u kategoriju peska.







Fragmenti breče sastavljeni
su od kvarcita (metamorfisani
kvarcni peščar).
Detaljan pogled na sastav
fragmenata breče pokazaće
pojedinačna zrna topljenog
kvarcnog peska koja čine
kvarcit.









QFL dijagram koji
prikazuje sastav arkoznog
peščara (feldspathic arenit).
Čisti, krupnozrni kvarcni pesčar
sa poprečnim slojem.
Lagana ružičasta mrlja duž
poprečne podloge je
kontaminacija gvožđem i nije
bila deo originalne kompozicije.
Poprečni slojevi su verovatno
velikih žljebova koji su rezultat
migracije velikih talasa.
Peščar sa mešavinom kvarca i ortoklasnog feldspata (ružičaste boje). Zrnca peska se ističu u visokom reljefu u ovom uzorku

Granit je magmatska stena svetle boje sa dovoljno velikim zrnima da se mogu videti golim okom.
- Nastaje sporom kristalizacijom magme ispod površine Zemlje.
- Granit se sastoji uglavnom od kvarca i feldspata sa manjim količinama liskuna, amfibola i drugih
minerala.
Ovaj mineralni sastav obično daje
granitu crvenu, ružičastu, sivu ili belu
boju sa tamnim mineralnim zrncima
vidljivim u celoj steni

Granitne stene:
Ovaj trouglasti dijagram je metoda
klasifikacije za granitne stene.
Zasnovan je na relativnom obimu
feldspata (K-Na-Ca) i kvarca - SiO 2.
Mafični elementi se ne uzimaju u obzir.
Izmenjen je prema klasifikacionoj karti koju je pripremila Međunarodna unija geoloških nauka.
Slika i modifikacija od strane Geološkog zavoda Sjedinjenih Država.

138. 138/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabela 11 - Tabela za identifikaciju osnovnih sedimentnih stena
- NE reaguju sa kiselinom
- Reakcija sa razređenom HCl


Tabela 12 - Klastična klasifikacija i Karbonatni dijagram


Jednostavan Idealan Model Ove Klasifikacije
Potreban je sistem klasifikacije koji ne samo da može prepoznati čiste stene, već i sve kombinacije
između njih, uz to trebao bi biti jednostavan za korišćenje.

139. 139/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Dakle, prema načinu postanka sedimentne stene delimo na tri velike grupe (sl.143 i sl.180):
- klastične (terigene) sedimentne stene, mehaničke sedimente, ili terigene sedimente
koji nastaju od odlomaka (komada) stena i minerala;
- hemijske sedimentne stene, koje nastaju taloženjem iz rastvora i
- organogene sedimentne stene u čijem stvaranju presudnu ulogu imaju biljni ili
životinjski organizmi.
Uz sedimentne stene pripada i grupa stena koje su po načinu nastanka sedimenti, ali
poreklo materijala je vulkansko, vulkanoklastične stene (obrađene „Piroklastične
stene“).
Prema stepenu dijageneze ili litifikacije:
1. NEVEZANE sedimentne stene,
2. POLUVEZANE sedimentne stene i
3. VEZANE sedimentne stene.














Sl.180. Podela sedimentnih stena
3.3.6.1. Prema načinu postanka

Prema načinu postanka sedimentne stene dele se na tri velike grupe:
- klastične (terigene) sedimentne stene (breča, konglomerat, peščar, alevrolit, glina),
- hemijske sedimentne stene (krečnjak, dolomit, bigar) i
- organogene sedimentne stene (krečnjak, kreda, rožnac).

 Klastične sedimentne stene (mehaničkog detritusa)

Klastične sedimentne stene, najrasprostranjenije sedimentne stene Zemljine kore,
nastale su transportom, taloženjem i vezivanjem ili cementacijom čestica nastalih
fizičkom razgradnjom eruptivnih, metamorfnih i starijih sedimentnih stena.
Podela klastičnih sedimentnih stena bazira se prema stepenu vezanosti čestica i veličini
klasta (komada) na osnovu kojih su podeljene na: nevezane, poluvezane i vezane, kao i u
odnosu na veličinu sastojaka, klastične stene dele se na krupno, srednje i sitnoklastične stene.
Podela klastičnih sedimentnih stena bazirana na veličini klasta (komada) deli se na:
- psefite, čija krupnoća zrna prelazi 2 mm. Ovoj grupi pripadaju drobina, breča, šljunak i
konglomerat;
- psamite, krupnoće zrna između 0,05-2 mm. Ovoj grupi stena pripadaju pesak i pešćar;
- alevrite, krupnoće zrna od 0,005-0,05 mm. gde spada prašina i alevrolit;
- pelite, krupnoće zrna ispod 0,005 mm. gde pripada glina i mulj.

140. 140/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabla 13 - Klastične sedimentne stene prema veličini čestica-zrna
Nevezane stene: Drobina, Šljunak, Pesak, Alevrit, Mulj;
Poluvezane stene: Les, Crvenica, Glina, Lapor,
Vezane stene: Breča, Konglometrar, Peščar, Alevrolit, Glinac, Laporac
 Hemijske sedimentne stene
Hemijske sedimentne stene nastaju izlučivanjem i taloženjem raznih mineralnih materija
koje se nalaze rastvorene u vodi. Hemijske sedimentne stene nastale su kristalizacijom
raznih soli iz zasićenih rastvora a delimo ih na neevaporitne (karbonatne, silicijumske i
fosfatne) i na evaporitne, preovlađujuće stene, obrazovane pod uticajem isparavanja
(kuhinjska so, gips, anhidrit). Vreme i mesto taloženja ovih sedimenata zavise od
koncentracije rastvora, temperature, pritiska i dužine trajanja procesa.

U hemijske sedimente spadaju siga (bigar), travertin, mermerni oniks, sedimenti sonih
ležišta, silicijumske sedimentne stene i gvožđevite sedimentne stene.
Siga, npr., nastaje taloženjem kalcijumkarbonata u kraškom podzemlju i čini pećinski
nakit (stalaktiti i stalagmiti). Travertin se stvara na mestu izbijanja toplih izvora iz
krečnjaka.


























Sl.181. Klastična (primarna struktura) - sedimentne stene (zrnaste)

Nevezani
SEDIMENT
(nevezani)
VELIČINA ČESTICA
SEDIMENTNA STENA
(vezani)
Vezani /struktura
Psefiti
Šljunak krupnozrna
> 2 mm
Konglomerat Psefitoliti
/psefitska str. Drobina Breča
Psamiti Pesak
srednjezrna
0,05 – 2 mm
Peščar
Psamitoliti
/psamitska str.
Alevriti Silt (prašina) 0,005 – 0,05
sitnozrna
< 0,005 mm
Siltit
Alevroliti
/alevritska str.
Peliti Glina, Mulj Šejl, glinac
Pelitoliti
/pelitska str.

141. 141/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 Organogene sedimentne stene

Organogene sedimentne stene nastaju taloženjem ostataka životinjskog i biljnog sveta.
Stene nastale sedimentacijom skeleta i ljuštura mikro ili makroorganizama zovu se
„zoogeni sedimenti“, a stene nastale sedimentacijom ostataka biljaka (stabala, grana,
lišća i drugih delova i sastojaka biljaka) zovu se „fitogeni sedimenti“.

Od zoogenih sedimenata najvažniji su krečnjaci i dolomiti. Ovoj grupi stena pripadaju i
kreda za pisanje, silicijski sedimenti (rožnaci) itd.

U organogene (fitogene) sedimente takođe spada ugalj, a delimično i nafta i asfalt, ali o
ovim stenama neće biti reči jer se one detaljno proučavaju u nauci o kaustobiolitima.

Klasifikacija sedimentnih stena samo na bazi geneze ima nedostataka jer postoji mnogo
prelaznih tipova i mnogo izuzetaka. Krečnjaci nastaju kao organogene stene, kao hemijski
talozi i kao klastičine sedimentne stene. Zbog svega ovoga, pri prikazivanju sedimenata i
sedimentnih stena ne treba se striktno vezati ni za jednu od navedenih podela, tabela 14.
Tabela 14 - Hemijske i organogene sedimentne stene













3.3.6.2. Prema stepenu dijageneze ili litifikacije

Dijageneza je proces očvršćavanja sedimenata: skup hemijskih, fizičkih i bioloških
procesa koji se događaju u sedimentu nakon taloženja, tokom i nakon litifikacije, a
isključuje površinsko trošenje i metamorfizam.

Litifikacija (doslovno:pretvaranje u stene) je proces očvršćivanja sedimenata
kompakcijom (smanjivanje obima uz istiskivanje vode) i cementacijom (ispunjavanje
pora i vezivanje prostora u naslagama) te nastanak sedimentnih stena. Litifikacija -
najvažniji dijagenetski proces kojim nevezani sediment prelazi u vezanu stenu.

Očvršćavanje može biti mehaničko ili hemijsko. Mehaničko nastaje na primer, gubitom
vode-dehidratacija sušenjem ili pod pritiskom, sl.183, a hemijsko na taj način što se
nakon dehidratacije čestice međusobno povezuju, nekom hemijskom materijom koja se
izlučuje iz rastvora. Nazivamo ih cementnom materijom i uglavnom su to: CaCO3, SiO2,
Fe2O3 i H2O kao i minerali glina.

Primer cementacije: Ca(HCO3)2ŌCaCO3+H2O+CO2

Iz kalcijum hidrokarbonata izdvaja se kalcijum karbonat (CaCO3) koji se taloži i
povezuje odlomke mnogih minerala. Prilikom i mehaničkog i hemijskog očvršćavanja
nastaje taloženje u vidu slojeva.

HEMIJSKE I ORGANOGENE SEDIMENTNE STENE
Karbonatne stene
HEMIJSKE ORGANOGENE
Krečnjaci Organogeni krečnjak
Laporci Dijatomejska zemlja
Dolomiti Rožnaci
Bigar

Mermerni oniks
EVAPORATI - SOLI
GVOŽěEVITI SEDIMENTI
SILICIKLASTITI

142. 142/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)












































Sl.182.Faze nastanka sedimentne stene - litifikacija (drobina- konglomerat)

Slojevitost je bitna osobina sedimentnih stena i javlja se kao posledica taloženja.
Prvobitan položaj slojeva je horizontalan.










Sl.183. Očvršćavanje-mehaničko: sušenjem i pod pritiskom

Slojevitost je bitna osobina sedimentnih stena i javlja se kao posledica taloženja.
Prvobitan položaj slojeva je horizontalan.

Kod poremećenih slojeva mogu se odrediti sledeći elementi:
- pravac pružanja,
- pravac pada slojeva i
- ugao pada slojeva.
Prema stepenu dijageneze ili litifikacije, sedimentne stene dele se:
- NEVEZANE sedimentne stene,
- POLUVEZANE sedimentne stene i
- VEZANE sedimentne stene.

Sedimentne Klastične stene se najčešće razlikuju prema veličini klasta u njima i načinu
vezivanja klasti od kojih je izgrađena ta stena. U krupnozrnastim sedimentima
preovladavaju delovi stena (šljunak i drobine), u srednjezrnastim peščarima zrna kvarca,
a u sitnozrnastim minerali glina.

143. 143/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Vrste zrna u sedimetima i stenama mogu biti: mineralna zrna (pojedini mineral), odlomci
stena, skeleti ili ljušture organizama (lumakele) i bioklasti (deo skeleta).

Mineraloški sastav sedimentnih stena može biti: autigeni (od matičnih stena) i alotigeni
(kristalizacijom iz rastvora). Najčešći minerali su: kvarc, muskovit, kalcit, dolomit i
minerali glina.

Veličina zrna (klasta) može biti: blokovi, valutci, šljunak, pesak, prah i glina.

Oblik zrna može biti: uglast do dobro zaobljen sferičan, štapićast, pločast i sl., što zavisi
od dužine i vrste transporta.

3.3.7. Prikaz važnijih sedimentnih stena

3.3.7.1. Klastične sedimentne stene (mehaničkog detritusa)

3.3.7.1.1. NEVEZANE STENE: Drobina, Šljunak, Pesak, Alevrit, Mulj

 Drobina - Drobina se stvara mehaničkim drobljenjem stena na strmim padinama.
Veličina odlomaka je veća od 2 mm. Sa mesta stvaranja ovaj materijal se gravitaciono ili
uz kratkotrajne bujice spušta u niža područja pri čemu transport nije dug. Zbog toga
odlomci stena imaju uglaste ivice i slabo su sortitani pa se u drobini zajedno sreću blokovi
preko jednog metra i fragmenti veličine par centimetara. Drobina se najčešće javlja u
terenima izgrađenim od krečnjaka i dolomita, mada se može naći kod svih stena.
Drobina ukazuje na sastav terena koji se iznad nje nalazi, naročito ako je teren pokriven
ili vrlo strm. Ova nevezana stena ima lokalnu primenu za nasipanje i izgradnju podloga
puteva.
Nevezana (rastresita) stena izgrađena od uglastih fragmenata psefitske veličine, naziva se
drobinom. Kako fragmenti nisu udaljeni od mesta raspadanja, drobina je uglavnom
jednorodnog sastava, odnosno, izgrađuju je odlomci jedne vrste stena.
Sl.184. Drobina - sipar
Drobine predstavljaju znatno nepovoljniju podlogu i sredinu za građenje u odnosu na
vezane (kamenite) stene. Međutim, u grupi nevezanih klastičnih sedimentnih stena,
drobine su najnepovoljnija radna sredina.

Stabilnost terena izgrađenih od drobine u prirodnom stanju obično je povoljna. Nagibi
padina su približni uglu unutrašnjeg trenja naslaga. Nepažljivim zasecanjem i
opterećivanjem stabilnost se poremeti i nastaju neželjene posledice - odronjavanje i
klizanje, obično je to manjeg obima.
Izvođenje radova u drobinama je lako, ali se mora znati da su vrlo heterogenog
granulometrijskog sastava i da sadrže dosta blokova koji otežavaju radove.

144. 144/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Kao građevinski material drobina ima ograničenu upotrebu. Upotrebljava se u nasipe
saobraćajnica, u nasute brane, ako je bez primesa glina i prašina, upotrebljava se za nasipe
železničkih pruga, makadamskih zastora na putevima nižeg ranga. Drobine sa povoljnim
petrografskim sastavom, posle prosejavanja, ispiranja i drobljenja mogu se upotrebiti kao
materijal za spravljanje betona ili asfalta.

 Šljunak (gravel G) - Šljunak je zaobljeni materijal u kojem krupnoća valutaka prelazi
2 mm. Nalazimo ga u rečnim koritima sadašnjih ili nekadašnjih reka (srednji i gornji
tokovi) i priobalskim regionima mora i jezera.
Veličina valutaka i stepen zaobljenosti variraju. Najkrupnije fragmente, preko 1 m, u
prečniku nazivamo blokovima. Materijal od 0,1m do 1 m nazivamo krupicama. Krupan
šljunak obuhvata valutke između 0,1 m i 25 mm, šljunak srednjeg zrna između 10 mm i
25 mm i najzad sitan šljunak između 2 mm i 10 mm. Oblik valutaka šljunka zavisi od
dužine transporta i vrste stena zbog čega se pri istoj dužini transporta javljuju kuglasti,
jajasti, koturasti i druge vrste valutci. Smatra se da je za potpuno zaobljavanje fragmenta
stene potrebno da materijal bude nošen i kotrljan u vodenoj sredini na putu dugačkom 10-30 km.
Ukoliko je materijal krupniji bliži mestu odakle potiče manje je zaobljen i obrnuto, sitniji
i dobro zaobljen materijal ukazuje na dug transport i udaljeno mesto primarnog izdanka.
Obzirom da je šljunak nastao od transportovanog materijala u vodenoj sredini, to je
moguće na bazi sastava šljunka tačno znati i sastav slivnog područja. Slivna područja su
najčešće heterogena, u pogledu vrsta stena koja ih izgradjuju, pa su shodno tome šljunkovi
i konglomerati takodje heterogeni. Vrlo retko šljunkovi su homogeni i tada su sastavljeni
samo od jedne vrste stena ili jednog minerala. Prema mestu gde se obrazuju dobili su
nazive: potočni, rečni, jezerski, morski, pustinjski.
Šljunak je odličan gradjevinski materijal. Povoljan je za izradu nasipa - tamponskog sloja
u gradnji saobraćajnica, (ima sposobnost relativno brzog sleganja), drenaža, a naročito
kao agregat betona. Za spravljanje svežeg betona koristi se mešavina više frakcija. Za to
je povoljan šljunak koji je nastao od svih vrsta svežih magmatskih stena. Najvažnije je da
u šljunku nema glinovito-prašinastih čestica, organskih materija, škriljavih stena ili
listastih minerala, stena sa piritom i drugih nečistoća. Takođe nepovoljan je šljunak
izgrađen od amorfne silicijumske materije (opal, rožnac, jaspis) zbog stupanja u hemijsku
reakciju sa kalcijumskom komponentom iz cementa.
Tereni izgrađeni od šljunka i peska povoljni su za vodosnabdevanje (sadrže velike
količine podzemne vode). Negativna karakteristika ovakvih terena je vrlo lako
zagađivanje.
Šljunak se u našoj zamlji eksploatiše u velikim rekama: Dunavu, Moravi, Savi, Drini itd.
Šljunka ima i u primorju ali se za
građevinske svrhe mora oprati od
morske vode odnosno odstraniti so.
Klasiranja po krupnoći kod šljunka su
česta pojava.


Sl.185. Šljunak

145. 145/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 Pesak (sand S) - Pesak je sitnozrni nevezani materijal, zaobljenih zrna čiji prečnik
varira između 0,05 mm i 2 mm. Stepen zaobljenosti zrna zavisi od dužine transporta i
vrste stena, odnosno minerala.
Prema veličini zrna razlikujemo krupnozrni pesak sa prečnikom zrna od 0,5 - 2 mm,
srednjezrni pesak od 0,20 - 0,5 mm i sitnozrni pesak od 0,05 - 0,20 mm. Kao i ostali dugo
transportovani klastični sedimenti, pesak je homogenog sastava. Najzastupljeniji minerali
su kvarc i muskovit koji se javlja u sitnim, sjajnim ljuspicama.
Osim pomenutih minerala u pesku se koncentrišu i zrna drugih otpornih minerala: cirkon,
rutil, apatit, granat, magnetit, turmalin i dr. U nanosima koji nisu pretrpeli dug transport
javljaju se i feldspati - uglavnom albit i ortoklas koji su delimično kaolinisani.

Po načinu postanka pesak delimo na eolski, rečni, jezerski i marinski.

Eolski pesak nastaje radom vetra gde su komadi kvarca oštrijih ivica u odnosu na isti
mineral stvoren radom vode.
Rečni pesak nastaje u rekama sa umerenim tokom vode i u jezerima i morima gde nema
jakih vodenih strujanja ili talasa.

Pesak je česta stena koja se javlja u slojevima različite debljine. Pesak je beo, svetlosiv
ili žućkast zbog prisustva raznih primesa (najčešće limonita).

Pesak može biti obogaćen raznim korisnim mineralima. U njemu se mogu koncentrisati
monacit, zlato, magnetit, ilmenit, granat, dijamanti itd. U našoj zemlji u nanosima Peka
i Timoka ima samorodnog zlata.
Kako su fragmenti stena ili mineralna zrna često
prenošeni površinskim vodama, pri čemu može doći do
njihovog rastvaranja, u pesku nalazimo uglavnom samo
minerale otporne na hemijsko raspadanje. Tako su
peskovi pretežno izgrađeni od kvarca, muskovita,
granata, turmalina, eventualno nekih feldspata i sl.
Dugi transport prouzrokuje zaobljenost zrna.

Sl.186. Pesak - „dunavac“
Pesak ima veliku primenu u građevinarstvu, livarskoj industriji i industriji stakla, služi za
dobijanje pojedinih vrsta korisnih mineralnih sirovina. U građevinarstvu se najviše koristi
za spravljanje maltera. Krupnozrniji se koriste za zidanje, a sitnozrniji za malterisanje. Za
te potrebe najbolji je pesak Dunava, Drine, Morave i drugih većih reka. Pesak mora biti
čist, bez prisustva značajnijih količina limonita, gline, prašine i organskih materija.
Upravo pojedine od tih komponenti su vrlo često zastupljene u eolskim, jezerskimi
prekvartarnim peskovima pa se oni ocenjuju kao nepovoljni.

U livarskoj industriji pesak se koristi za kalupe. U industriji stakla su najstroži kriterijumi
u pogledu mineralne zastupljenosti kvarca i čistoće. Pesak za proizvodnju stakla mora biti
veoma čist i da sadrži preko 98% SiO2. Kvarcnog peska staklarca ima u Rgotini kod
Zaječara (SiO2 ima preko 99,65%) i kod Valjeva, Mladenovca (Vlaško Polje) i dr., gde je
debljina slojeva peska između 5 i 10 metara.

 Alevrit - Alevrit (prah M) je nevezani sediment izgrađen od finih čestica veličine od
0,005 do 0,05 mm. Transportuje se vodom ili vetrom.U sastav praha ulaze čestice kvarca,
feldspata,liskuna, karbonata, minerala glina i dr. U grupi alevrita najvažniji predstavnici
su: nevezani Alevrit (prah M) i vezani Alevrolit. U ovu grupu stena spada i Les.

146. 146/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 Mulj - je sitnozrni nevezani sediment, zasićen vodom, na dnu vodenih basena - reka,
mora, jezera i okeana. Predstavlja početni stadijum u formiranju mnogih sedimentnih
stena. Po prirodi sedimentecionog procesa, iz rastvora koji sadrži klastična zrna, zadnje
se obaraju (talože) te sitne čestice koje daju mulj. U mineraloškom pogledu pretežno ga
grade gline. Sitne čestice mulja imaju veliku specifičnu povšrinu i za sebe vežu relativno
veliku količinu vode. Pripada grupi stena sa najvećom ukupnom poroznošću koja iznosi
i do 80%.

Dijageneza mulja je dugotrajan proces.
Prema nastanku može se izdvojiti nekoliko tipova: biogeni mulj, hemogeni mulj, terigeni
mulj i vulkanogeni mulj. Sa druge strane u morskim basenima predstavlja sedimente koji
sadrže 30-50% sitinih čestica, čiji je prečnik manji od 0,01 milimetra.

Kad je navlažen u tečnom je stanju, kada se osuši prelazi u čvrsto stanje. Zbog toga, kao
i velike poroznosti, velikih sleganja, nestabilnosti i slabe-skoro nikakve nosivosti, mulj je
izrazito slaba stena za fundiranje objekata. Veoma nepovoljan je u agregatu za beton i
malterima. Nepovoljnost je u tome što mulj, ako ga ima, obavija zrna peska, šljunka,
drobljenca i sprečava adheziju tj. povezivanje mineralnih zrna sa vezivom-cementom
(velika potrošna cementa bez neke koristi). Prema našem standardu u krupnom agregatu
za spravljanje betona može maksimalno biti 5% muljevitih sastojaka, u sitnom do 1%. U
agregatu koji se dobija drobljenjem, muljevitih sastojaka
sme biti više za 50% nego u prirodnom nedrobljenom
materijalu, tj. (od 1,5 - 7,5%).




Sl.187. Mulj - (Sava, Beograd)



3.3.7.1.2. POLUVEZANE STENE: Les, Crvenica, Glina, Lapor(ac)
 Les - je peskovito-prašinasta stena, eolskog porekla. Stvara se u stepskim područjima
sa bujnom, niskom vegetacijom (najčešće visokom travom) koja zaustavlja prašinu
nošenu vetrom.U njegovoj građi dominantni minerali su kvarc (50-70%), feldspati i
kaoliski minerali (10-20%), liskuni i kalcit (2-30%). Zrna krupnija od 0,1 mm učestvuju
sa oko 20%, zrna veličine 0,1-0,02 mm sa oko 70% i zrna sitnija od 0,002 mm sa oko 10%.
Les ima izraženu cevastu građu sa nizom vertikalnih šupljina. nastalih truljenjem biljaka
koje su bile obložene prašinom. Zbog toga les lako propušta površinske vode koje
cirkulišući kroz stenu, rastvaraju jedan deo kalcijum karbonata koga deponuju na dnu
cevčica stvarajući konkrecije koje nazivamo lesnim lutkicama. Druga teksturna
karakteristika je odsustvo jasno izražene slojevitosti. Stena je poluvezana, a vezivo je
kalcitska komponenta.

Poluvezana je, jer su kohezione sile među zrnima slabe, pa u slučaju njegovog dospeća
u vodu, ili prodora vode u njega i provlažavanja, dolazi do gubljenja kohezije i razaranja
primarne strukture lesa. Do toga dolazi i usled rastvorljivosti karbonatne komponente i
delovanja kapilarnih napona.

147. 147/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Fizičko-mehaničke karakteristike lesa su sledeće:
- veličina čestica najčešće je u granicama 0,01- 0,05 mm,
- stepen ujednačenosti zrna U = d10/d60 je manji od 5,
- zapreminska težina lesa u prirodno vlažnom stanju je 13,9-19,5 kN/m
3
, a u suvom
stanju 11,5 - 17,8 kN/m
3
.
Na naknadno provlažavanje je osetljiviji les manjih vrednosti zapreminske težine. Ima
veliku ukupu poroznost, 30-50%. Koeficijent filtracije je veći u vertikalnom pravcu
(K>10-5m/s) nego u horizontalnom. Les je prljavo žute boje, sa jasno izraženom
makroporoznošću.

Ukupna debljina lesa kod nas je do 140 m, u Kini do 400 m. Ima ga u Slavoniji, Mačvi,
kao i u Višnjici (Beograd), Zemunu, Bačkoj i u Banatu, gde dostiže debljinu i do 140 m
(na Titelskom bregu).
U podinskoj zoni lesnih horizonata, u manjoj količini i duž pojedinih pukotina i kaverni
po celoj debljini lesa, obrazuju se nagomilanja karbonatno-glinovitog sastava koja se
nazivaju lesnim lutkicama. One sastavu najviše odgovaraju laporcima, najrazličitijih
suoblika, pa su po tome i dobile naziv. Nastale su tako što voda, krećući se kroz les,
rastvaraCaCO3 komponentu iz lesa, a potom se ponovo karbonat istaložuje iz vode i
očvršćava zajedno sa prašinasto-glinovitom komponentom.
Les ima jedno vrlo važno i korisno svojstvo da je na obodima lesnih platoa, ili u iskopima,
nagib kosina relativno stabilan i kada su one skoro vertikalne. Ustvari često su u lesu
prisutne vertikalne pukotine koje potpomažu obrušavanju pojedinih blokova, zatim
moguće je da dodje do naknadnog provlažavanja čime se stabilnost umanjuje. Pored
toga bitna je dužina vremenskog perioda u kom se razmatra stabilnost prirodnih i
veštačkih kosina, kao i stepen stabilnosti koji se zahteva. Les se koristi u industriji
gradjevinkog materijala kao odličan materijal za izradu: cigle, blokova i crepa.
Les je specifična sedimentna stena, prava arhiva prošlosti, kažu geolozi. Slojevi lesa
poređani kao slojevi torte vrlo precizno čuvaju raspored ledenih doba i otopljavanja, a
mineralni kvarc i feldspat u tom tlu su doslovno sačuvali informacije o osunčavanju na
osnovu kojih možemo da rekonstruišemo klimu svakog perioda, dok su minerali gvožđa
očuvali informacije o jačini i orijentaciji zemljinog magnetnog polja u prošlosti.









Sl.188. Lesne naslage, Drmno, Kostolac i lesne naslage - Titelski breg, Srbija

Titelski breg je geomorfološki, ustvari lesna zaravan nastala navejavanjem lesa tokom
pleistocena. Dugačka je 18 kilometara, a široka oko sedam i po. Nagnuta je ka jugoistoku,
a iznad Tise se diže strmi odsek visine 60 metara. U njemu se zapaža šest smeđih zona,
što ukazuje na to, da je zaravan formirana iz šest etapa. Breg je insteresantna forma, pošto
je jedino uzvišenje u Bačkoj, koja je uglavnom ravnica. Najviša tačka mu je na 128
metara.

148. 148/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 Crvenica (ital. terra rossa) - je pelitska stena koja se javlja u područjima gde ima
krečnjaka. Nastaje raspadanjem krečnjaka i odnošenjem karbonata gde i kad zaostaju
oksidi i hidroksidi Fe, često i Al. Ime je dobila zbog karakteristične crvene boje koja
potiče od povećanog sadržaja gvožđa. Uz okside i hidrokside gvožđa i minerala glina u
ovim stenama koncentrišu se često i boksiti (sirovina za dobijanje aluminijuma).
Crvenica je tzv. teško tlo, zbijeno, sa malohumusnih materija. Ali, crvenica lako upija i
dugo zadržava vodu, što omogućuje biljkama da na njoj opstaju i tokom suvog, žarkog i
dugog mediteranskog leta. Ovaj tip zemljišta nastaje rastvaranjem krečnjaka i dolomita i
predstavlja njegov nerazgradivi ostatak. Formira se po dnu vrtača, uvala i kraških polja.
Strukturu crvenica čini glina (čestice manje od 0,002 mm), sitniji i krupniji pesci (promera
od 0,05 do 2 mm) i čestice praha.
Sl.189. Crvenica - terra rossa u okolini Topole, Srbija
Tera rosa je glinovita, mrvičaste strukture. Sadržaj humusa je oko 1-3%. Na višim
nadmorskim visinama prelazi u gajnjače i podzole zahvaljujući porastu količine padavina.
Crvenica je pogodna za gajenje vinove loze i voća (smokva, maslina i dr).

U Srbiji tera rosa zahvata manje prostore u krečnjačkim terenima u području Zlatibora,
Raškoj, Šumadiji (Stragari i Topola), zatim u Metohiji i istočoj Srbiji.
U nekadašnjoj Jugoslaviji najveća nalazišta su bila u Crnoj Gori (Nikšić), Istri i Dalmaciji
(boksiti Benkovac).

 Glina (clay C) - je veoma značajna jer često izgrađuje teren na kome se grade objekti,
a takođe ima veliki praktični značaj u industriji gradjevinskog materijala. Glina je
plastični poluvezan sediment nastao dijagenezom mulja. Nastaje uglavnom raspadanjem
primarnih alumosilikata. Ovaj pelitski materijal se vezuje isušivanjem ili istiskivanjem
vode pod pritiskom gornjih slojeva. Glina predstavlja srednji stadijum u dijagenezi
muljevitog materijala. Pod uticajem pritisaka ili intenzivnim isušivanjem glina gubi
plastičnost i prelazi u čvrstu slojevitu stenu koja se naziva glinac.
Prema vodećem mineralu koji gradi glinu naziva se kaolinitska, monmorionitska i ilitska.
U glini često ima primesa i drugih minerala. Sporednim sastojcima u glinama smatramo
zrna kvarca i, veoma retko, cirkona, apatita, granata i drugih. Gline često kao primese
sadrže i hidrokside gvožđa, koji stenu pigmentišu (boje) crvenkasto, žuto, ili mrkocrveno.
Često sadrže i organske supstance (naročito bitumiju), koje im daju tamnosivu, pa čak i
crnu boju. Male količine mangana boje stenu zelenkasto. Te gline nazivamo “nečiste”.

149. 149/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

















Sl.190. Glina - ležiše “Mladost”, Leskovac
Pored mineraloške klasifikacije gline se često dele na:
- kaolinitske ili vatrostalne gline, pretežno su izgrađene od kaolinita. Često nastaju i kao
produkti raspadanja na mestu, u neposrednoj blizini matične stene (obično granita).
Upotrebljavaju se u industriji porcelana i elektroporcelana, zatim u livačkoj industriji,
kada moraju imati mali sadržaj gvožđa i visoku vatrostalnost;
- monmorionitske gline, izgrađene su pretežno od monmorionita. Imaju jako izraženu
osobinu bubrenja i apsorpcije organskih materija. Koriste se u industriji fine keramike,
tekstilnoj industriji, livačkoj industriji, industriji šećera, itd;
- Bentonitske gline su po sastavu monmorionitske gline, koje nastaju izmenama
vulkanskog pepela - tufova. Za industrijske potrebe, bentonitske gline moraju imati bar
80% monmorionita;
- uma, ili suknarska glina, takođe je monmorionitska glina. To je glina sa velikom
sposobnošću za upijanje masti, i nekada je upotrebljavana u suknarstvu, po čemu je i
dobila ime. Uma obično sadrži povećanu količinu magnezijuma i kalcijuma. Kao uma
se koristila i svaka monmorionitska masna glina, uključujući i bentonite;
- ilovače su nečiste gline koje sadrže pesak i kalcijum - karbonat. Upotrebljavaju se u
ciglarskoj industriji, ako sastav glina nije strogo standardizovan. Peskovita ilovača je
nečista glina sa velikim sadržajem peska, kao klastičnog komponenta;
- laporovita glina, sadrži kalcijum – karbonat (CaCO3 u iznosu 5-15%).
Prema mestu postanka gline se dele na rečne, barske, jezerske i marinske:
- rečne gline su retke. Nastaju u rekama sa mirnim tokom. Debljina slojeva je mala, često
sadrže primese kvarca;
- barske gline se obično javljaju kako sočiva male debljine. Onečišćene su šljunkom,
peskom i organskom materijom;
- jezerske gline su slojevite i mogu biti znatno rasprostranjene. Sadržaj krupnije frakcije
u glini raste prema obalskoj liniji. Ova ležišta daju dobre vatrostalne kaolinitske gline;
- marinske gline stvaraju se u dubokomorskom i priobalnom regionu gde nema uticaja
talasa. U priobalnom delu materijal je slabije sortiran. Slojevitost je česta, ali se
marinske gline javljaju i kao sočiva. Dubokomorske gline obično imaju veliko
horizontalno rasprostranjenje i ujednačen sastav;
- šljunkovita ilovača (lednička glina) nastaje od najsitnijeg materijala koji nije
transportovan vodom nego ledom. Sem pelitskih čestica u ovom sedimentu ima
krupnijeg detritusa, po čemu je dobila ime. Zbog kraćeg transporta i manjeg dejstva vode
heterogenog je sastava, slična lesu. Ledničke gline nisu slojevite stene. Klasiranje
materijala po krupnoći veoma je slabo;

150. 150/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
- crvenica ili terra rossa je pelitska stena koja se javlja u područjima gde ima krečnjaka.
Ime je dobila zbog karakteristične crvene boje koja potiče od povećanog sadržaja
gvožđa. Uz okside i hidrokside gvožđa i minerala glina u ovim stenama koncentrišu se
često i boksiti (sirovina za dobijanje aluminijuma).

Fizičko-mehanička svojstva glina su vrlo različita u zavisnosti od vodnofizičkih
svojstava, u manjoj meri i zavisno od mineralne vrste. Zato su date orijentacione vrednosti
dobijene na nekim uzorcima aluvijalne gline:
- specifična težina oko 25-27 kN/m
3
;
- zapreminska težina suvog uzorka oko 12-15 kN/m
3
, a prirodno vlažnog uzorka oko 16-20 kN/m
3
;
- vlažnost uzorka u prirodnom stanju oko 16-51%, na granici tečenja oko 36-65%,
- vlažnost uzorka na granici plastičnosti oko 22-39%;
- kohezija 5-35 kN/m
2
;
- ugao unutrašnjeg trenja Ņ = 15-25
0
;
- modul stišljivosti 5-10 MN/m
2
,
- Ckd između 1.000-3.000 kN/m
2
.
Glina ima veliki praktični značaj u industriji građevinskog materijala. Glavna - polazna
je sirovina za dobijanje giter blokova, crepa, cigle, keramičkih pločica. Takođe koristi se
za isplaku pri bušenju i zaptivnom injektiranju stenskih masa u procesu poboljšanja
svojstava stenskih masa - terena.
Kako su fizičko-mehanička svojstva glina vrlo različita u zavisnosti od vodnofizičkih
svojstava, na slojevima gline često se stvaraju klizišta koja mogu ugroziti sve građevinske
objekte. Nosivost glina je izuzetno mala i ove stene podnose samo minimalna opterećenja.
Zato se glinovita zemljišta pre gradnje trebaju elektrohemijski konsolidovati.
Gline su stene, koje mogu, ako su čiste, predstavljati izvanredan materijal za industrijske
potrebe. Koriste se kao sirovina za proizvodnju keramike i u vatrostalnoj industriji.
Pojave ovakvih glina ima kod Aranđelovca. Sloj gline debeo je 3-11 metara i leži skoro
horizontalno u pliocenskim sedimentima. Gline pripadaju kaolinitskom tipu, visoko su
vatrostalne a rezerve su znatne. U ležištu Metriš u Istočnoj Srbiji osnovni mineral je
kaolinit uz koji se javljaju kao primese kvarc, muskovit, biotit, rutil, cirkon i dr.

Napomena: građenje i najsloženijih objekata je moguće i u lesu i u glini uz primenu
svih tehničkih (stručnih) i zakonskih propisa. Važno je primeniti sve geotehničke
zahteve i savesno i stručno “voditi” objekat!

Laporac (engl. marl, fr. marne, nem. mergel, rus. мергель) - je poluvezana mešana
karbonatno-glinovita stena koja sadrži smesu od 20-80 % kalcita i 80-20 %
siliciklastičnog materijala pelitnih dimenzija, pre svega minerala glina koji se
istovremeno talože. Nastao je taloženjem u prostranim, mirnim i srazmerno dubokim
morskim ili slatkovodnim sredinama. To su finozrne stene, uglavnom žućkaste, sivkaste,
ili zelenkaste boje koje se obično javljaju u slojevima male debljine. Sa povećanjem
udela kalcita povećava mu se i tvrdoća.

Laporac se rastvara u hladnoj solnoj kiselini (rastvraju se njegovi kalcitni delovi).
Laporac ima školjkast lom.

Sadržaj gline u steni varira od 20 do 80%. Laporcem se smatra stena koja sadrži kalcit i
20
‐80 % gline. Laporci sa manje od 20 % gline su kalcitom bogati laporci, a oni koji
sadrže više od 80 % gline su glinoviti (glinom bogati) laporci, tj. postoji čitav niz
prelaznih tipova od
glinaca do krečnjaka, tabela 15.

151. 151/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabela 15 - Sadržaj karbonata i gline u laporcima

Naziv Karbonati % Gline %
glinci < 5% > 95 %
laporoviti glinci 5 - 15 % 95 - 85 %
glinoviti laporac 15 - 35 % 85 - 65 %
laporci 35 - 65 % 65- 35 %
krečnjački laporci 65 - 75 % 35 - 25 %
laporoviti krečnjaci 75 - 95 % 25 - 5 %
krečnjaci >95 % < 5 %
Laporci su važna sirovina za proizvodnju cementa (35‐65% kalcita). Česti su litološki član fliša.
Eksploatišu se u Beočinu, Paraćinu (kod Novog Popovca), Kosjeriću, Ralji kod
Beograda itd., gde postoje i fabrike za proizvodnju cementa.













Sl.191. Laporac, Rosan, Francuska
Sl.192. Silikatni laporci kredne starosti, Saratovo, Rusija-1, 2-Naslage laporca, Beočin, Srbija

3.3.7.1.3.VEZANE STENE: Breča, Konglometrar, Peščar, Alevrolit, Glinac, (Laporac)
 Breča (lat. breccia - lomljeni kamen, engl. Breccia, franc. Brèche, nem. Breccie, rus.
Брекчия) je stena koja nastaje cementovanjem uglaste do poluuglaste (nezaobljeni
odlomci) stenske drobine većih od 2 (3) mm i cementa ili matriksa. Drobina može biti od
istorodnih ili različitih stena. Breče pripadaju grupi klastičnih stena, podgrupi psefita.
Kako je rečeno, breče nastaju vezivanjem ili cementacijom drobine nekim prirodnim
vezivom (karbonatno, silicijumsko, gvožđevito i dr.), može biti doneto spolja, ali i da
nastane delimičnim rastvaranjem samih fragmenata.

- Klastično vezivo između zrna nazivamo matriks.
- Neklastično vezivo nazivamo cement.

152. 152/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Veličina fragmenata najčešće jako varira. Veličina fragmenata i odnos količine
fragmenata prema vezivnoj masi su različiti. Pošto je osnovni materijal iz koga breče
nastaju neklasiran po krupnoći (drobina), to su fragmenti breče obično vrlo različitih
dimenzija. Uglatost je posedica kratkog transporta.

Bbreče (vezane stene) su ekvivalenti drobini (nevezanim stenama).

Podela breča vrši se i na osnovu sastava fragmenata, na: krečnjačke, dolomitske,
mermerne, serpentinske, heterogene, itd. Kao i kod drobine, breča je pretežno homogenog
sastava - preovlađuje homogeni materijal, jer fragmenti od kojih je breča nastala nisu
dugo transportovani.

Sl.193. Breča: padinska, serpemtimska i mermerna
Prema načinu postanka, odnosno prema geološkom procesu koji dovodi do
fragmentisanja, breče delimo na:
- padinske - kada su nastale od padinskog (siparskog) materijala;
- obalske - nastale u priobalskim regionima mora ili jezera usled razornog dejstva talasa;
- tektonske (kataklastične) - nastale drobljenjem materijala fragmentisanog na rasednim
površima;
- vulkanske (piroklastične) - nastale vezivanjem grubozrnog nezaobljenog
vulkanoklastičnog materijala;
- sedimentne ili intraformacijske breče nastaju tokom sedimentacije.
- kontaktne - nastale lomljenjem okolnih stena ili perifernih partija plutona i potom
zahvatanih magmom kod raznih vrsta intruzija.
Prelazni tip između breče i konglomerata naziva se brečokonglomerat.
U brečama se, osim fragmenata stena, mogu naći i fragmenti skeleta i ljuštura
organizama, a neke breče su sastavljene isključivo od takvih fragmenata. To su najčešće
ljušture školjaka ili fragmenti kostiju. Takve breče, u kojima preovlađuju organski
fragmenti, nazivaju se lumakelama.
Prema načinu pojavljivanja, za breče se može reći da su u najvećem broju slučajeva
neslojevite stene. Obično su masivne teksture, jer nisu stvarane u vodenoj sredini, nego
najčešće na kopnu.
Breče se lakše obrađuju nego konglomerati. U odnosu na drobinu predstavljaju povoljnu
do vrlo povoljnu radnu sredinu i podlogu za građenje.
U građevinarstvu breče imaju raznovrsnu primenukao građevinski i ukrasni kamen.
Dobro vezane breče interesantnih boja, mogu biti upotrebljene kao arhitektonski kamen
u dekorativne svrhe (za fasade, zidove, stepeništa, stubove, oblaganja, popločavanja...).
Posebno je lepa i često u upotrebi je “Ropočevska breča” (selo Ropočevo kod Sopota,
Mladenovac) sivo bele boje sa žuto sivim kalcitskim vezivom.

Najpoznatija nalazišta breče su Ropočevo, okolina Dečana, Novi Pazar itd.

153. 153/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 Konglomerat (lat. conglomerare - nagomilavati, engl. Conglomerate, franc.
Conglomérat, nem. Konglomerat, rus. Конгломерат) je sedimentna stena izgrađena
pretežno od zaobljenih odlomaka stena veličine preko 2 mm, koji su međusobno
povezani.

Konglomerat pripada grupi klastičnih stena, podgrupi psefita. Nastaje litifikacijom
šljunka nekim od prirodnih veziva. Krupnoća valutaka i stepen zaobljavanja su kao kod
šljunka (poluzaobljeni do dobro zaobljeni klasti). Veličina i oblik zrna zavisi od vrste i
tvrdoći matične stene, kao i od dužini transporta. Eruptivne i masivne sedimentne stene
daju sferična zrna, a tankoslojevite i škriljave stene spljoštena zrna.

Konglomerati (vezane stene) su ekvivalenti šljunka (nevezane stene).

Mogu biti homogenog ili heterogenog sastava. Homogeni konglomerati nazivaju se
monomiktni, a heterogeni polimiktni. Češći su heterogeni konglomerati. Vezivna
supstanca može biti različita - karbonatna, silicijumska,gvožđevita, laporovita, itd.

Boja konglomerata zavisi kako od boje fragmenata tako i od vezivne supstance.
Konglomerati mogu biti beli, sivi, šareni, crveni (kada su vezani gvožđevitim cementom).



Sl.194.Konglomerat sa matriksom od oksida
gvožđa.



Prema vrsti valutaka, razlikuju se kvarcni, dolomitski, krečnjački, heterogeni
konglomerati…
Po mestu postanka razlikujemo rečne i obalske konglomerate, dok se konglomerati
vulkanskog porekla nazivaju aglomerati.
Postoji i podela konglomerata prema sredini stvaranja, na kopnene, jezerske i marinske.
Kopneni se stvaraju radom reka, vetra, lednika i vulkana.
Glacijalni konglomerati nastaju radom leda i imaju i posebno ime - nazivaju se tiliti
(nevezani - til). Oni sadrže valutke sa strijama - tragovima (brazdama) trenja o korito glečera.
Jezerski i marinski konglomerati nastaju u jezerima, odnosno morima u njihovim
priobalnim delovima.
Konglomerati mogu biti i slojeviti i masivni. Ujednačenost krupnoće zrna uglavnom
postoji, mada se javljaju i slučajevi kada sortiranosti nema (fanglomerati), naročito kod
tilita.





Sl.195. Konglomerat-masivni






Konglomerati se označavaju i prema geološkoj formaciji u kojoj leži, na primer crveni
konglomerati u permu, ili verukano konglomerati i dr.

154. 154/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Konglomerati se razlikuju prema udelu matriksa i udelu stabilnih valutaka otpornih
prema trošenju. Stabilnim valutcima smatraju se valutci kvarca, rožnjaka i kvarcita.
Fizička i mehanička svojstva breča i konglomerata su slična, a zavise od svojstava
fragmenata i veziva. Krečnjačke breče i konglomerati čija je upotreba najveća među
vezanim psefitnim stenama imaju gustoću između 2,6 i 2,72 g/cm
3
, zapreminsku masu
između 2,6 i 2,7 g/cm
3
, a poroznost između 0,8 i 2% zapremine. Upijanje vode im je
između 0,2 i 1% mase, a čvrstoća na pritisak između 100 i 200 MPa.





Sl.196. Konglomerat sa ostacima školjki

Konglomerati se teže obrađuju, pa im je građevinska upotreba manja nego kod breča. Ove
stene se javljaju kao slojevi debljine i preko desetak metara. Ujednačenost valutaka
uglavnom postoji mada ima konglomerata gde sortiranosti nema. Imaju ograničenu
primenu, zavisno od sastava valutaka i cementa, stepena, načina vezivanja, stepena
obradivosti itd.
U odnosu na šljunkove konglomerati predstavljaju povoljnu podlogu i sredinu za
građenje. Zahvaljujući često dobroj vezanosti, relativno se lako izvode, kako površinski,
tako i podzemni radovi. Teškoće se javljaju kod varijeteta sa glinovitim vezivom i
znatnom vodopropustljivošću.
Upotreba u građevinarstvu im je vrlo ograničena, jer se teško obrađuju i glačaju.
Upotrebljavaju se kao lomljeni kamen ili kao materijal za izradu nasipa.

Najpoznatija nalazišta konglomerata su Meteori, Grčka, Istočna Srbija, Sjenica, okolina
Sarajeva, Istočna Hercegovina, u gornjem toku Drine i dr.








Sl.197.Konglomerati,Meteori, Grčka






 Peščari je klastična vezana stena veličine zrna 0,02 do 2,0 mm, podgrupa psamitoliti.
To je, ustvari, pesak vezan (cementovan) nekim od prirodnih veziva. Po krupnoći i
petrografskom sastavu zrna ne razlikuju se od peskova. Krupnoća zrna i stepen
zaobljenosti variraju isto kao kod peska, te razlikujemo krupnozrne, srednjezrne i
sitnozrne peščare.

155. 155/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Prema mineraloškom sastavu, varijeteti peščara dobijaju nazive po preovladajućoj
komponenti, na primer, kvarcni peščar, kalcitski, laporoviti, glinoviti, liskunski,
glaukonitski, gvožđeviti (vezan hematitom ili limonitom), bituminozni i dr.

Peščari imaju veliku raznovrsnost mineralnog i granulometrijskog sastava. Mogu
sadržavati zrna šljunka, kao i sitne cestice dimenzija praha i gline koje čine cement ili
matriks. S obzirom na količinu matriksa peščari se dele na: čiste peščare ili arenite
(matriks < 15 %) i nečiste peščare ili grauvake (matriks > 15 %). Bitni sastojci peščara,
kako je već rrečeno, su kvarc, feldspati i komadi stena, a sporedni liskuni, karbonati,
minerali glina i teški minerali. Najvažniji sastojak skoro svih tipova peščara je kvarc.

Najcešći tipovi peščara su: kvarcni peščar (pretežito zrna kvarca i malo matriksa), arkoze
(zrna kvarca i felspata sa malo matriksa), grauvake (zrna kvarca, komadi stena i dosta
matriksa) i kalkareniti ili krečnjački peščari.
Boja peščara najčešće potiče od vezujućih supstanci, te zato može biti vrlo različita:
svetlosiva, žuta, zelenkasta, mrkocrvena, crvena i dr.
Čvrstoća na pritisak i druga fizičko-mehanička svojstva peščara veoma zavise od vrste i
količine veziva kao i načina vezivanja. Najčvršći su kvarcni peščarisa silicijumskim
(kvarcnim) vezivom, a najmekši (najslabiji) su peščari vezani glinovitim vezivom.
Čvrstoća na pritisak obično se kreće u rasponu od 60 do 120 MPa. Kod slabovezanih
može pasti na 30 MPa, ali kod kvarcih peščara sa silicijumskim vezivom može dostići i
300 MPa. Inače, kod nas su u upotrebi najčešće krečnjački peščari sa kalcitskim vezivom,
čija čvrstoća na pritisak najčešće iznosi 100-120 MPa.
Zapreminska težina im je 22-27 KN/m
3
. Imaju poroznost u iznosu 0,3-17% što je znatno
više nego kod magmatskih stena.
Peščari se obično pojavljuju kao jasno uslojeni. Deblji slojevi (banci) često su razdvojeni
tankim proslojcima gline, što dosta olakšava njihovu eksploataciju.
U zavisnosti od vrste veziva peščari mogu biti dobra do odlična podloga i radna sredina
za građenje. Sa smanjenjem debljine slojeva smanjuje se pogodnost i obratno. Primena
im je različita. Najveću primenu imaju peščari sa karbonatnim vezivom zbog uslojenosti
i lakoće vađenja, a i zbog lake obrade. Peščari, uopšte, imaju veliku primenu kao
građevinski material, pa se rado koriste i za arhitektonske i građevinske radove. Mada se
ne mogu glačati i polirati, mnogo se koriste za oblaganje zgrada, za izradu spomenika,
pločnika, ivičnjaka, stepenika i dr.
Peščari sa laporovitim, glinenim, limonitskim i drugim slabijim vezivom već posle
kratkog vremena pokazuje tragove, mahom korastog raspadanja i krunjenja usled dejstva
atmosferilija (posebno mraza). To se naročito odnosi na jače porozne peščare sa
kapilarnom poroznošću.








Sl.198. Slojevi peščara u sekvenci fliša, Ljig

156. 156/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Na uslove rada u ovim sedimentnima bitno utiče sklonost ka raspadanju i raskvašavanju.
Najlakše se izvode radovi u slabo vezanim peščarima, a najteže u kvarcnim, kada je
potrebna upotreba eksploziva.
Sl.199. Peščar u građevinarstvu-građenje u i od peščara: Petra, Jordan i kuća-fasada

U građevinarstvu primena peščara je vrlo raznovrsna. Najviše se koristi za izradu dela
kolovoznih konstrukcija, kao lomljeni kamen ili kao material za izradu nasipa, za
ugrađivanje u temelje i dr., npr. crkva Sv. Marka u Beogradu izgrađena je od peščara
koji u sebi sadrži ljuspice muskovita.

U našoj zemlji peščari su dosta česta i upotrebljavana stena. Naročito je poznat peščar iz
Belih Voda kod Kruševca (“Belovodski peščar”), zatim u okolini Beograda u Kijevu i
Ripnju (krečnjački sa kalcijum-karbonatnim vezivom), Ostružnica kod Umke, okolina
Ljiga i na mnogim drugim mestima.










Sl.200.Slojeviti peščar, Ljig i peščar “grauvaka”>15% matriksa (kvarc, min. glina, feld)

 Alevrolit je vezana sitnozrna klastična stena nastala dijagenezom – cementovanjem
čestica praha. U njen sastav ulaze isti minerali koji su navedeni kod praha: kvarc,
feldspat, liskun, karbonati, minerali glina. Vezivo u ovim stenama najčešće je
karbonatno ili glinovito. Tekstura je slojevita. Boja je različita: smeđa - svetlo do
mrkožuta, siva, bela.

Alevroliti su slojevite stene, ali su slojevi male debljine, do 50-ak. santimetara. Po
spoljnjem izgledu liče na peščare u koje često prelaze, sa povečanjem zrna klasta.

Primena alevrolita u građevinarstvu je ograničena. Slojevi veće debljine mogu se koristiti
kao građevinski kamen, ili za izradu kamenih ploča. Veće pojave su zapažene u istočnoj
Srbiji.

157. 157/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)












Sl.201. Alevroliti

 Glinac je dijagenetski očvrsla glina. Po pravilu je slojevite teksture. Lako se raspada
pod dejstvom površinskih uticaja. To je očvrsla glina.










Sl.202. Glinac - sivi i svetliji (beli)
 Laporac - obrađen kao poluvezana stena Laporca) iako je vezana stena, tj. on je očvrsli
laporac - obrađen u delu o laporcu.
3.3.7.2. Neklastične hemijske i biogene sedimentne stene
(krečnjak, dolomit, siga (bigar), gips (sadra), travertin, mermerni oniks, rožnjac, dijatomej)

 Hemijske sedimentne stene
Nastaju hemijskim taloženjem materijala otopljenog u morskoj ili jezerskoj vodi.
Najčešći hemijski sedimenti su evaporiti - nastaju pretežno u plitkim i poluzatvorenim
bazenima (npr. morske lagune) u uslovima suve klime. Isparavanjem (evaporacijom)
morske vode povećava se koncentracija soli otopljenih u njoj te dolazi do taloženja niza
minerala iz tako prezasićenog rastvora - taloži se: halit NaCl, gips CaSO4 x 2 H2O...

U hemijske sedimentne stene ubrajaju se i karbonatne stene koje se talože u pećinama –
sige (bigar), i stene nastale u kraškim rekama – gips (sadra).

Najveću grupu čine karbonatni sedimenti, koji su vrlo zastupljeni u izgradnji Zemljine
kore. U okviru njih preovladjuju krečnjaci koji po načinu postanka mogu biti hemijski,
klastični i organogeni.

S obzirom na hemijski sastav bitnih petrogenih minerala i organskih sastojaka i način
njihovog izlučivanja i kristalizacije, dele se na karbonatne (krečnjanci, dolomiti),
evaporitne (anhidrit, gips) i silicijumske (čert, radiolarit, dijatomit) sedimentne stene.

Krečnjaci su karbonatne sedimentne stene pretežno organskog, a u manjoj meri i
anorganskog porekla. Preovladavajući sastojak u njima je mineral kalcit. Nastali su
litifikacijom ili okamenjavanjem kalcitnih taloga sastavljenih od anorganskih delova
organizama i kalcitnog mulja. Kada istaloženi materijal predstavlja akumulaciju
anorganskih delova ljuštura i skeletnog detritusa, nazivamo ih organogenima. Obično ih

158. 158/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
nazivamo prema najviše zastupljenim fosilnim ostacima, na primer: koralni krečnjaci (po
sadržaju skeleta korala), foraminiferski krečnjaci (po foraminiferama), litotamnijski
krečnjaci (po algi litotamnijum), rudistni krečnjaci (po ostacima i detritusu rudista) itd.
Krečnjaci se, po mestu nastanka, dele na morske ili marinske, slatkovodne (jezerske i
rečne) i kopnene ili terigene.











Sl.203. Krečnjak
Od terigenih krečnjaka spomenućemo bigar (sedra) i travertin.

Bigar (sedra) je sunđerasti, izrazito šupljikav, porozan, mek i drobljiv krečnjak. Nastaje
na slapovima kraških reka i jezera izlučivanjem kalcita na listovima mahovina,
modrozelenih algi i vodenom bilju.

Travertin je čvrsto litifikovani, šupljikavi i ćelijasto građen slojeviti krečnjak. Nastao je
pretežno anorganskim izlučivanjem kalcita iz toplih voda oko termalnih izvora i gejzira.

Dolomiti su mineral i organogena sedimentna stena izgrađena gotovo u potpunosti od
istoimenog minerala, nastala taloženjem otopljenog kalcijum karbonata (CaCO3) i
magnezijum karbonata (MgCO3) u vodi, a može nastati i prekristalizacijom krečnjaka pod
uticajem magnezijumskih soli. Pri dolomitizaciji nastaju idiomorfno kristalizovani
romboedri dlomita.
Po svom postanku, dolomiti mogu biti:
- ranodijagenetski, singenetski ili sinsedimentacijski, kad se dolomitizacija vrši u
nevezanim, nelitifikovanim talozima i
- kasnodijagenetski ili postsedimentacijski, kad se dolomitizacija vrši u već očvrslim
krečnjacima.

Postoje postepeni prelazi od čistog krečnjaka, preko dolomitizovanih krečnjaka do čistog
dolomita.

Fizička svojstva su mu jako slična fizičkim svojstvima kalcita, ali se mogu prepoznati po
tome što dolomit ne reaguje sa 3%-tnom hlorovodičnom kiselinom.

Boja karbonatnih sedimentnih stena zavisi od prisutnosti pigmenata. Oni su, pak, zavisni
od oksidacijsko-redukcijskim uslovima sedimentacijske sredine kao i od singenetskim i
postgenetskim procesima.
Glavni pigmenti karbonatnih sedimentnih stena su:
- organogena, bituminozna supstanca koja stenu boji različitim nijansama sive i smeđe
do crne boje;
- hematit, koji stenu boji različitim nijansama ružičaste i crvene boje;
- limonitna supstanca, koja stenu boji različitim nijansama žute do smeđe boje.

Kako je bituminozna supstanca nepostojan pigment, pa se krečnjaci obojeni njome ne
upotrebljavaju u eksterijeru, već samo za oblaganje u enterijerima.

159. 159/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Uz kalcit i dolomit kao glavne minerale, karbonatne stene sadrže i druge sastojke, od
kojih se posebna pažnja treba posvetiti onima koji su štetni. To su pre svega sulfidni
minerali pirit i markazit, minerali glina, proslojci, sočiva i kvrge opalnog kalcedonskog čerta.
Upotreba karbonatnih sedimentnih stena kao prirodnog kamena zavisi od njihovih
tehničkih, odnosno fizičko-mehaničkim svojstvima kao i od klimatskoj otpornosti. Neke
od njih, ako su nepostojane boje, upotrebljavaju se jedino za oblaganje enterijera, a druge,
ako nisu otporne na habanje, samo za oblaganje vertikalnih površina. Karbonatne
sedimentne stene ugrađene na pročeljima zgrada, odnosno u eksterijere, izložene su
delovanju agenasa klime, te na površini patiniraju, u prvom redu od otpadnih produkata
sagorevanja čvrstih goriva, čime je površina kamena izgubila svoju dekorativnost. Pored
toga, karbonatne sedimentne stene, pod delovanjem urbane atmosfere i kiselih kiša, na
površini se pretvaraju u kalcijum sulfat. Nastaju gnezda praškastog gipsa koja su na
površini redovno maskirana čvršćim koricama, što predstavlja ozbiljna oštećenja.
Površine pročelja zgrada izložene čestim udarima i mlazovima kiša redovno su svetlije,
čišće, bez veće količine spomenutih proizvoda urbane atmosfere.

Karbonatne sirovine su jedna od najznačajnijih nemetaličnih mineralnih sirovina, sa
veoma širokim spektrom primene u najrazličitijim industrijskim granama. I pored toga
što se ove sirovine koriste od daleke praistorije, nove oblasti njihove primene se i dalje
otkrivaju.
Primena karbonata ima široki spektar, kako u građevinskoj, tako i u prehrambenoj i
farmaceutskoj industriji:
- Agregat u građevinarstvu,
- Poljoprivreda,
- Hemijska industrija,
- Proizvodnja cementa i kreča,
- Vatrostalni materijali,
- Industrija stakla,
- Metalurgija,
- Punila,
- Ekologija - desulfurizacija,
- Juvelirske sirovine ....
 Krečnjaci su sedimentne stene izgrađene od kalcijum karbonata (CaCO3). Krečnjaci
su najrasprostranjenije karbonatne stene i jedne od najrasprostranjenijih sedimentnih
stena uopšte. Sastavljeni su od kalcita ali su retko sasvim čisti. Obično sadrže hemijske
primese gvožđa, mangana i magnezijuma, zatim primese gline, zrna peska, organsku
materiju i dr.
To su jedre stene kristalaste strukture, neravnog ili školjkastog preloma. Javljaju se u
obliku: slojeva različite debljine (tankopločasti do bankoviti) ili kao masivne stene.

Boja im je različita - zavisno od sastava odnosno primesa: bela, siva, crvena, mrkocrvena,
crna, smeđa, mrkožuta, zelenkasta.
Po poreklu mogu biti: organogeni (organsko poreklo), hemijski, pretaloženi.

Krečnjaci mogu nastati na više načina:
- kao hemijski sedimenti,
- kao organogeni sedimenti, kada nastaju uz aktivno učešće živih organizama i najzad,
- kao rezultat mehaničkog raspadanja i pretaložavanja ranije stvorenih krečnjaka.

160. 160/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Kao hemijski talozi stvaraju se i tzv. litografski škriljci (kriptokristalasti jasno uslojeni
krečnjaci), krečnjaci sonih ležišta i uz manje ili veće učešće organizama, sprudni alohtoni
krečnjaci (direktno izlučivanje karbonata iz morske vode).

Organogeni krečnjaci redovno sadrže ostatke fosila u čiju ljušturu je ugrađivan kalcijum-
karbonat. Ime dobijaju prema karakterističnom fosilu: foraminiferski, cefalopodski,
brahiopodski, rudistni, litotamnijski itd.

Krečnjaci najčešće imaju primesa na osnovu kojih se dele na: bituminozne (sa organskim
materijama), siliciozne (sa SiO2), gvožđevite, manganovite, glinovite, laporovite, itd.

Podela krečnjaka prema sadržaju primesa:
- Glinoviti (do 5 % gline),
- Laporoviti ( 5-25 % gline),
- Gvožđeviti (sa oksidima gvožđa) - crvenkaste boje,
- Dolomitični (sa oko 40 % minerala dolomita),
- Siliciozni (sa sadržajem SiO2),
- Peskoviti (sa sadržajem peskovite komponente),
- Bituminozni (sa organskom materijom) i
- Manganoviti (sa sadržajem mangana).

Upotreba krečnjaka je vrlo velika i raznovrsna:
- Građevinarstvo: zidanje, proizvodnju kreča, izrada agređata za beton, asfalt, izrada
nasipa, tampona u putogradnji, drenažnih rovova, itd.,
- Arhitektura - ukrasni kamen, oblaganje, spomenike, popločavanje platoa, fasada...
- Industriji gvožđa i čelika - kao topitelj,
- Poljoprivreda - vrlo velika i raznovrsna upotreba,
- Hemijskoj industriji i industriji šećera visoke čistoće - 95 % CaCO3

Ležišta krečnjaka u Srbiji:
- Sirovina za kreč: Jelen Do, Kaona, Zagrađe;
- Sirovina za cement: Mutalj, Suva Vrela i Godljevo, Čokoće;
- Sirovina za staklo: Plana;
- Sirovina za punilo i dr.: Jazovik.
Ostalla nalazišta i upotreba: Dinaridi, Istočna i Zapadna Srbija, veliki broj kamenoloma.

 Dolomiti su karbonatne sedimentne stene izgrađene od minerala dolomita i kalcita.
Čisti dolomiti sadrže 45 % MgCO3, ali su retki. Slični su krečnjacima od kojih se
razlikuju jer ne reaguju sa hladnom HCl. Nastaju najčešće metasomatskim putem,
delovanjem magnezijumom bogatih rastvora na krečnjake, ali i kao hemijski sedimenti
direktnim taloženjem iz rastvora.
Struktura im je kristalasta, a tekstura slojevita ili masivna. Boja im je mlečnobela i siva.

Dolomiti kao i krečnjaci najčešće imaju primese na osnovu kojih se dele na: bituminozne
(sa organskim materijama), siliciozne (sa SiO2), gvožđevite, manganovite, glinovite,
laporovite, itd.

161. 161/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.204. Krečnjaci u Srbiji- kamenolom krečnjaka: dobro formiran i loše formiran

Dolomitne stene su jedne od najčešćih sedimentnih stena (čak 10% svih sedimentnih
stena su dolomiti), koje se pojavljuju od prekambrija do kenozoika, ali retko i teško ih je
naći u recentnom okruženju. Međutim, laboratorijskom sintezom dolomit se dobija na
temperaturama većim od 100 °C, u uslovima tipičnim za ukopavanje sedimentnih bazena
- što je u suprotnosti sa geološkim dokazima koji upućuju da se formirao pri nisko-
temperaturnim uslovima. Izgleda da visoka temperatura ubrzava kretanje kalcijumovih i
magnezijumovih jona tako da pronađu svoje mesto u uređenoj strukturi u razumnom
vremenu. To upućuje na zaključak da je manjak dolomita koji bi se trebao formirati danas
posledica kinematičih faktora, tj. ne može se uočiti formiranje dolomita jer se taj proces
odvija presporo da bismo ga mogli uočiti.

162. 162/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.205. Dolomit- nalazište i primena

Recentni dolomit se pojavljuje kao sedimentni mineral u posebnim uslovima današnje
Zemljine površine. U periodu 1950-1960.god., nađeno je da se formira u visoko slanim
jezerima Kurong (Coorong) regiona u južnoj Australiji.

Istraživanjima je nađena moderna dolomitna formacija pod anaerobim uslovima u veoma
zasićenoj slanoj laguni duž obale Rio de Janeira u Brazilu, tzv. Lagoa Vermelha i Brejo
do Espinho.

Dolomiti koriste se kao i krečnjaci u gradjevinarstvu, hemijskoj industriji i poljoprivredi,
ali u manjoj meri. Koriste se kao ukrasni kamen, kao sirovina za proizvodnju cementa
(kao šljunak) u građevinarstvu i kao izvor magnezijum-oksida, pa i elementarnog
magnezijuma. Samleveni dolomit se koristi i kao materijal u proizvodnji keramike. Može
biti nosilac nafte. U dolomitima se mogu naći rude metala, kao što su cink, olovo i bakar.
U hortikulturi se koristi dolomit ili dolomitični krečnjak koji se dodaju tlu kako bi se
smanjila (redukovala) kiselost tla.

Ležišta dolomita u srbiji:
- Dinaridi: Lokve (Gradac), Ěakovo, okolina Valjeva i Loznice, Zlatiboru (Braneško
polje),
- SMM: Gradac-Straževica (Batočina) i Jošanički Prnjavor,
- Karpato-Balkanidi: Mirovo (Goleš), Izvor kod Bosilegrada....

 Bigar ili siga je sedimentna stena i pripada grupi karbonatnih stena koja nastaje oko
hladnih slatkih voda sa sadržajem bikarbonata gde je vegetacija bujna. Biljke iz vode
bogate kalcijum bikarbonatom apsorbuju CO2, a oko njih se taloži CaCO3 i oblaže ih. To
se događa na mestima gde vodeni tok gubi kinetičku energiju ili zbog neke prepreke
(vodeno bilje i grane) ili zbog smanjenja nagiba. Truljenjem biljaka, slično kao kod lesa,
nastaje šupljikava stena koju zovemo siga (bigar) i karbonatni tuf.

Karakteristačna je zbog šupljikavosti. Struktura je kriptokristalasta - neslojevita stena,
pupljikave teksture. Šupljikava tekstura javlja se zbog toga što se kalcit taloži oko biljaka,
a nakon njihovog izumiranja zaostaju šupljine.
Znatno je mekša i poroznija od travertina, i obično se formira u obliku masivnih stenskih
masa.

163. 163/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)











Sl.206. Bigar, okolina Ljiga i Pamukale, Turska

Bigar je monomineralna stena, što znači da je izgrađena od samo jednog minerala - kalcita.
Kada je kompaktna i trakaste građe, naziva se travertin.
Prema mestu nastanka, siga može biti:
- jezerska,
- rečna,
- izvorska.





Sl.207. Bigar, okolina L jiga, Srbija



Upotrebljava se u građevinarstvu i arhitekturi. Dobar je građevinski materijal, lako se
obrađuje, lagan je, dobar zvučni i termoizolator i intenzivno je korišćen u izgradnji
srpskih srednjovekovnih manastira.

Ima ga u okolini Jagodine, u selu Brasina kod Loznice, izvornom delu reke Ljig, kod
Niške Banje, Istočna Srbija (Panjevac i dr.), Jugozapadna Srbija.

 Travertin
Stena slična bigru, ali nešto kompaktnija i trakaste građe naziva se travertin. Može biti
raznih boja i veoma je interesantan kao arhitektonski kamen.
Travertin je čvrsto litifikovani, šupljikavi i ćelijasto građen slojeviti krečnjak. Nastao je
pretežno anorganskim izlučivanjem kalcita iz toplih voda oko termalnih izvora i gejzira.
Ležišta travertina i mermernog oniksa u srbiji: Lozovik, Sijarinska banja, Pećka banja...

Stalaktiti i stalagmiti - pripadaju ovoj grupi stena.



















Sl.208. Travertin

164. 164/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 Mermerni oniks nastaje oko toplih i hladnih izvora, izlučivanjem iz voda bogatih
kalcijum bikarbonatom Ca(HCO3)2. Izgrađen je od kalcita ili aragonita, strukture često
makrokristalaste, a trakaste teksture. Različitih boja u zavisnosti od primesa, u tanjim
pločama je proziran. Zbog ovakvih karakteristika veoma je cenjen materijal za oblaganje
ili izradu dekorativnih predmeta.
Mermerni oniks je slična bigru i često sa njim udružen. Sastav: kalcit, ređe aragonit +
primese koje daju boju. Boja im je različita: žuta (kao ćilibar), cvrenkasta, roze, bela,
žutozelena i dr.
Ima ga u selu Banjica kod Peći, na Venčacu, i oko gejzira kod Sijarinske Banje.




















Sl.209. Mermerni oniks, Sijarinska banja, Srbija
 Organogene sedimentne stene
Organogene sedimentne stene nastaju taloženjem ostataka životinjskog i biljnog sveta.
Stene nastale sedimentacijom skeleta i ljuštura mikro ili makroorganizama zovu se
„zoogeni sedimenti“, a stene nastale sedimentacijom ostataka biljaka (stabala, grana, lišća
i drugih delova i sastojaka biljaka) zovu se „fitogeni sedimenti“.

Od zoogenih sedimenata najvažniji su krečnjaci i dolomiti. Ovoj grupi stena pripadaju i
pisaća kreda, dijatomejska zemlja, silicijski sedimenti (rožnaci) itd.

U organogene (fitogene) sedimente takođe spada ugalj, a delimično i nafta i asfalt, ali o
ovim stenama neće biti reči jer se one detaljno proučavaju u nauci o kaustobiolitima.

 Dijatomejska zemlja

Dijatomejska zemlja je zemljasta, vrlo porozna sitnozrna stena izgrađena pretežno od
skeleta dijatomeja (ljusture algi - dijatomeje) sastavljenih od opalske silicijumske
materije biohemijskog karaktera. Odlikuje se izvanredno malom zapreminskom težinom
(0,15-0,9 g/cm³), visokim apsorpcionim svojstvima, malom provodljivošću toplote i
elektriciteta, kao i otpornošću prema hemikalijama. Naslage dijatomejske zemlje stvaraju
se u morima i jezerima. Biogeni - dijatomejske zemlje (dijatomiti) - formiraju se u
sedimentima siromašnim jezerima u višim geografskim širinama (prim. Bajkalsko jezero)
organizmi čiji su skeleti izgrađeni od opala - dijatomeje: marinski i nemarinski fitoplankton.

165. 165/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Najvažnija karakteristika dijatomejske zemlje je ogromna moć upijanja i apsorpcije, pa
se zato koristi za filtriranje voda, pića, ulja, i raznih hemikalija, kao abraziv (paste za
zube, poliranje metala), mehanički insekticid, absorbent za tekućine (npr. za kućne
ljubimce), u industriji dinamita.
Dijatomejska zemlja je kao insekticid najkorištenija u čuvanju uskladištenih
poljoprivrednih proizvoda (poput žitarica u silosima).







Sl.210. Dijatomejska zemlja - primena
Dijatomejska zemlja - silicijska stena biohemijskog karaktera nalazi se na površinskom
kopu - Lazarevac selo Baroševac na polju “B“. Javlja se u vidu jednog kontinualnog
sloja, na površini od oko 1 km
2
. Ležište ima izdužen oblik. Dijatomejska zemlja se javlja
u vidu jednog sloja debljine od 0,20 do 0,30 m. Materijal za stvaranje ovog ležišta dali su
skeleti izumrlih algi dijatomeja. Starost ovog ležišta dijatomejske zemlje određena je kao
gornje pontijska. Čista dijatomejska zemlja je bele boje. To je organogena stena koja
pretežno sadrži skelete jednoćelijskih algi dijatomeja. Najvažnija komponenta je SiO2,
dok ostatak čine razne primese oksida gvožđa, kalcijuma i magnezijum karbonata.
Ukupne rezerve dijatomejske zemlje iznose negde oko milion tona. Obzirom na
nesagorljivost i nizak koeficijent toplotne provodljivosti, ovaj materijal prestavlja
najstariji termoizolacioni materijal. Osušena i samlevena dijatomejska zemlja
upotrebljava se kao termoizolaciono brašno i kao sredstvo za filtriranje. Ima široku
primenu: u industriji hartije, boja i lakova, za izradu nezapaljivih pasta, hidroizolacionih
materijala, azotnih đubriva, plastičnih masa, za izolaciju od zvuka i toplote, kao
absorbens, za dobijanje vodenog stakla, emajla,
glazura, dodaje se cementu da bi beton bio otporan na promene temperature i dodaje se
nitroglicerinu u proizvodnji eksploziva.





Sl.211. Dijatomejska zemlja





 Kreda za pisanje je meki, beli, porozan oblik krečnjaka koji se sastoji od minerala
kalcita (CaCO3). Kreda je karbonatni sediment izgrađen od mikroskopski sitnih ljušturica
foraminifera, istaloženih u morima ili slatkim jezerima.To je bela, jako porozna,
higroskopna stena. Najveće pojave formirane su u periodu krede koji je tako i dobio ime.
Relativno je otporna na eroziju.
Čista kreda se tradicionalno koristi kao materijal za pisanje (školske table, krojačke
radionice), iako se danas češće koriste zamene (gips, talk). Za slikanje se može koristiti
čista ili kreda pomešana sa mastima (masne bojice). Kreda se (umesto magnezijuma)

166. 166/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
koristi radi sigurnijeg udarca ili hvata u bilijaru, gimnastici, dizanju tegova, bacačkim
atletskim disciplinama, alpinizmu itd.
Kreda se nekad dodaje kiselom zemljištu da bi poboljšala njegov
kvalitet.
Kod nas je malo rasprostranjena i lošeg kvaliteta. Tercijarne je
starosti i stvarana u jezerskim basenima u okolini Užica i
Kragujevca.

Sl.212. Školska kreda - masne kredne boje

 Rožnjac - vrlo opšti termin za sitnozrnasti silicijumski sediment anorganskog,
biohemijskog, biogenog, vulkanskog ili hidrotermalnog porekla. Rožnac je stena
izgrađena od SiO2 minerala. Nastaje najčešće u vreme submarinskih izlivanja bazične ili
intermedijarne lave. Tom prilikom se oslobađa izvesna količina slobodnog SiO2, koji biva
istaložen iz rastvora kao pravi hemijski sediment ili biva ugrađen u ljušture nekih
organizama (radiolarija ili silicispongija), pa se taloži po njihovom izumiranju. U početku
to je opalska stena, ali zbog nestabilnosti, opal vremenom prekristališe u kalcedon i kvarc.
Struktura rožnaca, prema tome, varira od amorfne do mikrokristalaste, dok je tekstura
masivna. Boje su veoma raznovrsne, mada najčešće srećemo crvene ili zelene, ređe
šarene. Zbog načina postanka, pojavljuju se kao proslojci i sočiva unutar submarinskih
vulkanita, sa kojima grade dve značajne vulkanogeno-sedimentne serije: “porfirit-
rožnačku" (trijaske starosti) i “dijabaz-rožnačku" (formiranu tokom jure).
Rožnjac je:
- gusta, vrlo tvrda stena, konkoidalnog (nepravilnog) loma i
- različito obojen zavisno od nečistoća (primesa) koje ulaze u njegov sastav.
Genetske skupine rožnjaka su: uslojeni, nodularni





Sl.213. Uzorak rožnjaca
karakterističnog nepravilnog loma
Sl.214. Jasper - crveni varijetet rožnjaca (primese železa).

Uslojeni rožnjaci:
- nastaju transformacijom iz silicijumskih muljeva,
- silicijumski muljevi.
 akumuliraju se na okeanskim dnima u područjima velike organske produktivnosti u
pripovršinskim vodama:
- radiolarijski (ekvatorijalna područja),
- dijatomejski (polarna područja).
 uglavnom se akumuliraju u abisalnim područjima gde
dubina premašuje CCD,
OCD - opalna kompenzacijska dubina - dubina
rapidnog porasta otapanja silike, a nalazi se na oko
6.000 m dubine,zbog otapanja tokom taloženja samo
mali postotak radiolarija i dijatomeja dospe do dna i
gradi sediment.
Sl.215. Uslojeni rožnjac

167. 167/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 Evaporitni hemijski krečnjaci: gips, anhidrit, halit

Evaporiti -sedimentne stene koje nastaju hemijskim izlučivanjem iz visokokoncentrisanih
vodenih rastvora usled evaporacije ili isparavanja vode. Nastaju pretežno u plitkim i
poluzatvorenim bazenima (npr. morske lagune) u uslovima suve i tople klime.
Isparavanjem (evaporacijom) morske vode povećava se koncentracija soli otopljenih u
njoj te dolazi do taloženja niza minerala iz tako prezasićenog rastvora - taloži se: halit
NaCl, gips CaSO4 x 2H2O.... Za njihovu kristalizaciju nužno je višestruko brže
isparavanje od dotoka vode.

U ovu grupu hemijskih sedimentnih stena spadaju karbonati, anhidrit, gips i različite soli.
Stene su slojevite građe i kristalaste strukture. Obično su različito obojene od primesa
prirodnih pigmenata.

Evaporitne sedimentne stene kao prirodni kamen nemaju poseban značaj, osim belog
kristalastog gipsa - alabastera koji se upotrebljava u vajarstvu i nešto malo u
građevinarstvu.

 Uslovi postanka:
- aridna klima (suva i topla),
- isparavanje vode višestruko brže od
dotoka vode.
Sl.216. Jedan od uslova postanka evaporita















Sl. 217. Tok nastanka evaporita iz slane vode
 Najčešći evaporitni minerali:
Tabela 16 - Najčešći evaporitni minerali - hemijski sastav

















Mineral Hemijska formula
Gips CaSO4 x 2H2O
Anhidrit CaSO4
Halit NaCl
Silvit KCl
Carnallit KMgCl3 x 6H2O
Kainit MgSO4 x KCl x 3H2O
Kieserit MgSO4 x H2O

168. 168/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 Evaporitne naslage i okolina:
• Debele evaporitne sukcesije mogu dostići debljinu preko 1.000 m zapunjavajudi velike
intrakratonske bazene (prim. Zechstein bazen u SZ Evropi), ili se izmenjuju sa
neevaporitnim sedimentima (krečnjacima, laporcima) na stabilnim platformama ili
šelfovima
• Mrtvo more - prirodni (moderni) primer precipitacije soli

• Cikličnost:
- česta osobina evaporitnih sedimenata:
ciklus: gips-anhidrit →halit →K,Mg hloridi i sulfati
• Modeli taloženja evaporita:
- subakvatska precipitacija - jednostavan proces “evaporacijska zdela”
- subaerska precipitacija

• Mesta formiranja minerala:
- blizu kontakta voda-vazduh,
- na površini sedimenta (pridneni rast).

• Dubina vode i dimenzije vodenih tela:
- od plitkovodnih do dubokovodnih okoliša
- od malih (jezera/lagune) do velikih vodenih tela (intrakratonski/riftni bazeni)

• Marinski uslovi (okruženje):
- barijera koja omogućava postizanje visokog saliniteta,
- periodičko nadopunjavanje saline,
- u geološkoj prošlosti evaporiti su podvodno taloženi u šelfnim lagunama iza
peščanih barijera i grebena, na platformama, kao i na dubokim dnima zatvorenih
bazena,
- subakvatski precipitisani evaporiti imaju karakteristične kristalne forme, strukture i
obiležja slojeva.

Sl.218. Taložni uslovi nastanka evaporita: A-marinski šelfovi/lagune; B-zatvoreni bazeni.







Sl.219. Sredina subaerske precipitacije-“Slana tava”

169. 169/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)





Sl. 220. Debljina pojedinih soli
nastalih u istom vremenskom
intervalu.


Sl. 221. Debljina soli nastale potpunim
isušivanjem od 1 km visokog stuba morske vode.

 Gips i anhidrit

Tabela 17 - Odnos gipsa i anhidrita






 Mesto precipitacije:
- na površini Zemlje,
- podvodno u plitkoj i dubokoj vodi i
- subaerski u obalnim i kopnenim sabkhama.
• Na dubinama većim od nekoliko stotina metara sav CaSO4 prisutan je u obliku anhidrita,
a kod izdizanja anhidrit prelazi u gips (sekundarni gips),
• Stabilna faza određena je aktivnošdu vode (sobzirom na salinitet) i temperaturom,
• Gips i anhidrit sadrže prepoznatljive strukture i teksture i osetljivi su na zamene,
rekristalizacije i otapanje,
• Struktura gipsa i anhidrita značajno varira zavisno od okoline precipitacije i istorije dijageneze.
 Pustinjska ruža - gips nastao precipitacijom unutar sedimenata kopnenih sabkhi
- intenzivna evaporacija →povećanje koncentracije pornih voda u sabkhi i
- (salinitet oko 260%o) →gipsni kristali zamenjuju se anhidritom.




Sl.222. Gips - „pustinjska ruža“, Tunis










Halit - glavni sastojak velikih evaporitnih bazenskih taloga i glavni evaporitni mineral u
recentnim slanim jezerima i “slanim travama” (saline pan).

Struktura i karakteristike slojeva zavise od okoline (mesta) taloženja:
- podvodno u permanentnom vodenom telu,
- saline pan sa ponavljanjem ciklusa poplavljivanja i desikacije.

170. 170/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Halit taložen u dubljoj vodi (ispod talasne baze) je dobro uslojen i laminiran.























Sl.223. Redosled izlučivanja taloga evaporitnih sedimentnih stena

 Gips - je sulfat kalcijuma sa vodom - CaSO4 x 2H2O. Kristališe monoklinički i pri
povoljnim uslovima daje vrlo lepe kristale, često blizance.
Boje je bele ili je providan i bezbojan sa staklastim sjajem, savršene cepljivosti i male
tvrdoće - 2, a gustoća mu je oko 2,4 g/cm
3
. Sitnozrni agregati gipsa, bele boje nazivaju se
alabaster. Zagrevanjem gubi vodu ali je lako prima nazad.

Prirodni gips - ležišta gipsa redovno se pojavljuju uz ležišta
anhidrita (CaSO4), budući da nastaju u sličnim uslovima.
Prema načinu postanku razlikuju se tri tipa ležišta:
- sedimentna (koja su najčešća),
- infiltracijska (malo ređa) i
- metasomatska (vrlo su retka). Sl.224. Gips

 Sedimentna ležišta nastaju porastom koncentracije kalcijum sulfata otopljenog u
morima i jezerima - evaporacijom vode (vidi: Evaporiti - sedimentne stene).
 Infiltracijska ležišta gipsa nastaju hidratacijom već nastalih naslaga anhidrita
delovanjem pornih voda, na dubinama do približno 1.000 m. I ovde je moguć prelaz
gipsa u anhidrit procesom dehidratacije, koji se odvija na dubinama većim od 1.000 m
zbog povišenih temperatura.

Sedimentna i infiltraciona ležišta gipsa obično su permske starosti a nastaju u velikim
sedimentnim bazenima zbog čega su ležišta gipsa najčešće vrlo masivna i prostrana,
debljine i po više desetina metara.
 Metasomatska ležišta nastaju delovanjem voda obogaćenih sumpornom kiselinom na
krečnjake, a sumporna kiselina obično potiče od pirita i pirhotina oksidiranih
uticajem površinskih i podzemnih voda.

171. 171/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
U laporcima i glincima se javlja u vidu konkrecija koje su obrazovane delovanjem
sumporne kiseline na karbonate u njima. U rudnim ležištima se nalazi u oksidacionoj zoni
u vidu skrama i žilica, koje nastaju delovanjem ponirućih voda.
Gips je170 puta topljiviji od kalcita, može se naći na izdancima u suvim i polusuvim
područjima.
Primena gipsa je raznovrsna, najčešće se koristi kalcinisani gips, odnosno poluhidratisani
sulfat - štukator gips (CaSO4 × ½ H2O) koji, pomešan sa vodom, služi kao vezivo u
gradevinarstvu, električarski gips, za proizvodnju gipsanih ploča i elemenata, za izradu
kalupa itd. Mleveni gips se koristi kao punioc u industriji papira, tekstila, gume, boja,
zatim u poljoprivredi i zaštiti okoline za tretiranje tla. Čisti i prozirni kristali gipsa imaju
primenu u proizvodnji optičke opreme. U proizvodnji cementa gips je aditiv koji služi
kao regulator brzine vezivanja cementa.

Gips je vrlo nepovoljan - štetan u šljunku (agregatu) za spremanje betona ili za izradu
tamponskih ili drenažnih slojeva u putogradnji ili zgradarstvu zbog stupanja u hemijsku
reakciju sa kalcijumskom komponentom iz cementa.

Osim prirodnih nalazišta gipsa, danas se proizvode značajne količine sintetickog gipsa,
koji se pojavljuje kao nuzproizvod nekih tehnoloških procesa. Najčešće je to
odsumporavanje dimnih gasova termoelektrana na ugalj, gde se prave najveće količine
sintetičkog gipsa.
Iako na tržištu postoje različite vrste gipsa pod nazivima građevinski gips, modelarski
gips, štukaturni, zubarski, alabaster, električarski gips itd., gotovo uvek se radi o gipsu
poluhidratu koji se razlikuje u određenim svojstvima specifičnim za neku primenu.
Izuzetak je estrih gips koji se proizvodi istim postupkom ali na višim temperaturama, a
se sastoji od anhidrita i kreča.
 Anhidrit - (starogrčki: ἄνυŁρος anhydros: bez vode, suv) (CaSO4) je nehidratisani
sulfat kalcijuma - ''gips bez vode''. Kristališe rombično i javlja se u zrnastim i jedrim
masama. Savršene (sa tri pravca) je cepljivosti, bele boje, sedefastog sjaja, a tvrdoće 3-
3.5 mosove skale. Relativna gustina 2,98 g/cm³. Bele je do tamnoplave boje, katkad i
cvenkast, sedefastog do staklastog sjaja. Nastaje kristalizacijom iz slanih voda (mora) pri
evaporaciji, tj. hidatogeno, najčešće u sonim ležištima.
Upotrebljava se kao punilo papira, dodatna sirovina u cementnoj industriji, kod
proizvodnje sulfatne kiseline, veštačkih đubriva, te za izradu veziva. Primanjem vode
prelazi u gips.













Sl.225. Anhidrit, KobeĮice u Opavy,Poljska (Evaporitni sediment) i Čivava, Meksiko

172. 172/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 Halit - natrijum hlorid ili kuhinjska so (NaCl) u prirodi kao mineral halit.
Svakodnevno se upotrebljava kao kuhinjska so. Obično nije čista, već sadrži razne
primese koje utiču na njene fizičke i fiziološke osobine. Nastaje kao mineral sonih ležišta,
ređe kao produkt vulkanskih ekshalacija.
To je kristalna supstanca sa jonskom kristalnom resetkom u vidu bezbojnih providnih
kocki. Kristališe teseralno u obliku kocke ili se javlja u zrnastim masama poznatim kao
kamena so. Savršene je cepljivosti, staklaste sjajnosti, bezbojan, belo, ružičasto ili
zelenkasto obojen. Slanog je ukusa, a usled prisustva magnezijuma slanogorkog. Lako se
rastvara u vodi i higroskopan je.
Ulazi u sastav ekstracelularne tečnosti organizama. Koncentracija natrijum hlorida
u morskoj vodi je oko 3,3% masenih procenata.
Temperatura topljenja natrijum hlorida iznosi 801 °C, a temperatura ključanja 1.465 °C.
Biološki značaj NaCl - kuhinjska so je glavni izvor jona Na
+
i Cl
-
za ljude i životinje.
Joni Na
+
imaju ključnu ulogu u mnogim fiziološkim procesima od održanja stalnog
krvnog pritiska do održanja rada nervnog sistema. Zato je unošenje kuhinjske soli
neophodno za život.
Ljudske dnevne potrebe za kuhinjskom soli iznose oko 50 mg, a ta se količina otprilike
nalazi u jednoj vekni hleba. Današnjim načinom života unosimo u telo nekoliko puta veću
količinu kuhinjske soli od one koja je potrebna našem telu. Predpostavlja se da
prekomerna upotreba soli može izazvati neke bolesti.
Zakon nalaže da se kuhinjskoj soli mora dodavati jod radi smanjenja pojave gušavosti.
Iz prirodnih nalazišta NaCl se dobija:
- rudarskim kopanjem naslaga kamene soli,
- rastvaranjem naslaga kamene soli ispod zemlje,
- crpljenjem i uparavanjem slane vode,
- uparavanjem morske vode.
 Rudna kuhinjska so se dobija iz rudnika soli kopanjem na mestima gde je nekada davno
bilo more i nataložila se so povlačenjem mora (najbolji primer za to je rudnik soli
Tušanj u Tuzli ili Krakov, Poljska).
 Morska so se dobija u solanama isparavanjem morske vode. Isparavanje se vrši u
velikm plitkim bazenima. Sam proces isparavanja kreće od prvog bazena u kojem je
koncentracija NaCl najmanja (morska voda) do zadnjeg, u kojem je morska voda toliko
prezasićena da se so taloži na dnu bazena. Isušivanje se vrši samo u letnim mesecima
kada su najpovoljniji uslovi za proizvodnju (vetar i sunce). U svetu postoji veliki broj
„morskih“ solana, npr. Alikes kod Paralije, Grčka, Ulcinj, Crna Gora, Pag, Hrvatska, itd.
Razlikujemo dve vrste kuhinjske soli rudna so i morska so.
Sl. 226. Natrijum hlorid - halit (kuhinjska so): „kamena“, „morska“ i „himalajska“

173. 173/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
NaCl je neophodan u ljudskoj (veoma veliki značaj) i životinjskoj ishrani. U
prehrambenoj industriji koristi se kao konzervans.
Značajnu primenu ima u:
- Industriji kože,
- Sapuna,
- Porcelana,
- Stakla.
Koristi se kao sirovina za dobijanje:
- Vodonika,
- Hlora,
- Hlorovodonika,
- Natrijum-hidroksida,
- Natrijum-karbonata,
- Natrijum sulfata,
- Natrijum-metasilikata.

Ova grupa minerala je u prirodi predstavljena velikim brojem minerala, ali oni imaju mali
značaj kao petrogeni minerali. Pomenuti halit - kuhinjska so, koja ima veliki značaj jer se
koristi u ljudskoj ishrani.

Sl.227. Važnije sedimentne stene
3.3.7.3. Stenski sastav fliša
Fliš (nem. Flysch), je specifična pojava udruženog naizmeničnog pojavljivanja slojeva
peščara, laporca, glinaca, laporovitih i peskovitih krečnjaka, konglomerata, breča, tufova,
koja se često i ritmički smenjuju, sl. 228.

174. 174/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Fliš je opisni termin za kompleks klastičnih sedimentnih stena nastalih turbidnim
tokovima, koji prate snažno delovanje tektonike. Za flišni kompleks karakteristična je
sukcesivna izmena sitnozrnastih sedimenata kao što su šejlovi, siltiti i laporci sa
peščarima i krupnozrnih - breče, konglomerati i krečnjaci. Naziv flišolike naslage koristi
se za sličan kompleks sedimentnih stena.
Fliš - nataloženi sediment nastao od krupnozrnastih i sitnozrnastih stena različitog sastava
i veličine zrna, u kojem se laporci ili glineni škriljci smenjuju sa proslojcima peščara,
konglomerata i krečnjaka taloženih u plitkom moru ili prostranom slatkovodnom bazenu
u vreme eocena od erodiranih naplavina sa kopna. Fliš je heterogen, pa postoji brza
izmena litoloških članova različitih fizičko-hemijskih svojstava u vertikalnom i
lateralnom nizu. U primarnom stanju naslage fliša su horizontalne, ali naknadni tektonski
pokreti u Zemljinoj kori mogu ih naborati ili ukositi. Zbog selektivne erozije, odnosno
različite otpornosti pojedinih delova flišnih naslaga na uticaj atmosferilija, reljef flišnih
terena u pravilu je vrlo raščlanjen. Litološki član u kojem prevladava glinovita
komponenta troši se brže, što dovodi do većih udubljenja (propadanja), dok čvršći delovi
sedimenta ostaju kao uzvišenja na terenu. Zbog organskih primesa u glinama boja može
biti različita, a laporoviti segmenti variraju od žućkaste i sive do sivoplave boje. Zavisno
od količine krečnjačke komponente, laporci variraju od krečnjačkih laporaca do
laporovitih krečnjaka, ali postoji i prelaz: od glinovitih laporaca do laporovitih glina.
Raspucala glinovita komponenta je, zbog prodora površinskih procednih voda, podložna
bubrenju i klizanju pa ponegde uzrokuje pojavu klizišta, što otežava radove pri usecanju
saobraćajnica ili izgradnji različitih građevinskih objekata na takvom terenu.
Kompaktne i debelo uslojene flišne naslage u pravilu su vodonepropusne, pa su pogodno
mesto za “sidrenje” bokova brana u veštačkim akumulacijama.
Sl.228. Flišna serija - savršena “slagalica”
Na kontaktu fliša i vodopropusnih krečnjačkih naslaga javljaju se brojni izvori različite
izdašnosti, zavisno od veličine površine (terena) sa kojeg se dreniraju podzemni tokovi.
Na području Šumadije flišne naslage razlikuju se od onih kod Kosjerića ili Kačanika.
Flišna serija u Istri razlikuje se od one u Alpama zbog specifične sedimentacije pri kojoj
su nastajale, pa za njih geolozi upotrebljavaju izraz flišolike naslage. U njima se ritmički
smenjuju različiti sedimenti; karakter sedimentacije više je krečnjački sa mnogo fosila, a
laporci su dominantan član naslaga. Boja im je zelenkasta, siva i žućkasta, a debljina
serije iznosi od 400 do 450 m.
Ponekad neki od navedenih litoloških članova nije prisutan u flišnom kompleksu.
Specifičan litološki sastav i velika mehanička oštećenost pogoduje intenzivnom
raspadanju. Pogodna je raskvašavanju i kliženju, što predstavlja karakteristiku flišnog
kompleksa.

175. 175/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Građenje u flišu je veoma neujednačeno i zavisno je od lokalnog sastava kompleksa,
stepena mehaničke oštećenosti i slojevitosti. Najnepovoljnije je građenje u izrazito
heterogenom flišu sa čestim smenjivanjem više različitih litoloških članova. Uslovi rada
nisu vezani za teško prokopavanje, usecanje i drugo, koliko za čestu nestabilnost padina.















Sl.229. Fliš - stabilan i „ritmičan“
Flišne serije su vrlo zastupljene u svetu na više i velika prostranstva, pa i naše zemlje. To
su deo sliva Morave, Šumadijska flišna serija, kod Kosjerića, kod Kačanika, deo doline
Lepenca i dr. Flšna serija velikog prostranstva proteže se od Istarskog poluostrva prema
Alpima i delovima Italije. Velika flišna serija je i u okolini Splita - Duilovo i dr.

3.3.7.4. Građenje u terenima izgrađenim od sedimentnih stena

Sa stajališta graditeljske prakse, znanje o mineralima pomaže kod određivanja
celokupnog sastava stenske mase. Drugim rečima, da bismo mogli utvrditi sastav stene u
kojoj (ili na kojoj) nameravamo izvesti određenu građevinu, ili kamena kojim gradimo,
moramo odrediti mineraini sastav i njihove količinske odnose, te njihovo eventualno
bubrenje, skupljanje, raspadanje pod uticajem atmosferilija i ostala fizičko-hemijska
svojstva. Primera radi, na ponašanje laporca bitno utiču minerali gline, koji su veoma
osetljivi na vlaženje tako da monmorionit može povećati svoju zapreminu i do 10 puta i
pri izradi tunela izazvati neželjene posledice. Povećanje zapremine vlaženjem primećeno
je i kod minerala kaolinita (do 25%).

Za terene izgrađene od nevezanih sedimenata (šljunka i peska), značajno je da voda ne
menja bitno njihove fizičko-mehaničke karakteristike. Stabilnost i nosivost takvih terena
zavisi od zbijenosti materijala i njegovom granulometrijskom sastavu. Šljunkovi i drobina
su materijali slabo stišljivi u suvom i mokrom stanju, pa imaju povoljne osobine za
građenje. Za građenje u pescima, važnu komponentu ima količina glinovite komponente
u njima.

Prah, pogotovo ako je saturiran vodom (mulj) i zaglinjen, treba izbegavati kao sredinu za
građenje zbog njegove velike stišljivosti. Ipak, i u takvim terenima može se graditi, ali na
pilotima koji trebaju biti ukliješteni u stenu ili projektovani tako da nose površinom (plaštom).

Kod glina postoje dve faze sleganja: prva, koja se pojavljuje neposredno nakon realizacije
opterećenja i traje kratko, a manifestuje se bočnim istiskivanjem, i druga, lagano i
dugotrajno sleganje koje može trajati godinama (čak i desetletima). Budući da ni jedan
drugi sediment nije toliko podložan promenama u konzistenciji, ravnoteži i stabilnosti
kao gline, građenju na njima treba prići sa izuzetnom opreznošću. Odnosno, za decidirani
zaključak o mogućnostima temeljenja i koncepciji temeljne konstrukcije, treba prethodno
obaviti detaljne istraživačke radove.

176. 176/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tereni izgrađeni od čvrstih vezanih klastičnih sedimentnih stena čine stabilnu podlogu za
građenje. Dozvoljena nosivost u takvim stenama praktično je neograničena, ali se računa
da sme iznositi između 1/8 i 1/15 njihove čvstoće na pritisak. Problemi temeljenja u flišu,
koji je zastupljen pretežito izmenama laporca i peščara, nastaju zbog njegove hetrogenosti
i brzih izmena litoloških članova različitih fizičko-mehaničkih i dimenzionalni
karakteristika (različite debljine slojeva flišne serije). Za temeljenje su najpogodnije
lokacije koje izgrađuje jedan litološki član, odnosno, one lokacije koje imaju uniformnu građu.
Tereni izgrađeni od neklastične vezane sedimentne stene - krečnjaci i dolomiti čine
veoma povoljnu sredinu za građenje, jer uvek te stene imaju visoku nosivost i dobru
stabilnost. Ipak, te povoljne katakteristike nestaju u slučajevima jake razlomljenosti i
izrazite ispucanosti. U takvim slučajevima, da bi se dobila kompletna slika o
mogućnostima i uslovima građenja, prethodno treba obaviti detaljne istražne radove.

3.3.7.5. Primena stena sedimentnog porekla
Nevezani sedimenti, šljunci, drobine i pesci, koriste se u pripremi betona i asfalta kao i
za nasipanje i održavanje makadamskih puteva.
Primena krečnjaka i dolomita je višestruka: koriste se kao tehnički i arhitektonsko-
građevinski kamen i kao sirovina za dobijanje kreča i u cementnoj industriji.

Eksploatacija tehničkog kamena obavlja se u kamenolomima. Oni se, u Srbiji, nalaze na
brojnim lokacijama.
Arhitektonsko-građevinski kamen se eksploatiše na brojnim lokacijama širom Srbije.

1. Šljunkovi, pesci i drobine koriste se u spremanju betona, asfalta i za održavanje i
nasipanje makadamskih puteva.
2. Šljunak se koristi i kao tamponski sloj u gradnji saobraćajnica.
3. Pesak se koristi i za izradu maltera, ako ne sadrži liskune.
4. Tereni izgrađeni od šljunka i peska povoljni su za vodosnabdevanje (sadrže velike
količine podzemne vode). Negativna karakteristika ovakvih terena je lako zagađivanje.
5. Laporac ima posebnu ekonomsku važnost za proizvodnju cementa.
6. Glina i les se koriste kao sirovina u industriji opeke i crepa.
7. Određene vrste glina (bentonit) koriste se i kao isplaka kod bušenja, za održavanje
zidova bušotina i kao suspenzije ( sa potrebnim dodacima) za injektiranje.
8. Breče, konglomerati, peščari, krečnjaci i dolomiti koriste se kao tehnički i
arhitektonsko - građevinski kamen.
9. Krečnjaci i dolomiti koriste se i kao sirovine za dobijanje kreča i ostalih veziva, i u
cementnoj industriji.
10.Temeljenje:
- šljunkovi i pesci - stabilnost i nosivost takvih terena zavisi od zbijenosti i
granulometrijskog sastava; ako su dobro zbijeni, parametri za temeljenje su povoljni,
- prah - treba izbegavati kao sredinu za temeljenje, posebno ako je saturiran vodom
(mulj) i zaglinjen zbog velike stišljivosti,
- glina - treba izbegavati kao sredinu za temeljenje zbog izražene komponente sleganja
koje se odvija u dve faze i zbog lake promene konzistencije - detaljni istraživački
radovi za decidirani zaključak o mogućnostima temeljenja,
- vezane klastične stene (breče, konglomerati, peščari, laporci) - čine stabilnu podlogu
za temeljenje, problem fliša (heterogenost i brza izmena litoloških članova različitih
fizičko -mehaničkih svojstava, u vertikalnom i lateralnom smislu)…
- krečnjaci i dolomiti - vrlo povoljana sredina za temeljenje.

177. 177/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)











Sl. 230. Granulometrijska kriva materijala
3.4. METAMORFNE STENE
Metamorfizam (grčki: metá - promena, morphé - oblik) je niz fizičko-hemijskih procesa
u steni nastalih u uslovima drugačijim od onih na kojima je stvarana. Metamorfizam
podrazumeva fizičko-hemijske procese koji dovode do strukturnih, mineralnih ili
hemijskih promena u primarnoj steni (protolitu). Stene se prilagođavaju novim uslovima
menjajući svoj mineralni i hemijski sastav i sklop: strukturu i teksturu.
Uticaj atmosferilija, leda, soli, klime, vode koji se dešavaju na Zemljinoj površini ili maloj
dubini ne pripadaju metamorfnim procesima.

Najvažniji faktori metamorfnih promena koji utiču na promene u primarnim stenama
(protolitu) su:
- temperatura,
- pritisak,
- prisutnost fluida i gasova i
- vreme provedeno u novonastalim uslovima.



















Sl.231. Faktori metamorfizma i procena raspona okeanskog i kontinentalnog geotermalnog gradijenta
do dubine od 100 km.

178. 178/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
IUGS - definicija metamorfizma
Metamorfizam je subsolidusni (polučvrsto stanje) proces koji dovodi do promene
mineralnog sastava i/ili promene strukture stene (npr. veličina zrna) i/ili promene
hemijskog sastava stene.
Nastale promene predstavljaju odgovor sistema na fizičke i/ili hemijske uslove koji se
razlikuju od onih u kojima je sistem formiran IUGS - definicija metamorfizma.

Metamorfoza se odvija u temperaturnim granicama od 180°C (po nekima 200°C), što
predstavlja gornju granicu dijageneze, do početka anateksisa - parcijalnog topljenja
mase (a ta granica zavisi od sastava protolita - prvobitne stene). Protolit (prvobitna stena
- objekat promene) je podvrgnut delovanju toplote i pritiska što uzrokuje duboke fizičke
i hemijske promene. Protolit može biti sedimentna stena, magmatska stena ili neka druga
metamorfna stena.
Intezitet metamorfnih promena zavisi od pritiska, temperature, sastava stene, njene
strukture i teksture i prisustva fluida. Sve stene nisu podjednako osetljive na metamorfne
promene. Zato je u primarno čvrstim stenama teško utvrditi početak metamorfnih
promena.
Sa povećanjem temperature i pritiska, metamorfni stepen se takođe povećava. Što je viši
metamorfni stepen, to će se stena više menjati u odnosu na prvobitni oblik. Ovde
prikazane stene (sleva na desno) su: škriljac, filit, mikašist i gnajs.




Sl.232. Stepen metamorfizma - dijageneza od 180 - 200
0
C) i Bovenov reakcioni niz

Protolit (prekursor) - primarna - ishodišna stena čijom metamorfozom nastaje
metamorfna stena. Protolit može biti:
Sa povećanjem temperature i pritiska,
metamorfni stepen se takođe povećava.
Što je viši metamorfni stepen, to će se
stena više menjati u odnosu na prvobitni
oblik.
Prikazane stene (sleva na desno na dole)
su: škriljac, filit, mikašist i gnajs.

179. 179/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)


















Sl. 233. Vrste protolita (primarne stene)
Ako je stena samo delimično preobražena onda se nazivu prvobitne stena dodaje samo
prefiks meta: na primer: metapeščar i metagabro.

3.4.1. Osnovni principi metamorfizma
- Izofazni metamorfizam - ako se u steni vrše samo promene sklopa.
- Alofazni metamorfizam - ako se menja i mineralni sastav i sklop stene.
Metamorfni procesi pri kojima se menja samo struktura ili/i mineralni sastav
(rekristalizacija ili premineralizacija), a ne menja hemizam stene nazivaju se -
izohemijski metamorfni procesi.
Ako se pri metamorfizmu menja i hemijski sastav stene usled privođenja ili odvođenja
nekih komponenti iz sistema onda se takvi procesi nazivaju - alohemijski metamorfni procesi.
Sedimentne stene su uglavnom osetljivije na uticaj metamorfizma od magmatskih stena
sobzirom da su nastale na nižim pritiscima i temperaturama.
Prema poreklu stena koje su pod uticajem pritisaka, temperatura i fluida promenjene
delimo ih na orto, para i orto-para metamorfne stene.
Metamorfne stene, nastale preobražajem magmatskih stena, nazivaju se orto - stene, a
preobražajem sedimentnih stena para - stene.
Metamorfne stene nastale preobražajem već postojećih metamorfnih stena nazivamo
orto-para stene.

Tabela 18 - Mineralni sastav nekih metamorfnih stena

MINERALNI SASTAV METAMORFNIH STENA
Feldspati: Mikroklin, Ortoklas, Plagioklasi Vezuvijan
Amfiboli: Aktinolit, Tremolit, Hornblenda, Glaukofan Volastonit
Pirokseni:
Monoklinički: Diopsid-Hedenbergit, Omfacit
Rombični: Enstatit, Hipersten
Prenit
Talk
Kvarc
Liskuni: Muskovit, Biotit, Hlorit, Sericit Korund
Olivini Zeoliti
Minerali serpentinske grupe Lavsonit
Granati Hematit
Al-silikati: Disten, Silimanit, Andaluzit Magnetit
Staurolit Kalcit
Kordijerit Dolomit
Minerali Epidotske grupe Grafit

PODELA METAMORFNIH STENA PREMA POREKLU:
Orto metamorfne stene nastaju metamorfozom magmatskih stena.
Para metamorfne stene nastaju metamorfozom sedimentnih stena.
Para/orto metamorfne stene nastaju metamorfozom starijih metamorfnih stena
Ako se neke magmatske ili sedimentne stene samo delom metamorfišu, tj. kada se uočavaju
reliktne strukture, bez značajnijih promena u mineralnom i hemijskom sastavu onda se njen
naziv dobija tako što se na ime primarne stene dodaje prefiks meta.
Primeri:
- Metapeščar, stena nastala metamorfozom peščara.
- Metagabro, stena nastala metamorfozom gabra itd.

180. 180/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Povećanje temperature uslovljeno je geotermijskim gradijentom (srednji geotermijski
gradijent u litosferi približno je 25°C/km dubine) ili toplotnim zračenjem magmatskog
tela pri utiskivanju u litosferu ili trenjem masa litosfere duž dislokacionih zona. Pritisak
u litosferi može biti dvojak: svestrani ili hidrostatički i usmereni ili stress (napon).

Sl.234. Najvažniji faktori promena metamorfnih stena - pritisak i temperature
Sl.235. Tri glavna metamorfna okruženja povezana sa subdukcionim zonama:niska temperatura/visoki
pritisak, visoka temperatura/visoki pritisak i visoka temperatura/nizak pritisak (Chernicoff & Whitney).










Sl.236. Duboko ukopane stene stalno su izložene litostatičkom ili hidrostatičkom pritisku,
koncentričnom pritisku prema unutra, sa silama koje deluju (pritiskaju) podjednako iz svih smerova
(hidrostatički) (Chernicoff & Whitney).


Odnosi koje stvaraju metamorfne
stene u “radnoj” sredini

181. 181/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.237. Stena koja je izložena hidrostatičkom pritisku ne menja oblik (a). Stena izložena usmerenom
pritisku menja oblik tako da postaje tanja u smeru najvećeg naprezanja te se izdužuje u smeru
normalnom na to naprezanje (b), (Chernicoff & Whitney)
U uslovima hidrostatičkog pritiska (slike 236 i 237) nastaju metamorfne stene koje se
odlikuju homogenom teksturom. Delovanje usmerenog pritiska ogleda se u intenzivnom
drobljenju, ali i prekristalizaciji minerala po Rieckeovom principu: Na mestu većeg
pritiska mineral se otapa, a na mestu manjeg pritiska mineral kristališe. U tom procesu
nastaju škriljave teksture, sa subparalelnim prostornim rasporedom pločastih i listićavih
mineral (v. slike 237 i 238).
















Sl.238. Paralelno cepanje karakteristično za škriljce (klivaž škriljaca) nastaje zbog folijacije.

Glavni aktivni fluid u metamorfnim procesima je voda, koja može biti trojakog porekla:
- meteorska ili konatna voda u porama sedimentnih stena,
- voda iz hidratnih minerala, naprimer minerala glina i
- juvenilna voda iz magmatskih tela, koja sadrži i druge lako isparljive i reaktivne materije.

182. 182/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Ƌ REGIONALNI DINAMOTERMALNI METAMORFIZAM

U Zemljinoj kori usled temperaturnog gradijenta, tj. sa porastom dubine, stene su
zagrejane a zbog težine gornjih slojeva izložene pritiscima.

Dejstvom tektonskih pokreta povećavaju se pritisci i temperature.
Ako se matemorfizam dešava na velikim područjima naziva se regionalni
dinamotermalni metamorfizam.

Temperature u ovom metamorfizmu kreću se od 200 do 800°C a pritisak od 2-10 kbara.

Usmereni pritisak (stres) ima značajnu ulogu samo u gornjim delovima litosfere.
Kada pritisak i temperatura dovoljno porastu stene se delimično do potpuno stapaju kada
se stvaraju migmatiti.



Sl.239. Migmatiti


Ova vrsta metamorfizma vezana za najviše pritiske i temperature naziva se
ultrametamorfizam. Često se javlja na velikom prostoru, površine i nekoliko desetina
kvadratnih kilometara.
Retrogradni metamorfizam ili dijaftoreza.
Kada metamorfna stena nastala u područjima visokih pritisaka i temperatura tektonskim
pokretima dođe u pliće nivoe gde su niži pritisci i temperature, ona se menja
prilagođavajući se novim uslovima. Stvaraju se novi minerali stabilni u uslovima nižeg
stepena metamorfizma.

Ō REGIONALNI METAMORFIZAM
- Hidrotermalni metamorfizam označava promene u stenama nastale dejstvom
hidrotermalnih rastvora.
- Autometamorfizam označava promene u stenama izazvane sopstvenim lakoisparljivim
komponentama, u uslovima povećanja temperature i pritiska.
- Kataklastični metamorfizam javlja se u područjima tektonskih zona i velikih raseda.
Pri ovom tipu metamorfizma stene se mehanički drobe, bez značajnije promene u
mineralnom sastavu.
Ō KONTAKTNI METAMORFIZAM
Kontaktni metamorfizam javlja se intrudovanjem, tj. utiskivanjem magme ili
izlivanjem lave, kada, u kontaktu sa okolnim stenama, magma predaje toplotu ili sa tim
stenama reaguje, pa razlikujemo:
- Termokontaktni metamorfizam - magma okolnim stenama predaje toplotu usled čega
nastaju promene u okolnoj steni i
- Kontaktno metasomatski metamorfizam - pored predaje toplote dolazi i do razmene
materije.
Dakle, zavisno od faktora koji deluju u toku metamorfizma razlikujemo dva osnovna tipa:
regionalni dinamotermalni metamorfizam i kontaktni metamorfizam.

Regionalni dinamotermalni metamorfizam - preobražaji stena u dubljim delovima
Zemljine kore usled velikih pritisaka i visoke temperature (koje se kreću od 200 - 800
o
C
i povećanim hidrostatičkim pritiskom od 2-10 kbara) mogu zahvatiti ogromne mase
znatnog prostranstva.

183. 183/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)























Sl.240. Osnovni tipovi metamorfizma
Takav metamorfizam koji zahvata velike mase u Zemljinoj kori naziva se regionalni
metamorfizam. Na takav način je nastala većina gnajseva, mikašista, mermera i drugih
metamorfnih stena.
Kontaktni metamorfizam - ako, pak, izmene stena nastaju usled delovanja prodora
magmatskih masa na okolne stene, takav metamorfizam naziva se kontaktni
metamorfizam.
U ovom slučaju preobražaj stena je posledica uglavnom povišene temperature i samo
manjim delom uvećanih pritisaka ili dejstva gasova.
Kataklastični ili kinetički metamorfizam, pri nižim temperaturama i snažnom stresu, kad
preovladava kataklaziranje ili drobljenje sastojaka - stene.
Promena matične stene (protolita) samo pod dejstvom povišene temperature, uglavnom
na gline i laporce, te stene zovemo korniti. Ako je na matične stene (okolne stene),
pretežno krečnjačkih, došlo i do izmene materije - prevođenje minerala u njih, takve stene
zovemo skarnovi.
Osim kornita i skarnova, na ovaj način nastaju mermeri i, ređe, druge vrste metamorfnih
stena. Uopšte uzev, kontaktno metamorfnih stena je mnogo manje u odnosu na regionalno
metamorfnih stena, te i nemaju neki znatan uticaj na građevinske (vojne) radove.
Povećani pritisci koji izazivaju metamorfozu stena mogu biti dvojakog porekla. Jedan od
uzročnika njihovog nastanka su pokreti koji izazivaju ubiranje ili lom unutar pojedinih
delova Zemljine kore. Stene nastale kao produkt dejstva ovih pritisaka nazivaju se
dinamometamorfne stene. Prostor zahvaćen dinamomorfizmom obično je mali -
lokalnog karaktera.

184. 184/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Drugi uzročnik nastanka su pritisci koji uslovljavaju pojavu regionalnog metamorfizma.
One nastaju na velikim dubinama pod dejstvom težine slojeva iznad zone metamorfizma
i zahvataju velika prostranstva (hiljadama km
2
). Povećanje pritiska izaziva deformisanje
sastojaka stena, prekristalizacija i karakteristično orijentisanje minerala, njihove najveće
površine, upravo na pravac dejstva pritiska. Usled toga nastale metamorfne stene dobijaju
slojevit i škriljav izgled. Regionalnim metamorfizmom nastale su ogromne mase
kristalastih škriljaca (gnajseva, mikašista, filita, arglošista i dr.).
U zavisnosti od dubine i uslova pod kojima se vrši regionalni metamorfizam, razlikuju se:
- epitermalna zona,
- mezotermalna zona,
- katatermalna zona i
- teletermalna zona.
- Epitermalna zona (temperature niže od 300°C, i niskog pritiska), je najplića zona u
kojoj se vrši metamorfisanje stena. U njoj je temperatura nešto malo povećana, a pritisak
je obično mali i uglavnom jednostran. U ovoj zoni dolazi do metamorfisanja „mekših“
stena (glinaca i tsl.). Zato se u epizoni stvaraju uglavnom: filiti, hloritski škriljci, talkšisti,
argilošisti i dr.
- Mezotermalna zona (jači napon (stress), koji sa dubinom prelazi u litostatički pritisak,
više temperature, između 300 i 500°C) je zona srednje dubine u Zemljinoj kori gde se
događa
stvaranje metamorfnih stena. U njoj još uvek preovladava jednostrani pritisak, ali počinje
delovati hidrostatički pritisak. Mineralni sastav stena mezozone je sledeći: kvarc,ortoklas,
albit, kiseli plagioklasi, muskovit, biotit, hornblenda, granati, kalcit, magnetit, rutili dr. U
mezotermalnoj zoni nastaju: mikašisti, gnajsevi, amfiboliti, mermeri i serpentiniti.
- Katatermalna zona je mnogo dublja zona - u njoj vladaju visoke temperature, stress
izostaje a hidrostatički pritisak je veliki i preovladavajući. U ovoj zoni nastaju neki
gnajsevi, tvrđi amfiboli i mermeri. Stene ove zone su dosta ređe od stena iz prethodnih zona.
- Teletermalna zona je najdublja zona u kojoj se stvaraju najčvršće metamorfne stene.
Temperature dostižu granicu topljenja najtvrđih minerala, a pritisci i po nekoliko hiljada
atmosfera. U ovoj zoni nastaju najtvrđi amfiboliti, gnajsevi i kvarciti. Stene nastale u ovoj
zoni dosta su retke kod nas i u svetu.
3.4.1.1. Metamorfne facije
U novije vreme podela metamorfizma se sve više vezuje za kvantitativno stanje napona i
temperaturne opsege u kojima se vrše izmene stena. Time se vrši razvrstavanje na facije
i prevaziđeni su određeni problemi koji su bili nerešeni kod podele na zone Grubenmanna
i Nigglia.
Ne odvijaju se svi metamorfizi pod istim fizičkim uslovima. Na primer, stene koje se
nalaze duboko ispod planinskog lanca prolaze kroz intenzivniji metamorfizam nego stene
bliže površini.
Geolozi koriste izraz metamorfni stepen na pomalo neformalan način kako bi ukazali
na intenzitet metamorfizma, odnosno na količinu ili stepen metamorfne promene.
Da bi pružili potpuniju indikaciju intenziteta metamorfizma, geolozi koriste
koncept metamorfnih facija
U bilo kojem metamorfnom okruženju može postojati niz tipova protolita izloženih
metamorfizmu. Dok će ove stene biti izložene istom rasponu uslova pritiska i temperature
unutar tog okruženja, metamorfna stena koja nastaje zavisće od protolita (matične

185. 185/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
stene). Pogodan način da se ukaže na raspon mogućih metamorfnih stena u određenom
okruženju je grupisanje tih mogućnosti u metamorfne facije. Drugim rečima, data
metamorfna facija grupiše metamorfne stene koje se formiraju pod istim uslovima
pritiska i temperature, ali koje imaju različite protolite.
Slika 241 prikazuje različite metamorfne facije različitih boja. Ose na dijagramu su
temperatura i dubina; dubina unutar Zemlje će odrediti pod kojim pritiskom je stena, tako
da je vertikalna osa dubine takođe osa pritiska. Svaka boja predstavlja raspon
temperaturnih i pritisnih uslova u kojima će se formirati određene vrste metamorfnih
stena. Metamorfne facije nazvani su po stenama koje se formiraju pod određenim
uslovima (npr. eklogit facija, amfibolitna facija itd.), ali ta imena ne znače da je facija
ograničena na taj tip stene.

Još jedna karakteristika koju treba primetiti na dijagramu su mnoge isprekidane
linije. Žute, zelene i plave isprekidane linije predstavljaju geotermalne gradijente u
različitim okruženjima. Podsetimo da geotermalni gradijent opisuje koliko brzo
temperatura raste sa dubinom u Zemlji. U većini područja (zelena isprekidana linija),
stopa porasta temperature sa dubinom iznosi 30°C/km. Drugim rečima, ako se spustite
1000 m dole u rudnik, temperatura će biti otprilike 30°C toplija od prosečne temperature
na površini. U vulkanskim područjima (žuta isprekidana linija), geotermalni gradijent je
više poput 40 do 50°C/km, tako da temperatura raste mnogo brže kako se spuštate. Duž
zona subdukcije (plava isprekidana linija), hladna okeanska litosfera održava niske
temperature, tako da je gradijent obično manji od 10°C/km.
Sl. 241. Metamorfne facije i tipovi metamorfizma prikazani u kontekstu dubine i temperature. Navedene
su metamorfne stene nastale iz protolita muljne stene pod regionalnim metamorfizmom sa tipičnim
geotermalnim gradijentom. Slova odgovaraju tipovima metamorfizma prikazanim na slici 242. Izvor:
Karla Panchuk (2018), CC BY 4.0. Izmenjeno nakon Stevena Earlea (2016), CC BY 4.0.

Žute, zelene i plave isprekidane linije na slici 241 govore na koje će se metamorfne facije
naići za stene sa date dubine u tom okruženju. Dubina od 15 km u vulkanskom području
pada u amfibolitnu faciju. U tipičnijim uslovima, ovo je facija zelenog škriljca, a u zoni
subdukcije to je facija plavog škriljca. Može se uspostaviti direktnija veza između
metamorfnih facija i tipova metamorfizma o kojima se raspravljalo u prethodnom delu
tako što će se spojiti slova od a do e na slici 241 sa oznakama na slici 242.

186. 186/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Još jedna linija koja se vidi na slici 241 je crvena isprekidana linija na desnoj strani
slike. Ova linija predstavlja temperature i pritiske gde će se granit početi topiti ako je
prisutna voda. Migmatit je desno od linije jer nastaje kada se neki od minerala u
metamorfnoj steni počnu topiti, a zatim hladiti i ponovo kristalizirati.








Sl.242. Okruženje metamorfizma u kontekstu tektonike ploča: (a) regionalni metamorfizam vezan za
izgradnju planina na konvergentnoj granici kontinent-kontinent, (b) metamorfizam morskog dna
(hidrotermalni) okeanske kore u području sa oje strane grebena koji se širi, (c) metamorfizam stena
okeanske kore unutar zone subdukcije, (d) kontaktni metamorfizam u blizini tela magme na visokom
nivou u kori, i (e) regionalni metamorfizam vezan za izgradnju planina na konvergentnoj granici. Izvor:
Karla Panchuk (2018) CC BY 4.0, modificirano nakon Stevena Earlea (2015) CC BY 4.0

Kako se metamorfne stene menjaju pod toplotom i pritiskom, njihovi sastojci se
preoblikuju u nove minerale koji odgovaraju tim uslovima. Koncept metamorfnih facija
je sistematski način da se pogleda na mineralne sklopove u stenama i odredi potencijalni
opseg pritisaka i temperature (P/T) uslova koji su bili prisutni kada se formiraju.
Treba napomenuti da su metamorfne facije različite od sedimentnih facija, koje uključuju
uslove okoline prisutne prilikom deponovanja - taloženja.
Sedimentne fecije mogu se dalje podeliti na litofacije, koje se fokusiraju na fizičke
karakteristike stena i biološke osobine, koji se fokusiraju na paleontološke atribute (fosile).
Sedam metamorfnih facija
Postoji sedam široko poznatih metamorfnih facija, koji se kreću od zeolitskih facija na
niskim pritiscima i temperaturama (P i T) do eklogita pri veoma visokim P i T. Geolozi
određuju faciju u laboratoriji nakon ispitivanja mnogih primeraka pod mikroskopom i
analizom hemijske analize. Metamorfna facija nije očigledna u datom terenskom uzorku-
metamorfna facija je skup minerala pronađenih u steni određenog sastava.
Evo tipičnih minerala u stenama koje potiču od sedimenata. To jest, one če se naći u
šljaci, šistu i gnajsu. Minerali prikazani u zagradama su "neobavezni" i ne pojavljuju se
uvek, ali mogu biti od suštinskog značaja za identifikaciju facija.
- Facija zeolita pokriva najniži opseg pritiska (2-4 kbar) i temperature (200
0
C do 300
0
C).
Karakteristični minerali za ovu faciju su: illite/phengite + hlorit + kvarc (kaolinit,
paragonit) - zeoliti i kvarc.
- Facija zelenog škriljca (Greenschist) predstavlja nizak opseg pritiska (nekoliko kbara)
i temperature (300
0
C do 500
0
C). Karakteriše je prisustvo: fengit + hlorit + kvarc
(pirofilit, paragonit, alkalni feldspar,stilpnomelan, pseudonit) - hlorita i parageneza
epidota,albita i kvarca. Uobičajeni su i muskovit, minerali serpentina, kalcit i dolomit.
- Amfibolit facija predstavlja srednje vrednosti temperature (400
0
C do 700
0
C) i pritisak
(5-8 kbar). Karakterišu je minerali iz grupe amfibola: muscovite + biotit + kvarc (granat,
staurolit, kijanit, sillimanit, andaluzit, kordijerit, hlorit, plagioklaza, alkalni feldspar).
Na nižim temperaturama javljaju se i albit i epidot, a na višim: staurolit, diopsid, disten
i silimanit.
- Granulitna facija uključuje visoke pritiske (6-12 kbar) i temperature (700
o
C- 800
o
C).

187. 187/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Karakteristični minerali za ovu faciju su: alkalni feldspat + plagioklasi + silimanit +
kvarc (biotit, granat, kijanit, kordierit, ortopoproksen, špinel, korund, sapfirin), tj.
visokotemperaturni pirokseni, kordierit, plagioklasi, kvarc i granati.
- Eklogit facija se javlja u okruženju najviših temperatura i pritisaka, u kojem je stabilno
samo nekoliko tamnih minerala iz grupe piroksena, granata i kvarca. Oni formiraju
inkluzije u ultramorfnim intruzijama i kimberlitskim otvorima iz gornjeg omotača.
- Rožnjačka (Hornfels) facija karakteristična je za visokotemperaturni kontaktni
metamorfizam (700
0
C do 800
0
C) i niskog pritiska (1-3 kbar). Indikatorski minerali su
pirokseni, plagioklasi, kvarc i andaluzit.
- Glaukofanska facija (plavi škriljci - Blueschist facies) je povezana sa okruženjem
dislokacionog metamorfizma, odnosno visokog pritiska (nekoliko kbara) i relativno
umerene temperature (200
0
C do 500
0
C). Karakteristični minerali su alkalni amfiboli
(glaukofan, crosssite) i jadeit - kvarcna parageneza. Tu su i epidot i rutil.

Klasifikacija metamorfnog kvaliteta zavisi uglavnom od temperature, jer temperatura
igra dominantnu ulogu u određivanju rekristalizacije i neokristalizacije tokom
metamorfizma, sl.243.
Sl. 243. Facije metamorfizma.

Metamorfne stene koje se formiraju na relativno niskim temperaturama (između oko
250°C i 400°C) su stene niskog kvaliteta, a metamorfne stene koje se formiraju na
relativno visokim temperaturama (oko 600°C) su stene visokog kvaliteta.
Sl.244. Granice ograničenja i odnosi koje stvaraju metamorfne-stene
Metamorfne stene srednjeg stepena formiraju se na temperaturama između ova dva
ekstrema (slika 245).

188. 188/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)












Sl.245. Prikazane su temperature, pritisci i približna dubina različitih metamorfnih stepeni koji se
javljaju u različitim geološkim okruženjima.

Različiti stepeni metamorfizma proizvode različite skupove metamorfnih minerala
(sklopova). Kako se kvalitet povećava, rekristalizacija i neokristalizacija imaju
tendenciju da proizvedu krupnija zrna i nove mineralne sklopove koji su stabilni na višim
temperaturama i pritiscima (slika 246).
























Sl.246. Progresivni metamorfizam od niskog do visokog stepena u orogenezi (izgradnja planina).

Prikazan je sklop uobičajenih minerala s obzirom na stepen metamorfizma, kada postoji
feldspatski i semipelitski kvarcni protolit.

189. 189/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)






















Sl.247. Prikaz sklopa uobičajenih minerala s obzirom na stepen metamorfizma
Indeks minerala (Index Minerals)
Neki uobičajeni minerali u metamorfnim stenama prikazani su na slici 248, poređani
prema temperaturnim rasponima unutar kojih imaju tendenciju da budu stabilni. Gornje i
donje granice raspona su namerno nejasne jer ove granice zavise od niza različitih faktora,
kao što su pritisak, količina prisutne vode i ukupni sastav stene.
Iako su granice raspona stabilnosti nejasne, raspon stabilnosti svakog minerala je još uvek
dovoljno mali da se minerali mogu koristiti kao markeri za te metamorfne
uslove. Minerali koji čine dobre markere specifičnih raspona metamorfnih uslova
nazivaju se indeksni minerali.










Sl. 248. Indeksni minerali.
Indeksni minerali su korišćeni za mapiranje područja većeg ili nižeg metamorfnog
intenziteta, nazvanih metamorfnim zonama. Metamorfna zona je područje ograničeno
prvom pojavom indeksnog minerala.
Poznavanje metamorfnih zona omogućava izvođenje zaključaka o geološkim uslovima u
kojima su se formirale metamorfne stene.
Karakteristično je da metamorfne stene različitog mineralnog sastava postižu ravnotežu
tokom metamorfizma u nekim određenim, dovoljno širokim granicama pritiska i
temperature, pri čemu nastaju uvek iste mineralne zajednice. S tim u vezi definisan je
pojam metamorfnih facija,u kojima nastaju stene različitog hemijskog sastava u
određenim fizičkim uslovima. Koncepcija o metamorfnim facijama primenjena je za
genetsku klasifikaciju metamorfnih stena.Zato se u petrologiji metamorfnih stena sve više
i upotrebljava razlikovanje metamorfnih stena prema metamorfnim facijama sa kritičnim
mineralnim asocijacijama karakterističnim za odgovarajuće uslove pritiskaka i temperature.




Postoji 7 dominantnih mineralnih skupova ili metamorfnih facija koji se
formiraju pod različitim metamorfnim stepenima.
Uparite 5 žutih putanja ispod sa strelicama koje ukazuju na evolutivne puteve
hipotetičkih stena označenih zvezdicama *.
formiraju pod različitim metamorfnim stepenima.
Uparite 5 žutih putanja ispod sa strelicama koje ukazuju na evolutivne puteve
hipotetičkih stena označenih zvezdicama
PITANJE I ODGOVOR:
1. Blizu vulkana (kontaktni metamorfizam)
2. Subdukciona ploča
3. Planinski objekat
4. Duboko ukopavanje - urom
5. Akreciona prizma
ubdukciona ploča

190. 190/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)








Sl.249. Šematski poprečni presek:levo - Metamorfne zone i temperature kada su procesi izgradnje
planina zadebljali koru; desno - Planine su erodirane, otkrivajući metamorfne stene koje su se formirale
duboko u planinama. Izvor: Karla Panchuk (2018) CC BY 4.0, modifikovano prema Stevenu Earleu (2015) CC BY 4.0

















Sl.250. Facije metamorfnih stena, po Barthu
Na primer, stena podvrgnuta pritisku i temperaturi u tački A (4,5 kbara i 400 °C) razvija
mineralni sklop karakterističan za facije zelenog škriljaca.
Takođe, grafikon može predstavljati geotermalne gradijente različitih regiona kore.
Ispod grebena, na primer, geotermalni gradijent prolazi kroz facije zeolita, zelenog
škriljaca, amfibolita i granulita.
Naprotiv, u akrecionoj prizmi koja se formira u zoni subdukcije, temperatura se polako
povećava kako se dubina povećava, tako da se mogu formirati skupovi plavih škriljaca.
Tako je za visoke temperature (800-1000°C) i niske pritiske karakteristična sanidinitska
facija. Za postupne poraste temperature i pritisaka karakteristične su ove facije: facija
zelenih škriljaca, epidotamfibolitski facija, granulitski facija i eklogitski facija (sl. 250).
S obzirom na vrstu i intenzitet metamorfoze, metemorfne stene podeljene su u sledeće grupe:
1.Kataklastiti, nastali mehaničkom deformacijom pod delovanjem pritiska,
prekristalizacija je slabije izražena. U ovoj grupi su: miloniti, zdrobljene stene u
granulisani agregat, nastali u zonama dislokacionih metamorfoza, te filoniti, škriljave
stene nastale drobljenjem kvarcfeldpatskih stena, feldspati su sericitizirani, a obojeni
minerali hloritisani.
2. Hornfelsi ili korniti, nastali su kontaktnom metamorfozom.
3. Mermeri, nastali su kontaktnom ili regionalnom metamorfozom krečnjaka i dolomita.
U ovu grupu spadaju: cipolino, mermer, koji uz kalcit sadrži i liskune, kao i ofikalcit,
agregat kalcita i serpentina.
4. Kvarciti, nastali kontaktnom i regionalnom metamorfozom kvarcnog peščara.
Tokom izgradnje planina Nakon erozije

191. 191/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
5. Škriljci niskog stepena metamorfizma, nastali regionalnom metamorfozom, odlikuju
se škriljavom teksturom i najpre lepidoblastičnom strukturom. U ovoj grupi su
argilošist, filiti (sericitski i hloritski škriljci) i zeleni škriljac.
6. Škriljci srednjeg i visokog stepena metamorfizma, nastali regionalnom i plutonskom
metamorfozom. U ovoj grupi su amfibolit, gnajs i granulit.
Metamorfne stene mogu se klasifikovati i prema mineralnom sastavu, kako je to
prikazano slikom 251. Kao prirodni kamen često posebnih dekorativnih svojstava, u svetu
se eksploatiše znatan broj metamorfnih stena, pre svega različiti varijeteti mermera zatim
gnajs, kvarcit i serpentinit.
















Sl.251. Klasifikacioni dijagram za metamorfne stene sa podelom
na osnovu mineralnog sastava (kvarc, karbonati, feldspati,
liskuni i hlorit, amfiboli, epidot - prEN 12407:1996).



Metamorfizam može biti progradni i retrogradni.
Kod progradne metamorfoze nastaju nove mineralne asocijacije sa mineralima koji
kristališu pri višim temperaturama negoli su bili sastojci prvobitne stene pre
metamorfoze.
Primer progradne metamorfoze je metamorfoza glinovitih sedimenata, kada nastaju filiti,
pa liskunski škriljci i konačno gnajs.
Kod retrogradne metamorfoze nastaju nove mineralne asocijacije sa mineralima koji
kristališu pri nižim temperaturama negoli su bili sastojci prvobitne stene pre
metamorfoze.
Primer retrogradne metamorfoze je metamorfoza gabra u zeleni škriljac.
S obzirom na uslove pritiska i temperature u litosferi, možemo razlikovati tri zone podela
karbonatnih stena prema sadržaju dolomita (prEN 12407:1996).
Tabela 19 - Sadržaj dolomita u nekim karbonatnim stenama









Metamorfoza može biti (vidi sliku sa ilustracijama, sl.252) na kojoj su opisane različite
vrste metamorfoze:
• kataklastična ili kinetička, pri nižim emperaturama i snažnom stresu, kad preovladava
kataklaziranje ili drobljenje materijala,
• termalna, pri visokim temperaturama i relativno niskom pritisku, važna za kontaktnu
metamorfozu u obodu omotača magmatskih tela,
• dinamotermalna ili regionalna, delovanjem povećane temperature i pritiska, uglavnom
stresa, kad nastaju stene izrazite škriljave teksture, kristalasti škriljci,
• plutonska, pri vrlo visokoj temperaturi i jakom hidrostatičkom pritisku u dubljim
delovima litosfere, gde se metamorfoza već graniči sa pretopljavanjem matičnih stena.
Manje spominjane metamorfoze su:

192. 192/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
• šok-metamorfoza (uočena na mestima udara meteorita) i
• pirometamorfoza (uočena na mestima udara munja - visoka temperatura, nizak pritisak).
Sl.252. Metamorfizam - ilustracija i opis različitih vrsta metamorfizma.
Postoji nekoliko tipova metamorfizma koji su vezani za različite oblike pritiska (napona), od kojih
su regionalni metamorfizam i kontaktni metamorfizam najvažniji. Kontaktni metamorfizam je lokalizovan oko magmatske
intruzije, dok se regionalni metamorfizam javlja u većim razmerima zbog procesa kao što su izgradnja planina i subdukcija.
U širem smislu, metamorfizam se može opisati kao niskog, srednjeg ili visokog stepena u zavisnosti od uslova temperature i
pritiska (ilustrovano u nastavku). Originalni sastav matične stene - 'protolita' - takođe će kontrolisati sastav rezultirajuće
metamorfne stene. Ovde, na primer, ilustriramo učinak različitih stepena metamorfizma na sedimentni protolit. Obratite
pažnju na promene u sastavu i teksturi. Geolozi su otkrili da prisustvo određenih minerala, poznatih kao indeksni minerali,
u steni ukazuje na približni metamorfni stepen metamorfne stene. Linija na karti duž koje se prvi put pojavljuje indeksni
mineral naziva se izograda. Sve tačke duž izograda imaju približno isti metamorfni nivo. Metamorfne zone su regije između
dva izograda; zone nazvane su po indeksnom mineralu koji nije bio prisutan u prethodnoj zoni nižeg kvaliteta.
metamorfne facije metamorfne facije

193. 193/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
3.4.2. Sklop (stuktura i tekstura) metamorfnih stena

Sklop podrazumeva strukturu i teksturu stene.
- Strukturu stene određuje oblik, veličina i način srastanja minerala koji su nastali u toku
metamorfnih procesa.
- Teksturu stene određuje raspored, orjentacija i međusobni odnos minerala koji tu stenu grade.
Poznavanje strukturno-teksturnih osobina metamorfnih stena značajno je za određivanje
- podelu stepena metamorfizma, vremena nastanka minerala, podelu stena itd.

Ō STRUKTURE METAMORFNIH STENA
Strukture metamorfnih stena mogu da se obrazuju na dva načina:
- drobljenjem stena pri kataklastičnom metamorfizmu - kataklastične i
- rašćenjem minerala (blastezom) u metamorfnim procesima - blastične.
Blastične strukture mogu da budu dvojake:
- Reliktne ili blasto - strukture i
- Singenetske strukture
- Reliktne ili blasto - strukture su strukture kojima se odlikuju stene u kojima su očuvani
elementi primarnog sklopa i definišu se tako što nazivu primarne strukture dodajemo
prefiks blasto (blastozrnasta, blastoofitska, blastopsamitska…).
Primeri:
blastoporfirska struktura je struktura nastala metamorfozom neke vulkanske stene
koje imaju porfirsku strukturu;
blastopsamitska struktura se javlja kod stena nastalih od peščara koji imaju
psamitsku strukturu itd.
- Singenetske strukture nastaju u procesu metamorfizma potpunim prerađivanjem
prvobitnog sklopa.
Mogu da se odlikuju mineralnim zrnima približno jednakih veličina - homeoblastične ili
da postoji jasna razlika u njihovim veličinama - heteroblastične.
Kriterijum za klasifikaciju homeoblastičnih struktura je oblik minerala od kojih je stena
izgrađena, pa tako razlikujemo:
- Granoblastičnu,
- Lepidoblastičnu i
- Nematoblastičnu strukturu
Kod metamorfnih stena, usled narušavanja odnosa u procesu metamorfoze, teško je
praviti razliku između strukture i teksture. Ipak, kod metamotfnih stena, postoje tri
osnovne strukture: kataklastična, lepidoblastična i granoblastična.
- Kataklastična ili kinetička, struktura nastala je drobljenjem stena pri nižim
temperaturama i snažnom stresu. Komadi stena različitih su veličina, oblika i oštrih ivica;
 Lepidoblastičnu (grč. lepis - ljuska), strukturu imaju stene čiji pločasti i ljuspasti
minerali imaju određenu skoro paralelenu, a često i zonalnu orijentaciju;

Sl. 253. Lepidoblastična struktura

194. 194/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 Granoblastična (grč. granum - zrno), kad se stena sastoji od minerala približno istih
dimenzija, slična je zrnastoj strukturi kod magmatskih stena. Varijetet ove strukture
javlja se okcasta struktura kod
koje se iz osnovne zrnaste mase
izdvajaju mestimično veća zrna
kvarca ili feldspata pretežno
sočivastog oblika (kvarc,
feldspati, kalcit...);

Sl. 254. Granoblastična struktura

 Nematoblastičnu strukturu (grč. nema - nit, vlakno),
karakterističnu za stene izgrađene od minerala izduženih,
prizmatičnih, igličastih, vlaknastih formi (amfiboli,
volastonit...);
Sl. 255. Nematoblastična struktura

 Porfiroblastična, kad stena sadrži krupnije porfiroblaste u
sitnijoj osnovi, kao, na primer, okcasti
gnajs sa porfiroblastima mikroklina u
sitnijoj osnovi kvarca, feldspata i
liskuna.

Sl.256. Porfiroblastična struktura


Metamorfne stene, zavisno od mineralnog sastava, mogu imati više struktura
istovremeno (granoblastičnu i lepidoblastičnu, ako je stena izgrađena od kvarca, felspata
i liskuna, nematoblastičnu i granoblastičnu, ako je izgrađena od plagioklasa i amfibola itd.

Ō TEKSTURE METAMORFNIH STENA
Mnogo jače je izražena tekstura, a najčešće teksture metamorfnih stena su: škriljasta i
masivna.
 Škriljasta tekstura nastaje dejstvom usmerenih pritisaka i karakteristična je za pliće
nivoe regionalnog metamorfizma. Odlikuje se spljoštenim oblikom minerala,
poređanih u paralelne ravni, duž kojih se stena lako cepa u tanke listiće:
- lako se deli u ploče ili listove zbog paralelne građe,
- deljivost u ploče može biti i posledica prisustva finih tankih pukotina u steni - takvu
deljivost nazivamo klivaž.
Kod primarno masivnih stena škriljavost nije mnogo naglašena, dok kod slojevitih, a
posebno kod tankoslojevitih stena ona je veoma jako izražena. Vrlo je karakteristična za
metamorfne stene i one se po tome razlikuju od magmatskih i sedimentnih stena.
- Folijacija je kada su minerali orijentisani u jednoj ravni
- Lineacija kada su minerali orijentisani duž nekog pravca, lineare
Dakle, folijacija je kada su minerali orijentisani u jednoj ravni lineacija kada su minerali
orijentisani duž nekog pravca, lineare.
Diferencijalni napon (stress) - ima veliki uticaj na strukturu stene:
a) preferirana orijentacija - npr. minerali iz grupe filosilikata će se orijentisati normalno
(upravno) na smer maksimalnog pritiska.
b) okrugla zrna postaju eliptična-smer izduženosti zavisi od smera maksimalnog stresa.

195. 195/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl. 257. Škriljava tekstura - folijacija i lineacija




























































Sl.258.Spljoštavanje duktilne homogene sfere:(a) sadrži slučaj neorijentisane spljoštene čestice, u (b)
slučaju matriks se kreće tako da sa progresivnim spljoštavanjem čestice zauzimaju paralelan položaj
upravan na dominantan smer stresa (škriljavost, folijacija).

foliation lineation foliation - without - lineation

















Lineacija (Lineation) Folijacija kod slojevitosti (foliation vs beding)



Milonit (Mylonite)

196. 196/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 Ubrana tekstura - varijetet škriljave teksture, kada su nabori sitni za teksturu kažemo
da je plisirana.





Sl. 259. Ubrana tekstura



 Trakasta tekstura - mineralni sastojci su grupisani u zone (trake) koje se neizmenično
smenjuju.




Sl. 260. Trakasta tekstura


 Okcasta tekstura - grupisanje minerala (kvarc, feldspat) u gnezda sočivastog ili
ovalnog oblika. Okce može biti izgrađeno i samo od jednog krupnog zrna.












Sl. 261. Okcasta tekstura
 Bobičava tekstura - to je sitnookcasta tekstura kod koje bobice predstavljaju ili
porfiroblaste (krupan metamorfni mineral) ili grupe porfiroblasta koji leže u sitnozrnoj
osnovi.





Sl. 262. Bobi čava tekstura

















 Injekciona tekstura - nastaje ubrzgavanjem aplitoidnih rastopa nastalih parcijalnim
stapanjem u okolne stene. Rastop može biti ubrizgavan po površini škriljavosti ili
nepravilno.



Sl. 263. Injekciona tekstura



 Masivna tekstura odlikuje se time da mineralna zrna nemaju posebno izraženu
orijentaciju, dakle - kaže se i stena je homogenog sklopa.

197. 197/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
KLASIFIKACIJA REGIONALNO METAMORFNIH STENA

- Različiti su kriterijumi za podelu regionalno metamorfnih stena: prema stepenu
metamorfizma, mineralnom sastavu, strukturi, teksturi, stepenu kristaliniteta itd.

- Jedna od često korišćenih klasifikacija bazira na teksturnim karakteristikama gde se
stene regionalnog metamorfizma dele na škriljave i masivne metamorfne stene.

- Stene prve grupe nazivamo kristalasti škriljci a druge grupe masivne metamorfne
stene.
- Oštra granica između ove dve grupe stena ne postoji jer stene određenog sastava u
zavisnosti od vrste pritisaka, usmerenog ili hidrostatičkog mogu biti masivne ili škriljave
- Primer:
Mermer je masivna stena, a ako nastaje u područjima usmerenih pritisaka stena dobija
škriljavu teksturu kada se stvara mermerni škriljac.
- Podela regionalno metamorfnih stena prema teksturnim karakteristikama:







- Podela regionalno metamorfnih stena prema stepenu kristalizacije:
- stene visoke kristalizacijea
- stene niske kristalizacije

Prikaz neki metamorfnih stena sa osnovnim karakteristikama:





Kristalasti škriljci:
- grupa škriljaca
- filiti, mikašisti
- gnajsevi, amfiboliti
Masivne metamorfne stene:
- eklogiti
- granuliti
- mermeri
- kvarciti






















GRUPA ŠKRILJACA
Grupa škriljaca obuhvata srednjezrne do krupnozrne stene srednjeg do visokog kristaliniteta.

Stene su škriljave teksture, po kojoj su dobili i ime.

Najvažniji minerali grupe škriljaca su filosilikati ili inosilikati: muskovit, hlorit, aktinolit, termolit, zatim epidot,
cojsit, kvarc itd. Od feldspata najčešći je albit, retko ortoklas.

Ime dobijaju prema vodećem mineralu.

Ako u steni ima najviše hlorita nazivamo je hloritski škriljac, ako dominiraju hlorit i sericit, hloritskosericitski
škriljac, ako je najzastupljeniji aktinolit, aktinolitski škriljac itd.

orto poreklo - Nastaju metamorfozom bazalta, spilita, keratofira itd. kada su orto porekla, i
para poreklo - Nastaju metamorfozom laporaca, piroklastita, tufova i vulkanskih breča kada su para porekla.

198. 198/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

HLORITSKI ŠKRILJCI
Hloritski škriljci su niskog stepena metamorfizma.
Izgrađeni su od hlorita, albita i kvarca, a česti su i sledeći minerali: sericit, epidot, cojsit, stilpnomelan -
- filosilikat K(Fe
2+
,Mg,Fe
3+
)8(Si,Al)12(O,OH)27·n(H2O),
aktinolit, leukoksen, kalcit, ponekad i manganov granat, spesartin.
Strukture su lepidoblastične, sa elementima granoblastične i porfiroblastične.
Teksture su škriljave, retko masivne.
Hloritski škriljci su karakteristične zelene boje zbog čega se često nazivaju i zelene stene ili zeleni škriljci
(greenschists). Veoma su meke stene, naročito ako imaju malo kvarca.
- Nastaju metamorfozom bazičnih magmatskih stijena, bazalta, dijabaza, spilita, kada su orto porekla, i
piroklastičnih stena, vulkanskih breča, aglomerata, tufova odnosna dolomitnolaporovitih sedimenata kada
su para porekla.
Hloritski škriljci su relativno česte stene.

Hloritski škriljci, Ram , Preuzeto iz: Osnovi pertologije, D. Milovanović
AKTINOLITSKI ŠKRILJCI

Aktinolitski škriljci su stene srednjeg do visokog kristaliniteta,
niskog stepena metamorfizma.
Izgrađeni su od:
aktinolita, tremolita, albita, epidota, cojsita i ponekad kvarca i hlorita.

Od sporednih minerala karakterističan je leukoksen.
Zelene su do sivozelene boje.

Strukture su nematoblastične sa elementima granoblastične, škriljave teksture.

Nastaju metamorfozom bazičnih stena, bazalta, dijabaza, spilita (orto porekla),
piroklastičnih stena (tufova, vulkanskih breča i aglomerata i dilomitskih laporaca
(para porekla).
Nastaju u uslovima facije zelenih škriljaca, kao i zelene stene sa kojima su
često udruženi.
Sa porastom stepena metamorfizma prelaze u amfibolite.
Aktinolitski škriljci, Paraćinska glavica

















TALKNI ŠKRILJCI (talkšisti)

Talkni škriljci su stene niskog stepena metamorfizma, ponekad
mogu biti visokog kristaliniteta. Uglavnom prate serpentinite.

Zelenkaste su boje, lepidoblastične strukture a škriljave često i
plisirane teksture.
Izgrađene su od talka.

Nastale su regionalnom metamorfozom peridotita i serpentinita.
Pojedini autori smatraju da su prilikom stvaranja ovih stena važnu
ulogu imali i hidrotermalni rastvori.

Spadaju u grupu tipskih orto stena. Sadržaj kvarca u njima jako
varira.

U steni mogu biti prisutni i hlorit, kalcit, magnetit, hromit itd.

Talkni škriljci su sirovina za dobijanje industrijskog talka koji
ima raznovrsnu primenu u keramičkoj industriji, industriji guma,
papira, kozmetike itd.


GRUPA SERPENTINA
FILOSILIKATI
TALK Mg3Si4O10(OH)2
LJUSPASTI AGREGATI, JEDAR (STEATIT)
• TVRDOĆA 1
• BELE BOJE, BLEDO ZELEN
• SJAJ - SEDEFAST, MASTAN
• OPIP – MASTAN
• PREOBRAŽAJEM OLIVINA I DRUGIH Mg
SILIKATA BEZ Al
• REGIONALNO METAMORFNO (TALKŠISTI)

199. 199/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)


















































FILITI
Filiti su sitnozrne stene, niskog kristaliniteta i dobro izražene škriljave teksture.
IzgraĎeni su od sericita i kvarca, koji je znatno manje zastupljen. Ljuspice
Sericite imaju izrazitu planarnu i linearnu orijentaciju.

Osim sericita i kvarca u ovim stijenama sreću se:
hlorit, albit, rekristalisana organska materija, i retko, biotit.

- Struktura filita je lepidoblastična.

- Teksture su škriljave, često ubrane ili plisirane.

Cepaju se lako po ravnima škriljavosti kada obrazuju tanke, ravne ploče, koje su,
zbog prisustva sericita, uvek sjajne i zbog čega imaju karakterističan svilast sjaj.

Filiti nastaju metamorfozom glinovitih stena.

Filiti su se koristili za pokrivanje krovova kuća zbog čega su nazivani i krovni
škriljci.
Ako ove stene sadrže do 10% bituminozne koji imaju potencijalno veliki značaj kao
energetska sirovina.
Filiti su rasprostranjene stene i najčešće su asocirani sa metapeščarima, metaalevrolitima i zelenim stenama.



Filiti, Ivanjica

ARGILOŠISTI
grč. argilos – glina; shistos - rascepan
Argilošist jе sitnozrna, afanatična glinovita stena, koja se cepa u tanke
pločice, najčešće sive do skoro crne boje. To je najfinije granulirana metamorfna
stena.
Argilošist je često sive boje, posebno kada se vidi, masovno, kao pokrivač krovova.
Međutim, argilošist se javlja u različitim bojama čak i sa jednog lokaliteta; na
primer, argilošist iz Severnog Velsa može se naći u mnogim nijansama sive, od blede
do tamne, a može biti i ljubičast, zelen ili cijan. Argilošist ne treba mešati sa
škriljcem, od kojeg se može formirati, ili šistom.

Argilošisti nastaju od glina i glinovitih škriljaca izloženih dejstvu pritisaka. Kao
takvi oni predstavljaju prelaznu grupu stena između filita i glinaca.
Prirodni škriljac je takođe otporan na vatru i energetski efikasan.
Stene pelitske do metapelitske strukture, tamnosive do crne boje, zemljastog
preloma i škriljave teksture.
Na ravnima škriljavosti, nemaju sjaj koji je karakterističan za filite jer još uvek
sadrže minerale glina dok je količina sericita u njima uglavnom mala.
Izraz argilošist se sve ređe upotrebljava u metamorfnoj petrologiji.


Zeleni, Severni Vels
Sivi, Tulare

200. 200/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)





























MIKAŠISTI
Mikašisti su rasprostranjene stene, srednjeg i visokog kristaliniteta.

Nastaju metamorfozom glina na srednjem i visokom stepenu metamorfizma, u epidot
amfibolitskoj i amfibolitskoj faciji, tj. na temperaturama iznad 550 stepeni i pritiscima
većim od 5 kilobara.
Izgrađeni su od liskuna, muskovita i/ili biotita i kvarca kao osnovnih sastojaka

Od ostalih aluminijskih minerala koji su karakteristični za ove stene javljaju se:
disten, silimanit, staurolit, granati, kordijerit, alkalni feldspati itd. čiji sadržaj u steni
varira.
- bez liskuna mikašisti prelaze u kvarcite,
- bez kvarca u liskunske škriljce.

Mikašisti su lepdoblastične strukture, sa elementima granoblastične i porfiroblastiče.

Izrazito su škriljave stene, često se kidaju u tanke ploče, sreću se i varijeteti sa
porfiroblastima granata, distena, staurolita itd. Retko su trakaste teksture.

Otporni su prema hemijskom raspadanju ali lako podležu mehaničkom raspadanju.



Mikašisti, Lebane
























GNAJS
Gnajsevi su srednjezrne do krupnozrne stene, visokog stepena kristaliniteta i visokog stepena metamorfizma.

Izgrađeni su od kvarca, alkalnog feldspata, ortoklasa ili mikroklina i liskuna, muskovita i biotita.

Ponekad se umesto liskuna javlja hornblenda ili piroksen.

Od regionalno metamorfnih minerala u gnajsevima se javljaju: granati, disten, staurolit, silimanit, kordijerit itd.

Kvarc je obično najzastupljeniji mineral u ovim stenama.

Gnajsevi imaju različitu strukturu i teksturu. Najčešće strukture su granoblastična i lepidoblastična, zatim
porfiroblastična i nematoblastična.

Teksture su škriljave, masivne, okcaste, trakaste, ubrane itd.

Gnajsevi mogu biti orto i para porekla.
- Orto gnajsevi nastaju metamorfozom granita i njima srodnih magmatskih stena.
- Paragnajsevi nastaju preobražajem peščara ili feldspatizacijom.

Gnajsevi nisu otporne stene, naročito ako su izražene škriljave teksture.

Sitnozrni gnajsevi slabije izražene škriljavosti koriste se kao građevinski kamen .

Gnajsevi, Medveđa

GNAJSEVI

Gnajsevi, Medveđa

201. 201/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Tabela 20 - Neke razlike između sedimentnih, metamorfnih i magmatskih stena

MAGMATSKE STENE SEDIMENTNE STENE METAMORFNE STENE
1. Nastaju očvršćavanjem
rastopljene magme pri hlaĎenju.
1. Nastaju konsolidacijom
sedimenata.
1. Nastaju naknadnom
transformacijom magmatskih i
sedimentnih stena.
2. Mogu se nazvati primarnim
stenama jer su se prve formirale.
2. Nastaju razgradnjom primarnih
stena.
2. Nastaju razgradnjom primarnih i
sekundarnih stena.
3. Magmatske stene se uglavnom
sastoje od primarnih minerala od
kojih su najčešći kvarc, feldspat,
amfiboli, pirokseni i liskuni.
3. Sedimentne stene se uglavnom
sastoje od sekundarnih minerala
zajedno sa nekim kvalitetima
primarnih minerala, kao što su
krečnjak, peščar, alevrit, škriljac,
krečnjački peščar, aristozni
krečnjak, itd.
3. Metamorfne stene se sastoje
uglavnom od granita, škriljaca,
krečnjaka, peščara itd.
4. Nema delovanja vode, glečera
i vetra.
4. DogaĎa se delovanje vode,
glečera i vetra.
4. Pod uticajem toplote, pritiska i
gasova.
5. Nemaju sloj pa su ih nazvali
neslojevitim stenama.
5. Imaju slojeve pa ih nazivaju
slojevitim stenama.
5. Mogu biti slojeviti ili bez
slojeva.
6. Ove stene su često sjajne i
tvrde.
6. Ove stene su meke i mogu
sadržavati fosile.
6. Ove stene su tvrde i često
sadrže kristale.
7. Primer:
granit, gabro, bazalt, itd.
7. Primer:
peščar, siltstone, škriljac, itd.
7. Primer:
mermer, škriljac,gnajs,kvarcit, itd.





























AMFIBOLITI
Amfiboliti su stene visokog kristaliniteta i visokog stepena metamorfizma.

Nastaju metamorfozom bazaltoidnih magmatskih stena (orto amfiboliti) ili na račun bazičnih tufova i laporaca (para
amfiboliti).
- Boje su zelene, tamno zelene do crne.

Izgrađeni su od amfibola, hornblende i intermedijarnog do bazičnog plagioklasa, andezina, labradora, bitovnita.

Od sporednih minerala karakteristični su sfen, ilimenit i magnetit.
U ovim stenama mogu se javiti granat, piroksen, epidot, cojsit, a od sekundarnih minerala kalcit, hlorit, leukoksen td.

Amfiboliti imaju nematonblastičnu strukturu, sa elementima granoblastične i porfiroblastične, ako sadrže krupna zrna
granata.
- Teksture su škriljave ili masivne.
- Sreće se i trakasta, kada se smenjuju nagomilanja svetlih feldspata (intermedijarnog ili bazičnog plagioklasa) sa
partijama tamnih, zelenih do crnih amfibola ili piroksena, ako su prisutni.


Amfibolit, Tulare
Amfibolit, Tulare Amfibolit, Tulare

202. 202/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
4. GEODINAMIČKI PROCESI
4. 1. Geloški procesi u zemljinoj kori i na površini

Inženjerska geodinamika je disciplina u okviru inženjerske geologije, koja proučava
uticaj savremenih geoloških i inženjerskogeoloških procesa i pojava na uslove građenja i
eksploatacije objekata.
Savremenim geološkim procesima naziva se skup procesa koji se odvijaju i u naše
vreme i koji pod uticajem egzogenih (spoljih) i endogenih (unutrašnjih) geoloških sila
dovode do promena spoljašnjeg izgleda i unutrašnje strukture litosfere.
Ako do promena litosfere dolazi još i delovanjem čoveka (antropogenom delatnošću),
onda se ti procesi nazivaju inženjerskogeološkim procesima.
Kao rezultat delovanja savremenih geoloških i inženjerskogeoloških procesa nastaju
savremene geološke, odnosno inženjerskogeološke pojave.
Procese i pojave nastale kao rezultat delovanja spoljnih sila proučava egzodinamika, a
one nastale delovanje unutrašnjih sila endodinamika.
Stene Zemljine kore - litosfere stalno su izložene uticaju spoljašnih (egzogenih) i
unutrašnjih (endogenih) sila čija su delovanja suprotna. Dejstvom unutrašnjih sila
stvaraju se raznovrsni poremećaji stenskih masa u Zemljinoj kori, koji se ispoljavaju
strukturnim deformacijama, tj. ubiranjem i razlaganjem pojedinih delova Zemljine kore.
Te deformacije Zemljine kore, stvorene delovanjem tektonskih sila, nazivaju se tektonski
poremećaji.
Procese i pojave koji su nastali uticajem spoljnih sila proučava egzodinamika, a one
nastale delovanjem unutrašnjih sila endodinamika.
Geodinamički procesi, sl.264, su skup procesa u litosferi koji su izazvani endodinamičkim
i egzodinamičkim silama, a manifestuju se na površini zemlje odnosno u reljefu. Endogenim i
egzogenim procesima nastaju stene koje se međusobno razlikuju svojim sastavom.
Egzogeni procesi oblikuju površinu Zemlje. Od stena na površini Zemlje nastaje tlo.
Sastav tla je različit s obzirom na stenu na kojoj se tlo razvija

















Sl.264. Šematski prikaz geodinamičkih procesa
Geološki procesi deluju u stalnim ciklusima preraspodeljujući hemijske elemente,
minerale i stene unutar Zemlje i na površini, sl. 265.

Geološki procesi koji se odvijaju u Zemljinoj unutrašnjosti, kao što je magmatizam i
metamorfizam, pokreće Zemljina unutrašnja toplota.
Površinski procesi, kao što je raspadanje, izazivaju se sunčevom energijom ili drugim
atmosferilijama.
GEOLOŠKI PROCESI U ZEMLJINOJ KORI I NA POVRŠINI

203. 203/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)











Sl. 265. Geološki procesi na Zemlji
Egzogeni procesi oblikuju površinu Zemlje. Od stena na površini Zemlje nastaje tlo.
Sastav tla je različit s obzirom na stenu na kojoj se tlo razvija.
Dugotrajnim uzajamnim delovanjem spoljnih i unutarnjih sila menja se ne samo
površinski deo litosfere već i njeni dublji delovi.
Delovanje unutrašnjih sila rezultira jakim pokretima koji uslovljavaju nastajanje
neravnina na površini litosfere, uz globalne promene prostornih odnosa stenskih masa,
dok spoljne sile fizičkim razaranjem i hemijskim otapanjem stena, transportom razorenog
i otopljenog materijala i njegovom akumulacijom u nižim delovima terena stvaraju i
oblikuju izgled Zemljine površine - reljef.
Reljef je sveukupnost uzvišenja, udubljenja i ravnina raznih oblika i dimenzija, to jest,
ubrane, izlomljene, uzdignute ili spuštene stenske mase litosfere. To je granična površina
između litosfere i druge dve sredine: hidrosfere i atmosfere.
Na endogene procese čovek svojom tehnikom i tehnologijom ne može da utiče, niti može
da ih spreči. Manifestacije njihovog delovanja su u velikom dijapazonu: od onih lokalnog
karaktera, do onih koje zahvataju velika područja. U inženjerstvu je opšte prihvaćeno, da
se tim procesima ne treba niti može suprostavljati, već ih treba što bolje izučiti, predvideti
i prilagoditi objekte tako da štetne posledice budu što je moguće manje.
Procesi koji su doveli do obrazovanja reljefa na površini Zemlje, rasporeda kopna i mora,
nastanka vulkana i zemljotresa oduvek su interesovali naučnike. Vremenom je došlo do
izdvajanja nekoliko takozvanih “geotektonskih teorija", ustvari, hipoteza koje je trebalo
da objasne nastanak današnjeg reljefa i rasporeda kontinenata i okeana.


4.2. Tektonske ploče
Površina naše planete nalik je šarenici ili puzla slagalici. Izgrađena je od velikog broja
litosfernih ploča različite veličine. One se neprekidno kreću, razdvajaju ili sudaraju.
Njihovim kontaktom nastaju najstrašnije sile na Zemlji:vulkani i zemljotresi.
Još 1912. godine, nemački geolog Vegener (Wegener), vođen očiglednom podudarnošću
izgleda kontinenata južne Amerike i Afrike, predložio je hipotezu o kretanju kontinenata.
Na osnovu ove hipoteze, engleski geolog Artur Holms (Arthur Holmes) je 1930. godine,
a zatim i Hari Hes (Harry Hess) koncipirali su ideju o razmicanju okeanskog dna, koja je
dopunila ideju o pomeranju kontinenata. Nakon dugotrajnog prikupljanja brojnih
geofizičkih i geoloških podataka, koji su naučno potvrdili ove ideje, šezdesetih godina,
zaslugom brojnih istrazivača, oblikovana je konačna i sveobuhvatna hipoteza o tektonici
ploča, nazvana "nova globalna tektonika".

204. 204/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)










Sl.266. Prianjanje obalnih linija Afrike i Južne Amerike u doba „Pangee“ (slučajnost ili...?)
Prema ovoj teoriji, Zemljina kora je izdeljena na niz fragmenata, koje čine i kontinenti, i
koji se lagano kreću u određenim pravcima relativno malim ali postojanim brzinama
(između 1 i 12 cantimetara u toku jedne godine). Kretanjem, dolazi do sudaranja
segmenata ovih ploča, pri čemu se u zoni sučeljavanja javljaju dodatni tektonski procesi
i njihovi pratioci - zemljotresi. U zonama sučeljavanja okeanskih i kontinentalnih
segmenata zemljine kore, često se okeanska kora (koja je znatno tanja od kontinentalne)
podvlači pod kopneni deo zemljine kore i formira tzv. subdukcioni proces.
Dakle, subdukcija predstavlja proces podvlačenja jednog dela Zemljine kore pod drugi
deo. Pudvučeni deo kore lagano tone u tzv. Zemljin omotač (omotač zemljinog jezgra)
dostižući dubine od nekoliko stotina kilometara, na primer: tri aktivne velike subdukcione
ploče: Apeninska, Helenska i Mizijska.

Sl.267. Subdukcija: okeanska-okeanska ploča;okeanska-kontinentalna i kontinentalna-kontinentalna
Dugo godina su svi endogeni procesi objašnjavani takozvanim “fiksističkim" hipotezama
za koje je zajedničko gledište o Zemljinoj kori kao čvrstoj ljusci, podložnoj
deformacijama samo u nekim “labilnim" zonama. Najznačajnije mesto među ovim
hipotezama imala je “teorija geosinklinala". Ona se zasnivala upravo na postojanju
labilnih zona u kojima se tokom dugog perioda odvija taloženje materijala, da bi potom
došlo do izdizanja i stvaranja planinskih venaca. U ovim područjima javljaju se i značajni
seizmički pokreti (zemljotresi), a za neke od faza u razvoju geosinklinale karakteristična
je i pojava vulkanizma. Iako je bilo teško shvatiti funkcionisanje geosinklinala, svi
geološki događaji na Zemljinoj površini objašnjavani su na ovakav način. Dakle, bez
obzira na razumevanje ili ne, sva razmišljanja o pokretima u Zemljinoj kori i svim
geološkim događajima prilagođavana su ovoj hipotezi. Nažalost, i posle nekoliko desetina
godina od kada je teorija geosinklinala odbačena, mnogi u svetu “misle” po teoriji
geosinklinala, odbijajući da prihvate nove teorije - tektonika ploča.

Teorijom tektonike ploča, 60-tih godina prošlog veka, tektonika dolazi do odgovora na
pitanja o nastanku, mehanizmu funkcionisanja i razvoju planete Zemlje. Posebna grana

205. 205/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
tektonike koja se bavi proučavanjem recentnih ili mladih tektonskih pokreta i oblika
naziva se neotektonika.
Polazeći od stanovišta da je u davnoj geološkoj prošlosti postojao jedan jedinstveni
kontinent (Pangea -"Svezemlja") i jedan okeanski prostor (Pantalasa - prem grčkoj
boginji mora), analizirajmo kako je došlo do stvaranja većeg broja odvojenih ploča.

Tektonika (grč. „tekton“ - graditi) je grana geologije koja proučava strukture u Zemljinoj
kori. Sa posebnom pažnjom tektonika proučava poreklo tih struktura, odnosno sila koje
su zaslužne za njihovo stvaranje.

Tektonski pokreti su povezani sa kretanjem litosferskih ploča. Posebna sfera Zemlje u
kome je manifestacija tektonskih pokreta najintenzivnija i gde su tektonske strukture
najočiglednije naziva se tektonosfera. Tektonosfera obuhvata Zemljinu koru i gornji deo
Zemljinog omotača (astenosferu).
Spoljni deo je Zemljina kora, koja može biti okeanska ili kontinentalna. Kontinentalna
kora je debela oko 45 kilometara i izgrađena je pretežito od granita. Okeanska kora je
gušća (teža) od kontinentalne, debela je oko 8 kilometara i pretežito je izgrađena od
bazaltnih stena. Ispod Zemljine kore nalazi se mantl ili Zemljin omotač koji ima
drugačija svojstava od kore.


























Sl. 268. Zemljina kora i gornji omotač
Gornji deo omotača i Zemljina kora čine litosferu - čvrsta sfera Zemljine planete, debela
oko 100 km. Gornji deo omotača, neposredno ispod litosfere naziva se astenosfera - ona
je u “tečnijem” stanju od litosfere jer se nalazi na dubinama na kojima su temperature
blizu onih na kojima se stenski materijal topi.

206. 206/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)






















Sl. 269. Gornja zona Zemljinog omotača - astenosfera
Kako je rečeno, Zemljina litosfera nije jedinstvena ploča, već je podeljena u nekoliko
većih i manjih, čvrstih ploča (sl. 272-278). Danas postoji sedam velikih i dvadesetak
manjih, međusobno odvojenih ploča koje se neprekidno kreću. Sve ploče se nalaze u
stanju izostazije, tj „plutanja“ na relativno tečnijoj astenosferi. Astenosfera svojim
strujanjima prouzrokuje kretanje litosfernih ploča. Zbog svog kretanja, ploče reaguju
jedna sa drugom, odnosno sudaraju se, udaljavaju se jedna od druge ili se smiču jedna
pored druge. Teorija tektonike ploča zapravo tretira kretanje ploča i njihovu međusobnu
interakciju.











Sl.270. Položaj granica ploča na preseku Gornjeg omotača i kore
U predhodnom pasusu videli smo šta je Zemljina litosfera i kako je ona podeljena na
manje ploče. Glavno pitanje na koje teorija tektonike ploča treba dati (daje) odgovor je -
„šta uzrokuje kretanje litosfernih ploča?“ Zbog velikih temperatura koje vladaju u
Zemljinoj unutrašnjosti (oko 5000°C u jezgru), dolazi do prenosa toplote (energije) prema
površini. Deo energije prenosi se procesima kondukcije. Međutim, ovaj proces je vrlo
spor i ne pruža objašnjenje za neki od fenomena koji se dešavaju danas na površini. Drugi
način prenosa te ogromne količine energije je da se taj istopljeni stenski materijal fizički
penje u hladnije delove Zemlje (prema zakonima o prenosu energije). Uzburkana masa u

207. 207/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
ovakvim uslovima teži da se probije naviše i vrši pritisak na čvrste delove gornjeg
omotača i samu Zemljinu koru. Kontinentalna kora iznad ovih toplih tačaka (“hot spots")
neko vreme se lagano izdiže, a zatim dolazi do njenog razlamanja i tonjenja duž ovakvih
sistema pukotina. Istopljeni materijal iz dubine sada može da se probije na površinu i
svojim utiskivanjem stvara pritisak koji uslovljava razmicanje blokova kore. Izbijanje
ovog istopljenog, magmatskog materijala nije ništa drugo do vulkanizam, a njegovim
hlađenjem nastaje nova okeanska kora.

Šta pokreće ploče - konvekciono strujanje astenosfere ?

Kretanje uzrokovano razlikom u temperaturi naziva se konvekciono strujanje (sl.271) i
generalno se vezuje za fluide. Toplija voda je lakša a hladnija teža zbog čega dolazi do
njenog kretanja tj. konvekcionog strujanja. U velikim basenima, jezerima morima i
okeanima kretanje vode je važno za njihov opstanak. Pomenimo Golfsku struju gde voda,
zbog razlike u temperaturi, “putuje” više hiljada kilometara. Sličan proces je cirkulacija
vazduha u atmosferi. Gušći, hladniji vazduh tone a lakši, topliji se izduže stvarajući jako
strujanje, ponekad i vremenske nepogode. Svakoga dana srećemo se sa konvekcionim
strujanjima kuvajući kafu kada zagrejana, toplija voda kao lakša isplivava na površinu a
hladnija tone ka dnu.
Konvekciono strujanje je prihvatljivo i za objašnjenje mehanizma kretanja stena.
Osim temperature konvekciono strujanje u stenama zavisi i od razlike u njihovoj gustini.
Teorija tektonike ploča koja bazira na konvekcionom strujanju, podrazumeva kretanje
okeanske ili kontinentalne litosfere po astenosferi, njihovo razmicanje, podvlačenje ili
sučeljavanje. Subdukcija omogućava podvlačenje, smeštaj "hladnijih i težih" stena na
velikim dubinama, njihovo zagrevanje i stapanje kada se stvorena magma i zagrejane
stene kao lakše tektonskim pokretima izdižu i ponovo vraćaju na površinu. One se hlade,
postaju teže i proces se ponavlja. Konvekciona strujanja i tektonska akivnost
omogućavaju neprekidno kretanje delova naše planete. Dok energija iz unutrašnjostu
stvara planinske vence i okeane dotle Sunce, voda i vazduh svojom energijom eroduju
kako bi Zemlja bila ravna. Ova neprekidna borba unutrašnjih i spoljašnjih sila omogućava
život kakvog poznajemo na Zemlji.
Konvekciona strujanja u mnogim tektonskim sredinama prouzrokuju i magmatsku
aktivnost. U početku se smatralo da se ploče litosfere kreću kao ”pasivni putnici” na
stenosferi, pri čemu je mesto riftova i subdukcionih zona određivano položajem i
veličinom konvekcionih strujanja u omotaču. Novija, prihvaćena saznanja, potvrđuju
pretpostavku da su i same ploče aktivni učesnici ovih procesa.
Konvekciono strujanje u omotaču je, kako pomenusmo, intenzivnije ako je veća razlika
u temperaturi i gustini stena. Postoje dve hipoteze o konvekcionom strujanju: jednoslojni
model strujanja i dvoslojni model strujanja.
U jednoslojnom modelu strujanje se javlja u celom (donjem i gornjem) omotaču a u
dvoslojnom modelu konvekciono strujanje se javlja u dva sloja, jedan sloj ispod 670 km,
u Donjem omotaču a drugi iznad 670 km. u Gornjem omotaču. Teorijska i laboratorijska
proučavanja o konvekcionim strujanjima se slažu sa dvoslojnim strujanjem u omotaču,
ali većina geofizičkih ispitivanja ukazuje na jednoslojno strujanje u omotaču.
Konvekciona strujanja u omotaču su važna za razumevanje geoloških procesa na našoj
planeti. Bez dovoljne količine toplote unutar Zemlje nema kretanja ploča litosfere ili
dizanja kapljica magmi, nema magmatzma, vulkanizma, metamorfizma ili tektonike. I
kao što rekosmo nebi bilo života na Zemlji.

208. 208/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)










Sl.271. Konvekciona strujanja u omotaču (astenosferi) uzrokuju pomeranje delova litosfere -
pokretačka su snaga tektonike ploča :jednoslojni model (A) i dvoslojni model (B
Ovo je vrlo efikasan proces u prenosu energije kroz Zemlju i predstavlja jedan od
osnovnih „motora“ u kretanju litosferskih blokova.

Da zaključimo, ovo je glavni uzročnik kretanja kontinenata i njihove međusobne
interakcije, što obrađuje (i dokazuje) teorija tektonike ploča!
Kao što smo videli, litosferske ploče kreću se po astenosferi. Prilikom tog kretanja ploče
reaguju jedna sa drugom, odnosno one se sudaraju, smiču jedna pored druge ili
međusobno udaljavaju. Vrsta njihove interakcije definiše tip granice između dve ploče,
odnosno tip njihove margine
Sl.272. Konvekciona strujanja i osnovni oblici kretanja litoloških ploča

Na Zemlji postoji sedam velikih ploča: Severnoamerička, Južnoamerička, Afrička,
Pacifička, Evroazijska, Australijska i Antarktička (sl.273). Najveća je Pacifička ploča,
koja se nalazi u bazi Pacifičkog okeana i izgrađena je samo od stena okeanske litosfere i
pripada grupi okeanskih ploča. Većina ploča, međutim, izgrađena je od stena
kontinentalne i okeanske litosfere (Afrička, Južnoamerička itd.) i pripadaju tzv.
kontinentalnim pločama. Ploče srednje veličine su: Karibska, Naca, Filipinska, Arabijska,
Kokos i Skotia.

209. 209/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Dakle, tektonika ploča je naučna teorija koja opisuje kretanje sedam velikih ploča i
kretanja većeg broja manjih ploča Zemljine litosfere, budući da su tektonski procesi
počeli na Zemlji između - pre 3 i 3,5 milijardi godina. Model se zasniva na konceptu drifta
kontinenata, ideji razvijenoj tokom prvih decenija 20. veka. Geonaučna zajednica
prihvatila je teoriju o tektonskoj ploči nakon što je širenje morskog dna potvrđeno kasnih
1950-ih i ranih 1960-ih.


Sl.273. Sedam velikih - (glavne) i više malih - (sporedne) litosferne ploče Zemljine
litosfere

210. 210/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Sl.274. Glavne litosferske ploče Zemljine litosfere sa strelicama koje ukazuju na smer kretanja
pojedinih ploča (karakter interakcije između litosferskih ploča, odnosno tip granice).

Litosfera, koja je kruta najudaljenija ljuska planete (kora i gornji plašt), razbijena je na
tektonske ploče. Tamo gde se ploče susreću, njihovo relativno kretanje određuje tip
granice: konvergentna, divergentna ili transformirana. Zemljotresi, vulkanska aktivnost,
izgradnja planina i formiranje okeanskih rovova javljaju se duž granica ovih ploča (ili
raseda). Relativno kretanje ploča se obično kreće od nula do 100 mm godišnje.

























Sl. 275. Glavne litosferske ploče Zemljine litosfere sa strelicama koje ukazuju na smer
kretanja pojedinih ploča - granice između granica ploča.

(izvor: USGS)

211. 211/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.276. Jedna od podela tektonskih litosfernih ploča Zemljine litosfere:velike - (glavne) i više malih -
(sporedne)

212. 212/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Postoji nekoliko načina na koji jedna ploča može interagirati sa drugom što proizvodi
nekoliko tipova granica (margina ploča) između dve litosferske ploče: divergentni (ploče
se kreću jedna od druge), konvergentni (ploče se kreće jedna ka drugoj, tj. sudaraju se) i
transformni tip granice (jedna ploča se smiče pored druge) (sl.277.). Postoji i kolizija
kontinentalnih ploča kada grade visoke planinske vence.
Sl.277. Osnove tektonike ploča - šematizirano

213. 213/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabela 21 - Prikaz tektonike ploča











Sl.278. Glavne tektonske ploče Zemljine litosfere - tip granica i smer kretanja pojedinih ploča
Divergentni tip granice - divergentna margina može se predstaviti kao velika fraktura,
tj. sistem fraktura od kojih se litosferne ploče kreću jedna od druge (sl.279A.).
Divergentni tip granice se može javiti ili na okeanskoj, ili na kontinentalnoj kori. Ako je
Ime ploče
Površina
10
6
km²
Kontinent
1. Tihookeanska ploča 103.3 Tihi okean
2. Severnoamerička ploča 75.9
Severna Amerika i
severoistočni Sibir
3. Evroazijska ploča 67.8 Evropa i Azija
4. Afrička ploča 61,3 Afrika
5. Antarktička ploča 60.9 Antarktik
6. Indo-australijska ploča 47.2 Australija i Indija
7. Južnoamerička ploča 43.6 Južna Amerika
Sekundarne tektonske ploče
1. Arabian plate – Arapska ploča
2. Caribbean plate – Karipska ploča
3. Cocos plate – Kokosova ploča
4. Juan de Fuca plate – Huan de Fukova ploča
5. Scotia plate – Skotija (Škotska ploča)
6. Nazca plate – Naska ploča
7. Philippine plate – Filipinska ploča
Tercijarne tektonske ploče
African Plate – Afrička ploča
1. Madagascar Plate – Madagaskarska ploča
2. Nubian Plate – Nubijska ploča
3. Seychelles Plate – Sejšelska ploča
4. Somali Plate – Somalijska ploča
Antarctic Plate – Antarktička ploča
1. Kerguelen microcontinent – Kergelenski mikrokontinent
2. Shetland Plate – Šetlandska ploča
3. South Sandwich Plate-Južna sendvič ploča (Sendvička ploča)

214. 214/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
prisutan na okeanskoj kori, onda se ovaj tip granice manifestuje kao srednjeokeanski
greben (kao što je to slučaj na Atlantiku). Duž ovog grebena dolazi do izlivanja novih
magmatksih stena koje se utiskuju u one starije, predhodno izlučene. Na ovaj način
okeansko dno se širi i dolazi do kretanje kontinenata. Divergnetni tip granice na
kontinentalnoj kori se javlja kao sistem pukotina i raseda koje formiraju velike doline,
odnosno tzv. strukturu rifta (kao Istočno-Afrički riftni sistem). Duž rifta, dolazi do
istanjivanja kontinentalne kore i do odmicanja jednog kontinenta od drugog. Krajnji
rezultat „riftovanja“ je formiranje novog okeana (sa pravom okeanskom korom). Dakle,
prvobitna faza svakog okeana je faza riftovanja. Za divergentni tip granice je
karakteristična vrlo jaka vulkanska i trusna aktivnost.


















Sl.279. Pregled tipova granica između litosferskih ploča.
Termin koji se koristi za ovaj proces razlamanja kontinentalne kore je “rifting" ili
riftovanje, a velike sisteme raseda koji se stvaraju u ovoj fazi nazivamo riftovima. Ako
posmatramo današnje geotektonske odnose, početna faza riftovanja (bez vulkanizma) je
u toku duž Crvenog mora, a neke tendencije razlamanja postoje i u istočnim delovima Afrike.
Konvergentni tip granice - ovaj tip granice predstavlja mesto duž koga se dve litosferske
ploče međusobno sudaraju. S'obzirom da postoje okeanski i kontinntalni tip ploča, možemo
imati tri tipa interakcije: okean-okean, kontinent-kontinent i okean-kontinent (sl.279 B).
Okenanska kora je teža (gušća) od kontinentalne pošto je izgrađena, izmeđuostalih, od
bazaltnih stena, dok je kontinentalna izgrađena od granitnih stena. Ovo znači da kada se
sudari okeanska kora sa kontinentalnom, okeanska kora će se, kao teža, “podvući” ispod
kontinenatalne kore. Ovaj proces naziva se subdukcija, a zone gde se ovaj proces dešava
nazivaju se zonama subdukcije. Okeanska ploča može se podvući (subdukovati) ili ispod
kontinentalene ploče (primer Andi) ili ispod druge okeanske ploče (pimer Indonezije). Za
subdukcione zone karakteristična je snažna vulkanska i trusna aktivnost.
Subdukcija se završava kada se sva okeanska kora konzumira, tj “podvuče” ispod
kontinenta. Tada dolazi do sučeljavanja jedne kontinentalne ploče sa drugom
kontinentalnom pločom. Ovaj proces se naziva kolizija (sl.279C). Kolizijom dva
kontinenta stvaraju se ubrani planinski lanci kao što su Himalaji ili Alpi. Primer kod nas
su Dinaridi, koji čine deo Aplskog orogenog lanca. Za kolizione zone karakteristična je
snažna trusna aktivnost.
Transformni (Horizontalni) tip granice - ovaj tip granice je predstavljen velikim
frakturama i rasedima u Zemljinoj litosferi duž kojih se jedna litosferna ploča kreće

215. 215/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
(smiče) pored druge (sl.279 D). Dakle, kod ovog tipa raseda, dve ploče se kreću jedna
pored druge horizontalno. Ovi rasedi obično su vertikalni i prostiru se pravo nadole,
ponekad 15 do 20 kilometara u dubinu. Primer ovakog tipa granice je San Andreas rased
u Kaliforniji duž koga se smiče Pacifička ploča pored Severno-Američke ploče.
Sastavljen je od različitih raseda na kojima dolazi do kretanja od pacifičke ploče na
zapadu do severnoameričke ploče na istoku. Ovaj tip granice prate vrlo intenzivni potresi.
Gledano u odnosu na ostatak kontinenta, zapadna Kalifornija se kreće ka Aljasci, dok ove
dve ploče klize horizontalno jedna pored druge, što dovodi do zemljotresa. Ovaj sistem
raseda složena je zona zdrobljenih i napuklih stena koja se prostire 1.200 kilometara u
dužinu i najmanje 25 kilometara u dubinu.
















Sl. 280. Transformni - horizontalni (transkurentni) tip granice - San Andreas rased u Kaliforniji -
4.3. Tektonski pokreti Zemljine kore
Dakle, kretanjima ploča mogu se tumačiti i objašnjavati svi endogeni procesi koji su samo
njihova prateća manifestacija. Položaj vulkana na Zemljinoj površini i oblasti sa
izraženom seizmičkom aktivnošću se (sa nekim retkim izuzecima) jasno podudaraju sa
granicama ploča litosfere.
Površina naše planete nalik je slagalici ili puzla slagalici. Izgrađena je od velikog broja
litosfernih ploča različite veličine. One se neprekidno kreću, razdvajaju ili sudaraju.
Njihovim kontaktom nastaju najstrašnije sile na Zemlji:vulkani i zemljotresi.

Geodinamički procesi su skup procesa u litosferi koji su izazvani endodinamičkim i
egzodinamičkim silama, a manifestuju se na površini zemlje odnosno u reljefu.

Geotektonika se bavi proučavanjem pojava koje su posledica delovanja pokreta u Zemlji.
Tektonika je vrlo bitna grana geologije jer izučavanjem tektonskih procesa i oblika
dolazimo do odgovora kao što su: zašto dolazi do potresa, gde se formiraju vulkani, zašto
se stvaraju planine, zašto i gde dolazi do formiranja naftnih rezervoara ili ležišta
mineralnih sirovina. Znači, poznavanjem i razumevanjem tektonike možemo dobiti
odgovore bitne ne samo za geologiju i fundamentalnu nauku, već tektonika može imati i
svoju primenu u svim delovima ljudske delatnosti, najviše i najvažnije u građevinarstvu.
Tektonski pokreti su povezani sa kretanjem litosferskih ploča. Posebna sfera Zemlje u
kome je manifestacija tektonskih pokreta najintenzivnija i gde su tektonske strukture
najočiglednije naziva se tektonosfera. Tektonosfera obuhvata Zemljinu koru i gornji deo
Zemljinog omotača (astenosferu).
Tektonske pokrete možemo klasifikovati na razne načine. Tektonski pokret ima svoju
dinamiku i kinematiku. Po dinamici, tektonski pokreti mogu biti spori, brzi, ritmički
itd. Po kinematici tektonski pokreti mogu biti vertikalni, horizontalni, silazni, talasasti…

216. 216/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Jedna od popularnijih je i klasifikacija Žilbera (G. Gillberta -1890) koji je tektonske
pokrete klasifikovao na epirogene i orogene. Epirogeni pokreti su pokreti stvaranja
kojim su nastali kontinenti ili okeani. Orogeni pokreti su tektonski pokreti kojima nastaju
planinski venci.






Sl.281.Endodinamički tektonski pokreti - podela














4.4. Endodinamički pokreti - procesi u unutrašnjosti zemlje
Endodinamika kao disciplina geodinamike proučava geološke procese, pojave i oblike
nastale kao rezultat delovanja endodinamičkih (unutrašnjih) geoloških sila. Procesi koji
se odvijaju u unutrašnjosti Zemlje uglavnom nastaju pod utcajem visokog pritiska i
temperature, a rezultiraju magmatskom aktivnošću i pokretima u litosferi.
Inženjerska geodinamika proučava savremene endogene procese. U ovu grupu procesa
spadaju neotektonski procesi, seizmički procesi i procesi oslobađanja toplotne energije.
Pojave koje nastaju delovanjem endodinamičih sila imaju odraza i u građevinskoj praksi.
Za razliku od egzogenih, endogeni procesi ne mogu se regulisati inženjerskim radovima.
S obzirom na ovu činjenicu, cela praksa građenja i eksploatacije objekata mora se
zasnivati na prilagođavanju endogenim procesima.

Teorijom tektonike ploča može se objasniti ukupna tektogeneza litosfere, ali i popratne
pojave kao što su magmatizam, metamorfizam i seizmizam. Pristalice navedene
koncepcije nalaze dokaze za svoje pretpostavke, ali naglašavaju mogućnost varijacija i
potrebu da se svaka pojava posebno ispita radi što tačnije rekonstrukcije razvoja litosfere,
te procesa i pojava koje se u njoj događaju.
Najznačajniji endodinamički pokreti su: magmatski, metamorfni, tektonski i seizmički
pokreti. Unutrašnje (endogene) sile stvaraju i uzrokuju nastanak najvećih reljefnih oblika.
Unutrašnje sile prouzrokovane su neprestanim kretanjem litosfernih ploča a to su:
vulkani, potresi, bore i rasedi.
Dejstvom unutrašnjih sila stvaraju se raznovrsni poremećaji stenskih masa u Zemljinoj
kori, koji se ispoljavaju strukturnim deformacijama, tj. ubiranjem i razlaganjem pojedinih
delova Zemljine kore. Deformacije Zemljine kore, stvorene delovanjem tektonskih sila,
nazivaju se tektonski poremećaji.
Geološki procesi deluju u stalnim ciklusima preraspodeljujući hemijske elemente,
minerale i stene unutar Zemlje i na površini, sl.268, 272 i 273.
Procesi koji se odvijaju u Zemljinoj unutrašnjosti, kao što je magmatizam i
metamorfizam, pokreće Zemljina unutrašnja toplota.
Površinski procesi, kao što su raspadanje, izazivaju se sunčevom energijom i drugim
atmosferilijama.

217. 217/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Sl.282. Endodinamičke aktivnosti Sl. 283. Izvor spoljašnjih sila - sunce
Strukturne oblike u stenskim masama najlakše je izučavati u slojevitim sedimentnim
stenama. Činjenica da se slojevi lako vizuelno prate, da se geološkim kompasom može
dovoljno pouzdano meriti njihova orijentacija, kao i u tome da se drugi elementi sklopa i
sve druge planare mogu orijentisati u odnosu na slojeve.
Endogene sile su:
- rezultat visokih temperatura i pritisaka u unutrašnjosti Zemlje
- endogene sile izazivaju poremećaje Zemljine kore:
- tektonski pokreti
- magmatizam
- vulkanizam
- metamorfizam
- seizmizam
Endogene sile u Zemljinoj kori stvaraju pritiske koji izazivaju naprezanja stenskih masa
usled čega dolazi do njihovog deformisanja, pri čemu te deformacije mogu biti:
- elastične deformacije - nastaju kod čvrsto vezanih stenskih masa (kamenitih stena)
- naborne (plikativne) deformacije - plastične deformacije stenskih masa
- razlomne (rupturne) deformacije - ispoljavaju se razlamanjem i razmicanjem pojedinih
delova stenskih masa (rasedi i pukotine).

4.4.1.Tektonski pokreti
Kretanja ploča litosfere uslovljavaju u različitim područjima različite deformacije
Zemljine kore.
Tektonskim pokretima nazivamo sva vertikalna, horizontalna i kosa pomeranja stenskih
masa koja utiču na formiranje reljefa, a posledica su delovanja unutrašnjih sila.
Razlikujemo epirogene i orogene pokrete.
Mehanički pokreti koji dovode do kretanja i premeštanja stenskih masa u litosferi, a time
i do izmena struktura geoloških tela nazivaju se zajedničkim imenom tektonski pokreti.
Savremeni pokreti pojedinih delova litosfere nazivaju se neotektonskim pokretima.
Novi oblici i forme koje su nastale usled tektonskih, odnosno neotektonskih pokreta u
litosferi nazivaju se takođe tektonski, odnosno neotektonski oblici i forme.
U okviru tektonskih pokreta razlikuju se dve osnovne grupe pokreta: epirogeni i orogeni.
Ō Epirogeni pokreti (grčki:epiros - kopno, genesis - postanak), su lagani, dugotrajni
vertikalni pokreti koji se manifestuju izdizanjem ili spuštanjem kopnenih masa. Ova
kretanja najbolje se mogu registrovati u priobalnim oblastima (npr. crnogorska, hrvatska
i slovenačka jadranska obala), koja tone, dok se suprotna, italijanska jadranska obala,
izdiže, sl. 285 i 286.
- Kao posledica epirogenih pokreta javlja se nadiranje morske vode prema kopnu, usled

218. 218/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
spuštanja kopna. Ta pojava naziva se transgresija.
- Suprotna pojava - povlačenje vode sa kopna, usled njegovog izdizanja, naziva se
regresija.
- Primeri: Skandinavsko poluostrovo se izdiže; Zapadne obale Balkanskog poluostrva
tonu, dok se istočne izdižu.
- Potopljene zidine antičkih gradova na jadraanskoj obali (Risan, Kotor) i obalama
Francuske, ukazuju na izraženu transgresiju u istorijskom vremenu.
- Epirogeni pokreti su blage, sporedne manifestacije koji prate globalne geotektonske procese.
Ō Orogeni pokreti su oni endogeni horizontalni, vertikalni ili kosi pokreti, čija je
posledica jaka deformacija stena litosfere. To su jaki pokreti kojima se stene nabiraju i
razlamaju sa formiranjem karakterističnih oblika reljefa, kao što su planinski venci,
depresije razlomi i sl.
Prema pravcu delovanja, orogene pokrete delimo na tangencijalne - horizontalne i
radijalne - vertikalne. Svaka od ovih vrsta pokreta dovodi do formiranja karakterističnih
strukturnih oblika.
Tangencijalni pokreti su horizontalni ili subhorizontalni pokreti koji izazivaju ubiranje
senskih masa i stvaranje bora - plikativnih oblika. Osnovna strukturna jedinica koja
nastaje ovom prilikom je bora ili nabor.
Nabrane deformacije su plastične (trajne) deformacije koje traju dugo vremena posle
dejstva opterećenja i imaju nepovratan karakter. Nastaju povijanjem jednog ili više
slojeva kao produkt smicanja mineralne mase, što dovodi do promene unutrašnje građe,
a ponekad i samog sastava.
Razlomne (rupturne, disjunktivne) deformacije karakterišu se prekidom materijalnog
kontinuiteta senskih masa, što dovodi do loma u stenama.
Bore - osnovni strukturni oblici duktilnih deformacija u stenama.
Pukotine i rasedi - krte deformacije stena.
Ō Duktilne deformacije stenske mase - bore
Bore predstavljaju talasaste stukture koje uglavnom nastaju kao rezultat delovanja
kompresionog napona (stresa) na stenu čija je duktilnost dovoljno velika da se stena
savije umesto da pukne.
O okolnostima koje rezultuju tektonskim pokretima i prostoru u kojem oni nastaju postoje
dve koncepcije. One se baziraju na različitom tumačenju položaja kontinenata od
vremena nastanka Zemljine kore do danas.
Fiksistička koncepcija polazi od pretpostavke da je položaj kontinenata nepromenjiv, te
da uz njih iz geosinklinalnih prostora nastaju i priraštaju novi mladi planinski venci.
Geosinklinale su velika utonula izdužena i kontinuirana labilna područja, u kojima se
odvija dugotrajna sedimentacija materijala različitog sastava i porekla, a nalaze se između
relativno stabilnih masa.
Mobilistička koncepcija bazira se na menjanju položaja delova litosfere tokom razvoja
Zemlje. Njen početak vezuje se uz istraživanja A. Wegenera, koji je 1912. godine, nakon
provedene analize procesa nastanka kontinenata i okeana, zaključio da se kontinenti
pomiču, čime je dato logično tumačenje sličnosti obrisa nekih kontinenata (slika 274).
Mobilistička koncepcija obuhvata, u osnovi, sve stavove koji zastupaju kretanje ploča
litosfere po plastičnom sloju astenosfere. Na mobilističkoj koncepciji razvijena je
sredinom 60-tih godina prošlog veka koncepcija nove globalne tektonike, odnosno
tektonika ploča. Danas većina geologa odbacuje fiksističku koncepciju sa slikom krute

219. 219/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Zemlje sa fiksiranim kontinetima i okeanskim bazenima. Sada većina veruje da je
litosfera sastavljena od sedam velikih i većeg broja manjih ploča koje leže na astenosferi,
o čemu je već bilo reči u delu 4.2. (slike 273-278).

Kretanja ploča litosfere uslovljavaju u graničnim područjima različite deformacije stena
Zemljine kore. Tektonskim pokretima nazivamo sva ona vertikalna, horizontalna i kosa
pomeranja stenskih masa, koja utiču na formiranje reljefa, a posledica su delovanja
unutrašnjih sila. Razlikujemo epirogene i orogene pokrete.
4.4.2. Epirogeni pokreti - Deformacije stena i stvaranje strukturnih oblika
Epirogeni pokreti (grč. epiros - kopno, genezis - postanak) - lagano i dugotrajno izdizanje
i spuštanje (kolebanje - vertikalni pokreti) kopnenih masa na velikim prostranstvima.
Epirogeni pokreti dovode do kontinenata i okeanskih basena, tj to su makroceline na
Zemlji. Ova kretanja najbolje se mogu registrovati u priobalnim oblastima. Kao posledice
epirogenih pokreta javljaju se nadiranje morske vode na kopno usled spuštanja kopna -
transgresija i povlačenje vode sa kopna usled njegovog izdizanja - regresija.
Skoro sva geološka tela Zemljine kore (izgrađena od sedimentnih, magmatskih i
metamorfnih stena), bez obzira na njihovu genezu, tokom svoje geološke istorije pretrpela
su mehaničke deformacije (sled delovanja sila), tako da je njihov prvobitni položaj
promenjen, zbog čega je došlo do stvaranja različitih strukturnih oblika. Poznato je da su
sedimentne stene generalno stvarane kao horizontalni slojevi. Međutim, danas jasno
vidimo da su slojevi u stenama nagnuti, ubrani i rasednuti.
Vrlo često, kod inženjerskogeoloških istraživanja, od velike važnosti je upoznavanje
deformacija stena, odnosno strukturnih oblika.
Sve deformacije koje nastaju kao posledica orogenetskih pokreta mogu se svrstati u dve
grupe: tangencijalne i radijalne pokrete.
Iako su ove dve vrste deformacija stena međusobno različite, one su povezane u sistemu
spregnutih sila. Najčešće, zajedno u jednom terenu, i kao celina, ukazuju na intenzitet
orogenih pokreta koji su doveli do poremećaja u nekoj oblasti.

Ō Tangencijalni poremećaji
Tangencijalni poremećaji mogu se shvatiti kao horizontalni pomaci, jer se njima kretanje
vrši duž horizontale u pravcu tangente Zemlje. Delovanjem tangencijalnih (horizontalnih)
pokreta na slojeve nastaju bore i navlake.
Ō Radijalni poremećaji
Radijalni ili vertikalni poremećaji dovode do deformacija koje se u litosferi manifestuju
pucanjem, raskidanjem i pomeranjem stena i stenskih masa duž raskinutih površina.
Osnovni oblik vertikalnih poremećaja predstavlja rased.
4.4.2.1. Transgresija i regresija
Posledice epirogenih pokreta najbolje se mogu registrovati u priobalnim oblastima. Kao
posledice epirogenih pokreta javljaju se nadiranje morske vode na kopno usled spuštanja
kopna - transgresija i povlačenje vode sa kopna usled njegovog izdizanja - regresija.

Pri izdizanju stenskih masa kod epirogenih pokreta nastaju kontinenti ili geoantiklinale,
a spuštanjem nastaju okeanski bazeni ili geosinklinale.
Vertikalne oscilacije kopnenih masa odvijaju se i danas. U današnje vreme ova kretanja
mogu se pratiti preciznim instrumentima, pa tako znamo da se, na primer, severna obala
Baltičkog mora izdiže se prosečno 1 cm godišnje, a da se istovremeno južna obala spusta.
Skandinavsko poluostrvo izdiže i to u centralnim delovima dosta velikom brzinom od 1.5
cm godišnje. Zapadne obale Balkanskog poluostrva tonu, dok se istočne izdižu.

220. 220/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)









Sl.284. Epirogeni pokreti: 1- transgresija i 2 - regresija
Pri izdizanju stenskih masa kod epirogenih pokreta nastaju kontinenti ili geoantiklinale,
a spuštanjem nastaju okeanski bazeni ili geosinklinale.
se formiraju u ovakvim uslovima.
Treba zapamtiti i ne ispustiti iz vida da su epirogeni pokreti samo jedna od blagih
sporednih manifestacija koje prate globalne geotektonske procese.

Sl.285.Skandinavsko poluostrvo izdiže se u
centralnim delovima brzinom od 0,8 - 1,5 cm
godišnje.

Sl.286. Zapadne obale Balkanskog poluostrva
tonu (transgresija), dok se istočne izdižu
(regresija).





4.4.3. Orogeni pokreti

Orogeni pokreti (grč. oros - planina, genesis - nastanak) su oni endogeni horizontalni,
vertikalni ili kosi pokreti koji dovode do stvaranja bora i formiranje planinskih venaca.
Pri ovim pokretima dolazi do nabiranja i razlamanja stenskih masa i formiranja
karakterističnih oblika reljefa, kao što su planinski venci, depresije, razlomi i sl. Oni se
odigravaju u geosinklinalama pod bočnim pritiskom čvrstih masa koje ograničavaju
geosinklinale.
Geosinklinalama nazivamo duboke prostrane okeanske bazene, kakvi su danas Tihi i
Atlanski okean, u kojima se neprekidno taloži materijal koji donose mnogobrojne reke sa
kontinenta - geoantiklinala.

Transgresija
(tone)

Regresija
(izdiže se)

221. 221/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Kao posledica odnošenja raspadnog materijala sa kopna i njegovog taloženja u morskim
dubinama, kao i usled drugih uzroka, dolazi do poremećaja ravnoteže između kontinenata
i mora. Usled toga kontinenti, svojim bočnim potiskom, sužavaju geosinklinalni prostor
te nastaje ubiranje slojeva, sl.304. Nabori vremenom, izbijaju iznad morske površine i
trajanjen potiska postaju sve viši, da bi, najzad, prešli u visoke planinske vence.
Istovremeno, erozijom istanjeni kontinentalni delovi pucaju i komadaju se, pri čemu neki
tonu, a drugi se dižu. U nastale depresije preliva se voda iz dotadašnje geosinklinalne
oblasti i tako nastaje nova geosinklinala. U tako stvorenoj geosinklinali počinje se taložiti
materijal pod čijim teretom dno sve više tone, a suprotno - kontinenti se dižu. Ovaj proces
je cikličan te se u tim neprekidnim procesima sastoji evolucija Zemljine kore.

Geološki najmlađu geosinklinalu Evroazijskog kontinenta predstavlja oblast mladih
venačnih planina: Pirineja, Alpa, Dinarida, Karpata, Balkana, Kavkaza, Kordiljera i
planina srednje Azije, čije je ubiranje počelo u mezozoiku i završilo se u pliocenu.

Prema pravcu delovanja, orogene pokrete delimo na tangencijalne - horizontalne i
radijalne - vertikalne. Svaka od ovih vrsta pokreta imaće za posledicu formiranje
karakterističnih oblika u Zemljinoj kori.




















Sl.287. Šema ubiranja u geosinklinali praćena vulkanskom erupcijom


Sl.288. Poprečni presek jedne potpune (normalne) bore i njeno rasčlanjivanje na sastavne delove
Tangencijalni (horizontalni) pokreti dovode do ubiranja, a radijalni (vertikalni) do
izdizanja i spuštanja masa duž vertikalnih i kosih pukotina raseda. Najčešće oba ova
oblika deluju istovremeno. Ubiranje i rasedanje je redovno praćeno pojačanom
vulkanskom aktivnošću.

Osnovni oblik koji nastaje delovanjem tangencijalnih (horizontalnih) pokreta jeste bora,
a radijalnih (vertikalnih) je rased.

222. 222/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
4.4.3.1. Sloj
Slojevitost je najvažnije strukturno obeležje sedimentnih stena. Čine je slojevi, odnosno
taložna tela ujednačenog litološkog sastava, odvojena od slojeva u krovini i podini
planarnim diskontinuitetom ili slojnom površinom. Elementi pada planare (ravnine
pukotine ili položaja sloja). Geološke planare: površine slojevitosti, površine
škriljavosti, površine mehaničkog diskontinuiteta (rupture, pukotine, rasedi, klizne
površine) itd.
Sloj je geološko telo, izgrađeno od manje ili više istovetnog materijala. To je osnovni
element sedimentih stena, nastao kao rezultat jedne kontinuirane faze sedimentacije, čiji
je prvobitni položaj horizontalan ili subhorizontalan. Od podinskog i povlatnog sloja
izdvojen je površinama slojevitosti, koje predstavljaju granice mehaničkog diskontinuiteta.
Normalno rastojan13 je između donje i gornje površi slojevitosti je debljina sloja.

Prema debljini, slojevi se dele na:
 liske (ispod 5 mm)
 ploče (od 5 do 50 mm)
 slojeve (5 do 60 cm)
 banke (debljina veća od 60 cm).












Sl.289. Slojevi stenske mase sa osnovnim elementima









Sl.290. Sloj, povlatni (krovina) i podinski (podina) slojevi

Sloj je u prostoru određen svojim elementima pada, azimutom i padnim uglom. Vrlo je
važno poznavati elemente pada sloja, zbog određivanja elemenata bora koje slojevi
izgrađuju. Tako je, u terenima koji imaju složen tektonski sklop, važno odrediti da li su
slojevi u prevrnutom ili normalnom položaju. To se najčešće radi na osnovu ispitivanja
karakteristika primarnih planara, pri čemu se najčešće koriste sledeći kriterijumi:
biostratigrafsko prostiranje, gradaciona slojevitost, kriterijum odnosa klivaža prema
slojevitosti, ispitivanje sedimentnih struktura, analiza bora nižeg reda, itd.

Osnovni elementi na osnovu kojih se odredjuje položaj sloja u prostoru su: azimut
pravca pružanja, azimut pravca pada i padni ugao sloja.
Azimut pravca pružanja sloja () je ma koja horizontalna linija povučena po njegovoj
površini slojevitosti.

d
d

223. 223/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Geometrijsko mesto tačaka sa istom kotom na jednoj geološkoj ravni zove se pružanje.
Normalno na pružanje u merenoj ravni stoji padna prava ravni.
Azimut i padni ugao:
- Azimut pada () je horizontalni ugao koji zaklapa geološka lineara (ili padna prava
geološke planare) sa pravcem severa, meren od pravca severa u smeru kazaljke na satu.
- Padni ugao () je vertikalan ugao izmedu horizontalne ravni i geološke lineare, odnosno
padne prave geološke planare.
Sl. 291. Osnovni elementi sloja - obeležavanje






























Sl.292. Pojave na podini i povlati jednog geološkog sloja

224. 224/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

















Sl.293. Elementi pada sloja
Azimut pravca pada nagnutog sloja () je normalan na azimut pravca pružanja datog
sloja (pravac po kojem bi se slivala voda prosuta po nagnutom sloju).

Ugao pada () je ugao između horizontalne ravni i površine slojevitosti.









Sl.294. Geološki kompas i način merenja elemenata sloja
Elementi pada planare (ravnine pukotine ili položaja sloja). Geološke planare: površi
(površine) slojevitosti, površi škriljavosti, površi mehaničkog diskontinuiteta (rupture,
pukotine, rasedi, klizne površi) itd.

Prvobitni položaj sloja je horizontalan, naknadnim tektonskim pokretima slojevi su
nagnuti pod različitim uglovima. Pojava sloja na površini terena naziva se izdanak
(isklinjavanje).
Sl. 295. Isklinjavanje sloja (izdanak) i šematski prikaz elemenata sloja

Debljina sloja je vertikalna udaljenost izmedu krovine i podine.

225. 225/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)



















Sl.296. Šema obeležavanja sjoja na geološkoj karti
Konkordantni slojevi: medusobno paralelni slojevi, bez obzira na nagnutost i naboranost.

Diskordantni slojevi: ugaona diskordantnost.













Sl. 297.Konkordantnost i diskordantnost slojeva – slika










4.4.3.2. Bore (Folds)

Kako je već rečeno, tektonske pokrete možemo klasifikovati na razne načine. Tektonski
pokret ima svoju dinamiku i kinematiku. Po dinamici, tektonski pokreti mogu biti spori, brzi,
ritmički itd. Po kinematici tektonski pokreti mogu biti vertikalni, horizontalni, silazni, talasasti.
Jedna od popularnijih je i klasifikacija Žilbera (G. Gillberta -1890) koji je tektonske
pokrete klasifikovao na epirogene i orogene. Epirogeni pokreti su pokreti stvaranja
kojim su nastali kontinenti ili okeani. Orogeni pokreti su tektonski pokreti kojima nastaju
planinski venci.

Najznačajniji endodinamički pokretisu:magmatski, metamorfni, tektonski i seizmički pokreti.
Sl. 298. Prividno konkordantni i diskordantni slojevi:A
i C - morski talozi, B - kopneni talozi: a - konkordantni
slojevi, b,c, d - diskordantni; - polegla bora, debljina
sloja i diskordancija

226. 226/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Unutrašnje (endogene) sile stvaraju i uzrokuju nastanak najvećih reljefnih oblika.
Unutrašnje sile prouzrokovane su neprestanim kretanjem litosfernih ploča a to su:
vulkani, potresi, bore i rasedi.
Dejstvom unutrašnjih sila stvaraju se
raznovrsni poremećaji stenskih masa
u Zemljinoj kori, koji se ispoljavaju
strukturnim deformacijama, tj.
ubiranjem i razlaganjem pojedinih
delova Zemljine kore. Deformacije
Zemljine kore, stvorene delovanjem
tektonskih sila, nazivaju se tektonski
poremećaji. Sl.299. Endodinamičke aktivnosti
Geološki procesi deluju u stalnim ciklusima preraspodeljujući hemijske elemente,
minerale i stene unutar Zemlje i na površini.
Na površini Zemlje mogu se registrovati različite vrste stena: magmatske, sedimentne,
metamorfne. Kretanja ploča litosfere uslovljavaju u graničnim područjima različite
deformacije stena Zemljine kore. Njihov konačan raspored u građi terena uslovljen je
tektonskim pokretima.
Tektonskim pokretima nazivamo sva vertikalna, horizontalna i kosa pomeranja stenskih
masa koja utiču na formiranje reljefa, a posledica su delovanja unutrašnjih sila.
Razlikujemo epirogene i orogene pokrete.
Epirogeni pokreti (grčki: epiros - kopno, genesis - postanak), su lagani, dugotrajni
vertikalni pokreti koji se manifestuju izdizanjem ili spuštanjem kopnenih masa.

Treba se podsetiti da su epirogeni pokreti samo jedan od blagih sporednih manifestacija
koji prate globalne geotektonske procese.
Orogeni pokreti su oni endogeni horizontalni, vertikalni ili kosi pokreti, čija je posledica
jaka deformacija stena litosfere. To su jaki pokreti kojima se stene nabiraju i razlamaju
sa formiranjem karakterističnih oblika reljefa, kao što su planinski venci, depresije
(udubljenja), razlomi i sl. Prema pravcu delovanja, orogene pokrete delimo na
tangencijalne - horizontalne i radijalne - vertikalne. Svaka od ovih vrsta pokreta dovodi
do formiranja karakterističnih strukturnih oblika.
Tangencijalni pokreti su horizontalni ili subhorizontalni pokreti koji izazivaju ubiranje
stenskih masa i stvaranje bora - plikativnih oblika. Osnovna strukturna jedinica koja
nastaje ovom prilikom je bora ili nabor.
Nabrane deformacije su plastične (trajne) deformacije koje traju dugo vremena posle
dejstva opterećenja i imaju nepovratan karakter. Nastaju povijanjem jednog ili više slojeva
kao produkt smicanja mineralne mase, što dovodi do promene unutrašnje građe, a ponekad i
samog sastava.
Razlomne (rupturne, disjunktivne) deformacije se karakterišu prekidom materijalnog
kontinuiteta stenskih masa, što dovodi do loma u stenama.

227. 227/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)










Sl.300.Razlomne (rupturne, disjunktivne) deformacije - prekid materijalnog kontinuiteta stenskih masa
Bore (nabori) - strukturni oblici stenskih masa koji su nastali povijanjem jednog ili više
slojeva pod uticajem orogenih, tangencijalnih pokreta.

Sl.301. Savijanjem ili lomljenjem stena nastaju različite strukture
Da bi se dobili naučno vredni podaci, bore je najbolje posmatrati normalno na njihovu
aksijalnu površinu. Zato je nemoguće orijentisati se tako da možete promatrati oba kraka
bore. Zglobne tačke su krajnje tačke zglobne linije, koja povezuje dva kraka koji su
orijentisani udubljenjima obično jedan nasuprot drugome.
Dve najvažnije karakteristike koje nastaju kada se slojevi deformišu pomeranjem zemlje
su bore i rasedi, odnosno stene su izvijene ili puknute.
Bora nastaje kada se više ili manje ravna površina deformiše da bi se dobila talasasta
površina. Sa druge strane, rased predstavlja površinu diskontinuiteta duž koje su slojevi
sa obe strane pomereni jedan u odnosu na drugi.

Dinamički proizvedeni obrasci i rasporedi stena ili sedimenata koji su rezultat sila koje
deluju unutar Zemlje. Strukturna geologija proučava oblike, rasporede i odnose među
stenama i naprezanja koja ih deformišu.
Anatomija bora (Anatomy of Folds)
Bora je oblik koji nastaje kontinuiranim deformacijama stena u Zemljinoj kori, tj.to su
deformacione strukture koje nastaju plastičnom deformacijom, savijanjem ili nabiranjem
planarnih strukturnih elemenata u stenama ili stenskim telima (npr. slojnih površina,
površina folijacije ili škriljavosti, pločastih magmatskih tela i sl.). Bore nastaju usled
bočnog ili vertikalnog delovanja sila na Zemljinu koru - nastaju pod uticajem bočnih
pritisaka ili kompresije koje dolaze iz dva suprotna smera u litosferi.
Na delovanje napona (naprezanja) stene se ponašaju kao elastične, plastične ili krte
materije zavisno od: vrste stene (petrografski sastav), veličine i brzine naprezanja i
temperature. Na taj način u stenama razlikujemo deformacione strukture nastale:

228. 228/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
- krtim lomom: pukotine,rasedi i navlake i
- plastičnom deformacijom: bore.
• Bora se sastoji od antiklinale i sinklinale.
• Antiklinala je izbočeni (konveksni), sinklinala (konkavni) udubljeni deo bore.

- Antiklinala - izdignuti (konveksni) deo bore. Antiklinala (grč. anti - suprotno; klinein -
nagnuti se) u geomorfologiji je deo reljefnog oblika bore.
- Sinklinala -udubljeni (konkavni) deo bore. Sinklinala je termin strukturne
geologije za nabrani oblik koji u jezgru ima najmlađe slojeve.
Osa bora je najvažniji element, jer se može posmatrati i kao generatrisa bora - koja bi
svojim translatornim sinusoidalnim kretanjem obrazovala, geometrijski posmatrano,
površinu jedne bore, sl.302.













Sl.302. Model zakona održanja zapremine sinklinalnim otklonom (defleksijom); to je površina (zadata
sa A, a zatim indeksom) antiklinale treba da bude jednaka površini skraćivanja plus sinklinalni otklon
A1 = A2+A3+A4. Sinklinalni otklon ispod početka (isprekidana linija) prikazan je i označen sa A3 i A4.

Svaki potpun nabrani oblik (bora) sastoji se iz dva dela: jednog konveksnog i drugog
konkavnog. Konveksni deo naziva se antiklinala, a konkavni sinklinala (sl.303).
Antiklinala se obično definiše kao oblik konveksne naviše, mada ovoj definiciji više
odgovara termin antiforma. Za potpuno definisanje antiklinalne strukture (konkavni
oblik), potrebno je poznavati hronološke odnose geoloških jedinica od kojih je nabrana
struktura izgrađena. Posmatrajući ovaj kriterijum, antiklinala se može definisati kao
nabrani oblik, koji u jezgru sadrži najstarije slojeve, a na krilima najmlađe. Slično se
definiše i sinklinala - to je nabrani oblik koji u jezgru ima najmlađe slojeve, a na krilima starije.
Po ranije definisanom kriterijumu, nabrani oblik konveksan naniže, nosio bi naziv sinforma.
Ō Elementi bora
Prevojna područja sinklinale i antiklinale nazivaju se šarniri bora. Šarnir antiklinale je
greben (teme) bore, dok je šarnir sinklinale dno bore. Delovi bora koji spajaju šarnire -
bočni delovi antiklinale i sinklinale nazivaju se krila bora. Unutrašnji deo sinklinale ili
antiklinale, koji leži između krila, predstavlja jezgro bora.
Simetralna površina krila bora predstavlja aksijalnu površinu antiklinale ili sinklinale.
Kod simetričnih bora, aksijalna površina deli antiklinalu ili sinklinalu na dva jednaka
(simetrična) dela. Presečna linija aksijalne površine i bilo koje slojne površine u bori
predstavlja osu bora. Osa bore je njen najvažniji element.

Sinklinalni otklon ispod početka
Synclinal Deflection Below Origin

Skraćivanje
Shortening

229. 229/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)











Sl.303. Bore - šematski prikaz elemenata strukture (na)bora
Ravan, kojom se mogu povezati šarniri sinklinale, ili šarniri antiklinale, naziva
se anvelopa bora. Rastojanje između dva susedna temena (ili dva susedna dna, u slučaju
sinklinale) po anvelopi, naziva se raspon bore. Normalno rastojanje anvelope,
konstruisane po šarnirima antiklinala, i sinklinala istog sloja, zove se amplituda bora.
Ose bora mogu biti horizontalne ili imati određene elemente pada, što zavisi od
prostornog položaja bora. Prostorni položaj aksijalnih ravni takođe se prikazuje
elementima pada, tj. azimutom pada i padnim uglom.

Prostorni položaj elemenata bora određuje se elementima pada:
- azimut pada - horizontalni ugao između meridijana mesta i pravca pada mereno u
smeru kretanja kazaljke na satu (0-360
0
)
- padni ugao - vertikalni ugao između horizontalne ravni i pravca pada (0-90
0
)

Ugao, koji je komplementan uglu pada aksijalne površine, zove se ugao vergence, a smer
prema kojem je aksijalna površina otklonjena od vertikalne ravni, naziva se vergenca bora.















Sl. 304. Prostorni položaj elemenata bora određuje se elementima pada

Antiklinale i sinklinale mogu biti različitih dimenzija: od nekoliko centimetara ili metara
do više desetina kilometara.

Bore su talasastog oblika i veoma se razlikuju po veličini. Jednostavno bore se dele na
dva tipa, odnosno na antiklinale i sinklinale.
Smer
nagiba
Pravac pružanja
Horizontalna
ravan
Sever
Ugao nagiba

230. 230/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.305. Anatomija i tip bora (Anatomy and type of folds)

































OSNOVNI ELEMENTI BORA

231. 231/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)























Sl.306. Bore - šematski prikaz elemenata strukture (na)bora - osnovni elementi „in situ“





































Sl. 307. Bore - nastanak i osnovni elementi bora - šematski prikaz.



Core - jezgro

ELEMENTI ANTIKLINALE
Top - teme (vrh)
Još jedan spektakularan primer prevrtanja u švajcarskim Alpima:
fotografija iz vazduha planine Sichelkamm, Švajcarska , (2269 m
n.v.).
Ogromna bora (sinklinala) na boku planine Sichelkamm impresivna
je referenca na sudar Afrike i Evrope.
Slojevi, prvobitno odloženi na morsko dno u horizontalnom položaju,
bili su komprimovani i pomaknuti. Velika bora je formirana od
krečnjaka iz takozvanog Säntis nappe.













W
C
Geološke bore u dolini
Donjeg,Ugaba u Namibiji
#JeoMuh1000KADRO

232. 232/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Veličina bora
Iskazuje se visinom (V) ili amplitudom (A) bore, te širinom (Š) ili 1/2 talasne dužine
bore (mm, cm, m, km).











Sl. 308.Veličina bora: visina (V) ili amplituda (A) bore i širinom (Š) bore.

Visina bore (V) - razmak između tačke na polovini traga središnje ravni i tačke
maksimalne zakrivljenosti bore.
Širina bore (Š) - razmak između tačaka pregiba meren po tragu središnje ravni.
Simetrija bore
Kod simetričnih bora (slika A) važi da je pravac koji prolazi kroz tačku na polovini traga
središnje ravni i tačku maksimalne zakrivljenosti, vertikalan na trag središnje ravni. U
protivnom, bore su asimetrične (slika B).
Ō Klasifikacija bora
Zbog svoje složenosti, bore su, tokom dugog niza godina, istraživane, opisivane i
klasifikovane sa različitih aspekata. Neki od najvažnijih kriterijuma za klasifikaciju bora
su:
- položaj aksijalne površine i krila bora prema horizontalnoj ravni;
- odnos krila prema aksijalnoj površini;
- oblik šarnira;
- uzajamni odnos oblika slojeva u bori;
- prostorni oblik ose;
- simetričnost krila.
Sve ove klasifikacije su isključivo morfološke, iako su neke od njih u tesnoj vezi sa
kinematikom nabiranja područja.
Klasifikacija po položaju aksijalne površine i krila bora prema horizontalnoj ravni
Kod ove klasifikacije osnovni kriterijum predstavlja prostorni položaj (uglavnom padni
ugao) aksijalne površine i odnos krila prema horizontalnoj ravni. Dakle, po ovim
oznakama, mogu se razlikovati sledeće vrste bora (sl. 309):
- uspravna bora - ima vertikalnu aksijalnu površinu (ugao vergence je 0°);
- kosa bora . aksijalna površina je kosa, a krila padaju na suprotne strane. Odnos slojeva
na oba krila je normalan;
- prevrnuta bora - sa kosom aksijanom površinom i padom krila na istu stranu.
Na povlatnom krilu odnos slojeva je normalan, a na podinskom krilu slojevi su prevrnuti
(inversni);
- polegla bora - ima horizontalnu ili skoro horizontalnu aksijalnu površinu. Slojevi su, i
kod ovog tipa bora, normalni na povlatnom, a prevrnuti na podinskom krilu;
- zagnjurena bora (utonule) - ima ugao vergence veći od 90°.

233. 233/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.309.Vrste bora: položaj osne ravni prema horizontalnoj ravni - uspravne, kose, prevrnute, polegle i
zagnjurene.




Sl.310. Bora - polegla bora sa elementima obeležavanja i „in situ“ polegla bora u Kanadi.

Bore su dobili nazive zavisno od toga kakav nagib ima njihova aksijalna ravan prema
horizontali. Kod uspravnih bora, aksijalna ravan je vertikalna, kod ostalih ona je sve više
nagnuta prema horizontali, kod poleglih ona je horizontalna, kod zagnjurenih, aksijalna
ravan tone ispod horizontale.
Kod poleglih bora moguće je da usled snažnih usmerenih pritisaka dođe do njihovog
otkidanja i kretanja, pa tako nastaju navlake, ili složeni sistemi navlaka - šarijaži, kakvi
postoje u Dinaridima.

Klasifikacija po odnosu krila prema aksijalnoj površini
Osnovni kriterijum za izdvajanje pojedinih tipova po ovoj klasifikaciji predstavlja odnos
krila prema aksijalnoj površini. Razlikuju se tri tipa bora (sl.311 i 312):
- normalna bora - ona, kod koje krila konverguju prema šarnirima;
- izoklina bora - ima krila paralelna aksijalnoj površini.
- lepezasta bora - ima krila koja konverguju suprotno od šarnira bora.

234. 234/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)





























































































































































Sl.311.Različiti oblici bora:a. normalni;b.lepezasti;v.izoklini - položaj osne površine prema krilima bore
Normalne bore su one kod kojih su krila konvergentna i to: kod antiklinala - naviše ka
aksijalnoj ravni, a kod sinklinala naniže ka aksijalnoj ravni.
Izokline bore imaju krila paralelna sa aksijalnom ravni. Zbog toga krila imaju iste ili
približno iste elemente pada. Ako aksijalna površina nije vertikalna, jedno krilo je tada uvek
prevrnuto.

235. 235/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Lepezaste bore - kod lepezastih bora krila se sastavljaju u formi lepeze - lepezasto se
šireći, a zatim skupljajući prema aksijalnoj ravni.
Klasifikacija po obliku šarnira - vrste bora prema obliku
Idealana cilindrična bora ima oblik sinusoide. Međutim, u prirodi se nikada ne sreću
idealne bore, već najrazličitija odstupanja od ovog cilindričnog tipa. Po ovom kriterijumu,
bore mogu biti:
- uglaste bore - imaju šarnire koji su svedeni na uska prevojna područja, a krila često
predstavljaju skoro geometrijski pravilne ravni.
- sandučaste bore - nemaju šarnire pravilno savijene kao kod sinusoidalnih, nego su
šarniri dvojni, svedeni na uska područja uglastog savijanja između kojih leži nesavijeno
šarnirsko područje. Ove bore javljaju se većinom u krutim stenama.
- fleksure (monoklinale) i strukturne terase - predstavljaju nepotpuno razvijene bore
(posmatrano morfološki).
To su područja nagle promene pada u jednoj seriji koja inače ima ujednačen pad. Fleksure
su područja sa padom strmijim od regionalnog, a strukturne terase su područja sa padom
blažim od regionalnog. Fleksure se veoma često javljaju u plastičnim stenama kao
nastavak raseda na mestima gde naprezanja nisu bila dovoljno velika da izazovu kidanje,
pa su deformacije ostale u području plastičnog oblikovanja. Strukturne terase su značajne
u geologiji nafte, jer mogu poslužiti za određivanje mesta ležišta.
sandučaste bore
Ševron bore ili cik-cak bore (engl.chevron, zig-zag, accordion foulds): simetrične bore
koje, gledajući u profilu, čine pravougla, ravna krila pribižno jednake dužine koja se
sastaju u tačkama maksimalne zakrivljenosti, sl.312.
Kolenaste bore (engl. kink folds): asimetrične bore ravnih krila, nejednake dužine
(najčešće između dva duga i ravna, dolazi jedno kraće i strmije nagnuto krilo).
Sandučaste bore (engl. box f.): bore približno ravnih krila koje obeležava konjugirani
par osnih ravni koje konvergiraju u smeru jezgra bore. Sandučasta bora prema jezgru bore
prelazi u ševronsku boru.
Sl.312.Vrste bora prema obliku: ševron bora, kolenasta bora, sandučasta bora, fleksura; a) zaobljeni
b) uglasti c) ševron (cik-cak) d) sandučasti
Osim ovih, u Zemljinoj kori mogu biti obrazovani i drugi ređi oblici bora, kao što su:
fleksura - kolenasta bora, doma i bazen.
Fleksura (kolenasta bora) je monoklinala koja predstavlja nepotpuno razvijenu boru kod
horizontalnih ili blago iskošenih slojeva, koji su samo u jednom delu neznatno povijeni.
Kod fleksure jedno krilo ima strmiji pad u odnosu na opšti pad okolnih stena.

236. 236/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Doma je zatvorena antiklinalna bora kod koje su
podužna i poprečna osa približno jednake.
Doma je Antiklinala
Najstarije stene u sredini strukture


Bazen je zatvoren sinklinalni oblik kod kojeg su
podužna i poprečna osa približno jednake.
Ukoliko se radi o nabiranju litološki heterogene
serije, u okviru kojeg mogu postojati pojedini
plastičniji članovi, onda se često stvaraju
međuslojne bore.
Bazen je sinklinala
Najmlađe stene u središtu strukture



Prema odnosu dužine i širine razlikujemo 3 tipa
bora:
- d/š = 1:3 tri puta duža nego šira - Brahiantiklinala
(d >> š) - Brahisinklinala
- d/š<1:3
- d/š = 1:1 doma (antiklinala)
bazen (sinklinala)



















Sl.313. Bore - odnos dužine i širine




DOMA Najstarije stene
NajmlaĎe stene
brahisinkli
Najstarije stene
BAZEN
NajmlaĎe stene

237. 237/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)










































Sl.314. Složene antiklinalne i sinklinalne forme (na)bora.

238. 238/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Složeni nabrani oblici
Usled orogenih pokreta, mogu biti formirani složeni nabrani oblici, koji imaju oblike
velikih antiklinala i sinklinala sa mnoštvom manjih bora. Takav kompleksan nabor, koji
ima oblik sinklinale, naziva se sinklinorijum, a ako ima oblik antiklinale naziva se
antiklinorijum.

















Sl.315. Složene nabrane strukture - sinklinorijum i antiklinorijum.

Geosinklinale i platforme
U najveće geotektonske strukture Zemljine kore spadaju geosinklinale i platforme.
Geosinklinale su linearno izduženi i pokretljivi delovi Zemljine kore prekriveni
morskom vodom. Odlikuju se visokom mobilnošću, snažnim geodinamičkim
naprezanjem, znatnom debljinom sedimenata (10-20 km), raščlanjenošću i znatnom
propustljivošću Zemljine kore, što se manifestuje snažnim magmatizmom,
metamorfizmom i seizmičkom aktivnošću. Jedno od osnovnih, opšteprihvaćenih
shvatanja geosinklinala je da su to labilne zone Zemljine litosfere, nasuprot relativno
stabilnim kontinentalnim oblicima - kratonima.
Jedna od najvećih geosinklinala je Mediteranska geosinklinala (Tetis) koja se prostirala
između evro-azijskih kontinentalnih masa, na severu i Gondvane na jugu. Imala je dugu
geološku evoluciju.
Platforme su relativno stabilni delovi Zemljine kore koji se formiraju na mestima
konsolidovanih ubranih oblasti, odnosno orogenih struktura, posle njihove aktivne
denudacije. One predstavljaju prostrane, zaravnjene oblasti Zemljine litosfere i obično su
nepravilnog oblika.
Termin štit je u upotrebi za onaj deo platforme gde osnova izbija na površinu, dok je
pokrivač odsutan ili je male debljine (Baltički štit, Fenoskandinavija, Kanada).
Potpuno razvijena platforma sa debelim sedimentnim pokrivačem naziva se ploča ili
tabla (Ruska ploča, Misisipi ploča).

Dakle, od snage bočnog pritiska i karakteristika stena zavisiće koliki će stenski kompleks
biti zahvaćen nabiranjem. Može biti nabran jedan ili više slojeva. Pravilnost i mogućnost
nabiranja zavisi od osobina, debljine i heterogenosti sastava stena.

Kod poleglih bora moguće je da, usled nastavka snažnih usmerenih pritisaka dođe do
njihovog otkidanja i kretanja, pa tako nastaju navlake ili složeni sistem navlaka šarijaži.

Dimenzije nab(o)ranih oblika mogu biti veoma različite - od nekoliko milimetara do
nekoliko kilometara.

239. 239/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Naponi (naprezanja) i tipovi deformacija: venačne planine, depresije i taložni bazeni.





























Sl. 316. Naprezanje i tipovi deformacija - bore i rasedi.
4.4.3.3. Rasedi - Krte deformacije stenske mase - rasedi

Rasedi su mehanički diskontinuiteti (trajne deformacije) stenske mase, po kojima se
odigralo kretanje, koje je vidljivo u datom području i koji nastaju usled naprezanja u
stenskoj masi. Nastaju kao posledica radijalnih ili tangencijalnih sila, ili kombinacijom
jednih i drugih. Oblik raseda i veličina kretanja zavise od naprezanja, mehaničkih osobina
stena i jednorodnosti stenskih masa.
Rasedi su osnovne jedinice litosfere, čvrstog omotača Zemljine kore, koje nastaju
pucanjem i pomeranjem delova stenske mase pod uticajem sila gravitacije, ekspanzije ili
kompresije.










Sl.317. Šematski prikaz različitih pritisaka u litosferi a) litostatički pritisak b) kompresija c) tenzija d) smicanje
U trenutku kad pritisak neke od ovih sila nadjača elastičnost stena, dolazi do njihovog
pucanja i stvaranja dva stenska bloka - krila. Prilikom rasedanja dolazi do kretanja
blokova (krila) raseda.
Elementi raseda
Elementi raseda su: rasedna površina i bokovi ili krila raseda.
Rasedna površina je površina po kojoj je izvršeno kretanje blokova. Ukoliko je kretanje
izvršeno po više površina, onda je to rasedna zona (sl.318).
Bok ili krilo raseda je kretani deo stenske mase. Ukoliko je rasedna površina kosa,
razlikuje se povlatno krilo (bok) i podinsko krilo (bok).
Podinski bok je stenska masa ispod rasedne površine, bez obzira da li je kretanje
izvedeno uz rasednu površinu ili niz rasednu površinu.
Povlatni bok se nalazi iznad rasedne površine.
NAPONI I TIPOVI DEFORMACIJA – SAŽETAK







SILE
PRITISKA
SILE
ZATEZANJA
SILE
KLIZANJA
Smicanje

Boranje

Rasedanje

Rasedanje

Rasedanje

Istezanje
i stanjivanje
LANČANE PLANINE DEPRESIJE I
TALOŽNI BAZENI
RAZNI OBLICI
OŠTEĆENJA
PRITISAK
Compression
ZATEZANJE
Tension
SMICANJE
Shear
Zona transtenzije/transpresije


a) b) c) d)

240. 240/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)




















Sl.318. Elementi raseda - rasedna površina i bokovi ili krila raseda
Veličina pomeranja izražava se pomeranjem bokova u vertikalnoj i horizontalnoj ravni.
Celokupno kretanje predstavlja vektor određen elementima pada, dužinom i smerom
relativnog kretanja. Horizontalna komponenta relativnog kretanja bokova naziva se hod
raseda, a vertikalna komponenta skok raseda (sl.319). Kod skoka pomeranje se vrši duž
"Z" ose, a kod hoda pomeranje se vrši duž "X", odnosno "Y" ose.
Tokom rasedanja neka tačka biva izvedena iz svog primarnog položaja i dovedena u novi
položaj. Rastojanje između početnog i krajnjeg položaja ove tačke predstavlja iznos kretanja.
Kretanje po rasedu predstavlja se vektorom celokupnog kretanja (VCK). To je
vektorska veličina koja se može razložiti na dve komponente: horizontalnu - hod i
vertikalnu - skok, sl.318, 319 i 321.
Relativni smer kretanja bokova određujemo direktnim osmatranjem rasedne površine.
Trenjem blokova može doći do nastanka uglačane rasedne površine koju nazivamo
rasedno ogledalo - harniša. Pravac kretanja označavaju strije ili brazde, a smer se može
odrediti povlačenjem ruke. Ako je blok koga ruka zamenjuje, gladak, kretanje je izvršeno
u istom smeru, a ako je pod prstima neravan, hrapav reljef, kretanje je izvršeno u
suprotnom smeru.














Sl.319.Šematski prikaz vektora celokupnog kretanja
U odnosu na veličinu područja, rasedi mogu imati lokalni, regionalni i planetarni
značaj. Ako rasedi presecaju čitavu Zemljinu koru i zalaze u Gornji omotač, nazivaju se
dubinski razlomi. Oni se pružaju više stotina, čak i nekoliko hiljada kilometara.
Razdrobljena stenska masa, koja je nastala kretanjem, odnosno trenjem blokova, a kasnije
biva vezana mineralnim vezivom, naziva se rasedna breča. Izgrađena je od odvojenih
stenskih elemenata, oštrih ivica, cementovanim zdrobljenim materijalom.
U zonama većih navlačenja, može da se javi usitnjen stenski materijal, spljošten i
orjentisan u pravcu kretanja navlake - milonit.

241. 241/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Usled pritiska i temperature, koji su pratioci navlačenja, milonitska masa, obično gubi
sve osobine prvobitnog stenskog materijala. Kretanja duž raseda mogu zdrobiti deo stene
neposredno uz rasednu površinu kad se formira tzv. rasedna breča.
Kataklastične stene čine uglasti, nezaobljeni, loše sortirani fragmenti i blokovi, vezani
finozrnim matriksom ili sinkinematičkim cementom.
Zavisno od odnosa fragmenata i matriksa, među kataklastičnim stenama razlikuju se
rasedna ili tektonska breča (< 30% matriksa), odnosno kataklazit (> 30% matriksa).
Rasedna površina u drugim slučajevima može biti ispolirana i na njoj se ponekad mogu
zapaziti strije - sitne brazde koje nastaju kao rezultat “grebanja” jednog bloka drugim
tokom kretanja. Na osnovu orjentacije strija često možemo utvrditi pravac kretanja na rasedu
- strije i agregati minerala vlaknastog (fibroznog) habitusa (npr. kalcita,kvarca, klorita i dr.)




Sl 320. Rasedna breča i strije na rasednoj površini

Dakle, površina po kojoj su relativno kretani
blokovi, naziva se rasedna površina -
paraklaza. Rasedna površina deli stenu na dva dela koje nazivamo blokovi. Ukoliko je
rasedna površina vertikalna blokove nazivamo prema stranama sveta (u odnosu na
rasednu površinu).
U geologiji, rased je ravna ili lagano zakrivljena fraktura na Zemljinoj kori, nastala
delovanjem sila koje uzrokuju pomeranje stena na suprotnim stranama pukotine.










Sl.321.Elementi raseda-vektorski elementi i ilustracija normalnog raseda koji utiče na nagnuti
sloj. Rased je normalni rased sa desnom komponentom proklizavanja (a), ali se pojavljuje kao
sinistralni rased u prikazu slike (b, što je horizontalni deo na nivou A). (c) i (d) pokazuju profile
normalne na pad raseda (c) i u (pravom) smeru pomeranja (d).

242. 242/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sve strukture formiraju se kao odgovor na sile koje deluju na stene - a one dovode do
povećanja napona. Skoro u svim geološkim situacijama naponi (stres) su uvek pritisni
(kompresivni), ali variraju u različitim smerovima. Stanje naprezanja možemo proceniti
u smislu orijentacije i veličine takozvana tri glavna napona - od kojih svaki deluje pod
uglom od 90 stepeni jedan prema drugom (tj. ortogonalni su). Uobičajeno oni se
označavaju grčkim slovom "sigma - Ń". Obrasci konjugovanih raseda - pod uslovom da
su formirani zajedno - mogu se povezati sa orijentacijama glavnih osa naprezanja.

Dakle, genetski i morfološki identične deformacione strukture koje nalazimo u stenama,
ali kod koji je veličina pomeranja manja od 1 cm nazivaju se smičućim pukotinama ili
mikrorasedima. Rasedi nastaju kao posledica diferencijalnog naprezanja u Zemljinoj kori.

Rasedi, kao i smičuće pukotine, nastaju kad smičuće naprezanje dostigne vrednost
smičuće cvrstoce stene...


Sl.322. Nastanak raseda kao posledica
diferencijalnog naprezanja u Zemljinoj kori

... pa u idealnim uslovima očekujemo da
određeni tip raseda nastaje u određenom
polju naprezanja, koje definišu tri glavne ose
naprezanja:






Sl.323. Tri glavne ose naprezanja
Ramsay i Hubber (1988) pokazali su kako određeni tipovi raseda utiču na rotaciju glavnih
napona (sl.324.).

Normalni rasedi (dip-slip fault - klizanje po padu) (sl.324.a) su strmog nagiba (pada),
gde se klizanje češće događa u smeru nagiba nego u smeru pružanja, a krovina se pomiče
u smeru prema dole. Normalni rasedi su uzrokovani zateznim silama. Mehanizam loma
nalaže da je Ńv najveće glavno naprezanje, a minimalno horizontalno naprezanje Ńh deluje
u smeru nagiba. Za njih važi: Ńv > ŃH > Ńh.
Reversni rasedi (dip-slip fault) (sl.324.b) imaju blagi nagib, gde se klizanje češće događa
u smeru nagiba nego u smeru pružanja, a podina se pomiče u smeru prema gore. Reversni
rasedi su formirani usled delovanja pritisnih sila. Mehanizam krtog loma upućuje na
činjenicu da je vertikalno naprezanje u ovom slučaju najmanje glavno naprezanje, a
horizontalno naprezanje u smeru nagiba je najveće glavno naprezanje. Poredak veličine
naprezanja u reversnom rasedu je: ŃH > Ńh > Ńv.
U području raseda po pružanju (strike-slip fault -klizanje po pružanju) rasedi su strme
orjentacije i obično vertikalni. Klizanje se češće događa u smeru pružanja nego u smeru
nagiba. Orijentacija najvećih i najmanjih glavnih naprezanja prikazana je na slici 324.c,
a po veličini mogu se poređati na sledeći način: ŃH > Ńv > Ńh.
Opšte je prihvaćeno u praksi da su blizu horizontalne površine (sl.325.a) smerovi glavnih
naprezanja horizontalni i vertikalni, a često se takav smer pretpostavlja po celoj dubini.
To nije tačno i za nagnute kosine ili doline (sl.325.b) gde je jedan smer glavnih naprezanja
jednak smeru ravni kosine (nagiba), a drugi je na nju vertikalan (normalan).

243. 243/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Sl.324.Orijentacija in situ vertikalnih i horizontalnih napona u različitim geološkim uslovima:
a) normalni rased; b) reversni rased; c) rased po pružanju(Ramsay and Hubber, 1988)



Sl.325. Orijentacija glavnih naprezanja:
a) blizu horizontalne površine; b) na padini




Gledano u profilu kroz Zemljinu koru,
pojava raseda ograničena je na onaj deo kore u kojem se stene pretežito ponašaju kao
elastične materije, sve do pojave krtog loma.
Naime, očekujemo da se stene ponašaju kao krte, kompetentne materije (koje se pri
naprezanju lome), ali samo do određenih vrednosti pritisaka i temperature, tabela 22.

Porastom pritisaka i temperature u dubljim delovima kore, stene se pretežno plasticno
deformišu, pa i rasedi, ukoliko se nastavljaju ispod kritične izoterme od 300 - 350ºC,
postupno prelaze u smičuće zone sa plastičnom deformacijom.
Zato na rasedima i u zoni raseda nalazimo kataklastične stene, koje nastaju kao posledica
loma i drobljenja rasedom zahvaćenih stena.


Sl.326. Deformacije stena u zavisnosti on napona i temperature
Prema naponima koji dovode do formiranja raseda, normalni rasedi odgovaraju
naprezanju na zatezanje, reversni rasedi odgovaraju naprezanju na pritisak, a
horizontalni rasedi su rasedi smicanja.



a
b
σv
σv σv
σh
σh σh
σh

244. 244/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)




Sl.327.Reakcija stena na diferencijalne napone (naprezanja)


Klasifikacija raseda - Vrste raseda
Rasedi se mogu kategorizovati na različite načine na osnovu različitih kriterijuma. Tipovi raseda
zasnovanih na različitim klasifikacijama:
Ō Na osnovu relativnog kretanja stene sa obe strane pukotine i karakterišu ih različiti
parametri, uključujući ugao nagiba, smer pada i smer pružanja. Primarne vrste raseda su:
1. Normalni rasedi: U normalnom rasedu, viseći blok pomera se prema dole u odnosu na blok
podnožja. Ovaj tip raseda povezan je sa ekstenzionim tektonskim silama, koje se obično nalaze
na divergentnim granicama ploča gde se Zemljina kora rasteže..
2. Reversni rasedi (potisak): U reversnom rasedu, viseći blok pomiče se prema gore u odnosu
na blok podnožja. Reversni rasedi povezani su sa kompresionim tektonskim silama i obično se
nalaze na granicama konvergentnih ploča.
3. Rasedi proklizavanja: U rasedu klizanja, kretanje je prvenstveno horizontalno,sa
minimalnim vertikalnim pomeranjem. Stene sa obe strane raseda klize jedna pored druge
horizontalno. Primeri uključuju rased San Andreas u Kaliforniji i Severnoanadolski rased u Turskoj.
4. Transformacioni rasedi: Transformacioni rasedi su tip klizanja koji formira granicu
između dve tektonske ploče. Prilagođavaju horizontalno kretanje između ploča.
Kretanje je obično paralelno sa padom raseda.
Ō Na osnovu geometrije raseda:
1. Dip-Slip Fault: U rasedima proklizavanja, kretanje je prvenstveno normalno duž ravni
raseda. Normalni i reversni rasedi su obe vrste raseda proklizavanja.
2. Rasedi proklizavanja: Rasedi klizanja prvenstveno uključuju horizontalno kretanje duž
ravni raseda. Ovi rasedi dalje se mogu klasifikovati kao desno-bočni ili levo- bočni, zavisno od
smera horizontalnog kretanja kada su okrenuti prema rasedu.
3. Rasedi kosog klizanja: Rasedi kosog klizanja kombinuju i vertikalne (dip-slip) i
horizontalne (strike-slip) pokrete. Ovei rasedi se ne uklapaju sasvim u kategorije normalnog,
reversnog ili klizanja.
4. Listrični rasedi: Listrični rased ima zakrivljenu ravan raseda koja raste sa dubinom. Ova
vrsta raseda je često povezana sa ekstenzionom tektonikom i može preći od normalnog raseda
na površini do raseda niskog ugla dublje unutar Zemljine kore.
Ō Na osnovu pomeranja:
1. Rasedi visokog ugla: Rasedi visokog ugla imaju strm ugao pada (blizak vertikalnom) i
uobičajeni su i u ekstenzionim i u kompresionim postavkama.
2. Rasedi niskog ugla: Rasedi niskog ugla imaju plitak ugao pada (blizak horizontalnom) i često
su povezani sa rasedom potiska (reversni) u postavkama kompresije.
Ō Na osnovu geoloških postavki:
1. Granični rasedi ploča: Ovi rasedi nalaze se na granicama tektonskih ploča i igraju značajnu
ulogu u tektonici ploča. Prieri uključuju rasjed San Andreas (transformacioni rased) na granici

245. 245/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
između pacifičke i severnoameričke ploče i himalajski reversni na konvergentnoj granici
indijske i evroazijske ploče.
2. Rasedi unutar ploča: Rasedi unutar ploča se javljaju unutar unutrašnjosti tektonskih ploča,
daleko od granica ploča. Oni su manje uobičajeni, ali i dalje mogu izazvati značajnu seizmičku
aktivnost. Primer je Seizmička zona New Madrida u središnjem delu Sjedinjenih Država.

Ove klasifikacije pomažu geolozima i seizmolozima da izuče ponašanje i karakteristike raseda
u različitim geološkim okruženjima. Proučavanje raseda i njihovih karakteristika je od vitalnog
značaja iz različitih geoloških i društvenih razloga.
Da pojednostavimo…
Kada se govori o kretanju po rasedu, uvek se podrazumeva relativno kretanje, odnosno
kretanje jednog bloka u odnosu na drugi, bez obzira koji je blok zapravo kretan. Kretanje
po rasednoj površini osnovni je kriterijum za klasifikaciju raseda.
Podela raseda vrši se po više kriterijuma: najčešći kriterijumi su:
A - relativno kretanje krila;
B - odnos raseda prema sklopu okolnog terena.
C - padni ugao rasedne površine;
A - Prema relativnom kretanju krila, rasedi se dele na:
1. Normalne ili gravitacione rasede, kod kojih je jedno krilo spušteno;
2. Reversne rasede, kod kojih je kretano povlatno krilo naviše, uz kosu rasednu površinu;
3. Rasede horizontalnog tipa (transformni - transkurentni rasedi), koji mogu biti levi
i desni. Njihovo kretanje se određuje na taj način što posmatrač zamišlja da blok na kome
stoji miruje, dok se blok sa druge strane raseda kreće na levo (levi transkurentni rased) ili
na desno (desni transkurentni rased).
4. Transformni rasedi su posebna vrsta raseda horizontalnog tipa u oblasti
srednjeokeansi greben.

B-Prema sklopu okoline,odnosno,prema odnosu na glavne strukture područja,rasedi se dele na:
1. Longitudinalne - paralelne sa pružanjem slojeva, odnosno, paralelne sa osama većih
nabranih struktura;
2. Poprečne (transverzalne) rasede, upravne na pružanje slojeva;
3. Kose (dijagonalne) rasede, koji su u odnosu na pružanje slojeva pod nekim uglom.

C - Prema padnom uglu rasedne površine, izvršena je podela raseda na: horizontalne i
subhorizontalne (0-10°), blagog pada (10-30°), srednjeg pada (30-60°), strmog pada (60-
80°) i subvertikalne i vertikalne rasede (80-90°). Posebni tipovi subvertikalnih raseda a padom
različitog smera u različitim tačkama duž pružanja, nazivaju se ezitativni rasedi.
Uzimajući u obzir nagib rasedne ravni, geolozi nazivaju rased:
- rased sa blagim padom (pad manji od 45°),
- rased niskog ugla (low-angle fault),
- rased sa strmim padom (pad veći od 45°), a
- rased visokog ugla (high-angle fault).
A - Prema relativnom pomeranju rasednih krila u odnosu na pružanje rasedne ravni
razlikuju se, sl.331:
• rasedi sa pomeranjem po pružanju,
• rasedi sa pomeranjem normalno na pružanje (tj.po padu - nagibu rasedne ravni) i
• rasedi sa dijagonalnim pomeranjem.
1- Rasedi sa pomeranjem po pružanju - strike-slip fault, sl.328:
• desni rasedi i
• levi rasedi.

246. 246/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
2 - Rasedi sa pomeranjem po padu (nagibu) - dip-slip fault:
- normalni rasedi i
- reversni rasedi.
3 - Rasedi sa dijagonalnim pomeranjem:
- normalni - levi, normalni - desni rasedi i
- reversni - levi, reversni - desni rasedi.


























Sl.328. Vrste i elementi raseda
4 - Transkurentni ili strajk-slip rasedi (engl. strike-slip - kliznuti po pružanju).
Među horizontalnim rasedima poseban vid raseda pripada transformnim rasedima, koji
se javljaju u oblasti srednje-okeanskih grebena. Ovi rasedi su najčešće vertikalni ili
strmog pada(sl.329 b,c) i mogu biti levi (sinistralni) i desni (dekstralni) (sl.329 a).
Kretanja po transkurentnim rasedima su u horizontalnoj ravni, bez vertikalne
komponente.

247. 247/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.329.Transkurentni ili strike-slip rasedi - šematski prikaz i vertikani i levi transkurentni rased
Transformni rasedi vezani su uz srednjeokeanske grebene i zone otvaranja novih okeana.
Ostali rasedi su tzv. dip-slip (engl. klizanje po padu) rasedi kod kojih su kretanja vršena
manje-više po padu.







Sl.330. Šema raseda pomeranje po padu (dip-slip fault), pomeranje po pružanju (strike-slip fault)

Ukoliko se radi o vertikalnom rasedu kretanja će imati samo vertikalnu komponentu, a
ako je rasedna površina kosa, pomeranja će biti i u vertikalnom i u horizontalnom smislu.
A. Prema relativnom pomeranjem rasednih krila u odnosu na pružanje rasedne
ravni razlikuju se:
1- rasedi sa pomeranjem po padu (niz nagib raseda-Dip-slip faults)
2 - rasedi sa pomeranjem po pružanju - Strike-slip faults.
3 - rasedi sa dijagonalnim pomeranjem - Oblique-slip faults.

Sl.331.Šematski prikaz vektora pomeranja rasednih krila u
odnosu na pružanje rasedne ravni.
1- Rasedi sa pomeranjem po padu (nagibu) (Dip-slip faults)- rasedi kod kojih su
kretanja vršena manje-više po padu.
Ukoliko se radi o vertikalnom rasedu kretanja će imati samo vertikalnu komponentu, a
ako je rasedna površina kosa, pomeranja će biti i u vertikalnom i u horizontalnom smislu.

a)
b) c)

248. 248/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Razlikuju se dve vrste dip-slip raseda: normalni rasedi i reversni rasedi.













Sl.332.Dve vrste dip-slip raseda: normalni rasedi i reversni rasedi.
Normalni (gravitacioni) rasedi su oni kod kojih je povlatni blok kretan naniže.
Sl.333. Normalni (gravitacioni) rasedi
Reversni rasedi su oni kod kojih je povlatni blok kretan naviše.
Sl.334. Reversni (potisni) rasedi.
Česti su rasedi po kojima kretanje nije paralelno padnoj pravoj već je pod izvesnim uglom
u odnosu na nju, tako da imamo dip-slip rasede sa levom (sl.335) ili desnom
komponentom.

2 - Rasedi sa pomeranjem po pružanju (Strike-slip faults), sl.335.
Rasedi horizontalnog tipa (transkurentni), kod kojih se pomeranje vrši u pravcu
pružanja raseda, a ne u pravcu pada. Oni mogu biti levi, kod kojih se pomeranje vrši u
pravcu suprotnom od kretanja kazaljke na satu ili desni, kod kojih se kretanje vrši u
pravcu kazaljke na satu. Zatim, horizontalni rasedi mogu biti rotacioni i međuslojni.
3 - Rasedi horizontalnog tipa (transkurentni), kod kojih se pomeranje vrši u pravcu
pružanja raseda, a ne u pravcu pada. Oni mogu biti levi, kod kojih se pomeranje vrši u
pravcu suprotnom od kretanja kazaljke na satu ili desni, kod kojih se kretanje vrši u
pravcu kazaljke na satu. Zatim, horizontalni rasedi mogu biti rotacioni i međuslojni.

249. 249/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.335.Rasedi sa pomeranjem po pružanju (Strike-slip faults)
4 - Rasedi sa dijagonalnim pomeranjem - rased kosog klizanja gde postoje i vertikalna
i horizontalna komponenta (Oblique-slip faults):
- normalni-levi, normalni-desni rasedi
- reversni-levi, reversni-desni rasedi

Sl.336. Rasedi sa dijagonalnim
pomeranjem - rased kosog klizanja


5 - Rasedi sa rotacijom krila (Rotational fault):
- makazasti ili rotacioni rasedi

Sl.337. Rasedi sa rotacijom krila (Rotational fault)
Rasedi u različitim režimima napona (stresa)
Nastanak raseda je vezan za naprezanja u litosferi, tako da su različite vrste raseda vezane za
različite vrste napona.
Gravitacioni rasedi su uzrokovani tenzionim naponom, odnosno vezani su za istezanja stenske mase.
Reversni rasedi su posledica kompresionog napona, odnosno vezani su za sabijanje stenske mase.
U oblastima u kojima vlada ekstenzioni režim napona formiraju se sistemi normalnih raseda
istog pružanja a suprotnog pada, koji čine složene rasedne strukture horstove i grebene.
Downthrough side - Strana raseda koja se čini da se pomerila naniže u odnosu na drugu stranu.
Upthrough side -Strana raseda koja se čini da se pomerila prema gore u odnosu na drugu stranu.


Sl 7.338. Sistemi gravitacionih raseda koji grade horstove i grebene (USGS/Gregors/Wikimedia)
Često se u ovakvim prostorima teren kaskadno spušta po sistemima paralelnih raseda čije
su površine lučno zakrivljene. Ove rasede nazivamo listričnim rasedima.
Sl. 339. Listrični rasedi
- Prema pružanju rasedne ravni u odnosu na pružanje slojeva, struktura ili
strukturnih elemenata koji su deformisani rasedom razlikuju se:
- uzdužni rasedi: istosmerni ili protivsmerni (suprotni),
- poprečni rasedi i
- dijagonalni rasedi.

250. 250/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)



Sl. 340. Pružanje rasedne ravni u
odnosu na pružanje slojeva









- Morfološke i kinematičke karakteristike raseda
Geometrija rasednih površina (ravni):
- pravilne, izrazito ravne rasedne površine
- Normalni rasedi domino-tipa




Sl. 341. Normalni rasedi domino-tipa




- Izrazito zakrivljene rasedne ravni
- listrički rasedi
Sa povećanjem dubine postaju sve blaže nagnuti što rezultira njihovom izrazito
konkavnom geometrijom




















Sl.342. Paraklaza i krilne ravni i rotacija krovinskih krila listričkih normalnih raseda
Složeni rasedni oblici koji su u prirodi češći od usamljenih raseda, mogu biti:
stepeničaste strukture, tektonski rovovi i horstovi. Stepeničaste strukture nastaju
istosmernim kretanjem rasednih blokova po paralelnim ili subparalelnim rasednim
površinama. Tektonski rov (greben), je posledica spuštanja centralnih blokova u odnosu
na periferne, dok se horst (timor) formira relativnim spuštanjem perifernih blokova, dok
centralni ostaje izdignut.
Rasedanje dovodi do mehaničke dezintegracije i prekida u stenama i stenskim masama.
Rasedne ravni (površine) na površini Zemlje predstavljaju i zone intenzivnijeg fizičkog i
hemijskog raspadanja (trošenja - erozije). U reljefu se često prikazuju kao lokalne
depresije ili uske doline, odnosno uske zone sa naglom, skokovitom promenom reljefa.
Najbolje proučen rased je rased San Andreas u Kaliforniji.

















Sl.343. Rased San Andreas u Kaliforniji
Najviše planine na Zemlji su vrlo mladi delovi reljefa i pripadaju mladom gromadnom
gorju, a nalaze se na aktivnim mestima gde se litosferne ploče dodiruju- rasedima.

251. 251/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabela - 22








Dijagramski rezime o rasedima:




















Sl.344.Klasifikacija raseda zasnovana na nagibu ravni raseda i nagiba, što je ugao između smera klizanja
(vektora pomeranja) i pada.

4.4.3.4. Navlake - krte deformacije stenske mase

Navlake su strukturni oblik litosfere nastao navlačenjem jedne stenske mase preko druge
delovanjem velikih i dugotrajnih horizontalnih naprezanja u Zemljinoj kori po položenoj
paraklazi ili reversnim rasedanjem bora.
- strukturne jedinice litosfere - tereni koji su bili primarno jedan uz drugi, nalazi se jedan na drugome,
pomeranje navučenog dela ide i preko 100 km,
- najlakše prepoznavanje - starije stene premeštene na mlađe.
Za kompresione režime karakteristična je pojava navlaka i krljušti.
Navlake su reversni rasedi relativno blagog pada, a velikog iznosa kretanja.
Krljušti predstavljaju sisteme manje-više paralelnih stmih reversnih raseda.
Dakle, navlake su reversni rasedi relativno blagog pada, a velikog iznosa kretanja.

Strukture litosfere koje nastaju:
- Reversnim rasedanjem,
- Polegle bore,
- Kombinacijom bora i raseda,
- Gravitacionim klizanjem,
- Klizne navlake - premeštanje klizanjem na manju ili veću udaljenost - Dekolman i
- Plutanje po pornom fluidu.
Navlaku čine:
PLANINA KONTINENT VISINA
Mt. Everest Azija 8.850 m
Aconacagua J. Amerika 6.960 m
McKinley Sev. Amerika 6.195 m
Kilimandžaro Afrika 5.965 m
Elbrus Evropa 5.642 m

252. 252/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
- Alohton (navučen) deo - povlata, tj. stene koje su navučene i
- Autohton (in situ deo) - podina, tj. stene koje su na mestu, odnosno preko kojih je
izvršeno navlačenje.















Sl.345. Osnovni sastavni delovi navlaka;alohton i autohton sa pratećim elementima
Alohton (od grčkih reči „allo“-drugi, i„chthon“-zemlja), ili alohtoni blok, u strukturnoj
geologiji predstavlja veliki blok stene koji je pomeren sa svog originalnog položaja,
duž reversnog raseda sa malim padnim uglom. Alohton koji je izolovan od ostatka stenske mase
koja je takođe kretana, naziva se tektonska klipa. Ako se u okviru alohtona nalazi šupljina, tako
da se ispod može videti autohtona stenska masa, ova šupljina se naziva tektonski prozor.
Dekolman (od francuskog termina décoller -odvojiti se) je klizna površina između
dve stenske mase. Takođe je poznat i pod nazivom bazalni reversni rased. Dekolman je
deformaciona struktura, koja rezultuje različitim stilom deformacija stenskih masa iznad
i ispod raseda. Mogu nastati i u uslovima kompresione (uključujući ubiranje i navlačenje)
i u uslovima ekstenzione tektonike.
Kako nastaje navlaka?
Manje navlake nastaju iz poleglih bora ili reversnih raseda (sa blagim, skoro
horizontalnim padom rasedne površine i amplitudom kretanja stena do nekoliko
kilometara) i gravitacionim klizanjem.









Sl.346. Navlaka






Velike navlake nastaju istiskivanjem stenske mase u visinu, nakon čega se istisnuta masa
gravitacijski prostire na okolne stenske komplekse. Tako pokrenute naslage mogu biti
navučene na veoma veliku površinu.

a - reversno rasedanje
b - nabiranje i reversno rasedanje
c - navlaka od polegle bore

253. 253/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Velike navlake nazivaju se šarijaži, kada pokrenute naslage mogu biti navučene na vrlo
velikoj površini - od nekoliko desetina, pa do više od stotinu kilometara.
Pri navlačenju razlikuje se krovinski, relativno pokrenuti (navučeni) deo terena i
podinski, relativno nepokrenuti dio. Ishodišno područje pokrenute stenske mase naziva
se korenom navlake. On je najčešće veoma poremećen. Najudaljeniji deo navlake je čelo.
Pojavu kad je krovinski deo mestimično erodiran pa se vide naslage podine nazivamo
tektonskim oknom. Odvojeni ostatak navlake je navlačak ili tektonska krpa.
Sl.347. Šematski - uprošćeni prikaz nastanka navlaka - primer sa čišćenjem snega
Elementi navlake i navlačnih terena, sl.348:
- Autohton - podinske stene koje nisu doživele pomak,
- Alohton - stene koje leže iznad autohtona i tektonski su transportovane od svog izvornog
mesta nastanka,
- Navlaka (Nappe, Thrust sheet) - navučena stenska masa iznad navlačnog raseda,
- Čelo navlake - dokle je navlaka stigla - današnja najperifernija granica glavnog dela alohtona,
- Tektonske klipe (klippe- krpe) - potpuno odvojeni delovi navlake od čela navlake (ostaci
alohtona na autohtonu), tj. erozioni ostatak alohtona na autohtonu ispred čela navlake,
- Tektonski prozor (okno) (Window) - mesto na kojem je erozijom uklonjen deo alohtona
tako da na površini izdanjuju stene podloge.
- Koren navlake - mesto odakle je navlačenje krenulo - deo navlake koji se nalazi u
graničnom prostoru sa susednom jedinicom. Obično je poremećen i pokriven drugim
strukturnim jedinicama.
Navlačni rased (thrust fault - navlaka) je specifičan tip reversnog raseda sa izrazito
blago nagnutom rasednom površinom.
Tipične za kompresioni tektonski režim gde dolazi do sažimanja kore u horizontalnom smeru.
- Krovinsko krilo se transportuje preko podinskog krila sa pomeranjem dominantno u
smeru nagiba (dip-slip - klizanje po padu (nagibu)).
- Navlake odlikuje relativno veliki horizontalni pomak (>5 km do nekoliko 10- taka i
čak do stotinu kilometara), ali se termin “thrust” često koristi i za strukture manjih razmera.
Sl. 348. Elementi navlake i navlačnih terena
Navlake se retko kada javljaju izolovane.
Set navlaka koje dele iste litološke i/ill strukturne karakterisitke naziva se navlačni kompleks.

254. 254/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Navlačni rased u bazi čitavog kompleksa naziva se décollement ili detachment fault.



Sl. 349. Profil navlake sa bazalnim dekolmanom. Područje ispod dekolmana je nedeformisana osnovna
stena. Deformacije iznad dekolmana nastale su usled kompresije.
Formiraju dugačke,linearne zone poznate kao navlačni pojas (fold-and-thrust belt, thrust belt).
Orogenetski pojasevi.
- Foreland bazeni uz orogenetske pojaseve.
- Akrecijske prizme uz subdukcijske zone.





































Sl. 350. Navlake - primeri
4.4.3.5. Pukotine

Pukotine su planarne deformacione strukture koje nastaju putem krtog loma u
mineralima, stenama i stenskim masama, čime se bitno smanjuje njihov primarni fizički
kontinuitet, odnosno kohezija. Pukotine nastaju kada sile kojima je stenska masa izložena
prekorače određenu granicu čvrstoće, i dolazi do loma. Te sile su najčešće tektonskog porekla.

Pukotine u stenskim masama čine grupe koje se nazivaju familije ili sistemi pukotina.

Pukotina je ravan diskontintinuiteta po kojoj nije, za razliku od paraklaze raseda, došlo
do većih pomaka u stenskoj masi. Po načinu postanka pukotine se dele na:
• primarne ili dijagenetske, nastale u fazi formiranja stena i
• sekundarne, nastale zbog endo i egzogenih uticaja na već formiranu stenu.

Pukotine su mehanički diskontinuiteti stenske mase, po kojima je kretanje toliko malo
da se može zanemariti u datom veličinskom području posmatranja. Dakle, za razliku od
raseda, pukotine su razlomi, po kojima „nije došlo“ do kretanja blokova stenske mase.

Sistem pukotina je veća grupa diskontinuiteta koja obuhvata sve pukotine u
odgovarajućem području stenske mase. Čine ga grupe (familije) istih ili različitih
pukotina koje se međusobno presecaju. Ukrštanjem više grupa pukotina stenska masa se

255. 255/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
deli u manje ili veće blokove. Takav deo stenske mase, oivičen sa svih strana pukotinama,
naziva se monolit (grč. monos - jedan, lithos - kamen, iz jednog komada).

Proučavanje i poznavanje ispucalosti stenskih masa ima veliki značaj kod izvođenja
radova u njima (bušenje, injektiranje...) kao i za prognozu razvoja savremenih
geodinamičkih procesa (površinsko raspadanje, klizanje, odronjavanje i sl).

U genetskom pogledu ispucalost može biti primarna, tektonska, ispucalost fizičko -
mehaničkog i hemijskog raspadanja, gravitacijska, tehnogena i druga ispucalost.
Primarna (dijagenetska) ispucalost - sedimentne stene odlikuje slojevitost. Ispoljava se
slojnim površinama pravilnog prostornog rasporeda, velikom dužinom pružanja i malim
razmakom između slojnih ravni (površina) bez pukotinskih ispuna.

Tektonska (sekundarna) ispucalost je najzastupljeniji vid diskontinuiteta. Javlja se u
rasedima ili pukotinama smicanja. Takve rupture mogu biti vrlo duge, široke i duboke.
Obično se pojavljuju pojedinačno ili u grupama ili sistemima, često uglačanih zidova sa strijama.





Sl. 351. Pukotine - planarne deformacione strukture u stenama - posledica krtog loma
Sl. 352. Tektonske koordinate i troosni ellipsoid deformacija
Prema načinu postanka - geneze pukotina, pukotine se dele (po kinematici njihovog
nastanka) na: tenzione, kompresione i pukotine smicanja.

256. 256/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)












Sl.353. Klasifikacija pukotina




















Sl.354. Klasifikacija pukotina - opis


















Sl. 355. Endokinetičke (primarne) pukotine

257. 257/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
























Sl. 356. Pukotine u naboranim stenama
Sl. 357. Egzokinetičke (sekundarne) pukotine
 Tenzione pukotine (zatezanja) nastaju u ravni koja je normalna na ravan
maksimalne tenzije.
 Kompresione (pritisne) ili relaksacione pukotine nastaju u ravni normalnoj na osu
maksimalne kompresije. Karakteriše ih to što zjape, ili je taj otvor zapunjen nekim
sekundarnim materijalom - kalcit, itd.

258. 258/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)














Sl. 358. Sistemi tenzionih pukotina zapunjenih kalcitom, Vardarska zona, zapadna Srbija
Pukotine smicanja nastaju u h0l ravnima, koje sa osama maksimalne tenzije i
maksimalne kompresije (tektonske ose c i а) teorijski zaklapaju ugao od 45°.
Tipične konfiguracije međusobnog odnosa (sečenja) pukotina su:
• Y preseci, koji nastajaju pri kontrakciji stene (konfiguracija ivica je pod uglom 120°
ima najmanu moguću energiju).
• X preseci, nastaju, kada se pod oštrim uglom seku dve družine sistematskih pukotina i


Sl.359. Konjugovani sistem kliznih pukotina u peridotitima, ofioliti Vardarske zone, zapadna Srbija

• T preseci nastaju pri sečenju pravougaonih dužina pukotina. Pažnja: “presečena”
pukotina je mlađa i manja.

Pukotine u vidu manjih pukotina koje su simetrične ili asimetrične u vidu („konjskog repa“).
Peraste strukture su morfološki oblici koji liče na ptičija pera, a javljaju se na površi
pukotine (plumose - perast).













Sl.360. Peraste strukture pukotina
Klasifikuju se prema položaju u odnosu na sloj u kojem se nalaze: poprečne, uzdužne,
dijagonalne.

Pukotine većih dimenzija su dijaklaze, a manjih, leptoklaze.

259. 259/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Uzroci postanka su: ekspanzija, apsorpcija vode, hlađenje, stezanje i rastezanje, propratna
pojava drugih tektonskih pojava (rasedi, bore, navlake).

Ako su naknadno ispunjene drugom mineralnom masom nastaju žile ili žice.
Analizu rasporeda, orijentacije i učestalosti pukotina - definisanje setova, odnosno
sistema pukotina.
Osim podataka o orijentaciji i rasporedu setova pukotina, za potpunu analizu pukotina
potrebno je odrediti i
- dužinu pukotina,
- otvorenost pukotina,
- veličinu razmaka među pojedinim pukotinama (odnosno učestalost pukotina) i
- gustinu pukotina, kao i ustanoviti menja li se koji od ovih parametara s obzirom na:
- promenu petrografskog sastava stena,
- promenu debljine slojeva i dr.
Učestalost pukotina istog seta moguće je izraziti pomoću prosečnog razmaka među
pukotinama toga seta, merenjem po pravcu normalno na pružanje seta.
Takođe, učestalost pukotina istog seta moguće je izraziti brojanjem pukotina tog seta
unutar određenog “standardnog” okvira posmatranja (npr. unutar kruga, kvadrata i sl.).
Korištenjem ovakvog standardizovanog okvira posmatranja moguće je izraziti i gustinu
pojedinog seta pukotina (ρp), kao odnos kumulativne dužine pukotina odgovarajućeg
seta (L) i površine kruga posmatranja:
ρp = L / r
2
π




Sl. 361. Pukotine - elementi učestalosti

260. 260/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)




































Sl.362. Prikaz vrsta pukotina

1. Tenzione (zatezne) pukotine: zidovi ovih pukotina orijentisani su normalno na
najkraću osu elipsoida naprezanja (osa Ń).




Sl. 363. Tenzione (zatezne) pukotine u krečnjacima

„Y“ preseci, koji nastajaju pri
kontrakciji stene (konfiguracija ivica
je pod uglom 120° ima najmanju
moguću energiju).

„X“ preseci, nastaju, kada se pod
oštrim uglom seku dve družine
sistematskih pukotina

„T“ preseci nastaju pri sečenju
pravougaonih dužina pukotina.

Pažnja: “presečena” pukotina je
mlaĎa i manja!

Skup više manjih i jedne veće
pukotine koje su simetrične ili
asimetrične u vidu („konjskog repa“).

„Peraste strukture“
su morfološki oblici koji liče na ptičija
pera, a javljaju se na površi pukotine
(plumose-
perast).

Vrste pukotina

261. 261/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
2. Kompresione (pritisne) ili stilolitske pukotine: zidovi ovih pukotina orijentsani su
normalno na najdužu osu elipsoida naprezanja (osa Ń1).






















Sl.364. Kompresione (pritisne) ili stilolitske pukotine

Veličina oštrog ugla između perastih pukotina i rasedne površine najčešće je 45°. Pri tom
važi da smer zatvaranja ovog oštrog ugla odgovara i smeru pomaka rasednog krila u
kojem posmatramo taj ugao.
3. Smičuće pukotine: najčešće se javljaju kao konjugovani parovi pukotina čiji oštar
ugao razdeljuje najduža naprezanja (osa Ń1).














Sl. 365. Smičuće pukotine
4.4.3.6. Uticaj strukturno tektonskih elemenata na građevine
Slojevi, bore, rasedi, navlake i pukotine determinišu niz pojava kao što su pravci toka
podzemnih voda, raspodela podzemnih napona, mogućnost klizanja, prevrtanja, odrona,
loma itd.
Bora koncentriše materijal na užem prostoru, stvara povoljne uslove za akumulaciju
vode, nafte i sl. Pojačava ili ublažuje napone, ponekad može stvoriti uslove za gorski udar.
Rased uvek komplikuje strukturu terena, razbija homogenost, smanjuje stabilnost,
povećava sekundarnu propusnost i sl. Zatvoreni rased omogućuje nagomilavanje vode ili

262. 262/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
gasa a otvoreni poboljšava prohodnost gasova i tečnosti (izvori, terme, ponori) zavisno
od ostalih uslova. Rased pojačava delovanje potresa.
Navlaka je kombinacija bore i raseda, pa je i njeno delovanje takvo - kombinovano.
Pukotine rastresaju (razrahljuju) teren i kao takav je manje pogodan za građenje.
Upravo zbog toga je izuzetno veliki značaj definisanje prostornog odnosa objekta i svih
strukturno-tektonskih elemenata u njegovom okruženju.
Sl.366. Uticaj strukturno-tektonskih elemenata na stabilnost građevine - stabilnost kosina useka i
zaseka.+ povoljan položaj;- nepovoljan položaj
4.5. MAGMATSKI POKRETI
Stopljeni materijal (magma) iz dubine Zemlje, koji se pokreće usled promena toplotnog
režima, teži da se penje ka Zemljinoj površini, ili biva utisnut u stene litosfere pa se tu
hladi ili se izliva na površinu. Stene nastale konsolidacijom rastopa u dubini, nazivamo
plutonskim, a ceo proces plutonizmom. Izlivanje magmatskog rastopa na površinu Zemlje
nazivamo vulkanizmom, a stene obrazovane na ovakav način vulkanskim stenama.
Glavne magmatske površinske manifestacije su: vulkani, izlivi, gejziri i topla vrela, sulfatare....

4.5.1. Vulkanizam
Vulkani nastaju kao posledica tektonske aktivnosti Zemljine unutrašnjosti. Tektonska
aktivnost najizraženija je u graničnim zonama pojedinih tektonskih ploča na mestima
subdukcije (podvlačenja) i spreadinga (razdvajanja-razmicanja). Sve procese vezane za
izbacivanje čvrstog, tekućeg i gasovitog užarenog materijala na površinu Zemlje
nazivamo vulkanizam.
Vulkanizam je jdna od pojava na Zemlji koja je verovatno najviše privlačila čovekovu
pažnju od njegovog postanka pa sve do današnjih dana. Izlivanje usijane mase na
površinu Zemlje, često praćeno snažnim eksplozijama, u čoveku izaziva strah, ali i stalnu
želju da sazna nešto više o ovoj pojavi. Danas, na osnovu proučavanja savremenih
vulkana ili produkata nastalih delovanjem onih iz geološke prošlosti, možemo dati neke
odgovore o uzrocima i mehanizmu vulkanskih erupcija, kao i o područjima na Zemlji na
kojima do njih dolazi.





Sl.367. Nastanak v ulkana u zoni
subdukcije









Kada pritisak rastopljenih stena ispod površine zemlje postane prevelik, starije stene,
obično u pratnji lave i gasova, izlaze kroz pukotinu ili otvor u Zemljinoj kori. “Vulkan”
je pojam koji opisuje pukotinu i tipičan kupasti oblik planine nastao kao posledica
prelivanja lave, starijih stena i vulkanskog pepela kroz milione godina. Više od 80%
materijala od kojeg je građena Zemljina kora dolazi iz vulkana. Tokom geološke istoriju
nebrojene vulkanske erupcije formirale su morsko dno i neke planine, a izduvni gasovi iz
UCS variation in blocks of slate with well-defined cleavage

263. 263/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
vulkana zaslužni su za formiranje Zemljine atmosfere. Smatra se da pojam “vulkan”
dolazi od imena Vulcano koji predstavlja vulkansko ostrvo u Italiji. Ipak, originalno, sam
pojam vulkan potiče od imena Vulcan (bog vatre i kovačkog zanata u rimskoj mitologiji).
Deo geologije koji proučava vulkane naziva se vulkanologija (eng. vulcanology).

Vulkan uglavnom ukratko definišemo kao završetak dugačke pukotine duž koje lava
izbija na površinu. Pri tom, lava se može izliti na kopno - to su subaerski ili na dno mora
ili okeana - submarinski vulkani.
U opštem slučaju vulkan poseduje vulkansku kupu, krater (ili grotlo), dovodni kanal i
vulkansko ognjište. Oko postojanja ognjišta postoje različita mišljenja, ali jedna od
ključnih činjenica koja ide u prilog njegovom postojanju su potpuno različiti tipovi
vulkanskih erupcija kod lokacijski bliskih vulkana.
Ovakva slika je krajnje uopštena, s obzirom da neki vulkani i nemaju izraženu kupu.
Ukoliko je ima, ona može biti različitih dimenzija, od veoma niskih (stotinak metara), do
gigantskih, kakvu ima havajski vulkan Mauna-loa. Kupa ovog vulkana izdiže se preko
4.100 m iznad nivoa mora, a može se pratiti još 4-5.000 m ispod mora. Inače, najveći
evropski vulkan je Etna na Siciliji, sa kupom prečnika oko 40 km i visine 3.280 m. Kupe
nekih vulkana mogu biti raznete eksplozijom ili delimično urušene, pa se tako formiraju
široki krateri - kaldere, kod drugih, pak, kupe skoro i da ne postoje - lava se izliva duž
pukotina koje mogu biti dugačke i preko 100 km.
Vulkani se na površini Zemlje ne pojavljuju bez nekakvog reda i smisla. Najčešće je
vulkanizam vezan za granice ploča litosfere.
Najintenzivniji vulkanizam, što je jasno ukoliko poznajemo kretanje ploča, javiće se u
zoni srednjookeanskog grebena (atlantski greben i dr.). Ovi vulkani su submarinski i retko
se vide na površini. Vulkanizam na konvergentnim granicama ploča, kao što su
subdukcije okeanske pod kontinentalnu i okeanske
pod okeansku ploču, lakše se registruje na površini i
to su poznate zone na primer u takozvanom
„Vatrenom pojasu Pacifika". Postoje i vulkani koji se
pojavljuju iznad usamljenih „toplih tačaka" (zona
poremećenih toplotnih tokova ispod Zemljine kore),
kao što su havajski ili neki vulkani na kontinentalnim
pločama.
Sl.368. Vulkan - osnovni elementi
Vulkanske zone su:
- Vatreni pojas Pacifika,
- Atlanska vulkanska oblast,
- Sredozemna vulkanska oblast i
- Istočnoafrička vulkanska ploča.
Vulkani su vidljivi dokazi aktivnosti planete koji izbacuju magmu iz Zemlje. Magma je
užarena žitka masa rastopljenih stena koja se diže kroz pukotine i pod uticajem
pritiskaka izbija na površinu. Vulkani nastaju na mestima gde se dve ploče razmiču, a
erupcije vulkana su vrlo snažne i razorne.

- Najviši vulkan na svetu je Mauna Loa na ostrvu Havaji (Hawai) čija visina iznosi 17
km od morskog dna.
-1883. godine eruptirao je vulkan Krakatau u Indoneziji, a to je najjača erupcija
zabeležena do danas

264. 264/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Sl. 369. Glavne vulkanske oblasti
Tabela 23 - Mesta nastanka vulkana







Tipovi vulkana
Prema načinu postanka, kao i prema obliku kupe i kratera, vulkane razvrstavamo u 3 grupe:

Eksplozivni tip - vulkani koji postaju eksplozijom lave, gasova i
pare, pri čemu je lava zastupljena u manjoj meri. Izbačeni materijal
je raspršen u komade, blokove, pa i prašinu, koji se zajedno sa
gasovima sliva (posle eksplozije) niz padine vulkana, formirajući kružni
prstenasti bedem oko kratera.
Lavični tip - vulkani kod kojih se aktivnost
vulkana ogleda pretežno u izlivanju lave, dok su
erupcije odsutne. Ovaj tip vulkana najčešće
formira ploče i platoe oko kratera, tako da su
kupe skoro sasvim odsutne. Ovaj tip vulkana je
na Havajima (npr. Mauna Kea).

Mešoviti tip ili stratovulkan - tip vulkana kod koga se
javljaju i eksplozivni i lavični vid vulkanske aktivnosti.
Njegova kupa je zato složenog karaktera: u njenom
sastavu se javljaju naizmenično naslagani lava i
eksplozivni materijal (Vezuv, Etna).
Razni autori i izvori proučavanja vulkana vrše podele
po više faktora ispitivanja i proučavanja, jedno od
podela vulkana prikazana je na slici 287.



NAZIV ERUPCIJA MESTO
Mauna Loa stalne erupcije ostrvo Hawaii, SAD
St. Helens stalne erupcije SAD
Piton De La Fournaise stalne erupcije ostrvo Reunion

265. 265/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)














Sl. 370. Tipovi vulkana - jedna od mogućih podela
Podela vulkana po aktivnosti:

 Aktivni - koji danas rade,
 Pritajeni - koji su u privremenom mirovanju i
 Ugasli - koji su radili u praistorijskom vremenu Zemlje.









Sl.371. Podela vulkana po aktivnosti i ugašeni vulkani u Srbiji
Po mestu izbijanja lave
Tabela 24 - Podela vulkana po mestu izbijanja lave












Prema radu sadašnjih vulkana sve erupcije mogu se grupisati u sedam osnovnih tipova:
1. Strombolski tip (po vulkanu Stromboli u Sredozemlju) se odlikuje ritmičkim
kretanjem lave u krateru i ritmičkim obnavljanjem erupcija.
2. Vulkanološki tip (po vulkanu Vulkano u Sredozemlju) odlikuje se jakim erupcijama
koje izbacuju na površinu ogromne količine vulkanskog materijala.
3. Havajski tip (po vulkanima na Havajima) odlikuje se mirnim erupcijama, odnosno
izlivima bazične lave.
Po mestu izbijanja lave
1.
Podmorski-koji se javljaju na dnu mora i okeana. Vulkani koji nastaju
ispod nivoa mora ili okeana nemaju izgleda da zadrže svoj oblik duži
vremenski period nakon prestanka erupcije, jer ih nagriza slana
morska voda, a kupe (vrhovi) koje izađu iznad nivoa vode postaju
žrtve kretanja talasa (erupcija podmorskog vulkana Marsili)

2.
Kopneni - koji se javljaju na površini kopna
Najveći kopneni vulkan Kalimandžaro

3.
Priobalni - koji se javljaju duž kopnenih i okeanskih oboda
Primer priobalnog vulkana

266. 266/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
4. Vezuvski tip (po Vezuvu u Italiji) je složeni tip rada vulkana. Odlikuje se
naizmeničnim izlivima lave i eksplozijama koje daju raskomadani vulkanski materijal,
stvarajući na taj način složeni tip vulkanske kupe.
5. Pelaški tip (po vulkanu Mon Pele na Karibima) ogleda se u formiranju igličaste
stubaste lave, koja se konsoliduje kao stub iznad kratera. Ovaj tip odlikuje se snažnom
eksplozijom i pojavom užarenih oblaka pare i gasova iz kojih se zatim konsoliduje
stubasto telo na vrhu kratera.
6. Banjdajsanski tip (po vulkanu Banjdajsan u Japanu) odlikuje se izuzetno razornim
erupcijama, bez pojave lave (Krakatau 1883).
7. Islandski tip (po Islandskim vulkanima) kada lava lagano ističe iz pukotina.

Na tip vulkanske aktivnosti posebno utiču gasovi:
- izbijanje magme na Zemljinu površinu naziva se erupcija, može biti mirna (Havaji), ali
i eksplozivna - to zavisi od količine vodene pare u lavi,
- ako magma sadrži velike količine vodene pare (90% svih gasova čini vodena para),
erupciju prati tutnjava i lakši potresi (eksplozija),
- iz vulkana izbija ogromna količina piroklastičnog materijala,
- od velikih količina vodene pare nastaju veliki oblaci iz kojih, uz munje i gromove, pada kiša,
- kada se ta kiša pomeša sa pepelom, stvara vrelu kašu koja putuje niz padinu (lahari),
- nakon toga svega izbija magma (lava) i
- ako je magma gusta, hladi se i nastaje čep u krateru, pritisak raste = eksplozija.
Tabela 25 - Podela vulkana po vrsti erupcije












PODELA VULKANA PO VRSTI ERUPCIJE
Rb Tip erupcije vulkanske lave Slika
1.
Strombolski tip - male, ali
česte erupcije
2.
Vulkanološki tip - gusta lava formira kratke
tokove
3.
Havajski tip - kada se
lava lagano izliva preko
ruba vulkana

4.
Vezuvski tip - snažne
erupcije nakon dugog
perioda mirovanja

5.
Pelaški tip - burne erupcije propraćene
izbacivanjem materijala
koji se velikom brzinom
kreće niz vulkansku kupu

6.
Banjdajsanski tip - odlikuje se izuzetno
razornim erupcijama, bez pojave lave
7.
Islandski tip - kada lava lagano ističe iz
pukotina

267. 267/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Lakoisparljivi sastojci mogu u zonama ugašenih vulkana da izbijaju na površinu u obliku
takozvanih fumarola, kao što je to slučaj u Dolini deset hiljada dimova na Aljasci.
Specifičan vid ovih pojava su sulfatare - mesta izbijanja sumporvodonika. Ovom
prilikom dolazi do stvaranja naslaga elementarnog sumpora na površini Zemlje. Nekada
ove koncentracije mogu biti i ekonomski značajne.

Blizina nedovoljno ohlađenog magmatskog tela može da prouzrokuje pojavu toplih
izvora. Vode koje potiču od lakoisparljivih magmatskih komponenata (juvenilne) ili vode
atmosferskog porekla koje poniru u dubinu i tamo se zagrevaju (vadozne), mogu da se
pojave na površini u vidu toplih izvora. Specifičan vid ovih izvora su gejziri, kod kojih
topla voda povremeno izbija pod velikim pritiskom koji stvaraju gasovi kojima je ona
obogaćena u dubini. Najpoznatiji gejziri su oni u Jeloustonskom parku (SAD) i na
Islandu, a „gejzir" koji se nalazi kod nas u Sijarinskoj banji ustvari je nastao veštački
(topla voda izbija duž istražne bušotine).
Važno je poznavati prirodne opasnosti (eng. natural hazards), kao što su poplave, suše i
oluje (uragani, tajfuni), a medu njima značajno mesto zauzimaju geološke opasnosti (eng.
geological hazard). Tri su prirodne opasnosti geološkog tipa. To su potresi, vulkanske
erupcije i klizišta i odroni. Zato je za njihovo prognoziranje, praćenje i procenu rizika,
kao i tehničko savetovanje i kontrolu, neophodno poznavanje geonauke.

Postvulkanske pojave

To su pojave koje označavaju završnu fazu vulkanske aktivnosti u jednoj oblasti. Među
njima treba izdvojiti: gejzire, fumarole, solfatare, termalne izvore, sufione...























Sl. 372. Vulkanska zona havajskih vulkana

4.5.2. Gejziri

Gejzir (islandski. geysa - vrtlog, tok) je geotermalni izvor na Zemljinoj površini koji u manje
ili više redovinim vremenskim razmacima izbacuje kipuću vodu i paru kao fontanu u vazduh.

268. 268/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Ime gejzir je dobio po Islandskom izvoru Geysir. Gejziri se nalaze uglavnom na
vulkansko aktivnim područjima (Island, Novi Zeland, Čile, Nacionalni park Yellowstone
u SAD- u.
Sl.373. Gejzir
Mnogi naučnici ovu pojavu upoređuju sa pojmom fontane kako bi na što jednostavniji
način objasnili funkcionisanje rada gejzira. Gejziri su oblik prirodne pojave koja za svoj
„rad“ zahtevaju kombinaciju topline, vode i podzemnih tunela koji zajedno deluju poput cevi.
Kako su gejziri vrlo retka pojava treba napomenuti da se nalaze u blizini aktivnih
vulkanskih područja. Jedan od glavnog razloga zbog kojeg dolazi do samog efekta gejzira
je blizina magme. Do eksplozije gejzira dolazi kada površinske vode dođu u kontakt sa
vrućim stenama gde započinje zagrejavanje vode. Deo vode koji je u dodiru sa vrućom
stenom pretvara se lagano u paru i nastaje jak pritisak (povišeni pritisak), dolazi do
podizanja kipuće vode/pare kroz pukotine na površinu. Iz raznih razloga erupcije gejzira
mogu nestati ili se promeniti. Neki su izbacivali vodu u visinu do 500 metara, iako taj
postotak čini manji broj gejzira.
U svetu je poznato više od 1000 gejzira od kojih se 50% nalazi na teritoriju SAD-a, a
nalaze se uglavnom na vulkansko aktivnim područjima. Najpoznatiji američki gejzir zove
se Old Faithful smešten u Nacionalnom parku Jelouston (100 gejzira i 3.400 termalnih
izvora, na površini od oko 8.000 km²) u američkoj saveznoj državi Vajoming. Njegove
erupcije su uobičajena pojava i pojavljuju se otprilike svakih 60-ak minuta. U
nacionalnom parku Jelouston nalazi se najviši aktivni gejzir na svetu - gejzir "Parobrod"
sa maksimalnom visinom mlaza od 60 do 115 metara.
Ostali poznati gejziri su: Dolina Gejzira (poluostrvo Kamčatka, Rusija, Azija), El Tatio,
(Čile, Južna Amerika), Vulkansko područje Taupo (Severno ostrvo, Novi Zeland,
Okeanija), Haukadalura (Island, Evropa) i ostali manji. Generalno - najpoznatiji su gejziri
na Islandu. Manji postotak gejzira ima mogućnost erupcija do visine od 500 metara.
Ovakav termalni izvor u pojedinim zemljama može služiti kao voda koja se upotrebljava
za centralno grejanje kao što je to na Islandu. Osim za grejanje koriste se za grejanje
dvorana i staklenika. Takođe, gejziri su postali zanimljiva atrakcija koja oduševljava
turiste širom sveta.
Gejzir Vaimangu nalazi se na Novom Zelandu, a poslednja erupcija bila je 1904 i tada je
postigao rekordnu visinu mlaza od 457 m, dok je masa izbačene vode iznosila 800 tona.

4.5.3. Fumarole
Fumarola (od latinskog fumus - dim) je pukotina (ventil) na zemljinoj površini iz kojih
šište vulkanske pare i gasovi. U zavisnosti od hemijskog sastava gasova, dele se
na: sulfatare i mofete.

269. 269/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Magma koja leži relativno blizu površine, je uzročnik vodene pare jer ona zagrejava
podzemne vode, koje pod pritiskom pronalaze put da izbiju na površinu. Sa druge strane
gasovi kao ugljen dioksid, sumporni dioksid i sumporovodik najčešće se emituju direktno
iz magme. Fumarole su često prisutne u blizini aktivnih vulkana za vreme razdoblja
njihovog relativnog mirovanja između dveju erupcija.

Fumarole su usko povezane s termalnim izvorima i gejzirima. U područjima gde se nivo
podzemnih voda diže blizu površine, fumarole mogu postati vruća vrela. Fumarola bogata
sumpornim gasovima zove se sulfatara, a fumarola bogata ugljenim dioksidom zove mofeta.
a) Sulfatare, str. mesta gde pored vodene pare izbija i sumporna kiselina, kao i sumpor-
vodonik. Sublimacijom iz pare i gasova izdvaja se sumpor i tako deponuje oko mesta
izbijanja, formirajući sulfatare. Najznačajnije sulfatare nalaze se u bližoj okolini Vezuva,
poznata kao Pucuola. Jedna manja sulfatna nalazišta nalaze se u Koselju kod Ohrida.
Zbog karakterističnog mirisa - na pokvarena jaja, su vrlo prepoznatljive. Predstavljaju
eshalacije pregrejane vodene pare i drugih vulkanskih gasova, pre svega CO2 i H2S. Ime
su dobile po vulkanu Sulfatari u Flegrejskim poljima, gde iz pukotina sa dna kratera izbija
vodena para (temperature od 130 - 165
0
C) i vulkanski gasovi. Neposredno oko pukotina
obara se i nagomilava sumpor.













Sl.374. Šematski prikaz gejzira i fumarole
b) Mofete su mesta gde iz pukotina izbija uglavnom hladnija ugljenična kiselina, čija je
temperatura niža od 100 ºC. Ako ugljenična kiselina nije slobodna, već je rastvorena u
običnoj ili mineralnoj vodi, javljaju se kiseljaci. Poznata je mofeta Pseća pećina u okolini
Napulja, u kojoj se pas brzo uguši, pošto se ugljen dioksid, kao teži, nagomilava na
pećinskom podu. Za čoveka nema opasnosti, pošto je viši od sloja ugljen dioksida.













Sl.375. Šematski prikaz sistema hidrotermalnih vulkana - postvulkanske pojave.

270. 270/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
4.5.4. Sufioni - mesta gde izbijaju vodena para udružena sa metanom, ugljenom i
sumpornom kiselinom. Od drugih postvulkanskih, gasnih pojava se razlikuju po tome što
gasove izbacuju visoko, gde se oni kondenzuju i vraćaju u omanji basen najčešće kružnog
izgleda. U ovim basenima se izdvaja borna kiselina pogodna za eksploataciju.
Temperatura sufiona kreće se od 100 do 175 ºC.














Sl. 376. Šematski prikaz sufiona, gejzira i fumarole

4.5.5.Termalni izvori - izvori koji imaju temperaturu višu od srednje godišnje
temperature vazduha određenog mesta. Voda termalnih izvora može biti juvenilnog
porekla (nova ili mlada voda - nastala kondenzacijom iz magme) ili vodoznog (od
atmosferske vode koja je dospela na dubinu, zagrejala se i vratila na površinu). Ove vode
obično su bogate mineralnim materijama, pa se koriste kao lečilišta - banje. Srbija je
veoma bogata termalnim vodama što svedoči o jakoj vulkanskoj aktivnosti u prošlosti.
Po visokoj temperaturi poznate su Vranjska Banja 94º, Sijarinska Banja 71º, Jošanička
Banja 78º, Lukovska Banja 56-63
0
C i dr.

Toplotna energija termalnih izvora koristi se u novije vreme i za pokretanje turboagregata
i dobijanje eklektrične energije: Italija u oblasti Toskane, Kalifornija (SAD), Kamčatka
(Rusija).
Izlučivanjem i taloženjem mineralnih materija, rastvorenih u vreloj vodi, oko kratera
gejzira, formiraju se raznovrsni oblici. Najčešće se izlučuju karbonatne materije i talože
u obliku bigrenih naslaga i aragonita, koji se izlučuje samo iz toplih izvora, čija je
temperatura veća od 30
0
C.














Sl.377. Gejzir u Sijarinskoj Banji, Srbija - 71
0
C

271. 271/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
4.6. SEIZMIČKI POTRESI - ZEMLJOTRESI

Potresi su iznenadna i kratkotrajna podrhtavanja Zemljine površine (tla) prouzrokovana
poremećajima i pokretima u Zemljinoj kori i litosferi, a zbivaju se oko granica ploča na
mestima raseda. Na mestima dodira ploča dolazi do potresa i nastajanja vulkana.
Drugi naziv za zemljotrese su seizmički pokreti (grč. seizmos - potres).
Zemljotresi ulaze u red najstrašnijih prirodnih katastrofa koje se dešavaju na Zemljinoj
površini, zbog čega su još od iskona privlačili pažnju ljudskog roda. Usled toga podatke
o zemljotresima nalazimo u zapisima starim više hiljada godina. Nasuprot
rasprostranjenom uverenju da su to retke pojave, oni se dešavaju vrlo često, ali njihov
najveći broj je slabog intenziteta i javlja se na relativno malim površinama kopnenih
prostora ili okeanskog dna. Intenzivnije proučavanje zemljotresa počinje tek u 19. i 20. veku.
Osnovni uzroci nastanka zemljotresa vezani su za tektonske, odnosno geodinamičke
procese sučeljavanja (sudaranja) kontinenata. Na širem prostoru Mediterana (posebno
njegovom severnom obodu), na primer, manifestuje se efekat sučeljavanja Evropske i
Afričke megaploče, odnosno kontinenta. Kao posledica ovih procesa, u zoni sučeljavanja
nastaju enormno velika naponska polja u stenama, koja uslovljavaju lom stene u
oslabljenim zonama, u momentu kada dostignuti nivo napona prevaziđe čvrstoću stenske
mase. Pucanjem stene oslobađa se ogromna količina seizmičke energije u obliku
seizmičkih talasa, nastaju pukotine u steni (rasedi), kao i propratni efekti (posebno kod
jakih zemljotresa) na zemljinoj površi - rušenje objekata, aktiviranje klizišta u tlu, odrona
stena na padinama, cunami talasa na moru i sl.














Sl.378. Posledice potresa u Northridgeu, Kalifornija 1994.

Zahvaljujući seizmologiji, nauci koja proučava uzroke pojavljivanja, kao i načine i
posledice podrhtavanja - trešenje tla, danas je omogućeno merenje zemljotresa, a u skorije
vreme, nadamo se, i njihovo predviđanje.

4.6.1. Podela nastanka zemljotresa

Potresi mogu biti prirodni i veštački izazvani.
Na osnovu postanka ili uzroka pojavljivanja, zemljotresi ili trusovi dele se na: tektonske,
vulkanske, urvinske i veštačke (tehnogene).
Tektonski zemljotresi su najzastupljeniji - čine oko 90 % svih potresa i izazivaju
najveća rušilacka delovanja. Javljaju se (nastaju) u područjima za koja su vezani orogeni
pokreti, kao i na granicama tektonskih ploča.
Vulkanski zemljotresi se javljaju kao posledica vulkanskih aktivnosti (kretanje magme
prema površini), razaranja vulkanskih kupa ili kao neposredni prethodnici erupcija. Ova
grupa zemljotresa je druga po učestalosti (pojavljivanju) i učestvuje sa 7% u ukupnom
broju zemljotresa.

272. 272/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Urvinski (kolapsni) zemljotresi nastaju u kraškim predelima, odnosno u podzemnim
kraškim oblicima, kao što su jame, kaverne i pećine. Nastaju kao posledica obrušavanja
pećinskih tavanica pod uticajem podzemnih voda - proširujući šupljine u podzemnim
kraškim oblicima, zbog čega se njihova stabilnost narušava (smanjuje) i dolazi do
obrušavanja/urušavanja. Ovako nastali potresi prenose se na površinu. Lokalnog su
značaja, plitki, male energije - slabijeg intenziteta. Učestvuju sa oko 3% u ukupnom broju
zemljotresa.
Veštački (tehnogeni - antropogeni) zemljotresi su izazvani delovanjem čoveka. Nastaju
prilikom eksplozija, od kojih su najčešće podzemne atomske eksplozije, kao posledica
miniranja prilikom eksploatacije mineralnih sirovina ili izgradnje kapitalnih objekata. Ovi
potresi su sasvim slabog intenziteta - izazvani klasičnim eksplozivom (vrlo slabi) ili
nuklearnim eksplozijama (snažni).


























Sl.379. Podela zemljotresa
Gde se događaju potresi:
1 - Većina potresa događa se uz granice okeanske i kontinentalne ploče.
2 - Duž raseda: normalni, reverzni, transformacioni.
Zemljotresi se ispoljavaju na površini Zemlje, ali nastaju duboko u njenoj unutrašnjosti.

Mesto u Zemljinoj kori gde nastaje potres naziva se hipocentar (grč. hypo - ispod) ili
žarište ili fokus. Obično se nalazi na dubini od oko 70 km. U žarištu (hipocentru) nastaju
udarni talasi (longitudinalni i transverzalni seizmicki talasi) koji se šire u svim pravcima.
Snaga potresnog udara zavisi od karakteristika stena, ...
Mesto na površini neposredno iznad hipocentra, gde se zemljotres oseća najjače, naziva
se epicentar (grč. epi - na, iznad), a okolna oblast je epicentralna oblast.




Sl.380. Elementi zemljotresa - pukotine i talasi

273. 273/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)











Sl.381. Elementi zemljotresa
Žarišta (hipocentre) delimo na:
- plitka do dubine 70 km, 85%
- srednje duboka od 70 do 300 km, 12%
- duboka od 300 do 700 km 3%
Pojava srednjih i dubokih potresa je samo (12 + 3) = 15% - jer su na toj dubini stene
rastopljene („plastični“ tokovi stena) - nisu u mogućnosti u takvom stanju iznenada
otpustiti energiju kao čvrste, tj. “krhke” površinske stene
Jačina zemljotresa meri se dvema skalama. Merkalijeva skala meri jačinu oštećenja i ima
12 stepeni. Rihterova skala meri jačinu – magnitudu (1- 9) samog zemljotresa.
Instrumenti kojima se meri jačina i trajanje zemljotresa nazivaju se seizmografi.





















Sl. 382. Seizmograf


Zemljotresi često prouzrokuju ljudske žrtve i veliku materijalnu štetu.
- Najjači zabeleženi potres (9,3 po Richteru) pogodio je Indoneziju, Sumatra 2004.

- Veoma jak zabeleženi potres (8,6 po Richteru) pogodio je Čile 1960.

274. 274/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Ukoliko se zemljotres desi na dnu mora ili okeana izaziva kretanje ogromnih količina
vode. Ta pokrenuta voda se kao kakav veliki zid obrušava na obalu rušeći sve pred sobom.
To je CUNAMI.

Sl. 383. Cunami - nastanak
4.6.2. Vrste seizmičkih talasa
Potres je talasasto kretanje - nastaje više vrsta talasa dva različita tipa talasa:
- površinski talasi - seizmički talasi koji putuju po Zemljinoj površini iz epicentra (kao
vodeni talasi kad se baci kamenčić u vodu)
- dubinski talasi (body waves) - seizmički talasi koji putuju kroz Zemljinu unutrašnjost
šireći se iz epicentra u svim pravcima (poput zvučnih talasa u vazduhu.
Dakle, seizmički talasi se, prema načinu na koji se prostiru kroz Zemljinu unutrašnjost,
dele na longitudinalne (ili undae primae), transverzalne (ili undae secundae) i
površinske talase.
Prilikom prostiranja longitudinalnih talasa, čestice sredine osciluju u pravcu kretanja
talasa. Drugačije se nazivaju i P - talasi, ili undae primae, zbog toga što prvi stižu do
seizmoloških stanica.



Sl.384. Prostiranje seizmičkih talasa kroz stensku masu
Čestice litosfere, prilikom prostiranja transverzalnih talasa, osciluju normalno na pravac
prostiranja talasa. Nazivaju se i S - talasi, ili undae secundae, zbog toga što oni u
seizmološke stanice dolaze posle longitudinalnih talasa.
Seizmički talasi se na seizmogramu razlikuju po tome što transverzalni talasi uvek kasne
za longitudinalnim. Razlog ovome je što se P - talasi prostiru kroz sredine svih agregatnih
stanja, dok se S - talasi ne prostiru kroz jezgro i omotač jezgra Zemlje.

275. 275/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Površinski, ili zapreminski, talasi prostiru se na taj način što oscilovanje čestica pokreće
određenu zapreminu Zemljine kore, i upravo oni su najrazorniji talasi.








Sl.385. P i S talasi - brzina širenja




































Sl.386. Vrsta seizmičkih talasa

276. 276/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Intenzitet zemljotresa odražava rušilački efekat zemljotresa na površini Zemlje. Izražava
se različitim skalama, od kojih se u Evropi primenjuju MCS i MSK - 64 skale od 12
stepeni.
Intenzitet potresa u epicentru označava se sa I0, a
na bilo kojem drugom mestu sa Im. Linije koje
spajaju sva mesta jednakog intenziteta potresa
zovu se izoseiste.


Sl.387. Izoseiste - žarište potresa (hipocentar, fokus)(H),
epicentar (E), III - VI - razlike u intenzitetu potresa (po
Holmesu)

Magnituda zemljotresa predstavlja jedinicu mere količine oslobođene energije u
hipocentru. Izražava se magnitudnom skalom Richtera koja ima 9 stepeni.

M = log10A(mm) + 3 log10 [8čt(s)] - 2.92
Na osnovu količine oslobođene energije jačina potresa u žarištu označava se magnitudom
- M. Tu meru definisao je Richter 1935. godine, pa se po njemu magnitudna skala naziva
još i Richterovom. Magnituda nekog potresa određuje se kao dekadni logaritam
maksimalne amplitude u odnosu na standardni (etalonski) potres, čija je magnituda 0 -
odnosno, najslabiji potresi sa oslobođenom energijom od oko 10
5
J imaju magnitudu 0.
Sto puta jači potresi imaju magnitudu 1, a 100x100 (10.000) jači magnitudu 2, i tako
redom. Brojevi 0, 1, 2, 3, .... u takvoj logaritamskoj skali označavaju magnitudu potresa.
Najjači potresi zabeženi na Zemlji u istorijsko vreme imali su magnitudu M = 9,5
(22.05.1960., u Čileu), dok potres koji se jedva oseti ima magnitudu 1.5. Odnos
magnitude M i intenziteta potresa u epicentru I0, zavisno od dubine žarišta, prema S.V.
Medvedevu (1965) moguće je odrediti formulom:
I0 = 1.5 M - 3.5 log h + 3
gde su: M - magnituda, h - dubina žarišta (km), I0 - intenzitet potresa u epicentru.

4.6.3 Seizmički moment

S obzirom da magnituda, kao parametar zemljotresa, ne izražava i spektralni sadržaj
seizmičkih talasa stvorenih u žarištu (jer je magnituda veličina koja zavisi od spektralnog
nivoa talasa na periodi bliskoj sopstvenoj periodi seizmometra na kojem je seizmički
signal detektovan), to je u seizmologiji definisan kompleksniji parametar relativne jačine
u žarištu zemljotresa, koji je nazvan seizmički moment (M0). Seizmički moment se
definiše kao apsolutna mera oslobođene energije, na tzv. spektralnom nivou nulte
frekvencije seizmičkih talasa, a numerički se izražava u obliku:
M0 = μ ⋅ A ⋅ d
gde:
- A označava površinu rasedanja u zemljotresu,
- d predstavlja veličinu pomeranja raseda (klizenja), a
- μ izražava modul smicanja stene u žarištu. Jedinica seizmičkog momenta je N-m
(Njutn-metar) ili Din-cm.

Na primer, za zemljotres (Crna gora) od 15. aprila 1979. godine (sa magnitudom 7.0)
seizmički moment iznosio je 3.16•10
20
Din-cm, što odgovara količini eksploziva TNT
(tri-nitro toluola) od 26 miliona tona.

277. 277/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Seizmički moment M0 i magnituda ML definišu u celosti amplitudni spektar dinamičkog
procesa u žarištu zemljotresa, a njihovo poznavanje omogućuje utvrđivanje ostalih
parametara žarišta: dimenziju žarišta, veličinu klizenja raseda, količinu oslobođenih
napona i količinu oslobođene seizmičke energije.
4.6.4. Energija zemljotresa

U cilju proračuna količine oslobođene seizmičke energije zemljotresa, u apsolutnom
iznosu, umesto u relativnom - preko magnitude, uspostavljene su brojne empirijske
relacije koje povezuju magnitudu i apsolutnu energiju zemljotresa, polazeći od teorijskih
postavki o širenju seizmičke energije iz žarišta zemljotresa. Jedna od takvih formula je,
na primer:
log (E) = 9.15 + 2.15⋅ M
pri čemu je E - energija, izražena u ergovima, a M - magnituda zemljotresa.
Na osnovu rezultata korelacione analize podataka o upotrebljenoj količini klasičnog
(TNT) eksploziva (Y) i utvrđene magnitude (mx) takvih eksplozija (koji su tretirani kao
zemljotresi) uspostavljena je sledeća relacija:
mx = 5.4 + 0.4 ⋅ log (ŀY)
pri čemu je količina eksploziva (Y) izražena u tonama. Parametar ŀ u ovom izrazu
predstavlja tzv. seizmički parametar eksplozije i na primer, za površinsku eksploziju
iznosi 1 × 10
-4
, a za eksploziju 300 m ispod Zemljine površi: 1 × 10
-3
.

Udaljenost od epi - ili hipocentra
Na osnovu zapisa jedne stanice moguće je odrediti rastojanje od žarišta potresa.
Rastojanje od epi- ili hipocentra određuje se na osnovu kašnjenja S - talasa. Presecanjem
udaljenosti sa više stanica određuje se mesto žarišta potresa.
Sl.388. Određivanje mesta potresa
Karakter prvih potresa u žarištu
Na osnovu zapisa jedne stanice moguće je odrediti karakter i vrstu talasa koji prvi nailaze
iz žarišta. Na vertikalnoj komponenti se vidi da li je talas dilatacioni ili kompresioni. Na
horizontalnim komponentama se vidi odnos ovih pokreta u dva upravna pravca. Na
osnovu toga moguće je odrediti azimut nailaska talasa.
Prateće pojave zemljotresa
 Zvučne pojave sa i bez potresa (brontidi)
 Svetlosne pojave
 Pojave vatre
 Oscilovanje geomagnetskog i gravitacionog polja
 Deformacije reljefa
 Cunami talasi.

278. 278/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Najpoznatija prateća pojava zemljotresa su cunami talasi. Ako je epicentar na morskom,
odnosno okeanskom dnu onda se javljaju podmorski (submarinski) trusovi. Brzina
kretanja seizmičkih talasa u vodi iznosi oko 1400 m/s, što je skoro ravno brzini zvuka u
vodi. Submarinski trusni udari izazivaju stvaranje ogromnog talasa na površini okeana.
Njegova visina dostiže i do 30 m, a kreće se brzinom od 20 do 100 metara u sekundi, čak
i do 200 m/s u plićim delovima. Ovaj džinovski, rušilački talas naziva se ''cunami'' (na
japanskom jeziku talas). Cunami sa razornom snagom udara o obale uništavajući sve pred
sobom. Pre pustošnog nailaska talasa cunami, more se potpuno povuče iz obalskog
područja, čak i više kilometara. Ovaj period traje od 15 do 35 minuta, ređe nekoliko
časova, posle čega usledi džinovski vodeni zid cunamija.
4.6.5. Merenje jačine potresa - dva načina: intenzitet i magnituda potresa.
Jačina potresa u epicentru označava se stepenima, a na osnovu intenziteta. Prvu opisnu
skalu intenziteta dao je Pignatoro 1783. godine, a do danas ih je u upotrebi bilo 38. Koriste
se još svega četiri:
- Mercalli-Cancani-Siebergova skala (MCS) iz 1917. godine sa 12°, koristi se i dana,
- modifikovana Mercallijeva skala (MM) sa 12° iz 1931. godine (koristi se u SAD),
- japanska skala sa 7° iz 1950. godine,
- Medvedev-Sponheuer-Karnikova skala (MSK-64) ili UNESCO-skala sa 12° iz
1964. godine.
S obzirom na opisane karakteristike intenziteta potresa, skala MSK-64 najpotpunija je (i
za građevinarstvo najprihvatljivija) od svih do sada predloženih jer polazi od vrste
građevina te vrste i količine oštećenja nastalog potresom određenog stepena. Osnovne
karakteristike od kojih polazi MSK-64 skala, sa podelom i opisom potresa od V. do XII.
stepena, prikazane su u nastavku.
Podela i opis u skali:
I. Tipovi zgrada (zgrade kod kojih nisu primenjene aseizmičke mere):
- Tip A - zgrada od neobrađenog kamena, seoske zgrade od nepečene opeke, kuće
oblepljene glinom.
- Tip B - obične građevine od pečene opeke, zgrade od blokova i montažne zgrade od
prirodnog obrađenog kamena, kao i one sa delimično drvenom konstrukcijom.
- Tip C - armirano-betonske zgrade i dobro građene drvene zgrade.
II. Količinske karakteristike (postotni odnos oštećenih građevina prema postojećem
broju građevina):
• pojedine - do 5%
• mnoge - do 50%
• većina - približno 75%
III. Klasifikacija oštećenja
1. Prvi stepen - laka oštećenja: sitne pukotine u malteru, osipanje komadića i ljuskica
maltera i boje sa zidova i plafona.
2. Drugi stepen - umerena oštećenja: manje pukotine u zidovima, opadanje krupnih
komada maltera, padanje crepa sa krova, pojava pukotina na dimnjacima i padanje
delova dimnjaka.
3. Treći stepen - teža oštećenja: veće i dublje pukotine u zidovima, rušenje dimnjaka.
4. Četvrti stepen - razaranje: pucanje zidova, otvorene pukotine, delimično rušenje
zgrada, razaranje konstruktivnih veza, rušenje unutrašnjih zidova.
5. Peti stepen - totalna oštećenja: potpuno rušenje zgrada.

279. 279/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
IV. Grupna obeležja skale:
a) Ljudi i okolina koja ih okružuje
b) Građevinske konstrukcije
c) Prirodne pojave
Intenzitet potresa (izražen u stupnjevima od V. do XII)

V° Dosta jak potres - potres koji budi iz sna
a) Potres toga stepena osete svi ljudi u kućama i mnogi pod vedrim nebom, mnogi se bude
iz sna. Životinje se uznemire. Zgrade se potresaju iz temelja. Predmeti koji vise jako se
njišu. Slike na zidovima se pomiču. U većini slučajeva zaustavljaju se satovi sa klatnom,
ako je udar normalan na ravan ljuljanja. Nepričvršćeni predmeti se pokreću. Nezatvorena
vrata i prozori se ljuljaju - njišu. Tečnosti iz otvorenih posuda se prolivaju.
b) Moguće su štete prvog stepena na pojedinim zgradama tipa A.
c) Moguća je promena izdašnosti izvora.

VI° Jak potres - potres koji izaziva paniku

a) Potres osete svi ljudi u kućama i pod vedrim nebom. Ljudi istrčavaju iz kuća na ulicu,
a neki gube ravnotežu.
Domaće životinje beže iz štala. U mnogiin slučajevima lome se stakleni predmeti i
posude. Mala crkvena zvona počinju zvoniti.
b) Pojedine zgrade tipa B i mnoge zgrade tipa A trpe ostećenja prvog stepena. Pojedine
zgrade tipa A trpe oštećenja drugog stepena.
c) U nekim vlažnim tlima moguće su pojave pukotina širine do 1 cm. U planinskim
predjelima moguće su pojave klizanja. Menja se izdašnost izvora i nivo vode u bunarima.

VII° Silan potres - potres koji izaziva oštećenja građevina
a) Ljudi beže iz kuća u panici, a mnogi teško održavaju ravnotežu. Potres osećaju ljudi i
u vozilima koja se kreću. Velika zvona zvone.
b) Mnoge zgrade tipa C trpe štetu prvog stepena, a mnoge zgrade tipa B štetu drugog
stepena. Na mnogim zgradama tipa A nastaju štete trećeg stepena, a na nekim štete
četvrtog stepena. Na mestima gde su putevi zasečni u padine mogu se pojaviti klizišta i
pukotine. Na spojnicama cevovoda nastaju oštećenja, a u kamenim ogradama i zidovima
pukotine.
c) Na vodenim površinama nastaju talasi, a voda se muti zbog dizanja mulja. Nivo vode
u bunarima se menja, kao i izdašnost izvora. Presušeni se izvori mogu obnoviti, a aktivni
presušiti. Ređe nastaju klizišta na šljunkovito glinovitim obalama.

VIII° Štetan potres - potres koji izaziva jaka oštećenja zgrada
a) Opšti strah i panika; potres se jako oseća i u automobilu u pokretu. Grane na drveću se
lome. Težak nameštaj se pomiče, a delomično i prevrće. Viseći predmeti (lusteri)
delomično se oštećuju.
b) Većina zgrada tipa C trpi štete drugog stepena, a poneke zgrade iz ove grupe trpe štete
trećeg stepena. Mnoge zgrade tipa B dobivaju oštećenja trećeg stepena, a pojedine
četvrtog. Mnoge zgrade tipa A imaju oštećenja četvrtog stepena, a pojedine petog.
Iznimno dolazi i do loma cevovoda na spojevima. Statue i kameni spomenici okreću se
oko svog postolja, a ponekad i prevrću. Kamene ograde i zidovi se ruše.

c) Dolazi do klizanja tla na bokovima i usecima puteva. Pukotine u tlu mogu imati širinu
i do nekoliko centimetara. Voda u jezerima se muti. Mogu se pojaviti novi izvori. Presahli
bunari pune se vodom, a puni mogu presušiti. Izdašnost i nivo vode se menjaju.

280. 280/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
IX° Ograničeno razoran potres - potres koji izaziva opšta oštećenja građevina

a) Opšta panika; životinje beže na sve strane. Velike štete vidljive su na nameštaju.
b) Mnoge zgrade tipa C dobivaju oštećenja trećeg stepena, a pojedine i četvrtog. Mnoge
zgrade tipa B dobivaju oštećenja četvrtog stepena. Pojedine zgrade tog tipa trpe štete
petog stepena. Mnoge zgrade tipa A trpe štete petog stupnja. Spomenici i stubovi padaju.
Na rezervoarima se javljaju ozbiljna oštećenja. Podzemne cevi delimično se lome. U
ponekim slučajevima se krive železničke tračnice, a putevi se oštećuju.
c) U ravničarskim predelima sa visokim nivoom podzemne vode voda izbija na površinu
i izliva se. Sa vodom ili bez nje, mogu biti izbačeni pesak i mulj na površinu. Pukotine
koje se javljaju u terenu mogu imati širinu i do 10 cm.
Pored takvih, može se pojaviti i veći broj manjih pukotina. U brdovitim područjima
učestali su odroni i odvaljivanje velikih komada stena. Dolazi do aktiviranja mnogih
klizišta. Nastaju velike promene u režimu podzemnih voda.

X° Razorni potres - potres koji izaziva opšte rušenje zgrada
b) Mnoge zgrade tipa C dobivaju ostećenja četvrtog stepena, a pojedine zgrade toga tipa
i petog stepena. Mnoge zgrade tipa B trpe oštećenja petog stepena; većina zgrada tipa A
trpi oštećenja petog stepena. Na nasipima i branama dolazi do kritičnih oštećenja. Nastaju
teška oštećenja na mostovima. Železničke tračnice se krive. Cevi u podzemnim
instalacijama se savijaju i lome. Na površini puteva (asfalt, makadam) nastaju talasaste deformacije.
c) U tlu se pojavljuju otvorene pukotine širine od nekoliko centimetara do 1 m. Slabije
vezana tla klize sa padina. Na obalama reka moguća su formiranja velikih klizišta, a isto
tako i na strmim morskim obalama. Voda iz kanala, reka i jezera se izliva. Nivo vode u
bunarima se menja. Mogu nastati nova jezera.

XI° Pustošni potres - potres koji izaziva katastrofu

b) Teška su oštećenja na solidno građenim objektima. Mostovi, brane, železnički i putni
pravci postaju neuporabljivi. Cevi u podzemnim instalacijama se lome.

c) U tlu nastaje veliki broj otvorenih pukotina i raseda. Premeštaju se stenske mase u
horizontalnom i vertikalnom smeru. Nastaju velika klizanja i odroni stena. Određivanje
ovog intenziteta traži posebno izučavanje.

XII° Katastrofalan potres - potres koji izaziva promene reljefa
b) Štete su veoma velike, moguće je potpuno rušenje svih građevina iznad i ispod zemlje.
c) Bitno se menja površinski izgled Zemlje; nastaju velike pukotine u tlu i velika
horizontalna i vertikalna premeštanja stenskih masa, nastaju odronjavanja velikih razmera
u planinskim predelima ili na obalama reka i drugih vodotoka. Nastaju nova jezera, a reke
mogu promeniti smer svog toka.

Kod nas jačina zemljotresa meri se dvema skalama. Merkalijeva skala meri jačinu -
intenzitet oštećenja i ima 12 stepeni. Rihterova skala meri jačinu - magnitudu samog zemljotresa (1-9).

1. Mercalli-Cancani-Sieberg- ova (MCS) skala

To je empirijska, subjektivna skala - prikazuje intenzitet potresa, veličinu i vrste šteta,
učinak potresa na ljude, objekte i tlo, I – XII stepeni. Merkalijeva skala se koristi za
kategorizaciju zemljotresa. Nosi ime po italijanskom naučniku Ěuzepe Merkaliju
(Giuseppe Mercalli). Dorađena je i nosi naziv MKS skala - Mercalli-Cancani-Sieberg-
ova (MCS) skala zasnovana je na razarajućim efektima zemljotresa na površini zemlje.
To je opisna skala koja ima 12 stepeni.

281. 281/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabela 26 - Opis (Merkalijeva skala - MCS)


2. Rihterova (Richter) skala - računa se na osnovu seizmograma pojedinog potresa,
izračunavanjem ukupne oslobođene energije u žarištu potresa. To je numerička skala,
energiju potresa izražava - magnitudom: 0 - 8.6 (9)
(logaritamski se povećava; magnituda 5 oslobađa 31.5 puta više energije nego potres magnitude 4;
magnituda 6 - 1000 puta više nego potres magnitude 4 (31.5 X 31.5)).
Tabela 27 -










Stepen Naziv
Ubrzanje
(mm/s
2
)
Opis (Merkalijeva skala - MCS)
I Mikroseizmički < 2.5 Registruju ih jedino seizmički aparati. Ne izazivaju nikakva razaranja.
II Veoma slabi 2.5 - 5 Mogu se osetiti samo u potpunoj tišini, na najvišim spratovima visokih zgrada.
III Slabi 5 - 10 Jedva primetni potresi. Većina ljudi ih uopšte i ne primeti.
IV Umereni 10 - 25
Na otvorenom su gotovo neprimetni, ali ih u kućama primeti većina
ljudi. Izazivaju krckanje nameštaja i pomeranje lustera. Slični su
prolasku teškog kamiona preko kaldrme.
V Osetni 25 - 50
Primetni su i na otvorenom i u kućama. Napolju se može primetiti ljuljanje
tanjih grana na drveću a u zgradama se ljuljaju lusteri i zaustavljaju satovi
sa klatnom.
VI Jaki 50 - 100
Nikad ne ostanu neprimećeni. Ne izazivaju značajnija oštećenja, najčešće
ništa ozbiljnije od odpadanja maltera.
VII Veoma jaki 100 - 250
Izazivaju štetu na slabim graĎevinama. Na prosečnim zgradama mogu da se
pojave manje pukotine, padanje maltera i gipsanih ukrasa sa plafona. Ponekad
mogu da pokrenu klizišta ili odrone. Na rekama i jezerima uzrokuju intenzivno
talasanje.
VIII Rušilački 250 - 500
Mogu da sruše ili oštete i savremeno graĎene zgrade, fabričke dimnjake,
kamene ograde, itd. Na tlu nastaju pukotine, lome se slabije grane sa drveća.
IX Pustošni 500 - 1000
Izazivaju rušenja i znatna oštećenja većine savremenih zgrada.
Javljaju se oštećenja i na aseizmičkim objektima.
X Uništavajući 1000 - 2500
Zgrade se ruše do temelja. Pojavljuju se deformacije tla. Krive se železničke
šine. Prekidaju se vodovodne i kanalizacione cevi. Ruše se mostovi i dobro
graĎene drvene zgrade. Nastaju velika klizišta i odroni. Izliva se voda iz reka i jezera.
XI Katastrofalni 2500 - 5000
Dolazi do drastičnog krivljenja železničkih šina. Ruše se brane, nosači
mostova, i skoro svi kameni objekti. U tlu nastaju velike pukotine. Podzemni
cevovodi bivaju uništeni.
XII
Ekstremno
katastrofalni
5000 <
Objekti bivaju odbačeni u vazduh. Ruše se sve ljudske graĎevine. Menja se
reljef.
Magnituda Intenzitet - opis Broj potresa/god.
2 oseti se, bez šteta >100.000
4,5 šteta (vesti!) nekoliko hiljada
7 značajni 16-18
8 velikih razmera 1 ili 2
8,6 (9) zabeležen maksimum 9,3 Indonezija-2004.

282. 282/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabela 28 -


































Nomogram za određivanje Richterove
magnitude potresa (Lee, 2019).





Tabela 29 -

Najjači potresi:

1920. Kina, M = 8.6, 180.000 žrtava
1960. Čile, M = 8.5 – 8.7, 5.700 rtava
1964. Aljaska, M = 8.7, 114 žrtava
1976. Kina, M = 7.6, 650.000 žrtava
1992. Kalifornija, M = 7.4, 1 žrtva
2004. Indonezija, M = 9.3, > 220.000 ž
2005. Pakistan, M = 7.6, 80.000 žrtava
2008. Kina, M =7.9, > 87.000 žrtava
2010. Haiti, M=7.0, 40-50.000 žrtava
2023.Turska/Sirija, M=7.8 ˃ 50.000 žrtava


Mesto Godina Po Richteru Žrtve
Indonezija,Sumatra 2004. 9,3 >220.000
Čile 1960. 8,6 5.700
Aljaska, SAD 1964. 8,4 131
San Francisco, SAD 1906. 8,3 500+
Turska/Sirija 2023. 7,7 (7,6) preko 50.000
Kina 1976. 7,6 650.000
Duzce, Turska 1999. 7,2 260
Kobe, Japan 1995. 6,9 5.500
Northridge, SAD 1994. 6,7 51

283. 283/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)





























Sl.389. Magnitude nekih potresa

















Sl. 390. Najsmrtonosniji zemljotresi od 1900. godine
Usled potresa u zadnjih 4.000 god. - 13 miliona ljudi je poginulo a 1 milion u zadnjem veku.

Posledice potresa: promene tokova podzemnih voda, promene nivoa podzemnih voda –
poplave, promene smera tečenja reka, presušivanje izvora, pojave novih izvora, pojave
mineralnih izvora, pukotine u tlu, odroni i pokretanje klizišta, oštećenja gasnih i
vodovodnih cevovoda, oštećenja električnih vodova, požari.....

Odnos Rihterove skale potresa (M) i osloboĎene energije kod

284. 284/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Pomicanje tla: vibracije, potresi, podrhtavanje - štete na objektima- kod velikih snažnih
potresa: vidljivo je pomicanje tla, ruše se mostovi, zgrade...























Sl.391. Zemljoztresi, aktivni vulkani i tektonske ploče
Rasprostranjenost potresa u svetu - veza epicentara potresa i tektonike ploča:
- 80% potresa: cirkum-pacifički pojas;
- 15%: Mediteransko-azijski (himalajski) pojas;
- 5%: u unutrašnjosti ploča ili duž okeanskih grebena.



















Sl.392. Rasprostranjenost potresa u svetu - veza epicentara potresa i tektonike ploča

285. 285/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)















Sl.393. Rasprostranjenost potresa - najveći zemljotresi koji su pogodili Srbiju
Najveći zemljotresi koji su pogodili Srbiju dogodili su se:
-1982. god u Svilajncu,
- 1921. u Vitini,
- 1922. u Lazarevcu,
- 1927. na Rudniku,
- 1980. na Kopaoniku,
- 1998. u Mionici,
- 2002. u Gnjilanu i
- 2010. u Kraljevu.
Kraljevački zemljotres 2010. godine bio je magnitude 5,3 ili 5,4 koji se dogodio na oko
10 km severoistočno od Kraljeva, 3. novembra 2010. godine, u 01:56:56 časova po
lokalnom vremenu.
Hipocentar zemljotresa bio je na oko 10 km dubine. U zemljotresu je poginulo dvoje ljudi,
oko 180 je zadobilo lakše telesne povrede, a izazvana je i velika materijalna šteta. Neki
vid oštećenja pretrpelo je je oko 16 hiljada kuća, 8.500 stanova, 33 škole i nekoliko stotina
privrednih objekata. Posledice zemljotresa osetilo je oko 80 hiljada ljudi.
Materijalna šteta, samo na individualnim stambenim objektima, procenjena je na oko 2,5
milijardi dinara, što je, za ovo siromašno područje, ogromna i nenadoknadiva šteta.




























Sl.394. Posledice zemljotresa u Kraljevu
od 3.11.2010. godine - selo Grdica Sl.395. Karta zemljotresa u Turskoj i Siriji

286. 286/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
4.7. SAVREMENI EGZODINAMIČKI PROCESI I POJAVE
Egzogeni procesi su svi procesi koji spolja menjaju reljefne oblike nastale endogenim
procesima. Egzogeni procesi svoju energiju dobijaju iz atmosfere determinisane
ultimativnom energijom sunca, kao i gradijentima stvorenim tektonskim faktorima. Oni
su genetski vezani za atmosferu, hidrosferu i biosferu, a samim tim i za procese
vremenskih prilika, erozije, transporta, taloženja, denudacije itd.
Gravitaciona sila deluje na sve zemaljske materijale koji imaju nagnutu površinu i imaju
tendenciju stvaranja kretanja materije u smeru prema dole. Sile koje deluju duž lica
zemljanih materijala su smičući naproni (razdvajaju sile) i otpor sili smicanja.
Smičući naponi rezultuju u ugaonom pomicanju ili proklizavanju.
Dejstvom gravitacije nastaju kolivijalni procesi.
Koluvijalni proces je geomorfološki proces koji nastaje pod neposrednim dejstvom
gravitacije. Gravitacija je univerzalno razvijen i svuda prisutan faktor i predstavlja
posredan agens svih geomorfoloških procesa. U koluvijalnom procesu sila gravitacije
predstavlja, međutim, neposredan agens.
Padine i kosine nalaze se u stanju prirodne ravnoteže. Kada se ravnoteža iz bilo kog
razloga naruši, dolazi do gravitacionog pokreta stenske mase i nastaje koluvijalni proces.
Uzroci narušavanja prirodne ravnoteže padina i kosina mogu biti endogeni ili egzogenog
porekla. Najčešći endogeni uzroci su zemljotresi i vulkanske erupcije. Egzogene uzroke
čini razvoj praktično svih geomorfoloških procesa.
Pri narušavanju stabilnosti padina i kosina poseban značaj ima ljudska delatnost.
Opterećenje padine izgradnjom objekata, ili uvođenjem otpadnih voda, zasecanja i
podsecanja padina i slične aktivnosti veoma su čest uzrok narušavanja prirodne ravnoteže
i pokreta stenske mase pod neposrednim dejstvom gravitacije, tj. nastanka koluvijalnog
procesa.
Koluvijalni proces ima, kao i deluvijalni i proluvijalni, bitne karakteristike padinskih
procesa: vremenski i prostorno je ograničen i obnovljiv u kratkim vremenskim
intervalima. Specifičnost čini razvoj na veoma malim prostorima, koji se najčešće mere
dekametrima i hektometrima. Erozioni oblici tu se, po pravilu, ne mogu jasno izdvojiti
od akumulacionih. Kinetička energija, u zavisnosti od načina kretanja i količine
pokrenutog materijala, varira u veoma velikom opsegu.
Mehanizam procesa.
Narušavanjem prirodne ravnoteže padina ili kosina dolazi, pod dejstvom gravitacije, do
pokreta stenske mase. Njenim pokretanjem obavlja se erozija, tj. razaraju se postojeći
oblici padine i stvaraju novi, erozioni oblici. Materijal se transportuje na vrlo kratkom
rastojanju i odlaže se, prekrivajući postojeće i obrazujući nove, akumulacione oblike.
Mali prostor na kojem se ceo proces odvija, obično od metarskih do hektometarskih
dimenzija, uslovljava formiranje složenih oblika, koji sadrže najčešće međusobno
neodvojive, erozione i akumulacione oblike.
Gravitaciona kretanja stenske mase mogu biti spora, ili delapsiona i brza, ili kolapsiona.
Osim gravitacionih napona, zemljani materijali postaju izloženi molekularnim naponima
koji mogu biti prouzrokovani nizom faktora među kojima dolazi do promene temperature.
Hemijski procesi obično dovode do slabljenja veza između molekula, otapanja topljivih
minerala ili cementnih materijala. Dakle, najbolji razlog koji dovodi do vremenskih
prilika, masovnih pokreta, erozije i taloženja je razvoj napona u telu zemljanih materijala.
Kako, na zemaljskoj površini, postoje različiti klimatski regioni egzogeni geomorfološki

287. 287/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
procesi razlikuju se od regiona do regiona. Temperatura i padavine su dva važna
klimatska elementa koja kontrolišu različite procese.
Proučavanjem egzodinamičkih procesa i pojava dobija se mnogo podataka, koji su bitni
u građevinskoj praksi, kako sa stajališta poznavanja uslova koji su delovali u nastanku
intaktnog terena, tako i pogledu prognoze mogućih promena koje će izazvati građevinski
zahvati (objekti) (npr. u izgradnji saobraćajnica, stambenih naselja, hidrotehničkih
objekata i tsl.). Klasifikacija egzodinamičkih procesa i pojava prikazani su tebli 30.
Reljef na Zemlji nastao je uzajamnim delovanjem endogenih (unutrašnjih) sila i
egzogenih (spoljašnih) procesa. Osnovni pokretač spoljašnih procesa je Sunčeva energija
koja pomoću atmosfere, vode i leda uzrokuje mnogobrojne procese.
Egzogenim procesima smatramo eroziju, koroziju, abraziju, denudaciju i akumulaciju.
Po mestu nastanka egzogene procese možemo podeliti na padinske, fluvijalne, marinske,
glacijalne, eolske i kraške.

Sve kopnene mase neprestano se troše ili uništavaju vremenskim uticajima i delovanjem
erozije. Otpadni proizvodi nastali denudacijom transportuju se vodom, vetrom, ledom ili
gravitacionim delovanjem i na kraju se talože. Na taj način površinske karakteristike
Zemlje se postupno, ali stalno, menjaju. Kako se okolina neprestano menja, moguće je
razlikovati uzastopne faze njihove evolucije. Međutim, oblik okoline koji nastaje tokom
bilo koje od faza uslovljen je delom procesima denudacije kojima je područje podvrgnuto,
a delom strukturom stena na kojima se formira oblik tla. Zemljini pokreti i vrsta klime
takođe igraju značajnu ulogu u razvoju okoline (Bell, 2007).

Padinski procesi ne biraju mesto, teren ni klimatsku zonu pa su široko rasprostranjeni u
svetu. Bitno je provesti istraživanja i proučavanja promena takvih područja pošto ona
uzrokuju štetne posledice koje ostaju iza njih, od hiljde odnesenih ljudskih života do
velikih materijalnih šteta.

Padinski procesi uključuju sve pokrete na padinama neovisno o mehanizmu pokreta i vrsti
stijena. Najčešće se javljaju kao prirodni proces ili kao posljedica ljudskih aktivnosti koje
ugrožavaju stabilnost kosina u brežuljkasto brdovitim područjima. Raznovrsne su pojave
po obliku, veličini pokretne mase, načinu i brzini kretanja, dubini klizne plohe itd.
Nažalost, sve moguće tipove, vrste i podvrste padinskih procesa možemo videti
svakodnevno i u Republici Srbiji i ostatku sveta.

Cilj ovog rada je pobliže objasniti i prikazati padinske procese kao štetni prirodni, ali i
antropogeni hazard, odnosno metode i konstrukcije stabilizacije i saniranja procesa koji
su već nastali.

288. 288/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabela 30 - Klasifikacija egzodinamičkih procesa i pojava (Panjukov 1965).
Grupe Podgrupe
Predstavnici procesa
Denudacioni Akumulacioni
1 2 3 4
I
Geološki rad
površinskih
voda
1
Geološki rad razbijenih tokova
atmosferskih voda koje se
spustaju niz padinu
Ispiranje Nakupljanje deluvija
2 Geološki rad povremenih tokova Usecanje jaruga, bujice
Nakupljanje jaružnog deluvija,
nanosa i sl.
3 Geološki rad trajnih tokova
Usecanje korita, podlokavanja
obala i pojave koje prate
(odroni,otkidanja)
Nakupljanje aluvija i deluvija,
osulina i sl.
4 Geološki rad mora na obalama Morska abrazija obala Nakupljanje morskih priobalnih taloga
II
Geološki rad
podzemnih
voda
1
Hemijsko i fizičko-hemijsko
delovanje voda na stenu
Rastvaranje stena, kraš,
tonjenje i potapanje,
hemijsko raspadanje stena
Cementacija sedimentnih stena,
“zalečenje” pukotina i šupljina,
sekundarno zasoljavanje zemljišta
i tla
2 Filtraciono razaranje stena Prelaz stena u tečno stanje Nakupljanje erodiranih i tečnih stena
III
Geološki rad
atmosfere
1 Eolski procesi
Eolska korozija stena,
raznošenje vetrom - duvavanje,
pokretni pesci
Nakupljanje eolskih sedimenata:
lesa, peska i dr.
IV
Geološki rad
podzemnih i
površinskih
voda
1
Deformacija obala i padina u
obliku smicanja i tečenja
stenskih masa
Razni oblici kliznih
deformacija, plastično
tečenje i istiskivanje stena
Nakupljanje kliznih masa
2
Druge posledice delovanja
površinskih i podzemnih voda
“Zamočvarenje” terena i nakupljane močvarnih sedimenata
V
Geološki rad
atmosfere i
podzemnih voda
1
Procesi koji nastaju pod
uticajem sezonskih kolebanja
temperature i vlažnosti stena
Sezonsko “disanje” zemljišta, raspadanje stena pod uticajem
temperature i mraza
2 Deformacija stena
Mrazno-dinamičke pojave (bubrenje, hidrolakoliti,
termo kraš, naledi, soliflukcija)
Ō Primeri egzogenih procesa
Erozija je prirodni hazard koji oblikuje reljef razaranjem i odnošenjem Zemljine kore
mehaničkim i hemijskim delovanjem tekućica, mora i jezera, vetra, leda, i drugih
egzogenih sila. Rečna ili fluvijalna erozija, može eroditati dno u vertikalnom smeru
(dubinska erozija) i u horizontalnom smeru strane rečnoga korita (bočna erozija).
Intenziviranjem poljoprivredne proizvodnje, sečom šuma i drugim oblicima čovekove
aktivnosti dolazi do sve veće erozije u mnogim naseljenim područjima.
Abrazija je destruktivni geomorfološki proces oblikovanja obalnog reljefa delovanjem
mora ili jezera. Glavni uzročnici abrazije su udar talasa, plima i oseka i morske struje.
Talasi imaju najznačajniji uticaj u oblikovanju obala jer obavljaju denudaciju, transport i
sedimentaciju. Tokom abrazije, stene takođe mogu uticati na podlogu sa kojom su u
kontaktu kao i probijanje u manje čestice i na kraju pojedinačna zrna.
Denudacija je geološki proces koji obuhvata razarački rad egzodinamskih faktora,
prvenstveno vode, vetra i leda (ogoljenje tla). U proces su uključeni različiti aspekti
trošenja i transporta materijala.
Rezultat toga rada je odnošenje rastrošenog materijala sa kopna. Denudacija nije svuda
jednaka, a zavisi od otpornosti stena prema trošenju i od klime, koja utiče na
egzodinamske faktore.
Akumulacija je proces kojim se deo prenesenog sedimenta prikuplja u depresijama i
dolinama vodenih tokova. Najčešće se događa u donjem toku reke gde brzina reke slabi,
a time i transportna moć reke pa dolazi do akumulacije materijala.
Osnovni morfološki oblici u terenu nastaju delovanjem unutrašnjih - endogenih sila.
Njihovo preoblikovanje (modifikovanje) izazivaju spoljašnje - egzogene sile.

289. 289/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Delovanje unutrašnjih sila rezultuje jakim pokretima koji uslovljavaju nastajanje
neravnina na površini litosfere, uz globalne promene prostornih odnosa stenskih masa,
dok spoljne sile fizičkim razaranjem i hemijskim otapanjem stena, transportom razorenog
i otopljenog materijala i njegovom akumulacijom u nižim delovima terena stvaraju i
oblikuju izgled Zemljine površine - reljef.
Reljef je sveukupnost uzvišenja, udubljenja i ravnina raznih oblika i dimenzija, to jest,
ubrane, izlomljene, uzdignute ili spuštene stenske mase litosfere. To je granična površina
između litosfere i druge dve sredine: hidrosfere i atmosfere.
Reljef oblikovan endogenim silama menja se delovanjem spoljašnih ili egzogenih sila.
Egzogene sile su: Sunčeva energija i sila gravitacije (Zemlje, Meseca i Sunca).


Sl.396.Šematski prikaz egzodinamičkih procesa


Sl. 397. Delovanje spoljašnih ili egzogenih sila
Glavni uzrok delovanja svih spoljašnjih sila je Sunce odnosno njegova toplotna energija.
Brojni procesi kao što su kruženje vode u prirodi, kondenzovanje vodene pare, vetar,
obrazovanje padavina, formiranje rečnih tokova i njihovo oticanje u okeane i mora
direktno utiču na izgled Zemljine površine. Dva osnovna procesa koji utiču na
oblikovanje reljefa su erozija i akumulacija.

Geomorfološki agensi koji direktno deluju na završne oblike reljefa su voda, led, vetar,
vegetacija, životinje i čovek.
POVRŠINSKO RASPADANJE
TRANSPORT RASPADNUTOG MATERIJALA
TALOŽENJE
DIJAGENEZA

290. 290/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Dakle, savremeni egzodinamički procesi deluju na teren u kojem želimo graditi,
menjajući površinski deo reljefa. Promene nastaju delovanjem voda tekućica (trajnih i
povremenih), kiše, morskih talasa, tempereturnih razlika, vetra, vegetacije i, svakako,
čoveka. Posledice se ogledaju u razaranju reljefa, ali i u akumulaciji materijala na
morfološki pogodnim mestima.
Sl. 398. Dva osnovna procesa oblikovanja reljefa - erozija i akumulacija.

Razaranje stena i promene u reljefu su postupne, ali trajne pojave. Rezultirale su veoma
različitim oblicima reljefa, što proučava geomorfologija.

Delovanje egzodinamičkih procesa javljaju se kao:
- proces mehaničkog razaranja,
- proces mineralnih promena i
- proces hemijskog rastvaranja (otapanja).

Ti procesi su međusobno povezani, a koji će od njih prevladati zavisi od geološke građe
terena i klimatskih uslova.
Aktivna tektonika i modeli razvoja reljefa opisuju se tzv. Geomorfološkim ciklusom -
stadijumom u razvoju reljefa.

 Dejvisov model (William Morris Davis, 1899.) opisuje tzv. Geomorfološki ciklus koji
uključuje “mladi” (početni), “zreli” i “kasni”(završni) stadijum u razvoju reljefa.
Ciklus započinje vrlo izrazitim tektonskim impulsom (u pravilu izdizanjem), nakon čijeg
prestanka sledi dugotrajan period u kojem egzogeni faktori i procesi (erozija) dovode do
postupnog snižavanja reljefa, pa na kraju i do potpunog zaravnavanja Zemljine površine.










Sl. 399. (Iz Burbank & Anderson, 2012; modifikovano prema Summerfield, 1991)

291. 291/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Idealizovani prikaz geomorfološkog ciklusa prema Dejvisu:

Geomorfološki ciklus - stadijumi u razvoju reljefa

a) “Mladi” (početni) stadijum:
retka drenažna mreža, rečni profili u obliku slova V, bez razvijenih
poplavnih ravnica, granice slivova slabo izražene;

b) “Zreli” stadijum:
dobro razvijena i povezana drenažna mreža, česte i dobro razvijene
poplavne ravnice, reljef vrlo izražen (maksimalna razlika u
nadmorskoj visini između vrhova i dolina);

c) “Kasni” (završni) stadijum:
drenažna mreža ponovno retka u kojoj dominira nekoliko velikih
reka, prostrane poplavne ravnice sa izraženim meandrima, teren
izmeĎu reka tek malo viši.
(Iz Hugget, 2007 preuređeno prema Holmes, 1965)
Sl.400. Prikaz geomorfološkog ciklusa prema Dejvisu (Hugget,2007 preuređeno prema Holmes,1965)
 Penckov model (Walther Penck, 1953) je model u kojem intenzitet i uticaj tektonskih
pokreta na formiranje reljefa postupno raste tokom vremena do svog maksimuma, nakon
čega takođe postupno slabi.
Trenutni reljef predstavlja produkt međusobnog nadmetanja između istovremenih
tektonskih (konstruktivnih) i erozionih (destruktivnih) procesa. Slabljenjem tektonskih
pokreta, uticaj erozije na formiranje reljefa postaje naglašeniji.
















Sl.401. Penckov model-intenzitet i uticaj tektonskih pokreta na formiranje reljefa postupno raste
tokom vremena (Iz Burbank & Anderson, 2012; modifikovano prema Summerfield, 1991)

 Hackov model (John Hack) pretpostavlja da konstruktivni i destruktivni procesi u
formiranju reljefa (tektonsko izdizanje/erozija) traju kroz dugi vremenski period, pri čemu
postupno dolazi do tzv. dinamičke ekvilibracije reljefa. To zapravo znači da tektonsko
izdizanje (koje pridonosi formiranju reljefa) se trenutno poništava istovremenim,
jednakim i destruktivnim delovanjem erozije čime se postiže uravnoteženi reljef kroz duži
vremenski period.












Sl.402. Hackov model dinamičke ekvilibracije reljefa (Burbank i Anderson,2012;modifik. Summerfield, 1991)

- Porast reljefa je ograničen: kako reljef postaje sve više izraženiji, tako jačaju i sile
koje dovode do njegove destrukcije (erozija, gravitacija, odroni i klizanja na padinama i dr.)

292. 292/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
 U kojoj je meri svaki od predloženih modela primenjiv u stvarnosti?

- Jedan od načina kojim bi se moglo odgovoriti na ovo pitanje jeste da se poznaje i uporedi
vreme trajanja tektonskih pokreta (tj. konstruktivnih faktora stvaranja reljefa) sa
vremenom trajanja egzogenih procesa trošenja i erozije (tj. destruktivnih faktora
stvaranja reljefa).

Primer: poznavanje povratnog vremena potresnih događaja koji dovode do stvaranja
reljefa i brzine erozije kojim se poništava reljef.
- Prema Kooi i Beaumont (1996) u razvoju reljefa redovno postoji određeni vremenski
period između konstruktivnih i destruktivnih procesa s obzirom da je geomorfološki
sistem u pravilu inertan sistem. Ta inertnost ogleda se i u periodu između vremena
aktivnosti tektonskih pokreta i vremena kada zbog erozije dolazi do izrazitog taloženja
naslaga zabeleženih u orogenskim područjima (npr. taloženja naslaga fliša i melase).

Modeli odgovora na proces



Modeli uzajamnog odnosa između tektonskih
pokreta i erozijom izazvanog taloženja u
planinskim područjima (prema Kooi i
Beaumont, 1996, iz Burbank i Anderson, 2012).
Uočava se podudarnost sa prethodno opisanim
modelima razvoja reljefa.

Sl.403. Model tektonsko-taložnog razvoja u bazenu prednjeg dela tla (iz Einsele, 1992)


Primer: Taloženje naslaga fliša i melase u orogenskom pojasu spoljnih Dinarida u Ravnim Kotarima,
Dalmacija.



Impulzivan

Varijabilan
Održiv

293. 293/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.404. Model tektonsko-taložnog razvoja taložnog tla (engl.foreland)
Primer, sl 405 - Recentno taloženje klastičnih naslaga na planinskom čelu u formi
aluvijalne lepeze kod mesta Gilgit u Pakistanu, Veličan, 2009;


Sl.405. Razvoj taložnog i tektonskog tla
Fliš je nataloženi sediment nastao od krupnozrnih i sitnozrnih stena različite veličine i
sastava u kojem se laporac ili glineni škriljci smenjuju sa slojevima peščara,
konglomerata i krečnjaka taloženih u plitkom moru ili prostranom slatkovodnom bazenu.
Fliš je nastao u vreme eocena od erodiranih slojeva kopna.
Fliš je nataloženi sediment od erodiranih slojeva kopna.



Karpatski fliš, Poljska
Ljiški fliš kredne starosti, na
lokalitetu Kadina luka, Ljig,
zapadna Srbija
Flišna serija - savršena ritmičnost,
Duilovo, Split
Sl. 406. Slike flšnih stenskih masa
Mehaničkim razaranjem stena se usitnjava, od komada veličine bloka do veoma sitnih
čestica, a da se pri tome mineraloški sastav ne menja. Osnovni pokretači mehaničkog







Taložni model za prednji deo
tla (engl.foreland) bazen na
području akumulacije
(taloženja).



Spustanje
Izdizanje
Područje taloženja fliša (E2,3) i melase (E,Ol)

Erozija u
izvornom
području

294. 294/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
razaranja su temperatune razlike, zamrzavanje vode u pukotinama, rast korenja biljaka i
mehanička snaga vode. Na ravnim (horizontalnim) površinama usitnjeni rastrošeni
materijal ostaje na mestu postanka, a naziva se aluvion. Na nagnutim (strmim)
površinama rastrošeni materijal transportuje se pod uticajem sile teže i povremenih
vodenih tokova prema morfološki pogodnom mestu gde se nakuplja - taloži. Takav
nakupljeni materijal naziva se deluvion.
Mineralne promene nastaju delovanjem različitih procesa, od kojih u površinskom delu
litosfere preovlađuju oksidacija i hidratacija.
Hemijsko rastvaranje odvija se delovanjem kišnice i površinske i podzemne vode, pri
čemu intenzitet tog procesa zavisi od mineraloških karakteristika stene, poroznosti,
sekundarnih pukotina, klimatskih uslova i agresivnosti vode. Među stenama litosfere
nema onih koje su apsolutno otporne na hemijsko rastvaranje. Neke su, kao što su sulfatne
i karbonatne, relativno lako rastvorljive. Tako, npr. u krečnjacima i dolomitima nastaju
specifične morfološke pojave. Rastvorljivost nekih minerala u vodi prikazana je u tabeli 31.

U stvaranju oblika postojećeg reljefa delovali su, tokom duge geološke prošlosti - istorije,
egzodinamički procesi različitog intenziteta i trajanja. Promene intenziteta i trajanja
vezane su uz promene klime, ali i mineraloško-petrografskih karakteristika stenske mase,
tektonskih karakteristika i neotektonskih procesa i pojava, koji su dugotrajnim uzajamnim
delovanjem menjali sliku površine Zemlje, ali i odnose među stenama u litosferi.

Tabela 31- Rastvorljivost nekih minerala u hladnoj i toploj void.


MINERAL
RASTVORLJIVOST (g/100ml)
Hladna voda Topla voda
1 2 3
Kalcit – CaCO3 0,0015 0,0019
Gips – CaSO4×2H2O 0,24 0,22
Halit (kuhinjska so) - NaCl 36 39
Barijum BaSO4 0,0002 0,0004
Proučavanjem egzodinamičkih procesa i pojava dobija se mnogo podataka, koji su bitni
u građevinskoj praksi, kako sa stajališta poznavanja uslova koji su delovali u nastanku
intaktnog terena, tako i pogledu prognoze mogućih promena koje će izazvati građevinski
zahvati (objekti) (npr. u izgradnji saobraćajnica, stambenih naselja, hidrotehničkih
objekata i tsl.). Klasifikacija egzodinamičkih procesa i pojava prikazani su tebli 30.
Stene Zemljine kore - litosfere stalno su izložene uticaju spoljašnih (egzogenih) i
unutrašnjih (endogenih) sila čija su delovanja suprotna. Dejstvom unutrašnjih sila
stvaraju se raznovrsni poremećaji stenskih masa u Zemljinoj kori, koji se ispoljavaju
strukturnim deformacijama, tj. ubiranjem i razlaganjem pojedinih delova Zemljine kore.
Te deformacije Zemljine kore, stvorene delovanjem tektonskih sila, nazivaju se tektonski
poremećaji.
Deset je osnovnih egzogenih procesa: trošenje, padinski procesi, fluvijalni, kraški i
fluviokraški, marinski i lakustrijski, eolski, sufozijski, glacijalni i periglacijalni, biogeni
kao i antropogeni procesi. Zajednički naziv za sva razorna delovanja spoljnih procesa koja
dovode do ogoljavanja terena je denudacija ili degradacija. Degradacione pojave su:
abrazija, korozija, erozija, pokreti masa na padinama, transport i trošenje.
Rezultat svih egzogenih procesa je stvaranje destrukcionih i akumulacionih oblika, a
kakav će se reljef oblikovati, osim od aktivnih zavisiće i od pasivnih činioca koji
obuhvataju litološki sastav stena (vrsta, boja, tvrdoća, oblik), geološku građu i klimu.

295. 295/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Erozija - je egzodinamički proces koji podrazumeva mehaničko razaranje i hemijsko
otapanje stena (razorenog materijala) i odnošenje razorenog i otopljenog materijala sa
površine ili pliće dubine. Nastaje delovanjem spoljnih, egzodinamičkih sila (voda, vetar, led...).
Abrazia - u području morskih i jezerskih obala izraženo je destruktivno delovanje talasa,
koje rezultuje razaranjem obalnih stena, njihovim odnošenjem i taloženjem nakon kraćeg
ili dužeg transporta. Proces razaranja obala snagom talasa naziva se abrazija. Intenzivniji
je što je obala strmija, a stena manje otporna - trošnija. Nakupljanjem razorenog
materijala nastaju šljunčane i peščane plaže, koje smanjuju snagu talasa tj. Smanjuju
mogućnost daljeg razaranja obala.
Akumulacija - procesom akumulacije deo prenesenog (transportovanog) stenskog
materija nakuplja se u depresijama i dolinama vodenih tokova, gde ponekad nastaju važna
nalazišta građevinskog materijala (šljunka i peska). Do akumulacije većih količina rečnog
nanosa dolazi u donjem delu toka, kad energija transportovanja vodode oslabi.
Kako je rečeno, u značajnije savremene egzodinamičke procese spadaju: površinsko
raspadanje stena denudacija, abrazija, erozija (rečna-fluvijalna, marinska-jezerska,
karstna, lednička i eolska) i padinski procesi (odronjavanje, spiranje, osipanje, klizanje,
tečenje i puzanje). Neke od ovih procesa može izazvati čovek, pa ih tada nazivamo
inženjerskogeološki procesi.























Sl.407. Egzodinamički procesi u raspadanju stena
4.7.1. Površinsko raspadanje (trošenje stena) - Raspadanje stenskih masa
Stenske mase, u površinskom delu litosfere, izložene su dejstvu atmosferilija. Otkrivene
stenske mase neprekidno se mehanički razlamaju, usitnjavaju i hemijski menjaju u
odnosu na prethodno stanje. Zahvaćena zona ovim promenama naziva se kora
raspadanja. Njena debljina je različita i kreće se od nekoliko mm do nekoliko desetina
metara, a ređe i više. U ovim razmerama najvećim delom izvode se i građevinski radovi,
te ove promene mogu uticati i na izvođenje radova.
Intenzitet raspadanja nije isti po celoj debljini kore raspadanja. Naime, najveći je na
površini terena i opada sa povećanjem dubine, pri tome formirajući podzone sa različitim
fizičko-mehaničkim karakteristikama, sl.409-410.

296. 296/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)












Sl. 408. Podzone kore raspadanja u čvrstim stenskim masama: GK - glineno-koloidna podzona;
MP - mrvičasta podzona; D- podzona drobine;B - podzona blokova; M - podzona monolita
Glavni faktorii razaranja (razgradnje) i raspadanja stena prikazani su na sledećoj slici 409.

Najjednostavnija podela kore raspadanja je na sledeće podzone: monolitna, blokovsla,
drobinska, mrvičasta i glineno-koloidna („zemljasta“).
Trošenje stena (površinsko raspadanje) je najrasprostranjeniji egzogenetski
geomorfološki proces koji se sastoji od:
- fizičkog raspadanja (dezintegracije) koja se sastoji u lomljenju, mrvljenju i
drobljenju stena;
- hemijskog raspadanja (dekompozicije) čija je posledica delimična do potpuna
promena mineralnog sastava matične stene;
- biološkog raspadanja koje je u biti kombinacija fizičkog i hemijskog raspadanja.







Sl.409. Fizicko trošenje, hemijsko trošenje i biološko trošenje
Fizičko ili mehaničko raspadanje - karakteristično za sušna područja sa velikim dnevnim
amplitudama temperature kao i za područja gde se temperatura spusta ispod 0°C
(razaranje stena ledom). Osnovni činioci fizičkog raspadanja su: temperaturne promene
(dnevne i godišnje), mržnjenje vode u pukotinama, kristalizacija i hidratacija soli u
pukotinama i dr.
Hemijsko raspadanje - karakteristično je za topljive stene (krečnjak i dolomit - one koje
raspada voda) i tropska područja gde su visoke temperature i visoka vlažnost (česte
padavine). Osnovni činioci hemijskog raspadanja su: kišnica, kiseonik, ugljena kiselina i
organske kiseline.
Hemijsko raspadanje predstavlja hemijske izmene stenskih masa kao što su hidratacija,
oksidacija, hidroliza i rastvaranje.
- Korozija je proces kojim voda u kraškim područjima otapa stene.
- Topljenjem krečnjaka i dolomita nastaje crvenica - karakteristična za kraški reljef.
Biološko trošenje - kombinacija prethodna dva trošenja jer biljka svojim korenjem drobi
stenu, a istodobno je otapa svojim kiselinama.
Mrvljenjem stena nastaje regolit (erozija stena).

Fizicko trošenje
Hemijsko trošenje
Biološko trošenje

297. 297/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
U prirodi sve vrste raspadanja deluju združeno, pa se takva izmena stenskih masa naziva
fizičko - hemijsko i biološko raspadanje.





































Sl.410. Glavni faktorii razaranja (razgradnje) i raspadanja stena - Trošenje
Pored navedenih procesa raspadanja stenskih masa, ne može se zanemariti ni čovek,
antropogeni faktor, koji svojim radom, u velikoj meri doprinosi ne samo razaranju
mineralnog dela litosfere već, u izvesnom smislu, menja i izgled reljefa. To čini obradom
zemlje, rudarenjem, eksploatacijom kamenoloma, peska, šljunka, izradom nasipa, zaseka,
useka, tunela, brana, objekata visokogradnje, objekata za vojna dejstva, razaranjem
pomoću klasičnog i nuklearnog eksploziva i dr.

TROŠENJE
Raspadanje stena na Zemljinoj
površini i blizu nje
- Topive komponente
(krečnjak, dolomit .. )
- Stvaranje pećina
Hemijska
dekompozicija
Menjanje hemijskog
sastava stene i
minerala kako bi se
povećalastabilnost
- Joni minerala se spajaju sa
kiseonikom i stvaraju okside
(obično sa gvožđem)
- Stvaraju hrđu
- H
+
joni zamenjuju druge
Jone stvarajući različite
minerale (obično pomoću
feldspata)
- Stvaranje minerala gline
Drobljenje minerala i stena na
manje delove bez menjanja
njihovog hemijskog sastva
Diferencijalno širenje -
skupljanje kristalne
strukture kao odgovor
na zagrevanje i hlađenje
Stene se šire i pucaju a
pokrovne stene nastaju
zbog EROZIJE .
Prodiranje korenja
Korenje snažnih stabala
raste u pukotinama stene
Nastaju kristali soli iz
isparene slane vode
Smrzavanje i topljenje
vode u pukotinama
Mehanička
dezintegracija
- Sudaranje stena u
bujičnim tokovima
-Takođe bruse izložene
stene, formirajući
jame u njima
Abrazija

298. 298/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
















Sl. 411. Površinsko raspadanje stena – osnovna podela
















Sl.412. Osnovni faktori raspadanja stena
Proces raspadanja, sa inženjersko-geološkog aspekta, je vrlo važan činilac za formiranje
geoloških svojstava površinskih delova Zemljine kore, za koje je pretežno vezana
građevinska delatnost. Treba imati u vidu činjenicu da raspadanje najčešće pogoršava
pogodnost stenskih masa za građenje. Naime, proces raspadanja može imati negativnu i
pozitivnu ulogu. Negastivna strana ogleda se u činjenici da stenske mase imaju manju
čvrstoću, pa su manje otporne na mehaničke uticaje i eroziju. Pozitivne strane su kada se
u okviru njih formira materijal (npr. glina) koji se koristi u građevinarstvu, razvijaju se
poljoprivredna dobra i povećavaju površine obrasle šumom i travom.

Mehaničkim razaranjem stena usitnjava se, od komada veličine bloka do veoma sitnih
čestica. Pri tome mineraloški sastav se ne menja. Osnovni pokretači mehaničkog
razaranja su mehanička snaga vode, temperaturne razlike, smrzavanje vode u
pukotinamam i rast korenja biljaka.
Na ravnim (horizontalnim) površinama usitnjeni rastrošeni materijal ostaje na mestu
postanka, a naziva se eluvij (aluvijalni sedimenti). Na nagnutim površinama rastrošeni
materijal transportuje se pod uticajcm sile teže i povremenih vodenih tokova prema
udolinama gde se nakuplja. Takav nakupljeni transportovani materijal naziva se deluvij
(deluvijalni sedimenti). Sedimenti rečnih tokova nazivaju se aluvij (aluvijalni sedimenti).
Mineralne promene nastaju delovanjem različitih procesa, od kojih u površinskom delu
litosfere prevladavaju oksidacija i hidratacija.

299. 299/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Hemijsko otapanje odvija se delovanjem kišnice, površinske i podzemne vode, pri čemu
intenzitet tog procesa zavisi od mineraloških karakteristika stene, poroznosti,
sekundarnim pukotinama, klimatskim uslovima i agresivnosti vode. Rastvorljivost nekih
minerala u vodi prikazana je u tabeli 31.
Među stenama litosfere nema apsolutno otpornih na hemijsko otapanje. Neke su, poput
sulfatnih i karbonatnih, relativno lako topljive. Tako npr. u krečnjacima i dolomitima
nastaju specifične kraške morfološke pojave. Topljivost nekih minerala u vodi prikazana
je u prethodnoj tabeli.

Tipovi reljefa oblikovani spoljašnim (egzogenim) silama:
- Fluvijalni (rečni) - oblikovan radom tekućica;
- Pluvijalni - nastao delovanjem kiše (usporena erozija);
- Marinski (morski) - oblikovan talasima, morskim strujama, menama;
- Lakustrijski (jezerski);
- Glacijalni (lednički) - oblikovan radom leda;
- Eolski (pustinjski) - oblikovan radom vetra;
- Kraški (karstni) - oblikovan hemijskim otapanjem stena;
- Biogeni (organogeni) - oblikovan radom organizama (biljke i životinje) i
- Antropogeni - oblikovan radom čoveka.
Oblikovanje reljefa dejstvom spoljašnih sila - osnovni pojmovi
1. Denudacija - razaranje Zemljine površine pod uticajem spoljašnih (egzogenih) sila i
procesa - spiranje i odnošenje rastresitog materijala pod uticajem padavina.
2. Erozija - mehaničko razaranje stena delovanjem vode, vetra, leda.......
3. Derazija - mehaničko razaranje stena delovanjem gravitacije (odronjavanje, spiranje,
puzanje, klizanje, soliflukcija).
4. Korazija - čestice nošene vetrom udaraju u stenu i razaraju je....
5. Korozija - hemijsko razaranje rastvorljivih stena (krečnjak, dolomit, gips...).
6. Deflacija - oduvavanje, prenošenje i valjanje čestica rastresitog pokrivača u smeru duvanja vetra.

U formiranju oblika postojećeg reljefa delovali su, tokom duge geološke prošlosti,
egzodinamički procesi različitog intenziteta i trajanja. Promene intenziteta i trajanja
vezane su uz promene klime, ali i mineraloško - petrografske karakteristike stena,
tektonske karakteristike i neotektonske pokrete i pojave.
To očito upućuje na povezanost egzodinamičkih i endodinamičkih procesa i pojava, koji
su dugotrajnim uzajamnim delovanjem menjali sliku površine Zemlje, ali i odnose među
stenama u litosferi. Proučavanjem egzodinamičkih procesa i pojava dobija se mnogo
podataka, koji su bitni u praksi, kako sa stajališta poznavanja uslova koji su delovali u
nastanku intaktnog terena, tako i u pogledu prognoze mogućih promena koje će izazvati
građevinski zahvati (npr. u izgradnji saobraćajnica, stambenih naselja, hidrotehničkih
građevina i sl.). Podela geoloških egzodinamičkih procesa i pojava prikazana je sledećom
tabelom 30 - Panjukov.
Egzodinamički procesi, koji i danas menjaju sliku površinskog kopnenog dela litosfere
su:- denudacija- erozija- akumulacija- abrazija- klizanje u stenama- odronjavanje -
osipanje- sufozija i- likvefakcija.
U nastavku izlaganja ukratko će biti opisan svaki od navedenih procesa, uz naznaku
pojava koje pri tome nastaju.

300. 300/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
4.7.2. Denudacija

Denudacija (lat. denudare - ogoliti) predstavlja proces spiranja i odnošenja površinskog
rastresitog sloja tla-fragmente niz padinu nastale kao produkt trošenja materijala pod
uticajem različitih egzodinamičkih faktora i organizama u najbliži recipijent - vodeni tok,
jezero ili more. Povezano delovanje atmosferskih voda, površinskih tokova, insolacije,
leda, vetra i organizama rezultuje ogoljenjem, zaravnavanjem i snižavanjem kopnenih
masa, a taj process naziva se denudacija.
Dakle, egzodinamički faktori deluju mehanički i hemijski na površinski deo stena, što
rezultira njihovim ogoljavanjem, a time i zaravnavanjem i snižavanjem reljefa. Veći deo
razorenog i otopljenog stenskog materijala vodenim tokovima dospeva u more, u količini
od više milijardi kubnih metara godišnje. Pri tome vodene kapljice i slabiji mlazevi nose
sa sobom sitne mineralne čestice. Kao posledica nakupljanja materijala nošenog kišnim
kapima i mlazevima kišnice, javlja se deluvion. On se formira od eluviona, odnosno,
materijala formiranog u kori raspadanja stena.

Intenzitet denudacije zavisi od količine padavina, nagiba terena, sastava podloge i
vegetacije - biljnog pokrivača.

U geologiji - denudacija je zbirni naziv za sve destrukcione morfološke procese na reljefu
(erozija, derazija, abrazija, korazija...).

U stvaranju oblika postojećeg reljefa delovali su, tokom duge geološke prošlosti - istorije,
egzodinamički procesi različitog intenziteta i trajanja. Promene intenziteta i trajanja
vezane su uz promene klime, ali i mineraloško-petrografskih karakteristika stenske mase,
tektonskih karakteristika i neotektonskih procesa i pojava, koji su dugotrajnim uzajamnim
delovanjem menjali sliku površine Zemlje, ali i odnose među stenama u litosferi.

Proučavanjem egzodinamičkih procesa i pojava dobija se mnogo podataka, koji su bitni
u građevinskoj praksi, kako sa stajališta poznavanja uslova koji su delovali u nastanku
intaktnog terena, tako i pogledu prognoze mogućih promena koje će izazvati građevinski
zahvati (objekti) (npr. u izgradnji saobraćajnica, stambenih naselja, hidrotehničkih
objekata i tsl.). Klasifikacija egzodinamičkih procesa i pojava prikazani su tebli 30.

Sl.413. Denudacija - Bedlends (SAD, Juta) i „Ěavolja varoš“, Srbija
Mehanička denudacija nekih velikih reka kao i odnos mehaničke i hemijske denudacije
na površinama kontinenata prikazani su u sledećim tabelama. Mehanička denundacija
nekih velikih reka (prema N.M. Strahovu) i odnos mehaničke i hemijske denundacije
na površinama savremenih kontinenata (prema G. V. Lopatinu).

301. 301/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabela 32- (prema N.M. Strahovu) Tabela 33 - (prema G. V. Lopatinu)



Intenzitet mehaničke denudacije na Zemlji je zonskog rasporeda; znatno raste od prelaza
visoke geografske širine ka nižim geografskim širinama, srazmerno povišenju srednje
godišnje temperature i povećanju ukupnih godišnjih oborina, odnosno intenzitetu
egzodinamičkih faktora. U područjima iste geografske širine, u razlomljenim terenima sa
raščlanjenim reljefom jači je intenzitet mehaničke, ali i hemijske denudacije.
Ukoliko je nagib terena veći, podloga rastresitija, intenzitet padavina (kiša) veliki a
vegetacije nema, denudacija će biti vrlo izražena. Kao posledica ovog procesa obrazuju
se (pluvijalna erozija, nastala delovanjem kiše - usporena erozija) jaruge i vododerine
a krajnji rezultat je stvaranje potpuno ogoljenih, neplodnih površina koje se nazivaju
„bad lands“ - loše zemlje - loša zemljišta.
U grupu erozionih oblika proluvijalnog procesa spadaju jaruge, vododerine, loša
zemljišta i zemljane piramide.

Sl.414. Pluvijalna erozija, nastala delovanjem kiše - usporena erozija: jaruge, vododerine, “ rđave
zemlje“ i zemljane piramide
Materijal erodiran, transportovan i akumulisan u proluvijalnom procesu nosi opšti naziv
proluvijum. Taj materijal gradi dve grupe akumulacionih oblika. Jednu čine plavinske
lepeze, a drugu deluvijalno - proluvijalni zastori.
Plavinske lepeze javljaju se na kraju većih povremenih linijskih tokova, bujica, ili na
kraju manjih stalnih vodotoka koji povremeno menjaju intenzitet i dobijaju bujični
karakter. Prilikom uslaska u ravnicu ili dolaskom na dno rečne doline, kinetička energija
bujičnog toka se naglo smanjuje. Transportovan materijal, lebdeći ili vučeni, rasipa se i
odlaže, gradeći oblik kojiima izgled lepeze.
Materijal plavinske lepeze, kao tipičan produkt
proluvijalne akumulacije, je slabo obrađen.
U zavisnosti od dužine transporta, vrlo je malo
zaobljen i neklasifikovan po krupnoći.
Sl.3415. Fluvijalna plavina - plavinska lepeza
- Vododerine su erozioni žlebovi nastali radom voda,
dubine do 2 metra a različite dužine - od nekoliko
desetina do nekoliko stotina metara.

302. 302/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
- Jaruge su erozioni produkti površinskih voda. Dubina usecanja im je veća od 2 metra.
Usecanje i razvoj vododerina i jaruga odvija se relativno brzo, pri tom pogoršavajući
uslove izvođenja i eksploatacije građevinskih objekata.

Intenzitet denudacije padina zavisan je od prirode stenskih masa, kinetičke energije
površinske vode i postojanjem biljnog pokrivača. Erozijom se najlakše razajaju prašinaste
i peskovite gline, a pogotovu makroporozni les i pesak.






Sl.416. Pluvijalna erozija: potoci i jaruge

Sprečavanje razvoja procesa denudacije -
erozije, zavisno od stepena erodiranosti, vrši
se na više načina, ali najcelishodniji su postupci preduzeti u početnom stadijumu. Na slici
389 prikazano je nekoliko rešenja sprečavanja erozije.
Bujice ili bujični tokovi su povremeni ili stalni prirodni vodotoci (jaruge, suvodoline,
potoci i rečice), čija su slivna područja zahvaćena erozijskim procesima. To su vodotoci
kratkog toka i relativno velikog nagiba sa promenjivom količinom vode i nesrazmerno
velikom količinom nanosa u odnosu na protok.

Bujica je nekontrolisan, stihijski agens promenljive količine vode i promenljive brzine.
Oba parametra imaju, po pravilu, velike vrednosti, pa je i kinetička energija izuzetno velika.

Karakterišu se sa naglim nadolascima poplavnih voda koje nastaju neposredno posle jakih
kiša ili ubrzanog topljenja snega, kao i velikim količinama nanosa i razornom snagom toka.

Bujična erozija kod nas je vrlo razvijena na mnogo mesta. Pruga Beograd - Bar i put
između Priboja i Prijepolja često su ugroženi bujicama na više poteza. Reka Lepenac, u
Kačaničkoj klisuri, često ugrožava prugu Uroševac - Skoplje izdizanjem aluviona reke
usled intenzivnog nanošenja materijala u njeno korito spranog sa Šar planine i Sirinićke
župe (Brezovice).









Sl.417. Jaruge i vododerine




Denudacija nepovoljno utiče na uslove građenja i eksploataciju objekta, a efikasno se
umanjuje ili sprečava formiranjem vegetacionog sloja na ogolićenim terenima.

303. 303/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Sl.418. Neki od načina sprečavanja razvoja procesa denudacije - erozije

304. 304/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
4.7.3. Erozija
Erozija je egzodinamički proces koji podrazumeva mehaničko razaranje i hemijsko
otapanje stena (razorenog materijala) i odnošenje razorenog i otopljenog materijala sa
površine ili pliće dubine. Nastaje delovanjem spoljnih, egzodinamičkih sila (voda, vetar,
led,...), a može biti:
 erozija vodom, koja se manifestuje kao:
- regionalna ili pluvijalna (kišom),
- fluvijalna (vodenim tokovima),
 erozija ledom ili snežnim lavinama (glacijalna erozija ili eksaracija),
 erozija vetrom (eoloska erozija ili korazija).
Regionalna ili pluvijalna erozija zahvata čitavu površinu litosfere. U prirodnim,
neporemećenim uslovima, ovim procesom zamenjuje se iscrpljeni površinski sloj
zemljišta u debljini od približno 0.1 mm godišnje, odnosno približno 100 m
3
/km
2
. Radom
čoveka, posebno sečom šuma, nepravilnom obradom zemljišta i neracionalnom ispašom,
pluvijalna erozija povećava se i do 150 puta u odnosu na prirodnu.
Erozija predstavlja prirodan proces pri kome se vrši intenzivno odnošenje raspadnutih
delova stenskih masa - od krupnih do najsitnijih čestica tla (zemljišta) sa površine ili u
plićem podzemlju.
Osnovni izvor energije egzogenih sila su toplota, svetlost i druga zračenja koja od Sunca
dospevaju na Zemlju. Pod uticajem Sunca dolazi do različitog zagrevanja vazduha, vode
(mora, okeana, jezera, reka i dr.), kao i čvrste Zemljine kore. Toplota je uzrok insolacije
odnosno zagrevanja i hlađenja površine Zemlje, obrazovanja lednika i njihovog kretanja,
kruženja vode u prirodi, kao i strujanja vazduha odnosno obrazovanje vetrova. Dejstvo
egzogenih sila je uslovljeno, kako gravitacijom Zemlje, tako i privlačnim silama Meseca i Sunca.
Pod uticajem Zemljine gravitacije nastaje kretanje vodenih tokova i lednika, pokretanje
stenskih masa sa visokih padina u podnožja planina. Dejstvom privlačnih sila Meseca i
Sunca javljaju se plima i oseka na okeanima, morima i jezerima. Najčešći vid erozije
predstavlja pomeranje mase terena usled dejstva obilnih kiša ili zemljotresa pri čemu
dolazi do odronjavanja zemljišta. Ovom vidu erozije su najpodložniji brdoviti tereni,
odnosno područja pod nagibom (padine) većim od 15°.
Intenzivna erozija padina može u kratkom roku učiniti teren neprohodnim za vozila i ljude
kao i za bilo koji građevinski rad.

Glavni oblici erozije su:
- Eolska erozija - nastaje delovanjem vetrova.
- Fluvijalna ili rečna erozija - nastaje geološkim radom rečnih tokova.
- Bujična erozija - nastaje mehaničkim radom atmosferskih voda.
- Karstna (kraška) erozija - nastaje delovanjem atmosferskih, površinskih i podzemnih voda.
- Marinska (jezerska) erozija i akumulacija.
- Glacijalna ili lednička erozija - nastaje radom lednika i snega.
- Abrazija - predstavlja rušenje obale kao posledica morskih i jezerskih talasa.
- Antropogeni - oblikovan radom čoveka.

305. 305/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.419. Uzroci i posledice erozije

Erozija je proces razaranja i razrušavanja postojećih oblika u reljefu pri čemu nastaju
erozivni oblici reljefa, a akumulacija je proces formiranja novih oblika reljefa od
erodiranog materijala pri čemu nastaju akumulativni oblici reljefa.


























Sl.420. Šematski prikaz eroziono-akumulacionih oblika reljefa

306. 306/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Prenos ili transport erodiranih čestica vrši se:

- Gravitacijom: kotrljanje i klizanje
čestica niz padinu,

- Vodom (najveća količina sedimenata):
u obliku vučenog nanosa, čestica u
suspenziji (prah i glina), turbiditnih
struja kao i pravih rastvora (katjoni i
anjoni),

- Vetrom: eolski sedimenti,

- Ledom: glacijalni sedimenti ili ledom i
vodom: glaciofluvijalni sedimenti.

Sl.421. Prenos ili transport erodiranih čestica
4.7.3.1. Eolska erozija (korazija) - deflacija i akumulacija (peščane ili kamenite
pustinje; lesna prostranstva; dine, barhani i živi (pokretni) peskovi)
Eoska erozija ili korazija nastaje mehaničkim radom vetra. Snagom vetra kotrljaju se
veći fragmenti stenske mase, tako da oni stružu i glačaju površinu po kojoj se kotrljaju ti
fragmenti. Raznošenjem sitnih čestica ogoljuje se i snizuje se teren (reljef), što se naziva
deflacija. Uloga vetra posebno je izražena u područjima bez vegetacije (pustinje, stepe,
savane...).
Eol je u grčkoj mitologiji bio bog i gospodar vetrova. Eolska erozija ili deflacija nastaje
kao posledica rada vetra. Eolska erozija se pojavljuje u regionima koji se karakterišu
čestim jakim vetrovima, čija su zemljišta rastresita a nisu zaštićena gustim biljnim
pokrivačem. Rad vetra je najizrazitiji u suvim pustinjskim i polupustinjskim oblastima
bez vegetacije.
Vetrovi su rezultat atmosferskih razlika pritisaka koji su delimično zbog globalne
raspodele temperature, i takođe, lokalnih varijacija u pritisku zbog temperature vodenih
masa koje se kreću od okeanskih struja, toplote koju apsorbuju kopnene mase i hladnog
vazduha u visokim glacijalnim planinskim područjima.
Vetar takođe oblikuje reljef, ali ne svuda. Iako se vetar pojavljuje i duva na čitavoj
planeti, ima uticaj jedino tamo gde je podloga suva i lako prenosiva.
Mehanički rad vetra naziva se eolska erozija.

307. 307/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Taloženje materijala koji je vetar pomerio naziva se eolska akumulacija.
Stvaranje eolskih oblika reljefa najizraženije je u pustinjskim i polupustinjskim
oblastima. Kad nema biljnog pokrivača razaranje stenovitog materijala je veliko, a taj
razoreni materijal se lako prenosi vetrom.
Pustinjski vetrovi prenose razoreni materijal, sitne kamenčiće i pesak i stvaraju ogoljene
stenovite podloge o koje kamenčići i pesak dodatno stružu i udaraju stvarajući raznovrsne oblike.
Vetar prenosi uglavnom najsitnije čestice zemljišta kao što je glina, prašina i sitan pesak.
Intenzitet deflacije zavisi od od sledećih faktora:
• gustine biljnog pokrivača,
• eksponiranosti zemljišta vetru,
• jačine i učestalosti vetra,
• osobina zemljišta.
Osobine zamljišta kao što su: mehanički sastav, struktura zemljišta i stepen vlažnosti
odnosno vezanost zemljišta utiču na pojavu eolske erozije. Vetar odnosi uglavnom sitne
čestice nestrukturnih, praškasto - sitnopeskovitih zemljišta i praškaste strukturne agregate
u suvom stanju kada su najslabije vezani.
Odnošenje čestica je intenzivnije što je ređi pokrivač, veća eksponiranost zemljišta vetru,
kao i veća jačina i učestalost vetra. U zavisnosti od jačine vetra, veličine i težine čestica
vetar odnosi ponete čestice na manja ili veća rastojanja. Najsitnije čestice kao što su sitan
prah i glina mogu biti vetrom preneti na udaljenosti od nekoliko hiljada kilometara.
Prilikom prenošenja čestica peska vetar vrši i koroziju odnosno razaranje stena. Tom
prilikom dolazi do mehaničkog glačanja i raspadanja stena.














Sl. 422. Eolska erozija - rad vetra u pustinjskim uslovima
Sa prenošenjem čestica peska i praha dolazi do sortiranja i navejavanja (akumulacije)
čestica i stvaranja specifičnih oblika eolskog reljefa peščanih dina i barhana.













Sl. 423. Prikaz delovanja vetra i načina prenošenja čestica tla (peska) i nastanak dina

308. 308/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Pustinje su područja na Zemlji koja godišnje primaju manje od 250 mm padavina. Čine
22% površine svetskog kopna (1/10 cele Zemljine površine). Pored vetra, na formiranje
reljefa u pustinjama utiču i velika dnevna kolebanja temperature, zbog kojih dolazi do
pucanja, drobljenja i usitnjavanja stenske mase. Pustinje mogu biti peskovite, kamenite,
šljunkovite, glinovite i slane (sone).
U Sahari, od 9 miliona km
2
, oko 1,2 miliona km
2
je pesak, dok je ostatak od kamena i
šljunka. Peskovite pustinje ili nepregledna mora peska, nazivaju se ergovi (kumovi),
kamenite pustinje su hamade a šljunkovite pustinje, kojih ima u Libiji, poznate su pod
imenom seriri, glinovite - takiri, lesne - adiri, slane - šori (keviri) i gipsne. Suva rečna
korita nazivaju se vadizi.


Sl. 424. Pustinje - vrste
Eolski oblici reljefa dele se na erozione i akumulacione.
Eolski erozioni oblici
Stvaraju se uglavnom u kamenitim pustinjama, ravnim i golim stenovitim predelima bez
vegetacije i vode pokriveni komadima stena nastali temperaturnim razaranjem.

309. 309/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
- Pustinjsko saće je sistem plitkih jajastih udubljenja, koja su odvojena tankim stenovitim
zidovima.Nastaju selektivnom erozijom na stenama koje se sastoje od čvršćih i mekših minerala.

Intenzivnom selektivnom erozijom na stenovitim grebenima i rtovima mogu nastati i
prozorci - otvori na stenama.


Sl.425. Pustinjsko saće - Tatakoa, Kolumbija















Sl.426. Pustinjski prozorac, Vadi Rum (Jordan) i prozorac, Sahara
- Usamljene stene najviše erodiraju i postaju tanje pri dnu, poprimajući izgled pečurke
jer vetar nosi pesak i ostale materijale do visine 1-1,5m. Tako nastaju pečurkasti ili
igličasti ostenjaci.









Sl.427. Pečurkasti ostenjak (Gur), igličasti ostenjak- Australija
- Jardang je najveći eolski erozivni oblik. To je sistem paralelnih žljebova i brazdi
olučastog oblika između kojih su oštri rtovi. To su izvajani oblici koji mogu biti visoki
nekoliko desetina metara, dugački nekoliko kilometara, a izbrazdani su dejstvom vetra.
Prosečne visine (dubine) 1- 6 m, a dužine i po nekoliko stotina kilometara.











Sl.428. Jardang pustinji Gobi i Sfinga u Gizi(Egipat), pretpostavlja se da je naknadno izmenjeni jardang

310. 310/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
- Uadi (vadizi) su suve rečne doline koje su nastale u vreme kada je kilma u pustinjama
bila vlažnija ili od današnjih vodenih tokova koji se obrazuju posle jačih kiša. Oni su
poligenetski oblici - nastali su radom dve sile, rečkom i eolskom erozijom.

Javljaju se u peskovitim pustinjama (erg u Africi, kum u Aziji). Imaju zatalasan
brežuljkast reljef koji se dinamično menja pod uticajem vetra.









Sl.429. Uad u pustinji Negev (Izrael)
Eolski akumulacioni oblici (Dine, Barhani, Seifi,

- Dine
Dine su tipični oblik reljefa u pustinji i predstavljaju peščane bedeme i brežuljke.
Peščane dine su kupasti oblici nanosa peska visine u proseku 10 do 20 m. U Libijskoj
pustinji dostižu visinu i do 200 m. Strana peščane dine okrenuta uz vetar ima nagib oko
10˚, dok je suprotna strana strmija sa nagibom od 30˚ do 40˚.









Sl. 430. Dine
Pesak u dinama je veoma pokretljiv, tako da se oblik i položaj dine menja u
zavisnosti od pravca i brzine vetra.












Sl.431. Pustinja - rad vetra kod stvaranja dina

311. 311/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Peščane dine mogu se javiti u više različitih oblika:
- poprečne (transverzalne) dine - zatalasani oblici, izduženi upravo na pravac vetra,
- uzdužne dine (seifi) - pružaju se paralelno sa pravcem vetra., barhani - srpasti oblici
peščanih dina sa vrhovima okrenutim niz vetar i
- deflacione dine - parabolični oblici peščanih dina čiji su vrhovi okrenuti uz pravac
kretanja vetra.
Varijacije oblika peščanih dina zavise od količine peska, brzine, pravca i stalnosti vetra
kao i od prisustva ili odsustva pustinjske vegetacije.

















Sl.432. Transverzalne (poprečne) i parabolične (deflacione) dine
- Barhani
Barhani su male dine u obliku polumeseca ili srpa. Nastaju kada vetar duva stalno iz istog
pravca. Obično se nalaze na obodu peščanih pustinja. Kod barhana, strana okrenuta vetru
je blaga i izdužena, a suprotna (unutrašnja) je strma i kratka.








Sl.433. Barhani, Pacifička obaka (Peru), Б
- Seifi (uzdužne dine) poseban oblik dine, karakterističan za Saharu, nastaje delovanjem
vetra promenljivog pravca i brzine kretanja. Pružaju se paralelno sa pravcem vetra.




Sl.434. Seifi

312. 312/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Najveća i jedina prava reka u Sahari je Nil. Protiče kroz Sudan i Egipat i uliva se u
Sredozemno more, praveći veliku deltu.
Podzemne reke izviru i formiraju oaze, koje su okružene bujnim rastinjem. Takve su
Baharija, Dakla i Siva u Egiptu, zatim Kufra u Libiji, Tidikept i Gurara u Alžiru, Duz i
Tozer u Tunisu....













Sl.435. Hidrografija pustinja
Brojna su i povremena slana jezera - šotovi, kojih ima najviše u Alžiru i Tunisu.
Najpoznatiji su Šot Džerid, Šot - eš Šergi i Šot el Hodna. U koritima nekadašnjih reka -
vadizima ili uadima mestimično se nakon iznenadnih pljuskova javljaju povremeni
vodeni tokovi.
4.7.3.2. Rečna (fluvijalna) erozija i akumulacija

Atmosferska voda pada na zemljinu površinu i, linijom manjeg otpora, otiče prema nižim
područjima ili ponire na vodopropusnoj podlozi. Voda (padavine: kiša, sneg, inje, rosa)
koja ponire popunjava međuprostore - pukotine u stenama naziva se temeljnica. Naišavši
na nepropusne stene izbija na površinu u obliku izvora.

Izbivši na površinu stvara tekućice koje otiču prema nižim delovima i mehaničkim
delovanjem - erozijom oblikuje rečne erozione i akumulacione reljefne oblike.

Dakle, rečna (fluvijalna) erozija predstavlja proces izgrađivanja oblika u reljefu radom
rečnih tokova. Rečna erozija (lat. erodere - odnošenje, skidanje) je razarački rad
površinskih tokova (potoka i reka) koji se sastoji u usecanju i podlokavanju korita i dolina.
Za kretanje vodene mase dovoljni su i mali nagibi rečnog korita, za razliku od padinske
erozije. Rečna erozija može biti dubinska i bočna.

Ova erozija prisutna je sve do ušća a zavisi od:
- nagiba terena - vodenog toka,
- količine vode,
- brzine proticanja vode,
- fizičkomehaničkim svojstvima stena i
- obraslosti terena i vrste stenske mase na „vodenom putu“.
Strmiji nagib i veća količina vode pojačavaju rad reka. Fluvijalna erozija je naročito
pojačana ukoliko se nosi - vuče veća količina nošenog - vučenog materijala kao što su
kamenje, pesak, mulj, glina i dr. U gornjem toku erozija je jača zbog strmijeg nagiba -
bržeg oticanja. U donjem toku jača akumulacija materijala zbog sporijeg toka.

313. 313/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Rečna erozija je najzastupljeniji i najbitniji proces posle tektonskih pokreta za formiranje
reljefa.












Sl.436. Rečni sistem
Tekući preko površine (litosfere) u pravcu najvećeg pada, a pod uticajem zemljine teže,
rečni tokovi stvaraju sopstvene oblike reljefa.
Fluvijalni oblici mogu biti:
- erozivni, ako su stvoreni usecanjem rečnog toka i
- akumulativni, ako su izgrađeni nagomilavanjem (taloženjem) erodiranog fluvijalnog
materijala.















Sl.437. Fluvijalna ili rečna erozija - rečno korito
Fluvijalnom erozijom stvaraju se karakteristični geomorfološki erozioni oblici (rečna
korita, rečne doline i rečne terase) ili akumulativni oblici (rečna ostrva-ade, delte i
aluvijalne ravni)

Prestankom sila transporta počinje taloženje mehaničkih čestica, najpre većih i gušćih, a
kasnije manjih. Puno suspendovanog materijala stvara veću gustoću rasrvora (vode) pa je
sporije obaranje čestica.

Promena fizičko-hemijskih faktora uzrokuje taloženje iz rastvora: obaranje flokula kod
glina i kristalizacija soli iz prezasićenih rastvora. Kod niže temperature veća je viskoznost
i manja brzina vode.

Eroziona snaga vode deluje na stensku masu te, zavisno od njenih fizičko - mehaničkih
svojstava, lakše troši i erodira mekše nevezane i poluvezane stene, a teže čvrste. Taj
proces naziva se selektivna erozija. Razoreni materijal krupniji je u gornjem delu toka, a
prema ušću talože se sve sitnije frakcije. Takva pojava uslovljena je smanjenjem kinetičke
energije tekuće vode - ako posmatramo proces od izvora prema ušću.

314. 314/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)











Sl. 438. Taloženje mehaničkih čestica - rad sila transporta









Sl. 439. Rečno korito - erozioni i akumulacioni oblici u rečnom toku






Talveg je linija najvećih dubina u koritu.
Matica je linija najvećih brzina u koritu.






Sl. 440. Zakonitosti i osobine kretanja vode vodotoka
u meandru (prema Karolyi Z. 1957).
Tekuće vode svojom razarajućom snagom u
stenskom masivu formiraju korita. Rečna (fluvijalna) erozija manifestuje se u
horizontalnom i vertikalnom smislu. Uslovljena je nagibom vodenog toka, brzinom
proticanja, količinom vode i fizičko-mehaničkim karateristikama stenske mase.
U gornjem delu toka gde je nagib terena strmiji, sl.437 - 441, preovladava vertikalna
komponenta erozije. U srednjem delu toka manifestuju se vertikalna i horizontalna
komponenta erozije. U donjem delu toka, blizu ušća, preovladava njena bočna
komponenta. Zbog toga korito u gornjem delu toka ima oblik slova „V“, u srednjem delu
oblik slova „U“, a udonjem delu toka (blizu ušća) ima oblik izduženog slova „U“.

Eroziona baza nekog vodotoka definisana je njjegovim ušćem u drugi tok, jezero ili more,
koje je osnovna eroziona baza svih tokova. Eroziona snaga vodenih tokova regulisana je
izdizanjem ili spustanjem kote eroziome baze (mora). Naime, pri spistanju (oseke) te baze
erozija se povećava., i obratno, pri uzdizanju (plimi) se smanjuje. O uzdizanju i spustanju
kote erozione baze tokom geološke istorije svedoče nam naizmenična usecanja korita i

315. 315/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
područja akumulacije materijala uzduž rečnih terasa. Prema tome, vodeni tok i njegovo
korito se kroz vreme menjaju., zavisno od uzdizanja ili spustanja delova kopna.

Kombinovanim delovanjem fluvijalne i pluvijalne erozije u tektonskim razlomljenim
krečnjačkim stemana krša, usitnjavaju se i, vodenim tokovima, odnose delovi stenske
mase, ali i otapanjem (korozijom). Erozivnim i korozivnim radom vode nastaje specifičan
kraški reljef sa brojnim morfološkim pojavama (škrape, vrtače, jame, špilje, ponori,
kraške uvale i kraška polja).

Podele vodotoka
Zbog problema koji nastaju zbog erozije u rečnim tokovima neophodno je preduzimati
mere zaštite- regulacije rečnih (vodenih) tokova. Sa aspekta pristupa rešavanja problema
vodotokova neophodno je poznavanje istih (u geografskom i hidrografskom smislu).
Osnovne podele vodotoka bitne su sa aspekta pristupa rešavanja problema. Tako neće biti
jednak pristup rešavanju problema ukoliko se, na primer, treba regulisati neki bujični
vodotok ili pak reka. Zato se u nastavku daju osnovne podele po različitim kriterijima.
Podela vodotoka u geografskom smislu razlikuje bujice, brdske potoke, potoke i reke.
Prema veličini (hidrografska podela) vodotoke delimo na brazde, jarke, jaruge, potočiće,
potoke, rečice, reke i velike reke.
Hidrotehničarima značajna je podela vodotoka u aluvijalnim dolinama prema
vodnoprivrednom tretmanu. Prema toj podeli razlikujemo sledeće tipove vodotoka:
• melioracioni kanali (širina dna b < 1 m)
• mali vodotoci (širina dna 1m < b < 20m)
• reke (širina dna b > 20 m)
Regulacije prirodnih vodotoka su skup gradnji, mera i postupaka kojima se menjaju
prirodne osobine na vodotoku i njegovom slivnom području radi:
• što racionalnijeg korištenja voda,
• što efikasnije zaštite od štetnog delovanja voda iz vodotoka i
• što efikasnije zaštite vodotoka od zagađenja.
Pri tome treba razlikovati regulacije korita vodotoka (morfološke regulacije) i regulacije
vodnog režima. Regulacije korita vodotoka bave se uređenjem korita i građevinama
vezanim uz samo korito. Prema klasičnom shvatanju regulacija vodotoka upravo su
regulacije korita te koje se opisuju tim terminom. Međutim, širi pojam regulacija
vodotoka podrazumeva i regulisanje vodnog režima. Tu se radi o takozvanoj preraspodeli
količina voda. Raznim građevinskim zahvatima na slivu i vodotocima vodne količine se
preraspodeluju prostorno i vremenski.
Iako se korito prirodnog vodotoka može posmatrati kao celina, u poprečnom preseku
moramo znati njegove delove. To su: korito za srednje vode, korito za velike vode, glavno korito.
Erozivni fluvijalni oblici - korita, doline i rečne terase.
Korito - rečno korito je olučasti žleb kojim otiče reka, može biti različitog izgleda u
zavisnosti od sastava podloge u koju je usečeno.
Tekuće vode svojom razarajućom snagom u stenama formiraju korita. U gornjem delu
toka, gde je nagib terena strmiji, preovladava vertikalna komponenta erozije. U srednjem
delu toka deluju podjednako vertikalna i bočna komponenta. U donjem delu, blizu ušća,
preovladava njena bočna komponenta erozije. Zbog toga korito u gornjem delu toka ima
oblik slova "V", u srednjem delu oblik slova "U", a u donjem delu (blizu ušća) ima oblik
razvučenog slova "U".

316. 316/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)














Sl. 441. Osnovne definicije i delovi korita vodotoka - poprečni profil
Eroziona snaga vode deluje na stensku masu i, zavisno od njenih fizičko - mehaničkih
svojstava, lakše troši i erodira mekše nevezane i poluvezane stene, a teže čvrste. Razoreni
materijal krupniji je u gornjem delu toka - dubinska erozija - veći nagib, produbljivanje
korita (oblik slova V), veći komadi stena, a prema ušću nalazimo sve sitnije frakcije -
bočna erozija - srednji i donji tok, sitniji materijal, širenje dolinskih strana, nema
produbljivanja. Takva pojava uslovljena je smanjenjem kinetičke energije tekuće vode.

Sl. 442. Erozija i profil rečnog korita zavisno od energije površinskog toka
Na većim nagibima rečno korito je uže i dublje a na manjim šire, pliće i vijugavo.

Za reku sa vijugavim rečnim koritom kaže se da meandrira. Takvo rečno korito ima reka
Uvac, Srbija, Po, Italija, Büyük Menderes u Turskoj, po kojoj je ova pojava i dobila naziv.

Doline - rečna dolina je elementarni i najveći oblik rečne erozije u reljefu nastao
usecanjem rečnog toka, odnosno rečnog korita u topografsku površinu i širenjem njenih
strana denudacionim procesom. Dolina je izdužena, nagnuta i otvorena u pravcu oticanja
vodotoka, čijom erozijom delimično i nastaje. Morfološki elementi doline su dno, u kome
je usečeno rečno korito, i strane, koje se dižu iznad dna u vidu odseka ili blagih padina.
Doline se po izgledu međusobno razlikuju. Mogu biti plitke, sa širokim dnom i blagim
stranama (ravničarski predeli), ali i duboke, uske i sa strmim stranama (planinski predeli).

317. 317/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)














Sl. 443. Rečno korito - izgledi











Sl.444. Meandri - Uvac,Srbija i Büyük Menderes,Turska
Duge, duboke doline sa uskim dolinskim dnom nazivaju se klisure. Duboke uske doline
vertikalnih strana, kod kojih je čitavo dno svedeno samo na rečno korito nazivaju se
kanjoni. Duboke, uske kratke rečne doline su sutjeske-klanci.

Sl.445. Sićevačka klisura, Ěerdapska klisura na Dunavu, Grdelička klisura

Zbog promena geološkog sastava i tektonskih odnosa preovladavaju složene ili
kompozitne doline.

Prema odnosu na glavne smerove pružanja reljefa doline mogu biti longitudinalne
(uzdužne) i transverzalne (poprečne).

Rečne terase - erozione rečne terase formiraju se usecanjem reke u osnovne stenske mase.
Izgrađene su u potpunosti ravničarskih reka i predstavjaju ostatke starog dolinskog dna
koje je razoreno oživljavanjem rečne erozije.


Meandr

318. 318/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)













Sl.446. Kanjon Jerme, Kanjon Drine, Kanjon Kolorada i Tare
Prema načinu postanka rečne terase mgu biti:
- erozione rečne terase,
- akumulacione rečne terase i
- rečne terase složenog postanka.
Erozione rečne terase nastaju u stenama, bez akumulacije nanosa na njihovoj površini.
Akumulacione rečne terase su u potpunosti izgrađene od rečnog nanosa različite starosti.
Složene rečne terase stvorene su taloženjem rečnog nanosa na stenama uz promenu nivoa
erozione baze.
Sl.447. Poprečni profil korita za veliku vodu,„Hidraulička“ geometrija rečnog korita i aluvioni i
aluvijalne terase
Ako su korita izgrađena od stena različite podložnosti eroziji ili kao posledica tektonskih
pokreta (rasedi), na rečnom toku, može doći do oblikovanja vodopada i slapova. Na
manjim prelomima u rečnom koritu nastaju brzaci a na većim vodopadi.

Vodopadi - mesta gde dolazi do naglog pada vode (survava sa visine zbog vertikalnih
odseka u rečnom koritu) iz višeg u niži deo korita. Mogu biti tektonski, erozivni i
akumulativni. Erozivni vodopadi nastaju na kontaktu stena različite otpornosti. Takav je
vodopad Nijagare, između jezera Iri i Ontario, visok 51 metar.

Akumulativni vodopadi su vezani za mesta na koijma se u rečnom koritu taloži bigar.
Najpoznatiji u Srbiji je vodopad Velikog Vrela u dolini Resave, visok 14 metara.

319. 319/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
















Sl.448. Akumulativni oblici rečne erozije - vodopadi

Slapovi - mesta gde voda otiče postupno preko niza kaskada - brzake i manje vodopade.

Sl.449. Veliko Vrelo i slapovi Krke
Kad oticanje postaje sporije jača bočna erozija, korito se širi i počinje oblikovti rečne
zavoje - meandre.

Sl.450. Uklješteni mendri, reka Uvac, Srbija,
slika Maja Stanković










Brzaci su kraći delovi toka sa većim padom na uzdužnom
profilu, gde voda otiče velikom brzinom između blokova
stena koji pri niskim vodostajima strče iznad vode.

Sl.451. Brzaci

320. 320/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Akumulativni fluvijalni oblici (rečna ostrva - ade, delte i aluvijalne ravni).

Nošeni erodirani materijal reke može biti prenet na velika rastojanja, deponovan u rečnom
koritu ili na obalama reke. Tako naneti materijal - sedimenti predstavljaju aluvijum ili
aluvijalne nanose koji formiraju rečna ostrva - ade, rečne delte i aluvijalne ravni.

Aluvijalne ravni predstavljaju zaravnjena dna rečnih dolina. To su obale rečnog korita
koje su izgrađene od rečnog nanosa. Aluvijalne ravni najčešće se formiraju u srednjim i
donjim delovima rečnog korita. Pri visokom vodostaju reka se izliva iz korita, plavi rečnu
dolinu, a na poplavljenom terenu se taloži aluvijalni nanos. Razlikuju se dve vrste
aluvijalnih sedimenata: Aluvijum starača i aluvijum povodnja. Aluvijum starača
predstavlja nanose ispunjene glinovitim česticama i tresetom, dok je aluvijum povodnja
predstavlja nanose koji su u najvećem procentu izgrađeni od frakcija praha i finog peska.

Proučavanje aluvijalnih ravni (terasa) vrlo je važno i potrebno pri projektovanju i
građenju saobraćajnica, brana i svih drugih vrsta objekata koji se grade u aluvionima. Pri
proučavanju uticaja rečne erozije na inženjersko geološke karakteristike terena posebnu
pažnju treba obratiti na akumulacije (taloženja) rečnih nanosa jer su vrlo heterogenog
sastava.







Sl.452. Aluvijalna ravnica






Rečna ostrva - ade obrazuju se u rečnom koritu od krupnoznih frakcija rečnog nanosa -
frakcija peska i šljunka. U koritima, na mestima gde postoje zapreke ili izbočenja, taloži
se materijal, koji se postepeno izdiže iznad vode, i oblikuje sprudove ili ostrva imenom
ade. Ade se stvaraju i na ušćima dveju reka, gde se sudaraju njihove struje, a tok usporava.
Mnoge reke na našim prostorima kao što su Dunav, Sava, Morava imaju veliki broj rečnih
ostrva.




Sl.453.Veliko ratno ostrvo, Beograd





Rečne delte nastaju sedimentacijom rečnog nanosa na ušću reke u more ili jezero, gde
reka usporava rečni tok, a zatim rečni tok prestaje. Rečne delte nastaju kao posledica
prestanka transportne moći tekuće vode – rečne, gde se taloži sav doneti materijal pri
čemu se zasipa morski ili jezerski basen koji se postepeno pretvaera u kopno, a reka se
zbog velike količine nanetog materijala račva u veći broj rukavaca. Pogoduji im plići i
mirniji delovi mora gde nedostaju morske struje i jači talasi.

321. 321/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Rečne delte su izgrađene od najfinijih čestica peska,
praha i gline koji se talože u vidu nagnutih slojeva
velike debljine. Primer je delta Nila čija debljina
rečnog nanosa iznosi oko 700 m. Svake godine delte
se značajno povećavaju. Delta Dunava se godišnje
uvećava za oko 1 km
2
svake godine.

Sl.454. Delta Misisipija

Plavine - se stvaraju na mestima gde rečni tok iz planinske oblasti izlazi u ravnicu, usled
čega njegova transportna snaga naglo slabi. Tu se najkrupniji rečni materijal taloži u vidu
prostrane lepeze ili kupe blagih strana. Stvaraju različita ušća: deltasta - razgranato i
levkasto ušće - estuarij.





Sl. 455. Plavine





4.7.3.3. Glacijalna (lednička) erozija i akumulacija

Lednička (glacijalna) erozija ili egzaracija je geomorfološki proces kojim se izgrađuje
reljef kretanjem lednika preko tla. Egzaracija predstavlja geomorfološki proces
formiranja oblika u reljefu kretanjem lednika preko Zemljine površine. Led prilikom
kretanja na Zemljinoj površini stvara specifične oblike reljefa koji se nazivaju glacijalni
oblici. Razlikuju se erozivni glacijalni oblici koji nastaju korazijom (Abrazija -trošenje
materiajala sa reljefa), dok akumulativni glacijalni oblici nastaju gomilanjem erodiranog
materijala.
Lednička (glacijalna erozija) ili egzaracija označava proces mehaničkog razaranja i
prenošenja stenskog materijala kao rezultat rada lednika. U nivalnom (sl.146)
klimatskom području stenske mase se razaraju ponovljenim zamrzavanjem i
odmrzavanjem stenske mase, što se naziva nivacija.

Dakle, glacijalni proces je geomorfološki proces koji nastaje delovanjem leda, snega i
mraza (niskih temperatura). Ovako su objedinjena tri procesa, koja se, inače, razlikuju.
Ō Dejstvo leda predstavlja glacijalni proces u užem smislu.
Ō Geomorfološko dejstvo snega naziva se nivacioni process.
Ō Delovanje mraza naziva kriogeni proces.

Objedinjenje ova tri procesa učinjeno je zbog toga što njihovi agensi deluju istovremeno
i na istom prostoru. Njihovi mehanizmi su međusobno veoma bliski i povezani, pa su
slični i efekti koje oni izazivaju. Oblici ova tri procesa su, takođe, veoma slični, i sa
postepenim prelazima jednih u druge.
Opštu i osnovnu karakteristiku glacijalnog procesa čine izuzetno veliki morfološki učinci.
U ovom procesu se eroduju, transportuju i akumuliraju velike količine materijala. Zbog
toga, glacijalni proces, iako vremenski ograničen, ostavlja za sobom jasno uočljive
promene u reljefu.

322. 322/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Područja razvoja glacijalnog procesa određuje snežna granica. To je visinska zona iznad
koje je bilans insolacije i radijacije negativan, tj. količina toplote koju Zemlja prima od
Sunca je manja od količine toplote koju Zemlja emituje. Zbog toga se sve atmosferske
padavine javljaju u čvrstom agregatnom stanju. Sneg i led zadržavaju se tokom
višegodišnjeg, pa i viševekovnog, perioda.
Položaj snežne granice zavisi od više faktora. Osnovni faktor je geografska širina,
tj. klimatski pojas. U okviru istog klimatskog područja postoje velika variranja visine
snežne granice. Njen položaj je uslovljen ekspozicijom padine, odnosno njenim
položajem ili izloženošću ka severu (osojna) ili ka jugu (prisojna). Granica se menja i sa
sezonskim kolebanjima temperature, s povećanjem ili smanjenjem vlažnosti.
S obzirom na položaj snežne granice i prostor zahvaćen glacijalnim procesom, izdvajaju
se dva glavna područja razvoja glacijalnog procesa: polarne oblasti i područja visokih
planina.


U polarnim krajevima i na visokim planinama sneg ne stiže uvek skroz da se otopi.
Snežna granica je linija iznad koje Sunčeva toplota ne topi sav sneg. Visina granice
zavisi od položaja planine. Svaki put se otopi deo snega, deo ostane i napada novi sneg.
Dolazi do pritiska i taloženja donjih slojeva snega, a kad krenu novi nanosi da se tope,
voda prodre do donjih nataloženih slojeva i vremenom više nemamo sneg već led. Tako
nastaju lednici. Rad lednika naziva se lednička ili glacijalna erozija.
Glacijalni oblici na zemlji zauzimaju oko 16 miliona km
2
(1/10 kopnenog dela Zemlje).

Područja na kojima se javlja glacijalni i periglacijalni reljef:
- u područjima sa višom nadmorskom visinom (pada više snega nego se može otopiti),
- u višim geografskim širinama (sve je prisutniji i u nižim nadmorskim visinama),
- područja gde prevladavaju snežne padavine i
- temperature niže od 0°C.
Na visokim planinama iznad snežne granice dolazi do formiranja stalnog snega i leda.
Snežna granica je oblast iznad koje padne više snega nego što se istopi u toku jedne godine.

Led je glavni pokretač egzogenog modelovanja - formira se iznad snežne granice (ona je
na nižoj nadmorskoj visini sa porastom geografske širine npr. uz ekvator na visini oko
6000 m; Alpe 2500 - 3000 m; Aljaska 600 m, Grenland 90 m).
Lednički led se formira iznad snežne granice (prostor u kome se led zbog niskih
temperatura održava preko cele godine). On se stvara od snega koji se preko dana
delimično otopi a preko noći ponovo zamrzne, ali i pod pritiskom novog snega pa se iz
njegovih nižih slojeva istiskuje vazduh te tako zadobija zrnastu strukturu (takav led se
naziva „firn“).
Firn je zrnasta struktura koja nastaje
kada se tokom dana sneg delimično
otopi a noću ponovo zaledi što dovodi
da se snežna masa zbija.

Pod pritiskom većih količina snega led
se sabija, prekristalizuje i postaje
plastičniji - lednički led.

Sl.456. Lednička erozija - elementi lednika

323. 323/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.457. Lednička erozija - elementi lednika

Posoje dva tipa ledene mase na zemlji:

 lednici (glečeri) - ledeni tokovi koji se kreću (npr. alpski glečeri, islandski glečeri),
 ledeni pokrivač - akumulirane mase leda koje prekrivaju velike površine
antarktičkih, arktičkih i subarktičkih krajeva.
Zrnasta struktura snega je osnova za formiranje leda. Iz ove forme nastaju cirkovi - firn
se akumulira u izvorišnim delovima dolina.

















Areta
Glavni lednik
Okrnjeni greben
Arete predstavljaju oštre i uske, nazubljene planinske
grebene, koji se javljaju izmeĎu valova ili cirkova. Njihov
nastanak objašnjava se regresivnom erozijom strana dva
susedna valova. Značajnu ulogu pri tome ima koluvijalni
proces, koji je izazvan potkopavanjem strana valova
dejstvom lednika. Odronjavanjem i osipanjem proširuju
se valovi i ustrmljavaju njihove strane. Termin
je srpska transkripcija francuske reči arête, koja
označava riblju kost.
Cirkovi
Reč Horn znači "rog".
Sama planina sastoji se
od dva sloja:
donji deo – Hörnlihütte
i lednika) ...


Horn
Horn
Središnja morena

324. 324/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Dok se spuštaju niz planinu, pod težinom svoje mase, stvaraju korito kroz koje teče
lednik, polukružno se kreće, udubljuje podlogu i formira polukružna udubljenja -
lednički valov ili npr. ledička jezera.
Til - iz cirka kreće ledeni tok niz padinu pri čemu erodira podlogu i nosi rastrošeni
materijal - morenski materijal. Dakle, lednici sa sobom nose ogromne količine
morenskog materijala - šljunka, peska, sitnog ili krupnog kamenja i blokove.

Led deluje na podlogu i bokove i formira ledeničku dolinu - valov (oblik slova “U”).

Permafrost (trajno zamrznuto tlo) dubina i do nekoliko stotina m, za vreme kratkih leta
otapa se svega do 1 m dubine (npr. Sibir, Aljaska, sever Kanade) - subpolarana područja.
Ako je tlo izuzetno natopljeno vodom, pri nagibu >20° dolazi do gelisoliflukcije -
(tečenje zemljišta).
Kada se nagomila velika količina leda pod dejstvom gravitacije i sopstvene težine
lednici se počinju spustati na niže, kreće u vidu prave ledene reke, uništavajući postojeći
i stvarajući novi reljef (svojom masom grebe i razara površine preko kojih prelazi).
Lednici svojim kretanjem stvaraju erozione oblike, a na mestima gde se otapaju i gde se
erozioni materijal taloži nastaju akumulacioni oblici.
Krećući se lednik „grebe“ podlogu preko koje prelazi tako da se u sastavu lednika osim
leda nalazi velika količina stenovitog materijala različite veličine. Ovi odlomci stena koje
lednik nosi sa sobom nazivaju se morenski materijal. Krećući se ka snežnoj granici lednik
se smanjuje a kada se spusti ispod nje dolazi do njegovog otapanja. Na tom mestu stenoviti
materijal koji je lednik nosio taloži se u vidu lučnog bedema koje se zovu čeone morene.
Pod težinom mase leda, lednik se kreće niz planinske strane. Ovo kretanje je veoma sporo,
ali pošto je lednik veoma težak on svojom težinom useca ledničku dolinu - valov.
Prilikom svega ovoga lednik struže i razara podlogu po kojoj se kreće i sa sobom nosi
znatne količine stenskog materijala, koji nazivamo morenski materijal. Kada lednik
prođe snežnu granicu on se topi i na mestu gde se otopio od morenskog materijala nastaje
polukružni bedem - čeona morena.
Tu takođe nastaje i ledničko jezero od otopljenog leda, jer je zagrađeno čeonom morenom.
U zaleđu čeone morene formira se akumulativni lednički oblik - terminalni bazen u
kome se nakon otapanja leda obrazuje ledničko jezero.
Otapanjem lednika u cirkovima ili valovima nastaju lednička jezera „ gorske oči“.
Lednici svojim kretanjem stvaraju erozione i akumulacione ledničke reljefne oblike:
- cirk,
- valov (lednička dolina),
- morene.

Sl.458. Lednička erozija - Erozivni i akumulacioni oblici: cirkovi, valovi i morene

325. 325/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabela 34 - Lednička erozija - erozioni oblici
Erozioni oblici
Cirk


Cirk predstavlja mesto na kome se formira dolinski lednik. To je amfiteatralno
udubljenje, strmih strana i blago zatalasanog dna. Jedna strana je otvorena i to
mesto je svedeno na zaobljen prag, metarskog reda veličine. Inicijalnu depresiju
za postanak cirka predstavlja čelo nekadašnjeg vodotoka.
Ukoliko se cirk nalazi u blizini snežne granice, led koji se u njemu formira
nedovoljan je za stvaranje lednika, koji bi se kretao gravitaciono naniže. U tom
slučaju, led ostaje u cirku, i naziva se cirkni, ili cirkusni lednik. Cirk iz kojeg ne
polazi led naziva se viseći cirk.
Cirkovi su karakteristika alpskog tipa lednika. U slučaju pokrovnog tipa lednika se
ne javljaju, ili mogu nastati u retkim slučajevima, na visokim i strmim planinama.
Na prostorima razvoja pokrovnog tipa lednika, morfološki značaj cirkova je
zanemarljiv.

Valov

Valov, ili ledničko korito, je dolina kojom se kreće lednik. Njegov poprečni profil ima strme
strane i široko, zaravnjeno dno. Najčešće nasleĎuje rečnu dolinu. MeĎutim, za razliku od
rečne doline, čiji talveg ima kontinuiran pad, uzdužni profil valova nema kontinuiran pad. Na
njemu se javljaju brojne depresije, razdvojene pregradama od metarskih do dekametarskih
visina.
Depresije uslovljavaju dodatno gomilanje leda. Povećanjem mase leda povećava se i njegova
eroziona moć, čime se depresije sve više produbljavaju a pregrade izmeĎu njih postaju sve
više. Posle povlačenja lednika, nakon završetka glacijalnog procesa, u tim depresijama
formiraju se jezera, tako što se voda dopunjava atmosferskim padavinama i površinskim
vodama. Postoje brojna jezera koja su nastala na ovaj način:
Bodensko, Ciriško, Ženevsko i Nešatelsko jezero u Švajcarskoj; Bledsko
i Bohinjsko jezero u Sloveniji, itd.

Ledničko rame
Ledničko rame predstavlja terasastu zaravan, obično dekametarske širine, koja se može
zapaziti na stranama valova. Može se pratiti gotovo celom dužinom valova, i razvijena je, po
pravilu, sa obe njegove strane. Ledničko rame nastaje kao rezultat sezonskog kolebanja nivoa
leda u ledniku. Tokom hladnijeg perioda, nivo leda u ledniku je viši. U toku leta, nivo leda se
smanjuje, lednik se povlači na manju visinu u dolini, ostavljajući za sobom terasastu zaravan
kao granicu višeg i nižeg nivoa leda. Ledničko rame je aktivan oblik, koji lednik pokriva i
modifikuje pri svakom višem nivou leda.
Akumulacioni oblici
Morene

Lateralne
morene

Svi akumulacioni oblici glacijalnog procesa nazivaju se morene. Termin je francuskog porekla. U
Savojskim Alpima tim imenom (moirane) nazivan je brežuljak ili hrpa rastresitog materijala
različite krupnoće. U stručnoj literaturi termin označava glacijalne akumulacione oblike i
specifične sedimentološke karakteristike materijala od kojeg su oblici izgrađeni.
Naslage sedimenata koje su, u Škotskoj, tokom pleistocena, transportovane lednicima su
nazivane til. Til obuhvata veliki granulometrijski raspon čestica i komada različitog litološkog
sastava. Gomile tog rastresitog materijala, koje je odlagao lednik nazvane su drift. Vezani drift
nosi naziv tilit. MeĎutim, internacionalno usvojen stručni termin za oblike izgraĎene od
nevezanog glacijalnog materijala ostao je morena.
Opšta i zajednička karakteristika svakog morenskog materijala je obraĎenost, vrlo slaba, ili
nikakva, zaobljenost i izuzetno visok stepen litološke i granulometrijske heterogenosti. Podela
morena zasniva se na stepenu njene aktivnosti. Dve osnovne kategorije čine aktivne, ili
pokretne, i napuštene, odnosno staložene morene.
Aktivne
morene

Aktivne ili pokretne morene nastaju u glacijalnom procesu koji je u toku. One se transportuju,
sa kraćim ili dužim zastojima, tako da menjaju oblik i položaj u reljefu. Prema položaju u
savremenom ledniku, morene mogu biti površinske, unutrašnje i podinske.
Napuštene
(staložene)
morene

Posle povlačenja lednika transportovan morenski materijal ostaje napušten i deponovan u vidu
staloženih morena. Prema mestu odlaganja na prostoru nekadašnjeg lednika, razlikuju
se čeone, bočne i podinske morene. Specifične pojave, posebno karakteristične za inlandajs,
čine eratički blokovi, drumlini, ozari, eskeri i kamovi.

326. 326/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Erozioni oblici:cirkovi i valovi
Cirkovi su prostrana udubljenja okruglastog oblika. Mesto gde lednik nastaje nazivamo cirk.







Sl. 459. Cirkovi










Valovi - su lednička korita kroz koje prolazi lednik. Drugi naziv za valov je lednička dolina.







Sl. 460. Valovi











Akumulacioni oblici:
- bočne morene
- čeone morene
- podinske morene
Svi akumulacioni oblici glacijalnog procesa nazivaju se morene. U stručnoj literaturi
termin označava glacijalne akumulacione oblike i specifične sedimentološke
karakteristike materijala od kojeg su oblici izgrađeni.
Naslage sedimenata koje su, u Škotskoj, tokom pleistocena, transportovane lednicima su
nazivane til. Til obuhvata veliki granulometrijski raspon čestica i komada različitog
litološkog sastava. Gomile tog rastresitog materijala, koje je odlagao lednik nazvane su
drift. Vezani drift nosi naziv tilit. Međutim, internacionalno usvojen stručni termin za
oblike izgrađene od nevezanog glacijalnog materijala ostao je morena.
Opšta i zajednička karakteristika svakog morenskog materijala je obrađenost, vrlo slaba,
ili nikakva, zaobljenost i izuzetno visok stepen litološke i granulometrijske heterogenosti.
Podela morena zasniva se na stepenu njene aktivnosti. Dve osnovne kategorije čine
aktivne, ili pokretne, i napuštene, odnosno staložene morene.
Aktivne morene
Aktivne ili pokretne morene nastaju u glacijalnom procesu koji je u toku. One se transportuju, sa kraćim
ili dužim zastojima, tako da menjaju oblik i položaj u reljefu. Prema položaju u savremenom ledniku,
morene mogu biti površinske, unutrašnje i podinske.
Napuštene (staložene) morene
Posle povlačenja lednika transportovan morenski materijal ostaje napušten i deponovan u vidu
staloženih morena. Prema mestu odlaganja na prostoru nekadašnjeg lednika, razlikuju
se čeone, bočne i podinske morene. Specifične pojave, posebno karakteristične za inlandajs,
čine eratički blokovi, drumlini, ozari, eskeri i kamovi.

327. 327/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Lednici razaraju podlogu preko koje prelaze, a na njih se obrušava stenski materijal kao
posledica razaranja. Ta količina stenskog materijala naziva se morenski materijal.
Postoje čeone, bočne i podinske morene.














Sl. 461. Morene
Sl. 462. Nastanak ledničkog jezera od otopljenog leda zagrađeno čeonom morenom.

Sl. 463. Lednik Briksdal u Norveškoj i „gorsko oko“ i „horn“.

4.7.3.4. Marinska (jezerska) erozija i akumulacija

Delovanjem (mehaničkim) talasa, mena (plima i oseka) i morskih struja nastaju marinski
reljefni oblici. Delovanjem mora i jezera ograničeno je na uzak pojas kopna - obalu.
U obrazovanju morskog-jezerskog reljefa veliku ulogu imaju talasi (do 70 t/m
2
). Rad
talasa i uticaj na obalu je Abrazija (detaljnije u delu 4.7.3.6).
Morske mene (plima i oseka) imaju manji uticaj.

328. 328/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)



















Sl. 464. Abrazija - nastanak klifa
Marinska erozija nastaje mehaničkim i hemijskim razaranjem obala hidrodinamičkim
delovanjem taiasa i struja, struganjem pokrenutog materijala, hemijskim delovanjem
vode i radom organizama koji žive na obalama. Marinska erozija uslovljena je visinom i
učestalošću talasa, vrstom i količinom transportovanog materijala, kao i otpornošću stena
na obali.

Obalna erozija, je širi i složeniji proces od abrazije, dešava se iz sledećih razloga:
- lomljenja i otkidanja stena usled hidrauličkog delovanja talasa,
- habanja podloge pokrenutih čestica talasima,
- raspadanja stena usled sukcesivnog vlaženja i sušenja,
- otapanja zbog korozije morske vode,
- raspadanja stena usled smrzavanja,
- bioerozije.
Može se reći, da abrazija, odnosno mehaničko razaranje stena na obali izazvano
delovanjem talasa, nastupa kad je fw > fr. U slučaju fw < fr preovladavaju hemijsko
raspadanje i bioerozijski procesi. Osim toga, površinski sloj kamena je zbog korozijskih
i bioerozijskih procesa oslabljen. Napadne sile talasa tako lakše lome i otkidaju sitne
čestice, uzrokujući mikroabraziju.
Marinski procesi vezani su za more, a lakustrijski za jezera. Pojas u kojem more ili jezero
graniči sa kopnom naziva se obala. Dužina obala na Zemlji je oko 500.000 km i stalno
se menja zavisno od sastava obala i od promena nivoa morske i jezerske vode. Oko 86%
obala je destrukcionog (razarajući) tipa, a samo je 14% akumulacionog tipa tj. nastaju
taloženjem rastresitog materijala.

4.7.3.4.1. Obale
Obale nalazimo na morima i jezerima i na kopnu i na ostrvima. Dele se prema
razvedenosti, prema obliku, prema litološkom sastavu, prema nastanku i prema pružanju.
Prema razvedenosti obale mogu biti razvedene i nerazvedene, što zavisi od tektonike,
vulkanizma, kao i od epirogenetskih i eustatičkih pokreta, rada mora, vetra, reka i leda.

329. 329/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Razvedenost obale izražava se koeficijentom razvedenosti koji predstavlja odnos stvarne
udaljenosti između krajnjih tačaka obale i vazdušne udaljenosti između tih tačaka.
Prema litološkom sastavu, obale mogu biti stenovite ili oblikovane u rastresitom
materijalu odnosno u pesku, šljunku, lesu. Većina obala u svetu su mlade, ingresione tj.
nastale podizanjem nivoa mora.
U odnosu na pružanje, ako se obale pružaju paralelno sa pružanjem reljefa, to su
longitudinalne obale, a ako se pružaju normalno na smer pružanja reljefa, to su
transverzalne obale, a ako se pružaju u neodređenom smeru u odnosu na smer pružanja
reljefa, to su indiferentne obale.
Tabela 35 - Klasifikacija obala
Kasifikacija prema
razvedenosti
Klasifikacija prema
litološkom sastavu
Klasifikacija prema
nastanku
Klasifikacija prema
obliku
razvedene obale stenovite obale ingresivne obale niske obale
nerazvedene obale obale u rastresitom materijalu organogene obale visoke obale
Klasifikacija obala prema nastanku

Prema nastanku obale delimo na ingresivne i organogene obale, sl 435. Ingresivne obale
dalje se mogu podeliti na tektonske i egzomorfološke, a organogene na zoogene i fitogene.
Ingresivne obale su obale kod kojih je primarni reljef relativno dobro očuvan jer su
mlađoj geološkoj prošlosti bile potopljene zbog transgresije nakon čega je usledila
regresija. Prema morfološkim karakteristikama diferenciraju se tektonske obale, a prema
egzomorfološkim od karakteristika egzomorfološke ili erozivne obale.
Organogene obale mogu biti zoogene i fitogene. Fitogene obale su izgrađene od drveća,
žbunja i raznog bilja. Vrlo česte su obale od mangrove i te su obale neprohodne, guste, a
njeno korenje akumuliše materijale, sl. 436.
Zoogene obale čine koralni grebeni, barijere i atoli.










































Sl.465. Klasifikacija obala prema nastanku

4.7.3.4.2. Ostrva

Prema definiciji koja je zasnovana na preporukama Međunarodne hidrografske
organizacije (International Hydrographic Organization) ostrvo je deo kopna okružen
morem/jezerom/rekom (ade) sa svih strana. Ostrvo je deo kopna manji od kontinenta a
veći od hrida (stene, grebena). Može se nalaziti u reci, jezeru ili moru. Javljaju se
pojedinačno ili u grupama kada grade arhipelage.

330. 330/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabela 36 - Klasifikacija obala prema nastanku - šematski prikaz



















































Sl.466. Klasifikacija ostrva

331. 331/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Rečna ostrva su erozioni oblik van korita reke koji nastaje kad rečni tok skretanjem
oblikuje novo korito, a međuprostor naplavne ravnice koji ostaje u sredini formira ostrvo.
Za razliku od ada i sprudova, rečno ostrvo ne nastaje akumulacijom već se reka probija
kroz okolni prostor erodirajući ga pri čemu otporniji delovi koji ostaju odvojeni od ostatka
stene postaju ostrva, na primer, Ratno ostrvo na Dunavu u Beogradu, Mariborsko ostrvo
na reci Dravi i dr.
















Sl.467. Rečno ostrvo „Ratno ostrvo“, Beograd i „Mariborski otok“ na Dravi
4.7.3.4.3. Nastanak jezera
Jezero je prirodno udubljenje, depresija, na kopnu ispunjeno vodom, koja se prividno ne
kreće i koje nije direktno povezano sa svetskim morem, a koje je relativno velikih
dimenzija. U klasifikaciji, bar ne zvanično, ne primenjuje se minimalna površina koju
treba da zahvata jezero,ali se često pominje da jezero ne bi trebalo imati površinu ispod 1 hektara.
Jezera mogu imati pritoke i otoke, a jezero koje ima i pritoku i otoku zove se protočno
jezero. Najveća i najdublja jezera su tektonskog porekla. U njima se nalazi preko 95%
ukupne količine jezerske vode. Ova jezera ispunjavaju udubljenja nastala tektonskim
pokretima, odnosno tektonskim poremećajima Zemljine površine. Najveće jezero (po
površini i količini vode) je Kaspijsko jezero. Najniže jezero je Mrtvo more (oko 400 m
ispod nivoa mora), najdublje Bajkalsko jezero (1.620 m). Najbrojnija su lednička jezera.
S obzirom na proces koji je uslovio nastanak jezera, ona mogu nastati pokretima u Zemlji,
denudacijom, sedimentacijom, vulkanskom aktivnošću ili kombinacijom navedenih procesa.
Jezera su važna za privredu i saobraćaj (Jezera u Severnoj Americi, Kaspijsko jezero);
dobijaju se soli (Mrtvo more); neka su bogata ribom, služe za snadbevanje vodom i
regulisanje vodostaja na rekama.

Sl. 468. Šema podele jezera prema načinu nastanka

332. 332/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabela 37 - Tipovi jezera
















4.7.3.4.3.4. Veštačka jezera
Veštačka jezera su tip jezera nastala čovekovim delovanjem. Formiraju se
pregrađivanjem rečnih dolina, klisura ili kanjona izradom nasipa i brana (betonskih ili
zemljanih). Ovakva jezera gradila su se još i u prošlosti, tačnije oko 1300. godine p. n. e.
u dolini reke Oront u Siriji, pregrađen je tok na površini od oko 50 km² i ta akumulacija
nazvana je „Homs“. Slični objekti pravljeni su u Starom Egiptu, Indiji i Mesopotamiji.
Veštačka jezera se uslovno mogu podeliti na:
 akumulaciona i
 ribnjake.
Danas su veštačka jezera veoma brojna i polifunkcionalna. Naime, služe za hidroenergiju,
odnosno proizvodnju električne energije,
navodnjavanje, snabdevanje vodom naselja i
industrije, sport, turizam, rekreaciju, ribnjake i dr.
U Srbiji najveća veštačka jezera nastala su
pregrađivanjem rečnih dolina nasipima i branama,
na primer: Ěerdapsko - na Dunavu; Perućac - na
Drini; Pivsko - na Pivi, Kujbiševsko, Vlasinsko,
Zvorničko, Zlatarsko, Selova i dr.
Sl. 469. Vlasinsko jezero
Ribnjak je veštački vodeni objekat namjenjen za uzgajanje ribe ili školjki. Voda ribnjaka
može biti slatka ili slana. Obezbeđena infrastruktura ribnjaka za punjenje i pretakanje
vode osigurava potpuno pražnjenje jezera za vreme ribolova.

Sl.470. Ribnjak: Kapetanski rit, Kanjiža, Krupa na Vrbasu, Tropica u Republici Srpskoj
TIPOVI JEZERA
TEKTONSKA
• Reliktna jezera
• Vulkanska jezera
• Urniska jezera
• Meteoritska jezera
EROZIONA
. Glacijalna jezera (Cirkna jezera • Valovska jezera)
• Rečna jezera (Protočna jezera • Mrtvaja • Hodovska jezera)
• Karstna jezera (Periodska karstna jezera • Termokarstna jezera
• Sufoziona jezera • Pećinskoa jezera)
• Eolska jezera
AKUMULATIVNA
Glacijalna jezera (Morensko jezero)
Rečna jezera (Protočno jezero)
Primorska jezera (Laguna • Liman)
Zoogena jezera
VEŠTAČKA
Akumulaciona jezera
Ribnjaci

333. 333/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
4.7.3.5. Kraška (karstna) erozija i akumulacija
(Naziv kras, odnosno karst, uveo je u nauku naš poznat geomorfolog Jovan Cvijić).
Kraška erozija je proces izgrađivanja oblika reljefa delovanjem vode na lako rastvorljive
(karbonatne) stene - krečnjak, gips i dolomit. Za razliku od ostalih koje se svrstavaju u
mehaničke, kraška erozija je hemijska.
Kras je kompleksan trodimenzionalni sistem hidroloških i morfoloških pojava i oblika
koji se javljaju u karbonatnim stenama, najčešće krečnjacima.
Ovaj proces je najizraženiji u čvrstim krečnjacima, zatim u dolomitima, a najmanje je
izražen u laporovitim krečnjacima. Proces se, uglavnom, odvija duž raseda, rasednih zona
i pukotina.
Krečnjak je stena sastavljena uglavnom od kalcijumkarbonata. Rastvara se u prirodno
kiseloj vodi. Kišnica upija ugljen-dioksid iz vazduha i mikroorganizama iz tla i stvara
slabu ugljenu kiselinu.
Jedan litar vode koja sadrži ugljenu kiselinu može da rastvori i do jedan gram krečnjaka.




Sl. 471. Rastvaranje krečnjaka u prirodno kiseloj vodi






Na 10,3% površine Srbije (9300 km
2
) razvijeni su oblici kraškog reljefa, ali treba uzeti
uobzir i to da kras nije samo na površini, već i u podzemlju, gde je njegov obuhvat znatno
veći i značajan resurs u kontekstu korišćenja podzemnih voda za vodosnabdevanje
stanovništva.
Kras - staroslovenska reč koja označava gole krečnjačke površine.

Vremenom, rastvaranjem krečnjaka, nastaju kraški erozivni oblici. Rastvoreni krečnjak
transportuje se vodom, a kada se voda prezasiti, kalcijum-karbonat se taloži i formiraju
se kraški akumulacioni oblici.
Kraški oblici se, prema mestu formiranja, mogu podeliti na površinske i podzemne.
Površinski reljefni oblici u krasu su: škrape, vrtače, uvale i kraška polja. Podzemni
karstni oblici su: ponori, jame, pećine.














Sl.472. Šematski prikaz karstnih oblika reljefa

Površinski kraški oblici
Površinski kraški oblici su: škrape, vrtače, uvale i kraška polja.
Škrape su uske i plitke, paralelne brazde - žljebovi između kojih su oštri grebeni. Nastaju
korozivnim delovanjem vode na strmim krečnjačkim površinama slivanjem atmosferske

334. 334/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
vode i njenim hemijskim delovanjem i nemaju veći značaj u oblikovanju krasa. Širina i
dubina škrapa iznosi od nekoliko cm do nekoliko dm. Duboke i dugačke škrape u golom
krasu nazivaju se bogazi. Predeli sa šktrapama su slabo prohodni i nepovoljni za život.
Kada je velika površina zahvaćena škrapama takav prostor naziva se škrapar ili ljuti kras
(najsuroviji i najneprohodniji predeli u krasu).











Sl.473. Karstni oblik reljefa - škrape
Vrtače su prema Cvijiću, ’’univerzalni i najkarakterističniji oblik karsta’’. To su levkasta,
tanjirasta, čak bunarasta udubljenja u terenu kružnog ili eliptičastog oblika. To su
najbrojniji površinsksi oblici reljefa u krasu. Nastaju proširivanjem pukotina koje se
međusobno seku i duž kojih ponire atmosferska voda vršeći hemijsku eroziju. Ako su na
nekoj površini vrtače gusto rasporedjene takav prostor naziva se boginjavi kras. Dno vrtača
obloženo je crvenicom ili glinom i crvenicom koja zaostaje pri rastvaranju krečnjaka.
Veličina vrtača varira - prečnika najčešće 10 do 50 m, a dubine 3 do 20 m.
Uvale su izdužena udubljenja u krečnjaku dužine nekoliko kilometara i širine do nekoliko
stotina metara. Nastaju spajanjem više vrtača ili proširivanjem nekadašnjih dolina
usečenih u krečnjacima.















Sl.474. Karstni oblik reljefa - vrtače i uvale

Kraška (karstna) polja su najveći površinski kraški oblici, koji imaju oblik velikih
kotlina (zatvorena ili poluzatvorena udubljenja) strmih strana i zaravnjenog dna.
Dužina im je do 60 km, a širina 10-15 km.
Nastala su kao poligenetski oblici u tektonskim rovovima ili uvalama i delovanjem kraške
erozije. Nekad su bila jezera, o čemu govore naslage jezerskih sedimenata. Karstna polja
su najplodniji tereni u karstu.













Sl.475. Kraški oblik reljefa - kraška (karstna) polja

335. 335/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Podzemni karstni oblici su: ponori, jame, pećine i prerasti.

Naučna disciplina koja se bavi proučavanjem fizičkih, geoloških i bioloških aspekata
podzemnih oblika kraškog reljefa naziva se SPELEOLOGIJA.
- Krečnjaci su ispresecani mnogobrojnim pukotinama kroz koje atmosferska voda ponire,
kreće se i mehaničkom snagom i hemijskom erozijom stvara podzemne oblike - ponori,
jame i pećine.
Ponori predstavljaju pukotinu na dnu vrtače ili kraškog polja gde poniru površinski tokovi.
Jame su podzemni karstni oblici u vidu vertikalnih kanala, koji nastaju proširivanjem
pukotina u krečnjaku. Ovi kanali mogu biti duboki do nekoliko stotina metara. Jame
(vertikalna udubljenja; dublja od 5 m; nagib >45°).
U nekim jamama se preko cele godine nalazi sneg ili led, a u nekima se javljaju rečni tokovi.



Sl.476. Karstni oblik reljefa - karstni ponori


Sl.477. Karstni oblik reljefa - karstne jame

Pećine nastaju radom podzemne vode, koja hemijski i mehanički proširuje pukotine, ili
rušenjem stenovitog materijala sa zidova i tavanica pećinskih kanala.
Pećine se sastoje mahom od horizontalnih kanala, prolaza i dvorana, koji su najčešće
ispunjeni pećinskim nakitom. Pećine (horizontalna udubljenja; duža od 5 m; nagib <45°),
kaverne (zatvorene šupljine).












Sl.478. Pećinski nakit u Rajkovoj pećini, Majdanpek
Najduža pećina na svetu je Mamut u SAD-u sa dužinom od 590 km.

Prerasti su poseban kraški oblik i predstavljaju prirodne kamene mostove iznad reka,
nastale urušavanjem tavanica nekadašnjih pećina. Veoma se retko javljaju, u Srbiji ih ima
12 (u dolini Vratne kod Negotina nalaze se tri prerasti).












Sl.479. Prerasti - posebni kraški oblici

336. 336/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Akumulacioni oblici kraške erozije su: stalagmiti, stalaktiti, sige i bigrene kade.
Taloženjem kalcijum-karbonata u koritima reka uz pomoć mahovine nastaju bigrene
prečage i barijere. Na njima nastaju vodopadi ili se uzvodno od njih formiraju mala jezera.
Izlučivanjem kalcijum-karbonata iz vode koja se kreće niz zidove ili kaplje sa tavanica
pećina nastaje pećinski „nakit“ - stalaktiti, stalagmiti, stubovi, zavese, draperije... Ukrasi
u speleološkim objektima - stalaktiti (vise sa pećinskih svodova), stalagmiti (dižu se sa
poda pećina), stalagnati (pećinski stubovi - stalagnati).

Ovi akumulacioni karstni oblici su veoma rasprostranjeni u svetu a nalaze se i u brojnim
pećinama istočne i zapadne Srbije.











Sl.480. Bigrene naslage u Stopića pećini i bigrene prečage i barijere (vodopadi ili jezera)

Dakle, voda koja teče kroz krečnjačke predele sadrži veliku količinu kalcijum-karbonata,
koji može da se nataloži i na površini i u kraškom podzemlju. Izlučivanjem kalcijum-
karbonata iz vode koja se kreće niz zidove ili kaplje sa tavanica pećina nastaje pećinski nakit.
- Na tavanicama pećina nastaju stalaktiti, koji vise prema podu pećina. Na podovima
stvaraju se stalagmiti, koji se vertikalno dižu ka tavanicama.
- Neprekidnom akumulacijom i narastanjem stalaktiti i stalagmiti mogu se spojiti. Tako
se formiraju pećinski stubovi - stalagnati.
- Pećinski nakit se može formirati i u obliku zavesa, draperija i travertinskih slivova.














Sl.481. Pećinski nakit - Resavska pećina, Srbija










Sl.482. Pećinski nakit - zavese, draperije i travertinskih saliva

337. 337/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.483. Oblici kraške erozije


OBLICI KRAŠKE EROZIJE
Rb POVRŠINSKI RELJEFNI OBLICI - opis Slika
1.
Škrape su uski paralelni žljebovi odvojeni
oštrim grebenima koji se formiraju na
strmim padinama krečnjačkih terena.

2.
Vrtače su tanjirasta, levkasta ili
bunarasta udubljenja kružnog ili eliptičnog
oblika, prečnika najčešće 10 do 50 m, a
dubine 3 do 20 m. Njihova dna su pokrivena
crvenicom.

3.
Uvale su veća udubljenja sa neravnim
dnom nastala spajanjem više vrtača.

4.
Kraška polja su duboka zatvorena ili
poluzatvorena udubljenja sa ravnim dnom
formirana u krečnjačkim terenima.
Kraška (Karstna) polja su najplodniji
tereni u karstu.

PODZEMNI KRAŠKI OBLICI
1.
Jame su proširene vertikalne pukotine nastale
kraškom erozijom od površine terena pa do više
stotina metara u dubini. To su vertikalna
udubljenja; dublja od 5 m; nagib > 45°).

2.
Pećine su podzemne prostorije nastale
hemijskim rastvarenjem krečnjačkih masa
dejstvom podzemnih voda. To su
horizontalna udubljenja; duža od 5 m;
nagib <45°), kaverne (zatvorene šupljine).

3.
Stalaktiti nastaju na tavanicama
podzemnih prostorija i vise.


4.
Stalagmiti nastaju na podu podzemnih
prostorija. Za razliku od stalaktita
stalagmiti su potpuno ispunjeni.

5.
Stalagnati ili pećinski stubovi su oblik
pećinskog ukrasa koji se formiraju od jednog
stalaktita –ukrasa koji visi sa plafona pećine, i
jednog stalagmita – ukrasa koji raste sa poda
pećine u susret stalaktitu. Svi oni nastaju
otapanjem kalcijum karbonata u vodi bogatoj
ugljendioksidom i lučenjem kalcijum karbonata

338. 338/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Urušne vrtače - Sinkhole - posebna, ali česta pojava “propadanja” tla, su “sinkhole”,
uzrokovane prirodnim geološkim procesima ili urušavanjem starih podzemnih objekata
(rudnika, tunela...).
Sinkhole (vrtače) su rupe ili udubljenja koja nastaju kada voda ispire sediment u pukotine
i šupljine u kraškim stenama. Većina sinkhola (vrtača, rupa…) uzrokovana jekraškim
procesima - hemijskim otapanjem karbonatnih stena, procesima kolapsa ili
sufozije. Vrtače su obično kružne i variraju u veličini od desetina do stotina metara, kako
u prečniku tako i u dubini, i variraju u obliku od posuda obloženih zemljom do ponora
obrubljenih stenama. Sinkhole mogu se formirati postepeno ili iznenada, a nalaze se širom sveta.
Među različitim oblicima prirodnih katastrofa koje pogađaju površinu zemlje, iznenadne
vrtače, poznate kao sinkhole - vrtače, najdramatičniji su događaji zbog vrlo brzih metoda
i vremena u kojima se mogu dogoditi.
Sinkhole (vrtače), iznenadne i dramatične pojave urušavanja prirodnog, ali i antropogenog
porekla, ugrožavaju sigurnost ljudi i stvari. Ove fenomenologije, kojima se pripisuju različita
imena zavisno od geografskog područja u kojem se javljaju (npr. cenote u Srednjoj Americi,
swallet, lastavica, vrtače u anglo-saksonskim zemljama), stvaraju morfološke depresije ili
doslovno šupljine - rupe nastale urušavanjem više površinskih litoloških slojeva.
Kako nastaju vrtače?

Vrtače su još poznate pod nazivima ponikve, vrtline ili dolci. Nastaju, kako je rečeno,
korozionim procesima i mehaničkim delovanjem površinske i podzemne vode. Delovanje
vode najizraženije je na presecima više vrsta pukotina i mestima gde je otapanje krečnjaka
najintenzivnije. Na stvaranje sinkhola istovremeno utiču i lokalni i globalni uticaji.
Globalni uticaji traju tokom dužeg vremenskog razdoblja, odnose se na veća prostranstva
i utiču na područje rasprostiranja i brojnost vrtača. Sa druge strane, lokalni procesi traju
kraće, a najčešće obuhvataju samo prostor jedne sinkhole ili skupine bliskih sinkhola.
Sinkhole predstavljaju udubljenja na površini kraškog terena, a mogu biti oblika levka,
tanjira ili bunara. Prečnik na vrhu može varirati od 10 do 500 metara, a dubina je najčešće
do 20-ak metara (retko preko 100 metara). Prema tome, to su udubljenja čija je širina veća
u odnosu na dubinu.
Prema Waltham i Fookes (2003), razlikujemo šest vrsta sinkhola prema postanku (sl.484). To su:
1. Vrtače nastale otapanjem (eng. dissolution sinkholes),
2. Urušne vrtače (eng. collapse sinkholes),
3. Vrtače nastale urušavanjem nevezanog pokrovnog sloja (eng. dropout sinkholes),
4. Zatrpane vrtače (eng. buried sinkholes),
5. Vrtače nastale urušavanjem pokrovnih stena koje nisu podložne karstifikaciji, a leže
iznad krečnjačkih stena (eng. caprock sinkholes) i
6. Vrtače nastale ispiranjem (eng. suffosion sinkholes).
Termin sinkhole (vrtača) uveo je 1968. godine Fairbridge (1968) da bi opisao kružne
depresije ili kolapse nastale nakon urušavanja podzemnih kraških šupljina. U
stvarnosti, sinkhole mogu se formirati i u drugim geološkim kontekstima sa
karakteristikama sličnim onim u kraškom okruženju. Na primer, područje koje je tipično
podložno ovim pojavama je obala Mrtvog mora u Izraelu, gde se sinkhole stvaraju
otapanjem sloja mineralne soli prisutne duboko i taložene pre 10.000 godina.
Postojanje supstrata rastvorljivih stena (npr. krečnjačke stene Apenina, temeljna stena )
sa slojem aluvijalnih naslaga iznad njega (npr. definisane rečne naslage, pokrivač) sa
lošim geomehaničkim svojstvima su predisponirajući uslovi.

339. 339/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)




















Sl.484.Vrtače prema postanku (prema Waltham i Fookes, 2003)
Faktori koji izazivaju nastanak sinkhola su:
1. Prisutnost aktivne cirkulacije podzemne vode pod pritiskom koja formira erozivne
tokove usmerene prema površini (duboki cevovodi). Voda je odgovorna za oko 90%
svih vrtača;
2. Iznenadni impulsi izazvani zemljotresom;
3. Vibracije i opterećenja ljudskog porekla.
Na osnovu ovih predisponirajućih i pokretačkih karakteristika, sinkhole - vrtače se
razvijaju uglavnom u određenim regionima, definisanim kao područja sklona vrtačama,
odnosno područja sa velikom verovatnoćom pojave. Sinkhole se razvijaju odozdo prema
gore i postaju vidljive tek u završnoj fazi procesa sa urušavanjem krova. U stvarnosti,
ova faza je kraj mehanizma koji je uspostavljen i evoluirao neko vreme, potpuno nevidljiv
ljudskom posmatranju.




















Sl. 485. Dijagram nastanka sinkhole -vrtača, modifikovan prema slici Nisio, 2003

340. 340/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Dakle, sinkhole (vrtače) su rupe ili udubljenja koja nastaju kada voda ispire sediment u
pukotine i šupljine u kraškim stenama. Vrtače se formiraju odozdo prema gore jer se
sediment neposredno iznad temeljne stene prvi ispire u praznine. Zemljište iznad vrtače
često izgleda normalno sve dok se kritična količina ispod ne ispere. Kada površina tla
više ne može izdržati težinu, ona se urušava.
Nisu sve vrtače rezultat karsta. Veštačke vrtače nastaju kada prekid glavnog vodovoda
ispire sediment iz područja, stvarajući veliku šupljinu.

Postanak urušnih vrtača - sinkhola u stručnoj literaturi je kao posledica dugotrajne i
postupne podzemne sufozije. Reč je o procesu kojim se podzemnom vodom kroz kaverne
iz karstikovanog podzemlja postupno ispire sitnozrni materijal, a potom se odnosi
podzemnim tokovima kroz karstikovano podzemlje.
- Na taj način se i u pokrivnim naslagama postupno stvaraju kaverne koje dugotrajnom
podzemnom sufozijom postaju sve veće i sve bliže površini.
Sl.486. Skica postanka urušne vrtače podzemnom sufozijom u terenu
Proces sufozije zavisi od litifikacije pokrivnih naslaga. Litifikacija je proces
okamenjivanja, odnosno proces tokom kojeg dolazi do nastajanja čvrste sedimentne
stene. U slučaju slabije litifikacije pokrivnih naslaga očekuje se da se pre pojave urušne
vrtače - sinkhole pojavi ulegnuće kružnog oblika. U slučaju dobre litifikacije pre pojave
urušne vrtače nema vidljivih površinskih deformacija.
- Međutim, u oba opisana slučaja vredi da u trenutku kad površinski sloj u pokrivnim
naslagama ostane bez svoje čvrste podloge postupnim napredovanjem procesa podzemne
sufozije/erozije, dolazi do postupnog ili naglog loma i urušavanja preostalih pokrivnih
naslaga u urušnu vrtaču, koja se tada pojavljuje na površini.
- Podzemna sufozija koja dovodi do stvaranja i postupnog širenja kaverni u podzemlju po
pravilu je dugotrajan i postupan proces koji se odvija lokalno zavisno od rasporeda
kaverni u krečnjačkoj podlozi i od hidroloških prilika koje utiču na promenu nivoa
podzemne vode i u deluvijalno-proluvijalnoj pokrivci i u karstikovanoj krečnjačkoj
podlozi, pa je zato, bez detaljnog poznavanja geološke građe podzemlja i hidrogeoloških
karakteristika, nemoguće predvideti lokacije postojećih kaverni u podzemlju, a time niti
lokacije i veličine mogućih budućih urušnih vrtača na površini.
Pored sufozije, nastanak urušnih vrtača - sinkhola, izaziva i likvifakcija - pojava koja se
javlja usled potresa i vibracija, zavisno od rasporeda kaverni u krečnjačkoj podlozi i od
hidroloških prilika koje utiču na promenu nivoa podzemne vode u aluvijalnim naslagama,
u deluvijalno-proluvijalnoj pokrivci i u karstikovanoj krečnjačkoj podlozi. Usled potresa
i vibracija, aluvijalne naslage počinju se pomerati levo i desno, tlo postaje tekućina (žitko)
pod pritiskom, javljaju se pukotine, dolazi do sleganja tla i oštećenja na objektima i do
nastanka urušnih vrtača - sinkhola.

Postoji velika verovatnost da će se već stvorene urušne vrtače vremenom širiti te se zbog
toga ne sme zanemariti mogućnost njihovog zahvatanja okolnih objekata u kojima se živi.

341. 341/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Mogući tipovi urušnih vrtača/jama u pokrivnim naslagama i očekivane deformacije na
površini pre urušavanja zavisno od stepena litifikacije pokrivnih naslagasl.487: A) u slabo
litifikovanim pokrivnim naslagama moguće je, pre završnog stadijuma urušavanja,
očekivati pojavu blagog ulegnuća na površini usled sleganja. B) u dobro litifikovanim
pokrivnim naslagama pre završnog stadijuma urušavanja ne očekuje se pojava vidljivih
deformacija na površini.






Sl.487. Mogući tipovi urušnih sinkhola (vrtača/jama) u površinskim slojevima i očekivane deformacije
na površini kraških terena
















Sl.488. Karakteristike rešenja i urušavanja karstikovainh terena Floride.
Budući da promene nivoa vode ubrzavaju urušavanje vrtača, moraju se preduzeti mere da
se promene nivoa vode svedu na minimum. Područja koja su najosetljivija na urušavanje
vrtača mogu se identifikovati i izbeći.
 
U kraškim područjima tradicionalne procene
temelja (nosivost i sleganje) sposobnosti tla da podupre konstrukciju moraju biti
dopunjene geotehničkim ispitivanjem lokacije za šupljine i defekte u steni ispod.
 
Budući
da je površina tla/stena u kraškim područjima vrlo nepravilna, broj podzemnih uzoraka
(bušotina i uzoraka jezgra) potrebnih po jedinici površine obično je mnogo veći nego u
nekraškim područjima.
Ne može se predvideti gde i kada će se sinkhole formirati, ali mogu se razgraničiti
područja sa najvećim rizikom gde se mogu izvršiti ciljana geofizička istraživanja, pre
izgradnje urbanih naselja ili infrastrukture, kako bi se smanjio rizik i zaštitila sigurnost ljudi
i imovine.
U Turskoj se iznenada, nakon zemljotresa od 6. februara 2023. god., 20-ak dana kasnije,
pojavio krater površine od oko 1.400 m
2
u okrugu Rešadije, prečnika 37 metara.

Najveća poznata vrtača na svetu nalazi se u Kini, Xiaozhai tiankeng, duboka je skoro 670
metara.

342. 342/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)



Predeo sa velikim naslagama čistog krečnjaka u kojem su razvijenu svi kraški oblici
naziva se potpun kras ili holokras (Dinarski kras), a predeo sa velikom količinom
nerastvorljivih komponenti sa slabije izraženim kraškim oblicima reljefa nepotpuni kras
ili merokras (okolina Beograda, Sremčica).
Holokarst - ljuti ili potpuni karst, stvara se na čistim krečnjacima sa malim procentom
nerastvorljivih materija i velike je debljine, gde su svi površinski i podzemni oblici
potpuno razvijeni. Holokarst podseća na kamenitu i bezvodnu pustinju u kojoj su karstna
polja jedine zelene površine. Rečni tokovi su retki i uglavnom u vidu ponornica.
Holokras se javlja u području Dinarida, u Grčkoj na Peloponezu, Likije u Maloj Aziji, u
južnoj Kini i Vijetnamu, na Kubi, Javi i Jamajci.
Merokarst - zeleni ili nepotpuni karst je razvijen na terenima od karbonantnih stena manje
debljine sa većim sadržajem nerastvorljive komponente zbog čega su kraški oblici
reljefaslabije izraženi. U karstu nema karstnih polja, a pećine su ređe i manjih dimenzija.
Prisutan je u blizini Beograda, u Sremčici, Barajevu, Maniću, u Engleskoj, Češkoj,
severnoj Francuskoj i u Belgiji.

Od kraških oblika, osim vrtača, u našoj zemlji zastupljene su uvale i pećine.
U krasu istočnog dela Srbije nalazi se jednino kraško polje u Srbiji - Odorovsko polje kod
Dimitrovgrada.
Od pećina najznačajnije su Resavska kod Despotovca, Rajkova kod Majdanpeka,
Ceremošnja kod Kučeva i dr.
Kraški oblici reljefa zastupljeni su i u Zapadnoj Srbiji - na pešterskoj visoravni i u okolini
Užica i Valjeva.



Sl.489. Prikaz nekih urušna vrtača (sinkhole) u svetu

Vrtača u Chinchónu, Španija
Ponor na Floridi 2015
Marcellina, Italija (izvor ISPRA)
Urušna vrtača nastala potresom
u Petrinji, 2021.
“Misteriozni” krater u
Turskoj,2023
Urušna vrtača nastala potresom,
Mečenčani, Banija, 2021.
Urušna vrtača nastala potresom,
Mečenčani, Banija, 2021.

343. 343/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
4.7.3.6. Abrazija (zalivi i plaže, rtovi, klifovi i poluostrva, talasne potkopine, terase..)

U obalnom rubu mora, jezera, veštačkim akumulacijama i velikim rečnim tokovima, pod
uticajem morskih struja, talasa, plime i oseke, formiraju se talasi koji vrše razaranje
delova obala, odnose, a zatim talože tako srušeni materijal, sl.490. Taj destruktivni rad
naziva se abrazija.







Sl.490. Rušilačka snaga talasa - talasna potkopavanja (potkopine)

Talasi svojom snagom neprekidno menjaju reljef obala i pomeraju je na račun kopna.

Pored mehaničkog rada - otkidanja materijala talasi vrše i zbijanje vazduha u porama
stena o koje udaraju (oko 30-300 kN/m
2
). Na taj način povećava se intenzitet mehaničkog
razaranja. Pri povlačenju talasa, u jednom momentu stvara se vakum - isisavanje vazduha
iz pora, pri povlačenju zbijenog vazduha iz pora olakšava da se sa mlazevima vode iz
pora izčupa otkinuti materijal.

Intenzitet razvoja procesa abrazije zavisi od snage talasa i mehaničke otpornosti stenske
mase. U terenima izgrađenim od stenskih masa različitih mehaničkih karakteristika
razvija se tzv. selektivna abrazija. Na taj način obrazuje se, u zonama manje otpornim
masama (mekše stene) formiraju se zalivi, a u zonama mehanički otpornijim masama
(čvrste stene) rtovi i poluostrva.

Rušilačka snaga talasa je pomognuta još i stenovitim materijalom koji oni pomeraju i
kojim udaraju u obalu. Na taj način se menja prvobitni reljef i stvaraju karakteristični
erozivni oblici: talasna potkopavanja (potkopine), klif ili strmi odsek i abraziona terasa.
Tako nastaju erozivni oblici abrazije: klif (strmi obalski odsek), talasna potkopina i
abraziona terasa. Stene iznad talasne potkopine ostaju bez oslonca i pod svojom težinom
se oburvavaju u more. Time se stvara strmi odsek na obali koji se naziva klif.

Abrazivni oblici mogu biti erozivni i akumulativni, a veliki uticaj na stvaranje abrazionih
oblika ima prvobitni reljef i sastav stena, odnosno otpornost tih stena na eroziju.

Erozivni abrazioni oblici:
 talasna potkopina,
 klif ili strmi odsek i
 abraziona terasa.
Akumulativni abrazioni oblici:
 pribrežni sprudovi,
 peščana kosa i
 šljunkovito-peskovita prevlaka ili tombolo.
Akumulativni oblici abrazije su prevlaka ili tombolo, laguna, sprudovi, kose a završni
oblik abrazije je žalo - divna peskovita plaža.

344. 344/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)


















Sl.491. Erozivni oblici abrazije - klif i talasna potkopina























Sl.492. Akumulativni oblici abrazije - tombolo, laguna, sprudovi, kose
Kako je abrazija vrlo agresivan lokalni proces, neophodna je zaštita. Zaštita se može vršiti
na više načina. Najčešće se primenjuju talasoodbojni zidovi, gabioni, tetrapodi, izgradnja
obalnih molova, oblaganje obala kamenom, ili izrada, u priobalnom delu, talasoloma
(podvodne čvrste konstrukcije od kamena ili tsl.) od kojih se odbijaju talasi.

4.7.3.7. Antropogeni reljef - reljef oblikovan radom čoveka

Na oblik reljefa takođe utiče i čovek.
Radi proširenja obradive površine ili dobijanja drvne građe, čovek seče šume, ostavljajući
zemljište bez biljnog pokrivača. Ogolelo zemljište nije zaštićeno šumskim pokrivačem i
izloženo je razornom delovanju kiše i vode. Kiša spira i raznosi rastresiti površinski sloj
i pojavljuju se stene koje su bile u podlozi. Ovaj proces se naziva denudacija. U
ravničarskim predelima ogolelo zemljište biva jače izloženo eolskoj eroziji.

345. 345/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Pri pravljenju brana i stvaranja veštačkih jezera, smanjuje se pad rečnog korita, usporava
se tok reke i ona slabi. Time, usporavamo erozivni, a jačamo akumulativni rečni proces.

Iskopavanje ruda u površinskim kopovima zahteva uklanjanje površinskog sloja
zemlje. Sitna prašina rude stvara se iskopavanjem i raznosi vetrom, time menjamo
dotadašnji izgled prostora.











Sl.493. Zemljište nije zaštićeno šumskim pokrivačem - izloženo je razornom delovanju kiše i vode
Pošumljavanjem područja bez biljnog pokrivača postepeno se sprečava proces
erozije. Vremenom zemljšte dobija novi sloj rastresitog tla i reljef se menja.
Čovek, manje - više, menja i oblikuje reljef.
Najintenzivnije tokom poslednjih 200 godina - seča šuma (spiranje, denudacija, erozija),
skretanje rečnih tokova (korita), regulacija velikih reka, gradnja nasipa, izgradnja brana
(hidroelektrane), izgradnja saobraćajnica, betoniranje obala, polderi - zaštitni nasipi
(Holandija).
















Sl.494. Proces stvaranja poldera, Holandija
Uticaj antropogenog faktora može biti:
- Neposredan - direktno utiče - menja i oblikuje reljef.
- Posredan - čovek (ne)svesno vrši izmenu drugih faktora sredine, klimatskih,
zemljišnih ... koji su od neposrednog značaja za reljef i životnu okolinu.

Uticaj antropogenog faktora može biti:
- Pozitivan i
- Negativan - nažalost, ovaj drugi vid je mnogo češći jer čovek svojom delatnošću
destruktivno deluje na živu i neživu prirodu i uništavanje ekosistema.

Kako bi olakšao život, čovek menja prirodu oko sebe. Na taj način dovodi do klimatskih
i reljefskih promena, koje negativno deluju na biljni (životinjski) svet. To podrazumeva
izgradnju saobraćajnica, industrije, gradskih naselja, eksploataciju ruda, degradacija
zemljišta, zagađenje vode...

346. 346/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Na primer, svaki put širine od 6 m sa bankinama i
deponijama, predstavlja potpuno izmenjeni biotop
(asfaltna podloga, nagib, otpaci, ulje, naftna isparenja,
buka...).
Koje su dimenzije ovih izmena, primer je put
Beograd - Novi Sad, koji zahvata površinu
od 900.000 m
2
.



Sl.495. Saobraćajnica - izmenjeni biotop (asfaltna podloga, nagib, otpaci, ulje, naftna isparenja,
buka)..
Degradiranje zemljišta nastaje uništavanjem biljnog pokrivača, a nastavlja se uticajem
vodenih bujica, vetra i drugim atmosferilijima.
U početku dolazi do odnošenja plodog zemljišnog pokrivača, a zatim i svih ostalih
elemenata podloge.
Ovaj proces može teći brzo, ali su posledice dugotrajne (za obnavljanje površinskog sloja
od 2,5 cm potrebno je 300 - 1000 godina i to pod uslovima postojanja vegetacije).
Zagađenje vode
Pod čovekovim uticajem danas se nalaze skoro svi oblici vode na Zemljinoj površini.
Naročito je značaj ekološki problem sposobnosti samoprečišćavanja voda.
Npr. ako se uzme i odnese 1 m
3
vode tada se smanjuje, za istu količinu, raspoloživa
rezerva.
Ali, ako se na istom mestu sipa 1 m
3
otpadne vode
zagađuje se 15 - 20 m
3
, što znači da se rezerva
upotrebljive vode smanjuje za 15 - 50 puta.

Oko 99,5% sveže vode na Zemlji nalazi se u ledenim
bregovima i glečerima.

Sl.496. Tone đubra u more.....









Sl.497.“Kisele“ kiše - posledica
zagađenja životne sredine




Uticaj na pedosferu
Značajniji zahvati čoveka koji dovode do krupnih promena u pedosferi su:
1. Melioracija (odvonjavanje i navodnjavanje);
2. Agrotehničke mere (mehanička obrada zemljišta) i fertilizacija (korišćenje
veštačkih đubriva);
3. Kontaminacija zemljišta (pesticidima i drugim toksičnim materijama);
4. Erozija zemljišta - može biti: eolska i fluvijalna.

347. 347/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Navodnjavanje:
 Pozitivni efekti:
Navodnjavanjem pustinjskih i drugih sušnih predela dolazi do toga da se Sunčeva energija
koristi u daleko većoj meri jer se povećava organska produkcija biljaka.
Navodnjavanjem poljoprivrednih površina ukupna produkcija biljaka može se povećati 10 puta.
 Negativni efekti:
Ne adektvatno navodnjavanje može dovesti do zaslanjivanja zemljišta, zabarivanja terena
i osiromašenja zemljišta hranljivim materijama ...

Odvodnjavanje - isušivanje močvarskih oblasti i delova mora u cilju dobijanja obradivnog
zemljišta.
Npr. isušivanje močvarnih terena u oblasti južnog dela Panonske nizije, koji je do početka
ovog veka predstavljao oblast močvara, ritova i bara.

Odvodnjavanjem, danas je to područje isušeno i pretvoreno u obradivo zemljište.Time su
životi uslovi u ovoj oblasti znatno izmenjeni, a u skladu sa tim, došlo je i do izmene
autohtonih biocenoza. Tako su nastale livadske, stepske, šumske ... Životne zajednice, a
ostatak tog terena danas čine pančevački i koviljski rit.

Posledice - uništavanje biljnog pokrivača, pre svega
šumskog, ali i ostalih tipova vegetacije.


Sl.498.Erozivni oblici abrazije - desikacione pukotine

4.7.4. Padinski (Derazijski) procesi

Deset je osnovnih egzogenih procesa: trošenje, padinski procesi, fluvijalni, karstni i
fluviokarstni, marinski i lakustrijski, eolski, sufozioni, glacijalni i periglacijalni, biogeni
kao i antropogeni procesi. Zajednički naziv za sva razorna delovanja spoljnih procesa
koja dovode do ogoljavanja terena je denudacija ili degradacija. Degradacione pojave
su: abrazija, korozija, erozija, pokreti masa na padinama, transport i trošenje.
Rezultat svih egzogenih procesa je stvaranje destrukcionih i akumulacionih oblika, a
kakav će se reljef oblikovati, osim od aktivnih, zavisiće i od pasivnih činioca koji
obuhvataju litološki sastav stena (vrsta, boja, tvrdoća, oblik), geološku građu i klimu.
Dakle, pre upoznavanja sa “Padinskim ili derazijskim procesima“, moramo se upoznati
i sa pojmom „Padina ili kosina“, tj. kako nastaje reljef?
Vrlo bitno pitanje u geomorfologiji i inženjerskoj geologiji je ''kako nastaje reljef?''. Od
samih početaka izučavanja litosfere i „Zemlje, bilo je pitanje kojim su se bavili i geolozi.
Reljef nastaje pod uticajem endogenih i egzogenih sila i procesa, klime i čoveka, sl.499.

Tri su osnovna geomorfološka zakona:
1. reljef nastaje međudelovanjem endogenih i egzogenih sila i procesa,
2. oblikovanje reljefa takođe je u međuzavisnosti endogenih i egzogenih sila i procesa,
3. oblikovanje reljefa je dinamično i stalno se događa.

Dakle, reljef možemo definisati kao ukupnost svih ravnina i neravnina na površini
Zemlje. Genetski tipovi reljefa su endogeni i egzogeni reljef koji su u stalnoj interakciji.
U tom pogledu reljef predstavlja kompleks oblika odgovarajuće geološke strukture koji
su podvrgnuti delovanju spoljašnjih i unutrašnjih faktora. Ovi različiti reljefni oblici
stvarani kroz dugu geološku prošlost nazivaju se morfostrukture.

348. 348/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)














Sl.499. Agensi prema kojima nastaje i oblikuje se reljef
Reljef se definiše i geometrijski tj. površinom (padine), linijom (greben) i tačkom (vrh).
Opisom reljefa bavi se morfografija, dimenzijama reljefnih oblika morfometrija,
nastankom reljefnih oblika morfogeneza, starošću reljefnih oblika (metodom
14
C)
morfohronologija, a klasifikacijom i evolucijom reljefa morfologija.


Sl.500. Podela reljefa
Izgled Zemljine površine podrazumeva oblike i dimenzije reljefa (morfometriju i
morfografiju). Osnovni element reljefa su padine, koje su najbitniji element definisanja
i određivanja analize reljefa i degradacionih pojava: abrazija, korozija, erozija, pokreti
masa na padinama, transport i trošenje...
Padine su nagnuti delovi površine Zemlje sa nagibom većim od 2° i osnovni su element
reljefa. Morfogenetski elementi padina su vršni deo ili vrh, padinske strane ili padine i
podnožje ili podina. Procesi koji će se javiti na padinama zavise prvenstveno od
nagiba padina kao što od njega zavisi i stabilnost terena, tabela 38. Što je padina
strmija, procesi koji se odvijaju na njoj su brži. Tako se na padinama sa nagibom manjim
od 32° odvijaju tečenje i klizenje zemljišta, a na padinama sa nagibom većim od 32°
urušavanje i osipanje. Oblik padine zavisi od gravitacije i spoljnih i unutrašnjih sila i
procesa.

349. 349/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)



















Sl. 501. Padina

Sl.502. Podela reljefa - katra reljefa Srbije

Tabela 38 - Nagibi padina
NAGIB POJAVNI TIP PADINA AKTIVNOST PROCESA ISKORISTIVOST PADINA
0°-2° Fluvijalne terase
Akumulacija, nema
spiranja ni klizenja
idealni uslovi za saobraćaj i izgradnju kao
i primenu agromehanizacije
2°-15°
Terminalne morene,
padine dina
Aktiviranje svih
padinskih procesa
Otežan saobraćaj, nagib od 15° je
granica za rast nekih kultura poput
kukuruza
15°-35° Padine sredogorja
Jaka linearna erozija i
spiranje, preduslovi za
razvoj klizišta
Vrlo otežan promet (samo specijalna
vozila)
35°-55°
Padine strukturnih
strana
Izrazito jaki procesi
Otežano hodanje, granica opstajanja
šuma
> 55° Strukturni odseci Jaki odroni Neiskoristiv prostor
Klasifikacija padina:
- Normalne ili uravnotežene padine sastoje se od gornjeg konveksnog dela i donjeg
konkavnog dela koji su međusobno odvojeni zamišljenom infleksijskom linijom. Gornji
deo je destrukcioni, a donji akumulacioni. Takve su padine vezane uz nepropusne stene
i nema ih na karbonatima.
- Konkavne ili udubljene padine su uglavnom starije i na njima prevladavaju egzogeni
procesi što znači da je denudacija jača od tektonike.,
- Konveksne ili ispupčene padine (za razliku od konkavnih) su uglavnom mlađe i na
njima je takođe prisutna destrukcija, ali je denudacija slabija od tektonike.
- Kose padine su strukturne i direktno su vezane za litološki homogene stenske
komplekse. Naime, kosa padina se poklapa sa površinom (ravnim) nagnutog sloja.
Uglavnom se javljaju na karbonatima gde je slojevitost vrlo izražena.
- Strmine (strmci) su padine sa nagibom većim od 55° i najčešće se javljaju u klastičnim
sedimentima. Mogu biti strukturne strmine, a mogu biti i egzogene.
- Složene padine su one padine kod kojih se izmenjuje više tipova padina.

350. 350/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Sl.503. Tipovi padina prema obliku
Padinski procesi i reljefni oblici
Padine, kako je rečeno, čine svi nagibi veći od 2°. Površine bez nagiba (0°) nazivaju se
horizontalne ravni, a sve površine sa nagibom do 2° zovu se subhorizontalne ravni.
Padine sa nagibom između 2° i 5° su blago nagnuti tereni na kojima deluje blago spiranje.
Na padinama sa nagibom između 5° i 12° spiranje je pojačano, a javlja se i kretanje masa.
Padine sa značajnim nagibom, između 12° i 32°, obeležava snažna erozija, spiranje i
izrazito kretanje masa. Na vrlo strmim terenima sa nagibom između 32° i 55° dominantna
je destrukcija. Sve površine sa nagibom većim od 55° nazivaju se strmine ili litice
(eskarpmani). Sva tela koja nisu učvršćena na padini nagiba većeg od 32° pod uticajem
gravitacije urušavaju se.

Dakle, sve površine sa nagibom i sva tela (materijali) koja nisu učvršćena na padini nagiba
većeg od 32° pod uticajem gravitacije se urušavaju, tj. izložena su procesu trošenja. Deset
je osnovnih egzogenih procesa: trošenje, padinski procesi, fluvijalni, karstni i
fluviokarstni, marinski i lakustrijski, eolski, sufozijski, glacijalni i periglacijalni, biogeni
kao i antropogeni procesi. Zajednički naziv za sva razorna delovanja spoljnih procesa
koja dovode do ogoljavanja terena je denudacija ili degradacija. Degradacione pojave
su: abrazija, korozija, erozija, pokreti masa na padinama, transport i trošenje.
Kako je rečeno, u značajnije savremene egzodinamičke procese spadaju: površinsko
raspadanje stena denudacija, abrazija, erozija (rečna-fluvijalna, marinska-jezerska,
karstna, lednička i eolska) i padinski procesi (odronjavanje, spiranje, osipanje, klizanje,
tečenje i puzanje). Neke od ovih procesa može izazvat i čovek, pa ih tada nazivamo
inženjerskogeološki procesi.
Površinsko raspadanje je razaranje stena pod uticajem atmosferilija i drugih procesa koji
deluju na površini Zemlje. Dve spoljne (egzogene sile) - Sunčeva radijacija i sila
gravitacije imaju najveće značenje na padinama, fluvijalnim i ledeničkim reljefnim
oblicima. Procesi na padinama najčešće su potaknuti silom gravitacije Zemlje.
Kod padinskih procesa mogu se izdvojiti tri osnovne procesne grupe:
- tzv. ”čisti gravitacioni procesi” (osipanje, odronjavanje, urušavanje i stenske lavine),
- procesi fluidalnog kretanja masa (spiranje, klizenje, tečenje i puzanje stenskog
materijala i regolita) i grupa procesa koji se vežu za
- delovanje padavinskih voda i snežnice niz padinu.
Intenzivna erozija padina može u kratkom roku učiniti teren neprohodnim za vozila i ljude.
Narušavanjem prirodne ravnoteže padina ili kosina dolazi, pod dejstvom gravitacije, do
pokreta stenske mase. Njenim pokretanjem obavlja se erozija, tj. razaraju se postojeći
oblici padine i stvaraju novi, erozioni oblici. Materijal se transportuje na vrlo kratkom
rastojanju i odlaže se, prekrivajući postojeće i obrazujući nove, akumulacione oblike.
Mali prostor na kojem se ceo proces odvija, obično od metarskih do hektometarskih

351. 351/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
dimenzija, uslovljava formiranje složenih oblika, koji sadrže najčešće međusobno
neodvojive, erozione i akumulacione oblike.
Gravitaciona kretanja stenske mase mogu biti spora, ili delapsiona i brza, ili kolapsiona.
Spora, ili delapsiona gravitaciona kretanja stenske mase imaju brzine koje, okvirno,
variraju u rasponu od 0.001 mm/dan do 10 m/dan. Po mehanizmu pokreta, izdvajaju se
četiri vida kretanja: klizenje, puzanje, tečenje i osipanje.
Brza ili kolapsiona kretanja podrazumevaju nagle pokrete stenske mase niz strme padine.
Brzine tih pokreta mere se metrima po sekundi. Kao primer kolapsionih kretanja izdvaja
se odronjavanje stenske mase.
S obzirom na kinematiku pojava razlikuju se:
- odronjavanje (trenutačni događaj),
- klizanje (događaj velikog vremenskog raspona trajanja),
- puzanje (dugotrajni događaj).
Česta je pojava prelaska iz jednog od navedenih stanja nestabilnosti u drugi, a njihovi uzroci
mogu biti prirodni i antropogeni. Nestabilnost kosina je uopšte izraženija u vlažnim uslovima.
1- Spiranje
- označava ispiranje materijala (regolita) padavinskim vodama na padinu,
- zavisi od sastava zemljišta, nagiba padina, intenziteta padavina i vegetacije,
- nastaju žljebasta udubljenja: vododerine (manje) i jaruge (veće).
2 - Puzanje
- javlja se kada se razdrobljeni - razmrvljeni materijal jako navlaži ili kada se ispod njega
nalazi zaleđeno zemljište
- godišnji pomak je 1-2 cm, uočava se „pijanim stablima“
3 - Tečenje (soliflukcija)
- javlja se u područjima gde je u dubljim delovima tlo stalno zaleđeno (permafrost ili mrzlota)
- površinski sloj tog tla leti se otopi i teče, kreće se preko zaleđenog sloja- bore na tepihu
4 - Klizanje
- javlja se na padinama gde se ispod površinskog sloja nalazi glina koja zbog
padavinskih voda postane klizava pa površinski sloj naglo sklizne.
- klizišta su opasna u naseljenim područjima.
5 - Odronjavanje
- javlja se na strmijim padinama, do njega dolazi ako se kompaktne stene nađu na
mekoj podlozi koja menja zapreminu zbog upijanja vode.
6 - Osipanje
- na strmim ogoljenim padinama,
- siparni materijal je veoma rastresit i slabo konsolidovan,
- proces osipanja najučestaliji je u strmim terenima i
- materijal je izgrađen od karbonatnih stena, ili od serpentinita, škriljaca i u stenama
vulkanogeno-sedimentnog kompleksa, a ređe u terenima izgrađeni od eruptivnih stena
7 - Urušavanje
- karakteristično je za strmine, pri čemu dolazi do razaranja donjih stena, a gornje gube
oslonac i ruše se,
- u podnožju padina nakupljeni materijal gradi blage kosine (uzvišenja koja zovemo
predgorske stepenice ili pedimenti).
8 - Sufozija
Sufozija je proces koji se odvija u koherentnim i nekoherentnim (nevezanim) stenama, a
posledice su ispiranje sitnih čestica radom tekućih podzemnih voda u terenu. To je spor,

352. 352/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
ali u prirodi veoma zastupljen proces. Uslovi za razvijanje procesa sufozije slabiji su u
koherentnim (poluvezanim) stenama, jer voda najpre treba razbiti kohezione sile koje
deluju među česticama da bi ih mogla odnositi. Budući da u inkoherentnim (nevezanim)
sedimentima nema kohezionih sila, uslovi za nastanak i odvijanje procesa sufozije su
povoljniji. Ispiranjem sitnih čestica nastaje prirodno sleganje dela terena (često i
urušavanje), koje se povećava u slučaju opterećenja izgradnjom. Teren zahvaćen
sufozijom najefikasnije se sanira injektiranjem nastalih šupljina.
9 - Likvifakcija
Likvifakcija je proces koji nastaje u nekoherentnim (nevezanim) sedimentima zasićenim
vodom. Manifestuje se potpunim gubitkom čvrstoće zbog naglog porasta pornih pritisaka
(pod uticajem dinamičke pobude) i njihovim prelazom u tekuće stanje. Nagli porast
pornih pritisaka podzemne vode uzrokuje fizičko razdvajanje čestica nekoherentnih
stenskih masa, pri čemu se izgubi međuzrnski kontakt i trenje između zrna, a posmična
čvrstoća teži nuli. Pri tome teren se deformiše, a građevine se naginju i ruše.
Intenzivna erozija padina može u kratkom roku učiniti teren neprohodnim za vozila i ljude.
4.7.4.1. Spiranje
Među derazijskim procesima koji oblikuju padine najizraženije je spiranje i jaruženje
oborinskim vodama. Spiranje zavisi od više faktora. Najvažniji su sastav zemljišta, nagib
padina, vegetacija i intenzitet oborina. Do spiranja (ispiranje rastresitog materijala -
regolita) dolazi u slučaju kada količina padavina pređe kapacitet pukotina (šupljina) u tlu
ili stenskoj podlozi, i dolazi do oticanja niz padinu.
Deo padavina koji površinski otiče ne kreće se po površini kao jednoliki sloj neke
debljine, već u obliku malih vodenih (kišnih) mlazeva (curkova), koji se kreću kroz uske
(1-2 cm) i plitke (do oko 0,5 cm) žlebove - erozione (kišne) brazde. Ubrzo nakon
prestanka kiše voda u curkovima nestane, a potom se i erozione brazde izgube (kada se
površinski sloj osuši brazde se krune i osipaju). Kada bi erozione brazde bile stalne, mogli
bi curkove nazvati najmanjim vodotocima (povremenim). One to nisu, jer smo odredili
da tekućicu ili vodotok moraju činiti oba elementa - voda (koja se može pojaviti i samo
povremeno) i korito.
Spiranje je izraženije na strmim padinama koje su prekrivene rastresitim pokrovom, nego
na blagim padinama I onim na čijoj su površini tvrde stene. Vegetacija u velikoj meri
ublažava spiranje. Krošnje stabala, posebno lišće, smanjuje snagu padavina, korenje veže
tlo i usporavajući površinsko oticanje smanjuje erozionu snagu vode. U slučajevima kad
je oticanje oborinske vode površinsko to je spiranje, a ako je oticanje linearno onda
govorimo o bujičenju ili jaružanju.
Gde su kišni mlazevi jači i češće teku (na što utiče mikroreljef, odnosno prikupljanje
vodenih mlazeva) oni se usecaju sve jače i oblikuju vododerine. Od kišnih mlazeva još
su jače bujice (javljaju se za vreme obilnih kiša i za vreme prolećnog otapanja snega i
leda) koje usecaju jaruge. Vododerine se mogu javiti duž cele padine, a jaruge se uvek
oblikuju već u podnožju padina. Strogo uzevši, vododerine i jaruge su povremeni
vodotoci (po pojavi vode).
Raspadnuti materijal voda akumulira u podnožjima gde se smanjuje njena transportna
snaga u obliku kupastih uzvišenja - deluvijalnih (ispod vododerina) i proluvijalnih
(ispod jaruga)- kupa. Takvo spiranje ponekad oblikuje i duboke vododerine i jaruge na
maloj površini, poznate pod nazivom “badland” - loša zemlja. Takve reljefne oblike
imamo na flišnom području.

353. 353/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)



























Sl.504. Jaruge i vododerine
U slučajevima kad se u rastresitom pokrivaču nalaze veći kameni blokovi, oni podlogu
ispod sebe štite od spiranja i ona zaostaje u obliku zemljanih piramida.

















Sl.505. Derazijski procesi - spiranje i jaružanje: 1-Jaruge, Zabriskie Point - Dolina smrti, SAD; 2-
Nacionalni park Bedlends u Južnoj Dakoti,SAD; 3- Chinle Badlands,Grand Staircase-Escalante
National Monument; 4 - Jaka erozija tla oblikovala je vovoderinu u polju pšenice u blizini Washington
State University,SAD;5-Jaruga-Nowy Sacz, Poljska; 6 - Zemljane piramide - Ěavolja varoš, Kuršumlija, Srbija
Dakle, spiranje:
- označava ispiranje materijala (regolita) padavinskim vodama na padinu;
- zavisi od sastava zemljišta, nagiba padina, intenziteta padavina i vegetacije;
- nastaju žljebasta udubljenja: vododerine (manje) i jaruge (veće).

4.7.4.2. Puzenje (Creep) (deflukcija) - sporo kretanje (dugotrajni događaj)
Puzenje se definiše kao sporo smičuće kretanje pojedinačnih čestica, bez jasno definisane
površine na kojoj se kretanje obavlja. Puzanjem je zahvaćen samo nevezan, rastresiti
materijal, eluvijum ili deluvijum, izgrađen od čestica i komada različite krupnoće. Pod
dejstvom gravitacije čestice i krupniji komadi materijala se pojedinačno translatorno
kreću niz padinu. Kretanje je najbrže na površini, gde je trenje najmanje. Puzanje se, zbog
karakterističnog načina kretanja čestica, vrlo često naziva i „suvo tečenje“. Godišnji
pomak je 1-2 cm, uočava se „pijanim stablima“ .
S obzirom na kinematiku pojave - puzenje je dugotrajni događaj.
Dužina puta koji materijal pređe pri puzanju, po pravilu, je
veoma mala. Na tako kratkom rastojanju, pri maloj brzini
kretanja, ne može doći do obrade materijala, niti njegove
klasifikacije po krupnoći. Erozija, transport i akumulacija
odvijaju se praktično na istom mestu.
Sl.506. Puzenje tla

354. 354/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Puzanje je vrlo polagano kretanje naslaga niz padinu (spor i dugotrajan događaj), kada
se formiraju plastične deformacije pri naprezanjima koja su manja od čvrstoće smicanja.
Godišnje ili sezonsko puzenje posledica je ekspanzije i stezanja tla pri samoj površini.
Nastaje samo na strmijim prirodnim padinama ili nasipima. Objašnjava se ovako:
- kada tlo ekspandira(expansion), čestice se pomiču približno normalno na padinu.
- kada se pak tlo steže (contraction), čestice putuju vertikalno prema dole.
Udaljenost između početne i krajnje tačke u jednom ciklusu zove se inkrement puzanja.

Prilikom puzanja sile smicanja su neznatno veće od posmične čvrstoće. Brzina kretanja
je obično manja od 1 cm na godinu.
Puzište je moguće opaziti tek nakon nekoliko meseci ili godina.
Dva faktora značajno doprinose puzanju:
- voda u tlu i
- dnevni ciklusi smrzavanja i odmrzavanja.
Saniranje puzista izradom potpornih zidova koji su fundirani
u podlozi puzista.




Sl.507. Sezonsko puzenje - posledica je ekspanzije i stezanja tla

Puzenje (deflukcija):
- javlja se kada se razdrobljeni - razmrvljeni materijal jako navlaži ili kada se ispod njega
nalazi zaleđeno zemljište.
- godišnji pomak je 1-2 cm, uočava se „pijanim stablima“.


















Sl.508. Puzenje-posledice su: krive bandere, kolenasto drveće,...

4.7.4.3. Tečenje materijala (soliflukcija) - „blatni potoci“
Tečenje materijala - materijal na kosini koji postaje jako zasićen vodom gradi viskoznu
emulziju ili kašu. Tečenjem niz padinu mešavina može dostići vrlo veliku gustinu (2 t/m
3
)
i brzinu do 14 m/s, što joj daje veliku razornu moć, pa štete mogu biti enormne.
- Inicirano je pre svega velikom količinom vode (oborine, otapanje snega…)
- Brzina toka zavisi od zasićenosti vodom i nagiba padine.

355. 355/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
- Kada se podzemna voda nakupi u depresijama nalik kašici, dolazi do iznenadnog,
hidrauličkog sloma i tečenja materijala.
- Elementi tecišta: telo, povrsšina, podloga, nožica, talas.
- Prema vrsti sedimenata (stene) tecišta mogu biti: jednorodne i raznorodne građe.
- Prema stanju konsistencije tela tecišta: tečnog i plastičnog stanja.
Pojam tečenja materijala se često nepravilno zamenjuje terminom soliflukcija. Taj termin
se originalno odnosi na pojave tečenja tla u periglacijalnim oblastima, po obodima lednika.
Promena konzistentnog stanja - likvifakcija.




Sl.509. Promena konzistencije i blatno klizište - zemljani tok - “Tečenje“ kosine
Zemljani tok - tečenje mešavine nevezanog sitnozrnastog tla i drobine stena.
- Debrisne čestice kreću se približno paralelno padini.
- Brzine su znatno manje od debrisnog toka.
Prepoznavanje na terenu:
- Tečenje se odvija sukcesivno u vremenskim razmacima.
- Svaka nova generacija toka najahuje prethodnu.












Sl.510. Tečenje materijala - šematski prikaz i „in situ“




















Sl.511. Tečenje materijala (Aljaska)- šematski prikaz i „in situ“

356. 356/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)











Sl.512. Tečenje materijala - posledica iznenadnog hidrauličnog loma












Sl.513. Tečenje materijala - višebrojne klizne površine na jednoj padini
Topografski pokazatelji zemljanog toka:
Anomalije u rasporedu izohipsi:
- Divergentne izohipse - posebno u vršnom delu i na dnu
- Topografski skok (prag)
- Nazubljene i talasaste izohipse













Sl.514. Topografski pokazatelji zemljanog toka: divergentne izohipse, topografski skok (prag),
nazubljene i talasaste izohipse
Soliflukcija - tečenje vodom saturiranog debrita preko nepropusne barijere. To je oblik
zemljanog toka (tečenje tla) vezan za klimatski hladnija područja - periglacijalne oblasti
(permafrost - trajno zaleđeno tlo). Čak je i blaga kosina osetljiva na soliflukciju.
Soliflukcijama nazivaju se specijalni slučajevi plitkog klizanja, većinom jako raskvašenih
zemljanih masa u prirodnim uvalicama i na veštačkim kosinama.
Debljina pokrenute mase retko kada prelazi 0,50 m. Klizeća masa podseća na kiselo testo,
te se po tome razlikuje od klizišta. To su u stvari blatni potoci koji su izgrađeni od
najfinijih čestica stenskih masa. Ako su većih razmera, što se vrlo retko događa, mogu
biti vrlo neprohodni, kako za vozila, tako i za ljude i stoku. Vrlo su porozni i izvanredno
stišljivi te se i pod najmanjim opterećenjem znatno sležu ili istiskuju ispod građevinskih
objekata. U građevinarstvu često dobijaju naziv „slabo nosivo tlo“ te se u njima ne može
graditi.

357. 357/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.515. Soliflukcija (tečenje tla) - uticaj klimatskih područja
Debrisni tok - tečenje materijala, uglavnom mešavine stenske drobine i fragmenata tla + voda.
Najčešće je posledica prekomerne zasićenosti
materijala vodom. Može početi klizanjem male
količine materijala, koji se postupno povećava. Česta je
pojava na strmim kosinama u visokim planinama.





Sl.516. Debrisni tok - tečenje materijala, mešavina stenske
drobine i fragmenata tla + voda.
Debrisni tok staje nailaskom na blage padine (< 10°) ili nailaskom na širi prostor u kojem formira lepezu.
Debrisni tok u strmijem delu kosine jako erodira podlogu, a u blažem delu talože se
transportovani sedimenti.










Sl.517. Soliflukcija (tečenje tla) - „delta“ nanosa i jaružanje - “plitko klizanje“
Debrisna lavina - posledica loma debrisnog materijala. Može značajno erodirati podlogu

Dakle, soliflukcija je zastupljena samo na onim teritorijama na kojima dolazi do
zamrzavanja tla. Ekspanzivna sila koja prouzrokuje klizanje pojavljuje se usled
zamrzavanja tečnosti u samom zemljištu, jer zamrznuta voda ima veću zapreminu nego
ista težina vode u tečnom stanju. Soliflukcija može da dovede do povećanja brzine
kretanja materijala niz padinu čiji nagib nije veći od 1°.
- javlja se u područjima gde je u dubljim delovima tlo stalno zaleđeno (permafrost ili mrzlota)
- površinski sloj tog tla leti se otopi i teče, kreće se preko zaleđenog sloja- nabori na tepihu.
Soliflukcijama, sl.517, nazivaju se specijalni slučajevi plitkog klizanja, većinom jako
raskvašenih zemljanih masa u prirodnim uvalicama i na veštačkim kosinama. Debljina
pokrenute mase retko kada prelazi 0,50 m. Klizeća masa podseća na kiselo testo, te se po
tome razlikuje od klizišta. To su u stvari blatni potoci koji su izgrađeni od najfinijih
čestica stenskih masa.
Ako su većih razmera, što se vrlo retko događa, mogu biti vrlo neprohodni, kako za vozila,
tako i za ljude i stoku. Vrlo su porozni i izvanredno stišljivi te se i pod najmanjim
opterećenjem znatno sležu ili istiskuju ispod građevinskih objekata. U građevinarstvu
često dobijaju naziv „slabo nosivo tlo“ te se u njima ne može graditi.

358. 358/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
4.7.4.4. Klizenje - događaj velikog vremenskog raspona trajanja
Pre upoznavanja sa problemom klizanja neophodno je znati šta su nagnute površine na
terenu, tj. padina ili kosina.
Razlika između prirodnih i veštačkih nagnutih površina na terenu, bilo da su one
formirane u tlu ili stenskoj masi, definisana je i njihovim nazivima:
• padine, prirodno formirani nagibi u terenu, tlu ili steni,
• kosine, veštački tj. projektovani nagibi na terenu, tlu ili steni.
Dakle, podela nagiba prema načinu nastanka:
• prirodne kosine (padine)
- nastale pri pokretima Zemljine kore i tokom procesa degradacije, erozije,
transporta i sedimentacije
• veštačke kosine
- nastaju ljudskom aktivnošću pri iskopu ili nasipanju tla (nasipi, useci, zaseci)









Sl.518. Podela nagiba prema načinu
Padine su u većini slučajeva stabilne ali ima i onih koje se sporije ili brže kreću pod
uticajem gravitacije tj. egzogenih sila i erozije.
Kosine nastaju nasipanjem ili iskopavanjem i osnovna im je karakteristika da nastaju
kontrolisano tj. one se projektuju.
Zajedničko za padine i kosine jeste utvrditi njihovu stabilnost, najčešće na kruto-
plastičnom modelu na kome se upoređuje “moguća čvrstoća na smicanje” sa
“otpornom na smicanje”, duž kritične klizne ravni, da bi sistem bio u ravnoteži.

Uslov ravnoteže je da je čvrstoća na smicanje veća od napona smicanja.







Sl.519. Razlike u smičućoj i normalnoj komponenti gravitacione sile na padinama različite strmine. Gravitaciona
sila je ista u sva tri slučaja. U "a" je smičuća sila znatno manja od smičuće čvrstoće, tako da blok treba biti
stabilan. U "b" sila smicanja i čvrstoća na smicanje su približno jednake, tako da se blok može, ali i ne mora
pomeriti. U “c” je sila smicanja znatno veća od smičuće čvrstoće, tako da je vrlo verojatno da će se blok pomeriti.









Sl.520. Ravnoteža sila na kosini
Padina
Kosina

359. 359/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
























Sl.521. Uzroci iniciranja klizišta
Nestabilnost padina i kosina može biti uzrok ozbiljnim posledicama.
Značajna je teorija graničnih stanja plastične ravnoteže za analize stabilnosti kosina i padina.
Nestabilnosti kosina usko su povezane sa promenama potencijalnog polja u području
podzemne ili procedne vode u kosini ili padini. Nema bitne razlike u proračunima za
različite slučajeve osim u izboru ulaznih parametara. EC 7 daje razliku u razmatranju
stabilnosti za nasipe i kosine od stabilnosti brana i odbrambenih nasipa.
Kada je u pitanju projektovanje nasipa moguće je unapred propisati svojstva materijala,
odnosno i parametre materijala potrebne za proračun stabilnosti. Zato se uzorci iz
pozajmišta, od koga će se nasip raditi, sabijaju u Proktorovom aparatu (optimalna
vlažnost) a oni se kod laboratorijskog ispitivanja posmatraju kao neporemećeni uzorci.U
toku građenja nasipa proveravaju se pretpostavljene vrednosti na kontrolnim uzorcima.
Proučavanje uslova i uzroka nastanka nestabilnosti je široko, kompleksno i
interdisciplinarno. Prvi pristupi su se bazirali na iskustvu, bez laboratorijskih i terenskih
ispitivanja da bi prva izučavanja počela krajem XIX veka od ljudi koje se bave
izučavanjem prirodnih fenomena (geomorfolozi, geolozi, geografi… (Katzer 1907.)
Inženjerska intuicija i prethodno iskustvo i dalje su bitni u pogledu rešavanja ovih problema.
Osnovna svojstva stenskih masa bitna sa inženjersko-geološkog aspekta:
- Petrografska,
- Fizička,
- Mehanička i
- Tehnološka.
Strukturna osnovna stanja stenskih masa u sklopu terena bitna sa inženjersko
geološkog aspekta su:
- Stanje napona (naprezanja),
- Stanje podzemnih voda,
- Stabilnost i
- Stanje alterisanosti-raspadnutosti.
Zašto nastaju klizišta?

Why do landslides
occur?

Prekoračena je
čvrstoća stene/tla

Strength of rock/soil
exceeded

360. 360/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Geodinamičke pojave su ona obeležja geološke okoline koje nastaju kao rezultat aktivnih
geoloških procesa: erozije i akumulacije, eolskih procesa, klizanja, permafrosta,
formiranja kraških uslova, sufozije, zapreminskih promena u tlu, seizmičke i vulkanske
aktivnosti. U geodinamičke pojave ne ubrajaju se one koje nastaju procesima depozicije
ili alteracije (izmene) budući da su oni uključeni u opis karakteristika stena i tla.
Skup procesa u litosferi uzrokovanih geološkim unutrašnjim i spoljnim silama koje se
ispoljavaju na površini Zemlje, odnosno reljefu, nazivaju se geodinamičkim procesima.
Najčešći geodinamički proces je klizenje, nakon koga, kao posledica, ostaju klizišta. I u
slučaju kada nisu katastrofalna, klizenja predstavljaju ozbiljan problem, jer uzrokuju
ekonomske ili socijalne gubitke, direktne ili indirektne, na privatnim i/ili javnim dobrima.
Klizenje, u najširem smislu te reči, nazivaju se sva lokalna otkidanja i lagana kretanja
geoloških masa, pod određenim uslovima, niz prirodne padine i veštačke kosine. Kretanje
otkinute mase vrši se po stabilnoj podlozi. Deo terena zahvaćen klizenjem naziva se klizište.
Dakle, klizanje je savremeni geološki proces otkidanja i pomeranja stenskih masa u
padinama i kosinama, preko stabilne podloge, po jasno izraženoj površini ili zoni
klizanja. Klizište je deo terena koji se translatorno ili rotaciono pomera preko stabilne
podloge, ili je to deo terena u kome su sačuvana strukturna i reljefna svojstva stvorena
procesom klizanja. Klizišta se obrazuju delovanjem aktivnih sila, pre svega delovanjem
gravitacije, hidrodinamičkih pritisaka (strujni pritisak i uzgon) podzemnih voda,
potresima, zemljotresima i ređe drugim silama. Proces klizanja počinje onog momenta
kada aktivne sile savladaju otpore smicanja (koheziju i ugao čvrstoće smicanja- ugao
unutrašnjeg trenja).
Geolozi, inženjeri i ostali naučnici često se oslanjaju na jedinstveno i neznatno različite
definicije klizišta. Ta raznolikost u definicijama odražava kompleks priroda mnogih
disciplina povezanih sa proučavanjem pojava klizišta.
Klizanje je kretanje mase stena ili tla na padini koje karakteriše smicanje i rotaciono
kretanje duž zakrivljene ili ravne klizne površine. Klizišta se mogu dogoditi u bilo kojoj
vrsti stene i u bilo koje vreme. Prema Crudenu (1991) “Klizanje je kretanje mase stena,
debrisa ili tla niz kosinu, što podrazumeva sve tipove gravitacionih kretanja masa tla i
masa stena, od odronjavanja i prevrtanja stena, rotacionih i translacionih klizanja i
tečenja različitih materijala“.
Aktiviranje klizišta uzrokuje velike materijalne štete, a direktnno ili indirektnno ugrožava
i stanovništvo. Javljaju se na ili uz padinu, a padine su najčešći morfološki oblici na Zemlji.
Klizenje je jedan od najčešćih, i sa geotehničkog gledišta, najznačajnijih savremenih
lokalnih (padinskih) geoloških procesa. Ono predstavlja veliku opasnost za objekte i ljude.

Klizenje terena, sa inženjerske tačke gledišta, je jedan od najznačajnijih padinskih
procesa. Klizište je jedan od geomorfoloških oblika koluvijalnog i geodinamički process.
Ono predstavlja veliku opasnost za objekte i ljude. Klizenje terena je složeno, pretežno
translatorno kretanje stenske mase niz padinu pod dejstvom sopstvene težine preko
stabilne podloge. Proces počinje odvajanjem (otkidanjem) stenske mase u padini, a
nastavlja se složenim kretanjem niz padinu: translatorno pomeranje, rotacija i tečenje.

Uzroci nestabilnosti zemljanih masa - uzroci iniciranja klizišta
Svi uzročni faktori koji dovode do pojave klizišta mogu se razvrstati u sledeće grupe:
- faktori koji dovode do promene sklopa stenskih masa: izmena strukture i teksture stene;
mehanička dezintegracija usled gubljenja veziva; prskanja i usitnjavanja monolita;
mržnjenje i otkravljivanje i sl.

361. 361/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
- faktori koji dovode do promene fizičkih svojstava stenskih masa: slabljenje kohezije;
smanjenje ugla unutrašnjeg trenja; raskvašavanje povećanjem vlažnosti; omekšavanje
uticajem klimatskih činilaca; povećanje zapreminske težine i dr.
- faktori koji dovode do promene naponskog stanja u padini ili kosini:dodatna
opterećenja balastom, korisnim teretom ili vozilima, zasićenje vodom, promena pravca
toka podzemne vode i dr.,
- faktori koji dovode do promene reljefa (konfiguracija terena): izvođenje „zemljanih“
radova (zasecanje, usecanje, podsecanje padina i kosina); promene nagiba terena
površinskih tokova ili udarom talasa (podlokavanje padina); izrada platoa, nasipa i
odlagališta (deponije i jalovišta) i tsl.




















Sl. 522. Klizište i posledice















Sl.523. Klizišta - najučestaliji prirodni hazard











Sl.524.Geografsko (geološko) metodološko proučavanje klizišta
Ravnoteža aktivnog klina sa zateznom pukotinomdo dubine Z0 ili H

Ravnoteža aktivnog
klina sa zateznom
pukotinomdo dubine
Z
0 ili H

362. 362/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Uzroci koji izazivaju početak klizanja su dosta raznovrsni, mogu biti prirodni,
antropogeni, mehanički i hidrodinamički, a mogu delovati i zajedno, sl.523 i 525.
Tabela 39 - Uzroci koji izazivaju početak klizanja








Mehanički uzroci: momenat preopterećenja tj. prekoračenje dozvoljenog opterećenja
padine ili kosine, dinamički potresi (miniranje, kretanje vozila), zemljotresi, pokreti lavina i dr.
Hidrodinamični uzroci: kritičan hidraulični pritisak podzemnih voda, naglo sniženje
ili naglodizanje nivoa izdani sa efektom pornih pritisaka i uzgona, pucanje vodovodnih i
kanalizacionih cevi, kritična promena nivoa stajaćih i tekućih voda, kritično stanje
mehaničke i hemijske sufozije.
Dakle, uzroci nestabilnosti su: prirodni ili veštački (antropogeni, tehnogeni) procesi.
Svaki događaj klizanja može se pripisati procesu (triger - povod) koji je inicirao lom
potencijalno nestabilne stenske mase (tla ili stene).
Klizanje (lom) padine/kosina uzrokuje:
- Voda,
- Potkopavanje (prirodno, veštačko),
- Opterećenje (prirodno, veštačko),
- Smanjenje čvrstoće i
- Vibracija (prirodna, veštačka).
Prirodni proces je u onim slučajevima kada je klizenje nastalo delovanjem prirodnih činilaca:
- raspadanje stenskih masa i zasićenje kore površinskog raspadanja,
- povećanje nivoa podzemnih voda u padini usled naglog pada vode u reci,
- delovanjem rečne erozije ili delovanjem talasa jezera i mora i
- delovanjem zemljotresa i dr.
Klizenje je tehnogeni proces kada je izazvano delovanjem čoveka:
- klizenje na kosinama i nasipima saobraćajnica,
- na kosinama površinskih kopova i
- temeljnim iskopima i dr.
Strukture koje mogu biti ugrožene klizenjem
- Pojedinačni objekti, naselja, gradovi
- Putevi, železničke pruge, tuneli
- Hidrotehnički objekti (brane, ustave, kanali)
- Jezera, akumulacije
- Vodovodna ili kanalizaciona mreža, cevovodi, električni ili telefonski vodovi,
podvodni kablovi
- Rudnici, kamenolomi, pozajmišta gline
- Poljoprivredno i šumsko zemljište.
Klizišta su odraz neravnoteže (nestabilnosti) u tlu. Kao što svako telo teži da iz stanja labilne
ravnoteže pređe u stanje stabilne ravnoteže, tako i klizište klizenjem naniže teži da zauzme
ravnotežni položaj odnosno da pređe u stanje stabilne ravnoteže. Uslovi za nastanak i razvoj
klizišta su:
- geološki (povoljan litološki sastav, slojevitost, stepen litifikacije, pukotine)
- geomorfološki (nagib padine, dužina površine klizanja)
- hidrogeološki (nivo i režim podzemnih voda)
NA POSTANAK KLIZIŠTA - utiče više uzroka
PRIRODNI UZROCI LJUDSKA DELATNOST
1. EROZIJA: padine, nožice 1. Izrada nasipa, useka, zaseka…
2. PROMENA MIKROKLIME :
vlažnost, nivo vode u tlu
2. Izgradnja veštačkih jezere, hidroobjekata
3. BILJNI POKROV 3. Kultiviranje zemljišta, seča šuma…
4. PROMENA ČVRSTOĆE TLA 4. Podizanje nivoa podzemnih voda, nagib terena..
5. DODATNI TERETI 5. Dodatna opterećenja padine graĎevinskim objektima

363. 363/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
- klimatski i meteorološki (količina padavina, naglo topljenje snega)
- vegetacioni (pošumljenost, ogoljenost, vrsta rastinja...)
- antropogeni uticaji (zasecanje nožice padine pri građevinskim radovima, natapanje
zemljišta otpadnim vodama, nasipanje materijala na padinama, seča šuma)
- drugi uticaji (zemljotres, podlokavanje nožice klizišta, uticaj promene nivoa
akumulacije, vibracije usled saobraćaja i dr.)
Tabela 40 - Glavni uzroci nastanka klizišta stenske mase (tla i stene).

Geološki uzroci: Morfološki uzroci: Fizički uzroci: Antropogeni uzroci:
Geological causes Morphological causes Physical causes Anthropogenic causes
- Otpornost materijala na
vremenske prilike
- Materijali sa pukotinama
ili prslinama
- Diskontinuiteti
- Materijalni kontrasti
- Padavine i sneg
- Zemljotresi
- Rad mašina
- Ugao nagiba
- Uzdizanje
- Odskok
- Talasna erozija
- Glacijalna erozija
- Erozija bočnih margina
- Opterećenje na kosini
- Intenzivne padavine
- Brzo topljenje snega
- Brzo povlačenje
- Zamrzavanje-dmrzavanje
- Promene podzemnih voda
- Pritisak vode u porama tla
- Površinsko oticanje
- Opterećenje
- Zosecanje
- Promena namene zemljišta
- Upravljanje vodom
- Rudarstvo
- Vibracije
- Propuštanje vode
- Krčenje šuma

Sa stajališta građenja, proces klizanja masa je jedan od najvažnijih egzodinamičkih
procesa. Nastaje u svim vrstama stena, a rezultuje pojavama koje se zovu klizišta.
U osnovi, klizišta su pojave pomeranja (pokretanja) površinskih delova na
padinama/kosinama, zbog čega su veoma opasna za sve objekte. Do klizanja dolazi zbog
popuštanja kohezionih sila između čestica stenske mase. Na formiranje klizišta uztiču
mnogi faktori, kako spoljašni, tako i unutrašnji, sl. 525.
Procene mehanizama klizišta, koji se dešavaju na nagibima, integrišu podatke koji
karakterišu varijante stabilnost kosine, kako ih je definisao Terzaghi, kao unutrašnje
(internal factors) i spoljašne (external factors) faktore klizišta (sl. 525), u okviru fizičkih
zakona koji kontroliršu pomeranja nagiba u vezi sa spoljnim faktorima, odnosno
mehanizmom klizišta (sl. 526).
Slika 527 ilustruje glavne korake analize procesa nagiba koji određuju mehanizam
klizišta, a koji su prvenstveno hidromehanički. Takva analiza može imati koristi od
značajnog razvoja koji se dogodio poslednjih godina u tehnikama merenja i praćenja
faktora klizišta (u oblastima topografije i geomatike, senzorske tehnologije i digitalne
komunikacije), te digitalno zasnovane konstrukcije baze podataka. Štaviše, analize sada
mogu implementirati napredno fizičko-matematičko modeliranje reakcija padina na
spoljne faktore, pružajući znanje o unutrašnjim i spoljašnim uzrocima klizišta, čija je
identifikacija preduslov za pravilno projektovanje održivih mera za ublažavanje klizišta.

UNUTRAŠNJI (interni) faktori nastanka klizanja:
- Geo-strukturna građa (litologija, morfologija, tektonska struktura...),
- Mehaničko ponašanje tla (čvrstoća, krutost, konst. Zakon) i
- Hidraulični režim padine/kosine.

SPOLJAŠNI (eksterni) faktori nastanka klizanja:
- Klimatski uticaji,
- Uticaji zemljotresa,
- Antropogeni uticaji (uticaji ljudi) i
- Prirodni razvoj morfologije.

364. 364/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Sl.525. Faktori klizanja - uzroci nestabilnosti - klizenje




Sl.526. Mehanizam nastanka klizišta - složeno klizište:
1- od pokretačkog delovanja,
2 - preko razvoja smičuće linije,
3 - do konačne mobilizacije tela klizišta.





Za nagibe koji se uglavnom sastoje od tla, mehanizam 'prvog loma' može se modelovati unutar
teorijskog okvira mehanike kontinuuma pomoću nekoliko numeričkih strategija. Oni su
usmereni na simulaciju sprege između fizičkih (hidromehaničkih i termodinamičkih) i hemijskih
fenomena koji kontrolišu odziv nagiba, u smislu problema graničnih vrednosti, sl.527c).

Sl. 527. Ilustruja glavnih koraka analize procesa nagiba koji određuju mehanizam klizišta, a koji su

Stabilan


Promene
ravnotežnih
uslova


Progresivni
lom



Proces
klizanja

I nivo analize;
(a) Fenomenološka dijagnoza,




II nivo analize;
(b) metoda granične ravnoteže,



III nivo analize.
(c) numeričko modelovanje,

365. 365/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Na stvaranje klizišta, dakle, utiče više uzroka, uz postojanje, isto tako, velikog broja
uslova i povoda. Proces klizenja počinje onog momenta kada aktivne sile delovanja
savladaju otpore smicanja (koheziju - c i ugao unutrašnjeg trenja - Ņ). Pri tom, ravnoteža
aktivnih i pasivnih sila se menja dejstvom samo jednog ili češće više uticaja. Na promenu
naponskog stanja u stenskim masama najčešće utiču aktivne sile, a pre svega dejstvo
Zemljine teže, hidrodinamički pritisci podzemnih voda (strujni pritisak, uzgon), potresi,
zemljotresi, usecanje, zasecanje, povećanje opterećenja, dinamički potresi (miniranje,
kretanje vozila, rad mašina i ređe druge sile).
Svaki stenski materijal ima karakterističan ugao nagiba pod kojim se nalazi u ravnoteži.

Gline su uglavnom nestabilne pod nagibom >10º, što je približno Ņ/2.
Većina stena srednje ili veće čvrstoće može biti stabilna i kod vertikalnih zaseka visine
100 m, ukoliko su masivne i imaju samo vertikalne i horizontalne pukotine. Graniti
oblikuju vertikalne stene visine 700 m, npr. Half doma u Kaliforniji; a klifovi visine 150
m takođe mogu biti izgrađeni i od puno slabije krede. Manji odroni su jedina opasnost koja
preti sa tih litica.

Planarna oslabljenja - ravni slojevitosti, pukotine i sl. - nagute u smeru nagiba padine,
kreiraju potencijalne klizne površine u svakoj steni. Padinu degradira svaka veća pukotina
čiji je nagib > Ņ (a može biti i < 20º u slučaju glinovite ispune; pri čemu su kohezija i
porni pritisak takođe značajni).
Gusto raspucane ili tanko uslojene stene troše se do nagiba padine od 20-40º.

Potencijalni lom može se proceniti na osnovu bilo kojeg od navedenih kriterijuma u
kontekstu lokalnih podataka. Klizanja u steni većinom su vezana uz ravni slojevitosti,
pukotine, rasede, ravni škriljavosti ili klivaža, koje imaju nepovoljnu orijentaciju u
odnosu na padinu i koje presecaju površinu padine. S obzirom da se pod nazivom
“klizanje” podrazumevaju vrlo raznovrsne pojave po obliku, veličini pokrenute mase,
načinu, brzini kretanja i drugim svojstvima, prilikom istraživanja klizišta potrebno je
identifikovati i opisati sledeće karakteristike:tip klizanja;delove klizišta, dimenzije
klizišta, aktivnost klizišta, brzinu kretanja, vrstu pokrenutog materijala i njegovu vlažnost.

Uopšteno, na veličinu, oblik, vreme nastanka i svojstva klizišta, utiče veliki broj faktora
koji se mogu svrstati u dve osnovne grupe, tabela.41.
- promene u sastavu i svojstvima stena (dolazi usled različitih uzroka od kojih su
najznačajniji fizičko i hemijsko raspadanje stena, te hemijska i mehanička sufozija),
- prirodne i veštačke izmene konfiguracije padina (mogu biti izazvane: podrivanjem
rečnih obala, zasecanjem i usecanjem, intenzivnom denudacijom i erozijom, nasipanjem
materijala).

Svako klizište je pokrenuto jednim pojedinačnim događajem ili procesom (tzv. trigerom).

Potpuno razumevanje klizišta podrazumeva poznavanje, kako građe padine, tako i
procesa trigera.

Klizišta su vrlo raznovrsne pojave po obliku i veličini pokrenute mase, načinu, brzini
kretanja i drugim karakteristikama. Prema geološkoj građi u kojoj se javljaju, možemo
razlikovati nestabilnosti u tlu i u stenskoj masi, sl.531.klasifik. i topograf karakteristike.

366. 366/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabela 41- Uzroci pojava nestabilnosti kosina (klizenja).
UZROCI POJAVA NESTABILNOSTI KOSINA (KLIZENJA):
Uzroci koji izazivaju početak klizanja su dosta raznovrsni, mogu biti
mehanički i hidrodinamički, a mogu delovati i zajedno.
Mehanički uzroci: momenat preopterećenja tj. prekoračenje dozvoljenog opterećenja padine ili kosine, dinamički
potresi (miniranje, kretanje vozila), zemljotresi, pokreti lavina i dr.
Hidrodinamični uzroci: kritičan hidraulični pritisak podzemnih voda, naglo sniženje ili naglo dizanje nivoa izdani sa
efektom pornih pritisaka i uzgona, pucanje vodovodnih i kanalizacionih cevi, kritična promena nivoa stajaćih i tekućih
voda, kritično stanje mehaničke i hemijske sufozije.
1) Uzroci koji dovode do povećanja smičućih napona:
- Opterećenje kosine (objektom)
- Zasecanje kosine (promena geometrije kosine)
- Promena režima podzemnih voda (naglo spuštanje NV)
2) Uzroci koji dovode do smanjenja smičuće čvrstoće:
- Dinamički uticaji u nekoherentnom tlu
- Povećanje pritisaka vode u porama tla
- Raspadanje (mehaničko i hemijsko) materijala u zoni klizenja
- Istovremeno dejstvo uzroka iz prethodnih grupa
Uzroci koji mogu dovesti do procesa klizanja, mogu se razvrstati u sledeće grupe:
- promene sklopa stenskih masa: izmena strukture i teksture stena, mehanička dezintegracija usled
gubljenja veziva, usitnjavanje monolita, mržnjenje i dr.,
- promene fizičkih svojstava stenskih masa: slabljenje kohezije, smanjenje ugla čvrstoće smicanja,
raskvašavanje povećanjem vlažnosti, povećavanje zapreminske težine i dr.,
- promene naponskog stanja u padini ili kosini: dodatna opterećenja balastom, korisnim teretom ili
vozilima, zasićenje vodom, promena pravca toka podzemne vode i dr.,
- uzroci koji dovode do konfiguracije terena: izvođenje zemljanih radova, promene nagiba terena
delovanjem matica površinskih tokova ili udarima talasa, izrada platoa, nasipa i odlagališta.




























Sl.528. Neki od (prethodno opisanih) uzroka pojave klizišta
Prema mehanizmu kretanja klizne mase razlikuju se pet tipova klizanja, sl.529,530 i533:
- Odronjavanje
- Prevrtanje
- Klizanje (u užem smislu reči)
- Širenje (razmicanje)
- Tečenje.

367. 367/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.529. Klasifikacija klizišta; https://www.bgs.ac.uk-British Geological Survey). - nekih klasa klizišta
iz geomorfološke klasifikacije Cruden DM i Varnes DJ.
1. Rotaciono - rototranslaciono klizanje;
2. Bočni rasprostranjeni tokovi;
3. Složena klizišta, koja nisu prikazana kao klasa na slici 529 , ali koja bi mogla biti
podskup složenih klizišta prikazanih na dodatku slici;
4. Zemljani tokovi;
5. Duboka mešovita-linearna klizanja; i
6. Tokovi krhotina i klizišta otpadaka .
U tlu razlikujemo sledeće tipove nestabilnosti:
- Puzanje
- Klizanje
- Tečenje materijala niz kosine
- Lom kroz kvazihomogenu stensku masu
- Lom po diskontinuitetima i klinasti lom
- Složeni lom
U steni razlikujemo sledeće mehanizme loma stenskih kosina:
- Blokovsko klizanje i lom prevrtanjem
- Lomljenje i izbacivanje sloja, sl.531.
- Odroni



























3
(3)Složena klizišta
1. Rotaciono-rototranslaciono klizanje,
2. Bočno širenje - rasprostranjeni tokovi,
3. Složena klizišta, koja nisu prikazana kao
klasa na slici 2, ali koja bi mogla biti
podskup složenih klizišta,
4. Zemljani tokovi i
5. Duboka mešovita-linearna klizanja.
6. Tokovi krhotina i klizišta otpada

368. 368/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

















Sl.530. Klizišta - klasifikacija - tipovi klizišta

Sl.531.Klasifikacija klizišta, na osnovu vrste kretanja, materijala, sadržaja vode i brzine kretanja.
(Izmenjeno nakon američkog Geološkog istraživanja 2004. godine. Podaci 2004-3072) #geology



Sl.532. Klase mehanizama
klizišta:
(a) Rotaciono-rototranslaciono
klizanje;
(b) Bočno širenje i klizište;
(c) Složeno klizište;
(d) Zemljani tok;
(e) Duboki miks i linearno
klizište;
(f) Tok otpada i klizište krhotina.

369. 369/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.533. Klasifikacija tipa klizišta (modifikovani Varnes, 1978 i DoE,1990
Klasifikacija masovnih lomova
Važno je klasifikovati lomove na nagibu kako bismo mogli razumeti šta ih je uzrokovalo,
naučiti kako ublažiti njihove posledice i jasno definisati rešenja. Tri kriterijuma koja se
koriste za opisivanje klizanja (lomova) na nagibu su:
 Vrsta materijala koji je pokrenut (obično ili kamena stena ili nekonsolidovani sediment),
 Mehanizam loma (kako se materijal kretao), i
 Brzina kojom se kretao.
Vrsta kretanja je najvažnija karakteristika loma na nagibu, a postoje tri različite vrste kretanja:
- ako materijal padne kroz vazduh, vertikalno ili skoro vertikalno, to je poznato kao pad,
- ako se materijal kreće kao masa (bez unutrašnjeg kretanja unutar mase), to je klizanje,
- a ako materijal ima unutrašnje kretanje, poput fluida, to je tok.

370. 370/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Nažalost, obično nije tako jednostavno.
Mnogi lomovi na nagibu uključuju dve od ovih vrsta kretanja, neke uključuju sve tri, a u
mnogim slučajevima nije tako lako reći kako se materijal kretao. Tipovi loma na nagibu
sažeti su u tabeli 42.
Tabela 42- Klasifikacija lomova na nagibu na osnovu vrste materijala i vrste kretanja

TIP LOMA VRSTA MATERIJALA VRSTA KRETANJA BRZINA RETANJA,cm/god (cm/year)
Kameni pad
Rock fall
Fragmenti stena
Vertikalni ili skoro vertikalni pad (plus
poskakivanje u mnogim slučajevima)
Vrlo brzo (>10 m/s)
Kameno klizište
Rock slide
Veliko kameno telo
Kretanje kao jedinica duž ravne
površine (translaciono klizanje)
Obično vrlo sporo (mm/god do
cm/god), ali neki mogu biti i brži
Kamena lavina
Rock avalanche
Telo stena koje klizi, a zatim
se raspada u male fragmente
Protok pri velikim brzinama masa krhotina
stena je suspendovana na vazdušnom jastuku.
Vrlo brzo (>10 m/s)
Puzanje ili
soliflukcija
Creep or solifluction
Tlo ili druga jalovina, u nekim
slučajevima pomešana sa ledom Protok (iako može doći do klizanja)
Vrlo sporo (mm/y do cm/y)
(mm/god. Do cm/god (cm/year)
Pad
Slamp
Debele naslage (m do 10 m)
nekonsolidovanog sedimenta
Kretanje kao jedinica duž zakrivljene
površine (rotaciono klizanje)
Sporo (cm/god do m/god)
Tečenje blata
Mud flow
Rastresiti sediment sa značajnom
komponentom mulja i gline
Protok (mešavina sedimenta i vode
kreće se niz kanal)
Umereno do brzo (cm/s do m/s)
Debrisni tok
Debris flow
Pesak, šljunak i veći fragmenti
Protok (slično protoku blata, ali obično
brži)
Brzo (m/s)

Neke geološke strukture izrazito pospešuju padinske nestabilnosti ili su njihov uzrok:
- planarna oslabljenja (slojne površine, pukotine, folijacija, rasedi, škriljavost) i
- mehanička čvrstoća stena.
Slojne površine - ravni nastale su pri prekidu taloženja zato među susednim slojevima
nema kohezije, pa je otpornost na smicanje rezultat samo trenja sa podlogom. Voda može
prodreti u međuslojne pukotine (diasteme), gde može otapati stenu i taložiti glinu. Strmo
nagnuti slojevi zato predstavljaju rizične strukture duž kojih može doći do „spontanog”
kretanja masa koje rezultiraju odronima.
Pukotine i rasedi u stenama predstavljaju oslabljene zone, mesta brže cirkulacije i taloženja
gline što smanjuje sveukupnu čvrstoću stena i omogućava odlamanje pojedinih blokova.

Folijacija i škriljavost metamorfnih stena takođe smanjuju izotropnost stena i
predstavljaju preferentne ravni (površine) duž kojih može doći do lomljenja stena.
Mehanička čvrstoća stena zavisi od količine gline pa tako stene mogu biti „meke“ i „čvrste“.
Padinski procesi pokreću se usled kombinacije nestabilne strukture (padine) i nekog
događaja-inicijatora (tabela 43) (Gobo, 2018). Ponekad su padine trajno nestabilne, a
ponekad je nestabilnost posledica spoljneg uzroka (slika 521).
Pokretači padinskih procesa mogu biti:
- voda,
- potkopavanje padine (prirodno ili veštačko),
- opterećenje vršnog dela padine,
- vibracije (prirodne (npr. seizmički potresi) ili veštačke (npr. saobraćaj)),
- smanjenje čvrstoće stena usled trošenja,
- promene hidroloških prilika i
- vulkanske erupcije.

371. 371/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)





















Sl.534. Klasifikacija klizišta na osnovu topografskih karakteristika (prema Watariju i Kobashiju1978.)
Tako npr. hidraulični pritisak u pornoj vodi može uticati na stabilnost padina jer može u
potpunosti redukovati težinu (normalnu komponentu) sedimenta koji tada postaje
nestabilan i na gotovo horizontalnoj podlozi. Promene u količini podzemne vode izaziva
doticanje nove vode prilikom oborina, nakon topljenja snega, poplava, antropogenog
ispuštanja vode Ō podizanje vodnog lica može dovesti do fluidizacije sedimenta.

Voda u većini slučajeva igra veću ili manju ulogu pri pokretanju nestabilnih padina.
Sl.535. Klasifikacija procesa gubitka mase na osnovu sadržaja vlage i brzine kretanja.
Dakle, uopšteno, na veličinu, oblik, vreme nastanka i svojstva klizišta, utiče veliki broj
faktora koji se mogu svrstati u dve osnovne grupe:
- promene u sastavu i svojstvima stena (dolazi usled različitih uzroka od kojih su
najznačajniji fizičko i hemijsko raspadanje stena, te hemijska i mehanička sufozija),
- prirodne i veštačke izmene konfiguracije padina (mogu biti izazvane: podrivanjem
rečnih obala, zasecanjem i usecanjem, intenzivnom denudacijom i erozijom,
nasipanjem materijala,..).
Oblici klizanja mase tla prema obliku klizne površine:
- U čvrstim stenskim masama dolazi do otkidanja, preturanja i klizanja blokova
- Na granici između osnovne stene i zemljanog materijala može doći do relativno plitkih
klizanja u obliku translacije.
- Duboka klizanja zemljanih masa javljaju se predominantno u obliku rotacije kliznih
Tipične brzine kretanja klizeće stenske mase
Klizanje glinovitog tla
Klizanje koluvijalnih
naslaga
Klizanje raspadnute
stene
Lom stene

372. 372/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
masa, a mogući su i složeni oblici sa rotacijom i translacijom kliznih masa.
- Tečenje sipkih nevezanih materijala se dešava pod dejstvom gravitacije sa ili bez
učešća podzemne vode.
Tabelia 43 - Učinci padinskih procesa
PRIMARNI UČINCI SEKUNDARNI UČINCI TERCIJARNI UČINCI
Premeštanje stenskog materijala Oštećenje graĎevine i infrastrukture Promene topografije
Retrogradacija padina Poplave Promena vodotoka
Klizanje, odronjavanje Cunami Privredni gubitci
Zatrpavanje Potresi
Promena morfologije padine
Gubitak/smanjenje obradivih površina



Sl. 536. Klizenje - neke od podela
Nagibi uključuju kretanje duž zakrivljene površine, sa kretanjem nadole blizu vrha i
kretanjem prema spolja prema dnu (slike 531 i 535). Obično su uzrokovane viškom vode
u materijalima na strmoj padini.








Sl. 537. Klizenje - kinematička analiza planarnog
loma


Kinematic analysis - Planar failure

373. 373/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Kako je rečeno, prema mehanizmu kretanja klizne mase razlikuju se pet tipova klizanja.
Tabelia 44 - Podela klizišta prema mehanizmu kretanja klizne mase


Kretanje otkinute mase, translatorno ili rotaciono i translatorno, vrši se po podlozi bez
odvajanja od nje po jasno ispoljenoj površini klizenja ili zoni klizenja. Najčešće to je zona
klizenja debljina nekoliko santimetara, do nekoliko desetina centimetara.
Rotaciona (cilindrična) klizišta oblikuju se na padinama u čijem sastavu dominiraju
gline, isprani les ili njemu slični sedimenti (glinovita ilovača).
Klizna površina (ravan) ima školjkasti oblik, oblikuje se unutar samog glinovitog sloja.
Naime, zbog sabijanja materijala u jeziku, javlja se lažno boranje pa je jezik istaknut u
reljefu. Masa kliznog materijala je ulegnuta pa se često u tom kvazisinklinalnom obliku
nakuplja voda i dolazi do ujezerivanja.
Klizište u odnosu na padinsko podnožje može biti položeno iznad i ispod njega, ili u
njegovoj ravni. Tačnije, misli se tu na polojžaj klizne baze koja je određena mestom
izbijanja klizne ravni na površinu.
Sl.538. Evolucija višestrukih rotacionih klizišta. Dve vrste potencijalnih kliznih površina javljaju se na osnovu
pukotina od jednog rotacionog klizišta do više rotacionih klizišta. ( a ) Nestabilan nagib. ( b ) Jedno rotaciono
klizište. ( c ) Višestruka rotirajuća klizišta.. Obrasci pomeranja u poređenju sa druga dva slična rotirajuća
klizišta (prilagođeno iz Frattini et al.). ( a ) Jedno rotaciono klizište. ( b ) Višestruka klizišta. ( c ) Višestruka
rotirajuća klizišta.
Evolucija višestrukih rotacionih klizišta. h kliznih površina javljaju se na
osnovu pukotina od jednog rotacionog klizišta do više rotacionih klizišta.
Jedno rotaciono klizište. ) Višestruka rotirajuća klizišta. Obrasci pomeranja u poređenju sa druga
dva slična rotirajuća klizišta (prilagođeno iz Frattini et al.). ) Jedno rotaciono klizište.
Višestruka klizišta. ) Višestruka rotirajuća klizišta.

374. 374/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl. 539.Vrsta klizišta - šematski prikaz











Sl.540.Tipovi klizišta - šematski i in situ prikaz - rotaciona i translataciona klizišta

375. 375/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)











Sl.541. Klizanje (slides) - šematski prikaz rotacionog i translatornog klizišta u raznorodnim
materijalima sa područjima graničnih stanja naprezanja
Translatorna klizišta koja imaju planarnu kliznu površinu oblikuju se na padinama u
čijem sastavu dominiraju pukotine (blokovi ili ploče). Karakteristični su za padine
građene od čvrstih i polučvrstih stena koje se odlikuju izraženom anizitropnošću fizičkih
osobina. Kliznim procesom zahvaćene su, dakle, stenske mase supstrata. "Stenska"
klizišta su relativno retka u našoj zemlji.
Stepeničasta klizišta karakteristika su strmih lesnih odseka uz Dunav, Tisu i Dravu.
Svakako su najizrazitiji destrukcioni derazijski procesi, čija aktivnost nanosi najteže
posledice naseljima, komunalnim, vodosnabdevnim i vodozaštitnim objektima i
saobraćajnicama izgrađenim u neposrednom priobalju reka.
Uz bočnu eroziju reka, imaju odlučujuće značenje u morfogenezi i razvoju odgovarajućih
tipova lesnih strmih odseka. Prema svojim karakteristikama svi ti pokreti pripadaju tipu
urušno-kliznih pokreta.











Sl. 542. Stepeničasta klizišta (S.K. Abramov i I. V. Popov - 1956 i M Pecsiju - 1971): 1. Slojevi lesa; 2.
Kliznuti fragmenti: 3. Klizna ispupčenja, P1-peskoviti les, Cg-crvena glina, na kojoj se razvila klizna
površina, Fph- fosilni pedološki horizonti, Pg- panonska glina, O-osuliina, Šg-šarena glina, Z-sprud
Osnovna karakteristika im je da se lesne naslage, u skladu sa svojim fizičkim
karakteristikama, gubitkom prirodne stabilnosti, stepeničasto urušavaju uz vertikalan zid
fronta (čela) klizišta. Istovremeno, razvojem vodoravnih kliznih pokreta iznad skoro
vodoravne klizne površine, istisnuti materijal na prednjoj strani oblikuje lokalno
ispupčenje, tzv. jezik klizišta unutar kojeg se zbog zbijanja uočava naboranje kliznog
materijala.
Negativni uticaji erozije u slučaju direktnnog podsecanja strmih lesnih odseka posebno
su opasni u slučajevima kombinacije sa nepovoljnim hidrogeološkim osobinama lesnog
odseka. Tu se misli na pojavu izvora na obalama u podnožju lesnih odseka, čija je
aktivnost direkto zavisna od vodostaja reke.
U slučaju složenih "stepeničastih" klizišta klizna površina je velikog nagiba. Obično se
oblikuje visoko iznad podnožja planine. Klizištem zahvaćen padinski materijal pokreće

376. 376/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
se velikom brzinom pa zato ova vrsta klizišta izaziva katastrofalna razaranja. Ako
padinske naslage, odnosno slojevi, imaju sinklinalni tip građe, mogućnosti za oblikovanje
"stenskih" klizišta su veće. Dužina klizišta je obično velika i do nekoliko stotina metara.
Osim klizanja, tokom procesa mogu se uočiti i urušni pokreti. Karakteristični su za padine
građene od čvrstih i polučvrstih stena koje se odlikuju izraženom anizitropnošću fizičkih
osobina (Panjukov, 1965.). Kliznim procesom zahvaćene su, dakle, stenske mase
supstrata. "Stenska" klizišta su relativno retka u našoj zemlji.






Sl.543. Neki faktori koji utiču na nestabilnost nagiba u površinskim
kopovima.



Sl. 544. Značajne zone nestabilnosti terena u Srbiji

Sl.545. Mapa podložnosti klizištima Evrope

Složeno klizište. Rotaciona komponenta
praćena zemljom (Conforti et al., 2014.)

377. 377/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Morfologija i elementi klizišta
Pri izučavanju klizišta kao destruktivnog procesa u cilju opisa, izradi statičkih proračuna
i izrade projekata za sprečavanje nastanka ili sanacije klizišta, nužno je znati: sastav,
građu i osnovna svojstva i druge specifičnosti klizenja. Potrebno je upoznati sve njihove
elemente kao i morfološka svojstva.











Sl. 546. Osnovni geometrijski elementi klizišta









Sl. 547. Blok dijagram idealizovanog klizišta nastalog klizanjem tla (Varnes, 1978).






Sl.548. Elementi klizišta u osnovi i preseku: A-B- čeoni ožiljak,C-uvala ili depresija, D1-D2 -
sekundarni ožiljci, E- trbuh, F-G - nožica ili stopa, A’-G’- dužina klizišta po osi, H- telo klizišta (crtkano-
granica klizišta), I - klizna površina, J - površina klizišta, K-podloga klizišta, L1-L2 - krila klizišta, Š -
širina klizišta (maksimalna), dF-dubina klizišta u tački F,d1,d2- debljina klizišta (maksimalna i
prosečna)

378. 378/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.549. Ilustracija parametara geometrije klizišta u ravni (karta) i 2D poprečnim presecima (LCS & TCS). Skraćenice su
opisane u tabeli. Za razliku od definicije "levo i desno" koju je dala Komisija za klizišta Međunarodne asocijacije za
inženjersku geologiju (1990.), dve strane su ovde definisane gledanjem prema gore prema vrhu klizišta (tj. od tačke E do
tačke 0 ). Prava veza prve glavne geometrijske tačke (0) i poslednje (E) jednostavno je nazvana "linija"; u odnosu na
horizontalu definiše srednji ugao nagiba ŀ. Dva parametra d0 i d0-bel navedena su u zagradama jer mogu, ali i ne moraju
postojati na određenom klizištu jer se svaka masa klizišta ne odvaja sa rovom ispod tačke 0. Opis parametara koji definišu
zonu rupture klizišta (prilagođeno i dalje razvijeno od IAEG Komisije za klizišta.

379. 379/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Elementi klizišta
- Telo klizišta naziva se celokupna stenska masa koja je otkinuta od svoje podloge i
pokrenuta niz padinu ili kosinu. Po obliku i dimenzijama može biti veoma različito,
- Klizna površina ili površina klizenja je donja granična površina između pokrenute mase
i njene podloge koja se ne kreće.
- Površina klizišta je vidljiva površina tela klizišta - površinski deo pokrenute mase.
- Nožica ili stopa klizišta je hipsometrijski najniži deo tela klizišta, koji je, po pravilu,
manje ili više nagurana na stabilnu podlogu.
- Krila klizišta su bočni delovi tela klizišta u odnosu na njegovu osu. Nazive dobijaju
prema stranama sveta.
- Trbuh klizišta je ispupčeni deo tela klizišta. Kod većih klizišta može ih biti i po
nekoliko na istom telu klizne mase.
- Uvala ili depresija klizišta je ulegnuti deo na telu klizišta. Često se mogu pretvoriti u
mala jezerca, odnosno bare koje još više mogu ugroziti kliznu masu.
- Čeoni ožiljak klizišta predstavlja najviših, obično lučno povijenu, pukotinu koja se
formira otkidanjem tela klizišta od delova terena iznad njega koji nisu zahvaćeni
procesom klizenja.
- Sekundarni ožiljci su pukotine duž kojih je došlo do naknadnog (sekundarnog)
otkidanja pokrenute mase.
- Osa klizišta je zamišljena linija koja podužno polovi površinu tela klizišta pravcem
njegovog kretanja.
- Dužina klizišta je rastojanje između hipsometrijski najviše tačke čeo nog ožiljka i
najniže tačke nožice klizišta.
- Debljina klizišta je upravno rastojanje između površine i podloge klizišta.
- Granica klizišta je linija kontakta nekretane podloge i tela klizišta po površini terena.

Građa (struktura) klizišta
Geološku građu tela klizišta čini litološki sastav i sklop stenskih masa, odnosno petrogena
vrsta stenske mase, način njenog pojavljivanja i prostorni položaj u odnosu na površinu
terena i površinu klizenja.
Naime, obrazovanje klizišta prouzrokuje promene reljefa, unutrašnje građe padine ili veštačke
kosine, položajem i oblikom površine terena ili klizne površine duž koje se vrši pomeranje
pokrenute mase.Na osnovu tih faktora P.P.Savarenski je predložio podelu klizišta na:
- Asekventna (A): nastala u istorodnom materijalu sa približno kružno cilindričnim
oblikom klizne površine.
- Konsekventna (B): nastala u stenskim masama različitih fizičko-mehaničkih značajki
ili u istovrsnom materijalu po kliznim površinama.
- Insekventna (C): nastala u stenskim masama različitih fizičko-mehaničkih karakteristika

Prema Summerfieldu (1991) klizišta se mogu podeliti na rotaciona i translaciona klizišta (sl. 9.).
Klizište na kojem je površina puknuća zakrivljena prema gore (u obliku kašike), a
pomeranje klizača je manje ili više rotaciono oko ose koja je paralelna sa konturama
padine, naziva se rotaciono klizište. Pokrenuta masa može se, pod određenim
okolnostima, kretati kao razorena koherentna masa duž površine pucanja sa malo
unutrašnje deformacije.

380. 380/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.550. Podela klizišta prema geološkom sklopu stena

Prema P.P. Savarenskom, klizišta se prema geološkoj građi padine i
obliku klizne površine, dele na:
Delapsivna klizišta ili regresivna klizišta - su ona kod
kojih se proces klizanja razvija odozdo naviše. Obično nastaju
na padinama podlokanim površinskim tokovima i veštačkim
zasecima. Najpre se pojavljuju pukotine i obruši masa
neposredno uz ivicu zaseka, a zatim, zbog izgubljenog oslonca,
nastaje pucanje i otkidanje novih uzbrdskih masa. To ide sve
dotle dok se kliznom površinom ne formira stabilan nagib
kosine, koji je blizak prirodmom uglu nagiba dotičnog tla.

Detruzivna klizišta ili progresivna klizišta- su ona kod
kojih se proces klizanja razvija odozgo naniže. Najčešće
nastajuusled preopterećenja labilnih delova padine materijala
iz iskopa. U ovom slučaju deformacije nastale u gornjem delu
padine prenose se naniže.


Sl.551. Podela klizišta prema geološkoj građi padine i obliku klizne površine


PREMA GEOLOŠKOM SKLOPU STENA
Konsekventna klizišta - nastaju na padinama gde
već postoje predispozicije za njihovo formiranje.
Prirodne predispozicije, u ovom pogledu, smatraju
se meĎusobne površine, pukotine, granične površine
izmeĎu površinskog rastresitog pokrivača i čvrste
podloge i dr. Nastaju pretežno u raznorodnim
stenskim masama, a klizna površina je najvećim
delom formirana po granici izmeĎu dva susedna
sloja. Oblik klizne površine je ravan, talasast ili
stepenast (kaskadni). Može se ustanoviti relativno
lako neposrednim vizuelnim osmatranjem ili
geološkim ispitivanjem. Konsekventna klizišta su
najzastupljenija u odnosu na ostale dve grupe.

Asekventna klizišta - nastaju unutar jednorodne
neslojevite stenske mase, uglavnom zemljaste mase.
Klizna površina kod ovih klizišta ima približno
kružnocilindrični oblik, i uslovljena je fizičko
mehaničkim svojstvima stenske mase. Položaj
površine klizanja odreĎuje se statičkim uslovima
narušavanja ravnoteže u homogenoj sredini.
1. U homogenom glinovitom materijalu
2. U ispucalim čvrstim stenskim masama

Insekventna klizšta - nastaju pretežno u
raznorodnim (heterogenim) slojevitim stenskim
masama sa horizontalnim pružanjem, ili sa padom
suprotnim od nagiba padina, odnosno kosine. Kod tih
klizišta klizna površina seče više slojeva stenskih
masa, obično, je vezana za već postojeće ili kose
pukotine i prsline.

Sva tri tipa klizišta mogu biti delapsivna i detruzivna.

381. 381/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Klasifikacija klizišta i indikatori klizanja
Inženjerska geologija u delu koji proučava klizišta predlaže klasifikaciju klizišta po
nekoliko različitih kriterijuma:
- aktivnost procesa klizenja (mogu biti aktivna-brza i nagla; i neaktivna-smirena, fosilna),
- dubina klizišta (površinska - do 1m; plitka-1-5 m; duboka-5-20 m;vrlo duboka-preko 20 m),
- veličina klizišta (vrlo mala <100 m
3
- ogromna >1000 000 m
3
),
- smer razvoja klizenja (delapsivna-proces klizenja odozdo naviše, detruzivna-proces
klizenja odozgo naniže),
- prema geološkom sklopu stena (konsekventna, asekventna i insekventna).
Među aktivnim klizištima, izdvojena su:lagana - spora, brza i eksplozivna - izuzetno
brza klizišta. Svako od njih može se kretati ujednačeno ili sukcesivno u pulzacijama.
Sem toga, aktivna klizišta dele se na:
- površinska (maksimalna debljina kliznog tela do 1m);
- plitka (debljina kliznog tela 1-5 m);
- duboka (debljina kliznog tela 5-20 m);
- vrlo duboka (debljina kliznog tela preko 20 m).
Prema položaju klizne površine u odnosu na podnožje kosine klizišta dele se na:
- nožična i
- podnožična.





Sl.552. Podela klizišta prema položaju kliznih površina: a- nožično klizište, b - podnožično klizište
Kod nožičnog klizišta ni jedna tačka klizne površine ne nalazi se ispod hipsometrijski
najniže tačke na nožici, dok se kod podnožičnog klizišta deo klizne površine nalazi
ispod najniže tačke na površini nožice.
U tabeli 44 prikazana je podela klizišta po nekoliko različitih kriterijuma.
Prepoznavanje labilnih padina vrši se na osnovu različitih indikatora, kao što su:
- geološki (duboka površinska raspadnutost stena, intenzivna tektonska oštećenost stena,
nepovoljan litološki sastav..),
- geomorfološki (strm nagib padine, strmo podsečene padine, jako razuđen reljef..),
- hidrološki i hidrogeološki (jaka raskvašenost stena, česta pojava izvora, mnogo
pištevina, barica..),
- biološki (ogoljenost padina, pojavu krivih stabala-„pijanih“ šuma, vrsta rastinja..) i
- tehnički (prsline i pukotine na objektima, krivljenje objekata....).
Najčešći geodinamički proces je klizenje, nakon kojeg kao posledica ostaju klizišta. Čak
i u slučaju kada nisu katastrofalna, klizanja predstavljaju ozbiljan problem gotovo u svim
delovima sveta, jer uzrokuju ekonomske ili socijalne gubitke, direktnene ili indirektne,
na privatnim ili javnim dobrima. Direktne štete nastaju u trenutku aktiviranja klizišta,
oštećivanjem objekata i ljudskim gubicima (smrt ili povreda) unutar granica prostiranja
klizišta. Indirektne štete se iskazuju i kroz dužu vremenski period: redukovanjem
vrednosti nekretnina u ugroženim područjima, gubitkom produktivnosti zbog oštećenja

382. 382/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
na dobrima ili prekidom saobraćaja, smanjenjem produktivnosti prouzrokovamim smrću
ljudi, povredama ili psihološkim traumama i, konačno, troškovima sanacije šteta.
Ō PODELA KLIZIŠTA, tabela 44:
1. Podela prema dubini klizne površine - Prema dubini klizne površine klizišta se dele na:
1. povšinska (<1 m)
2. plitka (1-5 m)
3. duboka (5-20 m)
4. vrlo duboka (>20 m)
2. Podela prema količini pokrenute mase - Prema količini pokrenute (klizeće) mase
klizišta se dele na, tabela 45:
1. mala (do nekoliko hiljada m
3
)
2. srednja (do nekoliko desetina hiljada m
3
)
3. velika (do nekoliko stotina hiljada m
3
)
4. vrlo velika (do nekoliko miliona m
3
)
3. Podela prema mestu nastanka na padini - Prema mestu i uzroku nastanka klizišta se
dele na, slika 549:
1. delapsivna - klizište nastaje u nožici padine usled podsecanja i razvija se (naviše) uz padinu
2. detruzivna - klizište nastaje u višim delovima padine, vrši pritisak na niže slojeve
opterećujući ih i razvija se naniže
4. Podela prema vremenu nastanka - Prema vremenu nastanka klizišta se dele na:
1. primarna - na terenima koji nisu ranije bili zahvaćeni klizištima
2. sekundarna - u okviru terena koji je ranije bio zahvaćen klizanjem.
5. Podela prema strukturi i sastavu padine - Prema strukturi i sastavu padine klizišta
se dele na, tabela- slika:
1. asekventna - u jednorodnim i neslojevitim stenama
2. konsekventna - pojava klizanja je predisponirana nagibom slojeva ili sistema
pukotina prema nagibu padine
3. insekventna - klizna ravan preseca slojeve različitog sastava bez obzira na
predisponiranost u sklopu terena.
6. Podela prema strukturi i veličini - Prema strukturi i veličini klizišta mogu biti:
1. klizišta čvrstih stena
2. klizajući blokovi
3. klizni potoci
4. površinska tečenja male dubine pod uticajem padavina i podzemnih voda
5. površinsko tečenje male dubine pod uticajem samo atmosferskih padavina
6. manja otkidanja po zahvatu i dubini - blago zatalasane površine padina
7. Podela prema mehanizmu kretanja
1. klizanje
2. tečenje
3. složeno kretanje
8. Podela prema obliku klizne površine, reljefu i načinu kretanja - Prema obliku klizne
površine, reljefu i načinu kretanja postoje sledeći tipovi klizišta:
1. Slojna
2. Višeslojna
3. Rotaciona
4. Translaciona

383. 383/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
5. Stepeničasta (kaskadna)
6. Blokovska
7. Potočasta.
9. Po mestu pojavljivanja:
1. nadvodna
2. podvodna klizišta

Tipovi klizišta
Način distribucije kretanja pokrenute mase stena/tla, tj. kinematika klizanja, jedan je od
osnovnih kriterijuma za klasifikaciju klizišta. Prema mehanizmu kretanja razlikuje se pet
tipova klizanja: odronjavanje, prevrtanje, klizanje (u užem smislu reči), širenje
(razmicanje) i tečenje.
Odronjavanje (eng. fall): Odvajanje mase sa strmih padina po površini, na kojoj ima
malo ili uopšte nema smicanja, već dolazi do slobodnog pada materijala, prevrtanja ili
kotrljanja.
Prevrtanje (eng. topple): Rotacija (prema napred) odvojene mase oko ose koja se nalazi
u njenoj bazi ili u blizini baze; ponekad može biti izraženo kao još međusobno prislonjeni
odvojeni blokovi. Prevrtanje može prethoditi ili nastati nakon odronjavanja ili klizanja.
Klizanje (eng. slide): Kretanje manje ili više koherentne mase po jednoj ili više dobro
definisanih kliznih površina (površina loma).
Razmicanje ili širenje (eng. spread): Glavni način kretanja je bočno razmicanje blokova
usled koga nastaju smičuće ili tenzione pukotine.
Tečenje (eng. flow): Raznovrsna kretanja sa znatnim varijacijama brzine i sadržaja vode,
a iskazuje se kao prostorno kontinuirana deformacija. Tečenje često počinje kao klizanje,
odronjavanje ili kao prevrtanje na strmim padinama, pri čemu dolazi do brzog gubitka
kohezije pokrenutog materijala.

Pokretači klizanja mogu biti prirodni (potresi, tajfuni, poplave, vulkanske erupcije...) i
veštački (izgradnja, potkopavanje, preopterećenje padine, pogrešna drenaža), ali je svima
zajednička važna uloga vode. Klizišta „napreduju prema unazad“, što znači da se sa
vremenom stvaraju nove klizne površine u zaleđu prethodnih.
Translaciona klizišta nastaju odlamanjem kliznih blokova duž strmo nagnutih slojnih
površina, tektonskih pukotina ili folijacije. Najčešća pojava ovakvog tipa klizišta je nakon
kiše ili topljenja snega ili leda iz razloga što voda ili glina, koja se nalazi duž nekih slojnih
površina, dodatno pomaže kod aktivacije klizišta.

384. 384/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tbela 45- Klasifikacija klizišta i indikatori klizanja















Tabela 46 - Znakovi aktivnosti klizišta (Crosier, 1984)
AKTIVNO NEAKTIVNO
Ožiljci, tragovi i pukotine oštrih ivica Ožiljci, tragovi i pukotine zaobljenih ivica
Pukotine i depresije bez sekundarne ispune Pukotine i depresije zapunjene sekundarnom ispunom
Sekundarni pokreti masa na licima nagiba na čelu Nema sekundarnih pokreta masa na licima nagiba na čelu
Površina loma i granične smičuće ravni pokazuju
sveža klizanja i strije
Površina loma i granične smičuće ravni pokazuju stara
klizanja i strije ili ih nema
Sveže ispucane površine na blokovima Procesi trošenja vidljivi na ispucanim površinama blokova
Poremećen drenažni sistem; mnoge jame i
nedrenirane depresije
Integrisani drenažni sistem
Brazde od pritiska na kontaktu sa ivicama klizišta Ivične pukotine
Nema promena tla na izloženoj površini loma Stvaranje materijala tla na izloženoj površinii loma
Prisustvo brzo rastuće vegetacije Prisutnost sporo rastuće vegetacije
Razlike u vegetaciji unutar i izvan granica klizišta Nema razlike u vegetaciji unutar i izvan granica klizišta
Nagnuto drveće bez novih vertikalnih izdanaka Nagnuto drveće s novim vertikalnih izdancima iznad nagnutih debla
Nema novih sekundarnih izbojaka na deblima Novi sekundarni izbojci na deblima






KLASIFIKACIJA KLIZIŠTA I INDIKATORI KLIZANJA
Aktivnost
procesa klizenja
mogu biti aktivna - brza i nagla
neaktivna - smirena, fosilna
Podela klizišta
prema brzini
kretanja klizne
mase,
(K. Sharp)
izuzetno sporo < 0.006 mm/god.
veoma sporo 0.006 mm/god. - 1.5 mm/god.
sporo 1.5 mm/god. - 1.5 mm/mesec
umereno sporo 1.5 mm/mesec - 1.5 mm/dan
brzo 1.5 mm/dan - 0.3 mm/min.
veoma brzo 0.3 mm/min. - 3.0 mm/sek.
izuzetno brzo > 3.0 mm/sek.
Dubina klizišta
površinska - do 1m
plitka - 1 do 5 m
duboka - 5 do 20 m
vrlo duboka - preko 20 m
Veličina klizišta
vrlo mala < 100 m
2
/<100 m
3

mala 100 – 1.000 m
2
/100 – 5.000 m
3

srednje veličine 1.000- 10.000 m
2
/5.000 – 100.000 m
3

velika 100.000 m
2
/– 1.000.000 m
3

veoma velika - ogromna >50.000 m
2
/>1.000 000 m
3

Smer razvoja
klizenja
delapsivna (regresivna) - proces klizenja odozdo
naviše
detruzivna (progresivna) - proces klizenja odozgo naniže
Prema geološkom
sklopu stena
konsekventna
asekventna
insekventna
Prema nagibu
padine
veoma blagim padinama, sa nagibom manjim od 5°
blagim padinama, sa nagibom od 5° do 15°
strmim padinama, sa nagibom od 15° do 45°
veoma strmim padinama, sa nagibom većim od 45°
Prema vrsti stena u
kojima se formiraju
u mehanički oštećenim čvrstim stenama
u poluvezanim ili koherentnim stenama
u nevezanim ili inkoherentnim sedimentima
u heterogenim stenama
Prema položaju klizne
površine u odnosu na
podnožje kosine
nožična
podnožična
M=f(Zapremina i brzina )
M = f (Volime & velocity)
BRZINA (procenjena)
VELOCITY(estimated)
MAGNITUDA KLIZIŠTA
Z
A
P
R
E
M
I
N
A
m
3

385. 385/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Tabela 47 - Klasifikacija klizišta prema aktivnosti i potencijalu (Crosier, 1984)
Klasa I
Kosine sa aktivnim klizištima. Materijal se konstantno kreće, a reljef klizišta
je svež i jasno definisan. Pomaci mogu biti kontinuirani ili sezonski.
Klasa II
Kosine koje su često izložene novim ili ponovljenim aktivnostima klizišta. Pokret nije pravilna, sezonska
pojava. Pokretanje klizišta izaziva nestabilnost povratnog perioda do 5 godina.
Klasa III
Kosine retko izložene novim ili postojećim aktivnostima klizišta. Okidanje klizišta izaziva
nestabilnost povratnog perioda većeg od 5 godina.
Klasa IV
Kosine sa dokazima o aktivnosti klizišta u prošlosti, ali koje nisu bile izložene klizanju u zadnjih 100
godina
Podklasa IVa: Erozioni reljef još uvek vidljiv
Podklasa IVb: Erozioni reljef više nije prisutan - na prošlu aktivnost ukazuju naslage u klizištima
Klasa V
Kosine na kojima nema dokaza o klizanju u prošlosti, ali postoji verovatnost da se dogode u
budućnosti. Na potencijal klizanja ukazuju analize naprezanja ili analogija sa drugim kosinama
Klasa VI
Kosine na kojima nema dokaza o klizanju u prošlosti i koje se prema analizi stanja
naprezanja i analogiji sa drugim kosinama smatraju stabilnim

4.7.4.4.1. Analiza stabilnosti kosina i padina
Ō Uzroci, pokretači i učinci padinskih procesa
Da bi se javilo klizanje, potrebno je da postoji padina ili kosina. Padine grade najveći deo
Zemljine kore na površini i ispod mora, pa je za očekivati da se na mnogim područjima
javljaju klizanja tla u najrazličitijim oblicima. Padine su trajno pod uticajem gravitacije
koja nastoji, grubo rečeno, izravnati zemljinu površinu.
Kosine u stabilnoj ravnoteži održava otpor tla klizanju (trenje, smičuča čvrstošća tla).
Klizanja nastaju kada se, potaknute nekom od prirodnih sila, pokrenu padine na granici
stabilnosti.
Padinski procesi odvijaju se pod uticajem gravitacije. Svaki objekat na padini izložen je
gravitaciji (G ili g) koja ima dve komponente: normalnu komponentu (Gp/gp) i
tangencijalnu komponentu (Gd/gt). Normalna komponenta (pritisak na podlogu) zadržava
objekt na mestu, a tangencijalna stvara napon smicanja koji omogućuje kretanje objekta.
Što je padina strmija, tangencijalna komponenta je veća, a normalna manja (sl.553.)
(Gobo, 2018).
Sl. 553. Delovanje sila na material iz:http://www.tulane.edu/~sanelson/Natural_Disasters/slopestability.htm)
Sila smicanja omogućuje kretanje objekta, dok otpornost na smicanje sprečava kretanje
i obuhvata trenje sa podlogom i koheziju među česticama. Ako je materijal takav da sile
smicanja prerastu koheziju među česticama (npr. glina, pesak, tlo), materijal se razdvaja
i počinje teći niz padinu (Gobo, 2018).

386. 386/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)










Sl.554. Veza između geoloških uslova i parametara čvrstoće (prema
Wyllie and Mah, 2004)



Kretanje niz padinu zavisi od:
- nagiba padine (veći nagib Ō veća tangencijalna komponenta Ō veća sila smicanja)
- uzroka koji smanjuju otpornost na smicanje (smanjenje trenja sa podlogom, manjenje
kohezije među česticama).
Faktor sigurnosti (Fs) je odnos otpornosti na smicanje (st) i sile smicanja (ss):
Fs = st/ss
Fs > 1 padina je sigurna
Fs< 1 padina je nestabilna i očekuje se njeno pokretanje
Ugao zadržavanja je najveći nagib koji ima stabilna padina izgrađena od rastresitog
materijala, redovno je veći za suve materijale, a manji za materijale zasićene vodom (ili
u vodi), osim u slučaju vlažnih materijala kod kojih voda povećava koheziju među
česticama (Hughes, 2013).
Faktor sigurnosti koji uključuje sloj gline može se izračunati metodom jedinice debljine
koristeći sledeću jednačinu (Tabela 48) (Hughes, 2013):
Fs = SLT/ Wsinŀ
Tabela 48 - Parametri za proračun Fs
L = dužina klizne ravni 50 m
S = smičuća čvrstoća gline 9x10
4
N/m
3

T = debljina jedinice 1
W = površina (500 m)
2
) x debljina (1m)
x jedinična težina (1.6x10
4
N/m
8 x10
6
N
ŀ = 30º, sin ŀ = 0.5 0.5
Fs = 1.125 (uslovno stabilan)




Sl. 555. Faze pomeranja tla na padini na kojoj dolazi do
nastanka klizišta





Ō Računska analiza stabilnosti kosina

Primarni zadaci računske analize stabilnosti kosina u inženjerskim proračunima su mogući:
DISKONTINUITETI
PARALELNI LICU KOSINE
ČVRSTOĆA
STENSKE MASE
DA NE
RELATIVNA
SMIČUĆA ČVRSTOĆA
DISKONTINUITETA
RELATIVNA
SMIČUĆA ČVRSTOĆA
INTAKTNE STENE
DISKONTINUITETI SE SEKU
GUSTO ISPUCANA STENA
SLABA, M ASIVNA STENA
KLIZNA
RAVAN PO
DISKONTINUITETU

387. 387/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
• sigurno i ekonomično projektovanje useka, zaseka, nasipa, nasutih brana, odlagališta
(deponija) i drugih objekata,
• kod prirodnih kosina (padina) -predviđanje mogućih pokreta i uočavanje potencijala
opasnosti od klizenja,
• kod aktivnih klizišta - projektovanje mera sanacije.
U inženjerskoj praksi za računsku analizu stabilnosti kosina najčešće se primenjuje
deterministički pristup, zasnovan na metodi granične ravnoteže.
Metoda granične ravnoteže
Pretpostavke metode granične ravnoteže:
- materijal u kosini idealno (kruto)-plastičan
Klizanje se javlja tokom cele geološke prošlosti pod delovanjem gravitacije i egzogenih
sila, u procesu oblikovanja Zemljine površine (Bertolini et al., 2004.).
Osim prirodnih sila javljaju se klizanja tla i usled zahvata koje na površini terena izvodi
čovek - antropogeni faktor - („Klizište je kosina koja čeka budalu da je zaseče“).
Klizanja, na koja čovek ne utiče, u početku su spora i gotovo neprimetna. Mogu se
polagano pomerati vrlo dugo vremensko razdoblje, do trenutka dok nešto ne izazove
poremećaj u ravnoteži određenog površinskog dela tla koje je na granici stabilnosti,
spremno za nagli pokret. Tada nastaje klizište. Veliki broj starih klizišta „spava“,
pokriveno vegetacijom, što bitno otežava njihovo uočavanje i prepoznavanje.
Tipičan primer takvog klizanja je klizište na planine Toc u Dolomitima, koje je odklizalo
u jezero Vajont.
Pokrete na klizištu je još 1950. Terzaghi prikazao dijagramom sa sl.555.
Terzagi je ovo prikazao kao ukupno kretanje klizne mase. Mehanizam klizanja je znatno
složeniji od ovog prikaza. Ovakav prikaz sigurno važi za pojedine tačke na površini klizne
mase, ali se proces u svim tačkama klizne površine, koja je ključna za konačni lom, ne
odvija istovremeno. Priključi li se tome teorija o progresivnom lomu, dobije se potpunija
slika mehanizma nastanka klizišta.
Mehanizam može se protumačiti i na sledeći način:
1. Usled delovanja gravitacije, koja nastoji površinu kosine povući na niže kote, nastaje
na vrhu područje rastezanja koje rezultira aktivnim stanjem granične ravnoteže. Usled
prekoračenja zatezne čvrstoće, nakon nekog vremena u tom području nastaje zatezna
pukotina, slično kao na vrhu kliznog klina u zaseku u koherentnom tlu. Njena dubina,
zavisi od kohezije, može se izraziti kao: Z0 ili (H) = [2c/γ(KA)
-1/2
], slika 556.








Sl.556. Ravnoteža aktivnog klina sa zateznom pukotinom do
dubine Z0 (H) i objašnjenje progresivnog loma:
a) na kritičnoj kliznoj ravni ACB pri pomacima od Ł=0do Ł=Łn;
b) vršna i rezidualna čvrstoća na smicanje zavisno od pomaka Ł;
c) pomeranje smičućeg naprezanja duž određenog dela klizne
ravni

388. 388/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
2. Sledi postepeno klizanje srednjeg dela klizišta i povećanje bočnog pritiska u smeru
nožice. Tu nastaje zbijanje tla i područje pasivne granične ravnoteže.
Masa tla u tom delu pridržava kliznu masu sa više kote (deluje kao potporna građevina),
a na kliznoj ravni u pasivnom području dolazi do progresivnog pasivnog loma, (sl.556).

U pojedinim tačkama ili malim površinama dolazi do ostvarenja granične čvrstoće na
smicanje i zatim pada njene vrednosti na rezidualnu, koja je znatno manja. Proces se
postepeno širi po kliznoj ravni.
3. U trenutku kada je prekoračena čvrstoća na smicanje, u pasivnom području, na
dovoljno velikoj površini klizne plohe dolazi do naglog loma i burnog pomicanja tla koje
se očituje kao klizanje.
4. Smirivanje kretanja nastaje kada se dovoljno promeni geometrija, tako da se klizna
masa nađe u ravnotežnom stanju.
Opis se odnosi na klizanja u homogenim, glinovitim tlima. Ponekad za ovakvo klizanje i
nije potreban očiti vspoljni poticaj. Ona su naprosto posledica dinamičkih pokreta
površinskog pokrivača u prostoru i vremenu
U nekoherentnom tlu ovaj mehanizam je malo drugačiji. Nekoherentna tla mogu u prirodi
zauzeti kosi položaj (ugao nagiba, β) kakav im dozvoljava ugao prirodne kosine (β=Ņ0).
Ako dođe do promene ovog parametra, promene geometrije ili nekog drugog poremećaja
javlja se klizanje.
U stenskoj masi javljaju se najrazličitiji oblici klizanja, zavisno od geološke strukture
područja. To su najčešće razne vrste odrona, osipanja i prevrtanja...
Dakle, glavni razlozi za moguće pojave nestabilnosti kosina zemljanih masa:
- Suviše strme konture zemljanih masa u odnosu na karakteristike materijala koji je sačinjavaju,
- Veliki porni pritisci,
- Nepovoljni spoljni uticaji koji deluju na masu tla:
• velika spoljna (saobraćajna) opterećenja,
• seizmičke inercijalne sile i
• opterećenja okolnih objekata.
Ō UZROCI NESTABILNOSTI PRIRODNIH PADINA:
- Promena profila preseka kosine pri kojoj se povećava težina u gornjem delu kosine
(nasip) ili uklanja materijal u nožičnom delu (usek ili erozija)
- Povećanje pornog pritiska podzemne vode usled infiltracije atmosferskih padavina (kiše
ili topljenja snega), filtracije vode iz veštačkih izvora, povišenja nivoa podzemne vode
usled promene uslova dreniranja i dr.
- Progresivno smanjenje smičuće čvrstoće tla i stene usled raspadanja, izluživanja,
promena u mineralnom sastavu, otvaranja i razmekšavanja tla po prslinama ili
kontinualnog i postepenog smičućeg deformisanja (puzanja).
- Vibracije usled zemljotresa, miniranja ili pobijanja šipova.
Ciklični naponi usled zemljotresa mogu izazvati likvifakciju rastresitih zasićenih slojeva
jednoličnog peska.
UZROCI NESTABILNOSTI KOSINA NASIPA:
- Opterećenje podloge ili kosine nasipa suviše veliko u odnosu na karakteristike
materijala: velika visina nasipa, suviše strme kosine.
- Kod građenja nasipa na mekom sitnozrnom zasićenom tlu privremena stabilnost
nasipa je kritičnija od trajne stabilnosti.
Kritična je relativno duboka klizna površina i trenutak završetka nasipanja.
- Povećanje pornog pritiska, filtracija vode. Ukoliko je podloga nasipa male

389. 389/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
vodopropusnosti, puštanje NPV povećava opterećenje tla nasipom. Unutrašnja erozija
pri proviranju vode može izazvati iznošenje materijala ‐ sufoziju.
- Dinamičke sile. Vibracije izazvane zemljotresom, miniranjem ili pobijanjem šipova.
Uzroci nestabilnosti kosina useka i zaseka:
- Suviše strme kosine
- Povećanje pornog pritiska
- U slučaju tvrdih glina dolazi do pojava i otvaranja prslina. Ukoliko voda uđe u prsline
dolazi do omekšavanja i čvrstoća gline se progresivno smanjuje.
Trajna stabilnost useka je kritičnija od privremene stabilnosti. Kada je kosina otvorena
tokom dužeg vremena postoji mogućnost infiltracije vode, bubrenja, smanjenja čvrstoće
u vremenu i progresivnog rušenja kosine.
Smičuća čvrstoća tla
- Smičuća čvrstoća tla predstavlja najveći smičući napon koji se može naneti strukturi tla
u određenom pravcu. Kada je dostignut najveći mogući smičući napon, praćen
plastičnim deformacijama, kaže se da je došlo do loma u tlu.










Sl. 557. Karakteristični oblici zavisnosti deformacija smicanja Ł i smičućih napona ń
Mor‐Kulonov uslov loma
&#3627409225;
&#3627408519; = &#3627408516;
,
+ (&#3627409224;
&#3627408527;)− &#3627408534;) tan&#3627409235;
,
= &#3627408516;
,
+ &#3627409224;
&#3627408527;
,
&#3627408533;&#3627408514;&#3627408527;&#3627409235;
,

&#3627409167;
&#3627408467; ‐ smičuća čvrstoća tla (smičući napon pri lomu)
c’ ‐ kohezija za efektivne napone (prividna kohezija)
’ ‐ ugao smičuće otpornosti (za efektivne napone)
Ńn ‐ totalni normalni napon koji deluje na ravan loma
u ‐ porni pritisak
Sl.558.Zavisnost smičuće čvrstoće od normalnog
napona

Morov dijagram napona loma












Sl.559.

390. 390/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)














Sl.560.

Vodom zasićeno koherentno tlo u nedreniranim uslovima









Sl.561.

U primeni metoda granične ravnoteže za rešavanje problema stabilnosti kosina, usvaja se da je
potencijalna nestabilnost klizanje po kliznoj površini, pri čemu se masa tla kreće kao celina.
Ō Metode proračuna stabilnosti kosina
Stabilnost kosine ocenjuje se na osnovu veličine faktora sigurnosti (FS) u pogledu klizenja po
pretpostavljenoj kliznoj površini.
FS - odnos prosečne otpornosti na smicanje (ńf) i prosečnog smičućeg napona (ili mobilisane
čvrstoće) (ńm) duž pretpostavljene klizne površine:


- Vrednosti parametara tla, opterećenja i geometrije kosine unose se u analizu kao
poznate, konstantne veličine.
- Podrazumeva se da je FS konstantna veličina duž klizne površine.
Postoji više grafičkih i analitičkih metoda za ispitivanje stabilnosti zemljanih kosina od kojih su
najkorišćenije:
- Švedska metoda momenata (Felenijusova metoda),
- Modifikovana švedska metoda.
Metoda granične ravnoteže računa se Fs za svaku pretpostavljenu kliznu površinu.
min Fs ⇨ kritična (merodavna) površina klizanja.














Teorijski, kosina je stabilna ako je: min Fs >1

391. 391/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)






Ō Metode proračuna stabilnosti kosina
Metode analize stabilnosti celog kliznog tela - Analitička rešenja za ravnu kliznu površinu
a) Kosina neograničene visine sa proceđivanjem vode:









Proceđivanje vode paralelno kosini:



b) Kosina konačne visine:







- iz uslova Fs =1:

392. 392/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)































METODEPRORAČUNA STABILNOSTI KOSINA
z
z
Tretiraju se problemi potencijalne nestabilnosti
koji se mogu opisati kao klizanje po jednoj površini
mase tla koja se kreće kao celina.
Klizna površina ( sliding surface)
Masa tla-klizno tijelo
τ
m-mobilisana smičuća čvrstoća tla ili
prosečna veličina smičućih napona koji
deluju po kliznoj ravni koja je potrebna
da održi klizno telo u ravnoteži.
Odnos raspoložive smičuće čvrstoće
i mobilisanih smičućih napona:
Faktor
sigurnosti
τ
f -smičuća čvrstoća tla
Pri proračuna faktora sigurnosti, potrebno je
pretpostaviti mogući mehanizam loma tj. kliznu
površinu koja ga ograničava
Obično je potrebno sračunati F
sza više kliznih
površina.
min Fs
Kritičnakliznapovršina
PRORAČUNF
SZAVIŠEKLIZNIHPOVRŠINA
min Fs
Problem određivanjaza potencijalnu
kliznu ravanτ
m
OPTEREĆENJE MASE TLA treba da je u ravnoteži sa
NORMALNIM naponima i naponima SMICANJA po
svakoj potencijalnoj kliznoj površini.
-Sopstvena težina
- Porni pritisci
-Spoljnja opterećenja
- Inercijalne sile zemljotresa
Seizmička inercijalna sila:
Fs=1 k
x=k
cKritično horizontalno ubrzanje bloka na kosoj ravni:
Da bi se rešio statički neodreĎen problem moraju se uvesti dopunske pretpostavke, tako da se dobijaju približna rešenja.
Specijalan slučaj za koji se dobija tačno rešenje je ako klizno telo ima samo jednu lamelu –blok na kosoj ravni.
- Pretpostavka da ne postoji ni kohezija ni porni pritisak:-Opštiji slučajkada postoji kohezija -ci porni pritisak -u
W‐težinabloka Normalna sila:N = W cosα
Sila smicanja:T = W sinŁ
Maksimalnismičućiotpor:S = N tan
≈ F
s= 1Tan= tan
BLOK NA KOSOJ RAVNI
U = 0 Efektivna normalna sila:N´=N–U=WcosŁ –ul
Raspoloživi smičućiotpor: S =(W cosŁ –ul) tan´+c´
Rezultanta pornog pritiska: U=ul
Sila smicanja: T = W sinŁ

393. 393/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)




























Metode analize stabilnosti celog kliznog tela - Klizna površina kružno-cilindričnog oblika
Ō Grafoanalitička rešenja
Metoda kruga trenja (Taylor, 1937)
Rešenja pomoću dijagrama i tabela
PLANARNE KLIZNE POVRŠINE
mz cos
2

u/
w=mz cos
2

u =
wmz cos
2

m=1

w/
z0,50
F
s0,50 tan ’/tan
Kada se vodapodigne na površinu
terena faktor sigurnosti pada na pola od
vrednosti za kosinu bez pornih pritisaka.
Voda na površini terena m=1
Filtracija paralelno kosini
Strujnice pod uglomβu odnosu na horizontalu:
cos β= 1 u = γ wz
Koeficijent pornog pritiska u:
Filtracija horizontalna (Ǎ= 0) i c’=0

394. 394/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
- Dijagrami Taylor-a (1937,1948) )
- Dijagrami Bishop-a i Morgenstern-a (1960)
- Dijagrami Spencer-a (1967)
Ō Metoda lamela - najpoznatija rešenja:















Ō Rešenje Fellenius-a (1927, 1936) - Švedska metoda
Švedska metoda momenata (Felenijusova metoda) - Analitičko-grafička metoda
• Kod ove metode usvaja se klizna površina u obliku kružnog cilindra koja prolazi kroz nožicu nasipa.
• Koristi se u slučaju kada je materijal u kosini homogen i kada je fundament stabilan.
• Postavljanjem uslova ravnoteže dobija se da momentu spoljašnjih sila odgovara moment unutrašnjih
sila.














ƤKružno cilindrične klizne površine kosina sa nehomogenim ili homogenim tlom u
razmatranom preseku analiziraju se, u načelu, metodama lamela prema slici.
Ƥ Presek kružno cilindrične klizne površi se vertikalnim presecima izdeli na lamele širine b, tako da je
dužina osnove lamele l. Pretpostavlja se da su lamele dovoljno uske, tako da se luk osnove lamele
zamenjuje tetivom. Za svaku lamelu spoljni uticaji zamene se odgovarajućim silama.

- Mobilisana smičuća čvrstoća:



- Smičuća sila u osnovi lamele:




- Uslov ravnoteže sume momenata po lamelama za centar kruga O:








Faktor sigurnosti (opšti izraz):




U prethodnom izrazu figuriše nepoznata veličina totalne normalne sile N u osnovi lamele.
Rešenje
Uslovi ravnoteže MeĎulamelne sile
(pretpostavka)
∑X=0 ∑Y=0 ∑M=0
Fellenius (švedska metoda) ne ne da ΔX=0, ΔY=0
Bishop (rutinsko rešenje) ne da da ΔX≠0, ΔY=0
Janbu (rutinsko rešenje) da da ne ΔX≠0, ΔY=0
Morgenstern i Price da da da ΔX≠0, ΔY≠0
Spencer da da da ΔX≠0, ΔY≠0
Sarma da da da ΔX≠0, ΔY≠0
GLE da da da ΔX≠0, ΔY≠0

395. 395/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
- Iz projekcija sila na pravac upravan na kliznu površinu dobija se:



- Uvođenjem pretpostavke da je:









Totalna normalna sila u osnovi lamele: N = W cos ŀ




Zamenom ove veličine u opšti izraz za Fs, a imajući u vidu da je x = R sin ŀ, dobija se izraz za
faktor sigurnosti:
x = R sin ŀ 



Dobijaju se konzervativni rezultati, sa faktorima sigurnosti znatno manjim od onih koji
bi se dobili tačnijim postupcima.

























Ō Ņ u = 0 metoda:
Metoda Fellenius-a daje korektne rezultate samo kada smičuća čvrstoća ne zavisi od
veličine normalnih napona na kliznoj površini, što je slučaj samo u analizi stabilnosti
mase vodom zasićenog sitnozrnog tla u nedreniranim uslovima.
Ako se u opšti izraz za faktor sigurnosti:




umesto c' stavi c
u i umesto Ņ' unese da je Ņ u = 0, dobija se:
ili

Ō Ņ
može aproksimirati vrednošću i uz
gde je:
R - poluprečnik klizne površine
L - dužina klizne površine:

W - težina lamela
d - krak težine NJ u odnosu na
momentnu tačku
Izraz za Fs po Fellenius-ovoj metodi:
Ovaj izraz je jednostavan za upotrebu ali daje
konzervativne rezultate tj. Faktore sigurnosti koji su
značajno manji od onih dobijenihtačnijimpostupcima.
c
u 
u=0
Ako pretpostavimo da je nedrenirana kohezija
konstantna duž klizne ravni i da se na vrhu
kosine javi pukotina koja je ispunjena vodom....
Uobičajene vrednosti minimalnih
faktora sigurnosti
Za nedrenirane uslove daje korektne rezultate,
jer nedreniranačvrstoćane zavisi odNzačiji
proračunsu uvedene pretpostavke.
Ō Ņ u = 0 metoda - Jedinstveno klizno telo:

Ukoliko se nedrenirana kohezija u celom preseku
može aproksimirati konstantnom vrednošću i uz
pretpostavku da se u gornjem delu kosine pojavi
vertikalna pukotina koja se napuni vodom, izraz za
faktor sigurnosti je:

396. 396/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Ovo je jedno od tačnih rešenja jer je rezultat dobijen bez dopunskih pretpostavki o rasporedu
unutrašnjih sila ili raspodele normalnih napona po kliznoj površini.
U ovom slučaju smičuća čvrstoća u osnovi lamele je konstantna i nezavisna od
normalnog napona, te prema tome, ne zavisi ni od raspodele međulamelnih sila.

Ō Rešenje Bishop-a (1955)

Ukoliko smičuća čvrstoća zavisi od trenja, korektan raspored veličina i položaja
međulamelnih sila je od primarne važnosti za određivanje veličina normalnih napona po
kliznoj površini od koje zavisi čvrstoća tla u osnovi svake lamele.












Projektovanjem sila (poligon sila) na vertikalan pravac i rešavajući dobijen izraz po N',
dobija se:



- Ako izraz za normalnu silu zamenimo u opšti izraz za Fs:





I imajući u vidu da je x = R sin ŀ i l = b/cos ŀ dobija se Bišopov "rigorozan" izraz:
- Tačno (“rigorozno”) rešenje:









gde se, radi kraćeg pisanja, koristi oznaka, mŀ:





- Približno (“rutinsko”) rešenje:
Bishop predlaže da se u praktičnoj primeni koristi "rutinski metod" koji podrazumeva
zanemarivanje razlika vertikalnih komponenti međulamelnih sila:


Σ∆X= 0

Rutinski metod generalno smatra korektnim postupkom za primenu u praksi za analizu
stabilnosti po kružno-cilindričnim kliznim površinama.

Ō Rešenja za jednostavne kosine
- Veoma često se problem stabilnosti kosina može svesti na relativno jednostavne slučajeve za
koje je dat veći broj gotovih rešenja u obliku tabela i dijagrama.
- Taylor (1937) je prvi objavio svoje dijagrame stabilnosti za kosine u glini i parametre čvrstoće
u totalnim naponima (ϕu = 0, cu).
- Za homogene kosine sa jednostavnom geometrijom i homogenim rasporedom pornih pritisaka
postoje odgovarajuća gotova rešenja za parametre smičuće čvrstoće izražene efektivnim
naponima u obliku tabela i dijagrama koji se mogu vrlo jednostavno koristiti.
Rešenja uglavnom pretpostavljaju primenjivost kliznih površina kružno‐cilindričnog oblika.
- Rešenja za jednostavne kosine dali su: Bishop i Morgenstern (1960), Morgenstern (1963),
Spencer (1967) i Janbu (1968).

397. 397/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
- Dijagrami stabilnosti se zasnivaju na bezdimenzionalnim vezama između faktora sigurnosti i
drugih parametara koji opisuju geometriju kosine, smičuću čvrstoću tla i porne pritiske.

Dijagrami Spensera (Spencer,1967)
- Spenser (Spencer,1967) izradio je dijagrame za analizu stabilnosti kosina preko efektivnih napona.
- Dijagrame je izradio za porne pritiske opisane koeficijentom ru sa vrednostima
0.0, 0.25 i 0.5 (ru = u/γz). Za druge vrednosti koeficijenata pornih pritisaka faktor sigurnosti se
dobija linearnom interpolacijom između ovih vrednosti.
- Dijagrami, sl.562, zasnivaju se na mobilisanim
parametrima smičuće čvrstoće:
c’m = c’/FS i tanϕm’ = tanϕ/FS
i na bezdimenzionom koeficijentu Sn = c’/(FS γ H)
ru = 0 ‐ drenirani uslovi
ru = 0.5 ‐ NPV na koti terena
- Ukoliko su poznati parametri smičuće čvrstoće, za
usvojeni faktor sigurnosti može se direktno odrediti
potreban nagib kosine.

U slučaju da je data geometrija kosine sa parametrima
smičuće čvrstoće i pornog pritiska, za izračunavanje
faktora sigurnosti mora se upotrebiti iterativni postupak:
1. Date vrednosti: H, β, γ, c’, ϕ’ i ru
2. Pretpostavi se vrednost Fs
3. Izračuna se vrednost koeficijenta Sn =c’/(FS γ H)
4 Za izračunatu vrednost koeficijenta Sn i nagib kosine
β,sa odgovarajućeg dijagrama (zavisi od ru) očita se ϕm’
5. Izračuna se vrednost Fs=tanϕ’/tanϕm’
6. Ukoliko se izračunata vrednost Fs razlikuje od
vrednosti pretpostavljena u koraku 2, ponavljaju se
koraci 2‐5.

Sl.562. Dijagrami mobilisanih parametara smičuće čvrstoće
Sažetak stabilnosti beskonačnih nagiba (Summary of stability of infinite slopes)

398. 398/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

4.7.4.4.2. Saniranje klizišta
Kretanja stenskih masa na padinama spadaju u područje egzogenih delovanja koje
zahtevaju proučavanje u svrhu ocene stepena opasnosti za neki objekat i uticaj prilikom
izvođenja radova. Kako bi se smanjio rizik i procenila šteta (hazard) potrebno je
prepoznati ugrožena područja, zaobići nestabilne padine, stabilizovati nestabilne padine
primerenim geotehničkim zahvatima i pošumljavanjem, postaviti sistem ranog
upozorenja. Zbog toga se rade istraživanja i prate se procesi na padinama (Gobo, 2018).
Geološko istraživanje može pokazati da je neko područje izgrađeno na geomehanički
nepovoljnoj podlozi, npr. glinama i sl. I koliko su često i dugo padine/kosine izložene
padinskim procesima.

399. 399/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Praćenje (monitoring) na strmim padinama može pokazati širenje pukotina u stenama ili
u ledu, što se može neposredno geodetski meriti i može poslužiti kao argument za
prepoznavanje masovnog trošenja.
Praćenje nivoa podzemnih voda (piezometarsko praćenje) ili voda u stenama je lako
izvodivo, a uočene promene mogu biti najava masovnog trošenja.
Prostorni planeri moraju uvažiti geološke hazarde prikazane na kartama
rizika/ugroženosti nekog područja.
Istraživanje geoloških procesa može poslužiti za predviđanje njihove dinamike, evolucije,
obima i učestalosti.
Strmi pokosi, najčešće antropogeni, useci autoputeva i železničkih pruga stabilizuju se
različitim geotehničkim postupcima:
Stabilizacija postojećeg klizišta ili prevencija potencijalnog klizišta vrši se sa ciljem
smanjenja sila koje pokreću klizanje, odnosno povećanjem sila otpora tla ili stenske mase.
Za dobru sanaciju potrebno je napraviti temeljna inžinjerskogeološka istraživanja klizišta
koja daju određene podatke i pomažu izradi projekta sanacije, odnosno oblikuju
proračunske modele, kako bi se spoznao stepen ugroženosti područja građevine koja se
nalazi na pokrenutoj padini ili na padini koja može biti zahvaćena klizanjem. Proračunski
model sastoji se od nekoliko delova: geometrije tla, geološkog-geotehničkog sastava tla,
fizičkomehaničkih parametara tla i hidrogeoloških podataka o nivou podzemne vode.
Projektovanje ima uopšte dva koraka, analizu stabilnosti trenutnog stanja (za aktivna
klizišta koja nisu još doživela konačni lom) i analizu stabilnosti saniranog stanja kojim
se mora proveriti učinak mera sanacije.To je vrlo zahtevan zadatak koji je moguće izvršiti
uz kvalitetno i pouzdano ispitivanje uzroka klizanja, dubine i oblika klizne površine, te
procene ukupne površine zahvaćene klizanjem. Pri projektima sanacije prvo se sprovodi
analiza u nesaniranom stanju, a zatim se za iste klizne površine i iste modele proverava
učinak mera sanacije. Pri tom kritične klizne površine u saniranom stanju nisu uvek one
iste koje su bile kritične u saniranom stanju.
Ne postoji generalni recept za sanaciju klizišta i originalni pristup stabilizaciji klizišta
koji se može primeniti na svako klizište (Hutchinson,1977). Uspešna primena svake od
primenjenih mera sanacije zavisna je od tačnog prepoznavanja specifičnih uslova tla i
podzemne vode na terenu tokom istražnih radova i njihovoj primeni u projektu sanacije.

400. 400/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Klizišta variraju u tipu i veličini, a značajno su zavisna od specifičnih i lokalnih geoloških
i drugih uslova tako da se za svaki problem klizanja tla mogu primeniti efektivne mere
sanacije na više načina. Najbolji rezultati u sanaciji klizišta postižu se korišćenjem
kombinacije različitih tipova sanacionih mera koje moraju osigurati maksimalan efekat u
stabilizaciji kosine implementacijom najjednostavnije i najmanje zahtevne mere sanacije.
Kako se klizišta mogu ublažiti?
1. Ograničavanjem ili čak uklanjanjem stanovništva iz područja sklonih klizištima.
2. Ograničavanjem određenih vrsta korišćenja zemljišta gde su padine osetljive.
3. Instalisanjem sistema ranog upozorenja zasnovanog na praćenju stanja tla kao što su
naprezanje stena i tla, pomeranje padina i nivoi podzemnih voda.
Koraci za sanaciju klizišta
1. Modifikacija geometrije nagiba: Kako bi se poboljšala stabilnost nestabilnih ili
potencijalno nestabilnih kosina, profil padine se ponekad menja iskopom ili nasipanjem
na vrhu padine.
2. Kontrola drenaže: Prisustvo vode u pukotinama ili na padini tla ima fundamentalni
uticaj na stabilnost padine.
3. Sistemi unutrašnjeg ojačanja kosina: Cilj stabilizacije padina stena sa strukturnim
elementima je da se pomogne stenskoj masi da se sama podupre primenom spoljnih
konstrukcija koje nisu deo stenske mase, ali je podupiru izvana.
4. Potporni zidovi: Izgradnja zida duž problematičnog područja kosina.
Mere sanacije klizišta razvrstavaju se u četiri osnovne grupe: dreniranje, modifikacija
geometrije padine, potporne konstrukcije i unutrašnje ojačanje padine.

4.7.4.4.2.1. Dreniranje

Najčešći neposredni povod za aktiviranje potencijalnih klizišta je voda u svim svojim
oblicima pojavljivanja (sl.563.)

Najefikasnija mera saniranja potencijalnih i aktivnih klizišta je odvodnjavanje. Na slici
564. prikazane su različite mogućnosti odvodnjavanja na klizištu kao i neke druge
dodatne mere. Odvodnjavanje ili odstranjivanje vode vrši se drenažom na način da se
smanji uzgon, porni pritisak i hidrodinamički uticaj. Sve to zajedno smanjuje i težinu
materijala na padini a povećava otpornost na klizanje. Površinskom drenažom, kopanjem
jaraka ili kanala, odstranjuje se voda koja teče po klizištu. Osim toga mogu se iskopati
duboki ili plitki drenažni jarkovi koji se ispunjavaju slobodnodrenirajućim materijalom
kao što su krupnozrne ispune ili geosintetici.




Sl.563. Uticaj vode na aktiviranje klizišta.






Pri sanaciji klizišta dreniranje se smatra glavnom metodom, a vrlo često se koristi i
modifikacija geometrije padine. Te metode su jeftinije u poređenju sa drugima pa su zato
i najprimenjenije i gotovo se uvek koriste u kombinaciji sa drugim metodama.

401. 401/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Sl.564.Vrste drenova za površinsko i podzemno odvodnjavanje pri sanaciji klizišta. Dreniranje
kombinacijom površinskog dreniranja i drenažnih jaraka (A), dreniranje kombinacijom površinskog
dreniranja, bušenih drenova i podupirućih nasipa od krupnozrnog materijala (B), dreniranje
kombinacijom površinskih i vertikalnih drenova i drenažne galerije (C).

4.7.4.4.2.2. Modifikacija geometrije padine
Geometrija padine modifikuje se kako bi se povećala njena stabilnost. Stabilizacija se
postiže na više načina. Jedan od načina je uklanjanje materijala sa gornjeg dela klizišta.
Tako se smanjuju sile koje pokreću kretanje. Uklonjeni materijal može se zameniti nekim
drugim materijalom koji je otporniji na klizanje i lakši od pređašnjeg materijala koji se
nalazio na vrhu padine (slika 564. pod A).

Sl.565. Uklanjanje materijala iz područja koje pokreće klizište (s mogućom zamenom materijal lakšim)
(A), dodavanje materijala u područje koje održava stabilnost (protiv-uteg u vidu bermi ili nasipa) (B),
smanjenje generalnog nagiba padine (C).

4.7.4.4.2.3. Potporne konstrukcije
Potporne konstrukcije grade se za sprečavanje potkopavanja nožice klizišta usled erozije
(npr. uz obale tekućica, mora i jezera) ili za opterećenje nožica klizišta u zasečenim i
usečenim delovima terena. Sanaciju je moguće izvesti nizom bujičnih pregrada koje
stvaraju mikroakumulacije. Ovi se prostori pri svakoj velikoj vodi pune nanosom i
zasipavaju. Konačni je rezultat stepeničasti tok sa nizom kontrolisanih slapova. Sprečena
je dalja erozija, a na kritičnim mestima je zasuta nožica kosine i tako povećana njena
stabilnost. Danas postoje gradiva znatno lakša od tla, koja mogu poslužiti za izradu nasipa
na vrhu kosine, a da se ona pri tom ne optereti. Isto je tako moguće zaštititi i dodatno
opteretiti nožicu. Ovaj načini zaštite prikazan je na slici 565. Postavljaju se masivni
potporni zidovi, zidovi od perfarbiciranih elemenata i gabionski zidovi. Često se na licu
mjesta grade armirano-betonski zidovi ili armirane zemljane građevine s trakastim ili
pločastim polimersko-metalnim armirajućim elementima.Ponekad se postavljaju

402. 402/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
potporni kontrafori od krupnozrnatog materijala koji imaju mehanički učinak. Sve navedene
građevine povećavaju otpornost na klizanje.Načini potpornih konstrukcija prikazani su na slici 567.

















Sl. 566. Zaštita nožice kosine u dnu korita bujice izgradnjom bujičnih pregrada i stabilizacija kosine u
stenskoj masi korišćenjem mreža za zaštitu od odrona, zaštitnih armirano-betonskih blokova (jastuka)
za zaštitu od erozije i sistema za prihvatanje odronjenih blokova sa kosine.


Postoje i konstrukcije koje pomažu u zaustavljanu pokrenutog meterijala, kao što su
mreže za zaustavljanje materijala na licima padina stena, sistemi za oslabljivanje ili
zaustavljanje odronjavanja (slika 566.). Ti sistemi mogu biti jarkovi, klupe, ograde i
zidovi za skupljanje kamenja. Postoje i zaštitni blokovi od stena ili betona kako bi se
smanjila ili sprečila erozija koja bi mogla prouzrokovati klizanje. Kod svih potpornih
građevina najbitnija je adekvatna drenaža koja sprečava njihovo urušavanje.
4.7.4.4.2.4. Gabioni
Gabioni, ili žičane korpe, su sa svih strana zatvoreni kavezi, izrađeni od pocinkovanih čeličnih
šipki ili heksagonalnih upletenih žica, ispunjenim raznim materijalom - najčešće kamenom.
Reč „gabion“ izvedenica je iz stare italijanske reči, gabbione, što znači “veliki kavez”.
Pre oko 7000 godina, rane strukture gabionskog tipa štitile su obale Nila. U
srednjovekovnom razdoblju, gabioni su se koristili kao vojna utvrđenja. U novijoj istoriji,
građevinari su intenzivno koristili gabione za stabilizaciju obala mora i jezera, obala reka,
saobraćajnica (puteva, autoputeva, železnica) i kosina - padina protiv erozije. Od obala
Nila, gde su prvi put nastali pa sve do danas, gabionski zid je ukras za okolinu (pejzaž).
Koristi se već hiljadama godina kao oblik gravitacione potporne konstrukcije i čini
atraktivan, efikasan i jeftin zidni sistem.
Zidovi od gabiona spadaju u gravitacione potporne zidove ali su i malo posebni. Mogu
imati temelj, ali mogu ležati i direktno na uređenoj podlozi na tlu. Pod uređenom
podlogom smatra se poravnano i lagano zbijeno tlo na koje će se zid polagati. Za zidove
od gabiona temelji se izvode od posebno izrađenih gabiona manje visine (0,3 do 0,5 m)
ili betonski temelj. Ako imaju temelje, trebalo bi da budu nešto širi od samog zida. Zidovi
od gabiona su propusni za vodu. Međutim to ne znači da i kod njihovog projektovanja ne
treba posvetiti dovoljnu pažnju odvodnjavanju. Takođe iza ovih zidova potrebno je izvesti
površinsko odvodnjavanje i oborinsku vodu, ako je moguće odvesti van područja zida.
Između ovih zidova i nasipa ili autohtonog tla, treba izvršiti spoj nasipom kontrolisanom
ugrađenjom, zbijanjem u slojevima.

403. 403/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Za n(z)asip treba izabrati nekoherentan materijal široke granulometrijske krive po
filterskom pravilu, da ga voda ne bi odnosila u n(z)asip montažnog zida. N(z)asip u
gabionima, može se štititi od kolmacije sitnijim česticama koje donosi voda, ugradnjom
geotekstila na strani prema tlu na zidu ili na tlu.
Gabionski zid se izvodi pretežno u svrhu osiguranja stabilnosti tla iza zida, ali može biti
izveden i kao obložni zid. Izrađuje se od gabionskih koševa koji se slažu u jednom ili više
redova, zavisno od visine zida. Koševi imaju oblik kaveza zatvorenog sa svih strana.
Izrađeni su od pocinkovane hekasgonalne mreže, punjeni su raznim punilima, od
lomljenog kamena do šljunka i drobine različite krupnoće, koji se ugrađuje u koševe. Slaganjem
gabionskih koševa u pravilnom rasporedu nastaju potporne konstrukcije koje predstavljaju
alternativno rešenje betonskim konstrukcijama u području osiguranja stabilizacije tla.
Gabioni imaju primenu uglavnom u niskogradnji, odnosno izgradnji saobraćajnica,
nasipa, mostova, nosećih zidova, zaštiti kosina uz saobraćajnice, izgradnji vodenih brana,
regulaciju vodenih tokova, zaštitu useka (nasipa), fasada itd.
Gabionski zid može imati različite funkcije:
• stvaranje barijere koja sprečava eroziju tla kod stabilizacije obala i nasipa,
• sprečavanja zemljanog ili kamenog tla od klizanja, ili ispiranja,
• smanjenja brzine vode radi sprečavanja erozije tla kod vodenih tokova,
• zaštita od buke - zvučne i vizuelne zaštite (spoljne ili integrisane u objekat) i
• estetska konstrukcija ogradnih zidova vrtova i pejzaža.





Sl.567.Gravitacioni potporni zid od
gabiona - poprečni presek sa
osnovnim tehničkim elementi


























Sl. 568. Šematski i "in situ" prikaz obložnih i potpornih gabionskih zidova izvedenih uz saobraćajnice

404. 404/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)














Sl.569. Elementi i proračun stabilnosti nožice i kosine gabiona u dnu i na kosini vodenog toka,
4.7.4.4.2.5. Unutrašnje ojačanje padine
Unutarnje ojačanje padine koristi se kada ni jedna prethodna mera ne daje željene
rezultate. Zavisno od debljine materijala na padini koji se stabilizuje koriste se različite
tehnike. Najčešća tehnika je ugrađivanje kratka sidra i mikropilota ili prenapregnuta
(geotehnička) sidra. Uz to se koristi i ekserisano tlo te kolone od kamena ili kreča
(cementa). Još postoje neke metode kao npr. injektiranje, termička obrada i zamrzavanje
materijala na padini i korišćenje elektroosmotskih sidra. Od svih tih metoda
najjednostavnija je metoda sadnje vegetacije, sade se trave u kombinaciji sa grmljem ili
stablima pogodnijim za to podneblje. Na taj način se uz pomoć korena biljaka mehanički
povećava čvrstoća tla. Sve metode tehnika unutrašnjih ojačanja padina prikazane su na slici 569.
Sl.570.Gravitacioni potporni zidovi ili in situ betonirani armirano-betonski potporni zidovi (A), gabionski
potporni zidovi (B), pasivne stubne zidove (C), podupirući nasipi (buttress counterforts) od krupnozrnog
materijala sa mehaničkim efektom (D), konstrukcije od armiranog tla ili montažnih potpornih zidova.
Biljke vizuelno ne narušavaju izgled okoline dok se ostale
metode prirodno ne uklapaju u okolinu.


Sl.571. Stabilizacija kosine unutrašnjim ojačanjem tla i stenske mase
korišćenjem sadnjom vegetacije, ekseranim tlom, prenapregnutim sidrima i
miropilotima/mlazno injektiranim pilotima ili šljunčanim pilotima.

405. 405/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Nakon izvršene detaljne geotehničke/geološke procene i analize stabilnosti nagiba/kosina
potrebno je obezbediti projekat za kako bismo projektovali pravi „geosistem“ za
stabilizaciju. Stabilizovane, ojačane zemljane padine/kosine, razni betonski zidovi, temelj
od šipova, ojačanja geomrežom, poboljšanja tla, itd.
Sledeće ilustracije prikazuju različite sisteme stabilizacije klizišta koji se mogu uzeti u
obzir za optimizaciju projekta.
Sl.572.Primer različitih sistema stabilizacije klizišta koji se mogu uzeti u obzir za optimizaciju projekta.

406. 406/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)


Sl.573.Primer dobrih praksi gradnje na kosini (Australijsko geomehaničko udruženje 2007.)





















Sl.574.Primeri loših praksi gradnje na kosini (Australijsko geomehaničko udruženje 2007.)

4.7.4.5. Odronjavanje - (rockfall) - (trenutačni događaj) osipanje i odron - urnisi

Odron (engl. Rockfall, nem. Absturz, rus. Обваль) je stenovita masa ili blok odvojen od
osnovne mase (sredine) i survan u njegovo podnožje. Odron je geomorfološki oblik
nastao koluvijalnim procesom, tj. naglim otkidanjem i stropoštavanjem stenske mase niz
strme padine.
Definicija procesa prema prof. M.Janjiću, 1979, odronjavanje materijala je savremeni
geodinamički proces otkidanja i naglog stropoštavanja stenskih masa, sa slobodnim

407. 407/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
padanjem, kotrljanjem i odskakanjem razbijenih blokova ili komada, po strmim odsecima
padina ili kosina izgrađenih od čvrstih stenskih masa.

Dakle, odroni predstavljaju iznenadna otkidanja kamenih blokova na strmim odsecima
planinskih strana. Događaju se, isključivo, u čvrstim stenskim masama. Nastaju na taj
način što se pojedini kameni blokovi, pod uticajem atmosferilija, mehaničkih udara ili
potresa, odvaljuju iz svojih prirodnih ležišta i pod dejstvom zemljine teže survavaju niz padinu.
Obrušavanje stenskih masa, slično planinskim urnisima, događa se i na visokim i strmim
obalama mora, jezera i reka, usled dejstva talasa, odnosno vodenih tokova. Ovo se dešava
i u dubokim zasecima i usecima strmih strana.
Uzrok odronjavanja može biti endogeni ili egzogeni. Odroni se vrlo često javljaju
prilikom snažnih zemljotresa ili vulkanskih erupcija. Potkopavanje prirodnim procesima
(fluvijalni, proluvijalni, glacijalni, marinski) takođe često dovodi do odronjavanja.
S obzirom na kinematiku pojave - odronjavanje je trenutačni događaj.
Stari naziv za odron je urvina.
Odronjavanje stenskih masa je proces otkidanja i njihovog kretanja niz padinu pod
dejstvom sopstvene težine. Najčešće se dešava na strmim padinama izgrađenim od čvrstih
stena i u obalama mora, jezera i reka, kada je čisto prirodni proces. Međutim, pojave
odronjavanja su dosta česte na kosinama saobraćajnica i površinskih kopova, izazvane
ljudskim radom, kada se ovaj proces naziva tehnogenim.


Sl. 575. Odronjavanje stenskih masa:1-labilan blok, 2-razlomljena stenska masa,3 - odronjen
material, 4- podloga odrona
Pojave odronjavanja su vezane za stenske mase sa diskontinuitetima nagnutim prema
spoljnjim površinama kosine. Međutim, odroni se mogu javiti i u lesu (koji je
kontinualan) podlokavanjem ili podsecanjem strmih odseka formiranih u ovom sedimentu.
Osnovni preduslov za nastanak odrona je da je stenska masa ispucala, sa pukotinama koje
omeđuju labilne blokove, pri čemu najmanje jedna od tih pukotina treba da bude nagnuta
ka padini ili kosini. Mehaničko raspadanje stena, koje je propraćeno širenjem pukotina ili
ispiranjem materijala između zidova pukotina ubrzava ispadanje delova stenske mase
koje se može događati od osipavanja sitnih kamenih odlomaka, pa sve do kamene lavine
pod delovanjem gravitacije. Sitni ili krupniji komadi kreću se velikom brzinom zbog
slobodnog pada, a takođe mogu odskakivati ili se kotrljati niz padinu.



Sl.576. Odronjavanje: ispucala stenska masa - preduslov za nastanak
odrona



Distribucija detritusa u siparu sledi Gaussovu raspodelu, a
najveći komadi (klasti - koji imaju najveći moment inercije)
dospevaju najdalje, dok je vrh sipara redovno izgrađen od najsitnijih čestica.

408. 408/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.577. Kretanje raspadnutog materijala niz padinu - stvaranje sipara
Brzina kretanja pojedinih komada stene je u opsegu od nekoliko metara po sekundi do
25-30 m/s. Osim odrona koji predstavljaju sporadične oblike degradacije stenske mase,
često se se javlja i polu-kontinualno osipanje stenskih masa (raveling).
Vrste odrona
Podela odrona prema vrstama stena u kojima se javljaju (po M.N. Rojnišviliju):
- Odroni u vezanim kamenitim i polukamenitim stenama (zapremina i do nekoliko hiljada m
3
)
- Odroni u slabo vezanim stenama
- Odroni u stenama heterogenog materijalnog sastava i stanja
Podela odrona prema litološkom sastavu (M. Janjić, 1979)
- Jednorodni ili homogeni-telo odrona čine blokovi i drobina od iste litološke vrste
- Raznorodni ili materijalno heterogeni-telo odrona čine blokovi i drobina različitih
vrsta stena ili njihovih kompleksa.
Podela prema veličini tela odrona (M. Janjić, 1979)
Odroni se najčešće razvrstavaju prema površini i kubaturi tj. veličini tela odrona.
Tabela 49 - Vrste odrona prema veličini tela odrona:










Tabela 50 - Podela odrona prema veličini, odnosno zapremini (po Zolotarjevu)







Postoje različiti vidovi odronjavanja stenskih masa, (M. Janjić, 1979):


Sl.578. Različiti vidovi odronjavanja stenskih masa poprečni presek odrona

1. Početno rotiranje, zatim padanje bloka,
2. Klizenje pa padanje,
3. Kotrljanje pa padanje,
4. Padanje pa kotrljanje,
5. Padanje pa osipanje,
6. Klizenje pa padanje, a zatim ponovo klizenje
Podela odrona prema
mestudogađanja:
- Odroni u padini
- Odroni u kosini
- Odroni u obali










Kotrljanje
Ograda
Pad
Dubina, D
Širina,W
Nagib kosine, ǜ
R. brojKategorija odrona Površina, m
2
Zapremina, m
3
1. Vrlo mali do 10 do 100
2
. Mali 10-100 100-1 000
3. Srednje veličine 100-1 000 1 000-100 000
4. Veliki 1 000-100 000100 000-1 000 000
5. Vrlo veliki > 100 000 >1 000 000
Pojedinačnootkidanje (n) do 10 m
3
(n)
Pojedinačne gromade 10-100 m
3
Mali odroni 100-1 000 m
3
Odroni srednje veličine (n)x10
3
-10
4
m
3
Krupniodroni (n)x10
5
m
3
Grandiozniodroni
(katastrofalni)
(n)x10
6
-10
7
m
3

409. 409/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Sl.579. Poprečni presek odrona
Odroni se izučavaju radi utvrđivanja njihovog štetnog dejstva na objekte i ljude, a u cilju
prevencije ili saniranja posledica. Kao i kod klizenja i kod odronjavanja postoje
preventivne i akutne mere saniranja.

Preventivne mere saniranja odrona sastoje se u sprečavanju pojave odrona, na mestima
gde su se u prošlosti dešavala odronjavanja. Najčešće se primenjuje kontrolisano
mehaničko čišćenje (“kavanje“) nestabilnih blokova na padini ili kosini upotrebom
čekića, ćuskije ili minimalnih količina eksploziva. Sastoji se u tome da nestabilni blokovi
padnu kada mi želimo tj. kada neće biti štete po objekte i ljude.
Akutne mere saniranja primenjuju se kada je već došlo do odronjavanja. U podsečenim
kosinama saobraćajnica i reka koriste se podupiranje i podziđivanje.
Sprečavanje odrona: automatska signalizacija, kavanje, pokrivanje čeličnim mrežama. Za
stabilizaciju pojedinačnih blokova najčešće se primenjuje sidrenje.
U građevinskoj praksi ponekad je potrebno sanirati mesta potencijalnih odrona pre
izgradnje, tako da se labilni delovi stena uklone priručnim alatom ili miniranjem sa
malom količinom eksploziva. Ako su već izvedeni objekti ugroženi procesom
1–Labilan blok
2–Razlomljena stenska masa
3–Odronjeni materijal
4–Podloga odrona
ODRONJENA
STENSKA MASA
ELEMENTI ODRONA
- telo odrona- celokupnakoličina
odronjenog i deponovanog materijala,
- debljina odrona- upravno rastojanje
zasipa od njegovepovršinedo podloge,
- granica odrona- periferna linija koja u
potpunosti okonturuje odronjenu masu,
-površinaodrona- vidljivapovršina
tela odrona
- zapremina odrona- ukupna zapremina
nagomilane otkinute stenske mase
- podloga odrona- stenske mase na
kojimaležiodronjeni materijal po
završetkukretanja
-dužinaodrona–rastojanjeizmeđu
najnižeinajvišegranice tela odronjene
mase (skoro se uvek poklapa sa pravcem
kretanja)
-širinaodrona- rastojanje dve
naspramnebočnegranice odrona
-čeloodrona–hipsometrijskinajviša
tačkana odronu
-nožicaodrona- hipsometrijskinajniža
tačkana odronu
- Zona otkidanja- mesto na padini gde
dolazi do otkidanja
- Zona tranzita- predstavlja onaj
deo padine ili kosine po kome se
otkinuti delovikreću
L=Ł+45·Ho/45
o
, gde je:
L-dužinaodletanja odronjenog materijala
α-nagib padine
Ho(m)-visina padanja
Zona akumulacije-nalazise upodnožju
strmih odseka, gde se nagomilava odronjeni
materijal.
POPREČNI PRESEK ODRONJAVANJA (ODRONA)
- Deo padine ili kosine u kome
se nalaze labilne stenske mase,
odnosno gde dolazi do
odronjavanja naziva se zona
odronjavanja
- Kod svakog odrona razlikuje se
njegov erozionii akumulacioni
deo
Erozioni deo
Akumulacioni deo

410. 410/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
odronjavanja (npr. saobraćajnice), labilni delovi stena učvršćuju se sidrenjem, potpornim
zidovima, injektiranjem pod niskim pritiskon i slično.



Sl. 580. Ugrožena saobraćajnica i naselje




U planinskim područjima, saobraćajnice i naselja su često ugroženi i izloženi odronima
stenske mase. Saobraćajna infrastruktura, kao što su putevi ili železnice, često prolaze
kroz potencijalno opasna brdovita područja u kojima su mogući odroni.
Odroni se uglavnom pokreću klimatskim ili biološkim događajima, ali mogu biti
pokrenuti i potresnim aktivnostima ili miniranjem.
Mehanizam kretanja odrona može se podeliti na:
- Klizanje
- Kotrljanje
- Prevrtanje
- Kosi hitac
- Udar u podlogu
Trajektorije ili putanje odrona, energija udara i visina odskoka zavisi od geometrije
kosine, kvaliteta površine kosine i karakteristika samog bloka (masa, oblik itd.), sl. 581.




















Sl.581. Različiti oblici kretanja komada stene u funkciji od nagiba kosine i empirijski dijagram za
usvajanje potrebnih dimenzija kanala (zone) za prihvatanje odronjenog materijala,Ritchie, 1963,
modif. Bar i sar. 2016).
4.7.5.1. Stabilnost kamenih kosina - odroni u čvrstim stenskim masama.
Stabilnost kamenih kosina
Različiti oblici nestabilnosti kamenih kosina su prikazani na donjim slikama. Ako je stena
veoma ispucala, slaba ili degradirana onda su oblici nestabilnosti slični onima koji se
javljaju u tlu. Stena se ponaša kao kvazi-kontinualna sredina i javljaju se krivolinijske
klizne površine (sl.582a). Uobičajeno je da u steni postoji jedna, dve ili tri familije
pukotina pa drugi oblik nestabilnosti je klizanje blokova stene po jednom (582b) ili dva
diskontinuiteta (582c). Ukoliko su familije pukotina subvertikalne ili nagnute prema licu
kosine onda je verovatnije preturanje-prevrtanje blokova stene (toppling) kao što je
prikazano na slici 582d.

Kotrljanje
Ograda
Pad
Dubina, D
Širina,W
Nagib kosine, ǜ

411. 411/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)












Sl.582. Oblici nestabilnosti kamenih kosina - mehanizmi loma kosine: a) u kvazi-kontinualnoj (slaba
stena, b) u diskontinualnoj sredini (čvrsta stena.

Tipovi nestabilnosti u stenovitim kosinama, slika 583.
U stenama su pojave nestabilnosti prema obliku i mehanizmu kretanja donekle drugačije
nego u inženjerskom tlu. Retko se događa pojava globalne nestabilnosti u smislu
potpunog loma kroz stensku masu, a češće su pojave erozione nestabilnosti (osipanje
odlomaka) ili lokalne nestabilnosti (odroni blokova različitih dimenzija).
Vrste loma u stenovitim kosinama su:
- planarni lom (planar failure),
- klinasti lom (wedge failure),
- odron (rockfall)
- prevrtanje (toppling).
Svaki od ovih tipova loma odnosno dimenzije pokrenutog dela stene zavisne su od
prostornog rasporeda diskontinuiteta, odnosno od učestalosti pukotina (gušće pukotine
daju više manjih odlomaka ili blokova).
Mehanizam pomeranja odlomaka ili blokova po stenskoj kosini može biti, sl.586.:
- slobodni pad (falling),
- odskakivanje (bouncing),
- kotrljanje (rolling).
Slobodni pad će se pojaviti na gotovo vertikalnim ili podsečenim kosinama, a kotrljanje
na kosinama nagiba 30
0
ili manjim. Prilikom odskakivanja, odlomci ili blokovi mogu
dobiti značajan horizontalni pomak te pasti daleko od donje ivice (granice) kosine.
Najveća mogućnost odskoka je na čistim i glatkim površinama čvrstih neraspadnutih
stena. Što je površina kosine u steni hrapavija ili više raspadnuta, kapacitet zaustavljanja
je veći. Manje značajni faktori su veličina i oblik fragmenata.

Mržnjenjem vode u pukotinama i rastom korena drveća dolazi do nihovog širenja i
produbljavanja. U momentu kada težina bloka savlada otpore sile nastupa njegovo
otkidanje i kretanje niz padinu (kotrljanje, razbijanje, podskakivanje, kretanje kroz
vazduh) i odlaganje pri dnu padine gde nagib padine postaje blaži.

412. 412/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)











Sl.583. Odron - veliki problem saobraćajnoj infrastrukturi


Sl.584. Četiri osnovna mehanizma nestabilnosti kamenih kosina: a) kružno-cilindrična klizna površina,
b) translatorno klizanje (planar failure), c) klizanje nestabilnog bloka (wedge failure) i d) preturanje
(toppling), (Matheson,1983).


Sl.585. Oblici nestabilnosti kamenih kosina:a)rotacional tip loma (rotational failure) b) ispadanje
nestabilnog klina (wedge failure), c) translatorno klizanje bloka (planar failure), d) preturanje blokova (toppling)




Sl.586.Geometrijski uslovi za lom rušenja kamenih blokova, (Wyllie i Mah, 2004.), a i kriterijumi
klizanja i prevrtanja bloka na kosoj ravnim, (Hoek i Bray,1977), b.

Do prevrtanja dolazi kada se ravan loma spusti prema površini nagiba (padine), vidi sliku
583d. Lom blokova pri prevrtanju uključuje rotaciju oko fiksne osnove (baze), a lom
kosine je kada blokovi ispadaju sa kosine jer se težište blokova nalazi izvan osnove bloka.

413. 413/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)

Sl.587. Lom pri prevrtanju u nagibu (kosini), model analize ravnoteže (Vyllie i Mah 2014).
4.7.4.5.2.Ublažavanje (mitigacija) rizika od odronjavanja
Mere za ublažavanje rizika od odronjavanja mogu se podeliti u tri grupe:
I. Mere zaštite - kontrolisanje, presretanje i skretanje pojedinih odvojenih blokova
tokom njihovog kretanja.
II. Mere zadržavanja materijala na kosini npr. mreža sa ankerima.
III. Preventivne mere - stabilizacija (zaštita) kamenih kosina tj. smanjivanjem
verovatnoće da dođe do otkidanja pojedinih blokova.


Sl.588.Dijagrami za usvajanje
potrebnih dimenzija kanala (zone) za
prihvatanje odronjenog materijala
(Pierson ,2011).
Geometrija kanala za prihvatanje
odronjenog materijala.a) kanal sa
nagnutim dnom i barijera sa
vertikalnim licem, b) kanal sa
horizontalnim dnom i berma od
šljunka sa nagnutim stranama.


Termin odron (eng. rockfall) prvi je put upotrebljen i uvažen tokom izgradnje železnice
sredinom 1830-ih. U 1950-ima barijere za zaštitu od odrona sastojale su se uglavnom od
čvrstih zidova izgrađenih od železničkih šina, drvenih greda, guma i zemljanih nasipa.

Barijere za zaštitu od odrona
Barijere za zaštitu od odrona u današnje vreme se izvode kao fleksibilne konstrukcije koje
omogućuju deformaciju sistema prilikom udara bloka, rade na principu disipacije energije
- povećanjem deformacije sistema energija se postepeno disipira kroz kočione sisteme.

Barijere za zaštitu od odrona danas predstavljaju samo jedan od sistema zaštite, a primena
im zavisi od energije udara pa tako razlikujemo ograde, fleksibilne konzolne barijere za
zaštitu od odrona, fleksibilne barijere za zaštitu od odrona sa zateznom užadi, galerije i
sisteme od armiranog tla - prikazano na slici 589.
Blok je nestabilan u odnosu na prevrtanje kada je količnik
širine bloka, δ
x, i visine bloka, y, manji od tanψ p kao što
pokazuje uslov u 1.
ψp < bp , (1)





Ispitivanje klizanja među slojevima utvrđuje da li je klizanje
moguće duž ploča, a uslovi prikazani u jednačini 2 moraju
biti zadovoljeni da bi došlo do loma prevrtanja:
ψd ≤ 90 - ψ f + d (2)
ŀ
f - ŀd < 10° - gde je
ŀf pravac pada površine kosine,
a ŀd pravac pada ravni loma.


Stabilno

Prevrtanje


Klizanje

414. 414/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Barijere za zaštitu od odrona koriste se za energiju do 5000 kJ, a 2012. izdano je i
Evropsko tehničko odobrenje ETA-12/0213 za zaštitnu
barijeru protiv odrona GBE-8000A, Geobrugg AG.
Potvrđen od svih članica EOTA-e, taj službeni dokument
pravno je obavezujući dokaz usklađenosti barijere sa
zahtevima smernica ETAG 027 (Smernica za evropsko
tehničko odobrenje). Na testiranju izvršenom na ispitnom
mestu za vertikalan (normalan) test sistema za zaštitu od
odrona u Walenstadtu, u Švajcarskoj, barijera GBE-8000A
zadovoljila je najstrože zahteve kategorije A.


Sl.589.Jedna od prvih skica barijera za zaštitu od odrona (Ahlburg, 1980)







Sl.590.Sistemi za zaštitu od odrona:
primena zvisno od energije udara bloka





Elementi barijere za zaštitu od odrona
Sistem odnosno barijere za zaštitu od odrona sastoje
se od više elemenata:
- temelji barijere za zaštitu od odrona
- sidra za sidrenje barijere
- temeljne ploče
- stubovi Sl.591. Barijere za zaštitu od odrona
- čelična užad koja povezuje sidra i stubove
- nosiva mreža
- kočioni system
Proračun i simulacije barijere za zaštitu od odrona
Kako bi se ocenio rizik od odrona i s time se u skladu odredile tip barijere za zaštitu od
odrona potrebno je provesti određeni proračun i simulacije odrona. Odlučujući faktori u
projektovanju pasivnih mera zaštite od odrona (barijere za zaštitu od odrona) su visina
odskoka i predviđene energije udara blokova. Ova dva faktora određuju se pomoću
analiza simulacije odrona.
Simulacije odrona provodi se na nekoliko karakterističnih preseka, zavisno od geometrije
padine i podloge, putem specijalizovanih računarskih programa. Predmetni programi
omogućuju simulaciju putanje odrona, visine odskoka i energiju udara, a sve se temelji
na zadatom poprečnom profilu. Primer analize prikazan je na fotografiji u nastavku.

415. 415/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Jedan od ključnih ulaznih parametara za provedbu proračuna je i veličina i oblik bloka
koji se koristi za simulacije jer upravo o njemu najviše ovisi rezultat analize. Da bi se
odredile dimenzije i oblik istog potrebno je provesti detaljno inženjerskogeološko
kartiranje uz pomoć geologa aplinista.
Ipak, moramo biti svesni da su odorni prirodne pojave i ne mogu se tačno predvideti i
izračunati pa su simulacije ipak samo približne stvarnim vrednostima pa se ne mogu uzeti
u obzir sa 100%-tnom sigurnošću.
4.7.4.5.3. Zidovi od armiranog tla kao barijera (MSE Barriers)
Konstruisani visine i do 15 m da mogu da apsorbuju energiju udara od 15000-20000 kJ.
Visina udara je označena sa H1 dok je dodatna visina H2 za obezbjeđenje apsorpcije u zoni
udara. Strmo lice zida (ψ = 65°-80°) je povoljno da ne dođe do kotrljanja stijene preko prepreke.
Osnovni principi projektovanja ovih barijera prema radovima Grimod i Giacchetti (2011):
- Barijera mora imati dovoljnu masu radi sprečavanja pomeranja usled udara
- Materijal barijere mora imati sposobnost plastične deformacije u zoni udara dok
ostatak konstrukcije ostaje netaknut.
- Koncetrisanom, probojnom efektu udara barijera se suprostavlja smičućom čvrstoćom
zbijenog zasipa i otpornošću armature.











Sl. 592. a) Tipična MSE barijera b) Šematski prikaz udara kamena u barijeru i odgovarajućih pomeranja
Na osnovu primene numeričkih metoda i terenskih ispitivanja utvrđeno je da se 85%
energije udara disipira plastičnim deformacijama nasutog materijala u zoni udara tj.
formiranjem kratera u zidu, a 15% se disipira smicanjem unutar materijala zida.
Pomeranje sa brdske strane je ∆= Łm + Łv , gde je:
Łm - dubina kratera tj. penetracije stenskog bloka sa strane brda
Łv - pomeranje sa dolinske strane usled smicanja između slojeva izazvanog udarom
Dubina kratera dobija se prema:
&#3627409151;
&#3627408474;=
&#3627409170;&#3627408440;
&#3627408470;∙ &#3627408477;&#3627408464;
(&#3627408451;&#3627408476;&#3627408483;&#3627408479;š&#3627408470;&#3627408475;&#3627408462; &#3627408482;&#3627408465;&#3627408462;&#3627408479;&#3627408462; &#3627408475;&#3627408462; &#3627408473;&#3627408470;&#3627408464;&#3627408482; &#3627408487;&#3627408470;&#3627408465;&#3627408462;)
∙ &#3627409154;
gde su:
- Ei - energija udara
- pc ~ 0.85, približni udeo energije udara disipirane pri formiranju kratera
-  - funkcija koja zavisi od tipa armature i određuje se metodom konačnih elemenata
- η - funkcija oblika bloka, za kocku ima vrednost 1.0 za sferu 1.20.

Pomeranje na dolinskoj strani:
&#3627409151;
&#3627408483;=
&#3627408440;
&#3627408470;∙ &#3627408480;&#3627408464;
&#3627408454;&#3627408470;&#3627408473;&#3627408462; &#3627408481;&#3627408479;&#3627408466;&#3627408475;&#3627408471;&#3627408462;
, gde je:
- sc ~ 0.15 energija disipirana trenjem u armiranom tlu.
Sila trenja stvara se između zbijenog tla i aramature.
Numeričkom analizom može se dobiti približan odnos:
&#3627409151;
&#3627408483;
Δ
= 0.60÷ 0.80

416. 416/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Ponašanje realnih barijera i rezultati numeričkih analiza ukazuju da širina barijere A na
nivou tačke udara ne treba da bude manja od 5∆. Za preliminarnu ocenu mogu se koristiti
vrednosti maksimalnih pomjeranja ∆ od 0.5 do 0.70 m i ŁV od 0.30 do 0.40 m.
Adekvatna širina barijere na mestu udara osigurava da su pomeranja nasutog materijala
lokalizovana u zoni udara dok je ostatak barijere netaknut. Minimalna širina barijere u
kruni C iznosi 0.80 što proističe iz konstruktivnih uslova (zbijanje). Međutim iz uslova
da ne dođe do loma tipa proboja potrebno je da je C > 2∆. Nakon određivanja visine udara
H1 i odgovarajućih širina u kruni i na mestu udara, ukupna visina i širina u bazi se
određuje iz nagiba lica zida i geometrije konstrukcije.
Potrebno je proveriti stabilnost na preturanje i klizanje, stabilnost na proboj kao i
potencijalne klizne površine u tlu ispod barijere.

4.7.4.5.4. Fleksibilne barijere od čelične mreže (rockfall net fences)
Fleksibilne barijere absorbuju energiju udara putem deformacije materijala mreže i
pomoću elemenata za kočenje (braking elements).Materija barijere je najčešće deformabilno
uže i/ili mreža od upletene žice (woven wire-rope) ili čeličnih prstenova (ring nets).
Testovi su pokazali da najveću moć apsorpcije imaju mreže od čeličnih prstenova. Mreže
su obično oslonjene na niz čeličnih stubova ankerisanih u temelje pomoću injektiranih
ankera. Temelj stuba obično se sastoji od betonske naglavnice osigurane stenskim
ankerima ili se radi o masivnom betonskom temelju.
Elementi za kočenje su ugrađeni na kablove koji
povezuju stubove sa ankerima. Elementi rade na principu
trenja i aktiviraju se pri visokim energijama udara kao
podrška mreži. Neke od najvećih mreža su u stanju da
izdrže udar energije do 5000 kJ.

Sl.593. Šema fleksibilne barijere od čelične mreže (rockfall net
fences)

4.7.4.5.5. Zaštitne galerije (rock shed, rockfall shelters).
Zaštitne galerije su obično armirano-betonske konstrukcije čiji je krov prekriven
apsorbujućim materijalom, najčešće zasipom od tla, radi disipacije enrgije udara
pojedinih komada stene. Ovo je najskuplji tip zaštite i primenjuje se kod ozbiljnijih
problema sa odronjavanjem. Postoje dva tipa galerija sa ravnom ili nagnutom AB pločom
(krovom) i galerije tipa AB ljuske.





Sl.594. Različiti tipovi zaštitnih galerija
a) armirano betonska ploča, b) AB
ljuska. Disipacija energije udara
apsorbujućim materijalom a) deo sile
udara koji se prenosi na krov galerije,
b) veza između sile i defomacija pri
udarnom opterećenju za različite
apsorbujuće materijale (pesak,
automobilske gume, stiropor)

417. 417/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
4.7.4.6. Osipanje
Osipanje je rotaciono kretanje (kotrljanje) pojedinačnih čestica i krupnijih komada niz
strmije padine. Osipanje je padinski, gravitacioni proces odvajanja, kretanja i kotrljanja
odlomaka stena nastalih mehaničkim raspadanjem kamenih stena. Kretani materijal se
zaustavlja na blažim nagibima ili pri dnu padine formirajući sipar.












Sl. 595. Akumulacioni oblik osipanja - sipar
*Akumulacioni oblik osipanja je sipar koji se formira nagomilavanjem ovog materijala.
*Inženjersko-geološke odlike tela sipara su: velika poroznost, laka i potpuna ocedljivost,
slaba konsolidovanost, velika stišljivost, mala nosivost,...
Na strmim ogoljenim padinama aktivan je proces osipanja rastrošenog materijala, koji se
nagomilava na morfološki pogodnim padinama u obliku sipara ili točila. Budući da je
dužina kotrljanja krupnijih fragmenata veća, u nožici sipara nalaze se blokovi i veći
komadi stenske mase, a pri vrhu manji fragmenti. Siparski materijal je veoma rastresit i
slabo konsolidovan, zbog čega mu je nosivost mala, a uz to je i nestabilan. Na siparu se
izbegava graditi, a ako se građenje ne može izbeći, onda se nakon izvođenja
odgovarajućih istraživanja najpre pristupa sanaciji. Proces osipanja najučestaliji je u
strmim terenima izgrađenim od karbonatnih stena, ali sipari se nalaze i u terenima
izgrađenim od serpentinita, škriljaca i u stenama vulkanogeno-sedimentnog kompleksa,
a ređe u terenima koji su izgrađeni od eruptivnih stena.


























Sl.596. Poprečni presek sipara

418. 418/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Pri osipanju dominira rotaciono kretanje. Mestimično se i povremeno materijal kreće i
translatorno. Striktna definicija načina kretanja nije moguća. Brzina kretanja pri osipanju
zavisi od nagiba padine i debljine pokrenutog materijala. U principu, brzina osipanja je veća
od brzine kretanja materijala pri klizenju i puzanju, i može iznositi i desetine metara na dan.
Veći fragmenti obično se nalaze u nožici sipara a sitniji pri vrhu, zato što je dužina
kotrljanja srazmerna veličini, to jest, masi fragmenta.
Sipar predstavlja nagomilanu drobinu i sitnije blokove, koji su nastali pre svega fizičkim
raspadanjem i osipanjem čvrstih stena sa strmih padina ili kosina. Sipari se najčešće
formiraju u terenima izgrađenim od krečnjaka, serpentinita i kristalastih škriljaca, a ređe
u drugim stenama.
Intenzitet osipanja zavisi od visine padine tj. kosine i nagiba. Što je nagib strmiji intenzitet
osipanja je veći, ali i odlomci krupniji. Radi analize stabilnosti sipara neophodno je
poznavanje njegovih inženjerskogeoloških svojstava i geometrijskih elemenata (dužina,
širina, debljina i nagib).
Sl.597. Presek sipara - dinamika i kinematika siparske mase:AC-prislona površina, BC - baza sipara,
AB - površina sipara. 1- sipar, 2 - stena, 3 - podloga
Vrste sipara
Prema obliku sipari mogu biti veoma različiti: trouglasti, trapezast i složeni. Vrlo često
na padinama dolazi do spajanja više sipara kada se formiraju siparska platna. Siparski
materijal je u stalnom laganom kretanju prema dnu padine. Pokretanje siparskog
materijala mogu izazvati:
- podizanje nožice sipara maticom reke ili talasa mora i jezera,
- izvođenje bilo koje vrste radova na siparu (usecanje, zasecanje, izgradnja nasipa i sl.),
- potresi od miniranja, zemljotresa i dr.












Sl.598. Oblici sipara - osnova i presek
Sipari se najčešće dele prema debljini i prema veličini.
Prema debljini sipari su podeljeni na:
- plitke (manje od 1 m)
- srednje debele (od 1 do 5 m)
- debele (od 5 do 20 m)
- vrlo debele (preko 20 m)










Kotrljanje
Ograda
Pad
Dubina, D
Širina,W
Nagib kosine, ǜ

419. 419/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Prema nagibu površine mogu biti:
- sipari blažeg nagiba, do 25 stepeni;
- sipari srednjeg nagiba, od 25 do 35 stepeni;
- sipari strmog nagiba, od 35 do 45 stepeni.
Sipari najčešće nastaju na strmim padinama i odsecima. Na našim terenima takve odseke
grade krečnjaci.
Kada su u pitanju sipari, kao morfološki elementi razlikuju se točilo, telo sipara i plaz.
Točilo je udubljenje, žleb niz koji se materijal osipa niz padinu. Taj žleb je redovno
predisponiran razlomnom strukturom, pukotinom ili rasedom. Niz takvo, tektonski
formirano, udubljenje kotrljaju se i osipaju uglasti odlomci. Materijal se „toči“ pa otuda
i naziv točilo. Točilo predstavlja erozioni oblik, iako je tektonski predisponirano i njegov
nastanak se ne može striktno vezati za koluvijalnu eroziju. Materijal transportovan niz
točilo akumulira se u podnožju padine u vidu konusa, koji se naziva telo sipara.

Kada je osipanje intenzivno i točila su raspoređena blizu jedna drugima, tela sipara se
spajaju u podnožju padine. Spojena tela sipara nazivaju se plaz. Materijal u telima sipara
i plazevima je rastresit, nevezan, oštrih ivica i uglast, neklasifikovan po krupnoći.
Kotrljajući se niz padinu, materijal, izgrađen od čestica i komada ponekad i decimetarskih
dimenzija, biva grubo obrađen, ali ne i zaobljen. Cementacijom (vezivanjem) tog
materijala nastaju padinske breče.
Uzroci pokretanja sipara
Neposredni uzroci pokretanja siparskog materijala mogu biti:
- pad kamena, stabla ili kojeg drugog predmeta na telo sipara;
- podrivanje nožice delovanjem matice vodotoka ili udarom talasa jezera i mora;
- potresi izazvani miniranjem, nailaskom vozila, lavinom, vetrom, gromom ili
zemljotresom;
- preopterećenje labilne zone sipara izgradnjom nasipa, nailaskom vozila ili ljudi;
- izvođenje „zemljanih“ radova, zasecanje tela sipara i sl.
Sprečavanje nastanka osulina vrsi se izradom potpornih konstrukcija, preraspodelom
stenskih masa i ublažavanjem nagiba.
Siparski materijal je slabo kosolidovan, a često i nestabilan pa se na siparu izbegava
gradnja, a ako se gradnja ne može izbeći, onda se nakon izvođenja odgovarajućih
istraživanja najpre pristupa sanaciji.

4.7.4.7. Urušavanje je naglo i brzo kretanje rastresitog materijala niz padinu pod
utjecajem gravitacije u trenutku gubitka stabilnosti. To je jedini trenutni događaj među
padinskim procesima. Javlja se kod padina s nagibom većim od 32°.
Urušavanje je sezonski, povremeni i sporadični padinski morfološki proces, često vezan
za određene klizne procese. Delovanje im je vezano za eskarpmane (padine > 55
0
) ili vrlo
strme nagibe padina od 32-55
0
, te za urušavanje fizičkim i hemijskim procesima
rastrošenog materijala (različitog promera).
Uzroci urušavanja mogu biti procesi zamrzavanja i odmrzavanja, rast ledenih kristala u
steni (sezonski uzroci),bočna erozija vodotokova (povremeni uzroci) i potresi (sporadični uzrok).
Karakteristično je za strmine, pri čemu dolazi do razaranja donjih stena, a gornje gube
oslonac i ruše se (klifovi, potkopine...).
U podnožju padina nakupljeni materijal gradi blage kosine (uzvišenja koja zovemo
predgorske stepenice ili pedimenti).

420. 420/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Kod urušavanja se ne formiraju strogo određeni reljefni oblici. Javlja se reljefni oblik
kolapsium koji se sastoji od urušne niše na vrhu, urušnog koridora i urušne kupe na dnu.












Sl.599. Urušavanje - uzroci urušavanja - klif i talasna potkopina

4.7.4.8. Sufozija
Pojava ispiranja sitnih čestica iz rastresitih stenskih masa u vodonosnim slojevima na
obalama reka, jezera, mora, akumulacionih bazena, uz stvaranje ulegnuća i drugih oblika
deformacija - filtriranje podzemnih voda naziva se sufozija.
Sufozija je proces koji se odvija u koherentnim i inkoherentnim stenama, a rezultat je
ispiranje sitnih čestica radom tekućih podzemnih voda (hidrauličkog toka) u terenu.
Uslovi za razvijanje procesa sufozije slabiji su u koherentnim (poluvezanim) stenama, jer
voda najpre treba razbiti kohezione sile koje deluju među česticama da bi ih mogla
odnositi. Budući da u inkoherentnim (nevezanim) sedimentima nema kohezionih sila,
uslovi za nastanak i odvijanje procesa sufozije su povoljniji. Ispiranjem sitnih čestica
nastaje prirodno sleganje dela terena (često i urušavanje), koje se povećava u slučaju
opterećenja izgradnjom.
Dakle, ona je posledica mehaničkog i hemijskog rada, najčešće pod dejstvom filtracionog
toka (hidrauličnog toka) podzemnih voda. Pri ovom procesu dešava se dvojako delovanje
vode. Kada voda odnosi nerastvorljive mineralne čestice, takva sufozija naziva se
mehanička, a ukoliko voda rastvara mineralne čestice i odnosi ih u vidu rastvora, takva
sufozija naziva se hemijska.
Proces je vrlo lagan - spor (traje godinama), te ređe vrši nepovoljan uticaj na stabilnost
građevinskih objekata, ali je dosta rasprostranjen u prirodi.
Proces sufozije vrlo često narušava normalnu funkciju drenaža, filtera i vodozahvatnih objekata.
Osnovna sila koja izaziva razvoj mehaničke sufozije, kako je već rečeno, je hidraulični
pritisak filtracionog toka. Ako je znatnog intenziteta može pokrenuti celokupnu masu tla.
Međutim ako je hidraulični pritisak manji on pokreće samo najsitnije čestice koje ulaze u
sastav sedimenata. Kretanje ovih čestica teško se može definisati jedinstvenom teorijom,
jer postoji više problema koji utiču na to (više detalja u II delu). Osnovni su:
- procena uticaja granulometrijskog sastava na pojavu sufozije,
- određivanje veličine kritične filtracione sile koja prouzrokuje pokretanje čestica -
hidraulički uslovi i
- procenat zrna koja se nalaze u pokretu - kinematički elementi.
Sufozija je tipični stohastički proces, te se zbog toga kinematičke karakteristike procesa
sufozije mogu rešavati preko stohastičkih modela (II deo).
Uslovi nastanka i razvoja sufozije nisu isti u koherentnim i nekoherentnim materijalima.

421. 421/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Koherentni, prašinasti i glinoviti materijali makroporozne strukture (les, lesna glina, gline
mrvičaste strukture) su manje povoljni zbog sile kohezije. Najpre se mora razbiti kohezija
pa tek sve ostalo.
Nekoherentni materijali su znatno povoljniji za nastanak sufozije jer se zrna skeleta samo
dodiruju (ugao unutrašnjeg trenja).
Ispiranjem sitnih čestica nastaje prirodno sleganje
dela terena (često i urušavanje), koje se povećava u
slučaju opterećenja izgradnjom. Sprečavanje
pojava izazvanih sufozijom prilično je teško. U tu
svrhu najcelishodnije i najčešće se primenjuju
injektiranje nastalih šupljina ili izrada gijafragmi.

Sl.600. Sufozija - ispiranje sitnih čestica
4.7.4.9. Likvifakcija
Likvifakcija je proces koji nastaje u nekoherentnim (nevezanim) sedimentima zasićenim
vodom. Manifestuje se potpunim gubitkom čvrstoće zbog naglog porasta pornih pritisaka
(pod uticajem dinamičke pobude) i njihovim prelazom u tekuće stanje. Nagli porast
pornih pritisaka podzemne vode uzrokuje fizičko razdvajanje čestica nekoherentnih
stenskih masa, pri čemu se izgubi međuzrnski kontakt i trenje između zrna, a posmična
čvrstoća teži nuli. Pri tome teren se deformiše, a građevine se naginju i ruše. Taj proces
može nastati kao posledica potresa, ali i vibracija izazvanih miniranjem i kretanjem teških
vozila. Likvifakcija je najučestalija u vodom zasićenim, sitnim - ujednačeno graduisanim
pescima, ali u određenim uslovima može nastati u polukoherentnim (poluvezanim) stenama.
Sanacija terena koji su podložni likvifakciji odvija se uspešno sniženjem nivoa
podzemnih voda, povećanjem stepena zbijenosti naslaga, promenom granulometrijskog
sastava i injektiranjem.
















Sl.601. Šema diferencijalnog sleganja konstrukcije usled likvifakcije temeljnog tla i posledice likvifakcije
nakon potresa u Christchurchu (Novi Zeland), 2011.godine
Planarna oslabljenja - površine (ravni) slojevitosti, pukotine i sl. - nagute u smeru
nagiba padine, kreiraju potencijalne klizne površine u svakoj steni. Padinu degradira
svaka veća pukotina čiji je nagib > Ņ (a može biti i < 20º u slučaju glinovite ispune; pri
čemu su kohezija i porni pritisak takođe značajni).
Gusto raspucane ili tanko uslojene stene troše se do nagiba padine od 20-40º.








Sl.602.Razmicanje - širenje stenske mase - planarna oslabljenja

422. 422/952 Mirko Stanković
MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,gen.Štefanika 20/17,[email protected],tel:[phone](063/281-371)
Pitanje:
Koja je razlika između klizanja, puzanja i tečenja, a koja između odronjavanja, urušavanja
i osipanja (padinski procesi)?
Osipanje, urušavanje (i odronjavanje) i stenske lavine čine pokrete na padinama izazvane
dominantno delovanjem gravitacije usled nestabilnosti stena i odvijaju se u vrlo kratkom
vremenu.
Osipanje nastaje kad se stena usled klimatskih ili nekih drugih uticaja počne mrviti i
prosipati niz padinu pa konačno nastaje sipar sa usitnjenim stenskim materijalom.
Urušavanje se odvija kad usled nestabilnosti dolazi do odronjavanja većih delova stena
pa niz padinu nastaje urušna kupa sa krupnim komadima stena.
Stenske lavine pak nastaju usled temperaturnih promena i destabilizacije stena na strmim
padinama pa nastaju brzi tokovi stenskog materijala koji se zaustavlja na manje strmim
delovima padine formirajući stenske kupe.
Klizenje, puzenje i tečenje su pak procesi koji se takođe odvijaju pod uticajem gravitacije,
ali se vremenski duže odvijaju i imaju vrlo destruktivne posledice. Usled tih procesa
dolazi do pomaka čitave površine reljefa niz padinu.
Puzenje zemljiša je vrlo sporo kretanje zemljišta niz padinu (1-2 cm godišnje) usled
vlažnosti površine. Prepoznaje se po kolenasto povijenim stablima.
Tečenje zemljišta odnosi se na brže spuštanje površinskog dela zemljišta koje je usled
velike količine vlage skoro u tekućem stanju. Prepoznaje se prema stablima koja su
ukošena, ali u različitim smerovima.
Klizenje zmeljišta je najdestruktivnijiu proces koji nastaje kad se ispod površinskog sloja
zemljišta nalazi glina koja usled velike vlage nabubri i postane klizna podloga za
površinski sloj koji potom velikom brzinom počne kliziti uništavajući sve građevine i
biljni pokrov koji se nalazi na površini. Drveće je na klizištima uglavnom ukošeno u
smeru u kojem se padina klizila.
Klizišta su uvek posledica neke neravnoteže (nestabilnosti) unutar tla. Ona predstavljaju
"pokušaj" tla da dođe u ravnotežno (stabilno) stanje. Obično se aktiviraju posle velikih
kiša ili naglih otapanja snega.

423. 423/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5. INŽENJERSKO GEOLOŠKE KLASIFIKACIJE STENSKIH MASA
Nauka o klasifikaciji zove se "taksonomija"; bavi se teorijskim aspektima klasifikacije,
uključujući njenu osnovu, principe, procedure i pravila. Znanje koje se testira u projektima
naziva se „praktično znanje“. Iznenađujuće je da su sistemi ocenjivanja i rangiranja postali
popularni u svakom delu života u dvadeset prvom veku.
Ako možete proceniti ono o čemu govorite i izraziti to brojkama, znate nešto o tome. - Lorde Kelvine
Klasifikacije stenskih masa čine okosnicu empirijskog pristupa projektovanju i široko se
koriste u inžinjerstvu stena. Inženjerske klasifikacije stenskih masa nedavno su bile prilično
popularne i koriste se u projektima izvodljivosti. Kada se pravilno koristi, klasifikacija
stenske mase može biti moćan alat u ovim projektima. Na mnogim projektima pristup
klasifikacije je jedina praktična osnova za projektovanje složenih podzemnih konstrukcija.
Podzemni hokejaški stadion Gjovik u Norveškoj projektovan je klasifikacionim pristupom.


Sl.5.1. Podzemni hokejaški stadion Gjovik u Norveškoj projektovan je klasifikacionim pristupom.
Inženjerski sistemi klasifikacije stenskih masa koristili su se široko sa velikim uspehom u
Austriji, Južnoj Africi, Sjedinjenim Državama, Evropi i Indiji iz sledećih razloga:
1. Pružaju bolju komunikaciju između planera, geologa, projektanata, izvođača radova
i inženjera.
2. Inženjerska zapažanja, iskustvo i prosuđivanje povezani su i efikasnije konsolidovani
pomoću inženjerskog (kvantitativnog) sistema klasifikacije.
3. Inženjeri preferiraju brojeve umesto opisa; zato, sistem inženjerske klasifikacije ima
značajnu primenu u ukupnoj oceni kvaliteta stena.
4. Klasifikacioni pristup pomaže u organizaciji znanja i neverovatno je uspešan.
5. Idealna primena inženjerske klasifikacije stenske mase javlja se u planiranju
hidroenergetskih projekata, tunela, pećina, mostova, silosa, građevinskih kompleksa,
saobraćajnica, železničkih i putniha tunela i tako dalje.
Sistem klasifikacije, u poslednjih 60 godina svog razvoja, bio je svestan novih napretka u
tehnologiji podgrade stena, počevši od podgrade čeličnim rebarima do najnovijih tehnika
podgrade kao što su ankeri (sidra) za stene i mlazni beton ojačan čeličnim vlaknima (SFRS).
Pojam “stenski materijal” odnosi se na netaknutu (intaktnu) stenu u okviru diskontinuiteta.
Drugim rečima, ovo je najmanji element kamenog bloka koji nije sečen nikakvim lomom. U
materijalu stene uvek ima nekih mikro-pukotina, ali ih ne treba tretirati kao lomove. Kameni
materijal se razlikuje od "stenske mase", koja se odnosi na in situ stenu zajedno sa svojim
diskontinuitetima i profilom vremenskih uticaja. Stenski materijal ima karakteristike
prikazane na slici 5.2.

424. 424/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Brej (Bray,1967) je pokazao da ako stena sadrži deset ili više skupova diskontinuiteta (pukotina),
onda se njeno ponašanje može aproksimirati ponašanju homogene i izotropne mase sa samo 5%
pogreške zbog pretpostavljene homogenosti i izotropnog stanja.
Takođe, ako je stena masivna i sadrži vrlo malo diskontinuiteta, idealno bi se mogla ponašati
kao homogeni medijum. Hoek i Brown (1980) pokazali su da je homogenost karakteristika
koja zavisi od veličine uzorka. Ako se veličina uzorka znatno smanji, najheterogenija stena
će postati homogena stena (slika 5.3). Na slici 5.3. s je konstanta koja zavisi od karakteristika
stenske mase kao što su objasnili Hoek i Brown (1997) uvođenjem indeks geološke čvrstoće
(GSI) i za tvrde i za slabe stenske mase. Dir i sar. (1969) predložili su da ako je odnos između
razmaka pukotina i veličine otvora jednak ili manji od 1/100, stenu treba smatrati
diskontinualnom, a izvan ovog opsega treba je smatrati kontinuumom i moguće
anizotropnom.

Prelazak in situ netaknute stenske mase u
čvrsto spojenu stensku masu u zavisnosti od
razmera u slučajevima podzemnih iskopa
(levo) i nagiba otvorenog kopa (desno)

Sl.5.2. Materijalne karakteristike stena.
























Sl. 5.3. Uslovi stenske mase prema Hoek-Brownovom kriterijumu loma. (Iz Hoeka, 1994.)
Drevna Shilpshastra u Indiji stene je klasifikovala na osnovu boje, zvuka i težine.
ISO14689-1 (2003) predložio je klasifikaciju stenskog materijala na osnovu jednoosne
pritisne čvrstoće (uniaxial compressive strength - UCS) kao što je prikazano u tabeli 5.1.
Očigledno je da materijal stena može pokazati veliku raspršenost čvrstoće, recimo od 10
puta; dakle, potreba za sistemom klasifikacije zasnovanim na čvrstoći, a ne na sadržaju
minerala.

425. 425/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
UCS se može lako predvideti iz testova indeksa čvrstoće u tačkama na jezgru stena i
kamenim oblicama na mestu bušenja jer krajevi uzoraka stena ne moraju biti sečeni i
preklapani. UCS se takođe može naći iz Schmidtovog povratnog čekića (vidi Poglavlje 6).
Tabela 5.1 Klasifikacija stenskog materijala na osnovu neograničene čvrstoće na pritisak
Classification of Rock Material Based on Unconfined Compressive Strength
Rasponi za uobičajene stenske materijale
Ranges for common rock materials
Izraz za jednoosnu
čvrstoću na pritisak
Term for uniaxial
compressive strength
Simbol
Symbol
Čvrstoća
Strength
(MPa)
Granit,
Bazalt,
Gnajs,
Kvarcit,
Mermer
Škriljac,
Peščar
Schist,
sandstone
Krečnjak,
Muljeviti kamen
Limestone,
Siltstone

Škriljac
Slate
Beton
Concrete
Izuzetno slabo*
Extremely weak*
EW < 1 ** **
Vrlo slabo
Very weak
VW 1–5 ** ** ** **
Slabo /Weak W 5–25 ** ** ** **
Srednje jaka čvrsta
Medium strong
MS 25–50 ** ** ** **
Jaka-čvrsta
Strong
S 50–100 **
Vrlo jaka
Very strong
VS 100–250 **
Izuzetno jaka
Extremely Strong
ES >250 **
*Neke izuzetno slabe stene ponašaju se kao tlo i treba ih opisati kao tlo.
**Označava raspon čvrstoće stenskog materijala. Izvor: ISO 14689-1, 2003.

Česti su pravni sporovi o klasifikaciji zemlja (tlo) - stena. Međunarodna organizacija za
standarde (ISO) klasifikuje geološki materijal koji ima UCS manji od 1,0 MPa kao tlo, u
tabeli 5.2 navode se tipične približne vrednosti UCS.

Tab. 5.2 - Prosečna jednoosna čvrstoća na pritisak (qc) raznih stena, merena na uzorcima prečnika 50 mm
(I)- Magmatske; (M) - Metamorfne; (S) - Sedimentne; < Velika varijacija >, Palmstrom, 2000.
Deere i Miller (John, 1971) predložili su još jedan koristan sistem klasifikacije zasnovan na
odnos modula, koji je definisan kao odnos između modula elastičnosti i UCS-a.
Fizički, odnos modula ukazuje na inverznu vrednost aksijalnog napona pri lomu. Dakle, krti
materijali imaju visok odnos modula, a plastični materijali pokazuju nizak odnos modula.
Stena je heterogena, anizotropna, diskontinuirana masa. Kada su građevine niskogradnje
poput brana temeljene na steni, one prenose normalne i smičuće napone na diskontinuitete u

426. 426/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
stenskoj masi. Do loma može doći klizanjem duž spojne ravni u blizini ili duž temelja ili duž
uporišta brane. Za realnu ocenu stabilnosti konstrukcije sa klinom, bitna je procena otpora
smicanja stenske mase duž bilo koje željene ravni potencijalnog smicanja ili duž najslabijeg
diskontinuiteta. Čvrstoća na smicanje diskontinuiteta zavisi od izmene (alteracije) pukotina
ili diskontinuiteta, hrapavosti, debljine ispune ili materijala ispune, sadržaja vlage i itd.
Terene u prirodi izgrađuju stene koje su različite po nazivu, poreklu i starosti. U inženjersko-
geološkom smislu, one se mogu bitno razlikovati po sastavu i kvalitetu. Čak stene iste vrste
često poseduju vrednosti geotehničkih i mehaničkih karakteristika u širokim granicama.
Za praktične potrebe korisno je grupisanje stena u grupe (skupove) po unapred postavljenim
kriterijumima i parametrima koji ih na izvestan način određuju, na primer u pogledu težine
rada, obima potrebnih mera zaštite iskopa i sl. U literaturi zabeleženi su brojni pokušaji
istrazivača pojedinačno, stručnih timova i naučnih sredina da stvore pogodne sistematizacije
u okvirima određenih grupa, u kojima bi bile zastupljene stene koje poseduju jednake ili
približno slične fizičko-mehaničke karakteristike, uslovljavaju posebne prilaze u toku rada
itd. Najčešći kriterijumi klasifikacija su:
- grupisanje na osnovu mera sigurnosti,
- grupisanje na osnovu vremena postojanosti.
U prvoj grupi su postojeća kategorizacija GN 200 i GN 206. Kategorizacije po vremenu
postojanosti stena posle iskopa daju bolje odrednice za postupke po NATM, pa se jedan broj
njih ovde prikazuje u sažetom obliku.
Kategorizacija se provodi na osnovu podataka inženjersko-geološkog kartiranja i
laboratorijskih ispitivanja.
Kartiranje treba obavljati posle svakog napredovanja pri izvođenju radova. Određivanje
kategorije, međutim, vrši se samo kada nastupe bitnije promene geoloških i geomehaničkih
osobina stenske mase.
Ukoliko je građenje podzemnog objekta predviđeno u "otvorenom" useku (uz naknadno
zatrpavanje), primenjuju se drugačiji pristupi.

Proučavanje sistema klasifikacije stenskih masa kao alata za projektovanje u
inžinjerstvu stena
Empirijski pristup projektovanju u poslednje vreme usvojen je kao važan deo projekata
inženjeringa stena koji uključuju podzemne iskope, tunele, temelje brana i analizu stabilnosti
padina - kosina. Nakon upotrebe ovog pristupa u obliku sistema klasifikacije stenske mase -
Rock Mass Classification Systems (RMCS) za uspešno dovršavanje nekih velikih
inženjerskih projekata, stekla je široko priznanje i sada je postala standardna procedura za
sve veće inženjerske projekte usvajanje barem jednog RMCS-a. u fazi preliminarnog
uviđaja. Rezultati ovakvih istraživanja čine osnovu na kojoj je osmišljen čitav projekat. Iako
je prvobitno predložen za projekat podgrade tunela sredinom 1940-ih, RMCS je našla svoj
put u mnogim inženjerskim projektima različite prirode. Od projektovanja podzemnih
nosača do temelja brana, upotreba RMCS-a je široka. Ovo je takođe rezultiralo
kontinuiranom modifikacijom i nadogradnjom RMCS-a, novi sistemi su predstavljeni, a
prethodni sistemi su u velikoj meri evoluirali da bi se prilagodili svojoj svrsi.
Sistemi klasifikacije stenskih masa čine kičmu empirijskog pristupa projektovanju i široko
se koriste u inžinjerstvu stena. Rock Mass Classification Systems (RMCS) su nedavno

427. 427/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
postali prilično popularni i koriste se u projektima izvodljivosti. Klasifikacije su značajno
evoluirale otkako je Tercagi (1946) prvi predložio svoju klasifikaciju za projektovanje
podgrade tunela. Kao rezultat toga, upotreba sistema klasifikacije je postala
višedimenzionalna i takvi sistemi se danas široko koriste u inženjerskim projektima različite
prirode. Iako je prvobitno predložen kao pomoć u projektu podgrade samo za tunele, RMCS
je pronašao svoj put u mnogim drugim inženjerskim oblastima kao što su temelji,
stabilizacija nagiba - kosina, tretman zona smicanja itd.
Zato su u originalnim klasifikacijama predložene različite modifikacije kako bi se
prilagodile njihovoj upotrebi, na primer RMR ili klasifikaciju geomehanike je prvobitno
predložio Bieniawski (1973) za upotrebu u tunelima, padinama-kosinama i temeljima;
međutim M. Romana (2003a, 2003b, 2004) je predložio modifikacije u RMR-u kako bi došao
do ocene mase brane (DMR) koja se koristi kao pomoć u stabilnosti brane. Sličnu ocenu
mase nagiba (SMR) predložio je M. Romana i modifikovao Singh i Geol. (1999) je proširenje
sistema klasifikacije ocenjivanja stenske mase (RMR) koji je predložio Bieniawski (1989).
Ova teza se fokusira isključivo na RMCS, evoluciju kroz koju su prošli i njihove primene.
Iako je ogromna literatura dostupna o svakom od RMCS u odvojenim tehničkim
dokumentima ili udžbenicima, nije postojao jedinstven izvor koji bi se bavio svim RMCS.
Ovaj rad, po ugledu na puno pisanih materijala, je pokušaj da se sakupe svi RMCS u jedan
rukopis tako da može poslužiti kao sveobuhvatan izvor informacija i prva odskočna daska
za svakoga ko želi da poboljša već stečeno znanje o RMCS.
Namera ima za cilj da ispuni dve glavne svrhe:
- prvo učiniće proces učenja o RMCS brzim i lakim tako što će smanjiti mukotrpno vreme
i trud koji su potrebni za prikupljanje informacija o svim RMCS-ima,
- drugo indirektno će doprineti budućem razvoju RMCS-a delujući kao sveobuhvatan vodič
za RMCS za istraživače .
Da bi se postigao navedeni cilj, obavljeno je opsežno izučavanje postojećih naučnih i pisanih
radova kako bi se osigurala kompletnost ideje-namere u odnosu na sve do sada formulisane
RMCS. Internacionalno objavljeni istraživački radovi i pouzdani udžbenici priznatih lidera
u ovoj oblasti kao što su Terzaghi, Wickham, Deere, Bieniawski, Romana, Barton, Singh &
Goel, Sinha, Palmstrom, Hoek i mnogi drugi su detaljno ispitani.
Pristup klasifikacije stenske mase prvo je korišćen za izbor podgrade tunela. Tada su
inženjeri i inženjerski geolozi shvatili njegovu važnost i jedinstvenost, pa su ovaj koncept
proširili na padine-kosine stena i temelje, posebno temelje brana i našli rezultate koji su vrlo
bliski stvarnosti. Zaista, ova metodologija ima ograničenja i granice, ali se često koristi u
fazama projektovanja izvodljivosti, a ipak je jedinstveno sredstvo za karakterizaciju stenske
mase na terenu.
Tlo se posmatra kao inženjerski materijal
Tlom se bave razne struke (geologija, mineralogija, rudarstvo, građevina, agronomija, ...), i
svaka razmatra “svoje” osobine tla.
Ovde će se obraditi prvenstveno osobine tla koje su bitne za ono što bi se moglo nazvati
inženjerskim osobinama tla, tj. osobinama koje su bitne za projektovanje i izvođenje
građevinskih i rudarskih objekata i zahvata.

428. 428/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Za izvođenje geotehničkih radova najvažniji su podaci na osnovu kojih se ocenjuje:
- teškoća iskopa,
- sitnjenje,
- utovar i
- ugrađivanje odgovarajućim oruđima
Kod sitnozrnih materijala, koji su najrasprostranjeniji u prirodi, ova svojstva povezana su sa
4 parametra:
- granulacijom,
- plastičnošću,
- vlažnošću i
- gustinom (zbijenošću).
5.1. Osnovni principi (uslovi) inženjerske geologije
Osnovni aspekti izučavanja terena u inženjerskoj geologiji-geotehnici:
1. Izučavanje terena kao prirodne konstrukcije,
2. Izučavanje terena kao radne sredine,
3. Izučavanje terena kao ležišta geoloških građevinskih materijala i
4. Izučavanje terena kao dela životne sredine.
1. Ō Izučavanje terena kao prirodne konstrukcije
• Teren kao geološka tvorevina ima različita svojstva (fizička, strukturna, morfološka,
hemijska, itd.)
• Osnovno inženjerskogeološko svojstvo terena kao prirodne konstrukcije je stabilnost, pa
je osnovni cilj izučavanja terena - utvrđivanje stabilnosti terena u uslovima izgradnje i
eksploatacije objekata na njemu i u njemu, kao i u prirodnim uslovima.
• Teren je trodimenzionalna pojava - istraživanja moraju obuhvatiti teren kao
trodimenzionalnu geološku konstrukciju.
Teren kao prirodna konstrukcija u potpunosti je definisan ako su utvrđena sledeća njegova svojstva:
- Morfometrijska svojstva,
- Vrste sredina i njihove granice,
- Stanje podzemnih voda i
- Naponska stanja u terenu.
Da bi pojedine sredine unutar terena bile potpuno definisane potrebno je poznavati sledeća svojstva
sredine:
- Litogenetski sastav i sklop (litološke vrste stenskih masa, genezu, diskontinualnost,
genitet i tropiju u pogledu osnovnih svojstava).
- Podzemne vode (režim podzemnih voda, dinamiku i hemizam podzenih voda, uslove dreniranja).
- Naponsko stanje unutar sredine (genezu napona, raspored napona, genitet i tropiju u
pogledu naponskih stanja).
- Karakteristične uticaje jedne sredine na drugu
• Ukoliko govorimo o uzorku stenske mase utvrđuje se i stepen reprezentativnosti u
odnosu na sredinu iz koje je uzet.
- Morfološka svojstva
Litogenetski sastav i sklop (litološke vrste stenskih masa, genezu, diskontinualnost, genitet
i tropiju u pogledu osnovnih svojstava).

429. 429/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
• Nagibi površine terena,
• Visina prirodne konstrukcije,
• Razuđenost reljefa,
• Geneza reljefa.
- Vrste sredina i njihove granice
• Teren može biti sastavljen od dve ili više sredina koje se po mehaničkom ponašanju bitno razlikuju.
• “Sredina” kao osnovni element prirodne konstrukcije terena sastoji se od stenskih masa
koje imaju slične ili iste mehaničke osobine i u geostatičkom smislu se ponašaju kao celina.
- Stanje podzemnih voda
Podzemne vode (režim podzemnih voda, dinamiku i hemizam podzenih voda, uslove dreniranja).
- Naponska stanja u terenu
Naponsko stanje unutar sredine (genezu napona, raspored napona, genitet i tropiju u
pogledu naponskih stanja)
Parametri kojima se definiše stenska masa:
- Litološka i genetska vrsta stenskih masa,
- Strukturna svojstva i
- Fizička i mehanička svojstva.
Zavisno od prirode deformabilnosti sredine mogu se podeliti na:
- Plastične (slabovezane stenske mase-gline, laporci, laporovite gline, les),
- Plastične do kvaziplastične (nevezane stenske mase peskovi, šljunkovi, drobina) i
- Krte (čvsto vezane, kamenite stenske mase).
• Priroda granica (između sredina) i međusobni odnosi:
• Položaj granice,
• Oštrina granice,
• Kontinuitet stenske mase u području granice,
• Geometrijski oblik granice i
• Otpornost na smicanje duž granice.
2. Ō Inženjerskogeološko izučavanje terena kao radne sredine
- Poznavanje svojstava terena kao radne sredine ima veliki značaj pri izgradnji raznovrsnih
objekata i izvođenju geotehničkih radova na površini terena ili u podzemlju.
- Ciljevi inženjerskogeoloških izučavanja terena kao radne sredine:
- Pravilno prognoziranje ponašanja geološke sredine pri izvođenju različitih radova,
- Sagledavanje optimalnog vremena za izvođenje radova,
- Odabir najekonomičnjijeg načina iskopa i transpor,t
- Obezbeđivanje sigurnosti pri radu.
3. Ō Izučavanje terena kao ležišta geoloških i građevinskih materijala
- Svojstva terena kao radne sredine - proučavanje fizičkih, mehaničkih i tehnoloških
svojstava stenskih masa koje izgrađuju teren, kao i poznavanje morfoloških, strukturnih,
hidroloških i hidrogeoloških svojstava terena radi sagledavanja ponašanja terena u
uslovima izvođenja različitih radova.
- Svojstva terena i stenskih masa koja se najčešće proučavaju:
- Čvrstoća, tvrdoća, žilavost i kompaktnost stenskih masa, tj. opšti otpor pri iskopu,
- Otpor pri bušenju- izbor alata za bušenje,

430. 430/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
- Otpor pri miniranju-razorivost stenskih masa pod dejstvom eksploziva,
- Ovodnjenost terena-vrsta podzemnih voda, dinamika, uslovi dreniranja itd. kao i
dejstvo podzemnih voda na stenske mase u iskopu,
- Deljivost stenskih masa pri bušenju, miniranju, iskopu,
- Stabilnost i postojanost stenskih masa u kosinama i podzemnim prostorijama.
• Ciljevi: Svaka klasifikacija stenskih masa mora zadovoljavati sledeće uslove:
- Da podeli zastupljene stenske mase u grupe sličnog ponašanja,
- Da na odgovarajući način okarakteriše svaku od izdvojenih grupa,
- Da daju kvantitativne podatke za projektovanje i
- Da pruže jasnu i razumljivu podlogu za komunalnu ihfrastrukturu.
Zaključak:
Osnovni aspekti izučavanja terena u inženjerskoj geologiji-geotehnici - klasifikacija terena
kao radne sredine radi se u svrhu izjednačavanja kriterijuma, ali se sve baziraju na
pojedinim parametrima svojstva stenskih masa i terena od značaja za vrstu objekta koji se
gradi.
Većina klasifikacija teren tretira kao prirodnu konstrukciju ali pre svega se sve one odnose
i prilagođene su terenu kao radnoj sredini, odnosno uslovima izvođenja objekata u
pojedinim stenskim masama uz preporuke zaštite temeljnih iskopa u smislu stabilnosti, vrste
alata ili količine eksploziva koji se mora upotrebiti i dr. - orijentisane su najvećim delom na
geotehničke uslove izvođenja podzemnih objekata.

4. Ō Izučavanje terena kao dela životne sredine - Inženjerstvo zaštite životne sredine

Životna sredina kao retko koji aspekt izučavanja terena u inženjerskoj geologiji-geotehnici
obuhvata širok spektar oblasti građevinarstva koje se međusobno usko prepliću i međusobno
uslovljavaju. Tako geološka sredina uslovljava izbor tehnologije iskopa, koja opet posredno
utiče na nivo pritisaka stenske mase i na izbor podgradne konstrukcije (privremene i stalne).
Izbor mašina utiče na količinu štetnih gasova i dima koji se oslobađa u toku građenja pa tako
ima direktan uticaj na životnu sredinu. U toku eksploatacije kod putnih tunela, na primer, od
dužine tunela i broja vozila koja prolaze kroz tunel u jedinici vremena zavisi koji će sistem
ventilacije biti primenjen itd.
- Ekologija je nauka o životnoj sredini oikos - dom, domaćinstvo i logos - nauka, izučavanje.
- Ekologija je naučna disciplina koja proučava raspored i rasprostranjenost živih organizama
i biološke interakcije između organizama i njihovog okruženja.
U javnosti ovaj termin često se koristi kao sinonim za pojam zaštite životne sredine, što nije
ispravno jer je zaštita životne sredine samo jedna od oblasti kojima se bavi ekologija.

Životna sredina (Environment, Okruženje, Okolina) jeste skup prirodnih (biotičkih i
abiotičkih) i stvorenih vrednosti čiji kompleksni međusobni odnosi čine okruženje, odnosno
prostor i uslove za život.
• Zaštita životne sredine podrazumeva skup različitih postupaka i mera koji sprečavaju
ugrožavanje životne sredine s ciljem očuvanja biološke ravnoteže.

431. 431/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Pojam životne sredine je multidisciplinarna i interdisciplinarna nauka i vrlo širokog spektra,
pa će ovde biti samo ukratko navedeni osnovni pojmovi i .....
Dakle:
• ekologija je disciplina koja se bavi uočavanjem problema u životnoj sredini,
• inženjerstvo zaštite životne sredine predstavlja disciplinu koja nalazi način i
adekvatan pristup rešavanju uočenog problema u životnoj sredini.
Multidisciplinarna i interdisciplinarna nauka
Kroz pristupe različitih naučnih disciplina dobija celokupan uvid u procese koji se odvijaju
u životnoj sredinu i utvrđuje se kvalitet životne sredine.

Prirodne discipline Društvene nauke
• Fizika
• Hemija
• Biologija:zoologija/botanika
• Klimatologija
• Geologija
• Hidrologija
• Inženjerske dicipline
• Matematika
. …
• Ekonomija
• Menadžment
• Sociologija
• Političke nauke
• Pravo...


Osnov za preduzimanje mera:
- Prirodne nauke (biologija, biohemija, mikrobiologija…) pomažu oko razumevanja
biotičkih komponenti i njihove interakcije.
- Prirodne nauke (fizika, hemija…) koriste se za razjašnjavanje strukture abiotičkih
komponenti životne sredine i procesa koji se odigravaju u životnoj sredini, uključujući i
balans mase i energije.
- Matematika, statistika, informatika i srodne nauke pomažu u modelovanju životne sredine.

432. 432/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
ŌInženjerstvo (građevinarstvo, rudarstvo, hidrotehnika, nanothenologija) i slično
pružaju tehničko-tehnološka rešenja za sprečavanje i uklanjanje zagađenja.
- Ekonomija, sociologija, menadžment i srodne nauke pomažu u razjašnjavanju različitih
socio-ekonomskih efekata i uticaja istih na razvoj društva. Pravne nauke pružaju legalno
uporište za preduzimanje mera, utvrđivanje pravila i vođenje zakonodavne politike.

Sa stanovišta inženjerske geologije svakako je najvažniji deo zaštite geološke sredine onaj
koji se odnosi na međusobno dejstvo čoveka na životnu sredinu i obrnuto i to deo koji je
obuhvaćen interakcijskim sadejstvom objekta i terena. Tako se dolazi do toga da se u
inženjerskoj geologiji, pod zaštitom geološke sredine, podrazumeva:
- zaštita i očuvanje geološke sredine od štetnih dejstava objekata, ili materija koje su u njima,
- zaštita objekata od štetnih dejstava koji su posledica prirodnih procesa,
- zaštita prirodnih ambijentalnih vrednosti, resursa i rariteta koji mogu biti objektima
oštećeni, ili njihova eksploatacija značajno otežana izgadnjom objekata,
- planiranje očuvanja geoloških potencijala za buduću izgradnju, pre svega u gradskim
područjima.
- geološki aspekti formiranja odgovarajuće podzemne arhitekture.

Praktični aspekti zaštite geološke sredine svode se: na prikupljanje i obradu informacija o
geološkoj sredini u formu ekogeoloških karata, nameniskih ili opštih; pružanje informacija
o geološkoj sredini urbanistima i planerima iskoristljivosti prostora; pribavljanje informacija
o terenu, a sve u cilju odgovarajuće zaštite građene sredine.
Za potrebe zaštite geološke sredine, takođe, potrebno je sve informacije o sredini naneti na
odgovarajućoj ekogeološkoj, ili ekoinženjerskogeološkoj karti i profilu. Karte i profili
moraju sadržati:
- litološke, po mogućstvu litogenetske vrste stena,
- strukturne elementi (bore, rasedi, pukotine)
- tvorevine prirodnih procesa (klizišta, odroni, jaruge, bujice, tvorevine uticaja
površinskih i podzemnih voda i dr. ),
- mineralne sirovine (metalične, sirovine u industriji građevinskih materijala i
građevinske galanterije, građevinski kamen, ugljevi, nafta, voda i dr.),
- podzemne vode (prve izdani, po mogućstvu i dubljih),
- gradsko građevinsko zemljište,
- poljoprivredno zemljište,
- šumske komplekse,
- nacionalne parkove, zaštićene i druge javne površine,
- geološke raritete.

Osim prirodnih vrednosti (prirodno blago), postoje i mnogobrojni izgrađeni objekti. Oni se
često nazivaju i stvorenim vrednostima. Najvažniji objekti su: zgrade; brane i akumulacije;
saobraćajni tuneli; putevi i pruge; aerodromi; mostovi; površinski i podzemni rudnici i dr.
Svi ti objekti imaju uticaja na geološku sredinu i obrnuto sredina na njih.

433. 433/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sistem zaštite životne sredine
Sistem zaštite životne sredine čine mere, uslovi i instrumenti za:
1. Održivo upravljanje, očuvanje prirodne ravnoteže, celovitosti, raznovrsnosti i kvaliteta
prirodnih vrednosti i uslova za opstanak svih živih bića;
2. Sprečavanje, kontrolu, smanjivanje i sanaciju svih oblika zagađivanja životne sredine.

Zakon o zaštiti životne sredine
("Sl.glasnik RS", br.135/2004, 36/2009, 36/2009-dr.zakon,72/2009-dr.zakon,43/2011-odluka US i 14/2016)

• Uređuje integralni sistem zaštite životne sredine kojim se obezbeđuje ostvarivanje prava
čoveka na život i razvoj u zdravoj životnoj sredini i uravnotežen odnos privrednog razvoja
i životne sredine.











Ō Mere (preventivne):
1. Prostorno i urbanističko planiranje
2. Planiranje i izgradnja
3. Strateška procena uticaja
4. Procena uticaja projekata na životnu sredinu
5. Integrisano sprečavanje i kontrola zagađenja
6. Zaštita od hemijskog udesa
ISO 14000 - Environmental management (Upravljanje zaštitom životne sredine)
•ISO 14001- definiše zahteve i opisuje kako uspostaviti efikasan sistem upravljanja ZŽS
•ISO 14004 daje smernice za primenu zahteva standard.

Eko znak Republike Srbije Eko znak EU

434. 434/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.1.1. Uslovi i svojstva primene klasifikacija
Sistemi klasifikacije stenske mase (ili tačnije, sistemi klasifikacije stenskih inženjeringa)
razvijani su tokom godina kako bi opisali stensku masu ili tlo i formalizovali empirijski
pristup projektovanju tunela. Većina sistema klasifikacije razvijena je iz istorije slučajeva
građevinarstva. Različiti sistemi klasifikacije stavljaju različit naglasak na različite
inženjersko-geološke parametre. Mnogi sistemi se razvijaju i koriste u različite svrhe. Isti
sistem klasifikacije stenske mase može se koristiti i za opisivanje i za karakterizaciju stenske
mase i za procenu različitih projektnih mera prema empirijskim pravilima projektovanja.
Koriste se i za davanje indikatora klasifikacijama stenskog inženjerstva.

Empirijski pristup projektovanju, izgradnje i sanacije nekog građevinskog objekta zasniva
se na iskustvu stečenom prilikom realizacije projekata u sličnim uslovima. Osnova takvog
pristupa je u inženjerskoj (geološkoj) klasifikaciji stenskih masa, koja omogućuje
sistematizaciju stečenih iskustava u pogledu odnosa izeđu kvaliteta podloge, načina iskopa
i zahtevanog osiguranja nadzemnog i podzemnog objekta. Imajući u vidu da u izgradnji
nadzemnih i podzemnih objekata, zadatak projektanta je da tačno sračuna i da pravilno
prosuđuje, pri tom uzimajući u obzir dejstvo svih uticajnih faktora, pa čak i onih koji se ne
mogu kvantifikovati, takav je pristup do sada imao najširu primenu pri projektovanju
nadzemnih i podzemnih objekata. U stvari, za mnoge projekte klasifikacioni pristup služio
je kao jedna praktična osnova za projektovanje složenih građevinskih struktura.
Dakle, da bi se mogla primeniti pri projektovanju, izgradnji i sanaciji nekog građevinskog
objekta, klasifikacija stenskih masa mora da zadovolji sledeće osnovne uslove:
1. Podela određene stenske mase u grupe (kategorije, klase) sa sličnim ponašanjem.
2. Osiguranje osnove za razumevanje karakteristika i ponašanja svake grupe.
3. Davanje kvantitativnih podataka za inženjerski projekat.
4. Osiguranje zajedničke osnove za uspešnu saradnju svih učesnika u projektu.
Svojstva klasifikacija - sistem klasifikacije mora da ima sledeća svojstva:
1. Jednostavan je, razumljiv i lako se shvata i pamti,
2. Svaki pojam i izraz mora biti jasan, a primenjena terminologija je opšte prihvaćena,
3. Obuhvata - uključuje najznačajnija svojstva stenskih masa,
4. Zasnovan na parametrima koji se mogu meriti i odrediti brzim i jeftinim opitima na
terenu i laboratoriji;
5. Zasnovan je na bodovnom sistemu vrednovanja, koji uzima u obzir relativan značaj
parametara primenjenih u klasifikaciji,
6. Funkcionalan je jer daje kvantitativne podatke koji se neposredno mogu korisititi za
projektovanje, kako samog objekata, tako i podgradnog sistema.

Ō Većina klasifikacija teren tretira kao prirodnu konstrukciju ali pre svega se sve one
odnose i prilagođene su terenu kao radnoj sredini, odnosno uslovima izvođenja objekata
u pojedinim stenskim masama uz preporuke zaštite temeljnih iskopa u smislu stabilnosti,
vrste alata ili količine eksploziva koji se mora upotrebiti i dr. - orijentisane su najvećim
delom na geotehničke uslove izvođenja podzemnih objekata.

435. 435/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.1.2. Istorijska evolucija sistema klasifikacije stenskih masa
Kratak prikaz istorijske evolucije empirijskih pristupa.
Ō Godina 1990-2011
Važnost ovih sistema klasifikacije je u tome što obezbeđuju poboljšanje kvaliteta istraživanja
lokacije zahtevajući minimalne ulazne podatke jer parametri klasifikacije daju kvantitativne
informacije u svrhe projektovanja i omogućavaju bolju inženjersku procenu i efikasniju
komunikaciju na projektu. Imajući u vidu ove prednosti, istraživači i inženjeri čine
prethodnu klasifikaciju osnovom i primenjuju ove sisteme u temeljima, kosinama i
projektima iskopa. Neki od njih su opisani u tabeli 5.3. Arild Palmstrom je dao novi koncept
kauterizacije stenske mase koji obuhvata sve parametre stenske mase i tipa podgrade i dao
više detaljne preporuke podrške u poređenju sa ocenom stenske mase i Q-sistemima. E. Hoek
je izneo koncept indeksa geološke čvrstoće umesto ocene stenske mase u Hoek & Brovn
kriterijumu loma i ovaj indeks nalazi svoju primenu ne samo u kriterijumu loma već i u
proceni stabilnosti stenske mase i procene stabilnosti padine. Mnogi istraživači i inženjeri
su radili sa konceptom karakterizacije stenske mase Bieniavskog i uspešno su prilagodili
ovaj koncept velikim temeljima, kao i stenskim padinama kao što je M. Romana.

Tabela 5.3 - Hijerarhija istraživača doprinela je razvoju empirijskih pristupa u vremenu (1985-1990)


























Tabela 5.4 - Hijerarhija istraživača doprinela je razvoju empirijskih pristupa u vremenu (1990.-2011.)

436. 436/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)


















5.2. Opis sistema klasifikacije stenske mase
Ō Inženjerska klasifikacija stenske mase

Šeme klasifikacije stenske mase razvijale su se više od 100 godina otkako je Ritter (1879)
pokušao formalizovati empirijski pristup projektovanju tunela, posebno za određivanje
zahteva za podgradu - podršku. Dok su šeme klasifikacije pogodne za njihovu prvobitnu
primenu, posebno ako se koriste u granicama istorije slučajeva iz kojih su razvijene, mora
se posvetiti znatan oprez u primeni klasifikacija stenskih masa na druge probleme
inženjeringa stena.
Sažeci nekih važnih sistema klasifikacije predstavljeni su u ovom poglavlju, i iako je
učinjeno svaki pokušaj da se prikažu svi relevantni podaci iz originalnih tekstova, postoje
brojne napomene i komentari koji se ne mogu uključiti.

Većina šema klasifikacije sa više parametara (Wickham i sar. (1972), Bieniawski (1973,
1989) i Barton i sar. (1974)) razvijena je iz istorije slučajeva građevinarstva u kojoj su sve
komponente inženjersko-geološkog karaktera stenske mase je uključena. U podzemnom
rudarstvu tvrdih stena, međutim, posebno na dubokim nivoima, trošenje stenske mase i uticaj
vode obično nisu značajni i mogu se zanemariti. Različiti sistemi klasifikacije stavljaju
različite naglaske na različite parametre i preporučuje se korišćenje najmanje dve metode na
bilo kojoj lokaciji tokom ranih faza projekta.

Ō Vrste sistema klasifikacije
Na osnovu načina karakterizacije, ovi sistemi mogu se grupisati na kvalitativne i
kvantitativne. Kvalitativni, odnosno deskriptivni sistemi uključuju GSI (Indeks geološke
čvrstoće), Rock Load (Opterećenje stena) i SIA 199 (Schweizerischer Ingenieur- und
Architekten-Verein), dok su Q, RMR, RSR i RQD sistemi kvantitativni.

437. 437/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Klasifikacioni sistemi se takođe mogu klasifikovati na osnovu cilja sistema rejtinga: za
procenu stabilnosti koriste se Q i RMR sistemi; Q ne daje ograničenje podgrade dok je RMR
sistem namenjen za izračunavanje vremena mirovanja. Za proračun dizajna podgrade tla
(debljina košuljice, razmak ankera itd.) koristi se Q sistem (u manjoj meri i RMR sistem).
Za identifikaciju i određivanje klase iskopa i klasa podgrade koristi se sistem SIA 199, a za
određivanje samo inženjerskih projektnih parametara koristi se GSI.

Ō Uobičajeni sistemi klasifikacije

Šeme klasifikacije stenskih masa nastale su 1879. kada je Ritter (1879) osmislio empirijski
pristup dizajnu tunela za pronalaženje zahteva za podgradu (Hoek, 2007). Od tada se ovi
sistemi razvijaju. Većina šema klasifikacije sa više parametara (Barton i sar.,1974.;
Bieniawski,1968.,1973.,1989.; Wickham,1972.) razvijena je iz istorije slučajeva
građevinarstva (Hoek,2007.). Šeme klasifikacije stenske mase koje se često koriste u
inženjerskoj geologiji za pomoć pri projektovanju podzemnih konstrukcija su RMR, Q i
GSI sistemi.
Tabela 5.5 - Glavni sistemi klasifikacije stenskih masa (Cosar, 2004.)

438. 438/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.1. Tercagijeva klasifikacija stenskih masa, Terzaghi, 1946.
Najranije upućivanje na korišćenje klasifikacije stenske mase za projektovanje podgrade
tunela nalazi se u radu Tercagija (1946) u kojem se opterećenje stena, koje nose čelični
setovi, procenjuje na osnovu deskriptivne klasifikacije. Iako uključivanje detalja Tercagijeve
klasifikacije u ovu raspravu o dizajnu nosača ne bi imalo nikakvu korisnu svrhu, zanimljivo
je ispitati opise stenske mase uključene u njegov originalni rad, jer on skreće pažnju na one
karakteristike koje dominiraju ponašanjem stenske mase, posebno u situacijama kada
gravitacija predstavlja dominantnu pokretačku snagu.
Jasne i koncizne definicije i praktični komentari uključeni u ove opise su dobri primeri vrste
inženjersko-geoloških informacija, koje su najkorisnije za inženjersko projektovanje.
Zatim je definisao ove pojmove tuneliranja na sledeći način (citirani iz njegovog rada):
- Netaknuta (intaktna) stena (intact rock) ne sadrži ni spojeve ni pukotine. Dakle, ako se
lomi, lomi se karakterističnim zvukom. Zbog oštećenja stene usled miniranja, krhotine mogu
pasti sa krova (kalote) nekoliko sati ili dana nakon miniranja. Ovo je poznato kao stanje
raspadanja. Tvrda, netaknuta stena takođe se može sresti u stanju pucanja koje uključuje
spontano i nasilno odvajanje kamenih ploča sa strana (oporaca) ili krova (kalote).
- Slojevita stena (stratified rock) sastoji se od pojedinačnih slojeva sa malo ili nimalo otpora
na razdvajanje duž granica između slojeva. Slojevi mogu ili ne moraju biti oslabljeni
poprečnim pukotinama. U takvoj steni stanje lomljenja je prilično uobičajeno.
- Umereno ispucala stena (moderately jointed rock) sadrži spojeve i pukotine, ali su blokovi
između pukotina lokalno srasli ili tako blisko povezani da vertikalni zidovi ne zahtevaju
bočnu podršku (podgradu). U stenama ovog tipa može se naići i na uslove ljuštenja i pucanja.
- Blokovska i raspucala stena (blocky and seamy rock) sastoje se od hemijski netaknutih
ili skoro netaknutih fragmenata stena koji su potpuno odvojeni jedan od drugog i nesavršeno
povezani. U takvim stenama, vertikalni zidovi mogu zahtevati bočnu podršku.
- Zdrobljena (raspadnuta) (crushed rock) ali hemijski netaknuta stena ima karakter rada
drobilice. Ako je većina ili svi fragmenti sitni poput sitnih zrna peska i nije došlo do
recementacije, drobljena stena ispod nivoa vode pokazuje svojstva peska koji nosi vodu.
- Zgnječena - stisnuta stenska masa podložna skupljanju-gnječenju (squeezing rock) stena
polako napreduje u tunel bez primetnog povećanja zapremine. Preduslov za gnječenje je
visok procenat mikroskopskih i submikroskopskih čestica liskunastih minerala ili minerala
gline sa malim kapacitetom bubrenja.
- Nabubrela (nabujala) - stenska masa podložna bubrenju (swelling rock) stena prodire
(napreduje) u tunel uglavnom zbog širenja. Čini se da je sposobnost bubrenja ograničena na
one stene koje sadrže minerale gline kao što je montmorilonit, sa visokim kapacitetom
bubrenja.
Tercagi je poznat u geotehničkom inženjerstvu i on je prva osoba koja je formulisala prvu
racionalnu metodu klasifikacije procenom opterećenja stena u skladu sa projektovanjem
čeličnih elementima.
Tercagijeva klasifikacija opterećenja stena (1946.) bila je prvi praktični sistem klasifikacije
koji je uveden i dominantan je u Sjedinjenim Državama više od 40 godina, pokazao se vrlo
uspešnim za tunelisanje sa čeličnim nosačima.

439. 439/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Godine 1946. Tercagi je objavio svoj rad i opisao stenske mase u devet kategorija, tab.5.6.
Ova deskriptivna klasifikacija izvedena je na osnovu strukturnih diskontinuiteta stenske
mase.
 Razvijena je za potrebe projektovanja i izvođenja tunelskih podgradnih sistema.
 Prva praktična i racionalna metoda procene mogućeg opterećenja stenske mase koje se
prihvata ugradnjom podgrade od čeličnih lukova.
 Dominantna klasifikacija u USA za izvođenje radova u tunelogradnji tokom 50 godina
dvadesetog veka.
 Stenska masa je podeljena na 9 opisnih odnosno kvalitativnih kategorija, tab.5.6.
 Opterećenje se određuje u zavisnosti od kategorije stenske mase, širine i visine tunela i
predstavlja težinu zone rastresene stenske mase ispod rasteretnog svoda.
Pri tome posebno je značajno po prvi put uvođenje sledećih pojmova u mehaniku stena:
- intaktna (netaknuta) stenska masa (intact rock),
- uslojena stenska masa (stratified rock),
- umereno ispucala stenska masa (moderately jointed rock),
- stenska masa u blokovima i raspucala stenska masa (blocky and seamy rock),
- raspadnuta (zdrobljena) stenska masa (crushed rock),
- stenska masa podložna skupljanju-gnječenju (squeezing rock) i
- stenska masa podložna bubrenju (swelling rock).
Tabela 5.6 - Klase stena prema Tercagijevoj teoriji opterećenja, (Sinha, 1989)
KATEGORIJA
(KLASA) STENE
Rock class
VRSTA STENE
Type of rock

DEFINICIJA
Definition
I
Čvrsta i
netaknuta (intakna)
Stena je bez nepovoljnih uslova. Ne sadrži ni spojeve ni pukotine. Ako se slomi, lomi se preko
netaknute stene. Nakon iskopavanja stena može imati neke pukotine i pukotine od krova. Pri
visokim naprezanjima može doći do spontanog i nasilnog lomljenja kamenih ploča sa strana ili
krova. Neograničena pritisna čvrstoća je jednaka ili veća od 100 MPa
II
Tvrdo slojevito
i škriljavo
Stena je tvrda i slojevita. Slojevi su obično široko razdvojeni. Stena može, ali i ne mora imati
ravni slabosti. U takvoj steni, ljuštenje je prilično uobičajeno.
III
Masivna umereno
ispucala
Ispucala stena. Pukotine su široko razmaknute. Pukotine mogu, ali i ne moraju biti cementirane
(ispunjene). Može sadržavati i „dlakaste“ pukotine, ali ogromni blokovi izmeĎu spojeva su tesno
povezani tako da vertikalni zidovi ne zahtevaju bočnu podgradu. Može doći do ljuštenja
IV
Umereno kockasta
(blokovska) i puno
brazgotina- šavova
Pukotine su manje razmaknute. Blokovi su veličine oko l m. Stena može, ali i ne mora biti tvrda.
Pukotine mogu, ali i ne moraju biti zaceljene, ali je preplitanje toliko intimno da se ne vrši niti
očekuje nikakav bočni pritisak
V
Vrlo kockasto i
izbrazdano
ispucalo) - šavno
Blisko rasporeĎene pukotine. Veličina bloka je manja od l m. Sastoji se od skoro hemijski
netaknutih fragmenata stena koji su potpuno odvojeni jedan od drugog i nesavršeno povezani.
Očekuje se neki bočni pritisak male veličine. Vertikalni zidovi mogu zahtevati oslonce –
podgradu.
VI
Potpuno smrvljena
(izlomljena) ali
hemijski netaknuta
Sastoji se od hemijski netaknute stene koja ima karakter agregata za drobljenje. Nema
meĎusobnog povezivanja. Očekuje se značajan bočni pritisak na podupirače tunela. Veličina
bloka može biti od nekoliko centimetara do 30 cm
VII
Gnječenje stene
umerene dubine
Gnječenje je mehanički proces u kome stena napreduje u otvor tunela bez primetnog povećanja
zapremine. Umerena dubina je relativan pojam i može biti do 150 m do 1 km
VIII
Gnječenje stene
velike dubine
Dubina može biti veća od 150 m. Maksimalna preporučena dubina tunela h je 1000 m (2000 m
u vrlo dobrim stenama)
IX
Bubrenje stene.
(Stene koje
nabubre)
Bubrenje je povezano sa promenom zapremine i posledica je hemijske promene stene obično u
prisustvu vlage ili vode. Neki škriljci upijaju vlagu iz vazduha i bubre. Stene koje sadrže
minerale koji bubre kao što su montmorilonit, ilit, kaolinit i drugi mogu nabubriti i vršiti jak
pritisak na podgradu stene

440. 440/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.1.1. Tercagijeva teorija opterećenja stene, Terzaghi, 1946.
Tercagi je predložio da faktor opterećenja stene Hp predstavlja visinu zone labavljenja iznad
krova (kalote) tunela koja će verovatno opteretiti čelične lukove. Ove faktore opterećenja
stenom Tercagi je procenio iz 5,5 m širokih železničkih putnih tunela u Alpima tokom kasnih
dvadesetih godina. Za dobijanje podgradnog pritiska iz faktora opterećenja stene Hp, Tercagi
je predložio sledeću jednačinu:
p = Hp γ H … (1.1)
Gde je p pritisak podgrade, γ je jedinična težina stenske mase, a H je dubina tunela ili
debljina otkrivke. Slika 5.4 prikazuje šematski prikaz Tercagijevog koncepta opterećenja
stenom. Opterećenja stena u tunelu u skladu sa gornjom formulom navedena su u tabeli 5.7 i 5.8.
Obloga (podgrada) mora izdržati celokupnu težinu stena i tla iznad njih samo u ekstremnom
slučaju plitkog tunela gde stena sadrži glatke vertikalne spojeve i gde malo ili nimalo
horizontalni naponi deluju na povećanje trenja. Naponi se preraspoređuju oko otvora
dilatacijom i mobilizacijom snage duž pukotina u mehanizmu poznatom kao savijanje
(Terzaghi 1946). Obloga mora izdržati samo one napone koje ne nosi svod stene.
Tercagijev koncept opterećenja stenom objašnjen je na slici 5.4.
Opterećenje se određuje u zavisnosti od kategorije stenske mase, širine i visine tunela i
predstavlja težinu zone rastresene stenske mase ispod rasteretnog svoda.
Terzagijev koncept stenskog luka (Terzaghi’s ground arch concept).















Sl.5.4. Model tunela i kriva interakcije stena-podgrada za stensku masu koja okružuje tunel. Terzagijeve
preporuke za opterećenje na oblogama tunela (Terzaghija, 1946) - vertikalni pritisak:pv=c∙Hp, horizontalni
pritisak: ph=Ka (pv+0,5 c∙Ht ). Visina stenske mase koja opterećuje tunel (Hp - prikazano u desnom delu
slike) zavisi od vrste i kvaliteta stenske mase koja kontroliše veličinu zone zakrivljenosti (D).
Napomena:
B - raspon tunela u metrima;
Ht - Visina otvora u metrima na dubini većoj od 1,5 (B+Ht)*;
Hp - visina rastresite stenske mase iznad opterećenja krune tunela.

441. 441/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ō Opterećenja tla - Ground loads,Tercagijev (1946) koncept opterećenja stenom u tunelima



























Sl.5.5. Razvoj "plastične zone" u stenskoj masi koja okružuje tunel.

Predložena opterećenja stena iz Tercagijeve klasifikacije stenskih masa, Tabela 5.7, vidi i tabelu 5.8.

Reakcija tla - konvergencija
Kao što je pokazano na krivi odgovora tla, ključni princip u tuneliranju stena je
prepoznavanje da je glavna komponenta podgrade tunela čvrstoća stenske mase i da se ona
može mobilizovati minimiziranjem deformacija i sprečavanjem "olabavljenja" stenske mase.
Tokom izgradnje tunela, doći će do određenog opuštanja stenske mase iznad i duž oporaca
tunela. Terzaghi (1946) je formulisao prvu racionalnu metodu procene opterećenja stena
pogodnu za projektovanje čeličnih elemenata za podgradu.

Kretanju olabavljene površine stene (abcd), sl.5.4., odupreće se silama trenja duž njegovih
bočnih granica i te sile trenja pomažu da se veći deo težine otkrivke prenese na materijal sa
obe strane tunela.
Veliki bočni pritisak, potrebno je invertovanje.
- Preporučuju se kružna rebra - lukovi.
- Potrebna su kružna rebra. U ekstremnim slučajevima,
preporučuje se upotreba podloge za popuštanje.
Značajan bočni pritisak
Efekti omekšavanja curenja prema dnu tunela zahtevaju ili
kontinuiranu podgradu za donje krajeve rebara ili kružna rebra.

442. 442/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.7- Terzaghijevi faktori stenskog opterećenja (Kumar Verman, 2013)
Kategorija Stanje stenske mase
Faktor stenskog
opterećenja (Hp)
Napomena
I Čvrsta i intaktna 0
Potrebna laka podgrada samo ako se javlja
površinsko prskanje stena
II Čvrsta, slojevita ili škriljava 0 - 0,5*B
Laka podgrada samo kao zaštita od prskanja
stene
III Masivna i blago razlomljena 0 - 0,25*B Nema bočnog pritiska
IV Srednje razlomljena i borana 0,25*B - 0,35*(B+Ht) Nema bočnog pritiska
V Vrlo razlomljena i blokovita (0,35 - 1,10)*(B+Ht) Mala vrednost bočnog pritiska
VI
Potpuno razlomljena, ali
hemijski neporemećna
1,10*(B+Ht)
Značajan bočni pritisak. Efekt razmekšanja ili
tečenja sa dna otvora zahteva kontinuiranu
podgradu za donje delove otvora
VII
Plastifikovana (stiskajuća)
stena male dubine
(1,10 - 2,10)*(B+Ht)
Veliki bočni pritisak, zahteva oblogu poda.
Preporučuje se kružni presek
VIII
Plastifikovana (stiskajuća)
stena velike dubine
(2,10 - 4,50)*(B+Ht)
Veliki bočni pritisak, zahteva oblogu poda.
Preporučuje se kružni presek
IX Bujajuća stena
Do 80 m ne zavisi od
vrednosti (B+Ht)
Kružni otvor. U ekstremnim situacijama
potrebna je popuštajuća podgrada
Kao takvi, krov (svod) i oporci tunela potrebni su samo da podrže ravnotežu koja je
ekvivalentna visini Hp. Tercagi je povezao ovaj parametar sa dimenzijama tunela i
karakteristikama stenske mase kako bi definisao smernice za proračun podgrade od čeličnih
lukova.

Alternativni metod projektovanja podgrade tunela razvijen je u Evropi i njegovo poreklo
može se pratiti u Fennerovom radu (1938). Ova metoda zasniva se na razvoju "plastične
zone" u stenskoj masi koja okružuje tunel kao što je ilustrovano na slici 5.5.
Terzcagi je izvršio brojna testiranja modela koristeći pesak bez kohezije kako bi proučio
oblik onoga što je nazvao "zemljanim lukom" iznad tunela. Na osnovu ovih ispitivanja i
svog iskustva u tunelima sa čeličnom podgradom, predložio je raspon vrednosti opterećenja
stena naveden u tabeli 2. Fusnote koje su pratile ovu tabelu u originalnom radu uključene su
radi pojašnjenja. Međutim, Sesil (Cecil) je otkrio da je Tercagijeva klasifikacija previše
opšta da bi omogućila objektivnu procenu kvaliteta stena i da ne daje kvantitativne
informacije o svojstvima stenske mase. Preporučio je da se njegova upotreba ograniči na
procenu opterećenja stena za tunele sa čeličnim lukovima.

Ako se stenska formacija sastoji od niza horizontalnih slojeva peščara ili krečnjaka i
“nezrelih” škriljaca, iskop tunela se obično povezuje sa postepenim zbijanjem stene sa obe
strane tunela, što uključuje pomeranje krova-kalote prema dole. Nadalje, relativno niska
otpornost na klizanje na granicama između takozvanog škriljca i stene verovatno će značajno
smanjiti nosivost stene koja se nalazi iznad krova (kalote) za premošćavanje. Dakle, u takvim
formacijama, krovni pritisak može biti kao u vrlo blokovitoj i raspucaloj stenskoj masi
(blocky and seamy rock).

Ograničenje Tercagijeve teorije je da nije primenjiva za tunele šire od 9 m (Goel, 1999).
Deere et al. (D.U. Deere, 1970) je modifikovao Tercagijev sistem klasifikacije uvođenjem
oznake kvaliteta stene (RQD) kao jedinog merila kvaliteta stene.

Tabela 5.9 prikazuje modifikacije koje su izvršili Dir i Sesil (Deere i sar. 1967 i Cecil, 1970)
je zaključio da Tercagijeva klasifikacija ne daje kvantitativne informacije o svojstvima
stenske mase.

443. 443/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.8 - Opterećenje stena u tunelima u različitim klasama (kategorijama) stena, Tercagi 1946.

KATEGORIJA
(KLASA) STENE
Rock class
STANJE STENE
Rock condicion
FAKTOR NOSIVOSTI
STENA Hp
Rock load factor
NAPOMENE
Remarks
I Čvrsta i netaknuta (intakna) Nula
Lagana obloga je potrebna samo ako doĎe do ljuštenja
ili pucanja
II Tvrdo slojevito i škriljavo** 0-0.25B
Lagana podgrada uglavnom za zaštitu od ljuštenja.
Opterećenje se može naglo menjati od tačke do tačke
III Masivna umereno ispucala 0-0.5B
Lagana podgrada uglavnom za zaštitu od ljuštenja.
Opterećenje se može naglo menjati od tačke do tačke
IV
Umereno kockasta (blokovska)
i puno brazgotina- šavova
0.25B – 0.35 (B+Ht) Nema bočnog pritiska
V
Vrlo kockasto i izbrazdano
ispucalo) - šavno
(0.35 -1.10) (B+Ht) Mali ili nikakav bočni pritisak
VI Potpuno smrvljena (izlomljena) 1.10 (B+Ht)
Značajan bočni pritisak
Efekti omekšavanja i curenja prema dnu tunela
zahtevaju ili kontinuiranu podgradu za donje krajeve
rebara ili kružna rebra
VII
Gnječenje stene umerene
dubine
(1.10-2.10) (B+Ht)
Težak bočni pritisak, potreban je obrnuti (invertan)
svod. Preporučuju se kružna rebra.
VIII
Gnječenje stene umerene
dubine
(2.10-4.50) (B+Ht)
Težak bočni pritisak, potreban je obrnuti (invertan)
svod. Preporučuju se kružna rebra.
IX
Bubrele stene.
(Stene koje nabubre)
Do 80 m, bez obzira
na vrednost B +Ht
Potrebna su kružna rebra.
U ekstremnim slučajevima, preporučuje se upotreba
popuštajuće podgrade.
Napomena: uz sliku 5.4.:
B - Raspon tunela u metrima
Ht - Visina otvora u metrima na dubini većoj od 1,5 (B+Ht)*
Hp - visina rastresite stenske mase iznad razvijajućeg opterećenja krune tunela
*Pretpostavlja se da se krov (kalota) tunela nalazi ispod nivoa vode. Ako se trajno nalazi iznad podzemne
vode, vrednosti date za tipove 4 do 6 mogu se smanjiti za pedeset posto.
**Neke od najčešćih stenskih formacija sadrže slojeve škriljaca. U nepovoljnom stanju, pravi škriljci nisu
ništa lošiji od ostalih slojevitih stena. Međutim, termin škriljac se često primenjuje na čvrsto zbijene
glinene sedimente koji još nisu stekli svojstva stena. Takozvani škriljci mogu se ponašati u tunelu poput
stiskanja ili čak bubrenja stena.

5.2.1.2. Modifikovana Tercagijeva teorija za tunele i pećine
Singh, Jethva i Dube (1995) uporedili su pritisak podgrade meren iz tunela i pećina sa
procenama iz Tercagijeve teorije opterećenja stenom i otkrili da se pritisak podgrae u
tunelima i pećinama u stenama ne povećava direktno sa veličinom iskopa kao što je
pretpostavio Tercagi (1946) i drugi. Ovo je uglavnom zbog dilatantnog ponašanja stenskih
masa, hrapavosti spojeva i sprečavanja labavljenja stenske mase poboljšanom tehnologijom
izrade tunela. Oni su naknadno preporučili obim pritisaka podgrade kao što je navedeno u
tabeli 10 i za tunele i za kaverne za one koji i dalje žele da koriste Tercagijev pristup
opterećenju stenom. Primetili su da su pritisci podgrade skoro nezavisni od veličine otvora.

444. 444/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.9 - Tercagijev koncept opterećenja stenom po modifikaciji Deere i dr., (D.U. Deere, 1970)
KATEGORIJA
(KLASA) STENE
Rock class
STANJE STENE
Rock condicion

RQD %
FAKTOR NOSIVOSTI
STENA Hp
Rock load factor
NAPOMENE
Remarks
I
Čvrsta i
netaknuta (intakna)

95 -100
Nula
Lagana obloga je potrebna samo ako
doĎe do ljuštenja ili pucanja
II
Tvrda slojevita
i škriljava

90 - 99 0-0.25B
Lagana podgrada uglavnom za zaštitu od
ljuštenja. Opterećenje se može naglo
menjati od tačke do tačke
III
Masivna umereno
ispucala

85 - 95
0-0.5B Nema bočnog pritiska
IV
Umereno kockasta
(blokovska) i puno
pukotina- šavova

75 - 85
0.25B – 0.35 (B+Ht)
Tipovi IV, V i VI smanjeni su za oko
50% u odnosu na Terzagijeve vrednosti
jer nivo vode ima mali uticaj na
opterećenje stene (Terzaghi, 1946)
V
Vrlo kockasto i
izbrazdano
ispucalo) - šavno

30 – 75
(0.2 -0.6) (B+Ht)
Tipovi IV, V i VI smanjeni su za oko
50% u odnosu na Terzagijeve vrednosti
jer nivo vode ima mali uticaj na
opterećenje stene (Terzaghi, 1946)
VI
Potpuno smrvljena
(izlomljena)

3 – 30
(0.6 - 1.10) (B+Ht)
Tipovi IV, V i VI smanjeni su za oko
50% u odnosu na Terzagijeve vrednosti
jer nivo vode ima mali uticaj na
opterećenje stene (Terzaghi, 1946)
VI a Pesak i šljunak


0 - 3
(1.1 - 1.4) (B+Ht)
Tipovi IV, V i VI smanjeni su za oko
50% u odnosu na Terzagijeve vrednosti
jer nivo vode ima mali uticaj na
opterećenje stene (Terzaghi, 1946)
VII
Zgnječene stene
umerene dubine

NA (1.10-2.10) (B+Ht)
Težak bočni pritisak, potreban je
obrnuti (invertan) svod. Preporučuju se
kružna rebra.
VIII
Zgnječene stene
velike dubine

NA (2.10-4.50) (B+Ht)
Težak bočni pritisak, potreban je
obrnuti (invertan) svod. Preporučuju se
kružna rebra.
IX
Nabubrele stene.
(Stene koje bubre)

NA
Do 80 m, bez obzira
na vrednost B +Ht
Potrebna su kružna rebra. U
ekstremnim slučajevima, preporučuje
se upotreba popuštajuće podgrade.

Zanimljivo je primetiti da se ispostavlja da su preporučeni pritisci podgrade krova isti kao
oni dobijeni iz Tercagijevih faktora opterećenja stenom kada se B i Ht zamene širinom tunela
od 5,5 m. Utvrđeno je da su procenjeni pritisci podgrade krova iz tabele 10 uporedivi sa
izmerenim vrednostima bez obzira na veličinu otvora i uslove stene (Singh i sar., 1995). Ovi
autori su dalje upozorili da će se pritisak podgrade verovatno povećati direktno sa širinom
iskopa za deonice tunela kroz zone smicanja sa zalizanim oporcima, velika udubljenja
ispunjena glinom, slabe glinene škriljce i uslove u tlu u kojima se isprepliću blokovi,
nedostaje ili gde se gubi čvrstoća spoja i klinovi stena mogu pasti zbog prekomerne
konvergencije krova zbog odloženih oslonaca nakon vremena uspona. Treba napomenuti da
širi tuneli zahtevaju smanjen razmak između ankera (sidra) ili čeličnih lukova i deblje
obloge, jer se opterećenje stene povećava direktno sa širinom iskopa, čak i ako se podgradni
pritisak ne povećava sa veličinom tunela.

Značaj Tercagijeve klasifikacije je doprinos opisu pojedinih karakteristika stenske mase koje daju
presudan uticaj na ponašanje stenske mase, naročito u uslovima u kojima geostatički naponi imaju
presudan uticaj.

445. 445/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Nedostaci Tercagijeve klasifikacije:
- klasifikacija je preuopštena da bi dozvolila objektivnu procenu kvaliteta stenske mase,
- ne daje kvantitativne informacije o osobinama stenske mase,
- prestaje biti prihvatljiva nakon usvajanja modernih metoda izvođenja radova u
tunelogradnji uz korišćenje mlaznog betona i geotehničkih sidara.
Tabela 5.10 - Preporuke Singha i sar. (1995) o podgradnom pritisku za tunele i pećine u stenama

Terzaghi’s classification Classification of Singh et al. (1995)
Recommended support pressure (MPa)
Categor
y
Rock condition
Rock load
factor (H)p
Category Rock condition pv Ph Remarks
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
I Hard and intact 0 I Hard and intact 0 0 -
II
Hard stratified
or schistose
0 to 0.5 B II
Hard stratified
or schistose
0.04-0.07 0 -
III
Massive,
oderately jointed
0 to 0.25 B III
Massive,
moderately jointed
0.0–0.04 0 -
IV
Moderately
blocky,seamy,
and jointed
0.25 B to 0.35
(B + Ht)
IV
Moderately blocky,
seamy, very jointed
0.04-0.1 0–0.2 pv
Inverts may
be required
V
Very blocky and
seamy, shattered
arched
0.35 to 1.1
(B+ Ht)
V
Very blocky and
seamy, shattered
highly jointed, thin
shear zone or fault
0.1-0.2 0–0.5 pv
Inverts may be
required, arched roof
preferred
VI
Completely
crushed but
chemically
intact
1.1 (B + Ht) VI
Completely crushed
but chemically
unaltered, thick
shear and fault zone
0.2-0.3 0.3–1.0 pv
Inverts essential,
arched roof essential
VII
Squeezing
rock at
moderate
depth
1.1 to 2.1
(B + Ht)
VII
Squeezing rock
condition


VII A
Mild squeezing
(ua/a up to 3%)
0.3-0.4
Depends on
primary stress
values, ph may
exceed pv
Inverts essential. In
excavation flexible
support preferred.
Circular section with
struts recommended
VII B
Moderate squeezing
(ua/a = 3 to 5%)
0.4-0.6 -do- -do-
VIII
Squeezing rock
at great depth
2.1 to 4.5
(B + Ht)
VII C
High squeezing
(ua/a >5%)
6.0-1.4 -do- -do-
IX Swelling rock Up to 80 m
VIII Swelling rock
VIII A Mild swelling 0.3-0.8
Depends on type
and content of
swelling clays, ph
may exceed pv
Inverts essential in
excavation, arched
roof essential
VIII B Moderate swelling 0.8-1.4 -do- -do-
VIII C High swelling 1.4-2.0 -do- -do-
pv - vertical support pressure; ph - horizontal support pressure; B - width or span of opening; Ht - height of opening;
ua - radial tunnel closure; a - B/2; thin shear zone - up to 2 m thick. Source: Singh et al., 1995.


5.2.2. Lauferova klasifikacija (Lauffer) 1958.- Klasifikacije koje uključuju vreme stajanja
Nakon Tercagija, Laufer (Lauffer, 1958) je predstavio koncept vremena stajanja za raspon
tunela koji daje način da se definiše tip i količina i vrsta podgrade tunela. Glavni značaj ove
klasifikacije je u tome da povećanje raspona tunela dovodi do značajnog smanjenja vremena
mirovanja. Lauferova originalna klasifikacija više se ne koristi, jer su je više puta
modifikovali drugi austrijski inženjeri, posebno Pačer i sar. (F. Pacher, 1974).
Lauferov predlog klasiflkacije stenskih masa zasnovan je na načinima po kojima se
ispoljavaju podzemni pritisci. Polazne namere autorovih istraživanja bile su u funkciji

446. 446/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
potreba projektovanja i građenja tunela pod pritiskom u alpskim područjima. Međutim,
ostvareni rezultati dobili su šire značenje i mogu korisno poslužiti za orijentaciju pri proceni
kvaliteta stenskih masa uopšte. Pored toga, taj sistem, prikazan tabelarno, omogućava
procene stabilnosti stenskih masa u toku građenja. Kao osnovni parametar Laufer je uveo
"slobodan raspon" neosiguranog (nepodgrađenog) dela tunela.
Laufer vodi računa o "vremenu stajanja" shodno pokazanom na dijagramu (slika 5.6). Na
apscisi je predstavljeno vreme u logaritamskoj razmeri (od 1 sekunde do 100 godina), a na
ordinati raspon (0,10 do 10 m). Uočljivo je da stabilnost opada idući od desno-gore prema
levo-dole. Svakom iskustvenom slučaju pripada jedna tačka (x), a vrednosti koje se najčešće
susreću u austrijskoj praksi pripadaju šrafiranom području.



















Sl.5.6. Lauferov dijagram o "vremenu stajanja".
Termin “stand-up time” prvi put je upotrebljen u Lauferovoj klasifikaciji stenske mase
(1958) u odnosu na tzv. “efektivni raspon bez podgrade”, a zatim je modifikovan od strane
Bartona i sar. (1975) i Bieniawski (1993). Do sada je vreme mirovanja bio koristan
parametar u mehanici stena i projektovanju tunela. Utiče na izbor metode iskopa, ciklusa
iskopa i metode armiranja stene i vreme za postavljanje podgrade stene. Drugim rečima,
vreme mirovanja nije funkcija samo svojstava stenske mase već i tehnike iskopavanja.
Ō Laufferova klasifikacija, 1958:
• Razvijena za potrebe izgradnje podzemnih objekata.
• Parametri za klasifikaciju:
• vreme stajanja nepodgrađenog iskopa “stand-up time” (vremenski period u kome
će iskop biti stabilan bez podgrade nakon iskopa),
• merodavni raspon tunelskog iskopa (dimenzija nepodgrađenog dela iskopa, širina i
rastojanje do čela iskopa).
• Podela stenske mase na 7 klasa (A-G), tabela 5.11.

447. 447/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.11 - Podela stenske mase na 7 klasa (A-G)

KLASA STENE STABLLNOST STENE TIP OSIGURANJA
A Stabilna Bez podgrade
B Obrušava se, ispadanje pojedlnlh komada Zaštita gornjeg dela (kalote)
C Vrla obrušljiva Osiguranje slemena
D Lomljiva, rastrese se Laka podgrada
E Vrlo lomljiva, jako se rastresa Poluteška podgrada
F Izaziva pritiske Podgrada sa oblaganjem
G Izaziva jake pritiske Padgradnja sa oblaganjem i osiguranjem čela
Na slici 5.7a prikazan je slučaj manje stabilne stene (kraći "slobodan raspon", l), a na slici
5.7b slučaj kada je stenska masa stabilnija (duži "slobodan raspon",l).
Sl. 5.7. Prikaz "vremena stajanja" klasa stenskih masa slučaj manje stabilne i stabilnije stene
Dakle,
- Razvijena za potrebe projektovanja i izrade tunelskih podgradnih sistema.
- Zasnovana je na ranijim saznanjima na području mehanike stena i tunela.
- Predlaže korelaciju između vremena postojanosti stenskog iskopa nepodgrađenog
raspona u odnosu na različite klase na koje je podeljena stenska masa.
- Vreme postojanosti nepodgrađenog raspona predstavlja vreme u kojem tunelski
nepodgrađeni raspon može stajati bez podgrađivanja.
- Nepodgrađeni raspon predstavlja širinu tunelskog iskopa ili udaljenost od izvedene
podgrade do čela iskopa ukoliko je isti raspon manji od raspona iskopa.
- Značaj Lauferove klasifikacije ili koncepta vremena nepodgrađenog iskopa je u
zahtevima na skraćenje vremena potrebnog za ugradnju podgrade. Na primer, iskop
tunela malog raspona koji se koristi kao pilot tunel ispred glavne tunelske prostorije,
može se izvesti uz izradu minimalne podgrade u dužem vremenskom periodu, dok iskop
tunela velikog raspona u istoj stenskoj masi ne može biti stabilan bez trenutne ugradnje
podgradnog sistema.
- Parametri zavise od orijentacije ose tunela u odnosu na strukturni sklop stenske mase,
nagiba u poprečnim presecima, metode iskopa i metode podgrađivanja.

448. 448/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl.5.8.Odnos između aktivnog raspona i vremena
mirovanja za različite klase stenske mase, 7 kategorija
stena: od vrlo dobre (A) do vrlo loše (G), (Lauffer 1958.)




Budući da se metode klasifikacije zasnivaju na empirijskoj oceni kvaliteta stenske mase kroz
specifične parametre, određivanje svojstava stenske mase za procenu kvaliteta stenske mase,
kao i vreme stajanja na licu mesta je vrlo teško. Zato, razvoj matematičkog modela je
neophodan i ima veliki značaj za procenu vremena mirovanja u tunelu. Cilj je razviti
analitičko rešenje za predviđanje vremena mirovanja stenske mase koja okružuje tunel na
osnovu modela reološke deformacije korišćenjem Abelovog jezgra puzanja i dozvoljenog
pomaka zida tunela. Rezultati numeričkog primera prikazani su u dobroj saglasnosti sa
predloženom metodom Bieniawskog.
Lauferova klasifikacija (1958) zasnivala se na radu Stinija (1950) i predstavljala je značajan
korak napred u veštini tuneliranja jer je uvela koncept vremena mirovanja aktivnog raspona
u tunelu, koji je vrlo relevantan za određivanje tipa tunela i veličinu (vrstu) podgrade tunela.
Laufer je sugerisao da je vreme stajanja za bilo koji aktivni raspon povezano sa
karakteristikama stenske mase na način prikazan na slici 5.6 i 5.8. Vreme mirovanja je
dužina vremena u kojoj će podzemni otvor stajati bez podgrade nakon iskopavanja i
blokiranja, dok je aktivni raspon najveći nepodgrađeni raspon u delu tunela između čela i
podgrade. U tunelu, raspon bez podgraade definiše se kao raspon tunela ili udaljenost između
čela i najbližeg oslonca - podgrade, ako je veći od raspona tunela.
Metode iskopa tunela uodređenimklasama stenske mase
i vreme stajna bez podgrade (podrške)

449. 449/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Na slici 5.8 slova se odnose na klasu stena. A je veoma dobra stena, koja odgovara
Tercagijevoj tvrdoj i netaknutoj - intaktnoj steni, dok je G veoma loša stena koja otprilike
odgovara Tercagijevoj steni koja se gnječi (stiska-skuplja) ili bubri.


Sl.5.9. Prosečno vreme mirovanja v/s nepodgrađeni raspon
Kako je rečeno, rezultati numeričkog primera prikazani su u saglasnosti sa predloženom
metodom Bieniawskog. Barton i Beniawski analizirali su nekoliko istorijskih slučajeva i
uveli važno poboljšanje:




















Sl.5.10. Empirijski pristupi Bartona i Beniawskog
Klasifikacija RMR se sve više prihvata u svetu kao standard, jer obuhvata praktično sve važne
parametre značajne za ponašanje stene, a iz tih kvantitativnih pokazatelja može se jednostavno doći
i do određenih kvalitativnih pokazatelja kakav je na primer modul deformacije stene.
Za RMR > 50 može se uzeti da je E = 2 RMR - 100 u GPa.
Za mekše stene Serafim i Pereira (1983.) dali su sledeću formulu:
&#3627408440;=10
&#3627408453;&#3627408448;&#3627408453;−10
40, &#3627408482; &#3627408442;&#3627408451;&#3627408462;, RMR klasifikaciju je Bienawski.
Ostali kvalitativni parametri dati su u tabeli 1.
Lauferovu originalnu klasifikaciju su od tada modifikovali
brojni autori, posebno Pacher i dr. (1974), i sada čini deo
opšteg pristupa tuneliranju poznatog kao Nova austrijska
tunelska metoda (New Austrian Tunnelling Method NATM).

450. 450/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.2.1. Modifikovana Lauferova klasifikacija, Pacher, Rabcevic, Golser, 1974.
Kako je rečeno, Lauferova originalna klasifikacija više se ne koristi, jer su je više puta
modifikovali drugi austrijski inženjeri, posebno Pacher i dr. (F. Pacher, 1974).

- Klasifikacija je rađena za saobraćajne tunele većih preseka, prečnika 10-15 m,
probijane i podgrađivane u skladu sa NATM (Novom Austrijskom Tunelskom Metodom).
- Zasnovana je na rezultatima naučnog istraživanja ponašanja stenske mase u zoni oko
tunelskog otvora.
- Daje način iskopa sa zaštitnim i podgradnim merama kao i njihovo vremensko
provođenje.
- Proverena je na velikom broju projekata.

Stenska masa podeljena je u 4 grupe (A, B, C i D) odnosno 6 klasa (I, II, III, IV, Va i Vb).
- U grupu A spadaju klase I i II odnosno slabo do jako obrušive stenske mase. Sekundarni
naponi izazvani otvaranjem podzemnog iskopa ne prelaze čvrstoću stenske mase. Iskop se
izvodi u punom profilu.
U klasu I spadaju stabilne do neznatno obrušive stenske mase sklone ispadanju pojedinih
blokova. Stena oko podzemnog otvora ostaje stabilna bez podgrađivanja ili sa osiguranjem
lokalnih slabih mesta.
U klasu II spadaju jako obrušive stene kod kojih je prisutno jače odvajanje kao rezultat
uslojenosti i ispucalosti pa su potrebne površinske odnosno lokalne mere zaštite.

- U grupu B spada klasa III odnosno rastresene do vrlo rastresene stenske mase. Sekundarni
naponi na obodu otvora prelaze čvrstoću stenske mase. Iskop se ne može vršiti u punom
profilu. Pored površinske potrebne su i sistematske mere zaštite.

- U grupu C spadaju klase IV i Va odnosno stenske mase koje nakon iskopa izazivaju
pritiske na podgradni sklop. Sekundarni naponi izazvani otvaranjem podzemnog iskopa
prelaze čvrstoću stenske mase već kod delimičnog iskopa.
U klasu IV spadaju stenske mase koje izazivaju umerene pritiske na podgradni sklop, a u
klasu Va stene koje izazivaju jak pritisak na podgradni sklop. Potrebne su sistematske mere
zaštite, razrada podzemnog otvora i zatvaranje podgradnog prstena.

- U grupu D spada klasa Vb odnosno posebni slučajevi, kao što su bujajuće stenske mase
ili potpuno nekoherentan materijal za koje klasične metode mehanike stena nisu dovoljne.
Potrebne su posebne mere podgrađivanja.


Nedostaci modifikovane Lauferove klasifikacije:
- potrebno je dosta praktičnog iskustva
za primenu,
- nije zasnovana na bodovnom sistemu, a opis
stenske mase je kvalitativan,
- podgrada je određena samo kvalitativno.


Sl.5.11. Dijagram modifikovanog Laufera (1988) u kojem
su predstavljene različite klase stenskih masa za iskop
tunela mehaničkim uređajima (MTB).Bieniawski, Z.T. (1989)
Inženjerske klasifikacije stenskih masa; John Wiley & Sons;

451. 451/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.3. RABČEVIČEVA (Rabcevic) KLASIFIKACIJA
Vreme koje protekne od trenutka iskopa do izrade konstrukcije za osiguranje (podgrada)
predstavlja bitan faktor koji utiče na pojavu i način ispoljavanja podzemnih pritisaka. Kao
autor NATM, Rabčevič je dao uslove za njenu primenu i primenu sidara, vodeći računa i o
toj činjenici. Prema njemu, faktor vreme je period u kojem teme iskopa stoji posle jednog
otpucavanja bez podgrađivanja, a da se ne obrušava. On je prvi zaključio da je vreme stajanja
nepodgrađene stenske mase karakteristika njenog ponašanja.
Tabela 5.12 - Vreme stajanja nepodgrađene stenske, (Rabcevic)

Procenjeno vreme stajanja izvodač može koristiti kao dragocen podatak, koji pokazuje
koliko vremena stoji na raspolaganju za izradu osiguranja.
Ukoliko osiguranje prati iskop na većem odstojanju, raspon svoda jednak je otvoru iskopa.
Kod manje stabilnih stenskih sredina, osiguranje se mora vršiti odmah posle odnosno mora
se "premošćavati" odstojanje od čela iskopa do veze izvedenog osiguranja.

5.2.4. Klasifikacija prema postojanosti stenskih masa
Jedna od klasifikacija, stara ali vrlo dobra, prema vremenu postojanosti stena nakon iskopa,
uređena u duhu austrijskih i švajcarskih propisa, bila je prihvaćena i korišćena na širim prostorima
i u našem okruženju. Ugrađena je u tehničke uslove za izgradnju tunela na putevima, u bivšoj
Jugoslaviji - tzv. “Privremeni tehnički propisi” koji su, uz neke dorade, važili sve do raspada
Jugoslavije. U toj klasifIkaciji sve vrste stena u okviru tunelskih iskopa svrstane su u pet kategorija.

452. 452/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
I kategorija
Obuhvata vrlo čvrste, malo izlomljene stenske rnase, kod kojih su naponi, koji se pojavljuju
na površini iskopa, manji od čvrstoće stene. U toj stenskoj masi treba da bude manje od tri
sistema talasastih pukotina, zbog kojih nije moguće ispadanje u blokovima. U okolini iskopa
nema pojava plastifikacije. Deformacije koje su veličine nekoliko milimetara, javljaju se
tokom i neposredno nakon iskopa. Vanprofilski iskop je zanemarljivo mali. Izbijanje se vrši
u punom profilu i sa maksimalnim napredovanjem. Osiguranje (podgrađivanje) u načelu nije
potrebno, osim izuzetno pojedinačnim sidrima. Kada je nadsloj jako visok moguća je pojava
gorskog udara. Uticajem vode ove stene se ne menjaju, podzemni pritisci se ne pojavljuju.
Karakteriše ih jasan zvuk pri udaru.
Dubina bušenja (napredovanja) nije ograničena. U interesu zastite strukture stene i što
manjeg vanprofilskog iskopa treba primenjivati tehniku ravnog miniranja (smol blasting).
Kao mera za osiguranje radnika i opreme, i to samo u gornjem delu profila, može biti sloj
mlaznog betona MB 30 debljine 0-5 cm, sidara duzine 1,5-2 m i čelične mreže (sve prema
potrebi). Radovi osiguranja mogu se obavljati odvojeno od izbijanja.
U područjima gorskih udara koriste se sidra dužine 3 m, ugrađena u temenu, eventualno i u
bokovima. U tim slučajevima, osiguranja treba izvesti neposredno nakon iskopa. Ove mere
valja preduzimati i na deonicama sa jakim dotokom vode.
Po klasifikaciji Laufera, ove stene spadaju u grupu A, veoma dobra stena a po klasifikaciji
Tercagija u grupu 1, tvrda i netaknuta - intaktna stena.

II kategorija
Obuhvata zdrave, izlomljene stene, sa najvise tri sistema pukotina, kod kojih smičući naponi u
temenu iskopa prekoračuju njihovu čvrstoću. Pukotine su na razmacima većim od 0,50 m. U zoni
radova ne dolazi do plastifikacije. Deformacije mogu biti veličine nekoliko milimetara, a
ispoljavaju se u toku i neposredno nakon iskopa. Kada je visok nadsloj, jače je naglašena mogućnost
pojave gorskog udara.
Moguće je ispadanje manjih blokova u toku iskopa i, u vezi s tim, nastajanje prekopa. U geološkom
smislu, to su stene kao i u I kategoriji, ali jače ispucale i nepovoljno uslojene. Hemijski su zdrave,
a voda ne izaziva nikakve promene na njima. Štetan uticaj podzemnih voda može biti jedino na
glinene preslojke, usled čega se smanjuje trenje među slojevima, pa je moguće pomeranje i
ispadanje u blokovima.
Ovde spadaju slojevite do tanko slojevite stene. Slojevi su horizontalni ili blago nagnuti. Ispucalost,
slojevitost i škriljavost mogu biti razlog da se, posle relativno kratkog vremena nakon iskopa,
pojave odvaljivanja (uglavnom u gornjem delu profila). Neophodna osiguranja rade se 20 m ispred
radnog čela.
lzbijanje se vrši u punom profilu sa maksimalnim napredovanjem. Primenjuje se tehnika ravnog
miniranja. Lokalne pojave nestabilnih blokova u gornjem delu proflla treba osigurati sidrenjem
odmah nakon iskopa.
Zavisno od stepena degradiranosti stene, prmenjuju se sledeći oblici zaštite:
- samo sloj nearmiranog mlaznog betona debljine 5 cm,
- sloj armiranog mlaznog betona debljine 5 cm,
- sidra dužine 2,5-3 m na razmacima koji obezbeđuju optimalne efekte u kombinaciji sa
mlaznim betonom i čeličnim mrežama.
Radovi osiguranja moraju pratiti iskop i biti završeni na udaljenosti 20 m od radnog čela. Po
Lauferovoj klasifikaciji, ovi materijali spadaju u grupe B i C,a po Tercagiju u grupe 2,3,4 i 5.

453. 453/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
III kategorija
U ovu kategoriju spadaju polomljene stene koje poseduju manje čvrstoće i sposobne su da
nepodgrađene stoje samo kraće vreme. Poseduju tri i više sistema pukotina, koje su na
prosečnom razmaku 0,2 do 0,6 m. Ivični naponi na konturi neposredno nakon iskopa, ili
kraće vreme iza toga, veći su od čvrstoće stene, i mestimično dolazi do plastifikacije.
Moguća je pojava podzemnih pritisaka. Deformacije dostižu nekoliko milimetara i brzo se
smiruju nakon iskopa i izrade osiguranja. Veličina vanprofilskog iskopa zavisi od lokalne
orijentacije diskontinuiteta. U toku iskopa i kavanja mogu se javljati ispadanja blokova.
Primenjuje se stepenast iskop profila, sa dužinom napredovanja do 3 m.
Zaštitu iskopanog prostora valja otpočeti nanošenjem mlaznog betona odmah nakon iskopa.
Sistemsku zaštitu treba vršiti prema potrebi i dovršiti je do udaljenosti 10 m od radnog čela.
U ovu grupu ubrajaju se i jače degradirane stene II kategorije. Prepoznatljive su po
tankoslojevitoj škriljavosti i uskim pukotinama. Na udar zvone muklo.
Karakteristični predstavnici su laporovite stene (manje laporoviti krečnjaci, laporoviti
peščari i dobro uslojeni laporci).
Konstrukciju za osiguranje čine sidra dužine 3,5-4 m, prečnika 25 mm, nosivosti 200 kN.
Postavljaju se u rasporedu 2,0x2,0 do 1,5xl,5 m. Sloj armiranog mlaznog betona treba da je
debeo 5-10 cm. U težim varijetetima ove kategorije vrši se ojačanje čeličnim lukovima u
kaloti na razmacima do 1,5 m.
Po Lauferovoj klasifikaciji,u ovu kategoriju spadaju stene grupe D i F,a po Tercagiju stene grupe 6.

IV kategorija
U ovu kategoriju spadaju jako ispucale stenske mase sa pukotinama na razmacima 0,2 m. U
ovim stenama javljaju se podzemni pritisci duž celokupne konture iskopanog otvora,
stabilnost je mala ili nikakva (plastifikacija stenske mase oko celog iskopa). Moguća su
značajna ispadanja, pojave deformacija, (ispoljavaju se sve do završetka konstrukcije za
osiguranje) i izdizanje dna.
Stene IV kategorije su tanko škriljave, imaju mnogo pukotina, veliku vlažnost i ispreturane
zone. Iskop se vrši bez upotrebe eksploziva, pomoću odgovarajućih alata i mašina i to
stepenastom razradom - gornji (kalotni) deo, srednji deo i deo za podnožni svod. Dozvoljena
dužina napredovanja iznosi 1 do 2 m. Paralelno sa napredovanjem radi se osiguranje i to
odmah posle iskopa, i uz uslov da se dovrši nakon sledećeg napredovanja. Prilikom svakog
prekida osigurava se mlaznim betonom i radno čelo (napredovanje u kalotnom delu može
iznositi oko 1 m, u srednjem i 3 m).
Osiguranje treba da bude elastična konstrukcija sastavljena od:
- adhezionih sidara dužine 4 do 5 m na rastojanjima 1,5 do 2 m,
- čeličnih lukova odabranog tipa i preseka, na rastojanju 1,5 m (priljubljenih uz konturu iskopa),
- (čeličnih talpi debljine 3 mm, po potrebi),
- sloja armiranog mlaznog betona debljine 10-20 cm.
Primarna konstrukcija mora biti kontinuirana celina, ali je preporučljivo ljusku od mlaznog
betona ne raditi kao zatvoren prsten, već u području nastavka čeličnih lukova ostaviti
zglobove po celoj dužini (širina 10-20 cm). Ta mera omogućava da se deformacije
"slobodnije" ispoljavaju i skraćuje period njihovog smirivanja.
Podnožni svod se izvodi neposredno iza iskopa i osiguranja srednjeg dela profila.

454. 454/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Završnu, sekundarnu konstrukciju valja uraditi kada merenja konvergencije pokažu
prestanak deformacija na konturi. Ako iz određenih razloga nije moguće duže čekanje, radi
se dopunsko ojačanje sidrima veće dužine, koja sežu u elastičnu, neporemećenu zonu.
Ojačanja treba uskladiti sa proračunima koji se provode sa utvrđenim računskim
parametrima u toku građenja.
Ukoliko i to nije dovoljno, radi se unutrašnja armirano betonska konstrukcija zatvorene
forme. Ona mora biti dovoljno ojačana i osposobljena da pouzdano može preuzeti pritiske
koji se javljaju.
Po Lauferovoj klasifIkaciji, ova kategorija spada u grupu F, a po Tercagiju u grupu 7.

V kategorija
Peta kategorija obuhvata materijale visoke plastičnosti, sa malim ili skoro nikakvim
vremenom slobodnog stajanja (potpuno dezintegrisane stenske mase, kakve se nalaze u
rasednim zonama). Karakteristična je pojava vrlo jakih pritisaka na svim slobodnim
površinama. Neophodna je zaštita celog obima iskopanog prostora, uključujući i radno čelo
(javljaju se dublje zone plastifikacije u okolini iskopa). Deformacije nemaju tendenciju
smirivanja sve dok se ne uspostavi konstrukcija za osiguranje, i mogu dostići vrednost
nekoliko centimetara. Otkopavanje se vrši u najmanje tri faze po visini (gornji deo, srednji
deo, područje podnožnog svoda) koristeći ručni alat ili odgovarajuće masine i bez upotrebe
eksploziva. Iskopavanju prethodi ugrađivanje podužnih čeličnih elemenata u gornjem delu
(šipke ill cevi, sa zajedničkim nazivom "koplja“, ill čelične talpe u slučaju kada se radi u
nekoherentnim materijalima). Izradu osiguranja treba započeti odmah nakon iskopa, a
završiti ga pre sledećeg napredovanja.
Obavezno je merenje deformacija i na osnovu njih dati ocenu stabilnosti u svakoj fazi rada.
U ovu kategoriju spadaju:
- milioniti, potpuno izlomljene stene, zdrobljeni filiti, morenski i drugi nevezani materijali
sa mnogo vode i bez kohezije, te minerali gline koji bubre. Mogući su izvori pod jakim
pritiscima. Zavisno od stanja materijala, talpe, ukotiko se ugraauju, treba dobro zaptivati
(brtviti) (razmicanje nije poželjno zbog mogućnosti procurivanja). Posle ugradnje čeličnih
elemenata, vrši se ojačanje sidrima i armiranim mlaznirn betonom. Prostore iza talpi i
razlabavljene zone treba popuniti cementnim malterom iIi injektirati. Dužina napredovanja
iznosi 0,5-1 m. Otkop se vrši prvo po konturnim zonama Prilikom rada neophodan je veliki
oprez. Za iskop dužih deonica koriste se mašinski uređaji sa štitom, uz brzo osiguranje
prefabrikovanim elementima.
- sve vrste materijala ukojima nije moguć iskop po konvencionalnim postupcima (prema nazivima
kao u kategorijama I-IV) zbog velikih deformacija, kao što su: meka plastična glinovito-peskovita
zemljišta zasićena vodom, nekoherentni pesak, tlo koje bubri ili ima tiksotropne osobine.
Otkopavanje u ovakvim materijalima zahteva posebne mere poboljšanja tla raznim postupcima
(zamrzavanje, hemijska stabilizacija, elektroosmoza).
Zaštita iskopanog prostora vrši se čeličnim lukovima potrebne krutosti, armiranim mlaznim
betonom debljine do 20-25 cm i sidrima dužine 5 i više metara. Tip osiguranja određuje se prema
veličini i karakteru pritisaka, odnosno prema karakteristikama brdske mase.

Po Lauferovoj klasifikaciji, ovi materijali spadaju u grupu G, a po klasiflkaciji Tercagija u grupu
8. U speciličnim okolnostima može se postupiti prema navedenom u delu opisa kategorije IV.

455. 455/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.5. RQD klasifikacija, Deere i sar., 1967.

Dir i sar. (D.U.Deere, 1967) uveo je indeks koji opisuje kvalitet stenskih jezgara iz bušotina,
poznat kao Indeks kvaliteta stene (Rock Quality Designation - RQD). Dir je razvio vezu
između indeksa kvaliteta stene i inženjerskog kvaliteta stene (Deere, 1968). Tehnički indeks
kvaliteta stene je modifikovani procenat izvlačenja jezgra koji uključuje isključivo čvrste
komade jezgra dužine 100 mm (4 inča) ili veće duž ose jezgra. Metode za procenu indeksa
kvaliteta stene opisane su u Dodatku A. Indeks kvaliteta stene nalazi svoje mesto u velikom
broju sistema klasifikacije stenske mase i kosmološki opisuje kvalitet stenskog materijala.
Iako je jednostavan i jeftin, ali ne daje orijentaciju pukotina, stanje pukotina, razmak između
pukotina, dužinu pukotina, vrstu ispune pukotina i uslove naprezanja. Zato nije bilo dovoljno
dati adekvatan opis stenske mase.
- Nije isključivo vezana na tunele.
- Rock Quality Designation (RQD) indeks definisan je kao postotak intaktnog jezgra koje
sadrži odlomke dužine 100 mm ili duže u ukupnoj dužini izbušenog jezgra.
- Za određivanje vrednosti RQD, Međunarodno društvo za mehaniku stena (International
Society for Rock Mechanics - ISRM) određuje prečnik jezgra 54.7 mm. Obzirom na to
tokom godina je predloženo više korekcionih faktora za izračunavanje RQD za različite
prečnike jezgra (bušenja). Zaključeno je da se granična vrednost od 100 mm može
koristiti za sve veličine prečnika jezgra ukoliko se prilikom merenja isključuju oštećenja
jezgra nastala bušenjem i rukovanjem.

Ovaj autor je predložio kvantitativni indeks za kvalitet stene (Rock Quality Designation, RQD)
baziran na postotku jezgra iz bušotine izvučene dijamantskim jezgrom. Ovo je indeks koji se široko
koristi i posebno je koristan u klasifikaciji stenskih masa kako bi se odabrali najpogodniji sistemi
podgrade u tunelima. Definiše se kao postotak jezgra izvučenog u obliku netaknutih komada dužine
100 mm ili više u celoj razmatranoj bušotini:

&#3627408453;&#3627408452;&#3627408439;=
Σ &#3627408465;&#3627408482;ž&#3627408470;&#3627408475;&#3627408462; &#3627408476;&#3627408465;&#3627408473;&#3627408476;&#3627408474;&#3627408462;&#3627408472;&#3627408462; &#3627408471;&#3627408466;&#3627408487;&#3627408468;&#3627408479;&#3627408462; &#3627408465;&#3627408482;ž&#3627408466; &#3627408476;&#3627408465; 10 &#3627408464;&#3627408474;
&#3627408456;&#3627408472;&#3627408482;&#3627408477;&#3627408475;&#3627408462; &#3627408465;&#3627408482;ž&#3627408470;&#3627408475;&#3627408462; &#3627408471;&#3627408466;&#3627408487;&#3627408468;&#3627408479;&#3627408462;
∙100; &#3627408453;&#3627408452;&#3627408439;=
(38+17+20+35)
200
⋅100=55%
Obično se određuje prilikom izvođenja mehaničkog snimanja sa izvlačenjem jezgra na svaka 2
metra, otprilike, tako da je brz pokazatelj kvaliteta stene u trenutku bušenja.

Utvrđeno je da je RQD praktičan parametar za karotažu jezgra, ali sam po sebi nije dovoljan da
pruži adekvatan opis stenske mase (Bieniawski, 1984). Za dobijanje RQD koriste se sledeće
metode.
RQD je parametar koji zavisi od smera i pada pukotina i njegova vrednost može značajno
da se promeni u zavisnosti od orijentacije bušotine. Upotreba volumetrijskog broja pukotina
može biti veoma korisna u smanjenju ove zavisnosti od smera.
RQD je namenjen da predstavi kvalitet stenske mase in situ. Kada se koristiti oprema za
dijamantsko bušenje, mora se voditi računa da se lomovi, koji su uzrokovani rukovanjem ili
procesom bušenja, identifikuju i ignorišu prilikom određivanja vrednosti RQD.
Kada se koristi Palmstromov odnos za mapiranje ekspozicije, prelomi izazvani eksplozijom
ne bi trebalo da budu uključeni prilikom procene Jv.
Dirov RQD je bio vrlo korišćen, posebno u Severnoj Americi, nakon svog uvođenja.
Cording i Deere (1972), Merritt (1972) i Deere i Deere (1988) pokušali su da povežu RQD
sa Tercagijevim faktorima opterećenja stenom i zahtevima za sidrenjem u tunelima.

456. 456/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
RQD indeks koristi se kao jedan od osnovnih ulaznih parametara u mnogim, kasnije
razvijenim klasifikacijama, a posebno u dve glavne klasifikacije stenske mase: RMR i Q
sistemima.

Ō Direktna metoda
Za određivanje RQD-a, Međunarodno društvo za mehaniku stena (ISRM) preporučuje
veličinu jezgra prečnika najmanje 54,7 mm (NX u američkoj terminologiji) dobijen pomoću
uređaja za bušenje sa dvostrukom cevi pomoću dijamantskog svrdla. Veštačke frakture
mogu se identifikovati blisko prilepljenim jezgrima i neobrađenim površinama. Sve veštačke
prelome treba zanemariti kad se računa dužina jezgra za RQD. Sporo bušenje će takođe dati
bolji RQD.

Odnos između RQD i inženjerskog kvaliteta stenske mase kako je predložio Deere (1968)
vidi se u tabeli 5.13.
Ispravan postupak za merenje RQD prikazan je na slici 5.12. RQD je najčešća metoda za
karakterizaciju stepena pukotina u jezgru bušotine, iako ovaj parametar može implicitno
uključiti i druge karakteristike stenske mase kao što su trošenje i „gubitak jezgra“
(Bieniawski, 1989).

Sl.5.12. Procedura za merenje i proračun RQD (After Deere, 1989).
RQD = dužina odlomaka jezgra duže od 10 cm/ukupna dužina jezgra (38+17+20+35) x 100/200 = 55%
RQD = 55%, Izvor: Hoek, E. (1999) Napomene o kursu o Rock Engineeringu, 313 str.

Tabela 5.13 - Klasifikacija tipova stena geološkog masiva, prema vrednostima RQD - Korelacija između
RQD i kvaliteta stene, Correlation between RQD and Rock Quality,






Procena vrednosti RQD indeksa često je potrebna na lokacijama na kojima je provedeno
inženjerskogeološko kartiranje. U tim terenima nije potrebno koristiti jezgro iz bušotine
ukoliko se može dobiti bolja slika stenske mase inženjerskogeološkim kartiranjem. U tom
slučaju preporučuju se dve metode procene RQD indeksa:

1. Iz kartiranja na površini (npr. zasek u stenskoj masi) može se dobiti prosečna udaljenost
pukotina (broj pukotina podeljen sa dužinom intervala na kojem je kartiranje izvršeno).
Bieniawski (Bieniawski, 1989), na osnovu prethodnog rada Priesta i Hudsona (Priest and
Hudson, 1976), dao je vezu između prosečne udaljenosti pukotina i RQD, slika 5.13.
RQD ( %) Kvalitet stene
< 25 % Vrlo slaba
25 − 50 % Slaba
50 − 75 % Povoljna
75 − 90 % Dobra
90 − 100 % Odlična

457. 457/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)














Sl.5.13. Odnos između razmaka diskontinuiteta i RQD indeksa (Bieniawski, 1989)
Vrednost RQD indeksa može se odrediti na osnovi prosečnog razmaka pukotina. Treba
naznačiti da maksimalna moguća vrednost RQD indeksa dobijena na osnovu merenja
razmaka pukotina prema Bieniawskom odgovara u potpunosti odnosu predloženom prema
Priestu i Hudsonu. Priest i Hudson (1976) izveli su sledeći odnos (jedn.1) između RQD i
frekvencije linearnog diskontinuiteta po metru (λ) gde razmak diskontinuiteta prati
eksponencijalnu distribuciju prema sledećem izrazu:
RQD = 100 e
-0.1ζ
(0.1ζ+1) (1)
gde je: ζ = 1/(učestalost pukotina).
Korelacija razmaka pukotina i prosečnog RQD indeksa iz dijagrama vodi ka konzervativnim
procenama. Prihvatljiviji je dati izraz. Nažalost, nije naznačeno da je odnos vezan i na nagib
pukotina u odnosu na kartirani presek.

2. Na osnovu rezultata prostornog kartiranja stenske mas moguće je stvoriti
trodimenzionalnu sliku razmaka pukotina. Palmstrom 1982. je predložio da se u slučaju
nedostatka podataka o stenskoj masi dobijenih bušenjem, RQD indeks može odrediti iz broja
pukotina (diskontinuiteta) vidljivih na površini po jedinici zapremine stenske mase.
Palmstrom određuje veličinu Jv kao broj pukotina prisutan u kubnom metru stene: &#3627408445;
&#3627408483;=∑(
1
&#3627408454;
&#3627408470;
)
gde je: S - razmak pukotina u metru posmatranog seta pukotina

RQD indeks zavisan je od Jv za stensku masu bez glinovitih ispuna prema sledećem izrazu:
RQD = 115 - 3.3 Jv (2)
gde je RQD u postocima i Jv ≤ 4.5.
Ō Indirektne metode
- Seizmička metoda
Metoda seizmičkog istraživanja koristi varijaciju elastičnih svojstava slojeva koja utiču na
brzinu seizmičkih talasa koji putuju kroz njih, pružajući tako korisne informacije o
podzemnim slojevima. Ova metoda je relativno jeftina i brza za primenu i korisna je pri
proučava velike količine stenskih masa. Sledeće informacije o stenskim masama dobijaju se
iz ovih ispitivanja:
(1) lokacija i konfiguracija temeljnih stena i geoloških struktura u podzemnoj površini, i

458. 458/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
(2) efekat diskontinuiteta u stenskoj masi može se proceniti upoređivanjem in situ brzine
kompresionog talasa na licu mesta sa laboratorijskom zvučnom brzinom netaknute bušotine
dobijene iz iste stenske mase:
RQD = (VF/VL)
2
∙ 100 (3)
gde je VF in situ brzina kompresionog talasa, a VL je brzina kompresionog talasa u jezgru
netaknute stene. Za detalje o seizmičkoj metodi, može biti koristan bilo koji udžbenik koji
se bavi ovom temom, tako da se ovde neće detaljisati.
- Zapreminski (volumetrijski) broj pukotina
Kada jezgra nisu dostupna, RQD se može proceniti iz broja pukotina (diskontinuiteta) po
jedinici zapremine (Jv). Odnos koji se koristi za pretvaranje Jv u RQD za stenske mase bez
gline dao je (Palmstrom, 1982.)
RQD indeks je zavisan od Jv za stensku masu bez glinovitih ispuna prema sledećem izrazu:
RQD = 115 - 3.3 Jv (4)
gde je RQD u postocima i Jv ≥ 4.5
Palmström (1982) je pokazao da, kada jezgro nije dostupno, ali su tragovi diskontinuiteta
vidljivi u površinskim izloženostima ili istražnim mestima, RQD se može proceniti iz broja
diskontinuiteta po jedinici zapremine, koristeći sledeći odnos za stenske mase bez gline:
RQD =115-3.3Jv (5)
gde Jv predstavlja ukupan zbir broja pukotina po kubnom metru ili volumetrijski broj
pukotina. Palmstrom (2005) je predložio novu jednačinu
RQD = 110 - 2.5 Jv. (6)
Nova korelacija (jed.6) verovatno daje prikladniju prosečnu korelaciju od postojeće
jednačine. (jed.4), koji može biti reprezentativan za dugačke ili ravne blokove, dok
jednačina. (jed.6) je bolje koristiti za blokove kockastog (tablastog) oblika (Palmstrom, 2005).
Volumetrijski broj pukotina (Jv) opisali su Palmstrom (1982, 1985, 1986) i Sen i Eissa
(1992). To je mera za broj pukotina unutar jedinične zapremine stenske mase definisane sa

(7) ili

gde je Si prosečni razmak pukotina u metrima za posmatrani i
-ti
skup pukotina, a J je ukupan
broj pukotina, osim nasumične grupe pukotina.
Nasumične pukotine takođe mogu se uzeti u obzir uz pretpostavku „slučajnog razmaka“.
Palmstrom (1982) je predstavio približno pravilo korekcije palca za ovo sa razmakom od 5m
za svaku slučajnu pukotinu (Palmstrom, 2005):

(8)

gde je Nr broj nasumičnih pukotina na stvarnoj lokaciji, a A je površina u m
2
. Nr se može
proceniti iz zajedničkih opservacija, jer se zasniva na merenju slučajnih frekvencija. U
slučajevima kada dođe do nasumičnih nepravilnih pukotina, Jv se može naći prebrojavanjem
svih pukotina uočenih u području poznate veličine. Tabela 5.14 prikazuje klasifikaciju Jv.
Palmstrom (2002) je objavio da jed.4 može biti netačna za nekoliko situacija.
Jed.4 uopšteno daje vrednosti RQD koje su preniske. Međutim, kada jezgra nisu dostupna,
utvrđeno je da je (jed.4 i 6) alternativa za procenu RQD.

459. 459/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Iako je RQD jednostavan i jeftin indeks, kada se razmatra sam, nije dovoljan da pruži
adekvatan opis stenske mase jer zanemaruje orijentaciju pukotina, stanje pukotina, vrstu
ispune pukotina i stanje napona.
Tabela 5.14 - Klasifikacija zapreminskog (volumetrijskog) broja pukotina (Jv)
R. br.
S. No.
STEPEN PUKOTINA
(Degree of jointing)
Jv
1 Vrlo niska/Very low < 1.0
2 Niska/Low 1–3
3 Umerena/Moderately 3–10
4 Visoka/High 10-30
5 Vrlo visoka/Very high 30-60
6 Zdrobljena/Crushed >60
Izvor/Source: Palmstrom, 2005.
Palmstrom (2002) je objavio da jed. (5) može biti netačna za nekoliko situacija. Jed. (5) uopšte daje
vrednosti RQD koje su preniske. Međutim, kada jezgra nisu dostupna, jed. utvrđeno je da je (4.2a,b)
alternativa za procenu RQD.
Ō Korelacija između Jv i Vb
Kao što je pokazao Palmstrom (2005), korelacija između zapremine bloka (Vb) i volumetrijskog
broja pukotina (Jv) je:
Vb = β(Jv)
-3

gde je β faktor oblika bloka, koji ima sledeću karakterizaciju:
- za ekvidimenzionalne (kubične ili kompaktne) blokove ί = 27
- za blago dugačke (prizmatične) i za blago ravne (tabularne) blokove ί = 28-32
- za srednje duge i srednje ravne blokove ί = 33-59
- za dugačke i za ravne blokove ί = 60-200
- za vrlo duge i za vrlo ravne blokove ί > 200.
Uobičajena vrednost za β = 36.
Palmstrom (2005) je pokazao da se faktor oblika bloka (β) može grubo proceniti iz
β = 20 + 7a3/a1
gde su a1 i a3 najkraća i najduža dimenzija bloka.
Ō Ponderisana gustina pukotina
Metoda merenja ponderisanih pukotina, koju je predložio Palmstrom (1996.), razvijena je kako bi
se postigle bolje informacije iz bušotinskih i površinskih opservacija. U principu zasniva se na
merenju ugla između svake pukotine i površine ili bušotine (slika 5-14).
Ponderisana gustina pukotina (wJd) je definisana kao:

- za merenja na površini stene: (9)


- za merenja duž bušotine ili linije osmatranja (skeniranja): (10)
gde je:
Ł - ugao preseka, odnosno ugao između ravni posmatranja ili bušotine i pojedinačne
pukotine (sl.5.14);
A - je veličina posmatrane površine u m
2
;
L - je dužina izmerenog dela duž jezgra ili linije posmatranja - skeniranja (slika 5.14); a
fi - je ocena faktora (tabela 5.15).

460. 460/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.5.14. Šematski prikaz primarnih geometrijskih karakteristika diskontinuiteta - analiza: presek
između pukotina i bušotine (levo) i između pukotina i površine (desno), Palmstroma, 1996.

Da bi se rešio problem malih uglova preseka i pojednostavila posmatranja, uglovi su
podeljeni u intervale za koje je odabrana ocena fi, kao što je prikazano u tabeli 5.15. Odabir
intervala i ocena fi su određeni iz simulacije.

Da bi pristup bio jasniji, u sledećem delu dati su primeri za merenja površine i bušotine.

Tabela 5.15 - Uglovi intervala i ocena faktora fi, Palmstrom, 2005.



Sl.5.15. Parametri orijentacije diskontinuiteta

1 .

Ugaoni interval (između
pukotine i bušotine ili površine)
1/sinŁ
Odabrana ocena
faktora fi
Ł > 60
0
<1.16 1
Ł = 31- 60
0
1.16 -1.99 1.5
Ł =16-30
0
2–3.86 3.5
Ł < 16
0
>3.86 6

461. 461/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
- Merenje na površini
Dva primera pukotina na površini prikazana su na slici 5.16. Površina posmatranja u oba
primera je 25 m
2
, a rezultati posmatranja dati su u tabeli 5.16. U drugom primeru sve
pukotine pripadaju skupovima pukotina i ne postoji slučajna pukotina. Dakle, moguće je
izračunati zapreminski broj pukotina (Jv = 3,05) iz razmaka pukotina od 0,85 m, 1,0 m i 1,1
m. Kao što je primećeno, ponderisano merenje gustine pukotina daje vrednosti koje su nešto
veće od poznate vrednosti za volumetrijski broj pukotina (Palmstrom, 1996).
Oblik kamenog bloka treba opisati u skladu sa terminima u tabeli 5.17, kao što su tabelarni
blokovi, stubasti blokovi i tako dalje. Oblik kamenih blokova treba da bude u korelaciji sa
razmakom pukotina.









Sl. 5.16. Dva primera pukotina na površini. (Palmstrom, 1996.)
Tabela 5.16-Proračun ponderisane gustine pukotina iz analize pukotina prikazanih za površine na slici 5.16

Površina (A)
Broj pukotina (n) unutar svakog
intervala
Ukupan broj
pukotina
Broj
ponderisanih
pukotina
&#3627408536;&#3627408497;&#3627408517;=(
&#3627409359;
√&#3627408488;
)&#3627408501;
&#3627408536; Jv
Lokacija m
2
> 60
0
31- 60
0
16 -30
0
< 16
0
Nw = Σn x fi
Primer 1 25 12 4 3 1 25 34.5 6.9
Primer 2 25 6 4 2 0 12 19 3.8 3.05
Ocena od fi = 1 1.5 3.5 6
Izvor/Source: Palmstrom, 1996.

- Merenja bušotine - analiza jezgra bušotine
Primer analize jezgra bušotine prikazan je na slici 5.17. Deo jezgra dužine 5 m podeljen je
na tri dela sa sličnom gustinom pukotina. Za svaku sekciju prebrojan je broj pukotina unutar
svakog intervala uglova. Uglovi odabrani za intervale između pukotina i bušotine trebali bi
biti poznati, a to bi trebalo ubrzati zapažanja za wJd (ponderisana gustina pukotina).









Sl.5.17. Primer pojave pukotina duž dela bušotine. (Palmstroma, 1996.)
Oznaka kvaliteta stene (RQD) je uobičajeni indeks za opis pukotina stenske mase. RQD je
prvobitno uveden za primenu u građevinarstvu, a brzo je usvojen u rudarstvu, inženjerskoj

462. 462/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
geologiji kao i geotehničkom inženjerstvu. Uspeh RQD-a je velikim delom zahvaljujući
njegovoj jednostavnosti. Ovaj rad istražuje korisnost označavanja kvalitete stena (RQD) za
određivanje čvrstoće stenske mase. Izveštaj ilustruje koncepte koji se koriste za određivanje
čvrstoće stenske mase primenom RQD tehnike. Određivanje čvrstoće stenske mase tehnikom
RQD može se izvesti na terenu ili u laboratoriji. RQD urađen na stenskoj masi u rudnicima
zlata Nyarukunguru u Musomi, Tanzanija, dao je različite rezultate u rasponu od vrlo lošeg
do odličnog “kamena”. Kada se pravilno izvede, Photo 1. Represent the Core samples from one borehole.



Sl.5.18.Represent the Core samples from one borehole.









Tabela 5.17-Termini za opis glavne strukture stenske mase i oblika blokova (ISO 14689-1, Palmstrom, 2005































Sl.5.19. RQD različite gustine pukotina duž bušotinskih jezgara (Deere, 1989.)

463. 463/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)






Sl.5.20. Primeri oblika blokova ili šablona pukotina (iz Dearman, 1991.)

Procena ponderisane gustine pukotina (wJd) zahteva mali dodatni napor u odnosu na
trenutno usvojenu praksu. Upotreba samo četiri intervala čini registraciju jednostavnom i lakom.
Na kraju, wJd može se pokazati korisnim parametrom za precizno merenje gustine pukotina.
Priest i Hudson (1976) izveli su sledeći odnos (jedn.11) između RQD i frekvencije linearnog
diskontinuiteta po metru (λ) gde razmak diskontinuiteta prati eksponencijalnu distribuciju.
RQD = 100 e
-0.1ζ
(0.1ζ + 1) (11)
Za raspon vrednosti (prosečne frekvencije pukotina) koji ide od 6 do 16 m (6 < λ< 16 ),
vrednost RQD može se adekvatno izraziti linearnom funkcijom, Romana (1993):
RQD = -3.68ζ +110.4 (12)

464. 464/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)



Odnos između (modifikovanog) faktora litostatičkog
opterećenja Tercagija (1946) i RQD indeksa. Ovaj faktor, n,
jednak je Pi/Bΰ. Imajući na umu da u slučaju tunela
podgrađenih metalnom podgradom postoji dobra korelacija
između njih. Međutim, u slučaju podgrade tunela sidrima
(anketima), ova korelacija ne važi. Izvor: Bieniawski, Z.T.
(1989) Inženjerske klasifikacije stijenskih masa; John Wiley &
Sons

Grafikon D - Grafikon za korelaciju između RQD i razmaka
diskontinuiteta

Pomoćni grafikon (D) korelacije između RQD parametra i
razmaka između diskontinuiteta. Brojevi označavaju
kombinovane rezultate obe promenljive koje treba primeniti
na RMR klasifikaciju.
Izvor: Bieniavski, Z.T. (1989) Inženjerske klasifikacije
stenskih masa; John Wiley & Sons



Sl.5.21. Primer podešavanja faktora RMR u rudarskim aplikacijama. Izvor:Bieniavski, Z.T. (1989)
Inženjerske klasifikacije stenskih masa; John Vilei & Sons

Ō Primena RQD klasifikacije
RQD se uveliko koristio u inženjerskim klasifikacijama stenske mase kao što je objašnjeno
u narednim poglavljima ove knjige.

465. 465/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Osim toga, RQD takođe korišćen je za procenu modula deformacije stenske mase. Zhang i
Einstein (2004) proučavali su širi raspon stenskih masa sa RQD vrednostima u rasponu od 0
do 100% i predložili sledeću srednju korelaciju između RQD i odnosa modula:


gde su:
Ed i Er moduli deformacije stenske mase i netaknute stene.
Cording i Deere (1972) pokušali su povezati RQD indeks sa Tercagijevim faktorima
opterećenja stena. Otkrili su da bi Tercagijeva teorija opterećenja stenama trebala biti
ograničena na tunele podgrađene čeličnim elementima - remenate, jer se ne odnosi na otvore
podgrađene sidrima. Poglavlje 5.2.1. Terzagijeva klasifikacija stenskih masa bavi se
Tercagijevom teorijom opterećenja stenom.

Predlog za izbor vrste podgrade stenske mase, prema RQD indeksu, Izvor: Merrit (1972)
Pomoćni grafikon (D) korelacije između RQD parametra i razmaka između diskontinuiteta.
Brojevi označavaju kombinovane rezultate obe promenljive koje treba primeniti na RMR
klasifikaciju.

Preporuka podgrada za tunele, na osnovu vrednosti RQD,
prema različitim autorima.

Predlog za izbor vrste podgrade senske mase, prema RQD indeksu.
Izvor: Merritt (1972)


Tabela 5.18 - Sažetak različitih situacija koje se mogu pojaviti u
podzemnim iskopavanjima i generičkih mera podgrade koje treba
koristiti. Izvor: Hoek, E. (1999.)






















Preporuka podgrada za tunele, na osnovu vrednosti RQD, prema različitim autorima, Merrit,
1972. U sledećoj tabeli prikazane su vrednosti RQD različitih kvaliteta stena.
Tabela 5.19 - Kvalitet stena i njihov RQD, Rock Quality RQD (%).

466. 466/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)









Šta je RQD (oznaka kvaliteta stene)?

Oznaka kvaliteta stene (RQD) je mera kvaliteta stenskog jezgra uzete iz bušotine. RQD
označava stepen pukotina ili loma u stenskoj masi meren u procentima, pri čemu RQD od
75% ili više pokazuje dobar kvalitet tvrde stene, a manje od 50% pokazuje loš kvalitet
istrošenih stena. RFQ (F-fracture-loma) izračunava se uzimanjem uzorka jezgra stene iz
bušotine, a dužine svih čvrstih komada stena koji su minimalno 100 mm dugi se sabiraju i
dele sa dužinom jezgra. U obzir se uzimaju samo oni komadi stena koji su tvrdi i kvalitetni.
Za proračun RQD ne uzimaju se u obzir istrošene stene koje ne ispunjavaju zahteve za
čvrstoću i čije dužine nisu veće od 100 mm. Dužina delova jezgra meri se duž središnje linije
delova.
Geomehanička klasifikacija daje smernice za izbor stenske armature za tunele, kao što je
navedeno u sledećoj tabeli 5.20. Ove indikacije zavise od faktora kao što su dubina ispod
površine (in situ stres- napon in situ), prečnik tunela i njegov oblik ili sistem iskopavanja.

- U slučaju nedostatka podataka o stenskoj masi dobijenih bušenjem, RQD indeks može se
odrediti iz utvrđenog broja pukotina (diskontinuiteta) vidljivih na površini po jedinici
zapremine stenske mase.

- Broj pukotina prisutan u kvadratnom (prostornom) metru stene definiše veličinu Jv kao:



Si - razmak pukotina u metru posmatranog skupa pukotina
- RQD indeks je zavisan od Jv za stensku masu bez glinovitih ispuna prema sledećem
izrazu:
RQD = 115 - 3.3 Jv
gde je RQD u postocima i Jv ≥ 4.5

RQD indeks koristi kao jedan od osnovnih elemanata u mnogim, kasnije razvijenim
klasifikacijama, a posebno u dve glavne klasifikacije stenske mase: RMR i Q.






Rock Quality RQD RQD (%)
Vrlo loša (potpuno istrošena stena) <25%
Loša (istrošena stena) 25 do 50%
Zadovoljavajuća (umerena trošena stena) 51 do 75%
Dobra (tvrda stena-hard rock) 76 do 90%
Vrlo dobra (sveža stena) 91 do 100%
Bez podgrade Podgrada sa ankerima Podgrada sa rešetkama

467. 467/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.20 - Prilagođavanja sistema ocenjivanja stenske mase (RMRS) za primenu u rudarstvu




















5.2.5.1. Nedostaci RQD klasifikacije:
Ograničenja RQD-a
- RQD ne daje informacije o delovima jezgra < 10 cm isključeni, tj. nije važno da li su
odbačeni delovi nalik tlu (zemlji) ili sveži komadi stena dužine do 10 cm.
- Daje pogrešne vrednosti tamo gde pukotine sadrže tanke glinene ispune ili istrošeni
material.
- Ne uzima u obzir direktnu orijentaciju pukotine.
- RQD = 0 gde je presek pukotina (udaljenost između pukotina u jezgru bušotine) 10 cm ili
manje, dok je RQD = 100 gde je rastojanje 11 cm ili više.
- Bez obzira što je RQD jednostavna i relativno jeftina metoda određivanja kvaliteta
stenske mase, sama nije dovoljna za adekvatan opis stenske mase,
- Glavni nedostak ove klasifikacije je taj što ne uzima u obzir orijentaciju pukotina, širinu i
materijal ispune, posebno ugao trenja i hrapavost zidova pukotina,
- Problemi se javljaju i pri korišćenju RQD indeksa za stensku masu vrlo slabog kvaliteta.
- RQD ne odražava u potpunosti kvalitet stenske mase jer uzima u obzir samo stepen
lomljenja stenske mase i ne uzima u obzir čvrstoću stene ili mehanička i druga
geometrijska svojstva pukotina. Kako RQD zavisi od orijentacije linije uzorkovanja u
odnosu na preferencijalnu orijentacionu distribuciju diskontinuiteta, ne daje pouzdanu
procenu stepena pukotine stenske mase. Štaviše, ne može se uzeti u obzir dužina
razmatranih pukotina.
- Takođe, ograničenje je to što je neosetljiv kada je ukupna frekvencija veća od 3m
-1
ili kada
je stenska masa umereno slomljena (Palmstrom i Broch, 2006).
- Na RQD utiču oprema za bušenje,veličina opreme, rukovanje jezgrom, iskustvo osoblja itd.

468. 468/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
U principu, RQD predstavlja praktičan parametar za opis stenske mase zasnovan na
merenju postotka jezgra „dobre“ stenske mase u bušotini.
Za prevazilaženje ovih ograničenja može se koristiti primena RQDc…
Opis diskontinuiteta stenske mase
Određivanje i pouzdanost različitih geometrijskih i geomehaničkih svojstava pukotina u
stenskim masama. S obzirom na greške koje mogu nastati u određenim uslovima i izbor
klasifikacije stenske mase zavisi od osetljivosti projekta, troškova i efikasnosti.

Svaka stenska masa može se podeliti na dva osnovna geološka elementa:
- Stenski matriks. Sastoji se od kontinuiranih stenskih masa i raznovrsna svojstva koja su
individualizovana prisustvom diskontinuiteta.
- Diskontinuiteti. Njihova priroda može biti veoma raznolika (pukotine, ravni slojeva, ravni
folijacije, ravni škriljavosti, itd.).
Ova svojstva sažeta su na slici 5.14. i tabeli 5.21.
Tabela 5.21 - Neka bitna svojstva vezana za diskontinuitete u stenskim masama.

5.2.6. Klasiflkacija "Q" sistema ili NGI TUNELING QUALITY INDEX
Najpotpuniju klasiflkaciju "Q" sistema 1974. razvili su Barton, Lien i Lunde sa Norveškog
geotehničkog instituta (NGI) i prvobitno su predložili Q-sistem klasifikacije stenske mase za
određivanje karakteristika stenske mase i zahteva za podgrađivanje tunela na osnovu analize
212 istorija slučajeva tunela i pećina od tvrde stene iz Skandinavije (Bieniawski, 1989).
Norveški geotehnički institut (NGI) razvio je sistem za ocenjivanje formacija stenske mase,
prvenstveno za projektovanje i izgradnju autoputnih i železničkih tunela (Barton i sar. 1974).
U ovom NGI Q indeks sistemu koristi se šest parametara.
Dakle, na osnovu iskustva stečenog istraživanjima na velikom broju podzemnih otvora,
Barton, Lien i Lunde iz Norwegian Geotchnical Institute - NGI predložili su drugu, u svetu
takođe prihvaćenu, Q klasifikaciju.
Klasifikacija je zasnovana na numeričkoj proceni kvaliteta stenske mase koja se opisuje sa
šest parametara. Klasifikacija se brojno predstavlja indeksom Q kvaliteta stenske mase.
Parametri su pojedinačno navedeni na slici 5.22 sa pripadajućim vrednostima i kriterijumima.

469. 469/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

























Sl.5.22. Pregled i komponente Q sistema za RMR, Izvor: Barton i sar. (1974) i Barton i Bieniawski (2008)
Dakle, Q - sistem se zasniva na numeričkoj proceni kvaliteta stenske mase korišćenjem šest
različitih parametara, gde su:
Ō Veličine blokova (Block Sizes)
RQD - Dirov indeks kvaliteta jezgra (oznaka kvaliteta stene)>10, definisan kod CSIR
klasifikacije (merenje stepena lomljenja),
Jn, - indeks broja pukotinskih sistema, broj pukotina (broj diskontinuiteta)

Ō Čvrstoća na smicanje (Shear Strength)
Jr, - indeks hrapavosti pukotina, za kritično orijentisan skup pukotina (hrapavost
površina diskontinuiteta)
Ja, - indeks pukotinske ispune,broj izmene (alteracije) pukotina za kritično orijentisan
skup pukotina (stepen promene ili vremenskih uticaja i popunjavanje diskontinuiteta
površina)
Ō Aktivni naponi (Active Stresses)
Jw, - faktor redukcije pukotinske vode, zajednički redukcioni broj vode (pritisak i protok
vode unutar diskontinuiteta)
SRF - faktor redukcije napona (stress reduction factor), (prisustvo zona smicanja,
koncentracija napona, gnječenje-skupljanje ili bubrenje stena).
Vrednost indeksa Q varira (u logaritamskom merilu) od 0.0001 do 1000, a sama vrednost
indeksa Q određena je izrazom:

470. 470/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

, tj.




Gornjih šest parametara grupisani su u tri količnika da bi se dao ukupan kvalitet stenske
mase Q na sledeći način:
- Količnik (RQD/Jn) predstavlja celokupnu strukturu stenske mase i na neki način prezentuje
relativnu veličinu bloka. Pri tome je učešće glinenih čestica isključeno.
- Količnik (Jr/Ja) predstavlja veličinu približne smičuće čvrstoće između blokova u funkciji
hrapavosti i alteracije pukotina. Ustanovljena je veza u kojoj tan
-1
(Jr/Ja) odgovara
vrednosti smičuće čvrstoće pukotina.
- Količnik (Jw/SRF) predstavlja aktivni pritisak kroz odnos pritiska vode u pukotinama i
parametra SRF predstavlja aktivni pritisak kroz odnos pritiska vode u pukotinama i
parametra SRF koji predstavlja:
1.opterećenje rastresene zone u području rasednih zona ili zona stenske mase sa glinom ili
2. naponi kod zdravih stenskih masa ili
3. naponi nastali usled gnječenja ili bubrenja plastičnih stenskih masa.
Brojne studije povezuju Q i RMR (npr. Milne et al. 1998, Palmström A. 2009). Na primer, Barton
i Bieniawski (2008) uspostavili su približan odnos, više detalja u delu RMR.
RMR ≈ 15 ∙ log Q + 50
Definicija pojedinih indeksa i faktora jasna je iz njihovih naziva, a brojne vrednosti pojedinih
indeksa date su u tabeli 5.1 i 5.2.
Barton, Lien i Lunde dali su sledeće objašnjenje zašto su uzeli baš ove parametere za
klasifikaciju i određivanje indeksa Q.
Ō Prvi faktor (RQD/Jn) predstavlja strukturu stenske mase (stene), sa dve ekstremne
vrednosti (100/0.5 i 10/20) koje se razlikuju za 400 puta. Ako se faktor predstavi u
cantimetrima, komadi od 200 cm i 0.5 cm su grube, ali realne aproksimacije.
Najverovatnije najveći blokovi bili bi nekoliko puta veći, a najmanji delići manji od polovine
najmanjih. (Glinoviti sastojci se naravno izuzimaju). Prvi količnik (RQD/Jn) predstavlja
geometriju stenske mase i mera je veličine bloka/klina.
Ō Drugi faktor (Jr/Ja) predstavlja uticaj hrapavosti i sila trenja na zidovimaa pukotina ili u
njihovoj ispuni. Ovaj faktor se upoređuje sa hrapavim, neizmenjenim pukotinama, čiji su zidovi u
direktnom kontaktu. Predpostavlja se da je naponsko stanje na ovim površinama vrlo blizu granične
čvrstoće same stene. Površine pukotine teže da značajnije međusobno dilatiraju, kada dođe do
smicanja pa su zato povoljne sa stanovišta tunelske stabilnosti. Kada su zidovi diskontinuiteta
pokriveni tankim glinenim slojem, ili postoji glinena ispuna, čvrstoća se značajno smanjuje. Ipak, i
pored pojave malih početnih pomeranja, kontakt zidova pukotine može biti važan faktor za
očuvanje stabilnosti podzemnog iskopa od zarušavanja.
Kada ne postoji kontakt između pukotinskih zidova, sa stanovišta stabilnosti tunelskog otvora, to
predstavlja vrlo nepovoljne uslove. "Uglovi trenja" dati u tabeli 5.15, su ispod vrednosti rezidualnih
čvrstoća za većinu glina, i umanjeni su zbog verovatnosti činjenice da ti glineni slojevi i ispuna od
njih mogu težiti konsolidaciji prilikom smicanja, u najmanju ruku ako su normalno konsolidovani,
ili je omekšanje odnosno bubrenje započelo. Pritisak usled bubrenja monmorionita može takođe
biti uticajan faktor.
Ō Treći faktor (Jw/SRF) sastoji se od dva naponska parametra.

471. 471/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ō SRF je mera:
1. rasteretnog opterećenja u slučajevima iskopa kroz smaknute zone ili glinovite stene;
2. napona u steni u čvrstim stenama;
3.opterećenje od skupljanja (squeezing loads) u mekim, plastičnim stenskim masama.
Može se smatrati da predstavlja parametar totalnih napona.
- Parametar Jw je mera pritiska podzemne vode. On ima nepovoljan efekat na čvrstoću na
smicanje pukotine, prvenstveno zbog smanjenja efektivnog normalnog napona. Voda može,
dodatno, da izazove omekšanje i ispiranje glinom ispunjenih pukotina. Pokazalo se
nemogućim kombinovanje ova dva parametra u vidu međublokovskih efektivnih normalnih
napona, jer mada zvuči paradoksalno, veliki efektivni normalni naponi mogu značiti manju
stabilnost, nego manji, uprkos većoj čvrstoći na smicanje. Faktor (Jw/SRF) je komplikovan
empiriski faktor koji opisuje aktivno naponsko stanje.

Može se uzeti da indeks Q predstavlja funkciju samo tri parametra koji su gruba mera:
1.Veličine bloka (RQD/Jn);
2.Međublokovske čvrstoće na smicanje (Jr/Ja);
3.Aktivnog napona (Jw/SRF) .
Nesporno je da postoji i nekoliko drugih parametara koji se mogu dodati, da bi se poboljšala
klasifikacija, npr. jedan bi bio orijentacija pukotina. Premda u mnogim slučajevima postoje
potrebni podaci o orijentaciji pukotina, u odnosu na pravac napredovanja iskopa, nalazi se
da to nije generalno uzevši prioritetan faktor, kako bi se moglo očekivati. Jedan od razloga
neuzimanja ovog parametra pri klasifikaciji, je da se pravac napredovanja iskopa može
izabrati tako, a u većini slučajeva i bira, da nema uticaja nepovoljne orijentacije
najznačajnijeg sistema pukotina. (Ovo je ponekad teško uraditi u slučajevima izgradnje
tunela, mada su približno polovina obrađenih slučajeva bili tuneli.)
Parametri Jn, Jr, Ja igraju daleko važniju ulogu nego sama orijentacija pukotina. Broj sistema
pukotina, određuje praktično broj stepeni slobode pomeranja bloka (ako postoji), a smičuće
i dilatacione karakteristike mogu se menjati značajnije nego nepovoljno orijentisani sistemi
pukotina. Kada bi pri klasifikaciji uključili i orijentaciju pukotina, klasifikacija bi postala
manje opšta, i njena primarna jednostavnost bi se izgubila."
Q klasifikacija je i pored velikih tabela za određivanje pojedinih parametara, jednostavna za
upotrebu, šta više već pri određivanju pojedinih parametara za izračunavanje indeksa Q,
korisnik tabele obratiće pažnju na određene faktore, koje bi možda prevideo prilikom
pregleda terena. Osećaj za ocenu vrednosti pojedinih parametara je značajan, koliko i sama
vrednost indeksa Q, jer je on praktično posledica dobro određenih vrednosti pojedinih
parametara. Na osnovu sračunatih vrednosti Q sledi klasifikacija stena:



















OPIS STENE Q
POSEBNO LOŠA STENA < 0.01
IZUZETNO LOŠA STENA 0.01 - 0.1
VRLO LOŠA STENA 0.1 - 1.0
LOŠA STENA 1.0 - 4.0
ZADOVOLJAVAJUĆA STENA 4.0 - 10.0
DOBRA STENA 10.0 - 40.0
VRLO DOBRA STENA 40.0 - 100.0
IZUZETNO DOBRA STENA 100.0 - 400.0
EKSTRENMO DOBRA STENA > 400.0

472. 472/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
- NGI - Norwegian Geotchnical Institute = Rock Tunnelling Quality Index - Q
- Klasifikacija je napravljena primarno za određivanje karakteristika stenske mase i
odgovarajuće tunelske podgrade.
- Vrednost indeksa Q varira (u logaritamskoj razmeri) od 0.001 do 1000, a sama vrednost
indeksa Q određena je izrazom:

RMR i Q - Systems koriste u suštini isti pristup, ali različite ocene na logaritamskoj skali, jer je Q-
vrednost proizvod odnosa parametara, dok je RMR zbir parametara (Hoek, 2007). Q-Rating se
razvija dodeljivanjem vrednosti šest parametara koji su grupisani u tri količnika (Singh i Geol,
1999). Numerička vrednost indeksa Q kreće se od 0,001 do maksimalno 1000 na logaritamskoj
skali (Bieniawski, 1989).
Ō Kvalitet stenske mase definiše se izrazom:

(1)
gde je:
RQD - Dirova oznaka kvaliteta stene 10,
RQD = 115 3:3 Jv 100,
čija se moguća vrednost kreće od 0,001 do 1000, i teoretski obuhvata više od 300.000
različitih geoloških kombinacija, pačev od teško gnječivog tla, do zdrave stene bez pukotina.

U izrazu za Q pojedini članovi imaju određena fizička značenja:
- RQD/Jn - veličina bloka,
- Jr/Ja - minimalna međublokovska čvrstoća na smicanje,
- Jw/SRF - efektivna vrednost aktivnog pritiska (maksimalni pritisak podzemne vode),

Ō 1. Indeks kvaliteta jezgra (RQD): Tabela 5.22 - Rock Quality Designation

OPIS RQD Napomena
A vrlo slab 0-25 1. Kada se izmeri RQD<10
(uključujući i 0), kod izračunavanja
vrednosti Q, uzima se RQD=10
2. Dovoljnu točnost predstavlja
iskazivanje RQD u intervalima po 5
(100, 95, 90 i.t.d. )
B slab 25 - 50
C povoljan 50 -75
D dobar 75 - 90
E odličan 90 - 100
Ako je RQD ≤ 10 (uključujući i 0) u izrazu za Q upotrebiti nominalnu vrednost 10.
Tamo gde se RQD izveštava ili meri kao 10 (uključujući 0), nominalna vrednost od 10 koristi se za procenu Q u jednačini. (1).
RQD intervali od 5, kao što su 100, 95, 90, itd., su dovoljno tačni. Izvor: Barton et al., 1974.

Prvi količnik (RQD/Jn) predstavlja geometriju stenske mase i mera je veličine bloka/klina. Budući
da se RQD uopšte povećava sa smanjenjem broja skupova diskontinuiteta, brojioc i imenioc
količnika međusobno se pojačavaju (Hoek, 2007).
Ō 2. Broj pukotinskih sistema (Jn), Tabela 5.23 - Joint Set Number (Jn)

OPIS
Jn - broj pukotina
(diskontinuiteta)
Napomena
A Masivne stene bez ili sa malo pukotina 0,5-1,0
1.kod ukrštanja tunela
koristiti (3*Jn)

2.Na portalima koristiti
(2*Jn)
B Jedan sistem pukotina 2
C Jedan sistem pukotina, plus slučajne 3
D Dva sistema pukotlna 4
E Dva sistema pukotina, plus slučajne 6
F Tri sistema pukotina 9
G Tri sistema pukotina, plus slučajne 12
H
Četiri i više sistema pukotina, slučajne pukotine -
jako ispucala stena
15
I Raspadnute stene (slično zemlji) 20

473. 473/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ō 3. Broj (indeks) hrapavosti pukotine (Jr), Tabela 5.24 - Joint Roughness Number (Jr)

OPIS Jr Napomena
a) Kontakt zidova pukotine stene
b) Kontakt zidova pukotine pre smicanja za 10 cm
A Diskontinuirane pukotine 4
1. Dodati 1,0 ako
je srednji razmak
kod merodavnog
skupa pukotina
veći od 3 m.
B Hrapave ili iregularne, valovite 3
C Glatke, valovite 2
D Kliske, valovite 1,5
E Hrapave ili iregularne 1,5
F Glatke, ravne 1,0
G Kliske, ravne 0,5
c) Bez kontakta zidova pukotine pri smicanju
H
Glinovite mineralne ispune dovoljne debljine
da spreče kontakt zidova stene
1,0
I
Peskovita, sljunčana ili ispuna od zdrobljene stene
dovoljne debljine da spreči kontakt zidova stene
1,0
Napomena:
Opisi se odnose na karakteristike malog i srednjeg obima, tim redosledom. Dodati 1,0 ako je srednji razmak relevantnog sistema
pukotina veći od 3m.
Jr = 0,5 se može koristiti za ravne, zalizane spojeve sa linijama, pod uslovom da su linije povoljno orijentisane. Klasifikacija Jr i
Ja primenjuje se na pukotinu ili diskontinuitet koji je najmanje povoljan za stabilnost i sa gledišta orijentacije i otpornosti na
smicanje, ń. Izvor: Barton, 2002.
Ō4. Indeks (broj) izmene pukotinske ispune -alteracija (Ja),Tab.5.25 - Joint Alteration Number (Ja)

OPIS Ja Ņrpriblizno
(a) Kontakt sa stenskim zidom (bez mineralnog punjenja, samo premaz)
A Zbijena, zaceljena pukotina,nerazmeksavajuća, nepropusna ispuna (kvarc ili epidot) 0,75 -
B Nepromenjen zid pukotine, površina samo zamrljana 1,0 25-35
C
Neznatno promenjen zid pukotine, nerazmekšavajuća mineralna prevlaka,
peskovite čestiee, glinovito-slobodno dezintegrisana
2,0 25-30
D Prašinasta ili peskovito-glinovita prevlaka 3,0 20 - 25
E
Meka ili sitnozrna pevlaka od glinenih materijala (kaolinit, hlorlt, talk, gips, grafit itd.)
i male količine glina koje bubre (diskontinualna prevlaka1-2 mm iii manje)
4,0 8-16
(b) Kontakt sa stenom pre smicanja od 10 cm (tanke mineralne ispune)
F Peščane čestice, dezintegrisana stena bez gline itd. 4,0 25 - 30
G
Jako prekonsolidovane mineralne ispune od gline koje ne omekšavaju
(kontinuirano, debljine < 5 mm)
6,0 16-24
H
Srednje ili malo prekonsolidovana razmekšana, glinena mineralna ispuna (kontinuirano, debljine
< 5 mm)
8,0 12-16
J
Ispuna od bubreće gline, tj. montmorilonit (kontinuirano, debljine < 5 mm); vrednost Ja zavisi od
procenta čestica veličine gline koje bubre, pristupa vodi, itd.
8-12 6-12
(c) Zidovi pukotine nemaju kontakta sa stenskim zidom pri smicanju (debela mineralna ispuna)
K
L
M
Zone ili pojasevi dezintegrisane ili zdrobljene stene i gline (videti G; H; J s obzirom na opis
stanja gline)
6, 8, ili
8-12
6-24
N
Zone ili pojasevi prašinaste-muljevite ili peskovite gline, glina stne frakcije (nerazmekšavajuća -
ne omekšava)
5,0 -
O
P
R
Debele, kontinuirane zone ili trake-pojas gline (videti G;H;J s obzirom na uslove i prisustvo gline
- za opis stanja gline))
10-13
ili
13 - 20
6-24
Napomena: Vrednosti za Ņr su približne i odnose se na mineraloške materijale ispune pukotina ako su prisutne.

474. 474/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ō 5. Faktor pukotinske vode (Jw), Tabela 5.26 - Joint Water Reduction Factor (Jw)

OPIS - stanje Jw Približni pritisak vode, MPa (bara)
A
Suvi iskop ili manji priliv - dotok,
(tj. manje od 5 l/min lokalno)
1,00 < 0.1 (1,0)
B
Srednji dotok ili pritisak, povremeno ispiranje
ispune iz pukotine
0,66 0,10-0,25 (1,0-2,5)
C
Veliki dotok ili visoki pritisak u zdravoj steni sa
pukotinama, bez ispune
0,50 0,25-1,00 (2,5-10,0)
D
Veliki dotok ili visoki pritisak, značajno ispiranje
ispune iz pukotina
0.33 0.205-1.0 (2,05-10,0)
E
Izuzetno veliki priliv vode ili pritisak vode pri
miniranju, koji vremenom opada
0.2-0.1 >1.0 (>10,0)
F
Izuzetno veliki priliv vode ili pritisak vode,
koji se nastavlja bez primetnog opadanja
0.1-0.05 >1.0 (>10,0)
Napomena:
Faktori C do F su grube (približne) procene. Jw treba povećati ako je uspostavljeno dreniranje, tj.mere
odvodnjavanja. Posebni problemi uzrokovani stvaranjem leda se ne razmatraju.
Za opštu karakterizaciju stenskih masa udaljenih od uticaja iskopavanja, upotreba Jw = 1,0, 0,66, 0,5, 0,33,
itd., kako se dubina povećava sa, recimo, 0-5, 5-25, 25-250 na >250 m preporučuje se, pod pretpostavkom
da je RQD/Jn dovoljno nizak (npr. 0,5-25) za dobru hidrauličnu provodljivost. Ovo će pomoći da se
prilagodi Q za neke od efektivnih efekata naprezanja i omekšavanja vode u kombinaciji sa odgovarajućim
vrednostima karakterizacije SRF-a. Korelacije sa statičkim modulom deformacije zavisnim od dubine i
seizmičke brzine tada će pratiti praksu koja se koristila kada su oni razvijeni. Izvor: Barton, 2002.
Ō 6. Faktor redukcije napona - FRN (Stress Reduction Factor - SRF)
Parametar faktora smanjenja napona (SRF) (Tabela 5.27) je mera:
1- pritiska popuštanja tokom iskopavanja kroz zone smicanja i stenskih masa koje sadrže glinu,
2 - napona stene qc/Ń1 u zdravoj stenskoj masi gde je qc jednoosna čvrstoća na pritisak (UCS)
stenskog materijala i Ń1 je veliki glavni napon pre iskopavanja i
3 - pritisci gnječenja ili bubrenja u dezintregisanim - raspadnutim stenskim masama.
SRF se takođe može smatrati parametrom ukupnog napona. Ocene za SRF su date u tabeli
5.27. Za slabe stenske mase (kategorija B, SRF), nove ocene SRF-a su navedene u tabeli
5.27 prema predlogu Grimstad i Barton (1993). SRF treba klasifikovati prema uočenom
ponašanju stena i prema proceni zvučnog inženjerstva. Međutim, može biti teško unapred predvideti
uslove izgradnje tunela u složenim geološkim situacijama. Za predviđanje uslova tla, može se
koristiti modifikovana Q-vrednost (N-vrednost, tj. Q sa SRF =1) o kojoj se govori u poglavlju RMR.
Tabela 5.27 - Faktor smanjenja naprezanja (Stress Reduction Factor)
OPIS SRF
(a) Oslabljene zone koje presecaju iskop mogu uzrokovati rastresanje stenske mase prilikom kopanja tunela
A
Višestruke (česte) pojave slabih zona koje sadrže glinu ili hemijski dezintegrisanu
stenu, veoma labave okolne stene (bilo koje dubine)
10,0
B
Pojedine slabe zone koje sadrže glinu ili hemijski dezintegrisanu (raspadnutu) stenu
(dubina iskopa manja ili jednaka 50 m)
5,0
C
Dezintegrisana (raspadnuta) zona koja sadrži glinu ili hemijski dezintegrisanu stenu
(dubina veća od 50 m))
2,5
D
Česte rasedne zone sa višestrukim smicanjem u zdravoj steni (bez gline), u rastrešenoj
okolnoj steni (bilo koje dubine)
7,5
E Jedna rasedna zona u zdravoj steni (bez gline, dubina iskopa manja ili jednaka 50 m) 5,0
F Jedna rasedna zona u zdravoj steni (bez gline, dubina iskopa >50 m) 2,5
G
Rastresena stena sa otvorenim pukotinama, jaka ispucalost ili pukotine "kocka šećera"
itd. (bilo koje dubine)
5,0

475. 475/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
(b) Zdrava stena, problemi sa naponom u steni (brdski pritisci)
Ńc/Ń1 Ńt/Ń1 SRF (old) SRF (new)
H Mali pritisak, blizu površina >200 >13 2.5 2.5
J
Pritisak srednje veličine, povoljno stanje
napona
200-10 13-0,66 1,0 1.0
K
Visok pritisak, vrlo zbijena struktura (obično
povoljno za stabilnost, maže biti nepovoljno za
stabilnost bokova)
10-5 0,66-0,33 0,5-2,0 0.5-2.0
L Gorski udar slabijeg intenziteta (masivna stena) 5-2,5 0,33-0,16 5-10
M Gorski udar jakog intenziteta (masivna stena) <2,5 <0,16 10-20
(c) Gnječenje stene, plastično tečenje stene pod uticajem visokog stenskog (brdskog) pritiska (3)
N Blago (mali pritisak) gnječenje stena 1-5 5-10
O Jak pritisak zgnječene stene >5 10-20
(d) Stena koja bubri; hemijsko bubrenje u zavisnosti od prisustva vode
P Slab (blag) pritisak stene koja bubri 5-10 -
R Jak pritisak stene koja bubri 10-15 -
Napomena:
1- kod (a) redukovati vrednost SFR za 25-50% ukoliko relevantna zona smicanja utiče, ali ne preseca iskop.
2 - kod (b) za jako anizotropno polje napona (ako se mere) smanjiti Ńc i Ńt na 0,8Ńc i 0,8Ńt ,
Kada je Ń1/Ńt, >10 smanjiti Ńc i Ńt na i 0,6Ńc i 0,6Ńt. Ovde su:
Ńc - jednoaksijalna čvrstoća na pritisak - UCS,
Ńt - čvrstoća na zatezanje (tačkasto opterećenje),
Ń1 i Ń3 - najveći i najmanji glavni naponi
3 - u slučaju kada je debljina nadsloja manja od širine iskopa SRF treba povećati od 2,5 na 5 (videti H),

4 - kod (c) slučajevi gnječenja (skupljanja) stena mogu se pojaviti za dubinu H >350 Q
1/3
prema Singhu
1993. Čvrstoća gnječenja stenske mase može se proceniti iz Ńcm = 5 ΰ Qc
1/3
(MPa) gde je γ = gustina
stene u t /m
3
, i Qc = Q x Ńc/100, Barton, 2000.
Važno: Koristite sve odgovarajuće fusnote ispod šest tabela. Neki su ažurirani ili dodani od manjeg
ažuriranja 1993/1994. tri SRF vrednosti za visoko napregnutu masivnu stenu, koje su promenjene zbog
„novih“ tehnika podgrade, naime B+S(fr).
Na osnovu iskustva, pomoću veličine Q moguće je odrediti pritisak na konstrukciju u temenu
Proof i bokovima (oporcima).
Odnos između Q i stalnog podgradnog pritiska Proof izračunava se iz sledećih jednačina:

za tri ili više pukotinskih sistema, ili

za manje od tri pukotinskih sistema, ili (1)



gde su:
p - pritisak,
Jr - indeks hrapavosti, ili Ir
Q - kvalitet stenske mase.

Koristite Q' umesto Q za pritisak nosača zida (u bokovima - oporcima).
Za veličinu pritiska u bokovima uzima se:

Q' = 5 Q za Q >10
Q' = 2.5 Q za 0.1<Q <10
Q' = l.0 = Q za Q <0.1

476. 476/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Na osnovu sračunatih vrednosti Q sledi klasifikacija stena:
Q = 400-1000 izuzetno dobra
100-400 ekstremno dobra
40-100 vrlo dobra
10-40 dobra
4,0-10,0 prilično dobra
1,0-4,0 loša
0,1-1,0 vrlo loša
0,01-0,1 ekstremno loša
0,001-0,01 izuzetno loša

Zapremina bloka (Vb) koja je određena sa tri sistema diskontinuiteta može se izračunati
prema izrazu (Palmstrom, 1995):
(2)
gde su:
S1, S2 i S3 - razmaci između diskontinuiteta pojedinog sistema;
ΰ1, ΰ2, ΰ3, - prostorni uglovi između diskontinuiteta pojedinog sistema.
Razlomljenost ili veličina blokova može se izraziti preko zapreminskog broja pukotina (Jv)
koji je definisan kao mera broja pukotina u jediničnom volumenu stenske mase (Palmstrom,
1995):
(3)
gde je:
S - razmak između diskontinuiteta pojedinog sistema.
Za područje sa puno diskontinuiteta izvan sistema (nasumičnih), preporučuje se korišćenje
izraza (Palmstrom, 1995): Jv = ∑(
1
&#3627408454;
&#3627408470;
)+
&#3627408449;
&#3627408479;
5
(4)
gde je:
Nr - broj nasumičnih diskontinuiteta u razmatranom području

U nedostatku podataka dobijenih bušenjem (ukoliko se ne vrši bušenje), RQD se može
sračunati na osnovu broja pukotina u jedinici zapremine i dodajući broj pukotina po metru
za svaki od sistema pukotina prema izrazu Palmstroma (jed.3) (Palmstrom, 1982).

Ō Za slučaj stene bez gline je:
RQD = 115 -3,3 Jv (približno),
gde je:
Jv - broj pukotina za m
3

(RQD =100 za Iv =4,5)

Parametre Jr i Ja treba odrediti za najnepovoljniji karakteristični sistem ptikotina ili glinom
ispunjenom kontinuitetu u posmatranom području.
Čvrstoće stenske mase Ńc i Ńt, treba odrediti s obzirom na smer najnepovoljniji za stabilnost.
Ako se kvalitet stenske mase bitno menja od mesta do mesta, poželjno je raditi klasifikacije
tih zona odvojeno.

Iako Q-sistem uključuje 9 klasa stenske mase i 38 kategorija podgrade, sl.5.23, nije nužno
previše komplikovan. Neki korisnici Q-sistema su istakli da otvorena logaritamska skala Q
koja varira od 0,001 do 1000 može biti izvor poteškoća; lakše je dobiti osećaj za navedeni
kvalitet stenske mase koristeći linearnu skalu do 100. Grafikon podgrade za Q vrednosti u
rasponu od 0,001 do 1000 dat je na slici 5.24.

477. 477/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.6.1. Primena Q-sistema (Applications of Q-System)
Q vrednost primenjuje se za procenu mere podgrade za tunel određene dimenzije i korišćenje
iskopa definisanjem ekvivalentne dimenzije (De) iskopa (Barton i sar., 1974).
Slično Lauferu, Bienawskiom i drugim autorima Barton, Lien i Lunde pokušali su da povežu
svoju klasifikaciju, sa određivanjem potrebe za pogradom, kao i vrstom podgrade koja se za
određenu vrednost indeksa Q može upotrebiti. To su postigli uvođenjem ekvivalentne dužine
De. Ova dimenzija dobija se delenjem raspona, prečnika ili visine zida iskopa sa veličinom
koja se zove Koeficijent podrške iskopu, ESR. Zato:

&#3627408439;
&#3627408466;=
&#3627408449;&#3627408466;&#3627408477;&#3627408476;&#3627408465;&#3627408468;&#3627408479;&#3627408462;đ&#3627408466;&#3627408475;&#3627408470; &#3627408476;&#3627408481;&#3627408483;&#3627408476;&#3627408479;(&#3627408465;&#3627408466;&#3627408467;&#3627408470;&#3627408475;&#3627408470;&#3627408480;&#3627408462;&#3627408475; &#3627408477;&#3627408476; &#3627408447;&#3627408462;&#3627408482;&#3627408467;&#3627408466;&#3627408479;&#3627408482;)−&#3627408453;&#3627408462;&#3627408480;&#3627408477;&#3627408476;&#3627408475; &#3627408470;&#3627408480;&#3627408472;&#3627408476;&#3627408477;&#3627408462;,&#3627408477;&#3627408479;&#3627408466;č&#3627408475;&#3627408470;&#3627408472; &#3627408470;&#3627408473;&#3627408470; &#3627408483;&#3627408470;&#3627408480;&#3627408470;&#3627408475;&#3627408462; (&#3627408474;)
&#3627408446;&#3627408476;&#3627408466;&#3627408467;&#3627408470;&#3627408464;&#3627408470;&#3627408471;&#3627408466;&#3627408475;&#3627408481; &#3627408477;&#3627408476;&#3627408465;&#3627408468;&#3627408479;&#3627408462;đ&#3627408470;&#3627408483;&#3627408462;&#3627408475;&#3627408471;&#3627408462; (&#3627408450;&#3627408465;&#3627408475;&#3627408476;&#3627408480; &#3627408477;&#3627408476;&#3627408465;&#3627408468;&#3627408479;&#3627408462;&#3627408465;&#3627408466; &#3627408470;&#3627408480;&#3627408472;&#3627408476;&#3627408477;&#3627408462; &#3627408440;&#3627408454;&#3627408453;)


Vrednost ESR-a povezana je sa namenom korišćenja iskopa i stepenom sigurnosti koji se
zahteva od nosećeg - podgradnog sistema koji je instalisan za održavanje stabilnosti iskopa.
Raspon/prečnik koristi se za analizu krovnog nosača, a visina zida se koristi u slučaju zidnog
nosača. Barton i sar. (1974), tabela 5.28, predlažu sledeće vrednosti:
Tabela 5.28 - Vrednosti koeficijenta podgrade iskopa,ESR (Excavation Support Ratio),Barton i sar. 1974)

KATEGORIJA ISKOPA (EXCAVATION CATEGORY) ESR
A Privremeni otvori potkopa (rudnika) 3-5
B
Trajni rudnički otvori, tuneli za vodu za hidroenergiju (isključujući
cevovode visokog pritiska), pilot tuneli, nanosi i zaglavlja za velike
iskope
1.6
C
Skladišni prostori, postrojenja za prečišćavanje vode, manji putni i
železnički tuneli, prenaponske komore, pristupni tuneli.
1.3
D
Elektrane, glavni putni i železnički tuneli, komore civilne zaštite,
raskrsnice portala.
1.0
E
Podzemne nuklearne elektrane, železničke stanice, sportski i javni
objekti, fabrike.
0.8

Ō PROJEKAT PODGRADE (podrške)
Q-vrednost povezana je sa zahtevima podgrade tunela sa ekvivalentnim dimenzijama iskopa
što je rezultiralo potrebnim podgradnim sistemom tunela. Na osnovu odnosa između indeksa
Q i ekvivalentne dimenzije iskopa. Ekvivalentna dimenzija dobijena je kao odnos raspona,
prečnika ili visine zidova i veličine nazvane indeksom (koeficijentom) podgrade ESR
(Excavation Support Ratio).
Preporuke za stalnu podgradu zasnovane na Q-vrednostima i rasponu/ESR prva verzija
sistema objavljena je 1974. godine, a tokom godina sistem je mnogo puta ažuriran kako bi
uključio novu i poboljšanu tehnologiju podgrade tunelima.
Vrednosti ESR utvrđene su empirijski, odgovarajućim merenjima na podgradnim sistemima
u različitim uslovima stenske mase. Predloženo je 38 različitih kategorija podgrade (sl. 5.23),
a trajna podgrada je preporučena za svaku kategoriju u tabelama podgrade (Barton i sar.,
1974). Odnos između Q i ekvivalentne dimenzije iskopa određuje odgovarajuće mere
podgrade, kao što je prikazano na slici 5.24.

Kako bi dopunili ove preporuke, Barton i sar. (1980) predložio je određivanje dužine sidra
(L) i maksimalnog raspona podgrade (Smax). Dužina vijka i ankera, lb i la, određuju se u
smislu širine iskopa B ili visine H u metrima za krovove i zidove, odnosno, koristeći
jednačine. (5) i (6.a,b) koje su predložili Barton i sar. (1974).
Lb = 2 + (0.15 B ili H/ESR) (5)

478. 478/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
U krovu 1a = 0.40 B/ESR, m (6.a)
U zidove - oporce 1a = 0.35 H/ESR, m (6.b)
gde je B širina a visina H iskopa.














Sl.5.23 Tabela podgrade tunela koja prikazuje 38 kategorija podgrade (Barton i sar., 1974.)

Maksimalni raspon podgrade (Smax) je:
Smax = 2∙ESR∙Q
0.4

Grimstad i Barton (1993) predložili su da se odnos između Q i trajnog podgradnog pritiska
krova (Proof) procenjuje iz:

Q-vrednost u odnosu na debljinu otkrivke (H) takođe se može koristiti za identifikaciju
gnječenja u podzemnim strukturama pomoću sledeće jednadnačine (Singh, Jethwa, Dube, i
Singh, 1992.). H = 350 Q
1/3
, gde je H u metrima.
Debljina naslaga (H) veća od 350Q
1/3
označava uslove gnječenja, a vrednost H manja od
350 Q
1/3
uopšteno predstavlja uslove negnječenja.
Stepen anizotropije opada sa povećanjem ograničavajućeg napona i nestaje na Ń3 jednakom
UCS (qc). Injektiranje može smanjiti stepen anizotropije čak i na maloj dubini.
Čini se da metoda posebnog elementa (3DEC; Itasca,2000) automatski simulira ovu
posebnu vrstu anizotropije stenske mase (po čvrstoći, niskom modulu smicanja, modulu
deformacije, visokom bočnom odnosu, i karakteristikama propusnosti i postvršnih
karakteristika radnog omekšavanja i prednaprezanje usled Ń2) i preporučuje se za Q-
vrednosti između 0,1 i 100 gde je H< 350 Q
1/3
metara (tj. u slučaju nezgnječive blokovske
stenske mase).
Druga primena Q-sistema je da se može koristiti za procenu modula deformacije stenske
mase (Em) dobrog kvaliteta korišćenjem jednačine u nastavku (Grimstad i Barton, 1993.).
Em = 25log Q
za Q > 1


Em = 10
(15logQ + 40)/40

479. 479/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Od ranih 1980-ih, zbog povećane upotrebe mlaznog betona ojačanog čeličnim vlaknima
(SFRS) zajedno sa stenskim sidrima (ankerima). Grimstad i Barton (1993) predložili su
drugačiji dijagram projekta podgrade u odnosu na Q indeks i ekvivalentnu dimenziju iskopa
u izdvojenih 9 kategorija stenske mase koristeći SFRS, kao što je prikazano na slici 5.24.
Ovaj dijagram preporučuje se za tunele u lošim stenskim uslovima (Singh i Geol, 1999).
Na osnovu diagram, sl. 5.24. razlikuje se 9 podgradnih kategorija:
1. Nepodgrađeni prostor između geotehničkih sidara,
2. Mestimično sidrenje čvrstim geotehničkim sidrima,
3. Sistematično sidrenje čvrstim geotehničkim sidrima,
4. Sistematično sidrenje čvrstim geotehničkim sidrima sa 4 do 10 cm nearmiranog mlaznog betona,
5. Mikroarmirani mlazni beton debljine 5 do 9 cm i sidrenje,
6. Mikroarmirani mlazni beton debljine 9 do 12 cm i sidrenje,
7. Mikroarmirani mlazni beton debljine 12 do 15 cm i sidrenje,
8. Mikroarmirani mlazni beton debljine >15 cm sa armiranim lukovima od mlaznog betona i sidrenje,
9. Liveni armirani beton.
Poređenje vremena mirovanja i maksimalnog nepodgrađenog raspona otkriva da je
geomehanička klasifikacija (RMR) konzervativnija od Q-sistema.
Na osnovu Q - indeksa takođe je ustanovljena veza i sa RMR klasifikacijom, deformabilnosti
stenske mase, pritiskom na podgradni sistem i vezu sa brzinom smičućih talasa u stenskoj
masi (Barton and Grimstad, 1994).

Konfiguracija modela blokovske stenske mase, a - 3D modela stenske mase, b - 2D
modela stenske mase koja je središnji presek 3D modela

















Sl.5.24. Različite kategorije podgrade (vrste podgrade) za različite klase stenske mase definisane Q ili Qc
odnosima i širinom ili visinom oslonca (Grimstad i Barton, 1993.) tj. dijagram za projektovanje podgrade
uključujući potreban kapacitet apsorpcije energije SFRS-a koji je predložio Papworth (2002.).

480. 480/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.6.2. Q - sistem modifikovan za UCS
Od 1974. godine, broj procenjenih citiranih istorija slučajeva porastao je na preko 1260.
Zbog inkorporacije novih podataka i poboljšanja u metodama i tehnologijama podgrade
iskopavanju, Q-sistem je modifikovan mnogo puta i doveo je do novih odnosa i modifikacija
podgrade ( Barton, 2002). Nakon što smo shvatili da na inženjerska svojstva utiče jednoosna
tlačna čvrstoća Ńc netaknute stene između diskontinuiteta, faktor normalizacije je primenjen
na originalnu Q - vrednost za tvrde stene što je rezultiralo novom vrednošću Qc kako je
prikazano u nastavku (Barton, 2002):




Odnos između modifikovane Q vrednosti tj. Qc i seizmičke brzine Vp, dubine H, modula
stenske mase Ed, potrebnih podgradnih pritisaka Pr, poroznosti i jednoosne pritisne čvrstoće
Ńc uspostavljen je i predstavljen u obliku grafikona prikazano na slici 5.25 (Barton, 2002).
Ō Q - talas u odnosu na brzinu P-talasa (Q-Wave versus P-Wave Velocity)
Korelaciju između seizmičke brzine P-talasa i kvaliteta stenske mase Q predložio je Barton
(2002) na osnovu približno 2000 merenja za grubu procenu Q ispred lica tunela koristeći
seizmičku brzinu P-talasa:
&#3627408452; =
100
&#3627408478;&#3627408464;
10
[
(&#3627408457;&#3627408477;−3500)
1000
]
, za 500 m > H >25 m



&#3627408457;&#3627408480;
&#3627408457;&#3627408477;
= 0.15 &#3627408465;&#3627408476; 0.66
gde je:
- Vp brzina P-talasa u metrima u sekundi,
- qc je jednoaksijalna čvrstoća na pritisak stenskog materijala u MPa i
- Vs je brzina smičućeg talasa stenskih masa.

Za dobar i zadovoljavajući kvalitet granita i gnajsa, još bolje pristajanje postiže se upotrebom
relacije Q = (Vp - 3600)/50 (Barton, 1991.). Slika 5.25 ilustruje približne vrednosti kvaliteta
stenske mase pre podzemnog iskopa za poznatu brzinu P-talasa za različite vrednosti dubine
otkrivke (H). Treba napomenuti da se brzina P-talasa brzo povećava sa dubinom jalovine.
Sl.5.25 takođe sugeriše sledeću korelaciju između srednjeg statičkog modula deformacije u
krovu (u GPa) i podgradnog pritiska (u MPa).

Proof = f ∙ f '/Ed(mean), MPa

Prednost ove korelacije je da se seizmička tomografija poprečnih rupa može koristiti na
direktniji i precizniji način za specifikaciju očekivanih kvaliteta stena i potencijalnih potreba
za podgradom stene u tenderskoj dokumentaciji. U budućnosti bi to moglo biti moguće
proceniti Q-vrednosti na velikim dubinama duž tunela seizmičkim istraživanjem refrakcije
na nivou tla pre nego što se iskopa. Q-vrednosti nakon gnječenja ili pucanja stena ili erozije
curenja (ceđenja) mogu biti znatno manje od Q-vrednosti pre izgradnje tunela, odnosno
tokom seizmičkog istraživanja.

481. 481/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)






















Sl.5.25. Približne empirijske korelacije između seizmičke brzine Vp, Q, Qc indeksa, sa korekcijom dubine
(H) i vezama sa modulima deformacije stenske mase Ed, i potrebnih podgradnih pritisaka (Pr), poroznosti
n i jednoosne pritisne čvrstoće UCS - Ńc (Barton, 2002.,2006).

Ō Poboljšanje Q injektiranjem

Prema Bartonu (2002), in situ permeabilnost (k) stenske mase u blizini površine je reda
veličine (za Q = 0,01 do 100, H < 25 m i 1 ližona = 1,0 x10
-5
cm/sec).
&#3627408472; ≈
1
&#3627408452;
&#3627408464;
=
100
&#3627408452; ∙ &#3627408478;
&#3627408464;
, &#3627408473;&#3627408482;&#3627408468;&#3627408466;&#3627408476;&#3627408475;&#3627408480;
Ovo je iznenađujuće jednostavna korelacija, ali je tačna za Q između 0,01 i 100. Kvalitet
stenske mase može se značajno poboljšati injektiranjem stenskih masa cementnom smesom,
što bi bilo proporcionalno smanjenju maksimalne vrednosti propusnosti injektirane stenske
mase u bilo kom pravcu. Dakle, potreban kapacitet podgradnih sistema za podzemne otvore
može biti značajno smanjen. Duge bušotine za injektiranje će efikasno odvoditi svu vodu u
stenskim masama, smanjujući probleme izgradnje u stenskim masama napunjenim vodom
(stanje tekućeg tla).

5.2.6.3. Korelacija između Q-sistema i RMR Correlation between the RMR and Q-System
Međusobne veze između dva najraširenija klasifikaciona indeksa, RMR Bieniavskog (1976)
i Q od Bartona i sar. (1974), predložili su mnogi istraživači. Bieniavski (1976) je koristio
111 istorijskih slučajeva uključujući 62 skandinavska, 28 južnoafrička i 21 druge
dokumentovane istorije slučajeva iz Sjedinjenih Država koje pokrivaju čitav raspon Q i
RMR da bi predložio sledeću korelaciju:
RMR = 9 log Q + 44 RMR = 9 ln Q + 44
Bieniawski (1976) je razvio sledeću korelaciju između Q-indeksa i RMR-a u obliku
polulogaritamske jednačine.)
RMR = 9 log Q + A
gde A varira između 26 i 62, a prosek za A je 44 (izveden iz 111 istorijskih slučajeva u
izgradnji tunela).

482. 482/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sličan odnos izveli su Abad i sar. (1983) na osnovu 187 istorijskih slučajeva u rudarstvu
uglja: RMR = 10.5 log Q +42

Na osnovu istorije slučajeva sa Novog Zelanda, Rutledge i Preston (1978) predložili su
drugačiju korelaciju kao
RMR = 5.9 log Q + 43
Moreno (1980), Cameron-Clarke i Budavari (1981) i Abad i sar. (1984) je takođe predložio
različite korelacije između Q i RMR kao što je predstavljeno u donjim jednačinama.
RMR = 5.4 log Q + 55.2
RMR = 5 log Q + 60.8
RMR = 10.5 log Q + 41.8
Korelacija Rutledgea i Prestona (1978) dala je najveći koeficijent korelacije od 0,81, a slede
Bieniawski (1976), Abad et al. (1984), Moreno (1980) i Cameron-Clarke i Budavari (1981)
u opadajućem redosledu kao što je prikazano u tabeli 5.29. i slici 5.26. Ove korelacije, zato,
nisu visoko pouzdane za međuodnos između Q i RMR.
Tabela 5.29 - Evaluacija različitih korelacija između RMR i Q









Dalja poređenja između Q i RMR sistema daje Barton (1988). Savetuje se da se Q i RMR
povezuju sa oprezom (Bieniawski, 1989). Grimstad i Barton, 1993. i 1994. godine predložili
su tunelske podgradne sisteme u odnosu na Q indeks:
- vezu sa RMR klasifikacijom (RMR = 9 log Q + 44),
- vezu sa deformabilnosti stenske mase,
- vezu sa pritiskom na podgradni sistem,
- vezu sa brzinom smičućih talasa u stenskoj masi.










Sl. 5.26. Korelacije između Q i RMR. (Goel i sar.,1995b)

5.2.6.4. Ograničenja Q sistema (Limitations of Q system)
Teško je dobiti faktor smanjenja naprezanja SRF u Q-sistemu i bilo koja njegova vrednost
pokriva širok raspon in situ napona za stene određene čvrstoće. Kako je važnost naprezanja
in situ za stabilnost podzemnog iskopa nedovoljno zastupljena u Q-sistemu, stoga se ne može
efikasno koristiti u projektovanju stena (Kaiser i sar., 1986).
Linije na slici 5.26 Pristup (Approach) Koeficijent korelacije
A Bieniawski (1976) 0.77
B Rutledge & Preston (1978) 0.81
C Moreno (1980) 0.55
D Cameron-Clarke & Budavari (1981) Visoko raspršivanje
E Abad et al. (1984) 0.66

483. 483/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Upotreba otvorene logaritamske skale Q koja varira od 0,001 do 1000 u poređenju sa
linearnom skalom do 100 izaziva poteškoće u korišćenju Q-sistema (Bieniawski 1989).
Prema Palmstromu i Brochu (2006), odnos RQD/Jn ne daje značajnu meru relativne veličine
bloka, a odnos Jw/SRF nije značajna mera napona koji deluju na stensku masu koju treba
podupreti.
Q-sistem nije pogodan za meke sene; njihova najbolja primjena je u tunelima za bušenje i
miniranje (rudarstvo) (Palmstrom & Broch, 2006).
Osim napomena iz priloženih tabela pri izboru pojedinih parametara potrebno je obratiti
pažnju i na sledeće detalje:
1. U nedostatku podataka dobijenih bušenjem, vrednost RQD indeksa može se odrediti iz
broja pukotina po jedinici zapremine.
2. Pri proceni i izboru parametra Jn koji predstavlja broj skupova pukotina, često se susreće
sa pojavom listanja, škriljavosti, površine cepanja i slojevitosti. Ova pojava mora se
usvojiti kao skup pukotina. Ukoliko je vidljivo samo nekoliko takvih diskontinuiteta ili
usled istih pojava dolazi do povremenih pojava pucanja jezgra, opravdano je iste usvojiti
kao slučajne pukotine.
3. Parametri Jr i Ja, koji predstavljaju smičuću čvrstoću pukotina, merodavni su za najslabiji
skup pukotina ili glinom ispunjeni diskontinuitet. Ukoliko je isti skup pukotina ili
diskontinuitet ispunjen glinom s obzirom na stabilnost pozitivno orijentisan, usvajaju se
vrednosti drugog skupa pukotina ili diskontinuiteta ispunjenog glinom, koji može imati
veći uticaj na stabilnost, iako ima veću vrednost Jr/Ja.
4. Ukoliko stenska masa sadrži glinu, faktor SRF usvaja se prema smanjenom opterećenju
iz tabele 6.A. U tom slučaju je čvrstoća intaktne stene od manjeg značaja. U suprotnom
slučaju, kad je prisutnost pukotina mala i uz gotovo potpuno odsustvo glinovitog
materijala u stenskoj masi, čvrstoća intaktne stene postaje merodavna, a stabilnost zavisi
od odnosa naprezanja u stenskoj masi i čvrstoće stenske mase iz tabele 6.B.
5. Pritisna i zatezna čvrstoća intaktne stene (Sc i St) treba biti ispitana u smeru merodavnom
za stabilnost stenske mase. To je posebno važno u slučaju jake anizotropnosti stenske
mase. Uzorci moraju biti saturirani u skladu sa sadašnjim ili budućim uslovima u
procenjenoj stenskoj masi. Konzervativna procena čvrstoće stenske mase nužna je u
uslovima kada stenska masa u uslovima vlaženja ili saturacije gubi svoje karakteristike
čvrstoće.
Obe klasifikacije, RMR i Q, koje su danas pretežno u upotrebi i koje su prihvaćene od
širokog kruga stručnjaka, daju dovoljno informacija i kvalitativnih podataka za realno
procenjivanje faktora koji utiču na stabilnost podzemnih objekata. Kod RMR klasifikacije,
akcenat je stavljen pretežno na orijentaciju i nagib pukotina, a na uštrb napona u steni. Q
klasifikacija se na drugoj strani ne bavi orijentacijom nepovoljnih pukotinskih sistema, već
to nadoknađuje indeksom hrapavosti i indeksom pukotinske ispune, najnepovoljnijih sistema
pukotina, koji utiču, oba, na čvrstoću na smicanje.
U svakom slučaju obe klasifikacije smatraju da je orijentacija pukotinskih sistema manje
važna, što se vidi kod Bienavskog ne uvrštavanju ovog faktora u osnovne parametre. Za
praktičnu primenu, zadovoljavajuća je ocena, u smislu povoljne i nepovoljne orijentacije.
Ovakvo razmišljanje odgovara najvećem broju slučajeva.

484. 484/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Treba voditi računa da u slučaju, na primer, jako uslojenih škriljaca, orijentacija slojeva
može igrati dominantnu ulogu. Sa druge strane, ponekad veći blokovi mogu biti opasani
nizom pukotina, što prilikom iskopa podzemnog otvora, može dovesti do nestabilnosti
samog bloka i njegovog pokretanja. U tim slučajevima praktično ni jedna klasifikacija ne
može biti odgovarajuća.
Između ove dve klasifikacije postoji veza koja se može iskazati u vidu jednačine:
RMR = 9*ln Q + 44
što predstavlja još jedan dokaz opštosti ovih klasifikacija.
Treba napomenuti da klasifikacija RMR nije pogodna za prikazivanje izrazito mekih stena,
koje su se formirale kao posledica skupljanja, bubrenja ili tečenja, što je razumljivo s
obzirom da je klasifikacija razvijana za izrazito čvrste stene. Zato se za stene izrazito
nepovoljnih geomehaničkih karakteristika preporučuje Q klasifikacija.
Što se tiče podgrade i vremena postavljanja podgrade u odnosu na iskop, obe klasifikacije
daju određene dijagrame, ali za razliku od drugih klasifikacija, određivanje vrste i tipa
podgrade prepuštaju intuiciji i iskustvu inženjera.
Vrednosti parametra RQD










Napomena uz tabelu:
1. U slučajevima gde je RQD izmereno ili ocenjeno 10 (uključujući i 0), uzima se vrednost
10 za izračunavanje Q.
2. RQD intervali od 5, npr. 90, 95, 100 itd. Su dovoljno tačni.

Indeks broja pukotinskih sistema Jn
OPIS Jn Napomene
A Masivan blok, bez ili sa nekoliko prslina 0.5 - 1.0

1. Za ukrštaj dva ili više
tunela uzeti (3*Jn)


2. Za portale uzeti (2*Jn)
B Postoji jedna izrazita familija pukotina 2.0
C Postoji jedna familija pukotina i poneka slučajna 3.0
D Postoje dve izrazite familije pukotina 4.0
E Postoje dve familije pukotina i poneka slučajna 6.0
F Postoje tri izrazite familije pukotina 9.0
G Postoje tri familije pukotina i poneka slučajna 12.0
H
Postoje četiri ili više familija pukotina, jako velik
broj slučajnih pukotina, blokovi oblika kocke šećera
15.0
J Smrvljena stena slična zemlji 20.0

Q-sistem

Q-sistem je razvijen za klasifikaciju stenskih masa oko podzemnog otvora, kao i za
mapiranje terena. Na osnovu procene šest parametara stenske mase, može se izračunati Q-
vrednost za stensku masu. Ova vrednost daje opis kvaliteta stenske mase. Q-vrednost zavisi
od podzemnog otvora i njegovoj geometriji, zato nije nezavisna karakterizacija stenske
mase. Q-vrednost u neporemećenoj stenskoj masi može biti različita.

485. 485/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Različite Q-vrednosti su povezane sa različitim tipovima trajne podgrade pomoću šematskog
dijagrama podrške. To znači da je izračunavanjem Q-vrednosti moguće pronaći vrstu i količinu
podgrade koja je prethodno primenjena u stenskim masama sličnih kvaliteta. Q-sistem se zato može
koristiti kao smernica u odlukama o projektu podgrade stena i za dokumentaciju kvaliteta stenske
mase.
Q-sistem je razvijen u NGI između 1971. i `74. (Barton i dr. 1974). Od uvođenja Q-sistema 1974.
godine došlo je do značajnog razvoja u okviru filozofije podgrade i tehnologije u podzemnim
iskopavanjima. Uvedeno je nekoliko novih tipova sidara, a kontinuirani razvoj tehnologije ojačane
vlaknima na mnogo načina je promenio proceduru podgrade. Primena prskanog betona je postala
prihvaćena čak i za kvalitetne stenske mase zbog zahteva za višim nivoom bezbednosti poslednjih
godina. Ojačana rebra od prskanog betona su u velikoj meri zamenila konstrukcije od livenog
betona.
Od uvođenja sistema 1974. godine, izvršene su dve revizije tabele podgrade i objavljene u zborniku
radova. Opsežno ažuriranje 1993. godine baziralo se na 1050 primera uglavnom iz norveških
podzemnih iskopavanja (Grimstad i Barton, 1993.). Godine 2002. izvršeno je ažuriranje na osnovu
više od 900 novih primera iz podzemnih iskopavanja u Norveškoj, Švajcarskoj i Indiji. Ovo
ažuriranje je takođe uključivalo analitičko istraživanje u pogledu debljine, razmaka i armature
armiranih rebara prskanog betona (RRS) u funkciji opterećenja i kvaliteta stenske mase (Grimstad
i sar. 2002).
Metoda Q-nagiba pruža jednostavno, ali efikasno empirijsko sredstvo za procenu stabilnosti
iskopanih kosina stena na terenu. Namenjen za upotrebu u saobraćajnim ili tračnicama bez armature
ili pojedinačnim etažama-bermama u površinskim kopovima, Q-nagib omogućava geotehničkim
inženjerima da izvrše potencijalna prilagođavanja uglova nagiba kako uslovi stenske mase postaju
očigledni tokom izgradnje. Studijama slučaja u jugoistočnoj Aziji, Australiji, Centralnoj Americi i
Evropi uspostavljena je jednostavna povezanost između Q-nagiba i dugoročno stabilnih padina. Q-
nagib je projektovan tako da sugeriše stabilne uglove nagiba prednje strane nagiba, bez održavanja,
na primer 40-45º, 60-65º i 80-85º sa odgovarajućim vrednostima Q-nagiba od približno 0,1, 1,0 i
10. razvijen je dopunom Q - sistema koji se naširoko koristi za karakterisanje izloženosti
stena, bušotina i tunela u izgradnji poslednjih 40 godina. Q parametri (RQD, Jn, Ja i Jr) ostaju
nepromenjeni u Q - nagibu. Predstavljena je nova metoda odnosa Jr/Ja za obe strane potencijalnih
klinova, koristeći relativne orijentacione pondere. Izraz Jw, koji se sada naziva Jwice, uzima u obzir
dugotrajnu izloženost različitim klimatskim i ekološkim uslovima (npr. intenzivne erozivne
padavine, efekti pojave leda). Ugrađene su i kategorije SRF-a koje se odnose na kosinu za stanje
površine nagiba, odnose čvrstoće naprezanja i velike diskontinuitete, poput raseda, oslabljenih zona
ili zajedničkih pukotina, korišćenjem relativnih orijentacionih pondera.
Za određivanje svojstava stenske mase za numeričku analizu potreban je GSI, ali kako
ponekad imamo Q vrednosti stene tada koristimo formule za konverziju ili grafikone. Dakle,
grafikona za određivanje RMR-a iz Q vrednosti, a zatim iz RMR-a naći će se GSI što je
prikazano na grafikonu, sl.5.27.
Obično za GSI >25 koristimo:
Za GSI > 25:
GSI = RMR89' - 5,
RMR89' = R1+R2 +R3+R4+15+0 = (RMR89 - R5-R6)+15+0,
tj. za izračunavanje RMR89' uzimamo u obzir R5 =15 (potpuno suvo) i R6 = 0 (vrlo povoljno).

486. 486/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.5.27. Često korišćena korelacija između RMR-a i Q-indeksa gde su prikazana odstupanja od
uobičajene korelacije. Kao što se vidi, za Q = 1, RMR varira od manje od 20 do 66. Imajte na umu da Q
sistem primenjuje logaritamsku skalu dok RMR ima linearnu skalu (revidirano nakon Bieniawskog, 1976).
B) Grafikon za određivanje RMR-a iz Q vrednosti, a zatim iz RMR-a za GSI.

5.2.7. RSR klasifikacija (Rock Structure Rating Concept), Wickham et al., 1972.
Vickham i sar. (1972) opisali su kvantitativnu metodu za opisivanje kvaliteta stenske mase i za
izbor odgovarajuće podrške (podgrade) na osnovu njihove klasifikacije Rock Structure Rating
(RSR). Većina istorije slučajeva, korišćenih u razvoju ovog sistema, odnosila se na relativno male
tunele podgrađene čeličnim lukovima, iako je istorijski ovaj sistem bio prvi koji je pominjao
podršku od mlaznog betona. Uprkos ovom ograničenju, vredi detaljno ispitati sistem RSR jer on
pokazuje logiku uključenu u razvoj kvazi-kvantitativnog sistema klasifikacije stenske mase.Dakle,
Vickham i sar. (G. E. Vickham,1972) uveo je koncept ocene strukture stene (Rock Structure Rating
Concept - RSR) koji opisuje količinu i vrstu podgrade koja je potrebna za datu stensku masu
prilikom ispitivanja. Ovo je bio prvi kompletan sistem klasifikacije stenske mase predložen od onog
koji je uveo Tercagi 1946.
Značaj RSR sistema je u tome što je uveo koncept ocenjivanja svake od dole navedenih komponenti
da bi se dobila numerička vrednost RSR = A + B + C.
RSR sistem usvaja dve glavne kategorije faktora koji utiču na ponašanje stenske mase u tunelima:
1 - geološki parametri i 2 - parametri podgradne konstrukcije.
1- GEOLOŠKI PARAMETRI :
- Parametar A, tj. opšta geologija (poreklo tipa stena, čvrstoća stene i geološka struktura).
- Parametar B, tj. geometrija (razmak između pukotina, orijentacija pukotina i smer -
- pravac napredovanja iskopa tunela).
- Parametar C, tj. Uticaj toka podzemne vode (Stanje pukotina i količina dotoka vode).
2 - PARAMETRI PODGRADNE KONSTRUKCIJE SU:
a. Veličina (raspona) tunela,
b. Smer-pravac napredovanja iskopa tunela i
c. Metoda iskopavanja.
Ō1. Geološki parametri su:
- Parametar A, tj. opšta geologija (poreklo tipa stena, tvrdoća stene i geološka struktura).
- Parametar B, tj. geometrija (razmak između pukotina, orijentacija pukotina i smer - pravac
napredovanja iskopa tunela).
- Parametar C, tj. Uticaj toka podzemne vode (Stanje pukotina i količina dotoka vode).

487. 487/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)







Dakle, ova kvantitativna klasifikacija uključuje mnoge parametere. kao što su:
ŌParametar A, Geologija:
Opšta procena geološke strukture na osnovu:
a. Poreklo tipa stena (magmatski, metamorfni, sedimentni).
b. Čvrstoća stene (čvrsta, srednja, meka, raspadnuta - razgrađena).
c. Geološka struktura (masivna, blago rasedana/naborana,umereno
rasedana/naborana, intenzivno rasedana/naborana).
Ō Geološki parametri su:
a) tip stenske mase,
b) prosečan razmak pukotina,
c) orijentacija pukotina (nagib i smer),
d) tip diskontinuiteta,
e) glavni smer raseda, smicanja i preklapanja,
f) osobine stenske mase,
g) trošenje ili alteracija.
Ō Parametar B, Geometrija:
Uticaj uzorka diskontinuiteta u odnosu na pravac napredovanja iskopa tunela na osnovu:
a. Razmak između pukotina.
b. Orijentacija pukotina (nagib (pružanje) i smer (pad).
c. Smer-pravac napredovanja iskopa tunela.
Ō Parametar C, Uticaj podzemne vode:
Uticaj dotoka podzemne vode i stanje pukotina i količina dotoka vode na osnovu:
a. Ukupni kvalitet stenske mase na bazi A i B zajedno.
b. Zajedničko stanje pukotina (dobro, povoljno, loše).
c. Količina dotoka vode (u litrima po minuti na metar tunela).
















Ō2. Parametri podgradne konstrukcije su:
a. Veličina (raspona) tunela.
b. Smer-pravac napredovanja iskopa tunela.
c. Metoda iskopavanja.

488. 488/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)





Sl. 5.28. Uticaj uzorka diskontinuiteta u odnosu na pravac napredovanja iskopa tunela
Za bilo koju deonicu tunela vrednost RSR dobija se sabiranjem vrednosti parametara A, B i C sa
RSR od maksimalno 100. Na osnovu ove vrednosti Vickham i sar. dao je grafikon za izbor
odgovarajuće vrste podrške (podgrade), sl.5.29.
Glavne razlike karakteristika RSR-a i obrasca Tercagija, Dira i dr. i Laufera su: to je kvantitativna
klasifikacija, ovaj sistem uključuje mnoge parametre i to je kompletan sistem klasifikacije sa
ulazom i izlazom. (Bieniavski, 1989)
Ovaj sistem je bio veoma koristan za podgradu od čeličnih rebara, ali nije preporučljiv za
podgradu od stenskih ankera i mlaznog betona (Bieniavski, 1989). Najveći nedostatak uočen
u ovom sistemu je: ne uzima u obzir stanje napona stenske mase, a otvor diskontinuiteta i
postojanost nisu uključeni u parametar B - smer-pravac izrade iskopa.

Ō Rock Structure Rating Concept - koncept bodovanja strukture stena.
- RSR koncept razvijen je u USA, kao model za predviđanje potrebnog podgradnog sistema
pri iskopu tunela. U razvoju su korišćeni podaci o izvođenju tunela u stenskoj masi kod kojih
je većina malog raspona sa čeličnom podgradom. RSR klasifikacija je ujedno i prva koja je
usvojila mlazni beton kao sistem podgrade.
- RSR sistem predstavlja sistem bodovanja stenske mase odnosno zbir vrednovanja pojedinih
parametara usvojenih u sistemu klasifikacije.Ukupna suma RSR može imati maksimalnu
vrednost 100.
- RSR je kvantitativna klasifikacija za razliku od Tercagijeve.
- RSR usvaja više parametara stenske mase za razliku od jednog parametra kao što je
RQD indeks ograničen kvalitetom jezgra iz bušotine.
- RSR ima numerički ulaz i rezultat za razliku od Lauferove i drugih klasifikacija
proizašlih iz iste, a zasnovana je na praktičnim iskustvima proizašlim iz kvaliteta stenske
mase, koja su rezultirala podacima kao što su vreme potrebno za ugradnju podgrade i
potreban tip podgrade.
RSR se izračunava prema izrazu: RSR = A + B + C
- Parametar A - opšta geologija prostora
Generalna ocena geološke strukture zasnovana na: poreklu stenske mase, tvrdoći stenske
mase i geološkoj strukturi.
Tabela 5.30 - Ocena strukture stene: Parametar A: Opšta geologija područja (Bieniavski, 1989)
OSNOVNI TIP STENE
Čvrste Srednje Meke Raspadnute Geološka struktura
Eruptivne 1 2 3 4 Slabo
ispucale
ili ispucale
Srednje
ispucale
ili ispucale
Jako
ispucale
Ili ispucale
Metamorfne 1 2 3 4
Sedimentne 2 3 4 4 Masivne
Tip 1 30 22 15 9
Tip 2 27 20 13 8
Tip 3 24 18 12 7
Tip 4 19 15 10 6

489. 489/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
- Parametar B - položaj pukotina, smer izrade
Efekat položaja pukotina uz poštovanje smera napredovanja tunela zasnovana na: razmaku
pukotina, orijentaciji pukotina i smeru napredovanja tunela.
Tab 5.31 - Ocena strukture stene:parametar B:uzorak-šablon pukotkina, smer napredovanja (Bieniavski, 1989)
SMER PRUŽANJA NORMALAN NA OSU SMER PRUŽANJA PARALELAN SA OS OM
SMER ISKOPA SMER ISKOPA
Zajednički Sa nagibom pukotina Suprotno nagibu pukotina Ostali smerovi
Nagib značajnih pukotina
a
Nagib značajnih pukotina
PROSEČAN RAZMAK PUKOTINA
Horizontalan Nagnut Vertikalan Nagnut Vertikalan Horizontalan Nagnut Vertikalan
1. Vrlo mali razmak pukotina,
< 5,08 cm, < 2 in
9 11 13 10 12 9 9 7
2.Mali razmak pukotina,
5,1 – 15,24 cm, 2-6 in
13 16 19 15 17 14 14 11
3.Srednji razmak pukotina,
15,24 – 30,48 cm, 6-12 in
23 24 28 19 22 23 23 19
4. Srednji razmak pukotina do
blokovi, 30,48-60,96 cm
1-2 ft
30 32 36 25 28 30 28 24
5.Blokovi do masivna stena,
61 -122 cm, 2-4 ft
36 38 40 33 35 36 34 28
6. Masivna stena > 122cm
ili > 4 ft
40 43 45 37 40 40 38 34
a
Nagib - ravno: 0 - 20
o
, uronjeno-nagnuto: 20 - 50
o
, i vertikalno: 50 - 90
o

- Parametar C - podzemna voda, stanje pukotina
Efekat uticaja toka podzemne vode i uslova pukotina zasnovan na: ukupnom kvalitetu stenske
mase na osnovu kombinacije A i B parametara, stanju pukotina i vrednosti dotoka podzemne vode.
Tabela 5.32 - Ocena strukture stene: Parametar C: Podzemne vode, stanje pukotina (Bieniawski, 1989.)
SUMA PARAMETARA A + B
13 - 44 45 - 75
OČEKIVANI DOTOK VODE Stanje pukotina
b

gpm/1000 ft tunela (304,8 m) Dobro Povoljno Slabo Dobro Povoljno Slabo
Nikakav 22 18 12 25 22 18
Slab < 200 gpm 19 15 9 23 19 14
Srednji 200-1000 gpm 15 11 7 21 16 12
Jak >1000 gpm 10 8 6 18 14 10
b
Stanje pukotina: dobro - čvrsto ili cementirano; zadovoljavajuće - blago izliveno ili izmenjeno;loše - jako
oštećeno, izmenjeno ili otvoreno
U tabelama 5.30, 5.31 i 5.32 prikazane su vrednosti RSR = A+B+C parametara. Ove tabele
mogu se koristiti za procenu ocene svakog od ovih parametara za postizanje RSR vrednosti
(maksimalni RSR=100). Da bi se odredio tipičan sistem podgrade na tlu na osnovu
predviđanja RSR, unapred su napravljeni grafikoni zahteva za podgradu pripremljeno za
tunele prečnika 3 m, 6 m, 7 m i 10 m (Bieniawski, 1989), sl.5.29. Podgrada tunela specifičnog
prečnika uključuje debljinu mlaznog betona, razmak sidara i čeličnih rebara tipičnih veličina
koji se koriste za tunel određenog prečnika (Hoek, 2007.). Na osnovu dovoljnih i pouzdanih
podataka, može se koristiti i za procenu koji je sistem podgrade (bilo stenska sidra, mlazni
beton ili čelična rebra) jeftiniji i efikasnijii. Iako se ovaj sistem danas skoro i ne koristi,
odigrao je značajnu ulogu u razvoju drugih naprednih klasifikacionih sistema (Hoek, 2007).
- Vrednost RSR povezuje kvalitet stenske mase sa potrebnom podgradom.
- Pri tome krive kojima se određuje tip potrebne podgrade zavisne od načina
izvođenja (iskopa) i raspona tunela.
- Na slici je data procena potrebne podgrade za tunel raspona 7.30 m (24 ft) kružnog
poprečnog preseka u zavisnosti od vrednosti RSR.

490. 490/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)




Procena podgrade u zavisnosti
od RSR - u 1 ft = 0.3048 m








Sl.5.29. RSR dijagram podgrade za kružni tunel prečnika 7,3m (24 stope) (Wickham i sar.,1972.)

RSR koncept je vrlo uspešna metoda za određivanje podgrade od čeličnih lukova u stenskoj
masi, ali se ne može preporučiti za izbor kombinacije mlaznog betona i štapnih sidara. Ova
metoda danas se retko koristi (uglavnom u USA), ali je tokom svoje primene korišćena na
velikom broju izvedenih tunela.
Nedostatak predstavlja činjenica da definicije pojedinih parametara koji se koriste u
klasifikaciji nisu jasno određene, ne koriste se u običajenim standardnim opisima
pukotinskih sistema, pa mogu izazvati određene zabune tokom izbora adekvatnih
parametara.

5.2.8. RMR klasifikacija (Geomehanička klasifikacija),Bieniawski,1973)
Geomehanički sistem za RMR razvijen je za stabilnost tunela i otvora za rudnike dijamanata i zlata u Južnoj
Africi (Bieniavski 1989). Osnovni sistem zavisi od pet parametara koji se nezavisno ocenjuju i zatim
sumiraju da bi se formirala ocena kvaliteta celokupnih komponenti stenske mase. Kasnije je uključen šesti
faktor za bolju kalibraciju performansi RMR-a, posebno vezan za orijentaciju diskontinuiteta za aplikacije
koje uključuju tunele, temelje i kosine.

Geomehanička klasifIkacija je potpuniji i savršeniji način kategorisanja brdskih masa.
Jednostavna je za upotrebu i često se koristi.
Razvijena je 1973. godine u okviru rešavanja problema u oblasti mehanike stena. Autor je
Bieniawski. Zasniva se na bodovanju koje je kao sistem uveden na osnovu ličnog iskustva
uzimajući u obzir rezultate istraživanja 49 izvedenih tunela i studiju autora RQD klasifikacije.
Polazeći od osam osnovnih prvobitno poznatih parametara, Bienawski je na osnovu prvih
iskustava u primeni, eliminacijom pojedinih manje važnih parametara i sažimanjem sličnih,
sveo klasifikaciju na pet osnovnih i jedan korektivni parametar.

Kategorisanje se vrši na bazi šest parametara:









1. Uniaxial compressive strength
2. RQD (Rock Quality Designation)
3. Spacing of the discontinuities
4. Condition of the discontinuities and joints
5. Groundwater conditions
6. Orientation of discontinuities.
1. Jednoaksijalne čvrstoće na pritisak,
2. Indeksa kvaliteta jezgra (RQD),
3. Razmaka pukotina,
4. Stanja pukotina
5. Stanja podzemne vode,
6. Orijentacija pukotina.

491. 491/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.33 - Klasifikacioni parametri i njihovi bodovi.








PRIMER:
Posmatra se iskop tunela širine 6 m, koji se izvodi u manje trosnom kvarcitu.
Ustanovljene vrednosti klasifikacionih parametara i pripadajući bodovi su:
- Za broj bodova 61 na osnovu tabele IV; sledi da ovaj materijal pripada II kategoriji,
sa opisom "dobra stena".
Preporučeno osiguranje čine:
- sidra u svodu dužine 3 m, na razmaku 2,5 m,
- mlazni beton debljine 5 cm i
- čelične mreže po potrebi.
Tabela 5.34 - Dužina "koraka“ napredovanja iskopa po kategorijama

I kategorija 4,00 - 4,90 m
II kategorija 3,20 - 3,60 m
III kategorija 2,40 - 1,60 m
IV kategorija 1,60 - 1,80 m
V kategorija 1,90 - 1,00 m

RMR sistem ili geomehaničku klasifikaciju razvio je Bieniawski tokom 1972-1973 u Južnoj
Africi kako bi se procenili zahtevi stabilnosti i podgrade tunela (Bieniawski, 1973b). Od tada
je sukcesivno usavršavan i unapređivan kako je ispitan na više objekata. Prednost ovog
sistema je što se koristi samo nekoliko osnovnih parametara koji se odnose na geometriju i
mehaničke uslove stenske mase. Izvorno je razvijena za potrebe karakterizacije stenske mase
i projektovanje podgradnog sistema za tunele. Prva kompletna verzija sa detaljima primene
objavljena je 1976. godine (RMR76).
Tokom godina klasifikacija je menjana na osnovu rezultata primene i provere na većem broju
podzemnih građevina u različitim geološkim sredinama i uslovima i prilagođavana
međunarodnim standardima i procedurama. Brojni drugi autori koji su koristili predmetnu
klasifikaciju doprineli su svojim zapažanjima na osnovu iskustva pri izvođenju tunela,
podzemnih prostora, kamenoloma i rudnika, kosina i temeljenja.
Bieniawski je 1989. godine predložio poslednju promenu RMR sistema (RMR89).
Pri primeni RMR klasifikacije, stenska masa deli se u pojedinačne strukturne regione koji se
klasifikuju odvojeno od drugih. Granice ovih regiona su u pravilu određene značajnijim
strukturnim pojavama kao što su rasedi, zdrobljene zone ili promene tipa stenske mase. U
pojedinim slučajevima, promene uzrokovane značajnijim promenama u nekom parametru, a
unutar istog tipa stenske mase, mogu uzrokovati podele u manje delove strukturnih regija.
- Klasifikacija se zasniva na bodovanju, pri čemu su različitim parametrima pridružene

492. 492/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
različite numeričke vrednosti u zavisnosti od njihove važnosti za sveukupnu klasifikaciju
stenske mase.
- Predmetni bodovi sumiraju se i ukupna suma daje vrednost RMR.
- RMR klasifikacija se tokom vremena i povećanjem raspoloživih podataka menjala, a
najveći uticaj u promeni pojedinih odnosa bodova je težina značaja pridodatog uticaja
razmaka diskontinuiteta, stanje diskontinuiteta i podzemne vode, tabela 5.41.
Izgradnja podzemnih objekata u stenskom masivu, predstavlja izuzetno složen proces koji
se, najčešće, ne može tako uprošćeno predstaviti, da odgovorni inženjer može lako
odgovoriti na postavljeni problem. Ono što je inženjeru projektantu ili izvođaču potebno,
su podaci o steni kao sredini u kojoj se gradi, dovoljno jednostavni za razumevanje, a opet
dovoljno opšti i konkretni, da onaj ko ih koristi, može relativno lako odgovoriti na sve
konkretne probleme koji se javljaju prilikom izgradnje podzemnog objekta.
U zavisnosti od istraživanja, podaci koji se dobijaju, za isti stenski masiv mogu biti potpuno
različiti, a ipak pojedinačno tačni. Na primer, za tunel u istoj sredini, jedan istraživač na
osnovu iskustva, može reći da je potrebno izvršiti podgrađivanje, nper. na 60 % njegove
dužine. Drugi će reći da se tunel nalazi sa 20 % svoje dužine u jako dobroj steni, 20 % u
dobroj steni, 50 % u srednje dobroj steni i 10 % u jako lošoj steni. Treći istraživač navešće
samo osnovne kvalifikativne podatke o steni ϕ, c, Ńc i sl. Na osnovu ovakvih pojedinačnih
podataka jako je teško steći potpunu i pravu sliku o steni i svim problemima koji se mogu
javiti tokom gradnje.
Odgovore na ova pitanja pokušao je da da niz autora, između ostalih i Tercagi, Stini, Laufer,
Talobr, Seberg, Der i dr. Svaki od navedenih autora dao je klasifikaciju koja je važila u
određenim slučajevima, dok u drugim nije. Pokušaji uopštavanja u znatnoj meri komplikuju
upotrebu ovih klasifikacija, tako da se danas u svetu koriste dve sasvim nove klasifikacije,
koje se nadovezuju na predhodne. One obuhvataju dovoljan broj relevantnih parametara,
imaju potrebnu opštost, jednostavne su za upotrebu, a prelazak sa jedne na drugu moguć je
zbog postojanja matematičkih relacija između njihovih vrednosti. To su klasifikacija CSIR
(Council of Scientific and Industrial Research - Savet za naučna i industrijska istraživanja)
koju je predložio Bienawski, i NGI (Norwegian Geotechnical Institute) koju su predložili
Barton, Lien i Lunde.
Ō CSIR - Klasifikacija ispucalih stena (Council of Scientific and Industrial Research)
Ova klasifikacija naziva se i klasifikacija Bienawskog ili RMR (Rock Mass Raiting)
klasifikacija. Bienawski je 1974. godine, polazeći od činjenica da klasifikacija treba da da
podelu stena po grupama sa sličnim mehaničkim ponašanjem, omogući dobru osnovu za
razumevanje karakteristika stene, olakša projektovanje ograničavajući se na kvantitativne
pokazatelje potrebne inženjerima, i omogući lakšu komunikaciju među inženjerima koji se
bave geotehnikom, postavio uslov da klasifikacija bude jednostavna i sadržajna, bazirana na
merljivim parametrima koje je lako i jevtino odrediti na samom terenu.
Polazeći od osam osnovnih prvobitno poznatih parametara, Bienawski je na osnovu prvih
iskustava u primeni, eliminacijom pojedinih manje važnih parametara i sažimanjem sličnih,
sveo klasifikaciju na pet osnovnih i jedan korektivni parametar.
Za primenu geomehaničkog sistema klasifikacije, dato mesto (lokaciju) treba podeliti na veći
broj geoloških strukturnih jedinica na način da svaki tip stenske mase predstavlja posebna

493. 493/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
geološka strukturna jedinica. Stenska masa je podeljena na niz strukturnih regiona odvojenih
od ostalih regiona rasedima. Za klasifikaciju stenske mase, RMR sistem uključuje sledećih
šest osnovnih parametara (koji predstavljaju uzročne faktore) određuju se za svaku
strukturnu celinu (Bieniawski, 1989).
Šest osnovnih parametara su:
1. Čvrstoća neispucale, kompaktne stene - jednoosna čvrstoća na pritisak (Ńc):
za stene umerene do visoke čvrstoće, indeks opterećenja je takođe prihvatljiv
(Bieniawski, 1989).
2. RQD (Rock Quality Designation) - oznaka kvaliteta stene.
3. Rasprostranjenost i razmak pukotina - diskontinuiteta.
4. Stanje diskontinuiteta površina.
5. Stanje podzemnih voda - uticaj podzemnih voda - uslovi podzemnih voda.
6. Orijentacija pukotina - diskontinuiteta u odnosu na projektovanu konstrukciju.
Ocene šest parametara RMR sistema date su u tabelama 5.36 do 5.41. Da bi se smanjile
nedoumice zbog subjektivnih prosuđivanja, ocenama za različite parametre treba dati u
rasponu, a ne jednu vrednost. Ovih šest parametara se razmatraju u narednim paragrafima.
Početnici ne razumu uvek vrednost RMR-a, Q i tako dalje, na lokaciji, i zbunjuju se pri
prelasku iz jedne kategorije u drugu (tabele 5.39 i 5.40). Obično je približni prosečni RMR
dovoljno dobar. ISO 14689 opisuje međunarodno prihvaćene definicije stenskih materijala,
pukotina i stenskih masa.






















































Sl.5.30. Merenje hrapavosti pukotine korišćenjem ravnih ivica i lenjira (a) merenje amplitude traga
pukotine (nakon Milneet al., 1991 i (b) dijagram toka koji ilustruje korake uključene u određivanje
maksimuma (nakon Du et al. 2022a ).

494. 494/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.5.31. (a) Tipični rezultati ispitivanja direktnog smicanja (Napomena: izbegavajte moment: koristite
smičuće sile u liniji);(b) Test nagiba za JRC i Ņ procene;(c) ispitivanje Schmidt čekićem za r (zglob od
vremenskih uslova) i R (štap jezgra bez vremenskih uslova);(d) JRC merenje korišćenjem metode
amplituda/dužina (a/L) ili snimanje meračem; i (e) idealno koristiti prirodnu veličinu bloka za izvođenje testa nagiba
(Barton,2013).

Deset (10) elemenata opisivanja diskontinuiteta
Budući da diskontinuiteti uveliko određuju mehaničko ponašanje stenske mase pa se koriste
za određivanje krutosti i čvrstoće, potrebno je vrlo detaljno opisati prirodu diskontinuiteta
kao dodatak litološkom opisu stenske mase i kvantifikovati parametre opisivanja kad god je
to moguće kako bi se mogli koristiti u analizama stabilnosti.


ISRM (1978.) predlaže deset elemenata opisivanja diskontinuiteta:
- orijentacija diskontinuiteta,
- razmak diskontinuiteta,
- postojanost/neprekinutost diskontinuiteta,
- hrapavost zidova diskontinuiteta,
- čvrstoća zidova diskontinuiteta,
- širina diskontinuiteta,
- ispuna diskontinuiteta,
- voda u diskontinuitetima,
- broj grupa diskontinuiteta i
- veličina bloka.

Neki od nabrojanih elemenata direktan su parametar klasifikacionih sistema stenske mase
(RMR i Q klasifikacija).

Smičuća čvrstoća diskontinuiteta
Barton (1973, 1976), Barton i Chouby (1977), Barton i Bandis (1990) i Bandis (1992) na
osnovu brojnih analiza ponašanja prirodnih diskontinuiteta stenske mase razvili su
empirijski kriterijum smičuće čvrstoće diskontinuiteta koji uključuje hrapavost površine
diskontinuiteta i pritisnu čvrstoću zidova diskontinuiteta. Bartonov kriterijum smičuće
čvrstoće diskontinuiteta glasi:

495. 495/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
&#3627409167; = &#3627409166;
&#3627408475;∙&#3627408481;&#3627408462;&#3627408475;[&#3627408445;&#3627408453;&#3627408438; ∙ &#3627408473;&#3627408476;&#3627408468;
10(
&#3627408445;&#3627408438;&#3627408454;
&#3627409166;
&#3627408475;
)+ &#3627409169;
&#3627408463;]
JRC - koeficijent hrapavosti diskontinuiteta (Joint Roughness Coefficient)
JCS - pritisna čvrstoća zidova diskontinuiteta (Joint Wall Compressive Strength)
Vrednost JRC mora biti jedinstvena za celu dužinu diskontinuiteta.

Hrapavost zidova diskontinuiteta i razmak diskontinuiteta

















Sl. 5.32. Hrapavost zidova i razmak diskontinuiteta














Kvalitativan opis Kvantitativan opis

496. 496/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tab.5.35 - Pet osnovnih parametara klasifikacije stenske mase i njihove ocene, ,Beniavski, 1989-



































Tabela 5.36 - Čvrstoća netaknutog (intaktnog) stenskog materijala

497. 497/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.37 - Oznaka kvaliteta stena





Beniawski, 1979.

3. Razmak između pukotina ili diskontinuiteta:
• Linijski razmak između dva susedna diskontinuitete treba meriti za sve skupove diskontinuiteta. 0,06, 0,2,
0,6, 2 m Tabela 5.38 - Razmak između diskontinuiteta











4. Stanje pukotina:
• Uključuje hrapavost površina diskontinuiteta, njihovo razdvajanje, dužinu kontinuiteta,
trošenje zida stene ili ravni klizenja i materijal za ispunu (udubljenje)
Tab. 5.39 - Stanje diskontinuiteta Tab. 5.40 - RMR sistem-Smernice za klasifikaciju stanja diskontinuiteta


5. Stanje podzemnih voda:
• Potpuno suva, vlažna, mokra, kaplje ili teče.
• Ako su dostupni podaci o stvarnom pritisku
vode, oni bi trebali biti navedeni i izraženi u
odnosu na pritisak procedne vode i glavni glavni
napon.

Tabela 5.41- Stanje podzemnih voda

6. Orijentacija pukotina:
• Uticaj pružanja i nagiba diskontinuiteta razmatra se s obzirom na smer probijanja tunela,
orijentaciju čela nagiba ili poravnanje temelja.
5
UTICAJ
PODZEMNE
VODE
PRILIV VODE NA
DUŽINI TUNELA
OD 10 m, l/min
Bez priliva <10, l/min. 10-25, l/min. 25-125, l/min. >125, l/min.
Pritisak vode pw/ńi
max
0 <0.1 0.1-0.2 0.2-0.5 >0.5
OPŠTI USLOVI Potpuno suva pukotina Vlažno Mokro Kapljanje Tečenje
Bodovi - VREDNOST đRMR5 15 10 7 4 0

498. 498/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Orijentacija diskontinuiteta se odnosi na pružanje i pad diskontinuiteta. Nagib treba snimiti
u odnosu na magnetni sever. Ugao nagiba je ugao između horizontalne i ravni diskontinuiteta
uzet u pravcu u kome ta ravan pada. Vrednosti pada i nagiba treba da se zabeleže kao što je
prikazano u tabeli 5.42. Takođe treba zabeležiti orijentaciju ose tunela ili lica nagiba ili ravni
temelja.
Tabela 5.42 - Orijentacija diskontinuiteta












Tabela 5.43 - Procena uticaja zajedničke orijentacije na tunele

















Tabela 5.44 - Projektni parametri i inženjerska svojstva stenske mase






















• Kohezija i ugao unutrašnjeg trenja (Cohesion and Angle of Internal Friction)

499. 499/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.8.1. Procena parametara RMR
Pet osnovnih parametara su:
1. Čvrstoća neispucale, kompaktne stene
Bienawski je iskoristio Deere-ovu klasifikaciju jednoaksijalne čvrstoće na pritisak
neispucale stene. Moguće je za određivanje čvrstoće na pritisak koristiti i opit indeksa
tačkastog opterečenja. Ovde se koristi standardno jezgro prečnika D, (najčešće) 50 mm,
dužine 1.4 - 1.5 D. Za druge prečnike jezgra treba voditi računa da čvrstoća varira i pada dva
do tri puta pri promeni prečnika od 10 mm na 70 mm.
Indeks tačkastog opterećenja je:
IS = P/D
2
,
gde je:
P - sila loma,
D - prečnik jezgra.
Veza između jednoaksijalne čvrstoće na pritisak i indeksa IS daje se najčešće kao Ńc = 24 IS
(50), za cilindar čiji je odnos prečnika i dužine jezgra 1:2 i korigovanog indeksa IS na IS za
prečnik od 50 mm. Bienawski je uprostio ovaj izraz usvajajući Ńc = 25 IS za jezgro blisko
standardnom. (Bienawski koristi i relaciju Ńc = (14 + 0.175D) IS ukoliko je D dato u mm.).
Određivanje jednoaksijalne čvrstoće preko indeksa IS je vrlo praktično za upotrebu na terenu,
jer je sila loma pri zatezanju oko 10 puta manja od sile kod opita jednoaksijalne čvrstoće, pa
je i potrebna aparatura znatno manja i samim tim mobilnija. Treba voditi računa da ovaj opit
nije pouzdan kod stena sa malim čvrstoćama.

2. Indeks kvaliteta jezgra RQD (rock quality designation),
Koristi se Deere-ov RQD indeks kao mera kvaliteta bušotine:
- L je ukupna dužina bušotine, obično, najmanje 2.0 m;
- ΢ Li je suma svih delova jezgra dužih od 100 mm.







RQD je kao kvantitativni pokazatelj pri klasifikaciji stena prvi predložio Deere 1964.
godine. Ovaj faktor se dosta koristi i u vidu samostalne klasifikacije i pokazao se kao vrlo
koristan pri izboru sistema podgrade, vidi 5.2.5. 3 RQD klasifikacija Deere i sar., 1967.
3. Rasprostranjenost pukotina
Ovaj parametar uzima u obzir uticaj svih prslina, pukotina, potencijalnih kliznih ravni,
slojeva i drugih površina slabljenja. I za ovaj parameter Bienawski je iskoristio klasifikaciju
Deere-a. Vrednost parametra dobija se iz podataka o jezgru, ukoliko takva istraživanja
postoje. Predpostavlja se da, uopšteno gledano, postoje tri osnovna sistema, familije
pukotina. Kod određivanja samog parametra klasifikacija uzima u obzir najnepovoljniji
sistem u odnosu na predviđeni podzemni objekat. (Ponekad vrednost ovog parametra može
biti uzeta, u slučaju većeg broja sistema pukotina, i povoljnije nego što je to prikazano na sl. 5.31.

500. 500/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
4. Stanje pukotina - diskontinuiteta
Vrlo značajan parametar je svakako i stanje pukotina i njihove ispune, tj. kontinuitet i
mogućnost nepovoljnog povezivanja pukotina, hrapavost pukotina, stanje zidova pukotina,
prisustvo ispune u pukotini, debljina same ispune, ispunjenost pukotine. Ocena se vrši kao i
kod predhodnog parametra, u odnosu na najnepovoljniji sistem pukotina.






Sl.5.33. Uticaj pukotine na stanje napona u stenskoj masi (Hudson, 2009)
Iz ovoga se može zaključiti da je u ispucaloj stenskoj masi veoma izražena promenljivost
lokalnog stanja napona. Detaljnije o pukotinama u delu 4.4.3.5. PUKOTINE.










Sl.5.34. Blok izdeljen sa tri familije pukotina (Cai i dr., 2004)





5. Uticaj podzemnih voda - uslovi podzemnih voda
Uticaj nivoa dotoka podzemne vode i pritiska vode u pukotinama je takođe važan parametar
koji je Bienawski uveo u svoju klasifikaciju. Ovaj parametar se može izraziti opisno, kao
odnos pritiska vode i glavnih napona, i kao količina priliva vode. Svaki od navedenih
parametara ima određeni uticaj na konačnu ocenu kvaliteta stene. Zato je za svaki parametar
data posebna klasifikacija, tako da tek zbir svih pojedinačnih ocena daje konačnu i pravu ocenu.
Klasifikacija po parametrima i zbirna kalsifikacija date su u tabeli 5.48. Zbirna klasifikacija
se po potrebi koriguje uticajem orijentacije pukotina i to zavisno od toga da li se radi o tunelu,
padini ili fundamentu. Za ovaj parametar je teško usvojiti univerzalni kriterijum, jer uticaj
vode, i njen priliv u pukotinama, može značajno da izmeni povoljnost pravca familije
pukotina. Zato je u takvim slučajevima korisno imati tumačenje geomehaničara i
hidrogrologa koji su upoznati sa datom sredinom i objektom koji se u njoj gradi. Orijentacija
pukotina se ne može dobiti iz standardnih bušotina i jezgara, već se dobija specijalnim
aparatima predloženim od Goodman-a (Methods of Geological Engineering in Discontinius
Rocks, 1976.). Za potrebe rudarstva Laubschr i Taylor su 1976. godine modifikovali tabelu
5.48 ili 5.49, uvodeći uticaj kaverni, bušivosti, miniranja i podgrađivanja.
Klasifikacija RMR se sve više prihvata u svetu kao standard, jer obuhvata praktično sve
važne parametre značajne za ponašanje stene, a iz tih kvantitativnih pokazatelja može se
jednostavno doći i do određenih kvalitativnih pokazatelja kakav je na primer modul
deformacije stene.
Za RMR > 50 može se uzeti da je:
E = 2 RMR - 100 u GPa.
Za mekše stene Serafim i Pereira (1983.) dali su sledeći obrazac:
&#3627408440; =10
&#3627408453;&#3627408448;&#3627408453;−10
40 &#3627408482; &#3627408442;&#3627408451;&#3627408462;.

501. 501/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ostali kvalitativni parametri dati su u tabeli 5.48. i 5.49.
Za primenu ova stenska masa podeljena je na niz strukturnih jedinica. Na osnovu vrednosti
RMR stenska masa je klasifikovana u pet klasa pod nazivom vrlo dobra, dobra, povoljna,
loša i vrlo loša. Granice strukturnih regiona obično se poklapaju sa glavnim strukturnim
obeležjem kao što je rased ili promena tipa stena. Tabele (tabela 5.48. i 5.49) za procenu
RMR vrednosti date su u Dodatku A. Bieniavski je izvestio o nekim smernicama za
iskopavanje i potrebe podrške u ime RMR vrednosti. RMR šema je razrađenija i efikasnija
od prethodne, ali ovde još uvek nije uključen parametar napona.






















Sl.5.35. Dijagram modula deformacije Em , Ei za RMR
RMR klasifikaciju je Bienavski primenio na klasifikaciju koju je predložio Laufer (1958.),
vidi detaljnije 5.2.2. Lauferova klasifikacija (Lauffer) 1958., da bi inženjerima koji koriste
RMR klasifikaciju olakšao izbor podgrade i same konstrukcije. Na grafikonu 5.36. prikazan
je odnos veličine otvora i vremena u kome se taj otvor može ostaviti nepodgrađen, u
zavisnosti od klase stene po RMR klasifikaciji.









Sl. 5.36. Veličina nepodgrađenog otvora (m) i vremenska kriva za ugalj i alevrit (muljeviti kamen - siltstone)


Zadovoljavajuća

502. 502/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl.5.37. Odnos između vremena zadržavanja bez podgrade i dužine otvora tunela koji je predložio Bieniawski (1979
i 1987) na osnovu vrednosti RMR. Izvor: Bieniawski, Z.T. (1989) Inženjerske klasifikacije stenskih masa; John Wiley
& Sons; 272



















Sl.5.38. Odnos između ekvivalentne dimenzije iskopa, De ili S, i Q indeksa kako bi se izabrala najbolja vrsta
podgrade za stensku masu, prema Bartonu (2000).Za područja razgraničena brojevima u zagradama,
preporučuju se sledeće radnje: (1) Nije potrebna podgrada; (2) Pojedinačna sidra (sb); (3) Sistematska
sidra (B); (4) Sistematska sidra i sloj mlaznog betona od 40-100 mm (B+S); (5) Sistematska sidra i sloj
mlaznog betona sa vlaknima debljine 50-90 mm (Sfr+B); (6) Sistematska ankera i sloj mlaznog betona sa
vlaknima debljine 90-120 mm (Sfr+B); (7) Sistematska sidra i sloj mlaznog betona sa vlaknima debljine
120-150 mm (Sfr+B); (8) Sistematska sidra i sloj mlaznog betona sa vlaknima debljine preko 150 mm.
Potrebne su ojačane rešetke od mlaznog betona (Sfr+RRS+B); (9) Kontinuirana betonska obloga (CCA).
Izvor: Bieniawski, Z.T. (1989) Inženjerske klasifikacije stienskih masa; John Wiley & Sons;

Dakle, Bieniawski je 1989. godine predložio poslednju promenu RMR sistema (RMR89).


5.2.9. RMi klasifikacija (Rock Mass index - RMi), Palmstrom, 1995-6.

Indeks stenske mase (Rock Mass index - RMi) predstavlja zapreminski parametar koji
ukazuje na približnu vrednost jednoosne čvrstoće stenske mase.
Pored određivanja potrebnih podgradnih sistema za osiguranje stabilnosti tunelskih otvora,
RMi klasifikacija može se koristiti i za određivanje čvrstoće i deformabilnosti stenske mase.

503. 503/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Zasnovana je na selektivnim dobro utvrđenim geološkim parametrima stenske mase
dobijenim iz detaljnih terenskih opisa stenske mase na izdancima i jezgrenog materijala iz
bušotina i rezultata geofizičkih merenja.
Palmstrom (1995) je predložio indeks stenske mase (RMi) za karakterizaciju čvrstoće
stenske mase kao građevinskog materijala. Prisustvo raznih defekata (diskontinuiteta) u
stenskoj masi koji imaju tendenciju da smanje njenu inherentnu čvrstoću vodi računa o
indeksu stenske mase (RMi), koji se izražava kao:
RMi = Ńc ‧ JP
Vrednost indeksa stenske mase - (Rock Mass indexa - RMi) definiše se:
- za raspucalu stensku masu:
RMi = Ńc ‧ JP
- za masivnu stensku masu:
RMi = Ńc ‧ fŃ
gde je:
Ńc - jednoosna pritisna čvrstoća intaktne stene merena na uzorcima prečnika 50 mm
JP-parametar ispucalosti koji uključuje glavne karakteristike ispucalosti stenske mase

Vrednost JP dobija se iz dijagrama ili iz izraza:

JP = 0.2‧(jC)
0.5
Vb
D
, gde je: D = 0.37 jC
-0.2
.
jC - faktor stanja pukotina, dobjen kao kombinacija faktora veličine pukotina (jL),
hrapavosti pukotina (jR) i alteracije (trošnosti) pukotina (jA) prikazan kao
jC = jL‧(jR/jA).
Vb - zapremina bloka (m
3
) za prosečnu vrednost veličine bloka, vrednost Db = (Vb)
0.33

predstavlja ekvivalentni prečnik bloka (m).

fŃ - parametar masivnosti stenske mase fŃ = (0.05Db)
0.2
i predstavlja parametar
prilagođenja pritisne čvrstoće stenske mase u zavisnosti od efekta veličine bloka za
masivne stene.
Pri tom se podrazumeva da je masivna stena onda kad je Db >2 m za koju je fŃ ~ 0.5. Ukoliko
je JP < fŃ (vredi kada je JP< 0.5) primenjuje se izraz za raspucalu stensku masu.

Ispucale stenske mase sastoje se od uzglobljenih uglastih komada ili blokova tvrdih krtih
materijala koji su razdvojeni površima diskontinuiteta, koje mogu ili ne moraju biti
ispunjenje slabijim materijalom. Čvrstoća takvih stenskih masa zavisi od čvrstoće intaktnih
komada i od njihove mogućnosti da se pomeraju, što, opet, zavisi od broja, orijentacije,
rastojanja i čvrstoće na smicanje diskontinuiteta. Potpuno razumevanje ove problematike
predstavlja znatan teorijski i eksperimentalni problem, pa je iz tog razloga potrebno uvesti
određena pojednostavljenja i pretpostavke kako bi se dobila razumna osnova za određivanje
čvrstoće ispucalih stenskih masa za potrebe projektovanja.
Ō Termin „karakteristike“ može se upotrebiti umesto termina „parametri“ kako bi se
pravilnije opisala procedura koju je potrebno proći prilikom definisanja vrednosti
parametara. Da bi se odredila čvrstoća na smicanje ispucalih stenskih masa potrebno je
poznavati parametre čvrstoće na smicanje svih njenih gradivnih elemenata (intaktnih
blokova i površine mehaničkog diskontinuiteta), slika 5.39.

504. 504/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)






Sl.5.39. Osnovni gradivni elementi i ostala bitna svojstva stenske mase (Palmstrom, 2001)
Pored toga, stenske mase mogu biti izgrađene od više litoloških članova (najčešće peščara i
siltita-alevrolita), bitno različitih mehaničkih karakteristika. Smene su česte i nepravilne, pa
ih je praktično nemoguće, bez određenih pojednostavljenja, uvrstiti u geotehnički model
terena. Zato je, pored čvrstoće litološki homogenih blokova i njihove izdeljenosti, potrebno
poznavati u kom procentualnom odnosu se nalaze mekša (finozrna) i tvrđa (krupnozrna) partija.
Veze između ulaznih parametara u RMi klasifikaciji stenske mase.












Slika 5.40. Princip karakterizacije stenske mase na osnovu RMi (Palmstrom, 1996)
Tabela 5.45 - Faktori ispucalosti stenskih masa

505. 505/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)






























Sl.5.41. Dijagram parametara ispucalosti stenskih masa - RMi klasifikacija

5.2.10. Geomehanička klasifikacija (Rock Mass Rating Sistem-RMR89) Bieniawski, 1989
Od većeg broja klasifikacija koje su u upotrebi, najpogodnija za nadzemne i podzemne iskope je:
- Geomehanička klasifikacija RMR89 sistem (Z.T. Bieniawski).
Geomehaničku klasifikaciju (RMR sistem - Rock Mass Rating Sistem - sistem bodovanja
stenske mase) objavio je 1973. godine Z.T. Bieniawski, za primenu pri rešavanju
inženjerskogeoloških problema u mehanici stena. Klasifikacija se bazira na bodovanju, pri
čemu su različitim parametrima pridružene različite numeričke vrednosti u zavisnosti od
njihove važnosti za sveukupnu klasifikaciju.
Isti autor je 1989. godine numerički modifikovao prvobitnu klasifikaciju (RMR) i kao takva
će biti prezentovana kao (RMR89).
Klasifikacija se zasniva na sledećih šest parametara:
1 - jednoaksijalna pritisna čvrstoća materijala, poželjno u vodozasićenom stanju, jer
odgovara stanju vlažnosti tla u iskopu ili uslovima u kojima će sredina biti pri
eksploataciji objekta,
2 - indeks kvaliteta jezgra (RQD), je pokazatelj linearne celovitosti sredine, a dat je
odnosom sume dužine izbušenih komada jezgra dužih od 100 mm u odnosu prema
dužini posmaranog intervala bušenja, izražen u procentima:

506. 506/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)


gde je:
Lp - ukupna dužina jegra > 10 cm dobijenih prilikom bušenja,
Lt - dužina intervala bušenja.
3 - razmak pukotine - diskontinuiteta duž pravca ose iskopa objekta,
4 - orijentacija pukotina - diskontinuiteta u odnosu na pravac ose iskopa objekta,
5 - svojstva pukotina - diskontinuiteta,
6 - stanje podzemne vode duž pravca ose objekta.
Vrlo je važno da se navedeni parametri mogu dobiti bušenjem, merenjima na terenu i u iskopima.
Nakon podele trasa objekta u zone, unutar kojih su određene inženjerskogeološke osobine manje-
više jednake, pristupa se beleženju (pripisivanju) parametra za svaku zonu. Pri tome treba uzimati
srednje tipične vrednosti parametara, a ne najlošije, s obzirom na to da je klasifikacija bazirana na
do sada izvedenim projektima, pa implicitno sadrži faktor sigurnosti.
Bodovi, pridruženi parametru "razmak diskontinuiteta", odnose na sredinu sa tri seta
diskontinuiteta, odnosno za glinovito tlo uzeti su najnepovoljniji slučajevi.
Uz pomoć tabela 5.48, 5.49 - C,D,E,F i 5.51 određeni su bodovi za svaki parametar čiji zbir svrstava
sredinu ili tlo u jednu od pet kategorija.
Iako je ova klasifikacija prvenstveno namenjena za podzemne iskope u čvrstoj stenskoj masi,
ona se može efikasno primeniti i za površinske i podzemne iskope u poluvezanim
materijalima.
Za izbor moderne tunelske armature kao što su stenska sidra i mlazni beton, Bieniavski
(Bieniavski, 1989) je predložio geomehaničku klasifikaciju (RMR sistem). Definisao je šest
parametara za klasifikaciju stenske mase, tj. klasifikaciona procedura zasniva se na
određivanju sledećih šest parametara:
1. Jednoosna čvrstoća na pritisak (UCS) stenskog materijala.
2. Oznaka kvaliteta stene (RQD - Rock Quality Designation).
3. Razmak diskontinuiteta.
4. Stanje diskontinuiteta.
5. Uslovi podzemnih voda.
6. Orijentacija diskontinuiteta.
Bieniavski je, obzirom na kategoriju stenske mase, objavio i preporuke za iskop i
podgrađivanje tunela.
Uspostavljena je i veza između RMR klasifikacije i kriterijuma čvrstoće i deformabilnosti
što daje poseban značaj ovoj klasifikaciji.
Kako je rečeno, RMR klasifikacija se tokom vremena i povećanjem raspoloživih podataka
menjala, a najveći uticaj u promeni pojedinih odnosa bodova je težina značaja pridodata
uticaju razmaka diskontinuiteta, stanju diskontinuiteta i podzemne vode, tabela 5.41.

Među raznim do sada razvijenim Klasifikacija stenske mase (RMC) sistemima, RMR sistem
koji su predložili Bieniawski (1993) (B-RMR) i Norveški geotehnički institut (NGI) Q-
sistem od Barton i sar. (1974) (NGI-Q) su najčešće korišćeni. Štaviše, ova dva sistema se
takođe smatraju osnovom za razvoj mnogih drugih sistema za klasifikaciju stenskih masa.
Većina parametara koje koriste ove dve metode su nezavisne. Uzimanje u obzir manjeg broja
parametara stena u metodi implicira da smanjuje složenost klasifikacije i minimizira zahteve
praktičnih merenja podataka povezanih sa parametrima stene.

507. 507/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.10.1. Postojeće metode RMR sistema
Uočeno je da izbor metode za RMC u velikoj meri zavisi od toga koji su parametri
(naj)osetljiviji na stvarnoj lokaciji. Za klasifikaciju je odabrana RMR metoda koja uzima u
obzir te osetljive parametre. Najčešće korišćen RMR sistema razmotriće se u sledećem delu.
Ō B-RMR sistem - (Bieniawski,1989)
Uz dodatne istorije slučajeva, RMR sistem ili geomehanička klasifikacija je revidirana nekoliko
puta (osnovni princip je ostao isti) (Bieniawski, 1989, tabela 5.47. Iz tabele se vidi da Čvrstoća
intaktnih stena ima (dali su) težinu od 20%, odnosno 10%. Ocena podzemnih voda čini 15%
ukupnih ocena. Konačna RMR vrednost stene izračunava se na sledeći način: RQD, rudnik, kosina
ili temelj, tunel. Razmak i uslovi diskontinuiteta (npr. hrapavost i razdvajanje) zajedno su dali 50%
težine. Kada je broj postavljenih diskontinuiteta manji od 3, ocena za razmak diskontinuiteta može
se povećati za 30%. Pad (nagib) i dubinska orijentacija diskontinuiteta se smatraju zasebnim
parametrima koji zavise i od vrste primene kao što su klasifikaciji stenske mase. U ovoj metodi,
diskontinuitet prikazan u stenskim masama je najvažniji faktor u Bieniawski (1973) predstavljen u,
koja odgovara njegovoj stvarnoj vrednosti prema R). Parametri klasifikacije se zatim mere na
svakom području stenskih masa. Svaki parametar je dodeljen empirijskoj oceni). Da bi se saznala
vrednost RMR pomoću B-RMR sistema, stenska masa je podeljena na nekoliko regiona tako da su
određene karakteristike više ili manje ujednačene unutar svake regije (Tabela 5.48). B-RMR
metoda razmatra šest parametara stene (prvih šest parametara u Bieniawski, 1989.
RMR = R1+R2+R3+R4+R5+R6 (1)
gde je R1, R 2, …, R6 su ocene odgovara šest parametara stene kao što je prikazano u tabeli 5.47.
Izračunata RMR vrednost je između 0 i 100. Viša vrednost RMR pokazuje dobar kvalitet stene. B-
RMR sistem ima široka područja primene kao što su tuneli, komore, rudnici, kosine i temelji
(Bieniawski, 1989). Ipak, sa kritičnim uslovima stenske mase, sa velikim rasedama, zonama
klizanja i uslovima visokog apona, treba postupati pažljivo. Iz RMR vrednosti, opterećenje stene i
podgrade stene mogu se proceniti iz tabele nosača predstavljene u Bieniawski (1973). Jednačina
opterećenja stena u sistemu Bieniawskog je opisana kao:
&#3627408451;
&#3627408453;&#3627408448;&#3627408453;=BD
100−&#3627408453;&#3627408448;&#3627408453;
100
(2)
gde je B širina otvorne površine galerije u m, a D je gustina stena u t/m
3
. Ovaj sistem ne
uzima u obzir nikakve parametre za napone u stenama, osim što su uključena naprezanja do
25 MPa. Takođe, nema jasnog objašnjenja o tome da li su lomovi i zone klizanja uključene
ili ne (Palmstrom, 2008).

Tabela 5.46 - Klasifikacioni parametri i njihovi bodovi.
PARAMETAR
GODINA
1973. 1974. 1975. 1976. 1989.
Čvrstoća stenskog materijala 10 10 15 15 15
RQD 16 20 20 20 20
Razmak diskontinuiteta (pukotina) 30 30 30 30 20
Zev diskontinuiteta (pukotina) 5
Kontinuitet pukotina (pukotina) 5
Podzemna voda 10 10 10 10 15
Trošenje 9
Stanje pukotina 15 30 25 30
Orijentacija pukotina 15
Orijentacija pukotina u tunelima 3-15 0 - 12 0 - 12 0 - 12

508. 508/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.47- Klasifikacijski parametri i njihove ocene prema B-RMR sistemu (Bieniawski, 1973).

Br. Parametar Rasponi vrednosti
1
Čvrstoća
materijala od
netaknute stene
(MPa)
Indeks
čvrstoće
tačkastog
opterećenja
>10 4–10 2–4 1–2
Za ovaj nizak opseg,
poželjan je jednoosni
test kompresije
UCS >250 100–250 50–100 25–50 5–25 1–5 <1
Ocena (R1) 15 12 7 4 2 1 0
2
Kvalitet jezgra
bušenja RQD (%)

90–100 75–90 50–75 25–50 <25
Ocena (R2) 20 17 13 8 3
3
Razmak diskontinuiteta (m) >2 0,6–2 0,2–0,6 0,06–0,2 <0,06
Ocena (R3) 20 15 10 6 5
4
Stanje diskontinuiteta
Vrlo hrapava
površina; Nije
kontinuirano;
Bez razdvajanja;
Nevremenski
zidni kamen
Malo hrapave
površine;
Razmak <1 mm;
Malo izlizani
zidovi
Malo hrapave
površine;
Razmak
<1 mm;
Visoko
istrošeni
zidovi
Slickened
surfaces or
Gouge < 5 mm
debljine ili
razdvajanje
= 1–5 mm;
Kontinuirano
Mekana žljebova >
5 mm debljine ili
razdvajanje > 5 mm;
Kontinuirano
Ocena (R4) 30 25 20 10 0
5
Podzemne vode
Dotok po 10 m
dužine tunela
(L/min)
Nema <10 10–25 25–125 >125
Pritisak vode u
zglobu/Glavni
glavni napon (MPa)
0 0,0–0,1 0,1–0,2 0,2–0,5 >0,5
Opšti uslovi Potpuno suva Vlažno Mokro Kapljanje Teče
Ocena (R5) 15 10 7 4 0
6
Pravac pružanja i zaleganja (pad)
pukotina - orijentacija
Veoma povoljno Povoljno
Zadovolja-
vajuće
Nepovoljno Veoma nepovoljno
Ocena (R6)
Tuneli i rudnici 0 −2 −5 −10 −12
Temelji 0 −2 −7 −15 −25
Padine 0 −5 −25 −50 −60

Svaki od pet parametara (R1, R2, R3, R4, R5) prikazan je na slici 5.42. RMR je zbir ovih faktora i kreće se od
0 do 100 posto:
RMR = R1 + R2 + R3 + R4 + R5
Prva četiri člana mogu se izraziti u obliku jednačine:
R1 = 0,948 + (qu ⁄113) - (qu ⁄875)
2
≤ 15 gde je qu - jednoosna pritisnana čvrstoća (atm)
R2 = RQ ⁄ 5 ≤ 20 pri čemu je RQD izražen u procentima (%)
R3 = 10,39 ∙ DS
0,33
≤ 20 gde je DS - razmak diskontinuiteta (ft)
R4 = 30 - 152 ∙ JS > 0 gde je JS - debljina pukotina ili udubljenja (in.)
Peti parametar (R5) odnosi se na stanje vode i može se proceniti jednom od dve alternativne metode:
(1) korišćenjem odnosa pornog pritiska i napona krovne naslage - pokrivke (u0 ⁄Ńv) i

509. 509/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
(2) dotok vode izmeren u galonima u minuti po dužini od 10 jardi (9 m), označen kao INF. Oni se takođe
mogu predstaviti u obliku jednačine:
R5 = 22 - 15 ∙ (u0 ⁄Ńv)0,55 > 0 odnos(ratio) (u0 ⁄Ńv) je bezdimenzionalan i R5 < 15
R5 ≈ 11 - 6 ∙ log(INF) > 0 sa INF u galonima/minuti i R5 < 15
Nedavno je uočeno da parametri R2 i R3 daju redundantne (suvišne) mere za učestalost fraktura i pukotina
(Lowson i Bieniawski 2013); stoga je preporučeno da se ova dva parametra kombinuju u jednu promenljivu
(R23 = R2 + R3), kao što je prikazano na slici 5.42-1. Štaviše, postoje dokazi da RQD nije najbolja niti
najpouzdanija mera loma (Pells et al. 2016). U stvari, novi parametar R23 je lakše odrediti nego R2 ili R3
jer prirodne pukotine i diskontinuiteti samo treba da se izbroje i usredsređuju na dužini od 1 m (3,3 stope).








































Sl.5.42. Osnovne komponente za RMR sistem, Izvor: na osnovu Bieniawskog (1989, 2011)

510. 510/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.48 - Geomehanička klasifikacija ispucalih stena - RMR (Rock mass rating system)

1
Indeks tačkastog opterećenja Is dobijen je na osnovu testa tačkastog opterećenja (Point Load test). Veza
sa jednoaksijalnom čvrstoćom na jezgru perčnika 54 mm je Ń =24 Is. U Tabeli je uzet odnos Ń =24 Is.

Table 5.49 - Rock mass rating system




Tabela br.5.49: D. ZNAČENjE POJEDINIH KATEGORIJA STENSKE MASE
KATEGORIJA BR. I II III IV V
PROSEČNO VREME STAJANJA
20 godina za
15 m raspona
1 godina za
10 m raspona
1 nedelja za
5 m raspona
10 sati za raspon
od 2.5 m
30 minuta za
raspon od 1 m
KOHEZIJA STENSKE MASE,
C (kPa)
> 400 300-400 200-300 100-200 < 100
UGAO UNUTRAŠNJEG TRENjA
STENSKE MASE, ņ(
0
)
> 45 35-45 25-35 15-25 < 15


Tabela br.5.48: A. KLASIFIKACIONI PARAMETRI I NjIHOVI BODOVI
A - PARAMETAR VREDNOST PARAMETRA
1
ČVRSTOĆA
NEISPUCALE
STENE
(R1)
1
Indeks tačkastog
opterećenja
Is (Mpa)
> 8 4 - 8 2-4 1-2
Za ovako male vrednosti
poželjan je test
jednoaksijalne čvrstoće
na pritisak
JEDNOAKSIJALNA
ČVRSTOĆA NA
PRITISAK , ńc (MPa)
> 250 100 - 250 50 - 100 25 - 50 5 - 2 5 1 - 5 < 1
Bodovi - VREDNOST đRMR1 15 12 7 4 2 1 0
2
INDEKS KVALITETA JEZGRA
RQD [%] - (R2)
90-100 75-90 50-75 25-50 < 25
Bodovi - VREDNOST đRMR2 20 17 13 8 3
3
RAST0JANJE PUKOTINA (R3) > 2 m 0.6 - 2 m
0.2 – 0.6
m
60 – 200
mm
< 60 mm
Bodovi - VREDNOST đRMR3 20 15 10 8 5
4
STANJE PUKOTINA, vidi E
(R4)
Vrlo hrapave
pukotine,
nekontinuirane
nerazmaknute
čvrsti zidovi
pukotina
Umrereno
hrapave
pukotine
Razdvojenost
– zev < 1 mm
čvrsti zidovi
pukotine
Neznatno
hrapave
površine,
zev >1 mm,
neznatno
rastroše-
ni zidovi
Glatke
površine ili
ispune <5 m
debljine
ili zev
1-5mm,
neprekinute
Meka ispuna >5 mm
debljine ili
zev >5 mm, neprekinute
Bodovi - VREDNOST đRMR4 30 25 20 10 0
5
UTICAJ
PODZEMNE
VODE
(R5)
PRILIV VODE NA
DUŽINI TUNELA OD
10 m, l/min
Bez priliva <10 l./min.
10-25
l/min.
25-125
l/min.
>125 l/min.
Pritisak vode pw/ńi
max
0 <0.1 0.1-0.2 0.2-0.5 >0.5
OPŠTI USLOVI
Potpuno suva
pukotina
Vlažno Mokro Kapljanje Tečenje
Bodovi - VREDNOST đRMR5 15 10 7 4 0
B - KOREKTIVNI PARAMETAR, ZAVISAN OD PRAVCA PRUŽANJA I ZALEGANJA (orijentacije) PUKOTINA, vidi F
6
PRAVAC PRUŽANJA I ZALEGANJA
PUKOTINA - (R6)
Vrlo povoljan Povoljan Zadovoljavajući Nepovoljan Vrlo nepovoljan
Bodovi -
VREDNOST
đRMR6
TUNELI 0 -2 -5 -10 -12
TEMELJI 0 -2 -7 -15 -25
KOSINE 0 -5 -25 -50 -60
Tabela br.5.49: C. KATEGORIJE STENSKE MASE IZ ZBIRA BODOVA
ZBIR BODOVA 100-81 80-61 60-41 40-21 <20
KATEGORIJA BR. I II III IV V
OPIS Vrlo dobra stena Dobra stena Povoljna stena Loša stena Vrlo loša stena

511. 511/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela br.5.49: E. PREPORUKA ZA KLASIFIKACIJU DISKONTINUITETA (uslovi) , veza sa A 4
DISKONTINUITETI DUŽINE
(PROTEZANjA)
<1 m 1-3 m 3-10 m 10-20 m >20 m
BODOVI 6 4 2 1 0
ŠIRINA ZEVA pukotina Bez zeva <0.1 mm 0.1-1.0 mm 1-5 mm > 5 mm
BODOVI 6 5 4 1 0
HRAPAVOST
DISKONTINUITETA
Vrlo hrapave Hrapave Neznatno hrapave Glatke Kliske
BODOVI 6 5 3 1 0
ISPUNA DISKONTINUITETA Bez ispune
Tvrda (čvrsta)
ispuna <5 mm
Tvrda (čvrsta)
ispuna > 5 mm
Meka ispuna
<5 mm
Meka ispuna
>5 mm
BODOVI 6 4 2 2 0
RASPADNUTOST (VEDERING) Nearaspadnute
Neznatno
raspadnute
Srednje
raspadnute
Jako (visoko)
raspadnute
Dekomponovane
BODOVI 6 5 3 1 0



Tabela br.5.49: F UTICAJ PRUŽANjA I PADA PUKOTINA U PODZEMNOM OBJEKTU (Efekat orijentacije pukotina u (unelogradnji)
PRUŽANjE NORMALNO NA OSU OBJEKTA PRUŽANjE PARALELNO OSI PODZEMNOG OBJEKTA
Iskop u smeru pada
diskontiniteta, pad 45
0
-90
0

Iskop u smeru pada
diskontiniteta, pad 20
0
- 45
0

Pad 45
0
-90
0
Pad 20
0
-45
0

Vrlo povoljno Povoljno Vrlo nepovoljno Zadovoljavajuće
Iskop suprotno smeru pada
diskontinuiteta, pad 45
0
-90
0

Iskop suprotno smeru pada
diskontinuiteta, pad Pad 20
0
- 45
0

Pad 0
0
-20
0
bez obzira na pružanje diskontiniteta
Dobro Nepovoljno Dobro


Tabela 5.50 - Uticaj orijentacije pukotina u odnosu na osu tunela

PRAVAC PRUŽANJA PUKOTINA POD UGLOM
U ODNOSU NA OSU TUNELA
PRAVAC PRUŽANJA
PUKOTINA PARALELAN
OSI TUNELA
ZALEGANJE
0
O
-20
O
UGAO ZALEGANJA U ODNOSU NA PRAVAC NAPREDOVANJA TUNELA
U PRAVCU SUPROTAN PRAVCU
45
O
- 90
O
20
O
- 45
O
45
O
- 90
O
20
O
- 45
O
45
O
- 90
O
20
O
- 45
O

NEZAVISNO
OD PRAVCA
PRUŽANJA
VRLO POVOLJAN POVOLJAN ZADOVOLJAVAJUĆI NEPOVOLJAN VRLO NEPOVOLJAN ZADOVOLJAVAJU ĆI NEPOVOLJAN
Napomena: Uz tabelu 5.49:F







B -KOREKTIVNI PARAMETAR, ZAVISAN OD PRAVCA PRUŽANJA I ZALEGANJA (orijentacije) PUKOTINA, vidi F

PRAVAC PRUŽANJA I ZALEGANJA
PUKOTINA
Vrlo povoljan Povoljan Zadovoljavajući Nepovoljan Vrlo nepovoljan
Bodovi -
VREDNOST
đRMR6
TUNELI 0 -2 -5 -10 -12
TEMELJI 0 -2 -7 -15 -25
KOSINE 0 -5 -25 -50 -60

512. 512/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.51 - Klasifikacija stena na osnovu zbirne ocene ΢ RMRi
KLASIFIKACIJA STENA NA OSNOVU ZBIRNE OCENE
ZBIRNA VREDNOST RMR ǂRMRi 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 < 20
KLASA I II III IV V
OPIS Vrlo dobra stena Dobra stena Zadovoljavajuća stena Slaba stena Jako slaba stena
ZNAČENJE KATEGORIJE STENSKE MASE U ODNOSU NA UGAO UNUTRA ŠNJEG TRENJA ϕ I KOHEZIJU C
I VREME STABILNOSTI NEPODGRA ěENOG OTVORA
KOHEZIJA STENSKE MASE
C [kPa]
> 400 300 - 400 200 - 300 100 - 200 < 100
UGAO UNUTRAŠNJEG TRENJA
STENSKE MASE ϕ [
o
]
> 45
o
35
o
- 45
o
25
o
- 35
o
15
o
- 25
o
< 15
o

PROSEČNO VREME STABILNOSTI
NEPODGRAěENOG OTVORA
20 godina za otvor
raspona 15 m
12 meseci za otvor
raspona 10 m
1 nedelja za otvor
raspona 5 m
10 sati za otvor
raspona 2.5 m
30 minut za otvor
raspona 1.0 m

Tabela 5.52 - Geomehanička klasifikacija (RMR) za iskop i osiguranje kod podzemnih objekata Oblik potkovičasti,
širina 10 m. Vertikalni pritisak na podgradu manji od 25 MPa. Iskop bušenjem i miniranjem
KLASE STENSKE
MASE
ISKOP
OSIGURANJE
Sidra* (20 mm prečnika,
atheziona)
Torkret Čelični lukovi
Vrlo dobra stena
I
RMR 81-100
Celi profil, 3 m napredovanja. Uopšte nije potrebno osiguranje iskopa, osim mestimično pojedinačno sidrenje.
Dobra stena
II
RMR 61-80
Celi profil, napredovanje
1.0-1.5 m, dovršiti osiguranje
iskopa 20 m od čela iskopa.
Lokalno sidra u svodu 3 m
dužine, na razmaku 2.5 m sa
mestimično čeličom mrežom.
50 mm u svodu
gde je
potrebno.
Nikakvi.
Povoljna stena
III
RMR 41-60
Iskop po fazama, napredovanje
1.5-3.0 m u svodu. Započeti
osiguranje iskopa nakon svakog
miniranja. Dovršiti osiguranje
iskopa 10 m od čela iskopa.
Sistematsko sidrenje 4 m
dužine na razmaku 1.5-2.0 m
u svodu i zidovim, sa čeličnom
mrežom u svodu.
50-100 mm na
svodu i 30 mm
na zidovima.
Nikakvi.
Loša stena
IV
RMR 21-40
Napredovanje 1.0-1.5 m u
svodu.Postavljanje osiguranja
istovremeno i paralelno sa
iskopom.
Sistematsko sidrenje 4-5 m
dužine na razmaku 1.0-1.5 m u
svodu i zidovima sa čeličnom
mrežom.
100-150 mm na
svodu i 100 mm
na zidovima.
Laki do srednji lukovi, na
razmaku 1.5 m, gde je
potrebno.
Vrlo loša stena
V
RMR <20
Razrada profila, napredovanje
u svodu 0.5-1.5 m. Postavljanje
osiguranja istovremeno sa
iskopom. Torkretiranje što je
pre moguće posle miniranja.
Sistematsko sidrenje 5-6 m
dužine na razmaku 1.0-1.5 m
u svodu i zidovima sa čeličnom
mrežom. Sidren i podnožni
svod.
150-200 mm na
svodu 150 mm
na zidovima i 50
mm na čelu
iskopa.
Srednji do teški lukovi na
razmaku 0.75 m sa
čeličnom oplatom i
pobijanjem napred u
svodu ako je potebno.
Zatvoreni odnožni svod.
*Dužina sidara 1/3-1/2 širine tunela









Sl.5.43. Odnos između vremena stajanja i raspona za
različite klase stenske mase prema RMR sistemu
(prema Laufferu, 1988., modifikovano prema
Bieniawskom, 1979.).

513. 513/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.53 - Direktni odnosi između klasifikacije stenske mase i svojstava stenske mase (Aydan, Ulusay, & Tokashiki, 2014.)







































Em modul deformacije stenske mase, Ei Youngov modul intaktne stene, RMR ocena stenske mase, Q kvalitet stenske mase, GSI
indeks geološke čvrstoće, D faktor poremećaja, Ńci jednoosna pritisna čvrstoća intaktne stene, Ńcm jednoosna pritisna čvrstoća
stenske mase, RQD indeks kvaliteta stene, RMi indeks stenske mase, WD stepen trošenja, ϕm ugao trenja stenske mase, cm kohezija
stenske mase, vm Poissonov koeficijent stenske mase, Jn broj pukotinskih sistema, Jr indeks hrapavosti pukotina, Jw factor vode u
pukotinama, Ja indeks ispune (alteracije) pukotina, SRF faktor redukcije napona, ΰ spec.tež. stene (t/m
3
)

514. 514/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.10.2. Proširenje RMR - ocena nagiba stenske mase (Slope Mass Rating SMR)
Klasifikacija stenske mase, John P. Harrison, John A. Hudson FREng, u Engineering Rock Mechanics Dio II, 2000.
Značajno proširenje RMR sistema napravio je Romana (1993)
5
sa svojim SMR sistemom za
procenu stabilnosti kosina (nagiba). SMR vrednost može se napisati u obliku:
SMR = RMR-Fg+Fe,
gde je:
- Fg faktor koji predstavlja geometriju potencijalne nestabilnosti prisutne u nagibu stene, a
- Fe faktor koji odgovara metodi iskopavanja.

Geometrije koje su suštinski nestabilnije imaju veće vrednosti Fg (i zato smanjuju SMR), a
metode iskopavanja koje indukuju male perturbacije u stenskoj masi imaju visoke
vrednosti Fe (i zato povećavaju SMR).
Sonmez i Ulusay (1999) objavili su dodatni rad na primeni sistema klasifikacije na
stabilnost kosina. U ovom radu napominje se da se klasifikacija stenske mase ne treba
odnositi na stensku masu u neporemećenom stanju, već na iskopom poremećenu stensku
masu, koja „ugošćuje“ građevinu - građevinski objekat.
Autori su predložili metode za procenu uticaja poremećaja iskopa za vrednosti klasifikacije
stenske mase.
Prednosti korišćenja sistema klasifikacije stenske mase su:
• kvalitet stenske mase može se proceniti jednostavno, brzo i kontinuirano,
• vrednosti klasifikacije može utvrditi obučeno osoblje gradilišta (tj. nije potreban visok
nivo opšte inženjerske stručnosti),
• kontinuirana procena stenske mase korišćenjem ispucalost upozoriće izvođače
i konsultantske inženjere na značajne promene u uslovima stena, i
• inženjerski projekat je koherentno zasnovan na prethodnom iskustvu.
Nedostaci korišćenja sistema klasifikacije stenske mase su:
• sistemi koji se trenutno koriste su istorijski i idiosinkratični,
• vrednosti algebre i rejtinga sistema nisu naučno razmatrane, i
• ne mogu se koristiti za celi niz inženjerskih ciljeva.
Dakle, Romana (1985) je razvio proširenje RMR sistema nazvanog ocena nagiba stenske
mase (SMR) za upotrebu u inženjeringu padina stena.Uključuje nove faktore prilagođavanja
za orijentaciju pukotina i miniranje/iskopavanje prema sistemu RMR za padine (kosine-
nagibe) kao što je prikazano u nastavku (Romana i sar., 2003):

&#3627408454;&#3627408448;&#3627408453; = &#3627408453;&#3627408448;&#3627408453;+(&#3627408441;1∗&#3627408441;2∗&#3627408441;3)+&#3627408441;4
gde je:
&#3627408441;1= (1- sin&#3627408436;)
2

a A - ugao između pružanja kosine i pukotina, A = (ŀj - ŀs) - tabela 5.54.
&#3627408441;2 = (tan&#3627409149;&#3627408471;)
2

&#3627409149;&#3627408471; - ugao nagiba pukotina.
Za prevrtanje, F2 = 1,0
F1 povezuje paralelizam između pukotina i lica kosina - padina,
F2 odnosi se na ugao nagiba pukotina u ravninskom načinu loma,
F3 odražava odnos između nagiba-padine i pukotina, a
F4 je faktor prilagođavanja za metodu iskopa (Romana i sar., 2003) .

515. 515/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)









Sl.5.44. Prikazi pojava masivnih, povoljnih, nepovoljnih i jako izlomljenih stenskih masa za useke na
padinama (kosinama)
Vrednosti F1, F2, F3 i F4 i klasifikacione kategorije nagiba stenske mase prikazane su u tabeli
5.54 i tabeli 5.55.
Tabela 5.54 - Ocena prilagođavanja F1, F2, F3 i F4 za pukotine (Romana i sar., 2003.)

ORIJENTACIJA PUKOTINA
Joint Orientation
VRLO POVOLJNO
Very favorable
POVOLJNO
Favorable
ZADOVOLJAVAJUĆE
Fair
NEPOVOLJNO
Unfavorable
VRLO NEPOVOLJNO
Very unfavorable
P |ŀj- ŀs| > 30 30 – 20 20 – 10 10 – 5 < 5
T |(ŀj-ŀs) - 180| > 30 30 - 20 20 - 10 10 - 5 < 5
F1 (za P i T) 0.15 0.40 0.70 0.85 1.00
P |βj| < 20 20 – 30 30 – 35 35 – 45 > 45
F2 (za P) 0.15 0.40 0.70 0.85 1.00
F2 (za T) 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
P βj- βs > 10 10 – 0 0 0 – (-10) <-10
T βj+ βs < 110 110 – 120 > 120 - -
F3 (za P i T) 0 - 6 - 25 - 50 - 60
Faktor za metodu
iskopa, F4
Prirodni nagib
Prethodno
razdvajanje
Glatko
miniranje
Miniranje/
ripovanje
Nedovoljno
miniranje
F4 +15 +10 +8 0 - 8
P- ravan lom; T- lom pri prevrtanju, ŀj - nagib pukotina; ŀs - smer nagiba-pada padine-kosine;
βj - nagib-pad pukotina; βs - nagib-pad padine-kosine

Tabela 5.55 - Klasifikacija nagiba stene prema SMT-u (Hoek, 2007.)

SMR KLASA OPIS STABILNOST LOM PODGRADA/PODRŠKA
81 - 100 I Vrlo dobra Potpuno stabilan Nema Nema
61 - 80 II Dobra Stabilan (Po)neki blokovi Tačkasto (mestimično)
41 -60 III Zadovoljavajuća Delimično stabilan
Neke pukotine
ili mnogo klinova
Sistematično
21 - 40 IV Loša Nestabilan Planarni ili veliki klinovi Važno / Korektivno
0 - 20 V Vrlo loša Potpuno nestabilan
Veliki klinovi
ili kružni lom
Ponovno iskopavanje

RMR je jedan od najpopularnijih sistema klasifikacije stenske mase za primenu mehanike
stena, zbog svoje jednostavne metode proračuna i široko rasprostranjene u rudarstvu i
građevinarstvu. Od 1950-ih, predloženi su različiti modeli predviđanja za procenu
performansi mašine za bušenje tunela (TBM), posebno stope penetracije (PR) i faktora
iskorišćenja (UF), kao funkcije geologije. PR i UF su korisni za definisanje mašinske
proizvodnje, ali nisu dovoljni da pravilno opišu celi ciklus bušenja za otvorene, jednostruke
i dvostruke štitove TBM-a u različitim geološkim uslovima. Baza podataka uključuje
eksperimentalne vrednosti prikupljene tokom poslednjih 10 godina u različitim projektima
tunela širom sveta, iskopanih uz različite tipologije mašina i geoloških uslova, čiji je glavni
izazov bio uzimanje u obzir tretman tla, istraživanje, iskop poprečnih prolaza u ciklusu
bušenja i totalne izgradnje.

516. 516/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.10.3. Modifikacije RMR-a za rudarenje
Nekoliko modifikacija (Laubscher, 1977, 1984), Laubscher i Taylor (1976) i Laubscher i
Page (1990) napravljeno je na Bieniawskovom sistemu za ocenu stenske mase (RMR) kako
bi se efikasno koristio u rudarskim aplikacijama jer je originalni RMR sistem bio zasnovan
na istorijama slučajeva građevinarstva (Bieniawski, 1989).
Modifikovani RMR sistem (MRMR) prilagođava osnovnu vrednost RMR uzimajući u obzir
in situ i indukovane napone, promene napona i efekte miniranja i atmosferskih uticaja, i
prema tome se predlažu preporuke podgrade za novu vrednost. Laubšerov MRMR sistem je
zasnovan na istorijama speleoloških operacija (Hoek, 2007).
Još jednu modifikaciju RMR-a za rudarstvo blokova pećina su napravili Cummings i dr.
(1982) i Kendorski i dr. (1983) što je rezultiralo sistemom MBR (modifikovani osnovni
RMR). To podrazumeva različite ocene za originalne RMR parametre i rezultujuća
prilagođavanja vrednosti MBR za oštećenje od eksplozije, indukovanih napona, strukturne
karakteristike, udaljenost od fronta iskopa i veličinu bloka iskopa. Predstavlja preporuke za
podgradu za izolovane ili razvojne pomake, kao i za konačnu podgradu raskrsnica i nanosa
(Hoek, 2007).
Modifikovani RMR sistem (MRMR) prilagođava osnovnu vrednost RMR uzimajući u obzir
in situ i indukuje napone, promene napona i efekte miniranja i vremenskih uslova, pa se u
skladu s tim predlažu preporuke podgrade za novu vrednost. Laubscherov MRMR sistem je
zasnovan na istorijama speleoloških operacija (Hoek, 2007).

5.2.10.4. Primena RMR sistema
1. RMR sistem pruža skup smernica za izbor stenske armature za tunele kao što je
prikazano u tabeli 5.52 (Bieniawski, 1989). Ove smernice zavise od faktora kao što su
dubina ispod površine (in situ naponi), veličina i oblik tunela i način iskopavanja.
Preporučuje se u mnogim primenama u rudarstvu i niskogradnji da se uzme u obzir mlazni
beton ojačan čeličnim vlaknima umesto žičane mreže i mlaznog betona (Hoek, 2007).
2. RMR se takođe primenjuje za korelaciju sa aktivnim rasponom iskopa i vremenom
mirovanja, kao što je prikazano na slici 5.43 (Lauffer, 1988).
3. RMR se može koristiti za dobijanje svojstava stenske mase kao što je prikazano u tab.5.47.

5.2.10.5. Ograničenja RMR sistema
Rezultat RMR sistema može dovesti do prevelikog dizajna sistema podgrade jer je
konzervativan (Bieniawski, 1989). Na primer, granica bez podgrade je previše konzervativna
i da bi se prilagodio RMR na granici bez podgrade za efekte veličine otvora, Kaiser i sar.
(1986) su predložili sledeću relaciju.
&#3627408453;&#3627408448;&#3627408453;(&#3627408449;&#3627408454;) = 22ln(&#3627408440;&#3627408439;+25)
gde NS označava bez podgrade, a ED je ekvivalentna dimenzija.
RMR sistem se ne može pouzdano koristiti u slabim stenskim masama jer se uglavnom
zasniva na istoriji slučajeva kompetentnih stena (Singh i Geol, 1999.). Ovaj sistem nije
koristan za odlučivanje o metodi iskopavanja.
Ō Prednosti geomehaničke (RMR89) klasifikacije su:
- Zadovoljava uslove date u tački 5.1.1. Uslovi primene klasifikacija,
- U skladu je sa klasičnim načinom iskopa i građenja,
- Proverena je na velikom broju projekata i najčešće se primenjuje u svetu.

517. 517/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ō Nedostaci geomehaničke (RMR89) klasifikacije su:
- Ne obuhvata najlošije uslove kod sredina kao što su slučajevi bubrećih i zdrobljenih stena,
kada je potrebno izvršiti procenu Olivier-Geodurabilitu klasifikacijom kao dodatnim
klasifikacionim parametrom. Ova klasifikacija deli stensku masu na šest klasa u odnosu na
postojanost i sadrži dva parametra: jednoaksijalnu pritisnu čvrstoću i Dunkanov koeficijent
bubrenja. Ovaj nedostatak nema značaj za objekte fekalnog kolektora, jer takve sredine i
uslovi nisu do sada konstatovani i ne očekuju se u toku njihovog iskopa;
- Nema parametar u kome je uključena veličina primarnog napona (mada ovaj parametar nije
ni neophodan a s obzirom na dubine iskopa manje od 2 m, on je zanemarljiv.
Bodovi (RMR89) klasifikacije i podela na 5 kategorija su korelisani sa procentualnim
učešćem 7 kategorija iskopa prema klasifikaciji površinskih iskopa.
Primer: Uzima se za primer granitna stenska masa kroz koju se gradi tunel. Vrednosti
parametara važnih za klasifikaciju su sledeći:

PARAMETAR VREDNOST ILI OPIS PARAMETRA VREDNOST đRMRi
ČVRSTOĆA NEISPUCALE STENE ńc = 150 MPa 12
R Q D 70% 13
RASPROSTRANJENOST PUKOTINA Pukotine su na razmaku od ≈ 0.5 m 10
STANJE PUKOTINA
Umereno hrapave pukotine
Razdvojenost zidova < 1mm
Zidovi pukotina čvrsti
25
PODZEMNA VODA Voda kaplje iz pukotine 4
UKUPNO 64

Zaključak: Slojevi se pružaju upravno na osu tunela, uz zaleganje od 30
o
suprotno pravcu
napredovanja tunela. Iz Tabele 2 vidi se da ovo predstavlja nepovoljnu orijentaciju pukotina
u odnosu na tunel, što odgovara vrednosti korektivnog faktora -10. Uz ovu korekciju
dobijamo konačnu vrednost RMR = 54, što odgovara gornjoj grupi stena III kategorije koje
se opisuju kao dobre (60 - 41), Tabela 5.56:C.




Sl.5.45. RMR - indeks kvaliteta- klasifikacija po autorima

Tabela br. 56: C. KATEGORIJE STENSKE MASE IZ ZBIRA BODOVA
ZBIR BODOVA 100-81 80-61 60-41 40-21 <20
KATEGORIJA BR. I II III IV V
OPIS Vrlo dobra stena Dobra stena Povoljna stena Loša stena Vrlo loša stena

518. 518/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.56 - NGI Q - sistem RMR


















5.2.11. Geološki indeks čvrstoće (Geological Strength Index - GSI), (Hoek and Brown, 1997).

Složenost stanja u kojem se stenska masa nalazi je takvo da ne postoji jednostavan način kojim bi
se u potpunosti mogla klasifikovati. Zbog toga razvijani su različiti sistemi klasifikacija, a zasnivaju
se na sistematizaciji stečenih iskustava i kvaliteta stenske mase sa namerom dovođenja u odnos
svojstava stenske mase sa ponašanjem prilikom izrade određenih inženjerskih objekata.
Kako je već rečeno, osnovni zadatak svake klasifikacije je podela stenske mase u grupe, kategorije
ili klase sličnih karakteristika, pomoću kojih se pružaju osnove za razumevanje interakcije između
kvaliteta i ponašanja, izražavajući to kroz kvantitativni podatak za potrebe inženjerskih proračuna.
Klasifikacije stenskih masa koje se najčešće primenjuju:
- Geološka klasifikacija stena;
- Geomehanička ili RMR klasifikacija (Rock Mass Rating), (Bieniawski, 1973, 1976);
- Q sistem klasifikacije (Barton i sar., 1974);
- GSI sistem klasifikacije (Geological Strenght Index), (Hoek and Brown, 1997).
Pri rešavanju problema stabilnosti padina/kosina, temeljenja objekata i izvođenja podzemnih
građevina u stenskoj masi, osnovni problem pri analizama i projektovanju predstavlja procena
čvrstoće i deformabilnosti stenske mase (radne sredine).
Naime, čvrstoća i modul deformacije stenske mase su osnovni i potrebni parametri za numeričku
analizu stabilnosti i prognozu deformacija geotehničkih konstrukcija. Stena je najčešće
diskontinualna, heterogena i anizotropna sredina.
Inženjersko-geološkim rekognosciranjem padine/kosine (svih terena na kojima se treba graditi) i
okolnog terena, odnosno i istražnim radovima, klasifikuje se stenska masa čime se omogućava
određivanje parametara čvrstoće i deformabilnosti stenske mase. Na osnovu toga, definiše se
geotehnički model potreban za analizu stabilnosti stenske kosine/padine. Stabilnost se analizira u
zavisnosti od mogućeg mehanizma loma, jednom od odgovarajućih metoda, pri čemu je stabilnost
kosina/padina determinisana kvantitativno preko faktora sigurnosti. Najčešće se za analizu
stabilnosti kosina/padina koristi metoda granične ravnoteže, koja je dostupna u većini komercijalnih
programskih paketa.

519. 519/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ukupna smičuća čvrstoća stenske mase jeste funkcija čvrstoće diskontinuiteta i čvrstoće ispune u
stenskoj masi, koji razdvajaju diskontinuitete. U analizama čvrstoća stenske mase i čvrstoće ispune
diskontinuiteta, presudnu ulogu ima veličina normalnih naprezanja na ravan loma, odnosno na
ravan diskontinuiteta.
Deformabilnost stenske mase zavisi od stepena ispucalosti stenske mase i stišljivosti materijala
ispune u pukotinama. Jače raspucala stenska masa ima znatno veću deformabilnost od intaktne
stene. Osim toga, ispitivanje deformabilnosti stenske mase u većim razmerama je skupo i previše
složeno za praktičnu upotrebu. Zbog navedenih razloga, danas se uglavnom koriste empirijske
metode u kojima se deformabilnost stenske mase određuje na osnovu njene klasifikacije.
Prilikom projektovanja kosine, temelja i objekata u i na steni uvek se traži pouzdana procena
čvrstoće stenskog materijala i njegovih deformacionih karkateristika. Hoek i Brown (1980)
predložili su metod za procenu čvrstoće ispucale stenske mase. Njihov metod baziran je na
međusobnom uklinjavanju - zglobljavanju (blokiranju - interlocking) stenskih blokova i stanju
površina između ovih blokova. S obzirom na različite probleme koji su pratili ovaj metod, došlo je
do izvesnih modifikacija odnosno prilagođavanja kriterijuma trenutnim uslovima, koji nisu bili
razmatrani u trenutku nastanka tog kriterijuma (Hoek i Brown, 1988). Takođe, primena za stene
slabog kvaliteta prouzrokovala je dalje modifikacije (Hoek, Wood i Shah, 1992), ali i razvoj nove
klasifikacije koja je nazvana Geološki indeks čvrstoće (Geologycal Strength Index - GSI).
Ō Pre detaljnije razrade opisaće se funkcija GSI indeksa.
U svetu geotehničkog inženjerstva i mehanike stena, najvažnije je dobro poznavanje svojstava
stenske mase. Među kritičnim alatima u ovoj oblasti nalazi se Geološki indeks čvrstoće
(GSI). Razvijen za procenu kvaliteta stenskih masa, GSI je postao neophodan za inženjerske
namene, nudeći vitalne uvide u stabilnost formacija stena i pomažući u procesima donošenja odluka.
Indeks geološke čvrstoće, istražujući njegovo poreklo, interpretaciju i njegovu ključnu korelaciju
sa sistemom rejtinga stenske mase (RMR) ima veoma značajnu ulogu u proceni kvaliteta stenskih masa.
Kvantitativna metoda za opisivanje kvaliteta stenske mase, a time i potrebne podrške/podgrade
/ojačanja uveli su Wickham i dr., (1972). Ocena strukture stene (RSR) uveo je numeričke ocene
svojstava stenske mase i bio preteča ova dva, danas najčešće korišćena klasifikaciona sistema (RMR
i Q-sistem). RSR vrednost je numerička vrednost u intervalu od 0 do 100 i zbir je ponderisanih numeričkih
vrednosti određene sa tri parametra. Tri parametra nazivaju se A, B i C, detaljnije u delu 5.2.5; 5.2.7;
5.2.8 i 5.2.10.
Parametar A- Geologija:kaže se da kombinuje generički tip stene sa vrednošću indeksa za
čvrstoću stene zajedno sa opštim tipom strukture u proučavanoj stenskoj masi.
Parametar B - Geometrija: povezuje uzorak pukotine u odnosu na smer iskopa.
Parametar C - Uticaj podzemne vode: smatra ukupni kvalitet stene s obzirom na parametre A i B kao i
stepen pukotina vremenskim uticajima i promenama i količinom dotoka vode.

Zavod za rudarstvo SAD (Skinner, 1988) razvio je RSR sistem dalje i odabrao šest mogućih faktora koji su
najvažnija za predviđanje zahteva za podrškom/podgradom/ojačanjem. Korisćenjem samo šest faktora
pokušali su napraviti metodu koja je jednostavna i laka za korišćenje.









1
Šest faktora su:
1. Vrsta stene sa indeksom čvrstoće
2. Geološka struktura
3. Razmak stenskih pukotina
4. Orijentacija u odnosu na tunelski iskop
5. Stanje pukotina
6. Dotok podzemnih voda


A (maksimalno = 30)

B (maksimalno = 45)

C (maksimalno = 25)

Σ= 100
Geologija
Geometrija
Uticaj
podzemne vode

520. 520/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Dakle, ovih šest faktora grupisano je u tri grupe (A, B i C) svaki se sastoji od dva faktora.
- Parametar A uključuje geološko okruženje (faktori 1 i 2) i ima maksimalna vrednost od 30.
- Parametar B kombinuje razmak stenskih pukotina i njegovu orijentaciju (faktori 3 i) i ima
maksimalnu vrednost od 45.
- Parametar C prvo beleži sumu od parametara A i B da naznači da li je to visoka ili niska
vrednost. Stanje pukotina onda se kombinuje sa građevinskim poteškoćama koje se očekuju od
priliva podzemnih voda. Više detalja o RSR sistemu dato je u delu 5.2.7. RSR klasifikacija
(Rock Structure Rating Concept), Wickham i sar., 1972.
Veća RSR vrednost zahteva manju podršku (podgradu) u normalnim uslovima tuneliranja.
Ō Šta je indeks geološke čvrstoće (GSI)?
Indeks geološke čvrstoće (GSI) je numerička skala koja služi kao kamen temeljac u karakterizaciji
površinskih uslova stenskih masa. Kvantifikuje geološke osobine čvrstoće stene, pojednostavljujući
procenu ponašanja i stabilnosti stenske mase za inženjere i geologe. Dr. Evert Hoek je predstavio
GSI 1994. godine, revolucionirajući klasifikaciju stenske mase nudeći racionalniji pristup vođen podacima.
 Godina uvođenja: 1994
 Osnivač: Dr. Evert Hoek, poznati geotehnički inženjer i stručnjak za mehaniku stena.
Početak rada na formiranju GSI klasifikacije počinje 1992 godine (Hoek, Wood i Shah, 1992).
Pojam GSI je uveden od strane Hoek (1994) i Hoek i dr.(1995),sl.5.46, a glavni razlog je bio taj da se
nadomeste nedostaci RMR klasifikacije, prilikom primene na intenzivno ispucale stenske mase.
Od uvođenja GSI 1994. godine, inženjeri mehanike stena bili su fokusirani na pronalaženje bolje
kvantifikacije GSI grafikona, sa očiglednim ciljem da sistem učine objektivnijim i manje zavisnim
od iskustva i subjektivnosti. U početku, pokušaji kvantifikacije sastojali su se od pronalaženja novih
korelacija između GSI i različitih parametara karakterizacije i klasifikacije stenske mase, ali su se
nedavno proširili na korišćenje probabilističkih i računskih metoda.












Sl.5.46. Evolucija GSI i njegova kvantifikacija
Ō Ko ima najviše koristi od GSI-a?
Indeks geološke čvrstoće nalazi svoje najprivrženije korisnike među geotehničkim inženjerima,
inženjerskim geolozima i profesionalcima koji se bave inženjeringom stena i podzemnim
građevinskim projektima. Njegova popularnost proizlazi iz njegove jednostavnosti i sposobnosti da
pruži vredne podatke o kvalitetu i ponašanju stenske mase. Industrije kao što su rudarstvo,
građevinarstvo, tuneliranje i analiza stabilnosti padina u velikoj meri oslanjaju se na GSI za
donošenje svrsishodnih odluka.
Ō Tumačenje (Dešifrovanje) GSI-a
• Hoek i drugi autori su 1995. godine uveli klasifikaciju nazvanu Geološki indeks čvrstoće -
GSI (Geological Strength Index - GSI).
• Kategorije se prikazuju u formi grafičkog prikaza potkrepljenog kratkim tekstualnim opisom
stanja pukotinskih površina i strukture stene.

GSI klasifikaciju postavio je Hoek (1994), a nadopunio ga
je Hoek i dr. (1995) te Hoek i Brown (1998). Dakle, od
1994. godine, modifikovali su ga mnogi autori (Cai i sar.,
2004; Hoek i Marinos, 2000; Hoek i sar., 1998; Marinos i
Hoek, 2000; Sonmez i Ulusai, 1999) i poboljšali ga iz čisto
kvalitativnog (u odnosu na dodeljivanje vrednosti) na
kvantitativni odnos (Cai i sar., 2004; Hoek i Marinos, 2000;
Hoek i sar., 1998; Marinos i Hoek, 2000; Sonmez i Ulusai,
1999, Marinos i sar. 2005), 2017. itd.
GSI je sistem koji nam pomaže u proceni čvrstoće stenske
mase za različite geološke uslove koje na terenu procenjuje
istraživač inženjersko geologške struke.

521. 521/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
• U praksi postoje različite modifikacije ovog sistema. Za heterogene masive, npr. flišne
stenske komplekse, ovu klasifikaciju su dodatno razradili Marinos i Hoek (2000), u cilju
tačnijeg prognoziranja parametara takvih stenskih masa.
Tumačenje indeksa geološke čvrstoće uključuje sistematski proces zasnovan na pažljivom
posmatranju površine stenske mase. Obično se provodi detaljna terenska procena, ispitujući različite
geološke karakteristike kao što su hrapavost površine, veličina bloka, vremenske prilike i prisustvo
pukotina, lomova i diskontinuiteta.
Indeks geološke čvrstoće (GSI) izveden je iz matrice koja opisuje "strukturu" i "površinsko
stanje" stenske mase.
- struktura je povezana sa veličinom bloka i međusobno povezanim blokovima stena.
- površinsko stanje je povezano sa vremenskim uticajem, postojanošću i stanjem diskontinuiteta.

GSI je jedan od sastavnih delova Hoek-Brown-ovog (H-B) kriterijuma loma.
Kriterijum loma ne daje preporuke za iskopavanje ili podršku, već određuje svojstva stenske mase,
kao što su kohezija i ugao trenja stenske mase (Hoek i dr.,1998., Marinos & Hoek, 2000., Marinos i
dr.,2005.).
Ispucalost stenska mase u originalnom i modifikovanom obliku H-B kriterijuma bila je uključena
preko RMR bodova (RMR klasifikacija Bieniawskog). Autori su uočili da ova klasifikacija nije
primerena za procenu čvrstoće i deformabilnosti stenske mase slabog kvaliteta (RMR<25) te u
opštem obliku H-B kriterijuma RMR bodove zamenjuju sa geološkim indeksom čvrstoće (GSI-
Geological Strength Index).
Geološki indeks čvrstoće zavisi od svojstava intaktne stene a takođe i od slobode ovih intaktnih
komada da kližu ili rotiraju pod različitim uslovima naprezanja. Ova sloboda je kontrolisana
geometrijskim oblikom intaktnih komada kao i uslovima koji vladaju u diskontinuitetima koji ih
okružuju. Prizmatični komadi stene sa čistim hrapavim površinama diskontinuiteta rezultiraće
mnogo jačom stenskom masom nego što je ona koja ima zaobljene komade uronjene u trošne i
alterisane meterijale.
Kada se prikupe relevantni podaci, oni se upoređuju sa GSI grafikonom, koji dodeljuje numeričke
vrednosti koje odgovaraju posmatranim površinskim uslovima. GSI vrednosti se kreću od 0 (što
ukazuje na ekstremno slabe stenske mase) do 100 (što ukazuje na ekstremno jake stenske mase).
Kako se GSI vrednost povećava, tako se povećava i kvalitet i čvrstoća stenske mase.












Sl.5.47. GSI numeričke vrednosti koje odgovaraju posmatranim površinskim uslovima.
Osnova GSI klasifikacije je pažljiva inženjerskogeološka deskripcija stenske mase koja je
kvantitativne prirode, jer se uvidelo da su brojevi asocirani sa RMR i Q sistemom beznačajni za
slabe i heterogene stenske mase. Treba naglasiti da GSI sistem nikada nije trebao postati zamena
RMR-u ili Q sistemu jer nije zamišljen kao alat kojim se može projektovati podgrada; njegova
jedina funkcija je procena karakteristika stenske mase.

522. 522/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
GSI indeks bazira se na poznavanju litologije, strukture i stanja zidova diskontinuiteta u okviru
stenske mase i na vizuelnoj proceni stenske mase izložene na izdancima, u površinskim kopovima
(saobraćajni zaseci i tunelska čela) i jezgrima bušotina. GSI uvažava dve osnovne geološke
karakteristike, a to su blokovitost stenske mase i stanje diskontinuiteta.

Sl.5.48. Odnos litoloških članova u
laboratoriji i na terenu (Tziallas i dr.,2013)

U trenutku kada je nekoj stenskoj masi pridodat GSI indeks, taj se broj dalje unosi u niz emprijski
dobijenih formula kojima se procenjuju osobine stenske mase. Kasnije se rezultati tih formula
uključuju u neki oblik numeričke analize.
Taj indeksni broj se zajedno sa jednoosnom čvrstoćom intaktne stene Ńci i petrografskom
konstantom mi koristi u računanju mehaničkih osobina stenske mase, i to pritisne čvrstoće stenske
mase Ńcm i modula deformabilnosti E.
Kvantifikovanje stenske mase u obliku GSI indeksa je usko povezano sa učestalošću i orijentacijom
diskontinuiteta pa se kao takvo lako može primeniti u stenama u kojima se broj i orijentacija
diskontinuiteta lako može odrediti, i obrnuto kvantifikacija je posebno otežana u tektonski
razlomljenim stenama gde je primarna struktura uništena. U takvim slučajevima autori preporučuju
kvantitativni pristup na osnovu pažljivih vizuelnih opservacija.
Karakterizacija stenske mase u budućnosti inženjerske geologije ima važnu ulogu u proširenju njene
upotrebljivosti, ne samo da definiše konceptualni inženjerskogeološki model nekog terena, nego da
ga i kvantifikuje što će se kasnije upotrebiti u analizama koje imaju za cilj osigurati takvu
idealizaciju modela koji neće pogrešno interpretirati stvarnost.
Dakle, GSI klasifikacija je u početku zamišljena kao jednostavna klasifikacija koja se temeljila na
vizuelnom pregledu geološkog stanja stenske mase. Bodovanje za GSI najpre je izvedeno na osnovu
dveju jednačina, korelacijom bodova RMR iz 1976. godine i modifikovane (Q') klasifikacije.
Kasnije su na osnovu dobijenih vrednosti korelacijama konstruisani dijagrami za neposredno
određivanje GSI vrednosti (Hoek and Brown, 1997).
Osnovu dijagrama za određivanje GSI vrednosti čine dva osnovna kriterijuma:
1- struktura stenske mase (veličina bloka) i
2 - površinski uslovi na ravnima diskontinuiteta (karakteristike pukotina).
Tipičan oblik GSI grafikona prikazan je na slici 5.49. Imajući na umu da je zona potencijalnog krtog
loma proširena na niže GSI vrednosti sa velikom veličinom bloka - ovo proširenje je takođe u skladu
sa matricom ponašanja nakon Kaiser i dr. (2000) na slici 5.49., gde bi se krto ponašanje potencijalno
moglo pojaviti u stenskim masama sa RMR < 50 zavisno od karakteristika stenske mase. Veliki
kameni blokovi (Vb > 1/10 m
3
) mogu se ponašati na krt način, u velikoj meri nezavisno od

523. 523/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
karakteristika čvrstoće pukotina ako su veličine napona dovoljno velike da stegnu pukotine i prisile
da dođe do loma kroz intaktnu stenu.
5.2.11.1. Primena GSI sistema za klasifikaciju stenskih masa
Geološki indeks čvrstoće (GSI) je jedan od najkorišćenijih sistema današnjice za klasifikaciju
stenskih masa koje se mogu okarakterisati kao Hoek-Brown-ov (H-B) kriterijum loma kao.
Njegova svrha je da se parametri H-B kriterijuma loma određeni na intaktnom uzorku redukuju na
parametre ispucale stenske mase, uzimajući u obzir veličinu blokova i njihovu zglobljenost
(interlocking) i stanje pukotina. Svoju popularnost duguje i činjenici da predstavlja jedinu
klasifikaciju koja je sastavni deo kriterijuma loma. U tom smislu oko GSI klasifikacije razvilo se
nekoliko međunarodnih debata, koje ovde neće biti prikazane. Tako na primer, Stille i Palmstrom
(2003) smatraju da, s obzirom na ulogu GSI-a pri određivanju parametara čvrstoće, on predstavlja
samo iskustvenu veličinu koju ne treba poistovećivati sa klasifikacijom. Sa druge strane, Marinos i
dr. (2005) prikazuju detaljne mogućnosti i ograničenja GSI sistema navodeći prednosti u odnosu na
druge klasifikacije. Početak rada na njegovom formiranju počinje 1992 godine (Hoek, Wood i Shah,
1992). Pojam GSI je uveden od strane Hoek (1994) i Hoek i dr. (1995), a glavni razlog je bio taj da
se nadomeste nedostaci RMR klasifikacije, prilikom primene na intenzivno ispucale stenske mase.
U modifikovanoj verziji kriterijuma Hoek i Brown (1988) su predložili da se konstante stenskog
masiva mb, s i a odrede iz RMR-a (1976) pretpostavljajući veoma povoljnu orijentaciju
diskontinuiteta i suve uslove. U tom slučaju minimalna vrednost RMR76 iznosi 18 (u verziji
klasifikacije iz 1989. godine RMR89 = 23), koja je suviše visoka za intenzivno ispucale stenske
mase. Iz tog razloga su se GSI vrednosti inicijalno kretale u intervalu od 10 do 100, pri čemu je
gornja granica karakteristična za neispucale stenske mase. Kasnije je donja granica intervala
spuštena na 5 kako bi se u obzir uzele najslabije partije, intenzivno smicane (Marinos i Hoek, 2000).
Naknadna istraživanja pokazala su da H-B kriterijum nije primenljiv u slučaju masivnih krtih
stenskih masa u uslovima visokih naprezanja (kod kosina ovo može biti slučaj kada se u stenskoj
masi jave visoki horizontalni naponi, Palmstrom, 1995), gde do loma dolazi ispadanjem blokova, a
ne smicanjem. Da bi se H-B kriterijum koristio u tom slučaju (GSI>75) bilo je potrebno smanjiti
vrednost parametra mb, a povećati parametar s. Ovo je postignuto uvođenjem “krtih” Hoek-Brown-
ovih parametara (mb = 0 i s = 0,11), (Martin, 1993;1999). Suorineni i dr. (2009) dokazali su da
“krti” H-B parametri nisu konstantne veličine i da zavise od heterogenosti stenske mase. Danas je
opšte prihvaćeno da se vrednosti geološkog indeksa čvrstoće u okviru H-B kriterijuma loma kreću
u intervalu 5 < GSI < 75.
Kao jedan od parametara H-B kriterijuma, GSI može se odrediti na izdancima stenske mase, jezgru
istražnih bušotina, čelu tunelskih iskopa ili saobraćajnih (putni, železnički, brodski kanali…)
zaseka. Određivanje vrednosti na jezgru bušotina može biti prožeto različitim praktičnim
poteškoćama, naročito pri nižem kvalitetu stenske mase, dok se najbolji rezultati dobijaju na čelu
otvorenih iskopa (površinskih kopova i kamenolomima).

Dakle, geološki indeks čvrstoće predstavlja pojednostavljeni klasifikacioni sistem određivanja
čvrstoće stenske mase:
- GSI se zasniva na proceni strukture, litologije i kvaliteta zidova pukotina stenske mase, tj.
uslova površine diskontinuiteta u stenskoj masi i određuje se vizuelnim ispitivanjem stenske mase.
- Klasifikacioni postupak obavlja se procenom dvaju osnovnih svojstava stenske mase:
blokovitošću i karakteristikama diskontinuiteta, čime se na terenu vrlo jednostavno dobija
indeksni pokazatelj koji je u velikoj meri zavisan od osnovnih geoloških karakteristika stena.
- GSI se koristi za procenu svojstava stenske mase za unos u analitička rešenja zatvorenog oblika
i kodove za modelovanje kontinuuma na osnovu svojstava intaktne stene i karakteristika

524. 524/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
diskontinuiteta u stenskoj masi. Ovaj indeks trenutno ne uzima u obzir orijentaciju strukturnih
karakteristika.
Tabela 5.57 - Empirijske jednačine izvedene za primenu GSI za Q', Q-slope i GSI2013 za sve vrste stena























Osnovni nedostatak je taj što se njegova procena bazira na kvalitativnom
inženjerskogeološkom opisu stenske mase, a ne na kvantitativno utvrđenim veličinama.
GSI se može koristiti za sve tipove stenskih masa i u osnovi određuje se pomoću dijagrama
prikazanog na sl. 5.49.
Prvobitno su na GSI dijagramu izdvojene četiri strukturne kategorije, sl sl.5.49, koje
zavise od blokovske izdeljenosti i međusobne zglobljenosti stenske mase. U horizontalnom
smeru naknadno su dodate dve nove kategorije (Intaktne ili masivne i
Laminirane/smicane), sl.5.50, kojima se u razmatranje uzimaju masivne, kao i potpuno
tektonski oštećene stenske mase bez kontakta između blokova (Hoek i dr., 1998; Marinos i
Hoek, 2000). Generalni tip dijagrama sa šest strukturnih kategorija, sl.5.50, je korišćen u
narednom poglavlju.
U vertikalnom smeru zadržan je princip osnovnog GSI dijagrama. Kvalitet zidova pukotina
je dat opisno u pet kategorija, od veoma dobrog do veoma lošeg. Karakteristike pukotina je
potrebno definisati sa aspekta hrapavosti, alteracije i prisustva ispune. Na dijagramu su
takođe označene zone (N/P ili N/A) sa geološki nemogućim kombinacijama. Tako, na
primer, intenzivno tektonski smicana stenska masa ne može imati dobar kvalitet zidova pukotina.
U horizontalnom smeru zadržan je princip osnovnog GSI dijagrama. Kvalitet zidova
pukotina je dat opisno u pet kategorija, od veoma dobrog do veoma lošeg. Karakteristike
pukotina je potrebno definisati sa aspekta hrapavosti, alteracije i prisustva ispune. Na
dijagramu su takođe označene zone (N/A-not applicable ili N/P-nije primenjivo) sa geološki
nemogućim kombinacijama. Tako, na primer, intenzivno tektonski smicana stenska masa ne
može imati dobar kvalitet zidova pukotina.

Vrste korelacije Jednačina R
2

GSIgrafikon & Q' za metamorfne stene GSI = 11,10ln(Q') + 38,74 0,79
GSIgrafikon & Q' za sedimentne stene GSI = 11,13ln(Q') + 35,31 0.69
GSIgrafikon & Q' za magmatske stene GSI = 9,82ln(Q') + 36,28 0,71
GSIgrafikon & Q' za sve stene GSI = 10,58ln(Q') + 36,02 0.66
GSIgrafikon & Q-nagib' za metamorfne stene GSI = 7,98ln (Q-nagib') + 47,34 0.63
GSIgrafikon & Q-nagib' za sedimentne stene GSI = 8,39 ln (Q-nagib') + 42,19 0,60
GSIgrafikon & Q-nagib' za magmatske stene GSI = 6,23ln (Q-nagib') + 44,94 0,58
GSIgrafikon & Q-nagib' za sve stene GSI = 8,13ln (Q-nagib') + 44,12 0,62
GSIgrafikon & GSI2013 za metamorfne stene GSI2013 = 0,98 (GSgrafikon ) − 0,51 0,88
GSIgrafikon & GSI2013 za sedimentne stene GSI2013 = 1,03 (GSIgrafikon ) + 1,19 0,74
GSIgrafikon & GSI2013 za magmatske stene GSI2013 = 0,95 (GSIgrafikon ) + 8,41 0,71
GSIgrafikon & GSI2013 za sve stene GSI2013 = 0,97 (GSIgrafikon ) + 4,29 0,75

525. 525/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)















































Sl.5.49. Prvobitni osnovni GSI dijagramu sa četiri strukturne kategorije (Hoek i Brown, 1997)

























Sl.5.50.Generalni tip dijagrama sa šest strukturnih kategorija.













Anizotropna masa
Suprotno prirodi Hoek-
Brownovog kriterijuma loma
Prilično posmatrački
(opservaciono)



Zahteva stručnog korisnika




Mnogo puta, čak i STRUČNI
korisnici mogu to pogrešno
protumačiti.
(Indeks geološke
čvrstoće, GSI)
inženjerskogeološka
deskripcija stenske mase
vizuelnim pregledom geološkog
stanja stenske mase

526. 526/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.5.51.Upoređenje osnovnog GSI dijagram (Hoek i Brown, 1997) i modifikovanog GSI dijagrama- procena
(određivanje) indeksa geološke čvrstoće zasnovana na vizuelnoj inspekciji geoloških uslova (Barton i Bandis,1990;
Cai i dr.,2004; Kaiser i dr.,2000; Martin i dr.,1999); Marinos i Hoek, 2000).

GSI klasifikaciju za flišne sedimente prvi su primenili Marinos i Hoek (2001). Od tada je pretrpela
nekoliko izmena, a najnovija verzija (Marinos, 2007) korišćena je kao osnova u ovom poglavlju, slika 5.53.

GSI klasifikacija se bazira na vizuelnoj impresiji strukture stene i to u pogledu blokovitosti i stanja
površine zidova diskontinuiteta (pri tome se misli na hrapavost i trošnost). Kombinacijom ova dva
parametra dobija se baza za opisivanje širokog dijapazona stenskih masa. Na osnovu opisa stenske
mase GSI indeks se procenjuje preko slike 5.49. i 5.50.



Za opis stanja površine pukotine koristi se opis
diskontinuiteta, pri čemu je potrebno analizirati
diskontinuitete koji su formirani taloženjem stenske
mase. Prvi skup podataka (horizontalni smer) matrice
6x5 prikazuje ocenu strukture stenske mase, Sl.5.50, koja
može biti masivna, blokovita, vrlo blokovita,
poremećena ili dezintegrisana, laminirane/smicane.
Drugi skup podataka (vertikalni smer) matrice prikazuje
ocenu stanja površine diskontinuiteta koja može biti vrlo
dobra, dobra, povoljna, loša i vrlo loša (sl. 5.50 i 5.57).
Da bi se pokrile složenije geološke karakteristike, kao što
su zone smicanja i heterogene stene, originalnoj karti je
dodata dodatna kategorija kako bi se okarakterisala serija
visoko smičućeg i naboranog fliša poznata kao Atinski
škriljac (Hoek i dr., 1998) (Sl. 5.53.).











Sl.5.52. GSI grafikon koji naglašava različite strukture stenske mase, koje predstavljaju različite stepene
međusobnog povezivanja. Područje sa GSI > 65 je istaknuto plavom bojom (nakon Hoek i Brown, 1997,
2019)

527. 527/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)































Sl.5.53. Kvantifikovan GSI dijagram za fliš sa karakterističnim predstavnicima fliša okoline Dimitrovgrada;
Izvor Zoran M. Berisavljević, dok. disertacija, Beograd, 2015.

Hoek (Roclab, 2006.) i Marinos i Hoek (2000.) predložili su grafikon za GSI (sl.5.50) tako da
stručnjaci mogu klasifikovati stensku masu samo vizuelnim pregledom. U ovoj klasifikaciji postoji
šest glavnih kvalitativnih klasa stena, uglavnom usvojenih iz Terzaghijeve klasifikacije, (sl.5.49 i 5.50):
1. Netaknute (intaktne) ili masivne
2. Blokovite
3.Vrlo blokovite
4. Blokovite/poremećene/flišoidne/slojevite
5. Dezintegrisane/Zdrobljene
6. Laminirane/smicane
Ove klasifikacije su dostupne inženjerima i geolozima već 60 godina.
Diskontinuiteti (vertikalni smer) klasifikovani su u pet površinskih stanja koji su slični uslovima
pukotina u RMR (vidi 5.2.8.):
1.Vrlo dobro
2. Dobro
3. Prihvatljivo/umereno (Zadovoljavajuće)
4. Slabo (Loše)
5. Vrlo slabo (Vrlo loše)
Osnovna namena dopune je bolja ocena slojevitih, laminiranih ili smaknutih stenskih masa.
Praktična vrednost GSI indeksa je u primeni za izlomljene stenske mase koje se mogu posmatrati
kao kvazi homogene, odnosno za stenske mase za koje važi HB kriterijum popuštanja. Za stenske
mase kojima je za rešenje inženjerskog problema dominantan jedan diskontinuitet nije primenjiv.
Nadalje, povećanom upotrebom računarskih modela napravljen je klasifikacioni sistem prilagođen
računarskoj simulaciji stenskih masa, sl. 5.87.

528. 528/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)






























Sl.5.54. Osnovni GSI dijagram- procena (određivanje) indeksa geološke čvrstoće zasnovana na vizuelnoj inspekciji
geoloških uslova (Hoek i Brown, 1997).





















Sl.5.55. Metod formiranja GSI dijagrama stanja stenske mase na osnovu prethodnih radnji kao podloga za konačan
zaključak. Broj pukotina, generisanje diskretne mreže pukotina i procena prosečne veličine bloka.

529. 529/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
GSI klasifikacija je u početku zamišljena kao jednostavna klasifikacija koja se bazira na vizuelnoj impresiji
strukture stene i to u pogledu blokovitosti i stanja površine zidova diskontinuiteta (pri tome se misli na
hrapavost i trošnost). Kombinacijom ova dva parametra dobija se baza za opisivanje širokog dijapazona
stenskih masa. Na osnovu opisa stenske mase GSI indeks se procenjuje preko slike 5.49.
Bodovanje za GSI najpre je izvedeno na osnovu dveju jednačina, korelacijom bodova RMR iz 1976. godine
i modifikovane (Q') klasifikacije: SI = RMR76 za GSI ≥ 18


Kasnije su, na osnovu dobijenih vrednosti korelacijama, konstruisani dijagrami za neposredno određivanje
GSI vrednosti (Hoek and Brown, 1997), sl. 5.49. i sl. 5.50.
U početnim primenjivanja GSI kalsifikacije preporučeno je da se RMR i Q sistem koriguju GSI indeksom
i tako korigovani ulaze u H-B kriterijum. Taj postupak može se primenjivati za kvalitetnije stenske mase, a
postaje beznačajan za stene koje imaju GSI<35, a to su vrlo slabe i heterogene stene. U čvrstim stenama na
većim dubinama (npr.1000 i više metara) struktura stenske mase je toliko zbijena da se osobine stenske
mase približavaju osobinama intaktne stene. U takvim slučajevima GSI vrednosti približavaju se 100, a
primena GSI sistema više nije toliko značajna. U slučajevima tektonski poremećenih stena i to na većim
dubinama, GSI sistem može se primeniti, ali treba ga koristiti sa oprezom.
Kasnije, GSI je razvijan kao hibrid RMR i Q sistema za procenu kvaliteta stenske mase i čvrstoće na
smicanje slomljenih stena. GSI ocena od 0 do 100 izračunava se upoređivanjem strukture stenske mase sa
uslovima pukotina i diskontinuiteta, koristeći grafikon kao što je prikazano na slici 5.49, 5.50 i 5.54.
Kompletne detalje o GSI daju Marinos i dr. (2005) i Hoek (2007).

Jednostavnu konverziju iz RMR u GSI ocenu daje (Hoek i Diederichs 2006):
Uspostavljen je sledeći odnos između GSI i RMR:
• Za RMR76 >18 Ō GSI = RMR76
• Za RMR89 >23 Ō GSI = RMR89 - 5
U obe verzije usvajaju se suvi uslovi za stanje podzemne vode, a uticaj orijentacije pukotina ne uzima se u
obzir.
Za manje vrednosti od RMR76 < 18 i RMR89 < 23, korelacije sa vrednostima RMR klasifikacije nije moguće
koristiti, već se predlaže korišćenje Q klasifikacije.
Pri tom faktori redukcije pukotinske vode (Jw) i naprezanja (SRF) uzimaju se sa vrednosti 1.
Tada se tako modifikovana vrednost Q klasifikacije može korelisati sa vrednosti GSI kao:
GSI = ln Q' + 44
Tabela 5.58- Ekvivalencije između GSI, RMR i Q .
za RMR76Ŏ > 18 Ō GSI = RMR76Ŏ
za RMR89Ŏ > 23 Ō GSI = RMR89Ŏ- 5
Za manje vrednost za RMR76Ŏ ≤ 18 ili RMR89Ŏ ≤ 23, korelacije
sa vrednostima RMR klasifikacije nije moguće koristiti.
GSI = 9lnQ' + 44












GSI klasifikaciju za flišne sedimente prvi su primenili Marinos i Hoek (2001). Od tada je pretrpela
nekoliko izmena, a najnovija verzija (Marinos, 2007) korišćena je kao osnova u ovom poglavlju,
sl.5.53.
&#3627408442;&#3627408454;&#3627408444;= 9·log[(
&#3627408453;&#3627408452;&#3627408439;
&#3627408445;
&#3627408475;
)∙(
&#3627408445;
&#3627408479;
&#3627408445;
&#3627408462;
)]+ 44 = 9· &#3627408473;&#3627408476;&#3627408468;&#3627408452;′+44 za GSI≤ 18
Hoek, Brown (1995) razvili su jednostavnu klasifikaciju koja se u početku zasnivala na
vizuelnom (subjektivnom) pregledu geološkog stanja stenske mase, da bi kasnije bile uvedene
numeričke veličine kod odreĎivanja GSI-a.
* GSI relacije:
- GSI = RMR
76, za GSI > 18
- GSI = 9 log Q
'
, za GSI < 18
* Osnovne veličine koje se posmatraju:
- Ocena strukture stene.
- Ocena stanja površine diskontinuiteta.

- Ocena strukture stene, SR:
- Broj pukotina po jedinici zapremine,
Jv
&#3627408497;
&#3627408535;=
&#3627409359;
&#3627408491;
&#3627408522;
&#3627408527;
&#3627408522;=&#3627409359;
+
&#3627408501;
&#3627408531;
&#3627409363;

- Ocena stanja površine diskontinuiteta, SCR:
- Ocena hrapavosti, Rr
- Ocena trošnosti, Rw
- Ocena ispune , Rf

530. 530/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Dakle, poznavanje čvrstoće stenske mase potrebno je za projektovanje mnogih inženjerskih konstrukcija u
ili na stenama. GSI sistem, koji su predložili Hoek i dr. (1995), danas se široko koristi za procenu vršne
(granične - dozvoljene) čvrstoće i parametara deformacije stenske mase. GSI (Indeks geološke čvrstoće)
klasifikacija stenske mase postala je vrlo važna za određivanje projektnih parametara.
Kako je rečeno, u svom primitivnom obliku, GSI je povezan između četiri osnovna intenziteta loma stenske
mase i odgovarajućeg kvaliteta tih površina diskontinuiteta. Struktura stenske mase kretala se od blokovske
(kockasti blokovi formirani od 3 ortogonalna pukotinska skupa) do zdrobljene stenske mase sa slabo
povezanim ugaonim i zaobljenim blokovima. Površinski uslovi kretali su se od vrlo hrapavih, neispravnih i
isprepletenih do zalizanih sa glinovitim premazima ili debljom glinenom ispunom.














Sl.5.56.Grafikon kvantitativnog (GSI) za ispucale stenske mase u smislu RQD i Rη89, modifikovano Hoek i
dr.(2013). skale koje su predložili Cai i dr.(2004) u smislu zapremine bloka i faktora stanja pukotina,
i onih koje su razvili Rafieri Renani i dr. (2019a) u smislu postojanosti pukotina i ugla trenja pukotine.




Sl.5.57.Modifikovani indeks geološke čvrstoće (Barton i Bandis, 1990; Cai i dr.,2004; Kaiser i dr.,2000; Martin i
dr., 1999)

Modified Geological Strength Index
(Barton and Bandis, 1990; Cai et al., 2004;
Kaiser et al., 2000; Martin et al., 1999)

531. 531/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Uključena je grupa za masivne stene u kojoj su se parametri lomljivosti Hoek-Brauna pokazali korisnim u
predviđanju dubine proboja u dubokim iskopima tvrdih stena (Kaiser i dr.,2000; Martin i dr.,1999). Osim
toga, kvantifikovane su obe ose za veličinu bloka i stanje pukotina (Cai dr.,2004) (Sl.5.57.).

S obzirom na opisni karakter klasifikacije, do izražaja dolazi subjektivnost koja onemogućava njenu
pouzdanu primenu kod velikog broja neiskusnih korisnika. Da bi se povećala pouzdanost i preciznost,
nekoliko autora je dalo predloge za njenu kvantifikaciju. Ovi predlozi uglavnom se baziraju na pojedinim
parametrima koji su sastavni deo RMR, RMi ili Q klasifikacije. Za bolju procenu GSI vrednosti Sonmez i
Ulusay (1999) uvode dva nova parametra koja se određuju na osnovu bodovanja iz RMR klasifikacije, sl.
5.60. Za bolju procenu GSI vrednosti Sonmez i Ulusay (1999) predlažu dva termina:
Ō Parametar SR definiše veličinu blokova i određuje se pomoću koeficijenta zapreminske
ispucalosti (proceni broja pukotina u jedinici zapremine) Jv (pukotina/m
3
).
Ō Parametar SCR - (Ocena stanja zidova diskontinuiteta) kvalitet zidova pukotina, koji se
određuje na osnovu broja bodova (za hrapavosti (Rr), trošnosti (Rw) i ispune (Rf)) iz
parametra za stanje pukotina iz RMR klasifikacije.
Parametar SR (Ocena strukture) definiše veličinu blokova, tabela 5.59 i određuje se pomoću
koeficijenta zapreminske ispucalosti Jv (pukotina/m
3
), sl. 5.60. Kvalitet zidova pukotina definiše se
pomoću parametra SCR (Ocena stanja zidova diskontinuiteta)-bazira se na proceni hrapavosti
(Rr),trošnosti (Rw) i ispune (Rf), koji se određuje na osnovu broja bodova (za hrapavost, izmenu i
ispunu) iz parametra za stanje pukotina iz RMR klasifikacije, tabela 5.60.
Na preseku broja bodova za veličinu bloka i kvaliteta zidova pukotina, precizno se može odrediti veličina
GSI. Sličnu filozofiju su primenili Cai i dr. (2004), koji su umesto RMR klasifikacije koristili parametre
kojima je definisan RMi sistem iz parametra za stanje pukotina iz RMR klasifikacije, tabela 5.60.
Ō 5.2.11.2. Ocena strukture (SR - Strukturni Razred)
Ocena strukture (SR) - bazira se na proceni broja pukotina u jedinici zapremine; oznaka je Jv
Ovaj pristup podrazumeva primenu elementarne zapremine bloka (Vb) i faktora stanja pukotine (jC), slike
5.58-5.62. Russo (2009), komentarišući predložene kvantifikacije, navodi da se osnovni dijagram bazira na
međusobnoj uzglobljenosti blokova i da promena parametra Vb, ne mora nužno menjati GSI vrednost.
Ukoliko su blokovi stenske mase od npr. 1 cm
3
, 1 dm
3
i 1 m
3
ograničeni sa tri familije pukotina, koje su
istih karakteristika i orijenatcije u sva tri slučaja, veličina bloka ne menja GSI vrednost na dijagramu. Sa
druge strane, veličina bloka određuje da li će do loma doći smicanjem po pukotinama ili kroz stensku masu.
Tabela 5.59 - Veličina bloka - veza strukturnog razreda SR i broja pukotina u jedinici zapremine Jv







Rastojanje između pukotina je povezano i sa dimenzijama objekta koji se gradi, o čemu je bilo reči prilikom
definisanja H-B kriterijuma loma. Hoek i dr. (2013) ističu još nekoliko mogućnosti kvantifikacije dijagrama
od kojih je jedna prikazana na slici 5.60-5.62.
Reprezentativni osnovni volumen (REV) (Representative Elementary Volume - REV)
Zapremina stenske mase i odnos čvrstoće u zavisnosti od efekta razmera (modifikovano prema studijama
Farahmanda i dr., 2017. i Cunha, 1993.)
Opšti oblik parametra veličine blokova definiše skalirane SR formulacije.
Ō 5.2.11.2.1 Ocena stanja zidova diskontinuiteta (SCR)
- Ocena stanja zidova diskontinuiteta (SCR) - bazira se na proceni hrapavosti (Rr), trošnosti (Rw)
i ispune (Rf), tabela 5.60.
Ocena stanja zidova diskontinuiteta je preuzeta iz RMR klasifikacije i uključuje tri parametra:
Opis po ISRM J v

(pukotine/m
3
) Opis za GSI
Vrlo veliki blokovi <1 Intaktna ili masivna stenska masa
Veliki blokovi 1-3 Blokovita stenska masa (B)
Srednje veliki blokovi 3-10 Vrlo blokovita stenska masa (VB)
Mali blokovi 10-30 Blokovito/poremećena stenska masa (B/D)
Vrlo mali blokovi 30-60 Raspadnuta stenska masa (D)
Zdrobljeno >60 Raspadnuta stenska masa (D)

532. 532/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Rr - hrapavost;
Rw - trošnost;
Rf - ispuna.
Ocena stanja zidova diskontinuiteta računa se iz izraza:
SCR = Rr+Rw +Rf
Tri parametra Rr, Rw i Rf mogu poprimiti vrednosti navedene u tabeli 5.60.
Tabela 5.60 - Ocena stanja površine zidova diskontinuiteta (SCR) - SCR=Rr+Rw +Rf











Sl.5.58. Odnos faktor skale - REV - SR (Scale factor - REV - SR relation)
- REV se pominje od 6 do 20 u pogledu primenjivosti H-B kriterijuma od strane različitih
istraživača (Duran, 2016).
- Schlotfeldtand Carter (2018) je naveo da bi prekoračenje skale do dimenzije bloka trebalo da
bude najmanje 10 ili više za primenljivost njihovog V-GSI grafikona.
Ocena stanja površine zidova diskontinuiteta (SCR) – SCR = R r+Rw +Rf
Kategorija hrapavost
(Rr)
Vrlo hrapavo Hrapavo
Neznatno
hrapavo
Glatko ZaglaĎeno
Bodovi 6 5 3 1 0
Kategorija trošnost
(Rw)
Sveže
Neznatno
trošno
Umereno trošno Jako trošno Raspadnuto
Bodovi 6 5 3 1 0
Kategorija ispuna (R f) Bez ispune
Tvrda ispuna
tanja od 5 mm
Tvrda ispuna
deblja od 5 mm
Meka ispuna
tanja od 5 mm
Meka ispuna
deblja od 5 mm
Bodovi 6 4 2 2 0
Maksimalan iznos SRC je 18 pa je prema tome SRC osa u GSI dijagramu podeljena u 18 razreda.

533. 533/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl.5.59.Grafikon poboljšane ocene strukture (SRu)
(Sonmeza i Ulusaja) modifikovan korišćenjem
odnosa između Jv,Vb,S iRQD koje je prvobitno
definisao Palmstrom i (a) ilustrativna klasifikacija
stenske mase po Muller-u.
(b)šematski prikaz ponašanja stene naprezanje-
čvrstoća u punoj vrednosti (od Vardara)




















Sl. 5.60. Kvantifikacija
GSI grafikona -parametri
SCR -Sonmez i Ulusay
(1999).

534. 534/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Kako bi se izbeglo dvostruko računanje, stanje podzemnih voda i napona na licu mesta (in situ) ne
uzimaju se u obzir u GSI jer se uzimaju u obzir u kompjuterskim modelima. GSI pretpostavlja da
je stenska masa izotropna.

Sl.5.61. Kvantifikacija GSI grafikona - Ocena stanja površine za injektiranje i propustljivosti
Literatur:Sonmez. H.andUlusay, R., 2002. A discussion on the Hoek-Brown failure criterion and suggested modifications to the
criterion verified by slope stability case studies. Yerbilimleri, 26, 77-9.

Zahtevi studije kvantifikacije koju je sproveo Sonmezand Ulusaj (1999):
- Originalni oblik GSI je bio primenljiv od strane ograničenog iskusnog praktičara.
- Da se minimizira neophodnost iskustva i/ili rasuđivanja, kao i izbegavanje mogućih netačnih procena.
- U originalnom GSI grafikonu Ō dok GSI neprekidno varira od 0 do 100 na originalnom GSI grafikonu,
samo 20 polja je definisano korišćenjem neke definicije strukture stenske mase i površinskog stanja
diskontinuiteta.
Sl.5.62. Studije kvantifikacije koju je izveo Sonmez i Ulusay (1999 i 2002)
5.2.11.3. Uticaj orijentacije pukotina na čvrstoću stene

Veličina bloka je vrlo važan indikator karakteristika stenske mase. Veći blokovi su manje
deformabilni, bolje povezani, a u podzemnim prostorijama bolje drže krovinu/svod. Što se pak tiče

535. 535/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
kosina/nagiba, manji blokovi mogu uzrokovati rotaciono klizanje, a veliki će pak uzrokovati lom
kontrolisan strukturom.


Dimenzija blokova definiše se sa tri parametra, a to su: razmak diskontinuiteta, broj setova
diskontinuiteta i perzistencija-postojaniost. Kako bi se smanjio broj ulaznih faktora, upotreba
jednog parametra koji uzima u obzir jedan ili dva, gore navedena, parametra mnogo je praktičnija.
Iz tog razloga koristi se broj pukotina u jedinici zapremine Jv, koji je definisan kao broj pukotina
po jednom metru za svaki set diskontinuiteta. Jednačine za izračunavanje Jv su:
i



N –

broj pukotina duž mernog pravca
L - dužina mernog pravca
S - razmak diskontinuiteta
n - broj setova diskontinuiteta
Ponekad je u jako razlomljenim stenskim masama teško odrediti strukturni primerak jer
diskontinuiteti u takvim stenama imaju slične razmake u svim smerovima pa se u tom slučaju one
mogu smatrati homogenima i izotropnima. Autori predlažu pojednostavljeni izraz koji daje broj
pukotina u 1 m
3
:


Nx, Ny, Nz - broj diskontinuiteta duž merenog pravca međusobno vertikalnih.
Lx, Ly, Lz - mereni pravci duž međusobno normalnih osa
Ni gore navedeni izraz nije lako zadovoljiti jer je ponekad teško naći izdanak na kojemu se mogu
meriti pukotine duž međusobno normalnih pravaca.
U takvim okolnostima, a pod pretpostavkom da je stenska masa homogena, može se koristiti sledeći
izraz:




Intervali za Jv i opis predložen od ISRM su prilagođeni kako bi se mogli koristiti u GSI klasifikaciji.
Iz toga proizlazi da se na bazi Jv može odrediti SR, tabela 5.58.

Veličina bloka - veza strukturnog razreda SR i broja pukotina u jedinici zapremine Jv









Razmak između pukotina je prva indikacija veličine bloka i prikazan je da varira od preko 150 cm
do manje od 1 cm.
GSI grafikon je naknadno kvantifikovan od strane Cai i dr.(2004) ugrađivanjem zapremine
stenskog bloka (Vb) formiranog od pukotina ili diskontinuiteta i faktora stanja pukotina
Jc. Predložena kvantifikacija prikazana je na slici sl.5.57. i sl.5.60-5.62. Zapremina bloka (Vb), na
koju utiču razmak i postojanost pukotina, može se široko prepoznati razmakom pukotina datim za
šest različitih klasa stena na sl.5.56. Snaga površine pukotina ili bloka je kvantifikovana i
predstavljena faktorom koji se naziva faktor stanja pukotine (JC, kontrolisana hrapavošću pukotina,
vremenskim uticajem i materijalom za ispunu, može se dobiti pomoću jednačine koji sledi (Barton
i Bandis, 1990; Palmstrom, 1995b, Cai i dr. (2004), a definisan je kao:


Opis po ISRM J v

(pukotine/m
3
) Opis za GSI
Vrlo veliki blokovi <1 Intaktna ili masivna stenska masa
Veliki blokovi 1-3 Blokovita stenska masa (B)
Srednje veliki blokovi 3-10 Vrlo blokovita stenska masa (VB)
Mali blokovi 10-30 Blokovito/poremećena stenska masa (B/D)
Vrlo mali blokovi 30-60 Raspadnuta stenska masa (D)
Zdrobljeno >60 Raspadnuta stenska masa (D)

536. 536/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Vrednost faktora stanja pukotina, Jc:
(1), gde je:



Jw - talasastost pukotina ili diskontinuiteta velikih razmera u metrima od 1do 10 m,tab.5.61,
Js - glatkoća malih razmera u centimetrima od 1 do 20 cm (tabela 5.62), i
Ja - faktor promene pukotina (tabela 5.63).

Tabela 5.61- Termini koji opisuju talasastost (valovitost) velikih razmera (Palmstrom,1995b) i ocena
parametra talasastosti pukotina &#3627408393;&#3627408432; (Palmstrom, 1995). Izvori: Palmstrom, 1995; Cai i dr., 2004.
Termini talasasti - valovitosti
Talasanje
Undulation
Ocena za talasastost, Jw

Preklapanje (velikih razmera) - 3
Stepenasto - 2.5
Velika talasastost > 3 % 2
Mala do umerena talasastost 0.3 – 3 % 1.5
Planarni - ravni < 0.3 % 1

Tabela 5.62 - Termini za opisivanje glatkoće malih razmera (JS ) - Izvori: Palmstrom, 1995; Cai i dr., 2004.
Uslovi glatkoće Opis
Ocena za glatkoću
(JS)
Veoma grubo
Blizu vertikalnih stepenica i grebena javljaju se efekti
meĎusobnog blokiranja na površini pukotine
3
Grubo
Neki grebeni i bočni uglovi su evidentni; neravnine su jasno
vidljive; površina diskontinuiteta deluje vrlo abrazivno (grublje
od brusnog papira 30)
2
Pomalo grubo
Neravnine na površinama diskontinuiteta su vidljive i mogu se
osetiti (poput brusnog papira 30-300)
1.5
Glatko
Površina izgleda glatka i tako je na dodir (glaĎa od brusnog
papira 300)
1
Polirano
Postoje vizuelni dokazi poliranja; ovo se često vidi u
premazivanju hlorida i posebno talka
0,75
Klizavo/
Slickensided
Polirana i prugasta površina koja je rezultat klizanja duž
površine raseda ili druge pokretne površine
0,6 -1,5

Tabela 5.63 - Ocena za faktor promene pukotine (Ja) - Izvori: Palmstrom, 1995; Cai i dr., 2004.

Termin Opis Ja
Izmena zida pukotine:
jako trošan
Površina pukotine pokazuje dve klase veću izmenu od
stene
4
Kontakt sa stenskim
zidom
Čiste pukotine
Zaceljene ili "zavarene" pukotine
(neistrajne)
Omekšavanje,nepropusno punjenje (kvarc, epidot, itd.) 0,75
Sveži stenski zidovi (neistrajni) Bez premaza ili ispune na površini pukotine, osim mrlja 1
Izmena zida pukotine:
blago do umereno trošan
Pukotinska površina pokazuje jednu klasu veću izmenu
od stene
2
Premaz ili tanko punjenje
Pesak, mulj, kalcit, talk, itd. Oblaganje frikcionog materijala bez gline 3
Glina, hlorit, talk, itd. Premaz od omekšavajućih i kohezivnih minerala 4
Ispunjene pukotine sa
delimičnim ili bez
kontakta izmeĎu
površina stenkih zidova
Pesak, mulj, kalcit itd. Ispuna frikcionog materijala bez gline 4
Zbijeni glineni materijali
“Tvrdo” punjenje od omekšavajućih i kohezivnih
materijala
6
Materijali od meke gline Srednja do niska prekomerna konsolidacija punjenja 8
Materijali od gline koja bubri Materijal za punjenje pokazuje svojstva bubrenja 8-12
Opis površina pukotina:
1. Veoma hrapava - na površini pukotine prisutne su neravnine pod pravim uglom u odnosu na zid pukotine;
2. Hrapava - prisutna je poneka neravnina pod oštrim uglom u odnosu na zid pukotine. Hrapavost se jasno vidi,
a pod rukom je površina veoma abrazivna;
3. Delimično hrapava - neravnine na površini pukotine se mogu razlikovati, a pod rukom se osećaju;
4. Glatka - površina izgleda glatka, a takva je i na dodir;
5. Ispolirana - jasno uočljivo poliranje.

537. 537/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Zapremina bloka neotpornih pukotina (nepostojanih - non-persistent joints) (Vb) može se izračunati
po formuli (Cai i dr.,2004): (2)

gde je:
si - razmak između pukotina u svakom setu;
ΰi - uglovi između skupova pukotina i
pi - faktor postojanosti (Cai i dr., 2004).
Za trajne pukotine zapremina bloka (V0) data je jednačinom (Cai i dr.,2004):

(3)


de je:
si - razmak između pukotina u svakom setu;
ΰi - uglovi između skupova pukotina (Cai i dr.,2004).
Cai i Kaiser (2006), na osnovu predloženog kvantitativnog grafikona (sl.5.57), i koristeći tehnike
površinskog uklapanja, predložili su sledeću jednačinu za izračunavanje GSI iz JC i Vb:


(4)
gde je:
- Jc bezdimenzionalni faktor definisan jednačinom (1) i
- Vb zapremina bloka, Vb je u cm
3
(RMi iz poznatih podataka o čvrstoći stenske mase).

Kako bi se izbeglo dvostruko računanje, stanje podzemnih voda i napona na licu mesta (in situ) ne
uzimaju se u obzir u GSI jer se uzimaju u obzir u kompjuterskim modelima. GSI pretpostavlja da
je stenska masa izotropna; zato, samo jezgra bez slabih ravni, treba da se testiraju u triaksijalnim
ćelijama da bi se odredili qc i mr kako GSI smanjuje snagu prema stišljivosti. Ova klasifikacija
smanjuje mnoge nesigurnosti u karakterizaciji stenske mase. Neporemećenu stensku masu treba
pregledati radi klasifikacije; međutim, teško miniranje stvara nove lomove.

Rastojanje između pukotina je povezano i sa dimenzijama objekta koji se gradi, o čemu je bilo reči
prilikom definisanja H-B kriterijuma loma. Hoek i dr. (2013) ističu još nekoliko mogućnosti
kvantifikacije dijagrama od kojih je jedna prikazana na slici 5.62.

Ovaj predlog je i zvanično uvršten u programski paket RocData 5.0 (naslednika programskog
paketa RocLab). Dijagram na slici 5.62a obuhvata samo četiri strukturne kategorije, pri čemu su
prva (masivna) i poslednja (laminirana/smicana) izostavljene, jer su autori rešili da se vrate
originalom konceptu o uzglobljenosti blokova kod HB kriterijuma loma. Faktor Jcond89 definiše pet
parametara stanja pukotina prema RMR klasifikaciji iz 1989 godine. O ovome je bilo reči u
podpoglavlju 5.2.8. Veličina blokova je definisana parametrom RQD.

Veoma je važno napomenuti da se klasifikacije stenske mase odnose na inicijalne parametre
čvrstoće na smicanje i da je njihova primena opravdana samo u slučajevima neposredno nakon
otvaranja kosina. Kao što je napomenuto u poglavlju 5, klasifikacioni sistemi ne uzimaju u obzir
vremenski zavisne uticaje kao što su progresivni lom i efekat dezintegracije usled izloženosti
stenske mase atmosferskim uticajima. Navedene pojave redukuju mehaničke karakteristike stenske
mase i često doprinose pojavama nestabilnosti. Iz tog razloga ih je na određeni način potrebno uzeti
u obzir prilikom procene dugoročne stabilnosti. Crowder i Bawden (2004) su dali detaljan osvrt na
mogućnosti primene H-B kriterijuma za definisanje rezidualnih parametara čvrstoće na
smicanje.
Sistem indeksa geološke čvrstoće (GSI), predložen 1995. godine, koji se danas široko koristi za
procenu čvrstoće stenske mase i parametara deformacije stenske mase koncentriše se na opis dva
faktora, strukture stene i stanja površine bloka.

538. 538/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
To je sistem koji pruža kompletan skup mehaničkih svojstava (H-B parametri čvrstoće mb i s, ili
ekvivalentni M-C parametri čvrstoće c i Ņ, kao i modul elastičnosti E) za potrebe projektovanja.
Nedavno je predstavljen način kvantifikacije ovog pristupa korišćenjem terenskih podataka, koji
koristi zapreminu bloka (Vb) i faktor stanja pukotina (Jc) kao kvantitativne faktore karakterizacije.
Smernice koje daje GSI sistem su za procenu parametara vršne čvrstoće ispucanih stenskih masa.
Ne postoje smernice koje daje GSI, ili bilo koji drugi sistem, za procenu rezidualne čvrstoće stenske
mase koje daju konzistentne rezultate. Predloženo je da se vršni GSI prilagodi
rezidualnoj GSIr vrednosti na osnovu dva glavna kontrolna faktora u GSI sistemu - rezidualne
zapremine bloka &#3627408509;
&#3627408515;
&#3627408531;
i faktor rezidualnog stanja pukotine &#3627408497;
&#3627408516;
&#3627408531;
. Predložena metoda za procenu
rezidualne čvrstoće stenske mase potvrđena je korišćenjem podataka ispitivanja smicanja blokova
na licu mesta sa tri velika gradilišta. Utvrđeno je da se procenjene rezidualne čvrstoće, izračunate
korišćenjem smanjene rezidualne GSIr vrednosti, dobro slažu sa terenskim ispitivanjem ili
podacima iz povratne analize. GSIr = GSI∙e
– 0.134 GSI

Između ostalog, napominju da je prilikom definisanja rezidualnih vrednosti potrebno koristiti
redukovane parametre mbr i sr, dok inherentne veličine, kao što su GSI i jednoosna čvrstoća, ne
treba redukovati. Cundall i dr. (2003) predlažu kriterijum za redukciju jednoosne čvrstoće i čvrstoće
stenske mase na rezidualnu vrednost upotrebom parametra β (strength loss parameter). S druge
strane, Cai i dr. (2007) predlažu redukciju vrednosti GSI na GSIr na osnovu kvantifikovanog
dijagrama, slika 5.62. Ovde je interesantno napomenuti da navedeni autori predlažu rezidualnu
veličinu bloka od 10 cm
3
na osnovu čega veličina GSIr zavisi isključivo od stanja pukotina nakon
dostizanja rezidualnih uslova.
U numerički model implementacija, to je ponekad problematično je uputiti se na grafikon za
određivanje GSI vrednosti. Nedavno, na osnovu predloženog kvantitativnog grafikona, i koristeći
tehnike površinskog uklapanja, sledeća jednačina za izračunavanje GSI od Jc i Vb je bio razvijeno:

Jc Ō x1; Vb Ō x2 (4)

Gde je Jc bezdimenzionalni faktor, i Vb je u cm
3
.
Grafički prikaz jednačine (4) prikazan je na slici 5.63.

Sl. 5.63. Dvodimenzionalna vizualizacija GSI sistema.


Drugim rečima, Hoek-Brown parametri čvrstoće i modul
deformacija mogu biti direktno izraženi sa funkcijama Vb i Jc:



gde je D faktor koji zavisi od stepena poremećaja kojem je
stenska masa bila izložena oštećenjem od miniranja-
eksplozije i relaksacijom napona. Faktor D je uveden u
najnovijem ažuriranju H-B kriterijumu loma.


Uvođenjem faktora D koji zavisi od stepena poremećenosti stenske mase usled miniranja i
naponskog relaksiranja. Faktor D varira od 0 za neporemećenu stensku masu do 1 za vrlo
poremećenu stensku masu, tabela 5.69. Autori daju preporuke za određivanje faktora poremećenja
(D), (Hoek, Carranza-Torres, Corkum, 2002).

539. 539/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.5.64. Grafički prikaz degradacije zapremine bloka i stanja ispucale površine određene stenske mase od vršnog
do rezidualnog stanja u studiji Cai i dr.(2007)

5.2.11.4. Predlog koncepta redukcije čvrstoće na smicanje usled raspadanja
Centralna uloga odnosa degradacije čvrstoće Hoek-Brown u proceni svojstava čvrstoće stenskih masa na
osnovu svojstava intaktne stene i geoloških posmatranja na terenu.
Ovako definisani rezidualni parametri čvrstoće našli su praktičnu primenu u programskim paketima koji se
baziraju na principima metode konačnih elemenata (npr. Phase
2
). Prilikom proračuna moguće je dozvoliti
da, u domenu plastičnosti, čvrstoća na smicanje opadne na rezidualnu vrednost. Ovo se dešava kada u






















Primeri parametara rezidualne čvrstoće tipičnih stenskih masa
Napomena: Parametri vršne i rezidualne čvrstoće izračunati su na osnovu Ń
c = 100 MPa i m i = 20. Preporučuje se korišćenje
ovih rezidualnih vrednosti samo za GSI < 75. Za GSI >75 preporučuje se krti Hoek–Brown kriterijum.
Odnosi rezidualnog GSIr prema vršnom (graničnom) GSI zavise
od vršnih GSI vrednosti, kao što prikazano je na slici. Istražene
istorije slučajeva imaju vršne GSI vrednosti izmeĎu 40 i 80, a
GSI
r/GSI odnosi variraju od 0,37 do 0,51. Tačka sa niskom GSI
vrednošću od 21 usvojena je iz
Tabele sa odnosom GSIr/GSI
dobijenim prema predloženoj metodi. Za vrlo slabe stenske mase,
rezidualni GSI
r je jednak vršnom GSI. Ako je linija trenda
nacrtana, ona treba da prolazi kroz tačku (
0,1). Tako se dobija
linija trenda prisiljavanjem da proĎe kroz tačku (0,1) (kao što je
prikazano na slici). Preostala GSIr vrednost tada se može
empirijski izraziti kao funkcija vršne GSI vrednosti kao:
GSI
r = GSI·e
-0:134GSI
.
Degradacija zapremine bloka i stanje površine
pukotina za stensku masu na lokaciji grafički je
prikazano na slici. GSI je smanjen sa vršne vrednosti
od 64,9 na preostalu vrednost od 27,8. Postupno
smanjenje vrednosti GSI može se povezati s a
omekšavanjem stenske mase nakon vršne deformacije.
Buduća istraživanja pozabaviće se pitanjem stope
smanjenja vrednosti GSI povezane sa plastičnim
naprezanjem.

540. 540/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
konačnom elementu dođe do loma, pri čemu čvrstoća sa vršne trenutno opadne na rezidualnu (zaostalu)
vrednost.
GSI dijagrami modifikovani su kako bi mogli da se primene i na ostale stenske mase (Hoek i dr. 2005,
Marinos i dr., 2006 i Marinos, 2010). Takođe, postoje pokušaji da se GSI primeni za kategorizaciju iskopa
zemljišta (Tsiambaos i Saroglou, 2010).

Tabela 5.64-Geotehničke karakteristike permskih sedimenata nakon otvaranja kosina






Sl.5.65.Ilustracija rezidualne zapremine bloka









Sl.5.66. Degradacija čvrstoće - sa čvrstoće intaktne
stene na čvrstoću stenske mase prema Hoek i Brown
kriterijumu (levo). GSI grafikon (prema Eberhardtu,
2012) (desno).




Sl. 5.67. Redukcija GSI vrednosti kod stenskih masa koje su podložne raspadanju (Marinos i dr., 2005), sa korekcijom
za crvene permske sedimente nakon izlaganja u periodu od godinu dana. i kvantifikovani generalni GSI dijagram
(modifikovano prema Cai i dr., 2004)

541. 541/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.65 - Stepeni trošenja stenske mase (ISRM, 1981)




Sl.5.68. Primer trošenja i dekompozicije flišne stenske mase izložene
vodi i atmosferskim uslovima:
a) sveža stenska masa,
b) blago trošna stenska masa,
c) umereno do jako trošna stenska masa,
d) raspadanje jako trošne stenske mase pod laganim
dodirom ruke (Dugonjić Jovančević, 2013)

Sl.5.69.Pristup za procenu parametara
stenske mase na osnovu ispitanih ispucalih
uzoraka koji predstavljaju strukturu
stenske mase i poređenje sa tradicionalnim
pristupom baziranim na GSI.

























Sl.5.70. Lom stenske mase u definisanim uslovima

542. 542/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)


Sl.5.71.Uticaj smanjenja kvaliteta
stene ilustrovan na slici 5.72. na
vreme mirovanja (Kaiser2006): (a)
Grafikon vremena stajanja nakon
što je Bieniawski (1989;iz
Hutchinson i Diederichs 1996)
modifikovao da prikazuje
kratkoročne i dugoročne
stabilnosti za iskope raspon širine
5 do 10 m;(b) GSI grafikon sa
odgovarajućim karakteristikama za
6-24 sata i 3-9 meseci
nepodgrađeno vreme mirovanja.

















Sl.5.72. Smanjenje kvaliteta stene zbog degradacije stenske mase uzrokovane naponom (iz Kaiser 2006):
(a) GSI-grafikon prikazuje putanje degradacije za krajnje veličine blokova od 1,5,10 i 70 cm dužine ivica; (b) rascep
u pozadini tunela Piora, Švajcarska;(c) Zid - oporac tunela Lötschberg (debljina ploče ~30 cm);(d) Rasipanje u
iskopu na URL, AECL, Kanada; (e) fragmentisani pad tla usled pucanja stene. Crne strelice pokazuju zapreminu
oštećenog bloka (tj. veličinu) neoštećene stene.

Kategorije GSI prikazuju se u formi grafičkog prikaza potkrepljenog kratkim tekstualnim opisom
stanja pukotinskih površina i strukture stene, vidi prethodne slike.


Sl.5.73.Lom stenske mase definisan je nepovoljnom
orijentacijom diskontinuiteta i ne može se koristiti Hoek-
Brownov kriterijum čvrstoće stenske mase.





5.2.11.5. Klasifikacija i određivanje parametara čvrstoće i deformabilnosti stenske mase
Nakon što su postavljeni svi ulazni podaci potrebni za potpunu analizu koristeći Hoek-Brown
kriterijum loma i GSI sistem, korisno je razmotriti puni tok prikupljanja podataka, interpretacije,
korišćenja i analize unazad. Slika 5.74 je dijagram toka u kojem se redosled prikupljanja podataka
iz laboratorijskih testova i terenskih posmatranja kombinuje kako bi se izračunao odnos glavnog
napona za stensku masu. Ovo je praćeno korišćenjem analitičkih ili numeričkih modela za izradu

543. 543/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
projekta iskopavanja koji se zatim primenjuje, a njegove performanse prate merenjima
konvergencije
Poslednji korak je povratna analiza rezultata praćenja i povratna informacija o rezultatima ove
analize u ranim fazama dijagrama toka. Ovaj korak je kritičan jer je to jedini način na koji se metoda
projekta i ulazni parametri koji se koriste u proračunima mogu potvrditi. Analiza unazad bi trebala
biti tekući proces tokom celog procesa izgradnje, pa čak i nakon procesa izgradnje, tako da se
prilagođavanja i korekcije mogu izvršiti u svim fazama. Ovo pruža ne samo poverenje u projekat,
već i informacije koje se mogu koristiti za poboljšanje određivanja ulaznih parametara i
metodologije projektovanja.
Kada su određeni parametri inatktne stene (Ńci) i (mi) i geološki indeks čvrstoće GSI, mogu se
izračunati parametri koji opisuju čvrstoću stenske mase.




Sl.5.74.Dijagram toka za primenu Hoek-Brownovog kriterijuma i GSI sistema za projekat iskopavanja

Jednačine (4), (5) i (6) razvijene su da se bave stenskim masama, kao što je prikazana na slici 5.47
i 5.48, koja se sastoji od međusobno povezanih ugaonih blokova u kojima procesom loma dominira
klizanje blokova i rotacija bez velikog dela netaknutog loma stena, pod niskim do umerenim
ograničavajućim naprezanjima.




















Ń1 = Ń3+ Ńci (mb Ń3/ Ńci + s)
a
(3)

gde su m b, s i a materijalne konstante
stenske mase, date sa:

&#3627408474;
&#3627408463;=&#3627408474;
&#3627408470;∙&#3627408466;
(
&#3627408442;&#3627408454;&#3627408444;−100
28−14&#3627408439;
)
(4)

&#3627408480;=&#3627408466;
(
&#3627408442;&#3627408454;&#3627408444;−100
9−3&#3627408439;
)
(5)

&#3627408462;= 0,5+
1
6
(&#3627408466;
−&#3627408442;&#3627408454;&#3627408444;/15
−&#3627408466;
−20/3
) (6)

(10)

&#3627409166;
1=&#3627409166;
3+&#3627409166;
&#3627408464;&#3627408470;(
&#3627408474;
&#3627408463;∙&#3627409166;3
&#3627409166;
&#3627408464;&#3627408470;
+&#3627408480;)
&#3627408462;
(3)


&#3627409166;1
&#3627409166;&#3627408481;
= 0.81&#3627408474;
&#3627408470;+ 7 (8)



Hoek-Brownove jednačine za prikaz smičuće čvrstoće stenskih masa kada se modeluju kao kontinuumi. Izvedene su
iz njihovog empirijskog modela intaktne stene, a ne iz ponašanja pukotina stena. GSI se zapravo pojavljuje
šesnaest puta u H-B jednačini za c' i dvanaest puta u H-B jednačini za ņ'!

544. 544/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Za određivanje svojstava stenske mase koristimo generalizovani H-B kriterijum za
procenu čvrstoće stenske mase, koji su uveli Hoek (1994) i Hoek i dr. (1995), izražava se kao:

ili














Sl.5.75.Uslovi stenske mase pri kojima se može koristiti
H-B kriterijum čvrstoće stenske mase (modifik. Hoek, 1993).
5.2.11.5.1. Određivanje svojstva stenske mase
Dakle, da bi se mogao koristiti Hek-Braunov kriterijum za određivanje čvrstoće i deformabilnosti stenske
mase, potrebno je odrediti sledeća svojstva i konstante m i s:
1. jednoosnu pritisnu čvrstoću stene Ńci,
2. vrednost Hek-Braunove konstante mi za intaktnu stenu,
3. vrednost geološkog indeksa čvrstoće (GSI-Geological Strength Index) i
4. vrednosti konstanti m i s. - m i s: konstante koje zavise od ispucalosti stenske mase.
Konstante m i s su bezdimenzionalne i u gruboj aproksimaciji analogne su uglu unutrašnjeg trenja i koheziji
kod Mohr-Coulombovog (M-C) kriterijuma čvrstoće. U kasnijim verzijama kriterijuma, konstanta m je
označena kao mb.
Konstanta (m), ima vrednost od 0,001 za teško ispucalu stensku masu do oko 25 za čvrstu intaktnu stenu.
Konstanta m koja se odnosi na ispucalu stenu (podrazumeva se - stenska masa) (mb), zavisi od konstante
(m) za intaktnu stenu (mi) i stepena ispucalosti stenske mase koja je opisana geološkim indeksom čvrstoće
- (GSI). Ō mb = f(mi, GSI).
Konstanta (mi) zavisi od frikcionih karakteristika minerala koji izgrađuju stenu u intaktnom uzorku što ima
značajan uticaj na čvratoću stene.
Parametar materijala mi, m, s, mb koji se uz GSI koristi kao kriterijum u dijagramima na slici 5.79. zavisi
od vrste stene i dobija se iz tabele 5.66.
Za određivanje vrednosti jednoosne čvrstoće stenske mase na pritisak Ńcm koristi se više različitih metoda,
na primer: postupak (Hoek i dr., 2002) određivanja Ńcm pomoću „Geološkog indeksa čvrstoće“ - Geological
Strength Index (GSI), (Marinos in Hoek, 2001; Marinos i dr, 2011), pri čemu je Ńci jednoosna čvrstoća na
pritisak intaktnog uzorka stenske mase, koji se obično dobija iz laboratorijskih rezultata. GSI klasifikacija
ima u vidu sve bitne elemente stanja diskontinuiteta u stenskoj masi (npr. veličinu, raspored, uslojenost,
frekvenciju, orijentaciju, ispunu,).
Vrednost konstante (s) kreće se od 0 za ispucalu stenu do 1 za intaktnu stenu. Konstanta (s) zavisi od
ispucalosti stenske mase što se iskazuje preko GSI-a i stepena poremećenja stenske mase usled miniranja i
naponskog relaksiranja (D), s = f(GSI,D).
Kada su određeni parametri inatktne stene (Ńci) i (mi) i geološki indeks čvrstoće GSI, mogu se izračunati
parametri koji opisuju čvrstoću stenske mase:





Za GSI > 25 (stenska masa dobrog kvaliteta) primenjiv je originalni Hek-Braunov kriterijum sa:
a = 0,5

&#3627409166;
1=&#3627409166;
3+&#3627409166;
&#3627408464;&#3627408470;(&#3627408474;
&#3627408463;
&#3627409166;
3
&#3627409166;
&#3627408464;&#3627408470;
+&#3627408480;)
&#3627408462;

545. 545/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Za GSI < 25 (stenska masa vrlo lošeg kvaliteta) primenjiv je modifikovani Hek-Braunov kriterijum sa: s
= 0
ili


Em - modul deformacije intaktne stenske mase:


Za granicu između originalnog i modifikovanog kriterijuma odabrana je
vrednost GSI = 25.


Za stensku masu boljeg kvaliteta (GSI > 25) vrednost GSI može se
odrediti direktno iz RMR klasifikacije Bieniawskog iz 1976 ako se uticaju podzemne vode da 10
bodova (suvo) a za orijentaciju diskontinuiteta nula (0) bodova (vrlo povoljno).
Za vrlo slab kvalitet stenske mase, teško je odrediti RMR vrednost i balansiranje između bodova ne
daje više realnu osnovu za određivanje čvrstoće stenske mase. RMR klasifikaciju Bieniawskog ne
treba koristiti za određivanje GSI vrednosti vrlo slabe stenske mase. U ovim situacijama (RMR76 i
RMR89) razlikuju se pojmovi jednoosne čvrstoće na pritisak stenske mase i globalne čvrstoće
stenske mase.
Dakle, U današnjoj praksi, u te svrhe najčešće se koristi Hoek–Brown-ova klasifikacija i kriterijum
loma stenske mase, gde su povezani parametri čvrstoće sa glavnim naponima pri lomu, a
deformabilnost, kako su predložili Hoek, E.; Carranza-Torres, Corkum, B:

gde su:
mb, s i a - parametri čvrstoće koji zavise od karakteristika stenske mase,
Ńci - jednoosna čvrstoća na pritisak intaktne stene,
Ń1 - veći glavni napon pri lomu,
Ń3 - manji glavni napon pri lomu.
Parametri čvrstoće i procena modula deformacije Em određuju se iz izraza:





Kriterijum je primenjiv i u intaktnoj steni i u znatno raspucalim stenskim masama, a za obe sredine
može se usvojiti da se ponašaju homogeno i izotropno (slika 5.57.).
Ńci - čvrstoća na pritisak intaktne stenske mase,
GSI - geološki indeks čvrstoće stenske mase,
mi - vrednost koja se određuje iz troosnih opita na uzorcima stene pri različitim naprezanjima
ili se procenjuje prema vrsti stene,
D - faktor poremećenosti stenske mase, varira od nula za neporemećenu do jedan za vrlo
poremećenu stensku masu. (Tabela 5.69),
Em - modul deformacije intaktne stenske mase.
Ova vrednost takođe može se odrediti kroz triaksijalne testove, ali ako test nije dostupan, Hoek je predložio
tabelu. Ako ne postoje triaksijalni testovi, mi vrednosti se mogu usvojiti iz tabele 5.66.
Uključena je grupa za masivne stene u kojoj se pokazalo da su krti H-B parametri korisni u predviđanju
dubine proboja u dubokim iskopavanjima tvrdih stena (Kaiser i dr., 2000;Martin i sar.,1999). Pored toga,
obe ose za veličinu bloka i stanje pukotina su kvantifikovane su desnoj strani grafikona.
Ako se koristi RMR klasifikacija Bieniawskog iz 1989 godine (Bieniawski 1989) tada je
GSI = RMR89’ -5
gde RMR89’ ima 15 bodova za podzemnu vodu i nula (0) bodova za orijentaciju diskontinuiteta.

546. 546/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Praktičan problem pri procenjivanju GSI vrednosti odnosi se na oštećenje stenske mase usled
miniranja. Kada god je moguće, pri određivanju GSI, treba posmatrati kosinu u kojem je stenska
masa što manje oštećena miniranjem pošto je opšti cilj odrediti svojstva neporemećene stenske mase.
Za određivanje drugih parametara stenske mase kao što su jednoosna čvrstoća na pritisak, zatezna
čvrstoća i vrednost trenja, koristi se kombinacija gore navedenih parametara. Takođe je moguće
proceniti koheziju i ugao unutrašnjeg trenja stenske mase korišćenjem sledećih jednačina:


Jednoosna čvrstoća na pritisak stenske mase:

Zatezna čvrstoća stenske mase:



Takođe je moguće proceniti koheziju i ugao unutrašnjeg trenja stenske mase korišćenjem sledećih
jednačina:
Ugao trenja stenske mase:






Vrednost kohezije stenske mase:









Odnos Hoek-Brown i Mohr-Coulomb

Tabela MC parametara za osnovni slučaj:

































Sl.5.76. Kriterijum loma prema Hoek-Brovn-u i Mohr-Coulomb-u crtani u istom prostoru napona

547. 547/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.66 - Vrednosti konstante mi, za GSI procenu čvrstoće stenske mase po vrstama stena
Vrsta
stene
KLASA GRUPA
TEKSTURA
Zrnasta (krupno) Srednjezrna Fina Vrlo fina
SEDIMENTNE
Klastične Konglomerat (mi = 21 ± 3) Peščar (mi = 17± 4) Muljnak (mi = 7± 2) Glinac (mi = 4± 2)
Neklastične
Organogene
Laporac (mi = 7 ± 2)

Ugljenik (mi = 8 - 21)

Karbonatne Breča (mi = 19± 5) Krečnjak (mi=10± 2) Dolomit (mi = 9± 3)
Hemijske Gips (mi = 8 ± 2) Anhidrit (mi=12± 2)
METAMORFNE

Ne-škriljave Mermer (mi = 9± 3) Hornfels (mi=19± 3) Kvarcit (mi = 20±3)
Srednje škriljave Migmatit (mi = 29±3) Amfibolit (mi=26±6) Milonit (mi = 6)
Škriljave Gnajs (mi = 28 ± 5) Škriljac (mi=12±3) Filit (mi = 7±3) Škriljac (mi= 7±4)
MAGMATSKE

Plutonik
Svetle
Granit (mi = 33)
Granodiorit (mi = 30)

Riolit (mi = 16)
Dacit (mi = 17)
Andezit (mi = 19)
Opsidijan (mi =
19)
Tamne
Diorit (mi = 28)
Gabro (mi = 27)
Norit (mi = 22)
Dolerit (mi = 19) Bazalt (mi = 17)
Efuzivne piroklastične Aglomerat (mi = 20) Breča (mi = 18) Tuf (mi = 15)
Hypabyssal Porfirit (mi = 20 ± 5) Dijabaz (mi = 15 ± 5) Peridotit(mi=25±5)
Vulkanske Lava
Riolit (mi = 16)
Andezit (mi = 19)
Dacit (mi = 17)
Bazalt (mi = 17)
Opsidijan (mi =
19)
Napomena: Vrednosti u zagradama su procene; coarse: grubo – krupno

Sl.5.77. Prelaz sa standardnih GSI i Hoek-Brownih
m, s i a parametra primenjivosti na predložene
prelaze između (gore desno) visoki GSI, stenska
masa sklona ljuštenju (cepanju) sa visokim mi
(mi>> 15 i GSI >> 65), podložna krtom ljuštenju i
čvrstoći na prskanje (pucanje)(dole levo) stenska
masa veoma niske čvrstoće (UCSi = Ńci <10-15
MPa), podložana smicanju i skupljanju (ljubaznošću
E. Hoek).







Sl.5.78. Modifikovani odnosi Hoek-
Brownovih parametara za različite uslove
stena

548. 548/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl.5.79. UCSi- jednoaksijalna čvrstoća na
pritisak; T- zatezna čvrstoća; UCS*- čvrstoća
inicijalnog praga pukotina; GSI - geološki indeks
čvrstoće; i f
SP
i f
T
(Ń
ci
) su ljuštenje i slaba stena
funkcionalni prelazni odnos; m
i
,m
b
,s,a i D - Hoek-
Brown generalizovana intaktna stenska masa
trenja i kohezije, eksponent i parametri oštećenja.




Tabela 5.67 - Procena Hek-Braunovih
koeficijenata



Tabela 5.68-Maksimalne i minimalne vrednosti Hek-Braunovih parametara (Hoek Brown, 1997)






Kada se odredi vrednost GSI, moguće je odrediti vrednosti kohezije, jednoosne pritisne čvrstoće i
ugla unutrašnjeg trenja pomoću dijagrama na slici 5.79.




Sl.5.80. Dijagram za određivanje: a) odnosa kohezije i jednoosne čvrstoće na temelju GSI-a;
b) Dijagram za određivanje ugla unutrašnjeg trenja na temelju GSI-a

549. 549/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl.5.81.Procena konstanti mb/mi, s, a, modula deformacije Em i Poasonsovog koeficijenta ν i GSI. Za
generalizovani kriterijum loma Hoek-Brown zasnovan na strikturi stenske mase i uslovima površine

Grafikon, sl.5.81., pokazuje kako se svojstva intaktne stene i svake pojedine stene smanjuju i kako se ona
pretvara u stensku masu nižih vrednosti i pomoću gornjih formula mogu se odrediti svojstva stenske mase.














Sl.5.82. Degradacija čvrstoće sa čvrstoće intaktne stene na čvrstoću stenske mase prema Hoek i Brown kriterijumu
(levo). GSI grafikon (prema Eberhardtu, 2012) (desno).

Uvođenjem faktora D koji zavisi od stepena poremećenosti stenske mase usled miniranja i
naponskog relaksiranja. Faktor D varira od 0 za neporemećenu stensku masu do 1 za vrlo
poremećenu stensku masu, tabela 5.61. Autori daju preporuke za određivanje faktora poremećenja
(D), (Hoek, Carranza-Torres, Corkum, 2002).


Na stvarnom primeru sa terena (sl.5.83,sl.5.84, sl.5.85, sl.5.86.) napravljena je procena geološkog
indeksa čvrstoće na osnovu vizuelne ocene geoloških uslova stenske mase. Vidljivo je da je stenska
masa međusobno vrlo dobro povezana i neporemećena, ali i sa izrazito vidljivim slojnim
diskontinuitetima koji su neznatno rastrošene površine i vidljive glatkoće.






&#3627409207;=&#3627409360;&#3627409358;&#3627408525;&#3627408528;&#3627408520;&#3627409359;&#3627409358; (&#3627408504;&#3627408532;&#3627408525;&#3627408528;&#3627408529;&#3627408518;)+&#3627409364;&#3627409363;
Za RMR89 >23 Ō GSI = RMR 89 - 5

550. 550/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)











Sl.5.83. Određivanje geološkog
indeksa čvrstoće (GSI) za lokaciju
„Momin kamen“,Srbija,
kvazihomogena zona - 1.









Sl.5.84. Geološki indeks čvrstoće
(GSI), Momin kamen,
kvazihomogena zona -2










Sl.5.85. Geološki indeks čvrstoće
(GSI)„Momin kamen,
kvazihomogena zona -3

551. 551/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.5.86.GSI grafikon i strukture stenske mase
zajedno sa GSI vrednostima proučavanih
padina.Terenske fotografije nekoliko proučavanih
padina Field-photographs-of-few-studied-
slopes.jpg



Tabela 5.69 - Vodič za određivanje faktora poremećenja (D) (Hoek, Carranza-Torres, Corkum, 2002)
Izgled stenske mase
Appearance of rock mass
Opis stenske mase
Description of rock mass
Predložene vrednosti
faktora D
Suggested value of D

Izuzetno kvalitetno i kontrolisano miniranje ili mašinski iskop rezultira
minimalnim poremećenjem stenske mase oko tunela.

Excellent quality controlled blasting or excavation by Tunnel Boring
Machine results in minimal disturbance to the confined rock mass
surrounding a tunnel.
D = 0

Mašinski ili ručni iskop u slaboj stenskoj masi (bez miniranja) rezultuje minimalnim
poremećenjem okolne stenske mase.
Ukoliko pojava gnječenja rezultuje značajnim izdizanjem poda i ukoliko ne postoji
podnožni svod, kao na slici, poremećenje može biti veliko.
Mechanical or hand excavation in poor quality rock masses (no blasting) results in
minimal distu rbance to the surrounding rock mass.
Where squeezing problems result in significant floor heave, disturbance can be
severe unless a temporary invert, as shown in the photograph, is placed.

D = 0
D = 0.5
Bez podnožnog
svoda

No invert

Nekvalitetno miniranje u čvrstoj steni rezultira znatnim lokalnim
oštećenjima, na udaljenosti 2 ili 3 m, u okolnoj stenskoj masi.

Very poor quality blasting in a hard rock tunnel results in severe local
damage, extending 2 or 3 m, in the surrounding rock mass.


D = 0.8




Miniranje manjih razmera na padinama rezultira umerenim oštećenjem stenske mase,
posebno ako se kontrolisano miniranje primenjuje na steni koja je prikazana na levoj
strani slike.
MeĎutim, relaksacija napona rezultuje poremećenjem.
Small scale blasting in civil engineering slopes results in modest rock mass damage,
particularly if controlled blasting is used as shown on the left hand side of the
photograph. However, stress relief results in some disturbance.
D = 0.7
Dobro miniranje
Good blasting

D = 1.0
Loše miniranje
Poor blasting

Vrlo veliki otvoreni površinski kopovi trpe znatno poremećenje zbog
obimnog proizvodnog miniranja i zbog relaksacije napona koji su posledica
iskopa. U nekim mekšim stenama iskop se može vršiti mašinski pa je stepen
oštećenja padine manji.
Very large open pit mine slopes suffer significant disturbance due to heavy
production blasting and also due to stress relief from overburden removal.
In some softer rocks excavation can be carried out by ripping and dozing and the
degree of damage to the slopes is less.
D = 1.0
Proizvodno miniranje

Production blasting

D = 0.7
Mašinski iskop

Mechanical
excavation

552. 552/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl. 5.87. Izbor parametara Hoek-Brown klasifikacije i primjene RocLab programa.

553. 553/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.11.5.2. Primene GSI

GSI je prvenstveno dizajniran da se koristi kao alat za procenu parametara u Hoek-Brovn
kriterijumu čvrstoće za stenske mase, i deformabilnosti i čvrstoće stenske mase koristeći odnos
modifikovan iz drugih sistema klasifikacije (Hoek i dr.,2002).
Pošto se jednoosna čvrstoća stenskog materijala koristi kao osnovni parametar u Hoek-Braunovom
kriterijumu čvrstoće, ovaj parametar čvrstoće stene nije uključen u GSI. GSI vrednost je povezana
sa parametrima Hoek-Brovn kriterijuma čvrstoće na sledeći način (Hoek, 1994; Hoek i Brovn, 1997;
Hoek i dr.,2002):


(Singh i Geol, 1999)


gde je:
mi - konstanta materijala za netaknutu stenu u Hoek-Brownovom kriterijumu loma (može
se naći iz triaksijalnog testa na jezgru stena ili jednostavno pomoću tabličnih vrednosti
koje odgovaraju tipu stene)
mb - konstanta materijala za lomljenu stenu u Hoek-Brown-ovom kriterijumu loma.

GSI je povezan sa s i a na sledeći način (Hoek i sar.,2002):

Takođe s = 0.002 Q = JP
ln
, (Singh i Geol, 1999)

i
gde je:
JP - parametar pukotina (Palmstrom, 1995a),
s - konstanta materijala u Hoek-Brovn kriterijumu loma,
a - konstanta materijala za lomljenu stenu u Hoek-Brovnovom kriterijumu loma.
D - faktor poremećenja; stepen poremećenja izazvanog oštećenjem od eksplozije i relaksacijom napona

Da bi se predvidela deformabilnost i čvrstoća stenske mase, odnos između modula stenske mase,
Erm (Youngovog modula) i GSI indeksa, za loše stene (Ńci < 100 MPa) definisan je kao (Hoek i dr.,
2002):

Modul stenske mase izražava se u GPa. D se kreće od 0 za bez oštećenja do 1 za jako oštećeno (loše
miniranje), tipični rasponi za dobro miniranje su oko 0,7 do 0,8, tab. 5.69, (Hoek i dr.,2002.).
Hoek i Diedrichs (2006) poboljšali su jednačinu za procenu modula stenske mase Erm i predstavili
Erm kao funkciju poremećenja usled miniranja D, GSI i modula deformacije intaktne stene (Ei)
razvijajući sledeći empirijski odnos:


Da bi se izbegla nesigurnost modula netaknute deformacije uzrokovane poremećajem uzorka, Ei
može se proceniti korišćenjem odnosa modula MR (Modulus Ratio) i jednoosne pritisne čvrstoće
Ńc intaktne stene koju je definisao Deere (1968):





Vrednosti koeficijenta modula (Modulus Ratio -MR) za različite tipove stena predstavili su Hoek i
Diedrichs (2006) kao što je prikazano u tabeli 5.70.

5.2.11.5.3. Korelacija između RMR, Q i GSIvrednosti
Prema Hoeku i Brownu (1997), za kompetentne stenske mase (GSI >25, RMR>23), vrednost GSI
može se proceniti iz RMR vrednosti (Rock Mass Rating) kao:
GSI = RMR89 - 5

554. 554/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.11.5.4. Ograničenja GSIsistema
GSI pretpostavlja da je stenska masa izotropna (Singh i Geol, 1999.).

5.2.11.5.5. Metode koje povezuju modul deformacije sa RMR ili GSI
Bieniawski (1978) je proučavao sedam projekata i predložio sledeću korelaciju za procenu modula
deformacije stenske mase Em iz RMR:
Em =2 RMR-100, GPa (5.1)
Očigledan nedostatak ove jednačine je da daje negativne vrednosti modula kada je RMR manji od
50. Dodatne studije provedene na stenskim masama sa kvalitetom u rasponu od lošeg do vrlo dobrog
pokazale su da bi modul deformacije stenske mase Em mogao biti povezan sa RMR-om, (Serafim
i Pereira, 1983.):
Em =10
RMR-10/40
,

GPa (5.2)
Tabela 5.70- Vrednosti koeficijenta modula (MR) za različite tipove stena, Hoek i Diedrichs (2006)























* Visoko anizotropne stene: vrednost MR će biti značajno drugačija ako se normalno naprezanje i/ili opterećenje dešavaju paralelno (visoki MR) ili
okomito na ravan slabosti (niski MR). Jednoaksijalni smer testnog opterećenja treba da bude ekvivalentan primeni na terenu.
+ Felsic granitoidi: grubo zrni ili izmenjeni (visoki MR), sitno zrni (nizak MR).
** Nema dostupnih podataka, procenjeno na osnovu geološke logike
Primećuje se da jed. (5.1) i (5.2) razvijeni su pre 1989. i RMR u njima je RMR76 , što je jednako
RMR89 -5. Radi jednostavnosti, ako nije posebno navedeno, RMR će jednostavno značiti RMR89 u
kasnijoj raspravi.
Utvrđeno je da (5.2) dobro funkcioniše za stene dobrog kvaliteta. Međutim, za stene lošeg kvaliteta,
čini se da predviđa previsoke vrednosti modula deformacije (H-B, 1997.). Na osnovu praktičnih
zapažanja i povratne analize ponašanja iskopa u stenskim masama lošeg kvaliteta H-B
(1997) modifikovali su jednačinu (6.62) za neograničenu pritisnu čvrstoću netaknute
stene Ńc <100 MPa na sledeći način:
Em = √
&#3627409166;&#3627408464;
100
10
(&#3627408442;&#3627408454;&#3627408444;−10)
40 , GPa (5.3)
Imajući na umu da je GSI (Indeks geološke čvrstoće) zamenjen RMR u jednačini (5.3).

555. 555/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
ŌJohnston i dr. (1980) je takođe utvrdio da je jednačina (5.2) precenjuje modul deformacije
stenske mase za stene lošeg kvaliteta. Objavili su da su rezultati različitih in situ testova opterećenja
u umereno istrošenom melburnskom muljnom kamenu od Ńc u rasponu 2-3 MPa dali modul
deformacije stenske mase od oko 0,5 GPa za procenjeni RMR od oko 70 (imajući na umu da je
RMR ovde RMR76 ). Ako je jednačina (5.3) sa Ńc =2,5 MPa i GSI=RMR76 =70 koristi se, Em od
5,0 Dobija se GPa koji je mnogo bliži izmerenoj vrednosti od oko 0,5 GPa od vrednosti od
31,6 GPa izračunatoj pomoću jednačine (5.2).
ŌRead i dr. (1999) predložili su sledeći jednostavan odnos za procenu modula deformacije
stenske mase Em iz RMR:
Em = 0.1(
&#3627408453;&#3627408448;&#3627408453;
10
)
3
, GPa (5.4)
Ō Koristeći bazu podataka koja uključuje 115 vrednosti podataka dobijenih iz in situ
opterećenja ploče i dilatometarskih testova, Gokceoglu i dr. (2003) su na osnovu
regresione analize dobili sledeće korelacije:
Em = 0,0736 e
0,0755 RMR
, GPa (5.5)
Em = 0,1451e
0,0654 GSI
, GPa (5.6)
Ō Hoek (2004) je predstavio sledeću pojednostavljenu korelaciju za procenu modula
deformacije stenske mase Em iz GSI: Em = 0,33e
0,064GSI
, GPa (5.7)
Ō Na osnovu podataka iz velikog broja in situ merenja u Kini i Tajvanu, Hoek i Diederichs (2006) izveli
su sledeći odnos između modula deformacije stenske mase Em i GSI:
&#3627408440;
&#3627408474;=100(
1−&#3627408439;
2
1+&#3627408466;
(
75+25&#3627408439;−&#3627408442;&#3627408454;&#3627408444;
11
)
) , GPa (5.8)
gde je D faktor poremećaja koji pokazuje stepen poremećaja zbog oštećenja od eksplozije i relaksacije
napona, koji se kreće od 0 za neporemećene in situ stenske mase do 1 za vrlo poremećene stenske mase.
Ō Na osnovu analize baze podataka od 150 skupova podataka korišćenjem pristupa
genetskog programiranja, Beiki i dr. (2010) izveli su sledeća dva odnosa za procenu
modula deformacije stenske mase Em:
&#3627408440;
&#3627408474;=tan(ln(&#3627408442;&#3627408454;&#3627408444;))log (&#3627409166;
&#3627408464;)(&#3627408453;&#3627408452;&#3627408439;)
1
3
⁄
, GPa (5.9)

&#3627408440;
&#3627408474;= tan(√1.56+(ln (&#3627408442;&#3627408454;&#3627408444;))
2
)) ∙(&#3627409166;
&#3627408464;)
1
3
⁄
, GPa (5.10)
Sl.5.88. prikazuje poređenje nekih od gore navedenih korelacija sa podacima testova različitih
istraživača. Jasno se može videti širok raspon procenjenih vrednosti iz empirijskih korelacija.



Sl. 5.88. Korelacija između modula deformacije Em i RMR ili GSI (koristi se D=0).+, Bieniawski (1978);
Ǝ,Serafim i Pereira (1983);×,Stephans i Banks (1989);ƣ,Schultz (1996); č,Gokceoglu i dr. (2003).

556. 556/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Postoje i empirijske korelacije između odnosa modula deformacije stenske mase Em i modula
deformacije intaktne stene Er i RMR ili GSI. U nastavku su neki od njih.

Metode koje se odnose na neograničenu pritisnu čvrstoću sa RMR ili indeksom geološke čvrstoće (GSI)
Razvijen je veliki broj empirijskih korelacija za procenu pritisne čvrstoće neograničene stenske
mase Ńcm na osnovu RMR ili GSI (tabela 5.71). Sl. 7.89. prikazuje poređenje nekih empirijskih
korelacija sa podacima in situ testa Aydana i Dalgiça (1998).

Napomene: Ńc je neograničena pritisna čvrstoća netaknute stene; RMR je ocena stenske mase
(imajte na umu da empirijski odnosi pre 1989. koriste RMR76, koji je manji od RMR89 za 5); GSI
je indeks geološke čvrstoće; a D je faktor poremećaja.

Tabela 5.71 - Empirijske korelacije za procenu neograničene pritisne čvrstoće stenske mase Ńcm na
osnovu RMR ili GSI













Primećuje se da su neke od korelacija u tabeli 5.71 izvedene iz odgovarajućih kriterijuma čvrstoće. Kao
primer, u nastavku je prikazano izvođenje korelacije od strane Hoek (1994) i Hoek i dr. (1995). Uz Hoek-
Brown-ov kriterijum čvrstoće za stenske mase neograničena pritisna čvrstoća može se izraziti kao:
Ńcm = √sēŃc (5.11)
gde je s konstanta koja zavisi od karakteristika stenske mase, koja se može procieniti iz RMR ili
GSI, za procenu s, jed. (5.11) može se prepisati kao:
Ńcm/Ńc = e
GSI−100/18
(5.12),
što je upravo ono što je prikazano u tabeli 5.71.




Sl.5.89. Varijacija odnosa pritisne čvrstoće neograničene stenske mase Ńcm prema neograničenoj pritisnoj
čvrstoći neograničene stene Ńc sa RMR ili GSI ocenama.

Referenca Korelacija
1 Yudhbir i dr. (1983) ńcmńc = e7.65RMR-100100
- Laubscher (1984), Singh i Goel (1999) ǂcmńc = RMR - Ocena za ńc106
2
Ramamurthy i dr. (1986),
Ramamurthy (1996)
ńcmńc = eRMR - 10018.75
- Trueman (1988), Asef i dr. (2000) ńcm = 0.5e 0.06 RMR (MPa)
3 Kalamaras i Bieniawski (1993.) ńcmńc = eRMR-10024
4 Hoek (1994), Hoek i dr. (1995) ńcmńc = eGSI-10018
5 Sheorey (1997) ńcmńc = eRMR-10020
6 Aydan i Dalgiç (1998.) ńcmńc = RMR RMR+6100 - RMR
7 Hoek i dr. (2002) ńcmńc = eGSI-1009-3D12+16e - GSI15- e -203
8 Hoek (2004) ńcmńc = 0,036 eGSI 30

557. 557/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.11.6. Karakterizacija ponašanja pri podzemnom iskopu . Nestabilnost stenske mase oko
podzemnih iskopa može se okarakterisati na osnovu nivoa naprezanja na in situ i kvaliteta stenske
mase. Inženjeri mehanike stena imaju izazov predvideti kada će proces oštećenja započeti unutar
stenske mase, pod kojim okolnostima dolazi do loma, kao i koje su kvantitativne mere za
razlikovanje između oštećenja, opterećenja ili eventualnog loma.
Da bi se odgovorilo na ova pitanja, treba:
- prvo, sveobuhvatno proučiti deformaciju stenske mase - mehanizme loma, sl. 5.97 i 5.98.,
- drugo treba identifikovati odgovarajuće pristupe za kvantifikovanje nivoa oštećenja stenske
mase (npr. pristupi empirijskim ili numeričkim analizama), i
- treće - konačno moraju se usvojiti odgovarajući kriterijumi kako bi se utvrdilo da li se lom
dogodio ili ne. Kriterijumi loma biće korisni ako se temelje na ispravnom mehanizmu loma.
Dakle, procena stabilnosti podzemnih iskopa zahteva poznavanje procesa loma - deformacije (tj.
ponašanja naprezanja i deformacija) stene. Pre iskopavanja, ponašanje naprezanja i deformacija
stenske mase definisano je njenom geološkom istorijom. Iskopavanjem dobija se količina stenske
mase koja je prethodno služila kao podrška koju treba ukloniti. Poremećaj uzrokovan ovim
delimičnim uklanjanjem stene, stvara deformacije i razvija lomove unutar stenske mase, što
rezultuje manjim do velikim oštećenjima/lomovima oko periferije iskopavanja (Aglawe 1999; Souly
et al. 2003; Brady i Brown 2004; Hidalgo 2013; Villaescusa 2014).
Za uzorak intaktne stene, ponašanje loma i deformacije pod različitim uslovima opterećenja i
ograničenja može se klasifikovati kao viskozno elastično ili plastično. Odziv uzorka stene takođe
se može okarakterisaati kao linearan ili nelinearan, delimično linearan i delimično nelinearan.
Ponašanje stene i naknadni proces oštećenja direktno je definisan preko konstitutivnih modela stena
(Zhang 2006; Brady i Brown 2004).











Sl.5.90. Način nestabilnosti zasnovan na kvalitetu stene (GSI), čvrstoći netaknute stene i nivou
naprezanja (Martin i dr., 2003)

Konstitutivni modeli nalaze ključnu primenu uz različite
kriterijume loma. Različite faze procesa krtog loma-
deformacije obično povezane sa ponašanjem uzorka pri
omekšavanju deformacije prikazane su na slici 5.91.
(Brady i Brown 2004; Hidalgo 2013).



Sl.5.91.Progresivni proces loma intaktne stene pod pritisnim
opterećenjem (prilagođeno iz Hoek i Martin 2014.).


Hoek i dr., (1995.) proučavali su različite moguće
mehanizme loma i oblike nestabilnosti u podzemnim
iskopima u uslovima niskog i visokog in situ naprezanja
i kao funkciju nivoa loma stenske mase. Kasnije su
Martin i saradnici (1999) uključili uticaj intermedijarnog
in situ napona kao što je ilustrovano na sl. 5.92, preuzet
iz Kaisera (2020).

558. 558/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Kaiser (2020), raspravljao je o devet mogućih statičkih načina loma (koji se javljaju isključivo
zbog statičkih napona) izazvanih iskopavanjem podzemnih iskopa bez podgrade/podrške u
kontekstu matrice ponašanja iskopa (slika 5.92a). Matrica ponašanja pri iskopu kategorisala je
statičke načine loma kao funkciju nivoa naprezanja (stress level-SL) i kvaliteta stenske mase (RMQ)
(sl.5.92b). RMQ je specifikovan na osnovu stepena lomljenja unutar stenske mase i in situ
intenziteta naprezanja u blizini granice iskopa. In situ intenzitet naprezanja karakteriše se kao odnos
maksimalnog glavnog in situ naprezanja prema čvrstoći (Ń1/Ńc) i pretpostavljeno je da je nivoa
naprezanja izazvan iskopavanjem jednak (3Ń1-Ń3)/UCS. Kaiser (2020) je primetio da su granice RMQ u
matrici ponašanja prilagođene od Kaiser i dr. (2000) prema iskustvima sa dubokim iskopima.
Prema matrici ponašanja iskopa, u okruženjima sa niskim in situ naponom, mehanizam loma
uglavnom se kontroliše distribucijom diskontinuiteta. Kao što se može videti na sl.5.92a, u
masivnim stenskim masama sa ograničenim brojem skupova diskontinuiteta i velikim razmakom
između sastavnih delova skupova, očekivao bi se linearni elastični odgovor od stenske mase (M11).
Ova vrsta stenske mase ne bi trebala zahtevati podgradu ili ojačanje kako bi se održala stabilnost
tokom procesa iskopavanja (Villaescusa 2014; Martin 2019). Međutim, za iskop koji se nalazi u
raspucanim ili blokoviskim do dezintegrisanim stenskim masama, pad ili klizanje kamenih blokova
i klinova može se pojaviti kao dominantni mehanizam loma (M21). Međutim, iskopi smeštene u jako
raspucanim stenskim masama propadale bi mehanizmom odvajanja blokova sa površine iskopa (M31).
5.2.11.6.1. Statički načini ponašanja pri iskopavanju (Static Excavation Behavior Modes)
Dakle, u uslovima statičkog opterećenja, ponašanje iskopa može se okarakterisati sa devet načina,
kao što je ilustrovano matricom ponašanja iskopa 3 ×3, sl.5.92. modifikovana prema (Kaiser i dr.,
2020.). Horizontalna osa predstavlja kvalitet ili čvrstoću stenske mase, a vertikalna osa nivo
napona (naprezanja).

Ō RMQ 1 - Iskopavanja u masivnim do diskontinuirano ispucalim stenskim masama sklona su lomljenju
pod naponom u blizini iskopa: iskopavanje u visoko kvalitetnoj stenskoj masi RMQ 1; Mod M11 do
M13 sa Q > 40, RMR > 75 i GSI > 70) reaguje na elastičan način na maloj dubini.
- M11: Elastična reakcija;
- M12: Lokalizovano krto oštećenje intaktne stene u blizini granice iskopa;
- M13: Krhki lom (raspad) intaktne stene; potencijalno okružuje celi iskop.
Sa povećanjem naprezanja, pokazaće se lokalizovano ljuštenje ili lomljenje naprezanja (formiranje
smicanja).
Ō RMQ 3 - Iskopi u jako ispucalom ili smičućem tlu podložni su padovima tla i prekomernoj
plastičnoj deformaciji: iskop u stenskoj masi opisan krajnjim desnim stupcem (RMQ 3); Način rada od
M31 do M33 sa QƟ < 0,4, RMR < 35 i GSI < 30) karakterišu ga kratka vremena mirovanja/stajanja ako nije
podgrađena (< 1 dan prema vremenskom grafikonu (Beniawski,1976) koji je prikazano - umetnuto na sl.
5.92.).
M31: Odmotavanje (raspletanje) blokova sa površine iskopa.
M32:Lokalizovani lom stenskih blokova omeđenih otvorenim pukotinama i raspadanjem duž
diskontinuiteta.
M33: Stiskanje (Squeezing) kao elastični/plastični kontinuum sa potencijalom bubrenja.
Na povišenim nivoima naprezanja (Modovi M32 i M33), dodatno ga karakteriše prinos plastike
izazvan naponom (Martin, Kaiser i Christiansson, 2003). Ova stenska masa uvek zahteva podgradu
sa robusnim retencijskim sistemom (npr. mlazni beton) kako bi se sprečilo raspadanje stene između
ankera. Sigurnosna granica je definisana nosivošću nosača (u M31) i njegovim kapacitetom
deformacije (u M32 i M33). Što je niža ova sigurnosna granica, to je iskop ugroženiji na druge
faktore uticaja kao što su dinamički poremećaji.

559. 559/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ō RMQ 2 - Iskopavanja u stenama napuknuta ili od blokova do raspada su sklona lomu uz
neke strukturalne kontrole: iskop u stenskoj masi opisanom srednjim stubom (RMQ2; M21 do
M23 sa QƟ u rasponu od 40 do 0,4, RMR od 75 do 35, odnosno GSI od 70 do 30) dominiraju ili
barem pod jakim uticajem strukturne kontrole (geološke karakteristike kao što su pukotine, slojevi,
smicanje (shears), itd.).
M21: Padanje i klizanje kamenih blokova i klinova.
M22: Lokalizovano krti lom blokova intaktnih stena ograničenih otvorenim pukotinama koji
olakšavaju kretanje blokova stena vezanih diskontinuitetima.
M23: Krhko lomljenje intaktne stene oko celog iskopa u kombinaciji sa pomeranjem blokova
stena vezanih otvorenim pukotinama.
Pri malom naprezanju, posebno kada je opušten u krovu zbog niskog odnosa naprezanja
k = (Ńh/Ńv), ova stenska masa takođe zahteva podgradu, a sigurnosna granica je takođe definisana
nosivošću nosača (M21).

Sl. 5.92.(a) Matrica ponašanja pri iskopavanju koja prikazuje očekivane načine loma stenske mase M11 do M33 kao
funkciju kvaliteta stenske mase (RMQ) ili čvrstoće, i naprezanja in situ (leva skala) ili koncentracija naprezanja
izazvanog iskopom i rudarstvom (skala na desnoj strani) ilustrujući različite načine loma stenske mase uključujući
krti lom (istaknuti bledosivi pravougaonici) Crvene i crne strelice povezuju se sa (b) ekvivalentni RMQ u grafikonu

Zadovoljavajuća

560. 560/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
indeksa geološke čvrstoće (GSI) za modove M12 do M23 (stenske mase umerene čvrstoće sa blokovskom prirodom, ali
relativno jaki blokovi između otvorenih pukotina). Strelice koje povezuje vremensku kartu za stajanje (crvena i zelena)
definiše granicu na kojoj rasplet postaje dominantan.(Kaiser (2020) i Kaiser & Cai
(2019,Diederichs,Martin,Sharp,Steiner,2000.) ljubaznošću E. Hoek). QƟ = Q sa Jw/SRF = 1

Kod povišenog nivoa napona (M22 i M 23), međutim, blokovi formirani skupovima otvorenih
pukotina imaju tendenciju loma u blizini iskopa zbog naprezanja produženja uzrokovanog
heterogenostima naprezanja. Kao posledica toga, prirodna veličina bloka se smanjuje u blizini
iskopina i postaje sklona raspadanju. Obim dezintegracije stenske mase povećava se sa dubinom, a
rezultirajuća zona oštećenja stenske mase je sklona lomu koji uključuje interakcije sa prirodnim
pukotinama. Ova stenska masa zahteva podgradu sa povećanjem gustine ankera i kapacitetom
zadržavanja sa povećanjem naprezanja ili dubine. Sigurnosna granica obično se kontroliše težinom
rastresite (M21) ili oštećene stenske mase (M22 i M23) i nosivosti nosača. Pri visokim nivoima
naprezanja, zona lomljene stene postaje kontinuirana oko iskopa, a kod tvrdih krtih stena
geometrijska zapremina
1
(the geometric bulking
1
) nameće povišene pomake na osloncu.
Sigurnosna granica je tada takođe kontrolisana kapacitetom deformacije podgradnih sistema. Opet, što je
niža sigurnosna granica, to je iskop osetljiviji na druge faktore uticaja, kao što su geologija i dinamički
poremećaji.
Ō RMQ 1 - Iskopi u masivnom i diskontinuirano ispucalom tlu podložni su lomljenju naprezanja u
blizini iskopa: iskop u visokokvalitetnoj stenskoj masi opisanom prvim stubom (RMQ 1;
Način od M11 do M13 sa Q > 40, RMR > 75 i GSI > 70) reaguje na elastičan način na maloj dubini.
- M11: Elastična reakcija (odgovor);
- M12: Lokalizovani krti lom (oštećenje) intaktne stene uz granicu iskopa;
- M13: Krhki lom (raspad) intaktne stene; potencijalno okružuje celi iskop.
Sa povećanjem naprezanja, pokazaće se lokalizovano lomljenje ili naprezanje (formiranje smicanja).
Takvi načini loma potpomognuti naponom dominiraju kada je indeks nivoa naprezanja
SL = Ńmax/UCS > 0,3-0,5 (M12 i M13),
gde je:
- Ńmax = 3Ń1-Ń3; (Ń1 i Ń3) koji predstavljaju veliko i manje glavno naprezanje u blizini tunela u
ravni normalnoj na osu tunela;
- UCS je čvrstoća netaknute stene ili sstenskih blokova ako su umereno ispucali).
Na srednjim nivoima naprezanja do SL ≤ 1, povezane zone loma obično ostaju lokalizovane
(formiranje rock“splitting”- cepanje stene) pri odnosu naprezanja k ≠ 1).
Napregnuta zona lomljenja postaje kontinuirana u stenskoj masi niske zatezne čvrstoće i na
povišenim nivoima naprezanja (i k se približava jedinici).
Prema Bartonu (1994), manje pucanje („cepanje stena“) može se očekivati tokom napredovanja tunela
na SL > 0,65, dok se ozbiljno pucanje stena, uglavnom zbog dubljih zapremina pucanja, može očekivati
za SL >1,0. Takvo prskanje može se pojaviti čak i ako je krutost sistema opterećenja relativno visoka (tj.
tokom napredovanja tunela bez uticaja obližnjih rudarskih objekata ili uticaja geoloških struktura).
Rasprskavanje može nastati na zidu iskopa ili na granici između zone oštećenja iskopa i
kompetentnije, elastične stenske mase koja je okružuje; odnosno na određenoj udaljenosti od zida
u blizini lokacije definisane dubinom loma df (u M22 i M23; vidi sliku 5.99).
Rasprskavanje se takođe može pojaviti u potpornoj steni i steni kvaliteta RMQ2 ako su pukotine
orijentisane tako da je sprečeno smičuće klizanje duž ovih pukotina. Kao posledica toga, iskopi
postaju ranjiviji sa povećanjem dubine na padove tla pod naponom i rasprskavanje (označeno
zvezdama na sl. 5.92).
Četiri tipične slike kvaliteta stenske mase koje pokrivaju raspon od RMQ 1-2 prikazane su
na sl.5.93. zajedno sa primenjivim rasponima u grafikonu indeksa geološke čvrstoće.

561. 561/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
1
Kada se pod naprezanjem slomljeno tlo sa jakim blokovima ili fragmentima deformiše, pojedinačni blokovi se više ne uklapaju
zajedno, što dovodi do povećanja zapremine koje se naziva geometrijsko povećanje zapremine. Termin „geometrijski“ se dodaje
da bi se ukazalo na to da je ovo povećanje u velikoj meri posledica geometrijske neprilagođenosti osim ako uglovi nisu polomljeni
i međuprostor nije ispunjen.

Sl.5.93.Tabela kvaliteta stenske mase u indeksu geološke čvrstoće (GSI) za modove M12 do M23 (stenske mase umerene
čvrstoće sa blokovskom prirodom, ali relativno jaki blokovi između otvorenih pukotina). Primeri nestabilnosti tunela
i krti lom (označeni žuti kvadrati) kao funkcija Rock Mass Rating i odnosa maksimalno udaljenog polja napona Ń1 do
neograničene čvrstoće na pritisak Ńci (modifik. iz Martin i dr.,1999). Prikazani su i odgovarajući dometi u rudarstvu
ili iskopavanjem izazvani kocentrisani naponi Ńmax/Ńc. (Slike ljubaznošću E.Hoek).


Za izbor odgovarajućih inžinjerskih pristupa, potrebno je utvrditi, po redosledu prioriteta:
- Utvrditi dominira li čvrstoća netaknute stene: RMQ1 naspram RMQ2 ili RMQ3.
Prema slici 5.94., u „dobrim“ stenskim masama ključni EDP se odnose na čvrstoću netaknute stene
i stenskih blokova. Veličina bloka nije bitna i inženjerske metode primenjive na modele blokovske
stenske mase nisu prikladne (pogledati raspravu o primenjivosti jednačina GSI čvrstoće,
5.2.11.6.2.).
- Utvrditi da li međublokovske karakteristike dominiraju: razlikovati RMQ2 od RMQ3.
Prema slici 5.94., definicije onoga što čini loše tlo mnogo variraju.
- U RMQ2, blokada doprinosi jačini stenske mase, a kritični inženjerski zahtevi (ili projektni)
parametri EDP (Engineering Demand (or Design) Parameters) opisuju veličinu bloka jer dominira
ponašanjem iskopa (npr. rasplet zavisi od veličine iskopa).
- U RMQ3 dominiraju karakteristike ispune, a stanje pukotina postaje ključni EDP.
Prepoznavanje ove osetljivosti dovelo je do razvoja GSI sa posebnim fokusom na slabe i meke
stene (Hoek i dr.1995).

562. 562/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)





































Sl.5.94.Grupisanje kvaliteta stenske mase za lom iskopa i izbor EDP. Gore levo: opis veličine GSI bloka. Gore desno:
pojednostavljeno grupisanje kvaliteta stenske mase RMQ1 do 3 i dole:superponirani pm grafikon iz Hutchinson &
Diederichs (1996) sa linearnim trendom nakon Bieniavskog (1979).(RMR 1 - Krta i tvrda, masivna do
diskontinuirano ispucala stena; RMR 2 - blokovska/žilasta stena; RMR 3 - Slaba, izlomljena i smicana/meka stena);
EDP- kritični inženjerski zahtevi (ili projektni) parametri EDP (Engineering Demand (or Design) Parameters)).
5.2.11.6.2.Granice primenjivosti jednačina GSI čvrstoće(Applicability limits of GSI strength equations)
Za situacije u kojima postoje blokovi (blokovsko tlo sa tri trajna skupa pukotina) i moguća je
rotacija blokova (čak i ako su do neke mere isprepleteni), Hoek & Brown (1997. i 2019.)
predstavljaju jednačine čvrstoće temeljene na GSI-ju za izotropne stenske mase koje sadrže
pukotine koje formiraju blokove i blokovi bez defekata (lomova).

Oni pokazuju da temeljno GSI iskustvo proizlazi iz iskopavnja u stenskim masama gde rotacija
blokova doprinosi procesu loma. Sledeće jednačine GSI-čvrstoće stoga važe za RMQ 2 i 3:

(10)

































Blokovi: - vrlo dobro isprepletena
neporemećena stenska masa koja se
sastoji od kubičnih blokova
formiranih od tri ortogonalna
diskontinuiteta.
Razmak pukotina 30 - 100 cm
Blokovi/poremećeni:presavijeni
i/ili oštećeni ugaonim blokovima
formiranim od mnogih skupova
diskontinuiteta koji se seku.

Razmak izmeĎu pukotina 3 -10
Vrlo blokovska : isprepletena,
delimično poremećena stenska masa sa
višestrukim ugaonim blokovima
formiranim od četiri ili više skupova
diskontinuiteta.
Razmak izmeĎu pukotina 10 - 40 cm
Poremećene: - slabo meĎusobno
povezane, jako razbijene stenske
mase sa mešavinom ili ugaonim i
zaobljenim komadima stena.

Razmak izmeĎu spojeva < 3 cm
Masivni:-vrlo dobro meĎusobno
povezani blokovi neporemećene
stenske mase formirani od tri ili
manje diskontinuiteta sa vrlo širokim
razmakom pukotina
Razmak pukotina > 100 cm

563. 563/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

(a) (b) (c)
Sl.5.95.(a) Primer degradacije čvrstoće i podcenjivanja pomoću GSI-jednačina čvrstoće; (b) raspon
primenjivosti za granice RMQ 2; i (c) granice primenjivosti merila (skale) za GSI-jednačine čvrstoće.

Međutim, ako su blokovi stena snažno međusobno povezani i rotacija bloka je ograničena, stenska
masa će moći da mobiliše dodatnu čvrstoću, posebno kada je veoma ograničena (Ń3 >
UCS/10). Kao što je ilustrovano na slici 5.95a, čvrstoća stenske mase, ekstrapolisana korišćenjem
jednačine 10, od niske do visoke čvrstoće može biti čak 50% očekivane čvrstoće ograničene stene
sa isprepletanim i smičućim ponašanjem pri lomu (uporedite crnu sa crvenom strelicom na Ń3 = 20
MPa). Osenčena oblast na slici 5.95a ilustruje razliku u čvrstoći dobijenu ekstrapolacijom iz
vrednosti unutrašnje ljuske.
Kada se usvoji jednačina (10), implicitno se pretpostavlja da je stepen međusobnog blokiranja
dovoljno mali tako da blokovi stene formirani otvorenim pukotinama mogu da rotiraju tokom
procesa loma. Kod masivnih do umereno ispucanih stena to nije slučaj i čvrstoća se kontroliše
lomljenjem stenskih blokova pod naponom, stenskim mostovima i neravninama, i dilatacijom
veoma međusobno povezanih fragmenata stena. Dakle, degradacija čvrstoće u odnosu na čvrstoću
netaknute stene je mnogo manja pri povišenim pritiscima zatvaranja nego što se uobičajeno
pretpostavlja (Bahrani i dr. 2013 i 2016). Shodno tome, stenska masa je mnogo jača nego što se
predviđa standardnim modelima kako je razradio Kaiser (2016a) i ilustrovano na slici 5.95a.
Na dubini, stenska masa je često masivna do umereno ispucala sa nepostojanim pukotinama i
pukotine su jako sabijene što dovodi do daljeg efekta jačanja usled „prekomernog zatvaranja“
(Barton i dr.1985). Shodno tome, konvencionalne jednačine GSI čvrstoće su retko primenjive za
RMQ1, čak ni za RMQ2 pri visokim Jc-vrednostima (slika 5.95c) kada je stenska masa veoma
ograničena kao što se sreće na dubini. Slični nedostaci moraju se prevazići kada se za projektovanje iskopa
na dubini koriste klasifikacije stenske mase.
Postoji još jedna osnovna pretpostavka GSI pristupa koju treba poštovati, odnosno primenjiv je samo za
stenske mase za koje se može pretpostaviti da su izotropne i pojednostavljene na kontinuum, odnosno ako
je zapremina bloka mala u odnosu na veličinu iskopa. Za uobičajene skale inženjerskih problema, jednačine
GSI čvrstoće su primenjive kada je stenska masa sastavljena od blokova čija je ivica manja od 1/10 (opseg
1/5 do 1/20) dimenzije problema (tj. prečnik tunela, raspon iskopa i visina stubova). Na osnovu ovog
kriterijuma, primenjivost jednačina GSI čvrstoće može se proceniti korišćenjem sl. 5.95c.

564. 564/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Primenjivi su za:
- šahtovi ili uzvišenja prečnika od 1 do 4 m za vrlo blokovsko do smicano tlo sa veličinom bloka < 104
do 105 cm
3
;
- standardne veličine tunela i visine stubova (5 do 10 m) za blokovsko tlo veličine bloka <1m
3
;i
- velike pećine i pećine (raspona > 20 m) sve dok je postojanost pukotina u vrlo čvrstoj steni dovoljna
za stvaranje nepovezanih blokova u rasponu od 10 do 1000 m
3
.
Na primer, za tunel širine 5 m, GSI-jednačine se mogu koristiti za vrlo blokovsko -kockasto ili lošije
tlo (kao što je prikazano strelicom na sl.5.95c).
Kao što je ranije spomenuto, Bewick i dr. (2019) daju smernice za procenu čvrstoće stenske mase
kada se dostignu ograničenja GSI jednačine čvrstoće. Ne radi se o tome da GSI nije primenjiv, ali
je primenjivost jednačina GSI-čvrstoće ograničena.
5.2.11.6.3. Opšti opis i klasifikacija lomljenja stenske mase
Stenske mase su često izlomljene a stepen lomljenja može se kvantifikovati brojnim indeksima, uključujući
RQD, razmak između pukotina, veličinu bloka i volumetrijski broj pukotina. U sistemu GSI (Indeks
geološke čvrstoće), strukture stenske mase kvantifikuju se u blokove, veoma blokovske, dezintegrisane i
zdrobljene/dezintegrisane stenske mase, kao što je tipično u zonama raseda i smicanja.
Napuknute stenske mase povezane sa poteškoćama pri probijanju tunela TBM mogu se uopšteno
klasifikovati u tri tipa:
1)Blokovska stenska masa, predstavljena neravnom površinom tunela zbog blokovskih stenskih struktura;
2)Visoko (veoma) raspuknuta stenska masa, predstavljena visokim stepenom lomljenosti i bliskim
razmakom pukotina;
3)Rasedne i smičuče zone, često prikazane kao vrlo dezintegrisani sloj usled smicanja. Ova zona često
je povezana sa rastresitim i mekim materijalima i podzemnim vodama.
Status iskopa podzemnog prostora:








Sl.5.96.Status iskopa podzemnog prostora: nepoznato, nejasno, netačno;
(uzroci, mehanizmi, lokalizacija). Dijagram toka procesa za fuzzy
baziran Qnagib metoda.
5.2.11.6.3.1. Mehanizmi loma
Prvi korak u postupku projektovanja je definisanje geoloških podataka u deonicama duž profila
tunela sa tačnim karakteristikama, a zatim rezimirati geološke serije sa sličnim mehaničkim
svojstvima. Štaviše, moraju se uzeti u obzir granični uslovi kao što su in situ naponi, veličina, oblik i
orijentacija otvora kako bi se ustanovio mogući mehanizam loma, čime se utvrđuje ponašanje otvora.
Različiti mehanizmi loma zahtevaju različite mere podgrade, kao i modele analize za definisanje
(oblikovanje) mera podgrade. Kako bi se pojednostavile procedure na mestu, utvrđene su kategorije
podgrade koje se primenjuju za različite vrste iskopa, gde se određuju tipovi stenske mase, uključujući
karakteristične parametre.
Zona oštećenja od iskopa (excavation damage zone EDZ) definiše se kao zona neelastičnog
oštećenja u kojoj lomljenje mikrorazmera i preuređenje stenskih struktura izazivaju značajne
promene u tečnim i transportnim svojstvima stenske mase. Ova zona generalno se može podeliti na spoljnu
zonu oštećenja (EDZouter) i unutrašnju zonu pštećenja (EDZinner) kako bi se olakšalo hidrogeološko
modelovanje tunela.

565. 565/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl.5.97. Mehanizam loma - različiti mehanizmi loma
zahtevaju različite mere podgrade - Sl.88:- Zona
oštećenja i loma kao funkcija odnosa glavnog napona
K0 (Martin i dr. (1999)).

Unutrašnja zona oštećenja opisuje se kao da
uključuje vidljive pukotine lomljenja i da ima povećanje



Sl.5.98.Mehanizam evolucije oštećenja okolne stene iskopom.Šematski prikaz zona oštećenja iskopa koje se formiraju
oko dela tunela i odgovarajuće stanje naprezanja-oštećenja-propusnosti za svaku podzonu EDZ-a.
Region &#3627408392;, &#3627408392;&#3627408392;, &#3627408392;&#3627408392;&#3627408392; i &#3627408392;&#3627408405; predstavljaju elastičnu deformaciju (zona uticaja na iskopavanje, Excavation Influence Zone,
EIZ), izolovana stabilna pukotina (spoljna zona oštećenja iskopavanja,
&#3627408388;&#3627408387;&#3627408409;&#3627408424;&#3627408430;&#3627408429;&#3627408414;&#3627408427;), opterećenje nestabilno pucanje
(unutrašnja zona oštećenja iskopavanja,
&#3627408388;&#3627408387;&#3627408409;&#3627408418;&#3627408423;&#3627408423;&#3627408414;&#3627408427;) (Zona velikih oštećenja, &#3627408391;&#3627408387;&#3627408409;), odnosno (izmenjeno prema
ANDRA (2005)). Fotografija prikazuje presek EDZ loma na zidu tunela u laboratoriji ÖSPO Hard Rock u Švedskoj
(Emslei i dr.,1997). Raspodela blokova u zoni lomljenja. (a) šematski dijagram gornjih slojeva pod rudarskim
poremećajem; (b) pukotina u strukturi grede; i (c) konstrukcija konzolne grede.

566. 566/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.5.99. Evolucija efekata rasterećenja iskopa i pratećih uticaja na područja podzemnog inženjeringa. HDZ odgovara
visoko oštećenoj zoni (prikazano crvenom bojom na levoj strani); EDZ je akronim za oštećenu zonu iskopavanja
(prikazano plavom bojom na levoj strani); EdZ označava poremećenu zonu iskopavanja (ilustrovana svetložutom
levom stranom); crne linije na desnoj strani predstavljaju pukotine unutar stenske mase.
5.2.11.6.3.2. Dubina loma df
Iskopi u stenama narušenim naprezanjem (stress-fractured) postaju sve podložnije (osetljivije) na
prekomerno lomljenje sa povećanjem nivoa naprezanja (Stress Level-SL).Dubina prekoračenja ili
dubina loma
2
u nepodgrađenom tlu i za način M1 (i delimično za M2) može se proceniti korišćenjem
semiempirijskog grafikona predstavljenog na slici 5.100. koji prikazuje podatke i obim najboljeg
uklapanja za ekstremnu dubinu loma df
e
(tj. za lokacije najdublje ili ekstremne zabeležene dubine
loma; većina podataka iz procesa postepenog loma), kao i srednja dubina
loma df
m
(prema Kaiseru, 2016.) zasnovana na Perras i Diederichs (2016.).
Linearni trendovi na slici 5.99.A definisani su sledećim jednačinama:
Ekstremno normalizovana dubina loma: df
e
/a = 1.25*SL- 0.51±0.1, (15.1)
Glavna normalizovana dubina za lom: df
m
~ df
e
/(3.5 do 4.5) (15.2)
Ekstremna dubina loma korisna je u određivanju zahteva za dužinom ankera (obično df
e
+ 0.5-1m), a srednja
dubina loma daje indikaciju prosečne potražnje koja je rezultat prekomernog lomljenja ili napregnutih
(opterećenih) pukotina unutar date geološke dubine stenske mase duž tunela.
Nivo naprezanja SL uvek je promenjiv duž tunela jer su i Ńmax i UCS promenjivi. Kaiser, Maloney i
Yong (2016) pokazali su da promenljivost maksimalnog naprezanja Ńmax može biti vrlo visoka blizu
površine tla (do oko 500-700 m) ako je stenska masa heterogena. Ova promenljivost opada sa
dubinom sa koeficijentom promenljivosti CoV tipično reda oko 10% ispod oko 1000 m.
Za UCS, Bewick, Amann, Kaiser i Martin (2015.) su ilustrovali da CoV za masivne, homogene
stene obično se kreće od 5% do 15%, a za heterogenije tipove stena, poput krečnjaka i glinca, od
30% do 40%. Tipična normalna distribucija koja ilustruje promenljivost nivoa napona
(za CoV (napon) = 5% i CoV (UCS) =25%) prikazana je na slici 5.99.B zajedno sa krivom
kumulativne raspodele; za ovaj primer, sa srednjim SL=0,47;df
m
/a~0.01±0.01 i df
e
/a~0.1±0.1.
Verovatnoća da nema prekomernog pucanja je 22% (na SL - pragu od 0,4) i, prema Bartonu (1994),
verovatnoće za manje i ozbiljno pucanje su 12% odnosno 0%. Žilaste stene poput kvarcnog
monzonita mogu imati još veću promenljivost u UCS-u, ali to se mora pripisati testovima,
uključujući lomove na ravnima slabosti, tako da se srednja vrednost UCS-a ne bi trebala koristiti
kao reprezentativna vrednost za procenu dubine proboja koristeći sliku 5.99.A.
Stena koja je napukla od napona unutar zone loma uzrokovanog naponima definisane dubinom loma zahteva
zadržavanje i strukturnu podršku. Kao što je gore navedeno, sigurnosna granica je prvenstveno definisana
kapacitetom nosivosti nosača/podrške u upoređenju sa zahtevom (tj. težinom definisanom dubinom i
oblikom zone loma) i radijalnim pomakom definisanim dubinom loma i geometrijskom zapreminom
intenzitet (faktor zapremine) armiranog pukotinskog tla. Kada se napregnuto tlo koje se sastoji od jakih

567. 567/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
fragmenata stena dozvoli da se deformiše, njegova zapremina se povećava zbog geometrijske
neprilagođenosti fragmenata. Faktor zapremine za minirane stene može biti čak 35%-45%.














Sl.5.100. A) Grafikon dubine loma za ekstremnu dubinu loma df
e

(Diederichs, Carter, i Martin, 2010) zasnovana na Martinu,
Kaiseru i McCreathu (1999) i za srednju dubinu loma df
m

(reprodukovan uz dozvolu iz Kaiser, PK (2016).
- (B) normalna raspodela za z = 1000 m sa k =1,1 za srednju
vrednost SL=0,47; strelice koje pokazuju verovatnoću od 22% da
nema prekoračenja loma na SL= 0.4 i verovatnoću manjeg
prskanja pri SL = 0,65 od 12%;takođe je prikazana približna
distribucija frekvencije na SL=0,75; a = radijus tunela.


2
Dubina loma definisana je kao dubina na kojoj bi iskop propao da nije poduprt. Srednja dubina loma df
m
je prosečno stanje koje se očekuje u
domenu sa konstantnim, ali promenjivim ulaznim parametrima. Ekstremna dubina loma df
e
je dubina zabeležena na lokacijama sa
najekstremnijim lomom.
Ō Evolucija osetljivosti na nestabilnost zbog iskopavanja

Slika 5.101. šematski ilustruje razna moguća stanja ugroženosti iskopa u poređenju sa loptom koju treba
prebaciti (gurnuti) preko brda:
Stanje 1: Iskop može imati visoku sigurnosnu marginu ili nisku verovatnoću loma, tako da je potrebno
mnogo energije da se „lopta“ gurne “preko vrha” (tj. iskop nije osetljiv na lom).
Stanje 2: Stanje može biti blizu loma (SM>0 ali Pf >0%) tako da je potreban relativno veliki dinamički
poremećaj da bi se „lopta“ gurnula "preko vrha" (tj. iskop je osetljiv na dinamičko opterećenje) .
Stanje 3: Stanje iskopavanja može biti u nestabilnoj ravnoteži (SM-0) tako da će svaki minutni poremećaj
pokrenuti proces loma. U ovom slučaju, nestabilnost može biti izazvana malim spoljnim poremećajem ili
može biti samoinicijativna (Korak 1 na slici 5.101.B).
Stanje 4: Nakon što je lom iniciran, moguće je da se "nova" ravnoteža postigne uz efikasnu podršku (tj.,
iskop "preživi" proces loma i stabilizuje se na novoj, nižoj sigurnosnoj granici). Srušiće se samo ako se
nametnu dalji statički ili dinamički poremećaji kako bi se prevazišla nova sigurnosna granica (Korak 2 na
slici 5.101.B).
Stanje 5: Kolaps nastaje kada se ne mogu mobilisati daljnji faktori otpora kako bi se osigurala stabilnost.


Sl.5.101.(A) Šematski prikaz stanja
ugroženosti i (B) okidač i koraci procene
preživljavanja - survival.








5.2.11.6.3.3. Poznavanje ponašanja stenske mase pri iskopavanju (Understanding excavation behavior)
Poznavanje iskopavanja i ponašanja stenske mase je preduslov za uspešan inženjering stena, a
samim tim i za razvoj smernica za najbolju praksu. Nagomilavanje tla slomljenog naprezanjem

568. 568/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Kada se napregnuto tlo koje se sastoji od jakih fragmenata stena dozvoli da se deformiše, njegova
zapremina mora se povećati zbog geometrijske neprilagođenosti fragmenata. Faktor zapremine za
minirane stene može biti čak 35%-45%. U podzemnim iskopima stena se može samo deformisati u
iskop, tako da je nakupljanje jednosmjerno; odnosno okomito na zid iskopa i stoga paralelno sa
radijalnim klinovima i okomito na potporne elemente kao što je mlazni beton. Za potrebe dizajna potpore,
linearni faktor zapremine definisan je promenom dužine u radijalnom smeru normalizovanom na njegovu
originalnu dužinu. Budući da je lomljenje naprezanja, a time i nakupljanje stenske mase uzrokovano
tangencijalnim naprezanjem stene u blizini iskopa, kao što je ilustrovano središnjom slikom na
(sl.5.102) za zid iskopa u speleološkoj situaciji, manje nagomilavanje se može očekivati u
građevinskom tunelu. i tokom razvoja rudnika nego u kasnijim fazama iskopavanja, kada je odnos
eksploatacije visok ili opterećenje pećine značajno povećava tangencijalna naprezanja. Čitaoc se
upućuje BF Kaiser i dr., 1996., Kaiser (2016) za smernice o kvantifikovanju faktora zapremine
stenske mase. Na ovaj način mogu se proceniti predviđeni pomaci zida i nosača, te se može proceniti
sigurnosna granica u odnosu na kompatibilnost pomaka.
Slika 5.102. - ilustracija tangencijalnog naprezanja zida odvajanja (1) izazvanog iskopom zbog nagiba poda
ili progiba krova (opterećenje krova ili popuštanje stuba); i tri dominantna dinamička načina loma
u blizini iskopa: (2) potres ili FoG zbog sila ubrzanja od udaljenog seizmičkog događaja; (3)
lomljenje statičkog naprezanja ili deformacija usled tangencijalnog naprezanja; i (4) izbacivanje
stene prenosom zamaha sa udaljenog seizmičkog izvora ili zbog velike stope deformacije za vreme
deformacije.
Opet, što je niža sigurnosna granica u smislu opterećenja i pomaka, to je iskop osjetljiviji na druge
faktore uticaja, kao što su geološki i dinamički poremećaji.
Ō Mehanizmi loma pri iskopavanju (Excavation failure mechanisms)
Dakle, poznavanje ponašanja iskopa i stenske mase preduslov je za uspešan inženjering stena, a samim tim
i za razvoj smernica za najbolju praksu.
Samo ako se shvate svi potencijalni mehanizmi iskopavanja (slika 5.102) mogu se predvideti
ranjivost (osetljivost) iskopa na lom i potencijalna ozbiljnost (obim ili jačina) oštećenja, a
rezultujući kritično opterećenje, pomeranje i zahtevi za energijom biti utvrđeni (od strane
empirijsko, analitičko ili numeričko modelovanje). Slika 5.102. ilustruje četiri mehanizma loma
stenske mase pri iskopavanju.

Sl.5.102.Ilustracija mehanizama loma tangencijalnog naprezanja na zidovima iskopa za: (a):
- 1) statičko opterećenje koje uzrokuje lom naprezanja izazvanog rudarstvom zbog nagiba poda ili progiba krova
(opterećenje krova ili popuštanje stuba); i tri dominantna dinamička načina loma u blizini iskopa:
- 2) lom uzrokovan gravitacijom (uključujući potresanje - shakedown) - potres ili FoG zbog sila ubrzanja od
udaljenog seizmičkog događaja;
- 3) lom od statičkih naprezanja ili rasprskavanje zbog tangencijalnog naprezanja;
- 4) izbacivanje stene prenosom impulsa sa udaljenog seizmičkog izvora ili zbog velike stope deformacije u
zapremini tokom rasprskavanja - lom uzrokovan energijom (uključujući refleksiju talasa naprezanja, itd.);i
(b) Generički primer krive krtosti definisane ED-indeksom ŁSB za oštećenje usled deformacije (3).
Ō Definisanje sigurnosne granice - procena ranjivosti (Defining safety margin - Vulnerability assessment)

a)
&#3627409151;S ili &#3627409151;SB =&#3627408465;f•&#3627408437;&#3627408441;=(&#3627408463;&#3627408454;&#3627408447;–&#3627408464;)•&#3627408462;•&#3627408437;&#3627408441;
df = depth of failure,
static SL=(3ń
1–ń3)/UCS= ń max/UCS, a = the equivalent tunnel radius,
b and c are constants:
b = 1.37 and
c = 0.42, for static loading


Bulking factor BF(p s),%


b)

569. 569/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Upoređujući opterećenje, pomeranja i zahteve za energijom u odnosu na kapacitet sistema
podupiranja/ojačanja stena, može se proceniti blizina loma, tj. verovatnost loma ili faktor sigurnosti i
odabrati odgovarajući sistemi podupiranja (podrške/podgrade). Na ovaj način ranjivost (ugroženost) iskopa
na lom opisuje se odgovorom na pitanje „Koliko će ozbiljan ili nasilan biti lom?“, tj. „Koliko će se vode
proliti?“, ili „Koliko je krhko iskopavanje?“ za svaki od četiri načina loma prikazanih na slici 5.102.
Lomljivosti (krhkost) iskopa opisuje verovatnoću oštećenja definisane težine, npr. u smislu zapremine ili
težine pomerene stene, kumulativnog pomeranja nametnutog osloncu/podgradi ili nasilnog oslobađanja
energije.
U inžinjerstvu stena, u zavisnosti od očekivanog ponašanja iskopa, mora se proceniti jedan ili više od sledeća
tri faktora sigurnosti (FS):








Drugim rečima, kritični inženjerski (ili projektni) zahtevi, parametri EDP (Engineering Demand (or
Design) Parameters) moraju biti odabrani kako bi se utvrdila ugroženost i lomljivost (krhkost)
iskopa. Stoga razvoj najboljih praksi počinje identifikacijom dominantnih EDP-a (Kaiser i Cai, 2019).
Ugroženost iskopa opisuje stanje izloženosti fizičkom oštećenju. Strogo govoreći, to je verovatnoća
nastanka štete na određenoj lokaciji bez uzimanja u obzir težine nastale štete. Procena ugroženosti
ima za cilj identifikaciju potencijalnih lokacija oštećenja, procenu projektnih problema u odnosu na
različite tipove (vrste) i nivoe pretnji (naprezanje uzrokovano iskopom, pomeranje tla u rudnicima
sklonim pucanju, itd.), i određivanje nivoa zaštite merama ublažavanja.
ŌDefinisanje potencijalne štete-procena lomljivosti (Defining damage potential - Fragility assessment)
Lomljivosti (krhkost) je mera za to koliko lako se iskop može slomiti ili kolika je šteta uzrokovana.
To je verovatnoća neželjenog ishoda (određeni nivo oštećenja, npr. R1 do R5, tabela 5.72, (Potvin i
dr. (2009)) kao funkcija ekscitacije, tj. određenog parametra potražnje za iskopom (EDP-inženjerski
zahtevi (ili projektni) parametri) ili kombinacije EDP-a (npr. napredovanje fronta naprezanja,
odnos izvlačenja, kretanje tla, itd.).
Tabela 5.72 - Ozbiljnost oštećenja stena od pucanja „Rockburst“








Iskop može, ali i ne mora biti osetljiv na oštećenja za određeno opterećenje, pomeranja ili potrošnju
energije, ali može biti više ili manje lomljiv (ili robustan). Lomljvi iskopi će veroatno biti oštećeni,
ali će robusni iskopi pretrpeti manju štetu od lomljivih (krhkih) iskopa.
Kada se identifikuje nedostatak u uobičajenoj praksi, prvi korak je uspostavljanje hipoteze o tome
kako ga prevazići (sl.5.103.b) i kako identifikovati kritične EDP-ove koji su potrebni za
karakterizaciju i procenu ugroženosti i lomljivosti.
&#3627408493;&#3627408506;
&#3627408528;&#3627408529;&#3627408533;&#3627408518;&#3627408531;&#3627408518;ć&#3627408518;&#3627408527;&#3627408523;&#3627408518;=
&#3627408501;&#3627408528;&#3627408532;&#3627408522;&#3627408535;&#3627408528;&#3627408532;&#3627408533; &#3627408529;&#3627408528;&#3627408517;&#3627408531;š&#3627408524;&#3627408518;
&#3627408513;&#3627408514;&#3627408521;&#3627408533;&#3627408518;&#3627408535; &#3627408539;&#3627408514; &#3627408528;&#3627408529;&#3627408533;&#3627408518;&#3627408531;&#3627408518;ć&#3627408518;&#3627408527;&#3627408523;&#3627408518;&#3627408526;
, tj. za (2) iz slike 5.101.(a)

&#3627408493;&#3627408506;
&#3627408503;&#3627408531;&#3627408522;&#3627408524;&#3627408514;&#3627408539;=
&#3627408498;&#3627408514;&#3627408529;&#3627408514;&#3627408516;&#3627408522;&#3627408533;&#3627408518;&#3627408533; &#3627408529;&#3627408528;&#3627408526;&#3627408514;&#3627408524;&#3627408514; &#3627408529;&#3627408528;&#3627408517;&#3627408531;š&#3627408524;&#3627408518;
&#3627408503;&#3627408528;&#3627408533;&#3627408531;&#3627408518;&#3627408515;&#3627408514; &#3627408539;&#3627408514; &#3627408529;&#3627408528;&#3627408526;&#3627408518;&#3627408531;&#3627408514;&#3627408527;&#3627408523;&#3627408518;&#3627408526;
, tj. za (3) iz slike 5.101.(a)

&#3627408493;&#3627408506;
&#3627408518;&#3627408527;&#3627408518;&#3627408531;&#3627408520;&#3627408522;&#3627408523;&#3627408514;=
&#3627408503;&#3627408528;&#3627408517;&#3627408531;ž&#3627408514;&#3627408535;&#3627408514; &#3627408518;&#3627408527;&#3627408518;&#3627408531;&#3627408520;&#3627408518;&#3627408533;&#3627408532;&#3627408524;&#3627408522; &#3627408524;&#3627408514;&#3627408529;&#3627408514;&#3627408516;&#3627408522;&#3627408533;&#3627408518;&#3627408533;
&#3627408503;&#3627408528;&#3627408517;&#3627408531;ž&#3627408514;&#3627408535;&#3627408514; &#3627408518;&#3627408527;&#3627408518;&#3627408531;&#3627408520;&#3627408518;&#3627408533;&#3627408532;&#3627408524;&#3627408522; &#3627408524;&#3627408514;&#3627408529;&#3627408514;&#3627408516;&#3627408522;&#3627408533;&#3627408518;&#3627408533;
, tj. za (4) iz slike 5.101.(a)

570. 570/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)



Sl.5.103.(a)Primeri nestabilnosti iskopavanja u
stenama pod naprezanjem koji ukazuju na
pogrešna ili neefikasna rešenja zasnovana na
uobičajenoj praksia, i (b) put otkrića kako bi se
došlo do boljih i najboljih praksi.









Ō Identifikacija kritičnih EDP-ova - inženjerski zahtevi (ili projektni) parametri
(EDP - Engineering Demand (or Design) Parameters)
U inženjeringu potresa, krive lomljivosti koriste se kao statistički alat za identifikaciju verovatnoće
prekoračenja datog stanja oštećenja ili praga kao funkcije specifičnih inženjerskih zahteva. Za
zemljotrese, ovaj zahtev je često predstavljen kretanjem tla (po mogućnosti spektralnim pomakom
na datoj frekvenciji).
Kriva krhkosti (lomljivosti), sl.5.104., je grafikon sa potražnjom (horizontalna osa) definisanom
reprezentativnim EDP-om (npr. vršna brzina tla ili ubrzanje (PGV ili PGA), naprezanje izazvano
iskopavanjem, prirast talasa dinamičkog naprezanja, itd.) i verovatnoća definisana nivoom
oštećenja (pukao mlazni beton, neispravni ankeri-sidra, itd.) na vertikalnoj osi. Kada na ozbiljnost
oštećenja utiče ili dominira više faktora, lomljivost (krhost) mora se definisati na osnovu indeksa
inženjerske potražnje ED-indeks (Engineering demand index ED) koji uzima u obzir relativni
doprinos svih relevantnih zahteva.
Isti koncept može se primeniti na statičke zahteve (opterećenja ili pomaci). Neki primeri EDP ili ED-indeksa
navedeni su u nastavku:
- EDP za FSLoad: geometrija geološke strukture za procenu zapremine ili težine klina, ili ED- indeks
koji povezuje nivo napona SL za dubinu loma df procene sa težinom stene slomljene pod naponom;
- EDP za FSDisp: ED-indeks koji odražava vršnu i postvršnu čvrstoću stenske mase i njenu
dilataciju ili ponašanje stenske mase; i za tlo koje puca:
- EDP za FSEnergy: kretanja tla (PGV ili PGA) za oštećenja u kojima dominiraju jaki udaljeni seizmički
događaji (npr. potres od seizmičkih događaja ili potresa) i, za naprezanja, ED-indeks koji kombinuje
nivo naprezanja SL, dubinu rasprskavanja ŁSB, faktor zapremine i uskladištena energija deformacije.



Sl.5.104. Generički primer krive krhkosti definisane
ED-indeksom ŁSB za oštećenje usled deformacija (a3 iz sl-5.102.)







ED-indeks koji odražava potražnju za pomeranjem, sl.5.104:
&#3627409151;S ili &#3627409151;SB = &#3627408465;f • &#3627408437;&#3627408441; = (&#3627408463; &#3627408454;&#3627408447; - &#3627408464;) • &#3627408462; • &#3627408437;&#3627408441; (4)
gde je:
- df = dubina loma,
- statički nivo napona - SL = (3Ń1 - Ń3)/UCS = Ńmax/UCS,
- a = ekvivalentni poluprečnik tunela, i b i c su konstante (b = 1,37 i c = 0,42 za statičko opterećenje;
- za dinamičko opterećenje pogledajte Kaise (2006))
2
.


Unravelling/Razotkrivanj
Spalling/Ljuštenje
Rock- or strain bursting/
Rasprskavanje(pucanje
“Gorski udar”)
stine ili derormacije
Rock mass bulking/
Nagomilavanje
stenske mase
&#3627409151;S ili &#3627409151;SB =&#3627408465;f•&#3627408437;&#3627408441;=(&#3627408463;&#3627408454;&#3627408447;–)•&#3627408462;•&#3627408437;&#3627408441;
df = depth of failure,
static SL=(3ń 1–ń3)/UCS= ń max/UCS,
- a = the equivalent tunnel radius,
- b and c are constants:
b = 1.37 and
c = 0.42, for static loading


Bulking factor BF(p s),%

571. 571/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Za dinamički opterećene deformacije, nivo naprezanja je privremeno povećan na SLSB = SL+∆SLd, gde je
∆SLd odražava promenu u SL zbog dinamičkog opterećenja iskopa (Kaiser ei dr. 1996).

Generički primer krive krhkosti za ozbiljnost strainburst-a prikazan je na slici 5.104. (napomena: log-skala
za EDP=pomak deformacije). U ovom slučaju postoji 40% verovatnoća kolapsa usled deformacionog udara
ako pomak induciran strainburstom dostigne 200 mm. Ranjivost na rasprskavanje je u velikoj meri
kontrolisana srazmerom naprezanja i čvrstoće stenske mase (ili SL), a krhkošću dominiraju dubina loma
(statička plus dinamička) i faktor zapremine (jednačina 4).
2
Ńmax = 3Ń1 - Ń3, with Ń1 and &#3627409166;3 representing the in-situ, or mining-induced major and minor principal stresses (Ń1m and Ń3m), in the
vicinity of the tunnel in a plane perpendicular to the tunnel axis. Ńmax represents the excavation-induced stress at the location with
the highest tangential stress near the wall of an equivalent circular excavation in elastic rock. The stress level SL as a EDP is
therefore an index rather than a measure of the actual stress to strength ratio. When mining changes the stress field near a tunnel
the stress level SL changes. The combined effect is called ‘mining-induced stress’ and is used on the right scale of Figure 5.92a.
This approach does not account for the intermediate principal stress that may affect the failure mode, e.g., at or near the tunnel
face or near intersections.

5.2.11.6.3.3.1.Statički načini loma kod iskopa bez podrške (Static failure modes of unsupported excavations)
Pod statičkim opterećenjem, ponašanje iskopa može se okarakterisati sa dva dominantna EDP-a kao što je
ilustrovano matricom ponašanja pri iskopavanju 3x3 prikazanom na slici 5.92. Horizontalna osa predstavlja
EDP = kvalitet ili čvrstoću stenske mase (RMQ) a vertikalna osa EDP = nivo naprezanja.
Kvalitet stenske mase (RMQ) je grupisan:
- RMQ1 za masivnu do diskontinuirano ispucalu stenu,
- RMQ2 za napuknutu i blokovsku do dezintegrisanu stenu i
- RMQ3 za slabu i meku, jako ispucanu ili smicanu stenu.
Granice su neznatno prilagođene od strane Kaiser i dr. (2000) zasnovano na iskustvima sa lomovima iskopa
na dubini do:
- 40 > Q' < 40; sa Q' = modifikovani indeks kvaliteta tuneliranja stena QƟ = Q sa Jw/SRF = 1;
- 75 > RMR (Rating Rock Mass) < 75; ili
- 70 > GSI (Indeks geološke čvrstoće) > 70).
Iskopavanja u masivnim do diskontinuirano ispucalim stenskim masama sklona su lomljenju naprezanjem
u blizini iskopa:
- M11: Elastični odgovor;
- M12: Lokalizovani krhki lom intaktne stene u blizini granice iskopa;
- M13: Duboko krto lomljenje intaktne stene; potencijalno okružuje celi iskop).
Intenzitet naprezanja definisan je na levoj strani slike 5.95 i 5.99. odnosom naprezanja na licu mesta
i čvrstoće Ń1/Ńc, a na desnoj nivo naprezanja SL = Ńmax/UCS. Korišćenje nivoa naprezanja kao EDP-
a je korisno jer se uzima u obzir uticaj in-situ odnosa naprezanja k = Ń1/Ń3 ili odnosa izazvanog
iskopom km = Ń1m/Ń3m. Ova razlika je posebno relevantna kada iskop menja polje naprezanja
izazvano iskopom, a načini loma mogu se promeniti, npr. od M2 do M1 zbog opuštanja - relaksacije.
5.2.11.6.3.3.2.Dinamički načini loma kod iskopa bez podrške (Dynamic failure modes of
unsupported excavations)
Iskopi opterećeni dinamičkim poremećajima u osnovi pokazuju iste načine loma kao što je gore
opisano za statičke uslove, osim što dinamički faktori modifikuju statičke sile, naprezanja i pomake
kao i stope pomaka. Ovo je ilustrovano slikama 5.101.
Upoređivanjem sliku 5.102.a sa slikom 5.92.a, sledi da dinamički poremećaji usled zemljotresa ili
seizmičkih događaja izazvanih iskopavanjem mogu dovesti do:
(a) deformacija - prasak/prolom/prskanje - (Strainburst) „gorski udar“ (u M12 do 13 i M23) i
(b) do seizmički izazvanih padova tla ili potresa (Shakedown) (u M31 do 33 i M22 do 23).
Ovo je ilustrovano slikom 5.105, navedeni EDP-ovi zavise od odgovarajućeg načina loma.

572. 572/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)















Sl.5.105.Matrica ponašanja iskopa sa dva dominantna dinamička načina loma:(a) prasak- rasprskavanje -
strainburst, i (b) protresanje - shakedown)
5.2.11.6.3.3.3. Oštećenje usled protresanja (oštećenje od Shakedown-a)
Za protresanje (shakedovn), postoje dve faze koje treba razmotriti: (1) pad je pokrenut ili izazvan, i
(2) oslonac (podgrada) raspršuje kinetičku energiju padajuće mase dok se ne uspostavi nova
ravnoteža. Ako nije podgrađeno, granica okidača definiše tačku loma. Ako je podgrada efikasna, ona
preživljava opterećenje i kinetičku energiju stene koji pada (što se naziva granica preživljavanja. Za više
detalja o analizi loma-shakedovna, čitalac je upućen u Poglavlje 8,Kaiser et al.(1996).




Sl.5.106. Projektovanje nosača stena u tvrdim i slojevitim stenskim masama korišćenjem hibridne metode: Studija
zasnovana na izgradnji novog tunela Skarvberg, Norveška. Osnovni načini loma voussoar stenskih
greda. a- Izvijanje ili probijanje, b- drobljenje, c- smicanje, d- dijagonalno zatezno kidanje. (izmenjeno
nakon Diederichs i Kaiser 1999). Kvalitativna kategorizacija ponašanja tla u tvrdoj, horizontalno slojevitoj
steni za tunele u obliku slova D bez oslonca. Približni raspon tunela je 10 m. Razmak pukotina i kvalitet
stenske mase opada u odnosu na kategoriju I- III.

5.2.11.6.3.3.4. Oštećenje usled rasprskavanja-prasak, “Gorski udar” (Strainburst damage)
Ō Klasifikacija praska (proloma)
Pravilno objašnjenje definicija praska stena, sistema klasifikacije i njihovog mehanizma je od
suštinskog značaja pre opisivanja metoda predviđanja pucanja stene. Kao jednostavna definicija
mehanizma pucanja stene, povećanje tangencijalnog naprezanja (Ńθ) i smanjenje radijalnog
naprezanja (Ńr) dovešće do oslobađanja elastične energije stenske mase i pojave iznenadnog pucanja
(praska) stene (Jiang i dr., 2010.).
(a) (b)

573. 573/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Predloženo je nekoliko definicija praska stena iz prvog opažanja pucanja kamena u rudniku zlata
Kolar u Indiji i britanskom rudniku uglja (Cai,2016). Terzaghi (1946) je prvo uveo definiciju
pucanja stene kao iznenadnog odvajanja ili otpadanja stene od zida tunela zbog prevelikog
naprezanja na krhkim i tvrdim stenama. Cook (1963) je dao drugu definiciju kao nekontrolisano
narušavanje stene povezano sa nasilnim oslobađanjem energije. Spomenuli su da se pucanje stene
događa kada je jednoosna pritisna čvrstoća (UCS) stene između 100 i 400 MPa, a njen modul
elastičnosti je između 40 i 90 GPa.
Dakle, strainbursts (prolomi/proboji deformacija) su iznenadni, nasilni lomovi stenske mase u
„rasprsnutom volumenu“ u blizini iskopa. Javljaju se u visoko opterećenim (napregnutim) stenama,
često na mestima povećanja naprezanja kao što je prikazano na slici 5.107.a (crveno), tj. na prelazu
iz oštećenog u relaksirano tlo (plavo) ili na mestima povećanog naprezanja zbog geoloških
struktura. Proces praska/proloma, koji su simulirali Gao i dr. (2019a,b), uključuje stvaranje novih
lomova/pukotina i fragmenata stena. Oni uzrokuju iznenadno geometrijsko povećanje zapremine
rasprskavanja i povezano pomeranje zida Ł prema unutra koje je jednako dubini deformacije dSB
pomnoženoj sa reprezentativnim faktorom zapremine BF. Ovo kretanje prema unutra direktno
opterećuje potporne komponente na ploči i uzrokuje indirektno opterećenje ili naprezanje žila koje prodiru
u volumen pukotina i neoštećenu stenu izvan nje.
Nasilno pomeranje zida iskopa može uzrokovati izbacivanje stene ako volumen praska i „teret“
relaksirane stene (plava boja na sl.5.107.b) nisu efikasno podgrađene. Brzina nagomilavanja vB na
unutarnjoj ivici volumena praska zavisi od vremena pucanja-rupture tR (vreme koje je potrebno da
se volumen rasprskavanja smanji). Početna brzina može se aproksimirati sa vB = Ł/tR. Na kraju se
smanjuje na nulu ako se stena efikasno podupire. U suprotnom, neke stene i komponente
podgrade/podrške mogu biti izbačene pri brzinama vej manjim od vB.

Sl.5.107. (a) Glavne konture glavnog naprezanja (opuštena zona u plavoj boji i povećanja naprezanja u crvenoj boji).
Potencijalne lokacije deformacije označene su zvezdicama (model diskretnih elemenata Garza-Cruz i dr. (2015)i
Pierce (2016; pers.com.);(b)stena slomljena naprezanjem u zapremini izbijanja koju pokreću tangencijalne sile F
koje uzrokuju radijalni pomak zida Ł. Navedeni su dominantni EDP-i.

Vrste strainbursa
Postoje tri vrste strainbursta:
- Samoinicijativni prasak naprezanja - prasak deformacije gde je oštećenje iskopa uzrokovano
oslobađanjem uskladištene energije deformacije kada naprezanje (opterećenje) izazvano iskopavanjem
premašuje kapacitet potporne stenske mase;
- Seizmički pokrenut proboj deformacija gde talas naprezanja iz udaljenog seizmičkog izvora inicira
lom (pokreće isti proces oštećenja kao gore; udaljeni događaj dodaje malo ili nimalo energije); i
- Dinamički opterećeni deformacioni udar gde talas naprezanja iz udaljenog seizmičkog izvora
uzrokuje značajnu dinamičku promenu naprezanja
3
produbljuje zonu napregnute stene do
d
d
SB = dSB +∆dSB i dodaje kinetičku energiju, čime se povećava ozbiljnost oštećenja.

574. 574/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Dakle, rockburst je značajan i opasan fenomen koji se može pojaviti tokom podzemnih projekata
koji uključuju tvrde i krhke (slabe) stene. Karakteriše ga destruktivnost, iznenadnost i složenost.
Literatura otkriva da se eksplozije stena izazvane dubokim iskopavanjem mogu pripisati različitim
faktorima, uključujući geološke faktore (kao što su formacije stena, bore, pukotine i priroda rudnog
tela), tektonske faktore, faktore iskopavanja i faktore projekta iskopavanja (kao što su redosled
iskopavanja, oblik izvoza i projekat sigurnosnih stubova).

3
Ortlepp (2005) suggested that strainbursts with ML = -0.2 to 0 are usually undetected but that buckling bursts
(also caused by stored strain energy release) generate seismic events of ML = 0 to 1.5. For mining, Kaiser & Cai
(2019), based on data by Morissette et al. (2012), show that seismic events of magnitudes ML<1.5 to 2 at a distance
R > 10 m add insufficient energy to affect the severity of strainbursts.
Sl.5.108. Šematska skica praska (Zhang i dr.,2003)i ilustracija strainburst-a na iskopu koja pokazuje odnos između
dubine deformacije (dSB), dinamičkog pomaka (dBF) i rezultujuće brzine deformacije (nagomilavanja) (vi) i dodatne
dubine loma (čdf) povezane sa udaljenim događaj (fotografija ljubaznošću J Lett, Cadia, 2022.)

Kada akumulisana energija naprezanja/deformacije pređe granicu skladištenja energije u stenskoj
masi, prekomerna energija će se iznenada osloboditi, a stenska masa oko otvora biće nasilno
izbačena iz domena stenske mase, kao što je prikazano na slici 5.108.

Rockburst se odnosi na opasan fenomen koji se može pojaviti tokom podzemnih projekata koji
uključuju tvrde i krte stene, karakteriše se iznenadnim i destruktivnim oslobađanjem elastične
energije akumulisane unutar stenske mase, što dovodi do udara, ljuštenja i zonskog raspada, što
predstavlja značajnu pretnju sigurnosti radnika, opreme i podzemnih struktura.
Važna karakteristika strainburst-a je da se pre loma stene ne javljaju štetne vibracije. Oštećujuća
vibracija stvara se tokom i nakon pucanja. Nivo devijantnog naprezanja definisana je kako bi se
procenila ozbiljnost naprezanja i oštećenja stenske mase oko zone iskopa (Castro i dr.,2012.), kako
je prikazano u tabeli 5.73 .

Tabela 5.73 - Verovatnoća strainburst-a na osnovu nivoa devijatornog naprezanja (Castro i dr., 2012).

&#3627409166;1 − &#3627409166;3/UCS
Rock mass damage Likelihood of strainburst
0.35 No to minimum No
0.35–0.45 Minimum No
0.45–0.6 Moderate Minor
0.60–0.7 Moderate to major Moderate
>0.7 Major High

575. 575/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)


Sl.5.109. (a) Šematski prikaz različitih oštećenja od proloma stena i mehanizama okidanja (trigera) koji se javljaju
oka iskopa, (b) šematski prikaz idealizovane situacije kompresionog talasa koji putuje kroz elastičnu sredinu i prenosi
zamah na ispucali, ali odvojeni blok,(c) dijagram toka koji prikazuje pojednostavljenu metodologiju razvijenu za
identifikaciju mehanizama oštećenja od pucanja stena, mehanizama okidača i važnih kontrolnih faktora u okruženju
tunelskog iskopa, sadržaj dostupan od Rock Mechanics i Rock Engineering


Ortlepp i Stacey (1994.),sl.5.110., kategorisali su probijanje stena u četiri grupe na osnovu
mehanizma oštećenja, naime, strainburst (prolom), izvijanje, izbacivanje i kolaps luka. Strainburst
se javlja u masivnim stenskim masama, a ne u ispucalim ili napuknutim, gde su tanki i vrlo oštri
ivični fragmenti stene nasilno odvojeni od stenske mase.
(a) Strainburst (b) Buckling (c) Ejection (d) Collapsed arch
Sl.5.110. (a) Prasak/prolomt, (b) Izvijanje, (c) Izbacivanje (d) Šematski prikaz srušenog svoda (luka)

Aspekti mehanizama pucanja stena definisani su sa dva glavna mehanizma: mehanizmom oštećenja
i mehanizmom izvora. Mehanizmom izvora uzrokuje seizmički događaj, a hipocentar mehanizma
izvora može biti daleko od mesta oštećenja. Mehanizmom oštećenja direktno uzrokuje štetu, a
njegova lokacija je identična mestu oštećenja (Ortlepp & Stacey,1994.), tabela 5.74.

576. 576/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.74- Klasifikacija proloma (praska) stena koju su predložili Ortlepp i Stacey (1994).
Seizmički dogaĎaj Pretpostavljeni izvorni mehanizam
Prvo kretanje iz
seizmičkog zapisa
Rihterova
magnituda, M
Naprezanje-pucanje
Strain-bursting
Prolom stena sa jakim izbacivanjem
fragmenata
Obično neotkriven,
može biti implozivan
−0,2–0
Izvijanje
Buckling
Izbacivanje već postojećih većih
ploča paralelno sa otvorom
Implozivno 0–1.5
Drobljenje čela
Face crush
Nasilno izbacivanje stena sa lica
(čela) iskopa tunela
Implozivno 1.0–2.5
Shear failure
Lom smicanja
Nasilno širenje smičuće frakture
kroz netaknutu stensku masu
Dvostruko smicanje 2.0–3.5
Fault-slip
Rased-klizanje
Ozbiljno obnovljeno kretanje na
postojećem lomu
Dvostruko smicanje 2,5–5,0
Ō Indeks čvrstoće stenske mase (RSi) pri predviđanju pucanja stene
Hawkes (1966) prvi je put definisao indeks čvrstoće kao jednu od empirijskih metoda predviđanja pucanja
stene. Indeks čvrstoće stenske mase (RSi) definisan je kao:
&#3627408453;&#3627408454;
1=
3&#3627409166;1
&#3627409166;&#3627408464;

gde je &#3627409166;1 veličina maksimalnog glavnog naprezanja, a &#3627409166;c je UCS stene. U tabeli 5.75 prikazan je intenzitet
proloma stene na temelju indeksa čvrstoće.
Tabela 15.75 - Intenzitet proloma stena na osnovu indeksa čvrstoće (Hawkes,1966).
Indeks čvrstoće Rizik od nasilnog pucanja
RSi  < 0,2 Nizak prasak stena Low rockburst
0,2 < RSi  ≤ 0,4 Značajan prasak stena Significant rockburst
0,4 < RSi  ≤ 0,6 Visok prasak stena High rockburst
0,6 < RSi  ≤ 0,8 Veoma visok prasak Very high rockburst
0,8 < RSi  ≤ 1,0
Opasno visok prasak stena
Dangerously high rockburst
RSi  > 1.0 Nestabilan Unstable

ŌIndeks naprezanja (Si)
Indeks naprezanja (Si) definisan je kao odnos UCS-a stene i vertikalne komponente naprezanja in
situ (Yoon, 1994.), što je zapisano kao:
&#3627408454;
1=
&#3627409166;&#3627408464;
&#3627409166;&#3627408483;

Tabela 5.76 - prikazuje intenzitet proloma stena na osnovu indeksa naprezanja, (Yoon, 1994).

Stress index Risk of violent rupture
Si ≤ 2.5 Heavy rockburst
2.5 < Si ≤ 5 Mild rockburst
Ō Tangencijalni napon (T1)
Kriterijumi tangencijalnog naprezanja definisani su kao odnos tangencijalnog naprezanja oko otvora iskopa
i UCS stene (Vang i dr., 1998; Hoek & Brovn, 1980) na sledeći način:




Tabela 5.77- Intenzitet prolom stena na osnovu tangencijalnog naprezanja, (Wang i dr.,1998).




Tangential stress Risk of violent rupture
Ts< 0.3 No rockburst
0.3 ≤ Ts < 0.5 Weak rockburst
0.5≤ Ts< 0.7 Strong rockburst
Ts ≥ 0.7 Violent rockburst
&#3627408455;
1=
&#3627409166;
&#3627409139;
&#3627409166;
&#3627408464;

577. 577/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)














Sl.5.111. Glavne metode predviđanja praska.
5.2.11.6.4. Kako napregnuta stena opterećuje oslonac/podgradu?
Kada se napregnuto tlo koje se sastoji od jakih fragmenata stena dozvoli da se deformiše, njegova
zapremina mora se povećati zbog geometrijske neprilagođenosti fragmenata. Faktor zapremine za
minirane stene može biti čak 35% - 45%. Kod podzemnih iskopa stena se može samo deformisati
u iskop, tako da je nakupljanje jednosmerno; odnosno normalno na zid iskopa i zato paralelno sa
radijalnim klinovima i normalno na potporne elemente. Za potrebe projekta podgrade, linearni
faktor zapremine BF definisan je promenom dužine u radijalnom smeru normalizovanom na njegovu
originalnu dužinu (Kaiser i dr., 1996.). Zato što je lomljenje pod naponom, a time i nagomilavanje stenske
mase, uzrokovano tangencijalnom deformacijom stene u blizini iskopa, kao što je ilustrovano središnjom
slikom na slici 5.102. za zid iskopa može se očekivati manje opterećenje u civilnim tunelima i tokom razvoja
rudnika nego u kasnijim fazama iskopavanja, kada opterećenje daje značajna tangencijalna
naprezanja. Na ovaj način mogu se proceniti predviđeni pomaci zida i nosača, pa se može proceniti
sigurnosna granica u odnosu na kompatibilnost pomaka.
Stena pod naprezanjem, ako je dobro zadržana, može se ponašati kao koherentna masa stene i
nosioca opterećenja na isti način kao i klinovi stena. Međutim, dok je profil pomeranja u
neoštećenom klinu u suštini elastičan, geometrijsko nagomilavanje izaziva relativno velika,
neelastična i delimično reverzibilna pomeranja duž sidara. To se obično odražava u brzoj promeni
gradijenta profila radijalnog pomeranja koje bileže ekstenzometri.
Kako se dubina loma širi, prelazna tačka (crveni krug na slici 5.112) iz elastičnog ponašanja na
opterećenje pomera se od zida iskopa kao što je šematski prikazano na slici 5.112. Kao posledica
toga, radijalne potporne komponente (ankeri-vijci) doživljavaju brzu promenu u naprezanju na
prednjem delu zone loma usled naprezanja. Stoga se vijak (anker) ne opterećuje samo na ploču, već se
gura u različitim koracima pomeranja od zadnje strane prema glavi vijka, kao što je prikazano na slici 5.115.
ŌOštećenja pri iskopavanju koja uključuju lom dinamičkim naprezanjem u blizini iskopa
Kako se zona loma naglo produbljuje, energija se oslobađa na mestu izvora deformacije, a lom pod
naponom dovodi do iznenadnih deformacija zapremine unutar (podržane) stenske mase. Na slici
5.113. prikazana je pokretačka tangencijalna sila F i rezultujući pomak zapremine Ł.
Ō Deformabilni potporni sistemi za tlo slomljeno pod naprezanjem (naponom)
Koncept deformabilnih podgradnih sistema, uključujući armiranu stensku masu, ilustrovan je
slikom 5.114. Napregnuto tlo je zadržano mrežom ili mlaznim betonom i vezano zajedno sa
deformabilnim klinovima ili odvezanim kablovima za kontrolu velikih pomaka izazvanih
iskopavanjem, kao što je opisano centralnom slikom na slici 5.114.

578. 578/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Takav deformabilni sistem podgrade mora obezbediti kontrolu zapremine, superiorni i deformabilni
kapacitet zadržavanja; dodati ograničenje na tlo iza ojačane stenske mase (plave bočne strelice); i poboljšati
tangencijalni kapacitet nosivosti (plave vertikalne strelice) kako bi se smanjio progib krova (ili nagib poda).
Deformabilni potporni sistemi nude nekoliko prednosti u odnosu na čvršće potporne konstrukcije jer se
mogu prilagoditi nametnutim pomeranjima, a ojačana stenska masa može rasipati energiju ako je dinamički
opterećena. Čvrstoća i efikasnost deformabilnog potpornog sistema zavise od čvrstoće i veličine zadržane
slomljene stene i duktilnosti i čvrstoće usvojenog sistema za zadržavanje/ojačanje. Koncept deformabilnog
potpornog sistema pruža okvir za fundamentalni pomak na izbor podgrade/podrške na osnovu deformacije.



Sl.5.112. Šematski prikaz promene profila pomaka Ł uzrokovane
produbljivanjem zone napregnute stene od < 1 m do ~ 2 m; zone
unutar obojenih kontura identifikuju područja sa potencijalom
loma ili lomljenja pod visokim naprezanjem (Kaiser i dr., 2010);
povećanje potencijala od granice do centra konturiranih
područja.

Sl.5.113. Sile F koje deluju na zapreminu stene sklone pucanju i
smer rezultujućeg pomeranja zapremine Ł, pokazuje pokretačku
tangencijalnu silu.
(Shows the driving tangential force F and the resulting bulking
displacement Ł).

Sl.5.114. Deformabilni sistem podgrade za kontrolu tla u
zidovima nanosa (Kaiser, 2014, 2016a) koji ukazuje na sile
otpora ojačanog podgradnog sistema da se odupre HW/FW
konvergenciji (vertikalne strelice) i ograničavaju okolnu stensku
masu (horizontalne strelice).

Sl.5.115. (A) Proces opterećenja sidra (vijaka) i
(B) primeri simuliranih profila ekstenzometara za tri nivoa
tangencijalne deformacije. Kod 1% i 2%
tangencijalnih deformacija, odgovarajući
prosečni linearni faktori zapremine su 2%
i 5%. Napomena: brza promena BF na
dubini loma (1,5 m u ovom slučaju).

5.2.11.6.4.1. Uticaj podgrade podrške/ojačanja stena - Influence of Rock Support
Dok je podrška (podgrada/ojačanje) namenjena za stabilizaciju iskopa tokom statičkih i dinamičkih
procesa loma, podgrada takođe može povećati osetljivost iskopa na prasak/prolom zbog naprezanja
ako sprečava postepeno formiranje pukotina (smicanje) usled lomljenja pod naponom i uzrokuje
„zaključavanje“- “lock-up” energije u debljim slojevima ili blokovima.











Sl.5.116. (A) Šematska ilustracija kombinovanog načina loma geološkom strukturom koja povećava SBP i olakšava
strukturno kontrolisano oštećenje koje rezultuje visokim SBS; (B) model vezanog bloka (BBM) kružnog tunela širine
10 m (razmak 12 m poprečnih pukotina u polju naprezanja sa k=1,46; Pierce 2016,

579. 579/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Izraz “podgrada” (rock support) odnosi se na elemente koji se ugrađuju u iskopanom delu radi
sprečavanja pomeranja granice iskopa.
GSI pretpostavlja da je stenska masa izotropna (Singh and Geol, 1999).









Sl.5. 117. (a) Princip potpornog stenskog luka (Hoek i dr.1995);Koncept gabiona: (b) podrška/podgrada
nagiba/kosine; (c) prikaz stenkog svoda samonosivog zida i (d) ekvivalent ravnog zida koji pokazuje
tangencijalne sile otpora (žuta, vertikalna) i radijalne ograničavajuće sile (narandžaste, horizontalne).



Sl.5.118. Podgradni princip
tangencijalne kompenzacije u ECM-u:
(a)Naglašavanje rane kontrole deformacije
širenja okolne stene i poboljšanje
mehaničkih svojstava slabih površina
putem prednaprezanja visoke čvrstoće.
(b)Primena prednaprezanja visoke čvrstoće
na ankere pomoću zatezne dizalice.
(c)Ojačanje sidrima primenjeno na
rasterećenje i strukturalne pukotine.











Stabilizacija - podgrađivanje stenskog masiva zasniva se na ograničavanju pomeranja iskopa u
skladu sa rešenjima i zahtevima projekta stabilizacije - principima projektovanja podgrade za
stensku masu - 7 principa.
Umesto elaboriranja nedostataka uobičajene prakse, fokusirajmo se na probleme iz prakse iz tri ključne
oblasti stenskog inženjerstva za bezbedno/sigurno i isplativo podzemno rudarstvo i izgradnju:
- Procena osetljivosti i lomljivosti iskopa;
- Ponašanje stenske mase i karakterizacija za određivanje čvrstoće stenske mase; i
- Kontrola tla i izbor podrške/podgrade/ojačanja.

580. 580/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.5.119.a) Mehanizam oštećenja od proloma stena, ozbiljnost oštećenja i potrebne funkcije
podrške/podgrade,b)sedam principa projektovanja podgrade za raspucalu stensku masu, (modifikovano prema
Kaiser i dr. (1996)).

Stečena iskustva iz loma pri iskopavanju (Sl.5.103.) govore nam da je napregnuta stena na dubini manje
otporna i da napredak u mehanici stena zahteva dobro poznavanje ponašanja stene oštećene naponom u
blizini iskopa. Poznavanje u ovom kontekstu znači objašnjavanje svih opažanja tako da se fikcija može
odvojiti od stvarnosti, a inženjerski modeli i metode postati u skladu/saglasni sa stvarnim ponašanjem
stenske mase.” (Kaiser 2016b).

5.2.11.6.4.2. Pristup projektovanju deformabilne podgrade/potpore
Projekat mora poštovati da, u bilo kom trenutku životnog veka nosača/podgrade, preostali kapacitet
podrške bude manji od instalisanog kapaciteta. Drugim rečima, stvarni faktor sigurnosti (FS)
postupno se smanjuje pomacima nametnutim iskopavanjem i seizmičnošću. Iskopi sa vremenom
postaju manje sigurni zbog opadanja potpornog kapaciteta povezanog sa pomeranjem. Iz
perspektive sigurnosne procene, nije od interesa koliki je kapacitet nosača u vreme instalacije.
Umesto toga, potrebno je uspostaviti trenutni FS i održavati dovoljan kapacitet kada je to potrebno.

Tok rada za projekat podrške sastoji se od četiri elementa (slika 5.120.) i sl.5.119:
1) Identifikacija ranjivosti iskopa na sve moguće načine loma;
2) Uspostavljanje inženjerskih projektnih pretpostavki i parametara i izbor odgovarajućih sistema
podrške;
3) Projektne analize za procenu zahteva nametnutih kapacitetima nosača i sistema potpore, te za dobijanje
sigurnosne granice (ili FS) tokom veka iskopa;
4) Provera pouzdanosti, robusnosti i ograničenja projekta i specifikacije zahteva održavanja podrške
tokom projektnog veka.







Sl.5.120. Tok rada za projektovanje
podzemnih nosača. EDP - inženjerski
projektni parametar;
SD - potražnja za podrškom/podgradom.




a) b)

581. 581/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.12. Ruski faktor smanjenja čvrstoće (RSRF)




























5.2.13. Q - nagib (Q - slope)
Tačna procena stabilnosti padina je ključni zadatak u izgradnji i projektovanju različitih
građevinskih projekata, uključujući brane, autoputeve, otvorene kopove i druge iskopine Mahdiyar
i sar. Geotehnički inženjeri i geolozi često se oslanjaju na analitičke i empirijske metode za procenu
stanja stabilnosti tla ili stenskih padina/kosina, uzimajući u obzir projektne parametre i inženjerska
svojstva. Ključni cilj analize stabilnosti nagiba je minimiziranje njegove šanse za lom i određivanje
ekonomičnosti projekta.
Pojam stabilnosti nagiba može se definisati kao otpor nagnute površine na lom klizanjem ili
urušavanjem. Osnovni ciljevi analize stabilnosti kosina su pronalaženje ugroženih područja,
istraživanje mogućih mehanizama loma, određivanje osetljivosti kosina na različite okidačke
mehanizme,projektovanje optimalnih kosina s obzirom na sigurnost,pouzdanost i ekonomičnost,
projektovanje mogućih mera sanacije, npr. barijere i stabilizacija (Wales, 2001).
Kinematičkom analizom ispituje se koji se oblici loma mogu pojaviti u stenskoj masi. To je primena
principa mehanike stena i principa strukturne geologije na stabilnost padina/kosina u stenama. To
je specijalizovana grana geo-mehaničkog inženjerstva. Ne uključuje samo kinetičku analizu
(mogući način loma) i kinematičku analizu (stabilnost jedan od načina), već i probabilističku
analizu, metode za stabilizaciju nagiba, analizu podzemnih voda, prikupljanje geoloških podataka,
metode praćenja nagiba itd. (Klich, 1999).
RUSKI FAKTOR SMANJENJA ČVRSTOĆE(RSRF)
Ruski faktor smanjenjač e (RSRF)(Fisenko, 1965)zasniva se na analizislučajeva
lomova kosina napovršinskom kopu. Parametri su empirijski koeficijentakoji zavisi od
čvrs o e neoš e ene stenec
ii karakteristika prslina i pukotinaa,veličinei oblika
strukturnih blokovali obima deformabilne stenske maseH. Faktor smanjenja čvrs o eǔ
tada semožedobiti kao:
RSRF se koristi za prelazak odčvrs oćeintaktne
stene (kohezije)c
idočvrs oćestenske masec
m
premasledećemodnosu:c
m=ǔc
i.
Kohezija napuknute stenske mase
(c
frm)možese odreditikorišćenjem
Fisenkovog pristupa smanjenjačvrs oće:
Type of
fractures/fissures
Mean size
of block, m
Strength
reduction factor
Low fractured rocks
1.5 0.9
1.0-1.5 0.8
Rocks with normally
secant fractures
0.5-1.0 0.6
Rocks with cross-
cutting fractures
0.5-1.0 0.5
High fractured rocks ----- 0.4
Chaotic fractured rocks < 0.1 0.2
Gde je
c
fkohezija na lomuizmeĎudva
bloka;c
bje kohezija u bloku ili kohezija
intaktne stene;ņ
bje ugaounu rašnjeg
trenja u bloku ili u netaknutoj stijeni;ņ
frm
je ugaounu rašnjegtrenja u slomljenoj
stenskoj masi.

582. 582/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Analiza zahteva detaljnu procenu strukture stenske mase i geometrije postojećih diskontinuiteta koji
doprinose nestabilnosti bloka. Koristi se stereografsko predstavljanje (stereomreže) ravni i linija.
Stereo mreže su korisne za analizu diskontinuiranih stenskih blokova. Program DIPS† omogućava
vizualizaciju strukturnih podataka korišćenjem stereo mreža, određivanje kinematičke izvodljivosti
stenske mase i statističku analizu svojstava diskontinuiteta (Wales, 2001).
Dakle, Q-nagib je empirijska metoda inženjeringa padina stena za procenu stabilnosti padina iskopa
na terenu koju su razvili Barton i Bar (2015.). Namenjen je za analizu stabilnosti stenskih padina
na putevima ili železničkim usecima ili u površinskim kopovima bez ojačanja (podgrade ili armiranja).
Q-nagib je razvijen dopunom Q-sistema (Barton i dr,1974.), koji se intenzivno koristio za
karakterizaciju izloženosti stenske nase, bušotina, podzemnih rudnika i tunela u izgradnji zadnjih
40 godina. Neki parametri, tokom vremena, podvrgnuti su modifikacijama u odnosu na početni Q-sistem.
Kako bi se izračunao Q-nagib, rezultati se definišu za šest parametara. To su:
RQD - Rock Quality Designation, indeks kvaliteta jezgra stenske mase, (%).
Jn - broj skupova pukotina,
Jr - indeks hrapavosti pukotina,
Ja - indeks alteracije (promena) pukotina,
Jwice - indeks ekoloških i geoloških uslova - faktor pukotinske vode,
SRF - faktor redukcije naprezanja (engl.stress reduction factor) koji uzima u obzir in-situ
naprezanja. - Spoljašnji faktori i napon: (Jwice /SRFslope)
Prema tome, prema autorima, Q-nagib izračunava se prema formuli:

(1)












SRFnagib je faktor smanjenja čvrstoće. Faktor SRFnagiba podeljen je na tri dela, odnosno:
SRFa - broj fizičkog stanja,
SRFb - broj napona i čvrstoće i
SRFc - broj velikog diskontinuiteta, objašnjeno sa Jn (broj skupova) i Jr (hrapavost) za
primenu empirijskih metoda i kinematičke analize.
Množenjem ovih pojmova dobije se vrednost Q-nagiba (u logaritamskoj razmeri), koja se može
kretati između 0,001 (izuzetno loše) do 1000 (izuzetno dobro) za različite stenske mase.
Neke klasifikacije mogu se primeniti samo za određenu namenu, a neke i šire. Budući da je broj
kriterijuma za klasifikaciju različit, značaj inženjerske geologije ogleda se u istraživanju i definisanju
stenskih masa koje su jedinstvene za svaku lokaciju kako bi tehnička rešenja bila primerena i sigurna.
NOMENKLATURA (Naziv) NOMENCLATURE
RQD - oznaka kvaliteta stene
Jn - broj skupova pukotina
Jr - broj hrapavosti pukotina
Ja - broj izmene pukotina
Jwice - broj stanja životne sredine i geoloških uslova
SRFnagib - najveći od tri faktora smanjenja
čvrstoće: a, b i c
SRFa - broj fizičkog stanja
SRFb - broj napona i čvrstoće
SRFc - broj velikog diskontinuiteta
O-faktor - faktor orijentacije za odnos Jr/Ja
Prvi količnik odnosi se na geometriju stenske mase.
Budući da se RQD uopšte povećava sa smanjenjem
broja skupova diskontinuiteta, broioc i imenioc
količnika meĎusobno se pojačavaju.

Drugi količnik se odnosi na „meĎublokovsku smičuću
čvrstoću” sa visokim vrednostima koje predstavljaju
bolji „mehanički kvalitet” stenske mase .

Treći količnik je „faktor okoline” koji uključuje
pritiske i protoke vode, prisustvo smičučih zona,
stiskanje i bubrenje stena i in situ stanje
naprezanja. Količnik se povećava sa smanjenjem
pritiska vode i povoljnim odnosom naprezanja in situ.

583. 583/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Vrednost indeksa Q-nagiba sama po sebi ne klasifikuje nagib stene u smislu njenog ponašanja. Bar
i Barton (2015), koristeći korelaciju između rezultata Q-nagiba indeksa i uočenog ponašanja
nagiba/kosina u stenskim masama, kreirali su grafikon na slici 5.122. koji omogućuje zaključivanje
o ponašanju stenskih padina pomoću rezultata Q-nagib i nagiba kosine.
Indeksi SMR i Q-nagiba su u korelaciji, pored odnosa između β, izračunatog kako je definisano
Q-nagibom, i odgovarajućeg ugla uzorkovanog nagiba.

Q-nagib je projektovan tako da sugeriše stabilan ugao nagiba lica kosine (etaže) koji ne zahteva
ojačanja od, na primer, 40
0
-45
0
; 60
0
-65
0
; i 80
0
-85
0
sa vrednostima Q-nagiba od približno 0,1, 1,0 i 10.
Svrha Q-nagiba je da omogući inženjerskim geolozima i geotehničkim inženjerima da procene
stabilnost iskopa padina stena na terenu i izvrše potencijalna prilagođavanja uglova nagiba kako bi
uslovi stenske mase postanu vidljivi i sigurni tokom izgradnje svih vrsta objekata pri gradnji na
određenoj lokaciji (Barton i Bar, 2015).
Razvoj Q-nagiba
Kako je rečeno, Q-nagib koristi istih šest parametara kao i Q-sistem: RQD, Jn, Jr, Ja, Jw i SRF (Barton
& Bar, 2015). Međutim, par otpora trenja Jr i Ja može se primeniti, kada je potrebno, na pojedinačne
strane potencijalno nestabilnih klinova. Jednostavno primenjeni faktori orijentacije, poput (Jr/Ja)1
x 0,7 za skup J1 i (Jr/Ja)2 x 0,9 za set J2, daju procene ukupnog smanjenja otpora trenja celog klina,
ako je potrebno. Izraz Jw, koji se sada naziva Jwice ((jedan od dva simbola - modifikacije), uzima u
obzir odgovarajući širi raspon uslova okoline (životne sredine) koji odgovaraju stenskim padinama,
koje očigledno stoje veoma dugo na otvorenom. Ovi uslovi uključuju ekstremne erozivne ,
intenzivne padavine, zaglavljivanje leda, koje se sezonski mogu pojaviti na suprotnim krajevima
tipa stena i regionalnog spektra.
Sl.5.121. Širi raspon uslova okoline (životne sredine) koji utiču na stabilnost kosina/padina
Postoje i SRF kategorije relevantne za nagib za površinske uslove nagiba, uslove naprezanja i čvrstoće i
prisustvo velikih diskontinuiteta, jednačina (1).
Tabele od 5.80 do 5.86 i slika 5.121. dodate su da bi se pomoglo u opisu parametara u jednačini (1). Bar i
Barton (2017) daju dodatne smernice i pozadinu.
Kao i kod Q-sistema, kvalitet stenske mase u Q-nagibu može se smatrati funkcijom tri parametra, koji su
grube mere:
- Veličina bloka: RQD/Jn
- Čvrstoća na smicanje: najnepovoljnija (Jr/Ja) ili prosečna smičuća čvrstoća u slučaju klinova
(Jr/Ja)1 x (Jr/Ja)2.
- Spoljašni (eksterni) faktori i napon: (Jwice/SRFslope).
Otpornost na smicanje, ń, je aproksimirana korišćenjem: (2)


Indeksi Q-nagiba su u korelaciji, pored odnosa između β, izračunatog kako je definisano
ί =20log(Qslope)+65
0
(3)

U formuli, β označava ugao pod kojim dati nagib predstavlja 1% verovatnoću loma. To je dovoljno da se
padina klasifikuje kao stabilna, odnosno da ne pokazuje vidljive znakove nestabilnosti najmanje nekoliko
nedelja, meseci ili godina nakon iskopavanja (Bar i Barton, 2015). Ako nagib ima stvarni pad veći od β, to
ukazuje da ovaj nagib može biti kvazistabilan ili nestabilan.

Erozija Padavine
Pukotine
Pukotine i led

584. 584/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Odnos između Q-nagiba i uglova nagiba, Barton i Bar, 2015, izveli su jednostavnu vezu (jednačinu) za
najstrmiji ugao nagiba (β) koji ne zahteva pojačanje ili podgradu za visine nagiba manje od 30 m. ova
jednačina (3) sada je proširena na sve visine kosina.
Godine 2017., Bar i Barton su, takođe, razvili jednačinu (3) za izračunavanje maksimalnog ugla pada (β)
pri kojem dati nagib može ostati stabilan bez potrebe za tretmanom. Ova jednadnačina važi samo za kosine
sa nagibom većim od 35° i manjim od 85°. Dakle, ovaj odnos je proširen na sve visine nagiba nakon
upoređivanja pratećih podataka iz cele Australije, Azije, Amerike i Evrope i može se opisati formulom (3),
(Bar & Barton, 2017).
Iz podataka o Q-nagibu, sledeće korelacije su jednostavne i lake za pamćenje:
- Q-slope= 10 - slope angle 85°.
- Q-slope= 1 - slope angle 65°.
- Q-slope= 0.1 - slope angle 45°.
- Q-slope= 0.01 - slope angle 25°.

Jednačina (3) odgovara centralnim podacima za stabilne uglove nagiba veće od 35° i manje od 85° kao što
je prikazano na slici 5.122. i ima verovatnoću loma od 1%. Jednačina (3) ne predstavlja specifičan faktor
sigurnosti kakav bi se dobio numeričkom analizom. Umesto toga, predstavlja granicu dugoročnih stabilnih
nagiba na osnovu uočenih performansi, obično između šest meseci i preko 50 godina. Da bi se Q-nagib
primenio na veće visine padina, potrebno je adekvatno uzeti u obzir ujednačenost litoloških jedinica i
kvalitet stenske mase po visini padine. Q-nagib možda nije primenjiv ako je nagib kombinacija zona lošeg
kvaliteta stenske mase pomešana sa zonama dobrog kvaliteta. U ovim slučajevima, i uopšte za padine veće
od recimo 50 m visine (tj. koje zahtevaju nekoliko faza iskopa), rigoroznija analiza je i opravdana i
preporučljiva.
Q' i Q-nagib' procenjuju se pomoću jednačina (4) i (5), iz kojih se uklanjaju faktori smanjenja vode, uticaj
okoline, napona i čvrstoće iz punog Q-sistema i jednačine Q-nagiba:

(4)

(5)



Ulazni podaci za procenu vrednosti Q-nagiba u otvorenom nagibu određene lokacije:
Ō Ulazni podaci za procenu vrednosti Q-nagiba u otvorenom nagibu stene.
Ō Podaci iz istražnih bušotina.
Ō Projektovanje parametara čvrstoće - Analiza Stabilnost stenske padine.
Ō Analiza stabilnosti stenske kosine pomoću Stereonet-a ili tsl.
Ō Proračun Q-nagiba za nagib stene.
Konvencionalna metodologija za
primenu empirijske metode Q-nagiba
Metode istraživanja provede su u tri faze (slika 5.123.
i 5.124.). Prvo, prikupljanje podataka koji se odnose
na proučavana mesta, a koji predstavljaju ulazne
podatke za različite metode koje se koriste u sledećoj
fazi. To su kvalitativne i kvantitativne informacije
koje najbolje opisuju matricu stene, uslove i stanje
padine, strukturnu geologiju kao i uslove okoline.
Zatim (drugo) je realizovana primena empirijskih
metoda i kinematičke analize, a imaju određene
zajedničke ulazne parametre.
Sl.5.122.Grafikon stabilnosti Q-nagiba (Bar i Barton,
2017).
&#3627408452;
−nagib′ =(
&#3627408453;&#3627408452;&#3627408439;
&#3627408445;
&#3627408475;
) &#3627408485; (
&#3627408445;
&#3627408479;
&#3627408445;
&#3627408462;)
&#3627408436;
&#3627408485; (
&#3627408445;
&#3627408479;
&#3627408445;
&#3627408462;)
&#3627408437; &#3627408468;&#3627408463;&#3627408466; &#3627408471;&#3627408466; &#3627408477;&#3627408479;&#3627408470;&#3627408474;&#3627408466;&#3627408475;&#3627408471;&#3627408470;&#3627408483;&#3627408476;
&#3627408484; ℎ&#3627408466;&#3627408479;&#3627408466; &#3627408462;&#3627408477;&#3627408477;&#3627408473;&#3627408470;&#3627408464;&#3627408462;&#3627408463;&#3627408473;&#3627408466;

585. 585/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Kinematička analiza omogućuje praćenje različitih orijentacija diskontinuiteta i nagiba stene na
stereogramu kako bi se identifikovali potencijalni rizici od loma. Svaka od empirijskih metoda
omogućuje ne samo utvrđivanje kvaliteta stenske mase, već i procenu stabilnosti padina i
identifikovanje mogućih načina loma. Konačno (treće), upoređenje između rezultata dobijenih
dvema empirijskim metodama omogućuje definisanje svih potencijalnih rizika od
oštećenja/puknuća za različite diskontinuitete, a koji će se uporediti sa rezultatima kinematičke
analize kako bi se konačno potvrdili rizici i načini potencijalnih lomova za svako mesto.

Kako odabrati optimalne uglove nagiba stene?
Za razliku od drugih sistema, Q-nagib se fokusira na analizu stabilnosti diskontinuiranih padina
stena kako bi klasifikovao padine stena u stabilna, nestabilna i nesigurna stanja primenom
elementarnih pretpostavki.

Kroz studije slučaja širom Azije, Australije, Centralne Amerike i Evrope, ustanovljena je
jednostavna korelacija između Q-nagiba i dugoročno stabilnih nagiba. Q-nagib je projektovan tako da
predlaže stabilne uglove nagiba klupe-berme bez održavanja (podgrade ili armiranja) od, na primer,
40°- 45°, 60°- 65° i 80°- 85° sa odgovarajućim vrednostima Q-nagiba od približno 0,1, 1,0 i 10.
Q-nagib razvijen je dopunom Q-sistema koji se intenzivno koristio za karakterizaciju izloženosti
stenske nase, bušotina, podzemnih rudnika i tunela u izgradnji zadnjih 40 godina.
Q' parametri, jednačine 4 i 5, (RQD, Jn, Jr i Ja) ostali su nepromenjeni u Q-nagibu, iako se koristi
nova metoda za primenu Jr/Ja odnosa na obe strane potencijalnih klinova, sa relativnim ponderima
orijentacije za svaku stranu.

Izraz Jw zamenjen je sveobuhvatnijim izrazom Jwice, koji uzima u obzir dugoročnu izloženost
različitim klimatskim uslovima i okruženjima, kao što su intenzivne erozivne padavine i efekti
uklještenja (uklinjavanja) leda.


SRF (Faktor smanjenja čvrstoće - Strength Reduction Factors SRF-slope a,b i c), kategorije
relevantne za nagib za površinske uslove nagiba, odnose naprezanja i čvrstoće i velike
diskontinuitete kao što su rasedi, slabe zone ili skupni rojevi (grupe) pukotina su takođe uključeni.
Ovi navodi i primeri govore o primenjivosti metode Q-nagiba na kosine visine od manje od 5 m do
više od 250 m u građevinskim i rudarskim projektima.

Na šemama ispod date su neke konvencionalne metodologije primenjene za primenu empirijskih
metoda Q-nagiba i kinematičke analize - sistem klasifikacije.

586. 586/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.5.123. Koraci projektovanja u
mehaničkom projektovanju stena -
poređenje metoda.












Sl.5.124. Šema konvencionalne
metodologije primenjene za primenu
empirijskih metoda Q-nagiba i
kinematičke analize - sistem
klasifikacije u tri koraka.






SISTEM KLASIFIKACIJE U TRI KORAKA - SSPC
THREE STEP CLASSIFICATION SYSTEM




























IZLOŽENOST STENSKE MASE - EXPOSURE ROCK MASS (ERM)
Parametri izloženosti stenske mase značajni za stabilnost kosine:
• Svojstva materijala: čvrstoća, osetljivost na vremenske uticaje
• Diskontinuiteti: orijentacija i skupovi (razmak) ili pojedinačni
• Svojstva diskontinuiteta: hrapavost, ispuna, karst
Specifični parametri izloženosti:
(Exposure specific parameters)
• Metoda iskopavanja
• Stepen otpornosti na vremenske uticaje.
Faktor koji se koristi za procenu uticaja metode

iskopavanja i budućeg izlaganja vremenskim uticajaima

REFERENTNA STENSKA MASA - REFERENCE ROCK MASS (RRM)
Referentni parametri stenske mase značajni za stabilnost padine:
• Svojstva materijala: čvrstoća, osetljivost na vremenske uticaje
• Diskontinuiteti: orijentacija i skupovi (razmak) ili pojedinačni
• Svojstva diskontinuiteta: hrapavost, ispuna, karst.

Specifični parametri nagiba:
(Slope specific parameters)
• Metoda iskopavanja koja će se koristiti
• Očekivani stepen vremenskih uticaja na
kraj životnog veka trajanja kosine/nagiba.
Faktor koji se koristi za procenu uticaja metode

iskopavanja i budućih vremenskih uticaja.
GEOMETRIJA KOSINE/NAGIBA
SLOPE GEOMETRY
Orijentacija
Visina

STENSKA MASA KOSINE – SLOPE ROCK MASS (SRM)
Parametri stenske mase padine značajni za stabilnost padine:
•Svojstva materijala:čvrstoća, osetljivost na vremenske uticaje
• Diskontinuiteti: orijentacija i skupovi (razmak) ili pojedinačni
• Svojstva diskontinuiteta: hrapavost, ispuna, karst.
PROCENA STABILNOSTI PADINA/KOSINA
SLOPE STABILITY ASSESSMENT

587. 587/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Kako odabrati optimalne uglove nagiba stene?
- Za brane, tunele, mostove… pristupne puteve.
- Za novi put, za prošireni put, svaki u brdovitom terenu.
- Za novi autoput, na brdovitom terenu (bez tunela).
- Za novi površinski kop (odnosi se na lica kosine-klupe).
- Tamo gde nema kulture (zasade-rastinja) ili nema potrebe za „10.000“ sidara.







Sl.5.125. Razumna rešenja za probleme
dominantne orijentacije pukotina (S stabilan,
F lom klizanjem, T prevrtanje, US nestabilan)






Uzimajući u obzir samo nestabilne i kvazistabilne nagibe, od kojih su oba nepoželjni ili neželjeni
događaji, Bar i Barton (2017) su procenili verovatnoću loma (PoF) koristeći izo-potencijalne linije.
Ako bi se prihvatili određeni stepeni loma, kao što su procenti pojedinačnih kosina (klupa) u
otvorenim kopovima, onda su takođe izvedene sledeće jednačine- Verovatnoća loma - probability of
failure (PoF), tabela 5.78.


Tabela 5.78 - Primer izvedene jednačine verovatnoće loma (PoF) i procenjeni parametri Q-nagiba

Q-slope = 0.8531;
β = 63.6
o
;
PoF=1%: Ō ί = 20log10 Qslope + 63,60
0

PoF=15%: Ō ί = 20log10 Qslope + 66,.10
0

PoF=30%: Ō ί = 20log10 Qslope + 69,10
0

PoF=50%: Ō ί = 20log10 Qslope + 72,10
0


Dakle, među parametrima koji grade Q-nagib, istakli smo i fokusirali se na Jwice, koji se naziva
“broj ekološkog i geološkog stanja”. Q-nagib je jedina klasifikacija stenske mase koja razmatra i
uticaj leda na čvrstoću i stabilnost stenskih masa.
Proces projektovanja pomoću klasifikacije stenske mase (Q-nagib za stenske kosine) i proračuna
ponašanja stenske mase (koristeći indeks geološke čvrstoće i Hoek-Brown kriterijum loma)
prikazan je na slici 5.126. Kao što je prikazano, da biste projektovali ugao nagiba, klasifikacija
stenske mase mora se obezbediti korišćenjem metode Q-slope, koju je potrebno popuniti
istraživanja i opisivanje veličine bloka, hrapavosti i faktora projekta. Što se tiče karakterizacija
mase, dobro poznata metoda je uveden indeks geološke čvrstoće od Hoek–Brown.
RQD (%) Jn
Jr Ja O-factor Jwice SRFa SRFb SRFc
SET A SET B SET A SET B SET A SET B
30 4 1 - 2 - 1 - 1,365 2,5 3 2
Potrebne su vrlo jednostavne odluke! 45
0
do 90
0
...ili < 45
0

S - stabilan
F - lom klizanjem
T - prevrtanje
US - nestabilan

588. 588/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)







































Sl.5.126. Karakterizacija stenske mase u odnosu na klasifikaciju za stenske padine/kosine.
Dakle, tačna procena stabilnosti padina je ključni zadatak u projektovanju i izgradnji različitih
građevinskih projekata, uključujući brane, autoputeve, površinske kopove i druga iskopavanja
Mahdiyar i sar. Geotehnički inženjeri i geolozi često se oslanjaju na analitičke i empirijske metode
za procenu stanja stabilnosti tla ili stena, uzimajući u obzir parametre projekta i inženjerske osobine.

Potrebni parametri za analizu stabilnosti nagiba u ovoj metodi su trenje, kohezija i jednoosna
pritisna čvrstoća intaktne stene. U inženjerskom projektu stenskih kosina pretpostavlja se da su
korišćena sva četiri ulazna parametra (GSI, m, s i Ńci ).
Od svog nedavnog uvođenja, Q-nagiba metoda za inženjering padina stena postala je uobičajena za
procenu stabilnosti nagiba. Uz upotrebu Q-nagiba, inženjerski geolozi i inžinjeri stena mogu proceniti
stabilnost stenskih padina koje su iskopani na terenu i eventualno menjaju uglove nagiba kada se
stanje stenske mase postaje jasno tokom izgradnje.
Tabela 5.79 - Glavni faktori koji utiču na ponašanje stenske mase.


















&#3627408504;
&#3627408532;&#3627408525;&#3627408528;&#3627408529;&#3627408518;=
&#3627408505;&#3627408504;&#3627408491;
&#3627408497;
&#3627408527;
&#3627408537; (
&#3627408497;
&#3627408531;
&#3627408497;
&#3627408514;
)O x
&#3627408497;
&#3627408536;&#3627408522;&#3627408516;&#3627408518;
&#3627408506;&#3627408505;&#3627408493;
&#3627408532;&#3627408525;&#3627408528;&#3627408529;&#3627408518;


&#3627408504;
&#3627408532;&#3627408525;&#3627408528;&#3627408529;&#3627408518;=
&#3627408505;&#3627408504;&#3627408491;
&#3627408497;
&#3627408527;
&#3627408537; (
&#3627408497;
&#3627408531;
&#3627408497;
&#3627408514;
)O x
&#3627408497;
&#3627408536;&#3627408522;&#3627408516;&#3627408518;
&#3627408506;&#3627408505;&#3627408493;
&#3627408532;&#3627408525;&#3627408528;&#3627408529;&#3627408518;


Za RMR89 >23 GSI = RMR89 - 5

589. 589/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ō Stabilnost zavisna od orijentacije, više u „O“ faktoru.
Stabilnost u zavisnosti od odnosa nagiba i diskontinuiteta orijentacije, na primer:
Ƥ Ravno i klinasto klizanje
Ƥ Prevrtanje
- Klizna ako:
TC < 0.0113∙(AP)
TC - faktor uslova diskontinuiteta.
AP - očigledan pad diskontinuiteta u smeru pada nagiba.
Izvor:Stabilnost nagiba i vremenski uslovi prema klasifikaciji,Hack - Bad Bentheim.
- c koncentracija diskontinuiteta
Koncentracija diskontinuiteta u metrima povezana je sa rezultatom
na eksponencijalni način, može se koristiti kontinuirana funkcija
data u jednačini: Score = 6.76e
−2.1C
+1.09 (6)
- gde je c koncentracija diskontinuiteta.
R
2
= 0,975
Svi podaci Q-nagiba:
- Linija koja najbolje odgovara za stabilne padine

 Zone stabilnosti padina:
- Nestabilno (crvena)
- Nesigurno (siva-bela)
- Stabilno (zelena)
Grafikon predviđanja stabilnosti nagiba zasnovan na vrednostima
Q-nagiba gde je područje stabilnog nagiba prikazano zelenom
bojom, nestabilno područje je prikazano crvenom, a ostatak belog
područja predstavlja nesigurnu stabilnost nagiba. Npr. postojeći
uglovi nagiba obojeni su u plave kvadrate sa brojevima lokacija i
njihovim projektovanim stabilnim uglom nagiba (β) za
verovatnoću loma (PoF) od 1% (izmenjeno nakon (Bar i Barton
2017)).Sadržaj dostupan od Geotehničkog i Geološkog
inženjerstva.

590. 590/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Primena Q-nagiba

• Poboljšanje kvaliteta stenske mase sa dubinom (od
saprolita, preko istrošenih stena do svežih stena.
• Povećani Q-nagib i ugao nagiba.

• Panama.

• Poboljšanje orijentacije geoloških struktura
(spuštanje sloja sa dubinom).
• TakoĎe, poboljšanje kvaliteta stenske mase sa
dubinom.
• Rudnik bakra, Laos.

Primer 1: Padina saprolitnog filita visoka 5m












RQD (%) Jn
Jr Ja O-factor Jwice SRFa SRFb SRFc
SET A SET B SET A SET B SET A SET B
12.5 6 2 - 1 - 1 - 0,6 - 7 -




β =20&#3627408473;&#3627408476;&#3627408468;
10&#3627408452;
&#3627408480;&#3627408473;&#3627408476;&#3627408477;&#3627408466;+65=20&#3627408473;&#3627408476;&#3627408468;
10(0,357)+65=56
°

56
0
&#3627408480;&#3627408481;&#3627408466;&#3627408466;&#3627408477;&#3627408466;&#3627408480; &#3627408480;&#3627408473;&#3627408476;&#3627408477;&#3627408466; &#3627408462;&#3627408475;&#3627408468;&#3627408473;&#3627408466; − &#3627408482;&#3627408468;&#3627408462;&#3627408476; &#3627408480;&#3627408481;&#3627408479;&#3627408474;&#3627408470;ℎ &#3627408477;&#3627408462;&#3627408465;&#3627408470;&#3627408475;&#3627408462;
Padina strma do 50°; Dodatnih 70 m
2
zemljišta
Primer 2: Planarni-ravni lom u kvarcitu- nastao nakon iskopavanja (failed after excavation)


















β =20&#3627408473;&#3627408476;&#3627408468;
10&#3627408452;
&#3627408480;&#3627408473;&#3627408476;&#3627408477;&#3627408466;+65=20&#3627408473;&#3627408476;&#3627408468;
10
(0,211)+65=51
°

51
0
&#3627408480;&#3627408481;&#3627408466;&#3627408466;&#3627408477;&#3627408466;&#3627408480; &#3627408480;&#3627408473;&#3627408476;&#3627408477;&#3627408466; &#3627408462;&#3627408475;&#3627408468;&#3627408473;&#3627408466; − &#3627408482;&#3627408468;&#3627408462;&#3627408476; &#3627408480;&#3627408481;&#3627408479;&#3627408474;&#3627408470;ℎ &#3627408477;&#3627408462;&#3627408465;&#3627408470;&#3627408475;&#3627408462;
Bedding dip angle was 50° - Ugao pada (nagiba) sloja bio je 50°
RQD (%) Jn
Jr Ja O-factor Jwice SRFa SRFb SRFc
SET A SET B SET A SET B SET A SET B
90-100 12 1 - 3 - 0,25 - 0,8 2,5 1 1
• Svež kvarcit, UCS > 200 MPa
• Slojevi spušteni prema spolja na 50°
• Ugao nagiba = 55° pre loma
• Visina nagiba = 12 m
• SRFa=2,5 SRFb=SRFc=1.
• Q-nagib=0,211; Ǎ=51°

• Stambeno područe
• Rez (iskop) pod nagibom od 40° bez projekta
• Reliktna struktura povoljna.
• Vlažna okolina
• RQD 0-25%
• Neodgovarajuća stena (sredina),
R0-R1 čvrstoća, SRFb=7

591. 591/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)









Sadržaj dostupan od Rock Mechanics i Rock Engineering













β =20&#3627408473;&#3627408476;&#3627408468;
10&#3627408452;
&#3627408480;&#3627408473;&#3627408476;&#3627408477;&#3627408466;+65=20&#3627408473;&#3627408476;&#3627408468;
10(3,167)+65=75
°

75
0
&#3627408480;&#3627408481;&#3627408466;&#3627408466;&#3627408477;&#3627408466;&#3627408480; &#3627408480;&#3627408473;&#3627408476;&#3627408477;&#3627408466; &#3627408462;&#3627408475;&#3627408468;&#3627408473;&#3627408466; − &#3627408482;&#3627408468;&#3627408462;&#3627408476; &#3627408480;&#3627408481;&#3627408479;&#3627408474;&#3627408470;ℎ &#3627408477;&#3627408462;&#3627408465;&#3627408470;&#3627408475;&#3627408462;
- Ugao nagiba je 70° (Slope angle is 70°)
Primer 4: Padina visoka 25 m u umereno istrošenom, usko uslojenom alevritu
(muljnjak - siltstone) stabilna pod uglom od 65°.



Parametri Q-nagiba procenjeni na terenu i koraci proračuna Q-nagiba prikazani su u tabeli
i jednačinama. Q-nagib sugeriše da bi uglovi nagiba do β =72° bili stabilni.
β =20&#3627408473;&#3627408476;&#3627408468;
10&#3627408452;
&#3627408480;&#3627408473;&#3627408476;&#3627408477;&#3627408466;+65
0
=20&#3627408473;&#3627408476;&#3627408468;
10(2,22)+65
0
=72
°















RQD (%) Jn
Jr Ja O-factor Jwice SRFa SRFb SRFc
SET A SET B SET A SET B SET A SET B
90-100 9 3 - 3 - 1 - 0,9 1 3 1
RQD (%) Jn
Jr Ja O-factor Jwice SRFa SRFb SRFc
SET A SET B SET A SET B SET A SET B
40 6 2 - 4 - 2 - 1 - 3 1
• Krečnjak, UCS ~ 70 MPa
• Relativno ujednačen kvalitet stenske mase po celoj visini padine.
• Putni tunel u prvom planu – bez podgrade i stabilan više od 70 godina!
• Alpsko okruženje – smrzavanje-odmrzavanje…
• Ugao nagiba = 70°
• SRFa=1 SRFb=3 SRFc=1.
• Q-nagib=3,167; Ǎ=75°
Ǎ = 65
0
– max 72
0

Primer 3: 70 m visoka stabilna krečnjačka padina u Srbiji

592. 592/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Primer 5: Klinasti lom u peščaru (visina kosine = 30 m).





















Parametri Q-nagiba procenjeni na terenu i koraci proračuna Q-nagiba prikazani su u tabeli i
jednačinama. Q-nagib sugeriše da bi uglovi nagiba do β =46-62° bili stabilni
Napomena: Do loma klina došlo je u slabom, umereno istrošenom peščaru (Ńc=35 MPa) prikazano na slici.
Sledeće ocene Q-slope su dodeljene tokom back-analize prikazane u tabeli za proračun.

Primer 6: Primena rudarenja (površinski kop) sa Q-nagibom














- RQD poboljšava se sa dubinom.
- Faktor orijentacije poboljšava se sa dubinom (slojevi)

• Svež peščar, (ńc = 35 MPa)
• Iskop je pod uglom od 65
0
i ubrzo
nakon toga je skliznuo.
• Ugao nagiba = 55° pre loma
• Visina nagiba = 30 m
• RQD = 40–50%
• SRFa=2,5 SRFb=SRFc=1.
• Q-nagib=0,125-1,2; Ǎ=47°-66
0


RQD (%) Jn
Jr Ja O-factor Jwice SRFa SRFb SRFc
SKUP A SKUP B SKUP A SKUP B SKUP A SKUP B
40-50 9 1 3 4 4 0.5 0,9 0,6 - 3 -










β= 20&#3627408473;&#3627408476;&#3627408468;
10&#3627408452;
&#3627408480;&#3627408473;&#3627408476;&#3627408477;&#3627408466;+ 65
0
= 20&#3627408473;&#3627408476;&#3627408468;
10(0,111)+ 65
0
= 46
°







β= 20&#3627408473;&#3627408476;&#3627408468;
10&#3627408452;
&#3627408480;&#3627408473;&#3627408476;&#3627408477;&#3627408466;+ 65
0
= 20&#3627408473;&#3627408476;&#3627408468;
10(0,75)+ 65
0
= 62
°

=
40
9
&#3627408485; (
1
4
&#3627408485; 0.5)&#3627408485;
0.6
3
= 0.111
=
50
9
&#3627408485; (
3
4
&#3627408485; 0.9)&#3627408485;
0.6
3
= 0.75
Drenažne mere
Drainage measures
Skup A
Skup B









Qnagib = 0.42,
Ugao lica etaže Ǎ = 55
0

max Ǎ= 57
0

3
Loc RQD (%) Jn Jr Ja 0-factor Jwice SRFa SRFb SRFc Q-slope Ǎ (slope angle°)
1 10-25 6 1 4 0.5 0.5 2.5 1 N/A 0.0729 42
2 10-25 6 1 3 0.75 0.5 2.5 2 N/A 0.1458 48
3 25-50 9 2 3 0.75 0.5 2.5 2 N/A 0.4166 57

• Tankoslojni, presavijeni alevrit, (ńc = 35 MPa)
• Iskop je pod uglom (pad: 35
0
-70
0
).
• Ugao nagiba etaža; 40
0
, 45
0
i 55°.
• Visina nagiba = 3- 5 m
• RQD = 10–50%
• SRFa=2,5; SRFb= 1-2; SRFc =N/A.
• Q-nagib=0,07 – 0,41; Ǎ=40°-55
0

. Ǎ (ugao nagiba°) = 42
0
; 48
0
i 57
0
.
- Tankoslojni, presavijeni alevrit koji uranja u iskop (pad: 35
0
-70
0
)
- Nagib sloja postaje povoljniji niže na nagibu i RQD se blago poboljšava
- Uglovi lica kosine/klupe prilagoĎeni su u skladu sa tim. Postignut je
stabilan projekat kosina/klupa

593. 593/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

















Sl.5.127. Dobar primer različito rastrošenih stena na dva useka (odvojena zonom raseda) i poboljšanje
kvaliteta stenske mase sa dubinom, pomaže u objašnjenju odgovarajuće strmih, neojačanih kosina i
poprečni presek jedne kosine površinskog kopa.
Odnos Q-nagiba i ugla nagiba – β, (Barton i Bar, 2015)



















Odnos Q-nagiba i ugla nagiba - Ǎ

Q-slope = 10 – ugao nagiba 85
0
.
Q-slope = 1 - ugao nagiba 65
0
.
Q-slope = 0.1 - slope angle 45
0
.
Q-slope = 0.01 - slope angle 25
0
.

594. 594/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Kako je rečeno, Tabele od 5.80 do 5.86 i slika 5.121 dodate su da bi se pomoglo u opisu parametara
u jednačini (1). Bar & Barton (2017) daju dodatne smernice i pozadinu. Neke tabele su već
prikazane u delu o RQD, RMR…Q i GSI, ali je dobro i direktno čitati podatke o Q-nagibu.
Tabela 5.80 - Oznaka kvaliteta stene - Rock quality designation RQD
Opis oznake kvaliteta stene RQD (%)
*

A Vrlo slaba (potpuno istrošena stena)/Very poor 0–25
B Slaba (istrošena stena)/Poor 25–50
C Zadovoljavajuća (umereno istrošena stena)/Fair 51–75
D Dobra (tvrda stena-hard rock)/Good 76–90
E Vrlo dobra- odlična (sveža stena)/Excellent 90–100
*
Gde se RQD prijavljuje ili meri kao ≤10 (uključujući nulu), nominalna vrednost
od 10 koristi se za procenu Q-nagiba.

RQD intervali od 5, tj. 100, 95, 90, itd., su dovoljno tačni
Tabela 5.81 - Broj pukotinskih skupova (Jn), Tabela.2 - Joint Set Number (Jn)
OPIS BROJA PUKOTINSKIH SKUPOVA
(Joint set number description)
Jn - broj pukotina
(diskontinuiteta)
Napomena
A
Masivne stene bez ili sa malo pukotina
Massive, no or few joints
0,5-1,0
1.Kod ukrštanja
tunela koristiti
(3*Jn)

2.Na portalima
koristiti
(2*Jn)
B Jedan skup pukotina (One joint set) 2
C
Jedan skup pukotina plus slučajne pukotine
(One joint set plus random joints)
3
D Dva skupa pukotina (Two joint sets) 4
E
Dva skupa pukotina plus slučajne pukotine
(Two joint sets plus random joints)
6
F Tri skupa pukotina (Three joint sets) 9
G
Tri skupa pukotina plus slučajne pukotine
(Three joint sets plus random joints)
12
H
Četiri ili više skupova pukotina, slučajne, jako ispucane
(Four or more joint sets, random, heavily jointed)
15
Tabela 5.82 - Broj (indeks) hrapavosti pukotina - Jr (Joint roughness number)

Opis broja hrapavosti pukotina (Joint roughness number description) Jr
(a) Kontakt stena-zid pukotine, (b) kontakt nakon smicanja
(a) Rock-wall contact, (b) contact after shearing
A Diskontinuirane (prekinute) pukotine (Discontinuous joints) 4
B Gruba ili nepravilna, talasasta (Rough or irregular, undulating) 3
C Glatka, talasasta (Smooth, undulating) 2
D Kliske, talasaste (valovite) (Slickensided, undulating) 1.5
E Hrapava ili nepravilna, ravna (Rough or irregular, planar) 1.5
F Glatka, ravna (Smooth, planar) 1.0
G Kliske, ravne (planarne) (Slickensided planar) 0,5
(c) Nema kontakta stena –zid pukotine pri smicanju (c) No rock-wall contact when sheared
H Zona koja sadrži dovoljno debele minerale gline da spreči kontakt stena - zid pukotine.
(Zone containing clay minerals thick enough to prevent rock-wall contact.)
1.0
J Peščana, šljunčana ili zdrobljena zona dovoljno debela da spreči kontakt stena–zid pukotine.
(Sandy, gravely or crushed zone thick enough to prevent rock-wall contact.)
1.0
1-Opisi se odnose na karakteristike malog i srednjeg obima, ovim redosledom:
2-Dodajte 1,0 ako je srednji razmak relevantnog skupa pukotina veći od 3 m.
3-Jr = 0,5 može se koristiti za ravne pukotine sa glatkim bočnim stranama koji imaju linije, pod uslovom da
su linije orijentisane za minimalnu čvrstoću.
4-Klasifikacija Jr i Ja primenjuje se na skup diskontinuiteta ili skupove koji su najmanje povoljni za
stabilnost i sa stajališta orijentacije i otpora na smicanje Ņ, gde je ń ≈ Ńn tan
-1
(Jr/Ja).

595. 595/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.83 - Faktor orijentacije diskontinuiteta -O-faktor (Discontinuity orientation factor - O-factor)



Tabela 5.84 - Broj okolišnih (uslova životne sredine) i geoloških uslova (Jwice)

Jwice*
Pustinjsko
okruženje
Vlažno
okruženje
Tropske
oluje
Ledeni
klin
Stabilna struktura; odgovarajuća stena. 1,0 0,7 0,5 0,9
Stabilna struktura; neodgovarajuća stena. 0,7 0,6 0,3 0,5
Nestabilna struktura; odgovarajuća stena. 0,8 0,5 0,1 0,3
Nestabilna struktura; neodgovarajuća stena. 0,5 0,3 0,05 0,2
*Napomena:
Kada su preduzete (postavljene) drenažne mere, primenite Jwice x1,5.
Kada su ugraĎene mere za ojačanje kosina, primenite Jwice x1.3.
Kada su postavljeni drenaža i armatura, primenite oba faktora Jwice x1,5 x 1,3.

Tabela 5.85 - Indeks (broj) izmene pukotinske ispune - alteracija (Ja), ( Joint Alteration Number (Ja)
Indekx (broj) izmene pukotinske ispune-alteracija (Ja) Joint alteration number (Ja) Ja
ŀr približno
(stepeni)
a) KONTAKT SA ZIDOM STENE (bez ispuna od gline, samo premazi) Rock-wall contact (no clay fillings, only coatings)
A Čvrsto zarasla, tvrda, neomekšavajuća, nepropusna ispuna, tj. kvarc ili epidot. 0.75 -
B Nepromenjeni zidovi pukotina, samo površinsko bojenje. 1.0 25-35
C
Neznatno izmenjeni zidovi pukotina. Mineralni premazi koji ne omekšavaju, peščane čestice,
raspadnute stene bez gline itd.
2.0 25-30
D Prevlake (premazi) od muljevitih ili peskovitih glina, male frakcije gline (ne omekšavaju). 3.0 20-25
E
Omekšivači ili glineni mineralni premazi sa niskim trenjem, tj. kaolinit ili liskun. TakoĎe
hlorit, talk, gips, grafit, itd., i male količine gline koje bubre.
4.0 8-16
b) KONTAKT SA ZIDOM STENE NAKON NEKOG SMICANJA (tanke glinene ispune, verovatna debljina ≈ 1-5mm)
Rock-wall contact after some shearing (thin clay fillings, probable thickness ≈ 1-5mm)
F Peščane čestice, dezintegrisana stena bez gline itd. 4.0 25-30
G Jako prekonsolidovane mineralne ispune od gline koje ne omekšavaju. 6.0 16-24
H Srednja ili niska prekomerna konsolidacija, omekšavanje, glinena mineralna ispuna. 8.0 12-16
J
Ispuna od bubreće gline, odnosno montmorilonit. Vrednost Ja zavisi od procenta čestica
veličine gline koja bubri i pristupa vodi.
8-12
6-12
c) BEZ KONTAKTA SA ZIDOM STENE KADA SE SMIČE (debela glina/ispuna od zdrobljenog kamena)
No rock-wall contact when sheared (thick clay/crushed rock fillings)
M
Zone ili trake dezintegrisanih ili zdrobljenih stena i gline
(viditi G, H, J za opis stanja gline).
6, 8, ili 8-12
6-24
N Zone ili trake muljevite ili peskovite gline, male frakcije gline (ne često). 5.0 -
OPR Debele, kontinuirane zone ili trake gline (videti G, H, J za opis stanja gline). 10, 13, ili 13-20 6-24
Napomena: Vrednosti za ņr su približne i odnose se na mineraloške materijale ispune pukotina ako su prisutne.







Faktor orijentacije diskontinuiteta – O-faktor (Discontinuity Orientation Factor – O-factor)
Opis Skup A Skup B
Napomena: Podešavanje orijentacije za pukotine u stenskim kosinama.
Primenite orijentacionii faktor Skup A na najnepovoljniji skup pukotina.
Ako je potrebno, primeniti Skup B orijentacioni faktor na sekundarni sskup
pukotina u slučaju potencijalno nestabilnog formiranja klina
Vrlo povoljno orijentisana 2.0 1.5
Prilično povoljno 1.0 1.0
Nepovoljno 0.75 0.9
Vrlo nepovoljno 0.50 0.8
Uzrok loma ako nije podgraĎen 0.25 0.7
Primer primene „0“ faktora:
Skup A je dominantan i najnepovoljniji: Jr = 1.5, Ja = 2;
Skup B je manje dominantan: Jr = 2, Ja = 1.
Pretpostavlja se da su klinovi formirani od ova dva skupa zbog pada:
A) Jr/Ja=1,5/2; 0-faktor = 0,5 (vrlo nepovoljno).
B) Jr/Ja = 2/1; 0-faktor = 0,9 (nepovoljno).
Ukupna pretpostavka klina: (Jr/Ja)0 u Q-nagibu = (1,5/2)x0,5x(2/1)x0,9 = 0,68 (ņ= 34°- 35°)

596. 596/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.86 - Faktori smanjenja čvrstoće (maksimum SRFa, SRFb i SRFc postaje SRFslope

FAKTORi SMANJENJA ČVRSTOĆE U NAGIBU (SRF SLOPE) za lomove, odnos čvrstoće/naprezanja
(Koristite maksimalno SRFa, SRFb i SRFc) - (Use maximum of SRFa, SRFb & SRFc)
SRFa fizičko stanje i Opis SRFa (SRFa - Physical Condition)
SRFa
A 2.5 Lagano labavljenje zbog položaja na površini, smetnje od miniranja ili iskopavanja
B 5
Labavi blokovi, znakovi pukotina zbog naprezanja i smicanja pukotina, osetljivost na atmosferske
uticaje, ozbiljne smetnje od miniranja
C 10 Kao B, ali jaka osetljivost na vremenske uslove
D 15
Padina je u uznapredovalom stadijumu erozije i labavljenja zbog povremene erozije vodom i/ili
uticajem leda
E 20 Preostali nagib sa značajnim transportom materijala niz nagib/padinu.
SRFb - raspon napona i čvrstoće u nagibu (SRFb – stress and strength range in slope)
SRFb Napon (Stress) ńc/ń1*
F 2.5-1 Umereni raspon naprezanja i čvrstoće (ńc/ń1: 50-200)
G 5-2.5 Visok obim naprezanja i čvrstoće (ńc/ń1: 10-50)
H 10-5 Lokalizovani lom netaknute stene (ńc/ń1: 5-10)
J 15-10 Prinos drobljenja ili plastičnosti (ńc/ń1: 2.5-5)
K 20-15 Plastični tok materijala omekšanog deformacijom (ńc/ń1: 1-2.5)
* ńc = neograničena pritisna čvrstoća (UCS). ń1= maksimalno glavno naprezanje
SRFc - Major Discontinuity Orijentacija diskontinuiteta (Discontinuity Orientation)
SRFc - Veliki diskontinuitet
Orijentacija diskontinuiteta
Povoljno Nepovoljno Vrlo nepovoljno
Uzrok loma ako nije
podržano/podgraĎeno
L Veliki diskontinuitet sa malo gline ili bez nje 1 2 4 8
M Veliki diskontinuitet sa RQD/stene zbog gline i
zdrobljene stene/kamena
2 4 8 16
N Veliki diskontinuitet sa RQD300 zbog gline i
zdrobljene stene/kamena
4 8 12 24
Napomena: RQD100 = okomit uzorak diskontinuiteta od 1 metra
RQD300 = okomit uzorak diskontinuiteta od 3 metra

Ō Inženjerska primena Q-slope - GSIED
Kako bi predvideli različite parametre i inženjerska svojstva kod različitih tipova stena na osnovu
njihovih petrografskih karakteristika u inženjerskoj geologiji i mehanici stena, nekoliko istraživača
je pokušalo konstruisati različite modele - programe za računare. Istraživanja su ispitala odnose
između Q-sistema, Q-nagiba i GSI, kao i za druge stene korišćenjem statističkih analiza i različitih
tehnika računanja kao što su vrednost srednje kvadratne greške (RMSE), srednja apsolutna
procentualna greška (MAPE), srednja apsolutna greška (MAE) i koeficijent determinacije (R
2
-kvadrat).
Razmatrano je više od 192 evidentiranih slučajeva prikupljenih iz 11 zemalja na pet kontinenata
kako bi se detaljnije istražio odnos između GSI dobijenog korišćenjem popularnih metoda
grafikona. (GSIgrafikon) i njegova korelacija sa Q' i Q-nagibom'.
Evidencija slučaja dobijena je sa stenskih padina koje su procenjene tokom razvoja metode Q-nagiba na
preko 20 različitih tipova stena, slika 5.128, u vrlo različitim inženjersko geološkim, ekološkim i klimatskim
okruženjima/postavkama. Primena metode uključivala je puteve, autoputeve i kamenolome. GSI je
procenjen za ove studije slučaja koristeći GSI grafikon za ispucale stene (GSIgrafikon). autoputeve i
kamenolome. GSI je procenjen za ove studije slučaja koristeći GSI grafikon za ispucale stene (GSIgrafikon).
- Magmatske stene uključuju andezit, bazalt, diorit, granit, kimberlit, monzodiorit, riolit i tuf.
- Sedimentne stene uključuju krečnjak, greywacke, krečnjak, muljnjak, alevrit, peščar i trakaste
formacije gvožđa.
- Metamorfne stene uključuju mermer, metapeščar, filit, kvarcit, škriljac.
Slika 5.128. predstavlja izbor fotografija stenskih padina koje se nalaze unutar vrlo različitih
stenskih masa i njihove GSI, Q-slope i Q-slope' ocene za kontekst:

597. 597/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.5.128. Izbor studija slučaja upoređujući GSI, Q-nagib i Q-nagib'.
- Slučaj A i B su oba granita. A je masivan dok je B blok.
- Slučaj C, D i E su svi alevriti, koji su blokovi, slojevita (raspucana) i vrlo blokovi. Kvalitet površine
pukotina se smanjuje od vrlo dobrog do dobrog u C i E na dobar u F.
- Zapis slučaja F je smicani muljnjak koji se sastoji od glinenih i alevritnih stena sa glatkom, grafitnom
ispunom duž ravnih slojeva i škriljavih/smaknutih slojeva.
- Zapisi slučajeva B i C imaju isti GSI, ali znatno različite vrednosti Q-nagiba, zbog orijentacije
diskontinuiteta.
- Zapisi slučajeva D i E imaju različite vrednosti GSI i Q-nagiba, ali vrlo slične vrednosti Q-nagiba. Obe
su stabilne padine sa uglovima kosina etaže (klupe) od približno 65°.
Analiza podataka je provedena korišćenjem softvera SPSS23 kako bi se ocrtali odnosi između
parametara i opisala frekvencijska distribucija GSI vrednosti.

5.2.13.1. Korelacija između metoda
U statistici, korelacija znači odnos između dve promenljive koje pokazujzu zavisnost i može se
izraziti funkcijom. Primenjena je linearna regresionaa analiza metodom najmanjih kvadrata kako bi
se proverilo postojanje odnosa zavisnosti između indeksa kvaliteta stene kroz izradu disperzionog
dijagrama i dobijanje linije linearne regresije. Za procenu jačine ove korelacije korišćen je
koeficijent determinacije (R
2
), koji varira između 0 i 1. Ovaj koeficijent je deskriptivna mera
procenta varijacije u y, što se može objasniti varijacijama u x, prema specifičan regresioni model.
5.2.13.1.1. Korelacija između GSI i Q'

Q' vrednosti su izračunate pomoću jednačine (4) i korelisane sa GSIgrafikon za tri vrste stena (magmatske,
sedimentne i metamorfne) odvojeno i korelaciju za sve stene zajedno. Pouzdanija korelacija se odnosi na
metamorfne stene (R
2
= 79%). Takođe, za sve slučajeve, najbolje se uklapa u logaritamsku krivu. Ovi
odnosi imaju sličnosti sa jednačinom GSIcalc = 9lnQ' + 44 za RMR89 < 23 (7)
5.2.13.1.2. Korelacija između GSI i Q-Slope'
Osim toga, koristeći jednačinu (5), vrednosti Q-nagiba su izračunate i korelirane sa GSIgrafikon za tri različita
tipa stena (magmatske, sedimentne, metamorfne) za sve stene zajedno. Pouzdanija korelacija je sa

598. 598/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
metamorfnim stenama (R
2
= 63%). Takođe, u svim slučajevima, najbolje se uklapa u logaritam. Ovi odnosi
takođe imaju sličnosti sa jednačinom (7)
Osim toga, koristeći jednačinu &#3627408452;
−nagib′ = (
&#3627408453;&#3627408452;&#3627408439;
&#3627408445;&#3627408475;
) &#3627408485; (
&#3627408445;&#3627408479;
&#3627408445;&#3627408462;
)
&#3627408436;
&#3627408485; (
&#3627408445;&#3627408479;
&#3627408445;&#3627408462;
)
&#3627408437; &#3627408468;&#3627408463;&#3627408466; &#3627408471;&#3627408466; &#3627408477;&#3627408479;&#3627408470;&#3627408474;&#3627408466;&#3627408475;&#3627408471;&#3627408470;&#3627408483;&#3627408476;
&#3627408484;ℎ&#3627408466;&#3627408479;&#3627408466; &#3627408462;&#3627408477;&#3627408477;&#3627408473;&#3627408470;&#3627408464;&#3627408462;&#3627408463;&#3627408473;&#3627408466;
(5),
izračunate su vrednosti Q-nagiba i koreliraja sa GSIGrafikonom.
GSI2013 = 1.5JCond89 + RQD/2 (8)
ili &#3627408442;&#3627408454;&#3627408444;
2013 =
52
&#3627408445;&#3627408479;
&#3627408445;&#3627408462;
(1+
&#3627408445;&#3627408479;
&#3627408445;&#3627408462;
)
+
&#3627408453;&#3627408452;&#3627408439;
2

5.2.13.1.3. Korelacija između GSIGrafikon i GSI2013
Nadalje, jednačina (8) je korišćena za dobijanje GSI2013 vrednosti, koje su zatim upoređene sa
GSIgrafikon, sažima nalaze. a prikazuje korelaciju za tri različite vrste stena (magmatske, sedimentne,
metamorfne) prikazuje korelaciju za sve stene. Metamorfne stene imaju pouzdaniju korelaciju (R
2
= 88%).
Osim toga, optimalno uklapanje je linearno u svim okolnostima.
Nekoliko različitih odnosa između GSI (GSIgrafikon) i Q' i Q-nagiba' identifikovano je koristeći preko 200
novih zapisa slučajeva. Odnos između GSI vrednosti i Q vrednosti je:
GSI = A ln(Q) + B, (9)
gde su A i B konstante materijala, zavisno od vrste stene.
Ō Za Q': A i B vrednosti kreću se od 9,82 do 11,13 odnosno od 35,31 do 38,74.
Ō Za Q-nagib': vrednosti A i B kreću se od 6,23 do 8,39 odnosno od 42,19 do 47,34.
Svi izvedeni odnosi sumirani su u tabeli 5.64.
Tabela 5.87 - Empirijske jednačine izvedene iz više izvedenih studija ispitivanja stenskih masa.

Vrste korelacije Jednačina R
2

GSIgrafikon & Q' za metamorfne stene GSI = 11,10ln(Q') + 38,74 0,79
GSIgrafikon & Q' za sedimentne stene GSI = 11,13ln(Q') + 35,31 0.69
GSIgrafikon & Q' za magmatske stene GSI = 9,82ln(Q') + 36,28 0,71
GSIgrafikon & Q' za sve stene GSI = 10,58ln(Q') + 36,02 0.66
GSIgrafikon & Q-nagib' za metamorfne stene GSI = 7,98ln (Q-nagib') + 47,34 0.63
GSIgrafikon & Q-nagib' za sedimentne stene GSI = 8,39 ln (Q-nagib') + 42,19 0,60
GSIgrafikon & Q-nagib' za magmatske stene GSI = 6,23ln (Q-nagib') + 44,94 0,58
GSIgrafikon & Q-nagib' za sve stene GSI = 8,13ln (Q-nagib') + 44,12 0,62
GSIgrafikon & GSI2013 za metamorfne stene GSI2013 = 0,98 (GSgrafikon ) − 0,51 0,88
GSIgrafikon & GSI2013 za sedimentne stene GSI2013 = 1,03 (GSIgrafikon ) + 1,19 0,74
GSIgrafikon & GSI2013 za magmatske stene GSI2013 = 0,95 (GSIgrafikon ) + 8,41 0,71
GSIgrafikon & GSI2013 za sve stene GSI2013 = 0,97 (GSIgrafikon ) + 4,29 0,75
Tabela 5.88 - Statistički pokazatelji za odnose modela Q i GSI
Statističke metrike Q-Slope' u odnosu na GSIgrafikon Q' u odnosu na GSIgrafikon GSIcalc u odnosu na GSIgrafikon
Trening Testiranje Trening Testiranje Trening Testiranje
RMSE 9.93 10.8 8.5 9.56 7.47 7.85
MAPE 0.16 0.18 0.13 0.16 0.11 0.11
MAE 7.87 8.5 6.69 7.8 5.95 5.9

599. 599/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Uzimajući u obzir samo nestabilne i kvazistabilne nagibe, od kojih su oba nepoželjni ili neželjeni
događaji, Bar & Barton (2017) su procenili verovatnoću loma (PoF) koristeći izo-potencijalne
linije. Ako bi se prihvatili određeni stepeni loma, kao što su procenti pojedinačnih kosina nagiba -
klupa u otvorenim kopovima, onda su takođe izvedene sledeće jednačine Verovatnoća loma -
probability of failure (PoF):
PoF=1%: ί = 20log10 Qslope + 65
0

PoF=15%: ί = 20log10 Qslope + 67.5
0

PoF=30%: ί = 20log10 Qslope + 70.5
0

PoF=50%: ί = 20log10 Qslope + 73.5
0

5.2.13.2. Projektovanje senske kosine sa geofizičkim podacima bušotina i Q-padinama

Dodatni parametri nisu deo uobičajenih Hoek-Brown proračuna. Ovi parametri navedeni su kao
dodatna pomoć pri projektovanju.

Barton (2006) je izveo opšti odnos između Q-vrednosti i brzine P-talasa normalizujući Q-vrednost
jednačinom (12) gde je neograničena pritisna čvrstoća (UCS ili Ńc) u (MPa) i Qc je normalizovana Q-
vrednost. Brzina P-talasa (Vp) u (km/s) tada se može proceniti pomoću jednačine (13).
Za izračunavanje brzine smičućeg talasa u steni koristitće se odnos Q (Barton) - Vp i Vs. Za izračunavanje
Q vrednosti, FHWA-NHI-10-034 preporučuje sledeću jednačinu:
(10)



RMR će se izračunati pod pretpostavkom da je GSI = RMR- 5.
Brzina P-talasa i Q-vrednost (Barton, 2002.)
Barton (2002), opisao je odnos između Q i Vp (km/sec)kao:
Vstr = 3,5 + logQc ∙ Vp = 3,5 + logQc (11)

Qc u ovoj jednačini je Q normalizovan jednoosnom pritisnom čvrstoćom koja se može izračunati
kao


Odnos između Vp (brzine P-talasa) i Q-vrednosti nalazi se normalizacijom Q-vrednosti sa
neograničenom čvrstoćom na pritisak (Ńc).

- Qc je normalizovana Q-vrednost: (12)

- Vp [km/s] može se proceniti prema: (13)

(14) - Na sličan način, Qc se može proceniti iz Vp:



Na kraju, odnos između Vp i Vs je prilagođen iz istraživačkog projekta USGS-a, Brocher(2005):
Vs = 0,7858 - 1,2344 ⋅ Vstr + 0,7949 ⋅ V
2
str - 0,1238 ⋅ V
3
str + 0,00, u km/sec. (15)
Poissonov koeficijent od Brochera 2005
ν = 0,8835 - 0,315Vstr+ 0.0491 V
2
p - 0.00024 V
3
p (16)







Sl.5.129. Vrednosti Poissonovog koeficijent
od Brochera 2005

600. 600/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Brzina P-talasa i Q-nagib

• Q-vrednost a zato i Qc ne uzimaju u obzir:
- Orijentaciju geoloških struktura u odnosu na padinu O-faktor
- Uslove okoline u kojima će se kosina graditi - Jwice
• Ocene nagiba SRF-a (SRFslope u većini slučajeva) treba da budu jednake jedan (1) jer su već bile
uzete u obzir u Q-vrednosti.

(17)

(18)

Tabela 5.89 - Procena Q-nagiba na osnovu geofizičkih podataka iz bušotine


5.2.13.3. Q-nagib koji se bavi uklinjavanjem leda
Geomehanička klasifikacija Q-slope (2015) je jedina empirijska metodologija za analizu stabilnosti
padina koja uzima u obzir i efekat leda.

U ovom istraživanju proučavano je 18 stenskih
padina, od kojih je 83,34% empirijskom metodom
Q-nagiba klasifikovano kao nestabilno, 11,11%
kao kvazistabilno, a 5,55% kao stabilno. Padine
koje su vizuelnom i empirijskom metodom svrstane
u istu kategoriju su kosine 9,10 i 15 (sl. 5.130)
Sl. 5.130. Grafikon procene stabilnosti Q-nagiba u
uslovima uklinjavanja leda. Linija predstavlja Barton-
Bar jednačinu stabilnosti za nagibe: U - nestabilna-
neuspešna zona; Q - kvazi-stabilna-nesigurna zona; S -
stabilna zona.


Sl.5.131. Padine na lokaciji istraživanja Puerto de
Navacerrada 1: (a) nagib 1; (b) nagib 2;(c) slike nagiba 4 i snimljeni
podaci Nadmorska visina 1885 je m.n.v. Tipične dnevne temperature
su -3 °C,
a noćne -8 °C..

Sl.5.132. Dijagram
toka polja i
napredak obrade za
dobijanje
geomehaničkih
parametara (i
procene
stabilnosti), kao i
VR i 3D rezultata;
(a) pokazuje napredovanje istraživanja od terenskog prikupljanja
podataka do rezultata. (b) prikazuje neke ledene slapove na kojima se
razvija terensko istraživanje. (c) je sferni pogled od 360° koji se vidi
kada se kamerom upravlja putem aplikacije. (d) prikazuje platformu
za virtuelnu stvarnost.
Vrsta (tip) tla
Ground Type
Vp (km/s) ńc (MPa)*(°)
Približno Q
Approximate
O-factor Jwice
Approximate
Q-slope^
Ǎ
Set A Set B (PoF=1%)
MW Siltstone 3.40 35 0.60 1 1 1 0.60 61
SW Siltstone 3.80 50 1.50 1 1 1 1.50 69
SW Sandstone 4.25 75 4.22 0.75 N/A 1 3.16 75
* Ńc je izveden laboratorijskim ispitivanjem, a ne geofizikom.
^ SRFslope je u ovom slučaju bio jednak jedan i nije uključen u tabelu.

601. 601/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)




Sl.5.133. Prazan šablon za dobijanje indeksa
Q-nagiba koji se koristi u ovom istraživanju.









Primer kompleksnog proračuna prosečnih
parametara za identifikaciju Q-nagiba
proučavanih padina/kosina Navacerrade i
padine Pirineja, prikazan je u tabeli 5.90.


Tabela 5.90 - Izračunavanje prosečnih parametara za identifikaciju Q-nagiba proučavanih padina: U - nestabilan;
podrška potrebna za globalnu stabilnost; Q - neizvesno-kvazistabilno (manji odlomci i lomovi ploča, otvorene
pukotine, manja ojačanja za rasčlanjivanje stena); S - stabilan (*klinovi primenjuju skup A i (skup B)) Jwice × 1.3
kada se primenjuju ojačanja (ankeri, vijci, itd.).


















Tabela 5.90 sumira geotehničke parametre i proračun indeksa Q-nagiba za svaku od padina i geomehaničkih
stanica. Tabela je podeljena na dva dela: padine Navacerrade i padine Pirineja. Dobijena Jwice vrednost (u
odnosu na led) i Q-nagib i ugao nagiba (β°) su istaknuti. Poslednja kolona odgovara analizi vizuelne
stabilnosti (subjektivno) i rezultatima stabilnosti prikazanim na slici 5.132 prema Q-nagibu u ledenim
uslovima. Slika 5.131 je napravljena od strane autora za padine analizirane u ovoj studiji, ali uključuje
Bartonove i Bargove granične linije stabilnosti.
Zato je važno precizno odrediti GSI vrednost?
Sada se GSI široko koristi u stabilnosti padina - kosina i tunelskim radovima. Uz pomoć GSI vrednosti
možemo odrediti parametre smičuće čvrstoće i modul deformacije stenskih masa.
Klasifikacija i karakterizacija stenske mase idu ruku pod ruku, nekoliko studija slučaja u kojima se
porede Q-sistem, Q-nagib i GSI sa nekim zanimljivim odnosima.

602. 602/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Q-sistem i Q-nagib su empirijske metode razvijene za klasifikaciju i procenu stenskih masa za izradu
tunela, podzemno rudarstvo i inženjering stenskih kosina. Obe metode su široko korišćene za vođenje
odgovarajućeg projekta podrške/podgrade tla za podzemne iskope i stabilne uglove za stenske
padine. Koristeći skupove podataka dobijenih sa padina magmatskih, sedimentnih i metamorfnih stena iz
različitih regiona širom sveta, istraženi su različiti odnosi između indeksa geološke čvrstoće (GSI) i Q -
sistema i Q-nagiba.
Takođe predstavlja odnose između GSI izvedenog na grafikonu sa GSI procenama iz RMR89 i Q' tokom
snimanja jezgra bušotine ili mapiranja pomeranja. Empirijske jednačine izvedene su iz rezultata više studija.
Važne napomene:
- U svim empirijskim metodama koristi se inženjersko prosuđivanje.
- Preporučuje se korišćenje raspona odgovarajućih ulaza (npr. RQD 25-35%)
- SRFb ima tendenciju da dominira u slabim stijenama i visokim padinama. Važna je odgovarajuća
procena naprezanja na licu mesta i čvrstoće intaktne stene.
- Kod malih nagiba i čvršćih materijala, stabilnost je često diktirana pojedinačnim ili skupovima
diskontinuiteta, ili velikim lomovima (SRFc)
- Za velike nagibe koji zahtevaju nekoliko faza iskopa, inženjer bi trebao imati dovoljno vremena
da proveri rezultate Q-nagiba u odnosu na konvencionalne metode.
- Q-nagib ima prednost što je intuitivan i brz - može smanjiti problematične i skupe lomove na klupi i
smanjiti potrebu za tekućim održavanjem.
- U rudarstvu, Q-nagib se takođe može koristiti za lokalno povećanje uglova nagiba i smanjenje iskopa
otkrivke ili povećanje iskorišćenja rude.
- Uspostavljena je veza između Q-nagiba i Vp.
Napomena:
Q-slope Android Application: search for „Q-slope“ or google app store (android
application for mobiles and tablets) visit www.geckogeotech.com for more information
5.2.13.4. O-faktor - faktor orijentacije diskontinuiteta
Jedna od novina Q-nagiba je faktor orijentacije diskontinuiteta, poznat kao O-faktor, koji
omogućava prilagođavanje orijentacije pukotina prisutnih na kosini/nagibu. Ovaj parametar dobija
se nakon što se kinematičkom analizom pukotine utvrdi vrsta loma, s obzirom na orijentaciju
glavnih pukotina i geometriju nagiba. O-faktor se određuje iz tabele, tab. 5.91, u kojoj je jedina
potrebna informacija da li su pukotine (planarni lom) ili pukotine (u slučaju klinastog loma) vrlo
povoljno orijentisane, prilično povoljno, nepovoljno, vrlo nepovoljno ili uzrokuju lom ako su
nepodgrađeni/nepodržani.
Faktor orijentacije diskontinuiteta (O-faktor) opisan u tabeli 5.91 daje prilagođene orijentacije za
diskontinuitete u nagibima stena (Barton i Bar 2015). Na slici 5.134 prikazani su fotografski primeri.
Tabela 5.91 - Faktor orijentacije diskontinuiteta -O-faktor (Discontinuity orientation factor - O-factor)










Faktor orijentacije skupa A primenjuje se na najnepovoljniji skup diskontinuiteta. Ako je potrebno,
faktor orijentacije skupa B primenjuje se na skup sekundarnog diskontinuiteta (tj. u slučaju
potencijalno nestabilnih klinastih formacija).
Faktor orijentacije diskontinuiteta – O-faktor (Discontinuity Orientation Factor – O-factor)
Opis Skup A Skup B
Napomena: Podešavanje orijentacije za pukotine u stenskim
kosinama. Primenite orijentacionii faktor Skup A na najnepovoljniji
skup pukotina. Ako je potrebno, primeniti Skup B orijentacioni
faktor na sekundarni sskup pukotina u slučaju potencijalno
nestabilnog formiranja klina
Vrlo povoljno orijentisana 2.0 1.5
Prilično povoljno 1.0 1.0
Nepovoljno 0.75 0.9
Vrlo nepovoljno 0.50 0.8
Uzrok loma ako nije podgraĎen 0.25 0.7
Primer primene „0“ faktora:
Skup A je dominantan i najnepovoljniji: Jr = 1.5, Ja = 2;
Skup B je manje dominantan: Jr = 2, Ja = 1.
Pretpostavlja se da su klinovi formirani od ova dva skupa zbog pada:
A) Jr/Ja=1,5/2; 0-faktor = 0,5 (vrlo nepovoljno).
B) Jr/Ja = 2/1; 0-faktor = 0,9 (nepovoljno).
Ukupna pretpostavka klina: (Jr/Ja)0 u Q-nagibu = (1,5/2)x0,5x(2/1)x0,9 = 0,68 (ņ= 34°- 35°)

603. 603/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Neki jednostavni primeri O-faktora


Sl. 5.134. Primeri potrebe za primenom O-faktora
(faktor orijentacije diskontinuiteta).






















5.2.13.5. Nov sistem klasifikacije “Rock Slope Instability Score (RSIS)” za procenu stabilnosti
padina stena (Predlog)
(“ Ocena nestabilnosti stenskih padina/nagiba/kosina (RSIS)” - “Rock Slope Instability Score (RSIS)” )
U poslednjih nekoliko decenija predloženo je nekoliko sistema klasifikacije stenskih masa kako bi
se identifikovali uslovi stabilnosti padina stena, koji imaju veliku verovatnoću loma, i u skladu sa
tim dali prioritet preventivnim merama. Dat je pregled različitih sistema klasifikacije, naglašavajući
njihove razlike i sličnosti u pogledu uključenih faktora i načina njihovog loma. Takođe su
upoređene prednosti i ograničenja svake klasifikacije. Međutim, mnogi od ovih postojećih sistema
ne uspevaju klasifikovati magibe na padinama prema njihovoj stvarnoj osetljivosti loma, jer
zanemaruju važne faktore okidanja (trigera) kao što su zemljotresi ili atmosferske padavine.
Na primer, podzemne vode se smatraju faktorom koji uzrokuje nestabilnost sa ograničenim
efektom, a ne faktorom koji izaziva lom.



Sl.5.135.Ilustracija različitih spoljašnjih faktora i unutrašnjih parametara (7 tipa) na koje ljudske aktivnosti
mogu uticati i koji mogu dovesti do nestabilnosti nagiba (Izmenjeno prema Sidle i Ochiai, 2006).
Vrlo nepovoljno?

Uzrok loma ako nije
podgrađeno…
Povoljno…
Prilično povoljno? (osim ako je uski
razmak i potencijal prevrtanja)

604. 604/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Uočeno je da nagib stena treba klasifikovati prema njihovom potencijalu loma, uzimajući u obzir i njihovo
stanje i uticaj okidačkih faktora na stabilnost. Takođe se uočava da je važno analizirati svaki tip loma
posebno, budući da je svaki pod uticajem jedinstvenih faktora nestabilnosti. Konačno, daje predlog za
poboljšanje postojećih klasifikacija kroz uključivanje svih kritičnih faktora kao što su pravac (pružanje)
nagiba, način iskopavanja, zemljotres i padavine koje bi izazvale nestabilnost padine.
Tokom poslednjih nekoliko decenija, brojne kvalitativne empirijske tehnike za procenu stabilnosti
stenskih padina razvijene su i dokumentovane u naučnoj literaturi. Svaka klasifikacija je
projektovana za određenu svrhu, posebno za podzemna iskopavanja, koja imaju određena
ograničenja. Međutim, nažalost, nijedna od trenutno dostupnih klasifikacija ne može sveobuhvatno
proceniti stanje padine stena na osnovu kombinovanog uticaja geomehaničkih parametara,
geološke strukture, seizmičnosti, godišnjih padavina i antropogenog efekta koji može uzrokovati
nestabilnost. Novi sistem klasifikacije razmatra različite kvantitativne metode procene za različite
intenzitete seizmičnosti i različite efekte na okolinu prilikom izračunavanja rezultata stabilnosti
padina stena. Uzimajući u obzir ograničenja svih postojećih empirijskih sistema klasifikacije,
predložen je novi sistem klasifikacije padina stena pod nazivom Rock slope instability score
(RSIS). RSIS pristup kombinuje najrelevantnije faktore koji utiču na stabilnost stena, uključujući
geomehaničke faktore, geološku strukturu i seizmičke parametre, faktore okoline i antropogene
faktore i nudi kvantitativnu meru za procenu nestabilnosti u padinama stena. Međutim, glavno
ograničenje RSIS-a je da ne može proceniti stanje padina na osnovu mesečnih ili dnevnih padavina
što je jedna od bitnih komponenti praćenja stabilnosti stena u realnom vremenu.
Novi sistem klasifikacije predstavljen u istraživačkom radu na padinama stena na indijskim
Himalajima ima za cilj da proceni stabilnost padina stena uzimajući u obzir sve veću učestalost
ekstremnih vremenskih događaja povezanih sa klimatskim promenama i poboljšane mogućnosti
instrumenata u otkrivanju čak i manjih promena u faktorima koji utiču na stabilnost padina stena.
Ovaj sistem uzima u obzir geotehničke i geološke parametre stenskih padina, zajedno sa
uticajima pokretačkih faktora, parametara okoline i ljudskih aktivnosti. Studija se koncentriše na
padine stena na indijskim Himalajima i zasnovana je na analizi 81 različite padine stena iz različitih država
u himalajskoj regionu. Opsežna terenska istraživanja, uzorkovanje stena, geotehnički laboratorijski testovi
i merenja tla izvršeni su kako bi se uspostavio sveobuhvatan sistem bodovanja za procenu stabilnosti.
Određivanje težine dodeljenih svakom parametru zasniva se na njihovom uticaju u izazivanju nestabilnosti
nagiba, Tabela 5.92.
Tabela 5.92- Broj proučavanih padina uzetih iz različitih himalajskih država Indije (81 padina stena).

Terenske fotografije koje ilustriraju stvarno stanje nagiba polja.
Prikazane studije slučaja pokazuju da su padine u potpuno
nestabilnom stanju. ("HS" Himachal Pradesh slope, "JL" Jammu
& Kashmir slope, "RL" Rudraprayag slope, "ML" Mizoram
slope, and "SL" Sikkim slope).

605. 605/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Studija,“ Ocena nestabilnosti stenskih padina/nagiba/kosina (RSIS)” “Rock Slope Instability Score
(RSIS)”, uvodi novi sistem klasifikacije za procenu stabilnosti stenskih padina/kosina. Uzima, kako
je rečeno, u obzir geološke i geotehničke parametre, kao i uticaj ljudskih aktivnosti i parametara
pokretanja, koji su postali češći zbog klimatskih promena i nekoliko njih je zanemareno u
postojećim klasifikacijama. Studija se fokusira na stenske padine različitih litologija sa indijskih
Himalaja. Razvoj ovog novog sistema klasifikacije zasnovan je na ispitivanju 81 različite padine
stena indijskih Himalaja. Opsežna terenska istraživanja, uzorkovanje stena, geotehnički
laboratorijski testovi i merenja tla provedeni su na različitim lokacijama padina kako bi se
uspostavio sveobuhvatan sistem bodovanja za procenu stabilnosti. Uzete su u obzir raspodele težine
za svaki parametar, što odgovara stepenu njegovog uticaja u izazivanju nestabilnosti nagiba.
Analiza osetljivosti svih definisanih parametara RSIS sistema otkrila je da većina parametara
pokazuje jaku pozitivnu korelaciju, sa Pearsonovim koeficijentima korelacije u rasponu od 0,74
do 0,61. Međutim, dva parametra, a to su pad diskontinuiteta i odnos između smera nagiba i
diskontinuiteta, daje umerenu vezu sa vrednostima koeficijenta korelacije od 0,48 i 0,41. Da bi se
izbegla bilo kakva projektantska pristrasnost u sistemu, nekoliko pojedinaca je prikupilo skup
podataka u različito vreme. Predloženi sistem klasifikacije pokazao je snažnu korelaciju sa stvarnim
stanjem nagiba, i prilično je obećavajući. Ishod RSIS klasifikacije za proučavanih 81 nagib
klasifikovao je 2 nagiba u stabilnom stanju, 21 nagib kao delimično stabilan, 44 kao nestabilan i 14
kao potpuno nestabilan.Sistem RSIS deli karakteristike nagiba stena u četiri glavne kategorije, (Tabela 2).
Tabela 5.93 opisuje detaljnu težinu dodeljenu pojedinačnim parametrima. Sistem RSIS omogućava
standardizovanu i konzistentu procenu padina stena, što rezultuje upravljanjem padinama stena koje
uzima u obzir geološka, geotehnička i geomorfološka svojstva zajedno sa uticajem nestabilnosti
padina uzrokovane delovanjem antropogenog faktora - ljudima.

Distribucija težine svakog faktora odgovara njegovoj podložnosti potencijalnim opasnostima i
stepen uticaja pojedinih faktora na izazivanje nestabilnosti nagiba (slika 5.136.). Precizna dodela
težine svakom parametru je kalibrisana korišćenjem postupka pokušaja i grešaka. Ovo je zasnovano
na internom stručnom mišljenju i znanju stečenom u mehanici stena i inžinjerstvu stena na nekoliko
studija slučaja izvedenih na padinama Himalaja.

Sistem RSIS deli karakteristike nagiba stena u četiri glavne kategorije, (Tabela 5.93):
- karakteristike stena (RC), težina od 30%.
- kinematičko stanje (KC), težina od 40%
- okidač (TE) , težina od 20%. i
- antropogeni učinak (AE), težina od 10%.

Svaka od ove četiri kategorije dalje je podeljena na potkategorije, koje su detaljno razmotrene u
nastavku. Kumulativna ocena svih parametara iz gore navedenih kategorija ukazuje na stepen
nestabilnosti bilo kojeg nagiba (jednačina 1).
RSIS = RC+KC+TE+AE (1)
Veći rezultat ukazuje na nepovoljne uslove i relativno veći rizik od oštećenja. Suprotno tome, niži
kumulativni rezultat označava manji rizik od loma. Sistem bodovanja varira od 0 (minimalna
vrednost) do 100 (maksimalna vrednost). Rezultat koji se dodeljuje pojedinačnoj kategoriji ili
parametru zasniva se na njenom uticaju na izazivanje nestabilnosti. Što je veća bodovna vrednost
date bilo kojoj kategoriji ili parametru, veći je uticaj te kategorije ili parametra.
KC=SArezultat+SHrezultat+SArezultat+DDrezultat+odnos nagiba i rezultata diskontinuiteta (6)
gde je:
KC kinematički uslov,SA ugao nagiba,SH visina nagiba,SA pravac nagiba,DD pad diskontinuiteta.

606. 606/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.93-Faktori klasifikacije i njihovi rezultati za ocenu nestabilnosti padina stiena (RSIS)(vidi tabelu 5.94).

607. 607/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)








Sl.5.136. Podela težine (pondera) svakog faktora, uz tabelu 5.93.

Ō Karakteristike stena (RC) i njihovo bodovanje - Faktori čvrstoće stienske mase (RSF)

Faktori čvrstoće stenske mase - Rockmass strength factors (RSF) izračunat je pomoću
Tabele 5.94, koja uključuje zbir bodovnih vrednosti za tri različite kategorije:
1. Rezultat čvrstoće, tj. čvrstoća intaktne stene (jednoosna pritisna čvrstoća/tačkasto opterećenje),
2. Ambijent diskontinuiteta, tj. koncentracija diskontinuiteta i uslov diskontinuiteta);
3. Postavka (položaj) podzemnih voda.

Svi parametri koji se koriste u RSF-u mogu se proceniti u samom polju, što pomaže u
karakterizaciji stena. Kumulativni rezultat ova tri faktora varira na skali od 0-15 u ovom
novom sistemu klasifikacije (Tabela 5.93).
Novi sistem klasifikacije smatra RSF sistem kao jedan od parametara jer uključuje osobine
kao što su čvrstoća intaktne stene, razmak diskontinuiteta i stanje diskontinuiteta, koji su
ključni faktori za procenu stabilnosti kosina. Takođe razmatra podzemne vode kao faktor
koji je korišćen u samo nekoliko klasifikacionih sistema, uprkos značajnom uticaju na
stabilnost stena. Slika 5.137. prikazuje kvantifikovane rezultate različitih faktora izračunatih
na osnovu koeficijenata težine dodeljenih od strane prethodnih istraživača koji su uključili
ove parametre u svoje klasifikacione sisteme.
“Ocena nestabilnosti stenskih padina/nagiba/kosina (RSIS)”
“Rock Slope Instability Score (RSIS)”
kako bi se prevazišlo ovo ograničenje i uzeli u obzir svi
kritični parametri koji utiču na stabilnost padine. Tokom
razvoja ovog novog sistema klasifikacije, detaljna studija
globalno prihvaćenog sistema klasifikacije stenske mase i
sistema zona opasnosti od klizišta koje su predložili
Anbalagan , Anbalagan i sar. je uraĎeno.
Sistem RSIS deli karakteristike nagiba stena u četiri glavne
kategorije, (Tabela 5.93 ):
- karakteristike stena (RC), težina od 30%.
- kinematičko stanje (KC), težina od 40%
- okidač (TE) , težina od 20%. i
- antropogeni učinak (AE), težina od 10%.
Klasa stene (Rock klass), Tabela 5.95
Stene su kategorizovane u pet klasa
Konačna vrednost rezultata je sledeća RSIS:
RSIS=RC+KC+TE+AE (1)
gde je:
Ō RC karakterizacija stene:
1-Ocena čvrstoće, tj. čvrstoća intaktne stene (jednoosna
pritisna čvrstoća/tačkasto opterećenje),
2-Ambijent diskontinuiteta tj. koncentracija
diskontinuiteta i stanje diskontinuiteta);
3- Podešavanje podzemnih voda
Ō KC je kinematičko stanje:
(a) Odnos smera nagiba i diskontinuiteta
(b) Ugao nagiba i odnos nagiba diskontinuiteta
KC = SArezultat + SHrezultat + SArezultat + DDrezultat +
odnos nagiba i rezultata diskontinuiteta (6)
Ō TE je pokretački efekat:
- Seizmička sila - Earthquake forces score
- Godišnje padavine - Annual precipitation score
TE=Earthquake forces score+Annual precipitation score (7)

Ō AE je antropogeni efekat.
AE=Score of slope excavation method (8)
KC=SAscore+SHscore+SAscore+DDscore+rilation of scope &discontinuity score
gde je:
KC kinematički uslov, SAugao nagiba,SH visina nagiba, SA pravac nagiba,
DD pad diskontinuiteta.

608. 608/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sistem RSIS - kategorije karakteristike nagiba stena















Na primer, koncentracija diskontinuiteta manja
od 60 mm doprinela je maksimalnoj vrednosti
rezultata u ukupnom rezultatu parametra
koncentracije diskontinuiteta. To je u skladu sa
terenskim posmatranjem gde padine stena sa
blisko raspoređenim diskontinuitetom imaju
veće šanse za nestabilnost.

Sl.5.137.Procenat težine faktora - stanje
diskontinuiteta (koncentracija rezultana R
2
= 0,975).









Sl.5. 138. ( a ) Ugaoni odnos između pravca nagiba i pravca diskontinuiteta (b) Ugaoni odnos između
ugla nagiba i pada diskontinuiteta.


Koncentracija diskontinuiteta u metrima povezana je sa rezultatom na eksponencijalni način,
može se koristiti kontinuirana funkcija data jednačinom:
Sscore = 6.76 e
−2.1c
+1.09 (2)
gde je c koncentracija diskontinuiteta. R
2
= 0,975





Karakteristike nagiba stena RSIS sistema Faktor težine %
„Karakterizacija stena” (RC)
Uključuje faktore čvrstoće stena i tip stene i njen stepen istrošenosti,
kojoj je dodeljena težina od 30%. Ova posebna kategorija predstavlja
čvrstoću intaktne stene, tip stene i njeno vremensko stanje zajedno sa
stanjem podzemnih voda.
30%.
„Kinematičko stanje“ (KC)
Ova kategorija je pokazatelj količine potencijalnih kamenih blokova
nastalih na padini stene. Uključuje ” ugao nagiba, visinu nagiba, aspekt
nagiba, ugao diskontinuiteta i odnos izmeĎu diskontinuiteta i nagiba, jer
označava značajan potencijal opasnosti u steni. To ie najznačajnija
težina od 40%
40%
Okidač (triger) –
„efekat okidanja“ (TE)
Ova kategorija ukazuje na uticaj faktora koji se dinamički menjaju u
izazivanju nestabilnosti padina kao što su seizmička sila i godišnje
padavine, poznata kao „efekat okidanja“ sa težinom od 20%.
20%.
„Antropogeni učinak“ (AE
Pripisuje se ljudskim aktivnostima kao što su razvoj infrastrukture u
brdskim područjima, krčenje šuma, vibracije zbog kretanja vozila itd.
Kako sve ove aktivnosti značajno utiču na nestabilnost padina, ovim
faktorima je dodeljena težina od 10%.
10%.
Konačna vrednost rezultata je sledeća: RSIS = RC+KC+TE+AE (1) ǂ 100%

609. 609/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela5.94- Opis diskontinuiteta stena za procenu nestabilnosti padina.


Ō Klasa stene (Rock class)
Proces trošenja bilo koje određene litologije zavisi od njenog sastava, što zauzvrat utiče na
stabilnost padina. Klasa stena je vitalni parametar u određivanju stabilnosti kosina, što dovodi do
dodeljivanja maksimalne bodovne vrednosti od 15 u predloženom sistemu klasifikacije. Stene su
kategorizovane u pet klasa na osnovu njihovog hemijskog sastava i osetljivosti na vremenske
uticaje. Iz perspektive geoinženjeringa, jedan od najvažnijih parametara za efikasnu procenu
stabilnosti padine je dubina određivanja do temeljne stene (DTB) Abbaszadeh Shahri i sar. Tokom
razvoja modela erozije, imperativ je dosledno identifikovati neizvesnost i osetljivost performansi
sistema koja proizlazi iz bilo kakvih odstupanja od projektovanih ulaznih podataka Asheghi i sar.
Rezultati zasnovani na terenskom stanju stenske mase mogu se izračunati pomoću
jednačina. 3, 4 i 5. Dodatno, za padine sastavljene od svake od ovih pet klasa stena, metoda
bodovanja specifikuje dve korekcione vrednosti koje se moraju pomnožiti sa odgovarajućim
rezultatom sveže stene, na osnovu stepena vremenskih uticaja kroz koje je prošla (tabela 5.95).

610. 610/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.95 - Klase stena opisane za procenu nestabilnosti padina.











Ocena stanja slabo/neznatno/umereno trošenja =1,25 × Ocena stanja sveže stene (3)
Rezultat jako istrošenog stanja =1,5 ×Rezultat stanja sveže stene (4)
Karakteristike stene (RC) = RSF rezultat + Ocena klase stene (5)

Ō Kinematičko stanje (KC) i njegovo bodovanje
Kinematičko stanje padina stena obuhvata različite parametre kao što su ugao nagiba, visina
nagiba, pružanje (pravac) nagiba, pad diskontinuiteta i geometrijski odnos između padina i
diskontinuiteta. Ovaj odnos uzima u obzir smer (pružanje) nagiba u odnosu na smer (pružanje)
diskontinuiteta i odnos između ugla nagiba i pada diskontinuiteta.
Povećanje vrednosti za ugao nagiba, visinu nagiba i pad diskontinuiteta ima negativan uticaj na
stabilnost nagiba. Pravac (pružanje) nagiba je značajan i novi parametar koji utiče na stabilnost
kosine. Različite studije sugerišu da padine okrenute prema jugu doživljavaju veće temperaturne
varijacije u odnosu na padine okrenute prema severu (Flatland, Mazzoccola i Hudson, Branson i
Watters). Padine okrenute prema severu, koje su uglavnom zasenjene tokom dana, doživljavaju
minimalne temperaturne fluktuacije, što ih čini manje podložnim nestabilnosti padina. Istočne,
zapadne, severoistočne i severozapadne padine primaju malo sunčeve svetlosti tokom dana i treće
su najranjivije na nestabilnost. Jugoistočne i jugozapadne padine primaju najviše sunčeve svetlosti
i rangirane su kao druge najranjivije. Padine okrenute prema jugu, zbog značajnih temperaturnih
promena, smatraju se najosetljivijima na nestabilnost padina (tabela 5.93).
Takođe, geometrijski odnos između orijentacije padina i diskontinuiteta ima značajan uticaj na
stabilnost stenskih padina. Dve vrste odnosa (Sl.5.138 a,b) su definisani.
1. Odnos smera (pružanje) nagiba i diskontinuiteta;
2. Ugao nagiba i diskontinuitet odnos pada;
Što je veći paralelizam između ova dva odnosa, veća je verovatnoća
loma. Kao rezultat toga, viši rezultati dodeljuju se sa povećanjem paralelizma (tabela 5.93).
Jednačina 6 može se koristiti za izračunavanje rezultata kinematičkog stanja.
KC = SArezultat + SHrezultat + SArezultat + DDrezultat + odnos nagiba i rezultata diskontinuiteta (6)
gde je:
KC kinematički uslov, SAugao nagiba,SH visina nagiba, SA pravac nagiba, DD pad diskontinuiteta.

Ō Efekat okidanja (TE) i njegovo bodovanje - Triggering effect (TE) and its scoring
Seizmička sila
Stabilnost stenskih padina ne može biti bez negativnih dinamičkih efekata zemljotresa. Terenska
posmatranja pokazala su da su klizišta izazvana zemljotresima često povezana sa zemljotresima
magnitude 4 ili više. Ako je tlo zasićeno vodom, posebno nakon obilnih padavina, podrhtavanje će
rezultirati većim brojem klizišta nego inače, sa zapreminom nestabilnog materijala koji će dostići

611. 611/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
nekoliko miliona m
3
. Istraživanje ponašanja padina i brana pod seizmičkim opterećenjem je ključno
i imperativno pitanje. Pogrešno razumevanje kako padine i brane reaguju na seizmičke uslove može
dovesti do nepovratne štete. Indija je podeljena u četiri seizmičke zone na osnovu seizmičkog
intenziteta, sa minimalnim seizmičkim intenzitetom za Zonu-II do maksimalnog seizmičkog
intenziteta za Zonu-V. Himalajski region uglavnom leži u zoni IV i zoni V.

Godišnje padavine
Padavine (posebno u područjima sa značajnim monsunskim padavinama) su primarni faktor koji
može pokrenuti nestabilnost padina naglim povećanjem pritiska vode u porama, što smanjuje
efektivni napon. Postojeći sistemi klasifikacije stenske mase uzimaju u obzir samo uticaj podzemnih
voda na stabilnost smicanja stena i ne uzimaju u obzir štetne efekte površinskih voda. Godišnja
količina padavina na Himalajima varira od manje od 250 mm u regionu Leh do više od 12.000 mm
u Mawsynramu (Meghalaya).
Količina godišnjih padavina u području je podeljena u pet kategorija za potrebe bodovanja, a
rezultat se povećava kako se količina godišnjih padavina povećava (tabela 5.93). Jednačina 7 se
koristi za izračunavanje rezultata efekta pokretanja.
TE = Ocena snage potresa + Ocena godišnjih padavina (7)
Ō Antropogeni efekat (AE)
U novije vreme, antropogene aktivnosti postale su značajan faktor u izazivanju nestabilnosti padina,
posebno na padinama usečenih puteva. Stabilnost padine zavisi od metode iskopavanja koja se
koristi za ove aktivnosti. Da bi se rešio ovaj problem, ovaj novi sistem klasifikacije pokušao je da
pruži bodovne vrednosti za antropogene aktivnosti na osnovu pet glavnih načina iskopavanja.
Maksimalna ocena je data lošem načinu miniranja jer generiše mnoge sekundarne slabe zone, što
dodatno smanjuje čvrstoću padina stena (tabela 5.93). Antropogeni efekat može se izvesti kroz
jednačinu 8.
AE = Ocena metode iskopavanja kosine (8)
Tabela 5.96 - Detalji validacionih parametara za sve studije slučaja - zbirna tabela.


Himalajski
regioni
Stanje
Broj
padina
Seizmička
zona
Raspon varijacija
Godišnja
količina
padavina
Čvrstoća
stena
(MPa)

Ugao
nagiba
Visina
nagiba
(m)
Pružanje/
pravac
nagiba
Litologija Stanje nagiba
Zapadnoevropski
Jammu i
Kašmir
14 Zona IV 1400 mm 4.5–15 48°–75° 75–205 10°–290°
Škriljevac, filit,
škriljac i granitni
gnajs
Potpuno nestabilan (4);
Nestabilan (9); Delimično
stabilna (1)
Zapadnoevropski
Himachal
Pradesh
10 Zona IV 2306 mm 6–9 68°–80° 45–120 130°–200°
Kvarcit, metabasic
& Schict
Potpuno nestabilan (3);
Nestabilan (7);
Zapadnoevropski Uttarakhand 29
Zona IV
i Zona V
1135 mm do
1800 mm
3–12 15°–90° 10–165 0°–340°
krečnjak;
Metavulkanski i
kvarcit
Nestabilan(12); Delimično
stabilan (16); Stabilna (1)
Eastern Sikkim 15 Zona IV 2200 mm 3–12 51°–87° 10–14 5°–303° Filit, gnajs i kvarcit
Potpuno nestabilan (2);
Nestabilan (8); Delimično
stabilan (4); Stabilna (1)
Eastern Mizoram 13 Zona V 2500 mm 6–9 70°–90° 6–30 40°–340° Shale i peščar
Potpuno nestabilan (5);
Nestabilan (8);

612. 612/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.14. KLASIFIKACIJA Brauns-Stinija - kategorije stenskih masa (tla) prema (GN 200)
Ova klasifikacija (kategorizacija) površinskih iskopa je bazirana na opisima litološkog
sastava i stanja stenskih masa u koje su indirektno uključeni i uslovi iskopa, kroz opis
kvaliteta sredine i sredstva izvođenja.
- najčešće korišćena za zemljane radove; klase - kategorije terena su bazirane na alatu koji
je potreban za rad u takvim terenima i prema količini eksploziva potrebnog za izvođenje
iskopa (7 klasa - kategorija).
- Ova klasifikacija poslužila je kao osnov za našu klasifikaciju GN 200.
Ptrema ovoj klasifikaciji (kategorizaciji) zemljani radovi izvode se u zemljištu (tlu), koja se
dele na sedam kategorija.
- I Kategorija: čine je tereni izgrađeni od rastresitih ili slabovezanih stenskih masa (meka)
zemlja, tj. čvrst pesak, nevezani šljunak, rastresiti les i slično zemljište bez unutrašnje
veze. Vrši se najnužnije otkopavanje i odbacivanje lopatom, a po potrebi pomaže ašovom,
za iskop u njima potrebno oko 0.5 sata za iskop 1m
3

- II Kategorija: Plodna zemlja, mekša zdravica i peskuša, laka peskovita glina-glinoviti
pesak, zbijeni pesak i sitniji šljunak, tj. u zemljištu sa slabom unutrašnjom vezom.
- III Kategorija: Čvrsta žilava zemlja, zdravica, grub poluvezan šljunak, utrinsko zemljište
sa samcima i prirodno vlažna glina sa malim procentom peska. Otkopavanje se vrši
ašovom i pijukom (karmapom, budakom, trnokopom i sl.).
- IV Kategorija: Slabije uvaljani ili dobro ugaženi nabačaji slatine i suva barska zemljišta,
zemljišta koja čine prelaz ka stenama, kamenita drobina, suva glina, glinci, glineni
škriljci, laporci mekši i polomljeni argilošisti i filiti, talkšisti, meki vulkanski tufovi, gips i
dr., zatim trošne stene u raspadanju. Laporoviti i umoviti škriljci, meki i raspadnuti
krečnjak, mek peščar, konglomerati i breče sa slabijim vezivom, filiti, mikšisti bogati
likunom i škriljci.
Otkopavanje se vrši ćuskijama (polugama), klinovima i pijucima a retko se upotrebljava
eksploziv za rastresanje.
- V Kategorija: Meka stena (srednje čvrstoće) tj. čvrst peščar, konglomerat, krečnjak, čvrsti
vulkanskih tufovi, škriljasti gnajsevi itd. Razbijanje se vrši čuskijom, klinovima, pijukom
uz povremenu upotrebu eksploziva (baruta).
- VI Kategorija: Čvrsta ali krta stena, tj. jedri masivni krečnjaci, mermeri, dolomiti, peščari
i konglomerati debelih slojeva i dobro cementovani. Većina megmatskih stena, granitske,
sijenitske i dioritske magme, gnajsevi, uslojeni kvarciti itd. Razbijanje se vrši samo
eksplozivom (dinamitom).
- VII Kategorija: čine je tereni izgrađeni od čvrstih i žilavih stenskih masa tj. sveža bazična
i ultrabazična magmatska stena kao: graniti, porfiriti, bazalti, kvarciti, dijabazi, pirokseniti,
gabrovi, neki dioriti, amfiboliti itd. Razbijanje se vrši samo eksplozivom (dimamit) u
kojima se mora primeniti oko 0.5 kg/m
3
dinamita za iskop 1m
3
.
Kategorije zemljišta ulaze u predračun po prethodnoj oceni, a prave kategoroje se utvrđuju
tek prilikom izvršenja radova.
5.2.15. Kategorije stenskih masa (zemljišta) prema (GN 206) - podzemni iskopi

Ova klasifikacija (kategorizacija) podzemnog iskopa je bazirana na opisima litološkog
sastava i stanja stenskih masa, u prisustvo i uticaju podzemne vode i vazduha u koje su

613. 613/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
indirektno uključeni i uslovi iskopa, kroz opis kvaliteta sredine i sredstva izvođenja. Sledeća
osnovna podela tunela je izvršena prema litološkom (geološkom) sastavu i to na:
I Lake tunele - tuneli u steni
1. čvrste stene, velike tvrdoće i žilavosti
2. čvrste stene, manje čvrstoće i krte
II Srednje teške tunele
3. Meke stene, vrlo male tvrdoće
III Teške tunele
4. Stene u raspadanju
IV Vrlo teške tunele
5. Zemljani materijal.
I - Laki tuneli
Opšte osobine: bez pritiska brda, nikako ili vrlo slabo podgrađivanje kalote, samo u cilju
zaštite radnika od ispadanja kamena ili samo mestimično takvo podgrađivanje. Bez
obziđivanja: samo mestimično plombiranje ili kod nekih stena celo obziđlvanje, u vidu tanke
obloge, u cilju zaštite brdskog materijala od vode, mraza ili dima.

Višak izbijanja preko potrebnog profila (radi orijentacije) dozvoljava se povećanje:
a) Za izbijanje kalote metodom temenog proseka 25% od kubature zidova ili betona kalote.
b) Za izbijanje kalote ostalim metodama 20% od kubature zidova odnosno betona kalote.
c) Za sva izbijanja oporaca 15% od kubature ili betona oporaca.
d) Za sva ostala izbijanja, kao za podnožne svodove ili kanale, 10% od kubature njihovog
zidanja ili betoniranja.
Osobine brdske mase:
1. Čvršće stene, velike tvrdoće i žilavosti: bazalt, olivin gabro, granit, kvarc, labradorit,
diorit, tvrdi gnajs, čvrsti porfirit, veoma čvrsti andezit i slične vrlo čvrste stene.
Rastresitost 50%
2. Čvrste, kompaktne, stene manje tvrdoće: koiapaktnl krečnjak, zdravi konglomerati,
škriljci, čvratl peščari, serpentinit, sijenlt, trahit, dolomit i slične kompaktne, ali meke i
krte stene. Rastresitost 45%
II Srednje teški tuneli
3. Meke stene vrlo male tvrdoće:
0pšte osobine: stene pod 1 i 2 u raspadanju, meki glinoviti peščari, laporci, škriljci,
laporovlta uma, jako zbijeni i vezani pesak, les, tuf i slični materijal u velikim naslagama.
Pojava manjih vertikalnih pritisaka, a izuzetno i manjih bočnih. Potrebna je odgovarajuća
metodska podgrada kod izbijanja profila.

Višak izbijanja, preko potrebnog profila (radi orijentacije) dozvoljava se povećanje:

a) Za izbijanje kalote metodom temenog proseka 25% od kubature zidova ili betona kalote.
b) Za izbijanje kalote ostalim metodama 20% od kubature ziidova ili betona kalote.
c) Za sva izbijanja oporaca 15% od kubature zidova ili botona oporaca.
d) Za sva ostala izbijanja, kao za podinožne svodove ili kanale, 10% od kubature njihovog zidanja
ili betoniranja.
III Teški tuneli
4. Stene u raspadanju.

614. 614/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
0pšte osobine: jaki pritisci, mestimično veća ispadanja materijala preko predviđenog i
potrebnog profila. PojavIjuje se utlcaj vode i vazduha na material. Potrebno je metodsko
podgrađivanje i jako obziđivanje, uz brižljiv i oprezan rad.
Višak izbijanja preko potrebnog profila (radi orijentacije) dozvoljava se povećnje:
a) Za izbijanje kalote metodom temenog proseka 25% od kubature zidova ili betona kalote.
b) Za izbijanje kalote ostalim metodama 20% od kubature zidova odnosno betona kalote.
c) Za sva izbijanja oporaca 15% od kubature zidova ili betona oporaca.
d) Za sva ostala izbijanja, kao za podnožne svodove ili kanale, 10% od kubature njlhovog
zidanja ili betoniranja.
Osobine brdske mase: Blokovi stena uronjeni u ilovaču ili drugu plastičnu masu, jako
lasovite i ispucale stene, zdrobljene stene, razbijeni konglomerati, gips, škriljci, filiti,
argilošisti i slične stene u krajnjoj fazi raspadanja. Rastresitost 30%
IV Vrlo teški tuneli
5. Zemljani materijali:
Opčte osobine: Vrlo jaki pritisci, pokretljivost brdske mase, veliko oburvavanje preko
predviđenog i potrebnog profila, otežano savlađivanje vode, jak uticaj vode i vasduha na
brdski materijal. Potrebna je složena i jaka podgrada, otežano odvodnjavanje i jako
obziđivanje. Da se izbegne ili umanji nepovoljan uticaj tonjenja podgrade, potreban je
najbrižljiviji i najoprezniji rad pri probijanju i zidanju, kao i najsavesnije izvođenje zidova.
Višak izbijanja preko potrebnog profila (radi orijentacije) dozvoljava se povećanje:
a) Za izbijanje kalote metodom temenog proseka 25% od kubature zidova ili betona kalote.
b) Za izbijanje kalote ostalim metodama 20 % od kubature zidova odnosno betona kalote.
c) Za sva izbijanja oporaca 15 % od kubature zidova ili betona oporaca.
d) Za sva ostala izbijanja, kao za podnožne svodove ili kanale, 10% od kubature njihovog zidanja
ili betoniranja.
Osobine brdske mase:
Pesak prožet vodom, gline i sočivaste naslage peska, mlazevi ili proslojci. Prelazi od peska
sa vodom na glinoviti materijal. Škriljci sasvim raspadnuti, muljevito zemljište, ispreturane
naslage-tercijera, anhidrit. Uopšte meki i plastični materijal, na koji nepovoljno utiču voda i
vazduh. Rastresitost 25%
Napomena: Dozvoljeni % viška izbijanja od tipskog profila, za sve vrste tunela napred
nabrojenih, odrediće za suvaki konkretni slučaj na terenu zasebno (u okviru gornjih
procenata komisija sastavljena od investitora i izvođača za svaku vrstu materijala u tunelu
posebno, i to zasebno za kalotu, a zasebno za oporce. Plaća se samo izbijena površina,
utvrđena snimanjem, i to samo u okviru odobrenih procenata viška izbijanja.

5.2.16. Klasifikacija klastičnih sedimentnih stena tla

U prirodi postoje veoma raznolike vrste tla. Zato je potrebno da se definiše neki sistem
pomoću kojeg bi se pojedine vrste tla svrstavale u grupe, klase ili kategorije, sa sličnim
osobinama. Postoji više različitih klasifikacionih sistema, ali prednost treba dati onoj
sistematizaciji koja je u svetu najrasprostranjenija, jer ona omogućava komunikaciju između
inženjera i relativno brzu razmenu najvažnijih tehničkih informacija.

Počeci inženjerskog klasifikovanja tla vezani su isključivo na podelu prema veličini zrna
odnosno granulometrijskom sastavu tla. Takvi sistemi zasnivali su se na teksturi tla, odnosno

615. 615/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
relativnim odnosima učešća peska, prašine i gline u ukupnoj masi ispitivanog tla dobijenih
opitima sejanja i sedimentacije odnosno areometrisanja.
Teksturne klasifikacije tla prvi je detaljno istražio Aterberg početkom 20. veka (Atterberg,1905, 1912).
Najpoznatija teksturna klasifikacija tla je USDA (U.S. Department of Agriculture).
Razvijena je 1938. godine i do danas je nekoliko puta modifikovana. Zasniva se na
korišćenju troulastog klasifikacionog dijagrama koji su predložili Davis i Bennett (1927).
Danas se više koristi u poljoprivredi a manje u geotehničkom inženjerstvu.
Još je Aterberg početkom 20. veka ukazao na činjenicu da se klasifikovanje tla u grupe
sličnog ponašanja ne može obavljati samo na osnovi granulometrijskog sastava, već da je
nužno uključiti i granice konzistencije.
Opit sejanja pokazuje samo učešće sitnozrnog tla u ukupnoj masi uzorka.
Opit sedimentacije rezultuje raspodelom pojedinih frakcija sitnozrnog tla u ukupnoj masi
posmatranog uzorka, ali ne daje nikakve detaljnije informacije o kojoj se vrsti tla radi.
Čestice gline su premale da bi se mogle raspoznati prostim okom osim ako se koristi
elektronski mikroskop. Identifikacija minerala gline rendgenskom difrakcijom je preduga i
preskupa za inženjerske potrebe.
Dakle, klasifikacija tla je skup procedura pomoću kojih se veliki broj različitih vrsta tla koja
se nalaze u prirodi, razvrstava u grupe sličnih mehaničkih karakteristika i ponašanja pod
delovanjem opterećenja. Klasifikacija omogućava da se u grubim crtama oceni o kakvom se
materijalu radi i u kojem rasponu se može očekivati da će se njegove mehaničke
karakteristike kretati.
Počeci inženjerskog klasifikovanja tla vezani su isključivo na podelu prema veličini zrna
odnosno granulometrijskom sastavu tla. Takvi sistemi zasnivali su se na teksturi tla,
odnosno relativnim odnosima udela peska, prašine i gline u ukupnoj masi ispitivanog tla
dobijenih opitima sejanja i sedimentacije odnosno areometrisanja.

Teksturne klasifikacije tla prvi je detaljno istražio Aterberg početkom 20. veka (Atterberg,1905,1912).
Postoji nekoliko klasifikacija tla vezani su isključivo na podelu prema veličini zrna odnosno
granulometrijskom sastavu tla.
1. USCS klasifikacija tla (Unified Soil Classification System),
2. BSCS klasifikacija tla (British Soil Classification System),
3. AC klasifikacija tla (Airfield Clasification)
4. AC klasifikacija (airfield clasification) tzv. „Jedinstvena klasifikacija tla“
5. Evropska klasifikacija tla za inženjerske potrebe (ESCS).

5.2.16.1. USCS klasifikacija tla (Unified Soil Classification System)
Za potrebe projektovanja saobraćajnica razvijena je 1929. godine AASHTO (American
Association of State Highway and Transportation Officials) klasifikacija, koja osim
granulometrijskog sastava uzima u obzir i granice konzistencije koherentnih čestica tla.

Za potrebe projektovanja aerodroma za vreme II. svetskog rata, 1942. godine, razvio je
Arthur Casagrande ACS (Airfield Classification System) klasifikaciju koja je kao i AASHTO
klasifikacija uključivala granulometrijski sastav i granice konzistencije koherentnih čestica tla.
USCS (Unified Soil Classification System) klasifikacija razvijena je 1952. godine nakon što
je nekoliko američkih vladinih agencija modifikovalo i prilagodilo ACS (Airfield

616. 616/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Classification System) klasifikaciju. Više puta je modifikovana i uključena je u američku
normu ASTM D 2487-11.
Modifikovanjem ACS klasifikacije 1952. godine nastala je USCS (Unified Soil
Classification System) klasifikacija. To je danas najrašireniji klasifikacioni sistem u svetu.
Na principima USCS nastale su klasifikacije koje su postale sastavni deo nacionalnih normi
kao što su američka norma (ASTM) i britanska norma (BS) i klasifikacije koje se koriste u
Republici Srbiji.
Prema USCS klasifikaciji tlo se deli na:
krupnozrno tlo,
sitnozrno tlo i
visoko organsko tlo.
Za klasificiranje tla koriste se granulometrijski sastav tla i granice konzistencije.
Osnovna ideja klasifikovanja je označavanje tla simbolima koji se sastoje od dva slova.
Izuzeće su slučajevi kada se tlo označava dvojnim simbolima koji se sastoje od četiri slova.
Prvo slovo kod krupnozrnog tla predstavlja oznaku glavnih grupa tla:
G - šljunak (engl. Gravel),
S - pesak (engl. Sand).
C - glina (engl. Clay)
M - prašina (engl. Silt),
Drugo slovo kod krupnozrnog tla opisuje karakteristike glavne grupe:
W - dobro graduisani pesak ili šljunak (engl. Well graded),
P - slabo graduisani pesak ili šljunak (engl. Poorly graded),
M - prašinasti pesak ili šljunak (engl. Silty),
C - glinoviti pesak ili šljunak (engl. Clayey).

617. 617/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)




































Sl. 5.139. Dijagram plastičnosti prema USCS klasifikaciji tla
5.2.16.2. BSCS (British Soil Classification System)
BSCS klasifikacija razvijena je 1981. godine. Nastala je na temeljima ACS (Airfield
Classification System) klasifikacije i prilagođena mehaničkim karakteristikama tla koji
prevladavaju u Velikoj Britaniji. Više puta je modifikovana i uključena je u britansku normu
BS 5930:1999
Prema BSCS klasifikaciji tlo se deli na: krupnozrno tlo, sitnozrno tlo, organsko tlo i treset.
Za klasifikovanje tla koriste se granulometrijski sastav tla i granice konzistencije.
Osnovna ideja klasifikovanja je označavanje tla simbolima koji se sastoje od dva ili tri slova.
Prvo slovo u simbolu krupnozrnog tla predstavlja oznaku glavnih grupa tla:
G - šljunak,
S - pesak.

618. 618/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ako krupnozrno tlo sadrži sitne čestice (manje od 0.06 mm), relativno mala količina može
tlo pretvoriti u masu u kojoj preovladavaju sile kohezije i karakteristike sitnih čestica. Smatra
se da se tlo koje sadrži 35% ili više sitnih čestica ponaša kao sitnozrno (koherentno - prašina i glina).
Sadržaj sitnih čestica kod krupnozrnog tla prikazuje se dodatnim simbolima - F:
G-F - šljunak sa malo sitnih čestica (5-15%),
S-F - pesak sa malo sitnih čestica (5-15%),
GF - šljunak sa puno sitnih čestica (15-35%),
SF - pesak sa puno sitnih čestica (15-35%).
Prvo slovo u simbolu sitnozrnog tla predstavlja oznaku glavnih grupa tla:
M - prašina,
C - glina.
Drugo slovo u simbolu sitnozrnog tla opisuje karakteristike glavne grupe:
G - šljunkovita prašina ili glina,
S - peskovita prašina ili glina,
L - niske plastičnosti,
I - srednje plastičnosti,
H - srednje plastičnosti,
V - visoke plastičnosti,
E - vrlo visoke plastičnosti.
Organsko tlo ima simbol - O i dodaje se kao treće slovo na kraju simbola bilo koje
krupnozrne ili sitnozrne grupe tla.
Treset je zasebna grupa tla koja ima simbol - Pt.

















GLAVNA
PODELA
GRUPNI
SIMBOLI
PREPORUČENI NAZIV
GRUPA TLA
ČESTICE MANJE
OD 0.06 mm (%)
KRUPNOZRNO TLO
(manje od 35% materijala je manje od 0.06 mm)
Šljunak
Više od 50% krupnozrnog materijala
je šljunak (čestice veće od 2 mm)
G
GW Dobro graduisani šljunak
0 - 5
GPu/GPg
Jednolično/slabo graduirani šljunak
G-F
GWM/GWC Dobro graduisani prašinasti/glinoviti šljunak
5 - 15
GPM/GPC
Slabo graduisani prašinasti/glinoviti šljunak
GF
GML, GMI…
Vrlo prašinasti šljunak (prašina niske,
srednje… plastičnosti)
15 - 35
GCL,GCI…
Vrlo glinoviti šljunak (glina niske, srednje…
plastičnosti)
Pesak
50% ili više krupnozrnog
materijala
je pesak(čestice manje od 2 mm)
S
SW Dobro graduisani pesak
0 - 5
SPu/SPg Jednolično/slabo graduisani pesak
S-F
SWM/SWC Dobro graduisani prašinasti/glinoviti pesak
5 - 15
SPM/SPC Slabo graduisani prašinasti/glinoviti pesak
SF
SML, SMI…
Vrlo prašinasti pesak (prašina niske,
srednje… plastičnosti)
15 - 35
SCL,SCI…
Vrlo glinoviti pesak (glina niske, srednje…
plastičnosti)

619. 619/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)








































Sl. 5.140 - Dijagram plastičnosti prema BSCS klasifikaciji tla

5.2.16.3. AC klasifikacija tla

Prema AC klasifikaciji tlo se deli na: krupnozrno tlo, sitnozrno tlo i treset. Za klasificiranje
tla koriste se granulometrijski sastav tla i granice konzistencije.
Osnovna ideja klasificiranja je označavanje tla simbolima koji se sastoje od dva ili tri slova.
Prvo slovo u simbolu krupnozrnog tla predstavlja oznaku glavnih grupa tla:
G - šljunak,
S - pesak.

GLAVNA PODELA GRUPNI SIMBOLI
PREPORUČENI NAZIV
GRUPA TLA
GRANICA
TEČENJA (%)
SITNOZRNO TLO
(35% ili više materijala je manje od 0.06 mm)
Šljunkovita
ili peskovitaprašina
ili
glina (35 do 65% finihčestica)
MG MLG, MIG …
Šljunkovita prašina (prašina niske,
srednje… plastičnosti)
CG CLG, CIG…
Šljunkovita glina (glina niske,
srednje… plastičnosti)
MS MLS, MIS…
Peskovita prašina (prašina niske,
srednje… plastičnosti)
CS CLS, CIS…
Peskovita glina (glina niske,
srednje… plastičnosti)
Pra
šina(65
do 100%
finihčestica)
M
ML Prašina niske plastičnosti < 35
MI Prašina srednje plastičnosti 35 - 50
MH Prašina visoke plastičnosti 50 - 70
MV Prašina vrlo visoke plastičnosti 70 - 90
ME Prašina ekstremno visoke plastičnosti> 90
Glina
(65 do 100
%
finih
čestica)
C
CL Glina niske plastičnosti < 35
CI Glina srednje plastičnosti 35 - 50
CH Glina visoke plastičnosti 50 - 70
CV Glina vrlo visoke plastičnosti 70 - 90
CE Glina ekstremno visoke plastičnosti > 90
ORGANSKO TLO OMHO, CLO…
Organska materija u značajnim
količinama (organska prašina, glina
visoke, niske… plastičnosti)
TRESET Pt
Tlo pretežno sastavljeno od biljnih
ostataka (vlaknastih ili amorfnih)

620. 620/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Drugo slovo u simbolu krupnozrnog tla opisuje karakteristike glavne grupe:
W - dobro graduisani pesak ili šljunak,
P - slabo graduisani pesak ili šljunak,
M - prašinasti pesak ili šljunak,
C - glinoviti pesak ili šljunak.
Prvo slovo u simbolu sitnozrnog tla predstavlja oznaku glavnih grupa tla:
M - prašina,
C - glina,
O - organsko tlo.
Drugo slovo u simbolu sitnozrnog tla opisuje karakteristike glavne grupe:
L - niske plastičnosti,
H - visoke plastičnosti.
Visoko organsko tlo ima dvoslovni simbol glavne grupe tla: Pt - treset.
Osnovni princip: svaki tip tla se može opisati sa dva slova, dve oznake, a mogu se upotrebiti
i dvojni simboli prema šemi prikazanoj u tabeli 5.97.
Tabela jedinstvene klasifikacije prikazane na slici 5.141. sadrži rezime svih relevantnih
laboratorijskih kriterija sa odgovarajućim simbolima i opisima.
Tabela 5.97 - Oznake koje se koriste za formiranje klasifikacionih simbola.
Sitnozrna tla:(preko 50% zrna manjih od 0,075 mm)
C- glina, M- prašina, O- organsko tlo
















PRIMARNA OZNAKA OPISNA OZNAKA
Krupnozrna tla:
sa preko 50 % zrna
većih od 0,075 mm
GRADUIRANOST
W dobra graduiranost
ŠLJUNAK - gravel G U jednolična graduiranost
PESAK - sand S P slaba graduiranost
Sitnozrna tla:
sa preko 50 % zrna
manjih od 0,075 mm
PRIMESE
F prašinaste primese
C primese gline
PRAŠINA - Mo, Silt M L
mala (niska) plastičnost,
granica tečenja WL ˂ 50%
GLINA - clay C I (srednja) plastičnost
ORGANSKO TLO - organic O H
visoka plastičnost, granica
tečenja WL ˃ 50%
Vlaknasta struktura Pt (treset) - peat

PRIMARNA OZNAKA OPISNA OZNAKA

Krupnozrna tla G (šljunak) W dobro granulisano
sa preko 50 % zrna S (pesak) U jednolična granulisanost
većih od 0,075 mm P slabo granulisano
F velika sadržina si nih čestica
prasine i primesa
C gline
Sitnozrna tla sa M (prašina) L mala (niska) plastičnost,
preko 50 % zrna granica tečenja WL < 50%,
manjih od 0,075 mm C (glina) (I) (srednja) plas ičnos

O (organsko tlo) H visoka plastičnost,
granica tečenja WL > 50%.

621. 621/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
































Sl.5.141.Dijagram plastičnosti (AC- klasifikaciju)






























Sl.5.142. Tipične granulometrijske krive prema grupama iz AC klasifikacije

GLAVNA PODELA GRUPNI SIMBOLI NAZIV I OPIS GRUPA TLA
SITNORNA TLA
(50% ili iše ma e ijala prolazi kroz sito otvora 0.06 mm)
Prašinas a
i
glinovita
tla
males išljivos i.
ML
P ašina.
An gan ka p ašina i vrlo fini pesak, kamen b ašn ,
b ašna i ili glineni pesak ni ke pla ičn i.
CL
Glina p ašina a.
An gan ke gline ni ke pla ičn i, peskovite gline,
p ašina e gline.
OL
P ašina gan ka.
O gan ka p ašina i gan ke p ašina e gline ni ke
pla ičn i.
Prašinas a
i glinovita
tla
srednjes išljivos i.
MI
P ašine glin i e.
Glin i a p ašina, pe k i a glin i a p ašina,
srednje išlji a.
CI
Glina posna.
Ana g n ke gline ednje pla ičn i, ednje
išlji e
.
OI
Glinaorganska srednjepla ičn i.
Organskegline srednje išlji e.
Prašinas a
i
glinovita
tla
visokes išljivos i.
MH
Glinovita i dijatomejska tla.
Glinoviti ili dijatomejski fini pesak ili p ašina i.
Pe ak ela ični p ah l išlji .
CH
Glina masna.
An gan ke gline i ke pla ičn i l išlji e.
OH
Glina gan ka i ke pla ičn i.
O gan ke gline l išlji e.
Organska tla Pt
Tresetastatla.
T e e i ala jak gan ka m č a na la.

622. 622/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.16.4. Jedinstvena klasifikacija AC klasifikacija (airfield clasification)
Za potrebe mehanike tla u građevinarstvu i građevinske geotehnike najpogodnija je tzv.
"jedinstvena klasifikacija". Ovaj klasifikacioni sistem se zasniva na predlogu koji je dao
Kasagrande (Casagrande 1948), i u prvobitnom obliku poznat je kao AC klasifikacija
(Airfield Clasification). U pojedinim zemljama primenjuju se različite varijacije ovog
klasifikacionog sistema, ali je osnovni princip veoma sličan, a često identičan sa izvornim.
Krupnozrna tla se klasifikuju prema veličini zrna, obliku granulometrijske krive izražene
koeficijentom jednoličnosti CU i koeficijentom zakrivljenosti CZ, ukoliko je sadržaj primesa
sitnozrnih frakcija relativno mali. Iz tabele 5.97 se vidi da se krupnozrna tla, a to su ona sa
prvim slovom G ili S, klasifikuju drugim slovom, opisnom oznakom koja proističe iz
granulometrijskog sastava (W ili U ili P), ili na osnovu količine primesa sitnijih frakcija (F
ili C), ukoliko one postoje. Na primer, kriva (1) na slici 5.142 je dobro granulisan šljunak,
simbol je GW, jer je više od 50% zrna veće od 2 mm, ima manje od 5% zrna manjih od 0,075
mm, CU> 4 i CZ je između 1 i 3. Ako, međutim, uslov za CZ nije ispunjen i tlo sadrži preko 12%
zrna manjih od 0.075 mm, takav šljunak bi se klasifikovao kao GF ili GC, zavisno od plastičnosti
primesa sitnih čestica. Na slici 5.142 kriva (2) opisuje GP, kriva (3) je SF, a kriva (4) je SU.
Sitnozrna tla, tj. ona koja sadrže preko 50% zrna manjih od 0,075 mm, kakva su na primer
prikazana krivama (5) i (6) na slici 5.142, ne klasifikuju se primenom pokazatelja
granulometrijske kompozicije. Prvo slovo klasifikacionog simbola je C ili M ili O, a drugo
slovo je ili L ili (I) ili H. Oba slova, koja zajedno čine klasifikacioni simbol sitnozrnog tla,
proističu isključivo iz pokazatelja granica konzistentnih stanja prema Kasagrandeovom
dijagramu plastičnosti prikazanom na slici 5.141 ili slici 5.145.














Kriterijumi za dodeljivanje simbola i naziva pojedinim grupama tla
na osnovu laboratorijskih ispitivanja
Klasifikacija tla
Simbol Naziv grupe
KRUPNOZRNA TLA
(više od 50% ostaje na situ otvora 0.06 mm)
Šljunak
(više od 50% ostaje na
situ otvora 2 mm)
Čist šljunak
c
u≥ 4 i
1 ≤ c
c≤ 3
GW
Dobro
graduisani
šljunak
Manje od 5% sitnih čestica
A
c
u< 4 i/ili
1 > c
c> 3
GP
Slabo graduisani
šljunak
Šljunak sa sitnim česticama
Sitne čestice se
klasifikuju kao
ML ili MH
GM Prašinastišljunak
B
Više od 12% sitnih čestica
A
Sitne čestice se
klasifikuju kao
CL ili CH
GC Glinovitišljunak
B
Pesak
(50% ili više prolazi kroz
sito otvora 2 mm)
Čist pesak
c
u≥ 6 i
1 ≤ c
c≤ 3
SW
Dobro
graduisani
pesak
Manje od 5% sitnih čestica
C
c
u< 6 i/ili
1 > c
c> 3
SP
Slabo graduisani
pesak
Pesak sa sitnim česticama
Sitne čestice se
klasifikuju kao
ML ili MH
SM Prašinasti pesak
B
Više od 12% sitnih čestica
C
Sitne čestice se
klasifikuju kao
CL ili CH
SC Glinoviti pesak
B

623. 623/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)





























Sl.5.143. Kasagrandeov dijagram plastičnosti (sitnozrna tla) po AC - klasifikaciji

















Sl.5.144. Dijagram plastičnost prema USCS
Dakle, prema jedinstvenom sistemu klasifikacije tla, sitnozrna tla su ona za koja više od 50%
tla prolazi kroz sito veličine 0,075 mm. Tabela plastičnosti koju daje jedinstveni sistem
klasifikacije tla zasniva se na podacima o granici tečnosti i indeksu plastičnosti.
Na grafikonu nacrtane su linije pomoću kojih se može odrediti mulj, gline i organska tla. Na
osnovu njihove granice tečnosti (WL) i indeksa plastičnosti (IP), sitnozrnato tlo se dalje deli na dva
tipa:
- Mulj (M) - za sitnozrna tla se kaže da su iscijepljena kada podaci leže ispod A-linije.
- Glina (C) - za sitnozrna tla se kaže da su glina kada podaci na LL i PL grafici leže iznad A-linije.
- Organsko tlo (O) - za sitnozrna tla se kaže da su organska ako sušenje mulja smanjuje LL za 30% ili
čak više, tlo je organsko, inače je tlo neorganski mulj.

624. 624/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Organska tla - Organic Soil
Organska tla su sitnozrna tla koja poseduju organska svojstva kao što su visoka stisljivost,
tamna boja, jak miris, istaknuti vidljivi organski materijali itd.
Organska tla se dalje dele na tri tipa:
- Niskoplastična organska tla (OL).
- Visoko plastična organska tla (OH).
- Treset (Pt).











































Sl.5.145. Jedinstvena klasifikacija, laboratorijski kriterijumi i simboli

625. 625/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.98 - Klasifikacije tla prema jedinstvenom sistemu klasifikacije - uz sl.5.143.
Stavljanje tla koje se ispituje, u pojedinu, unapred definisanu grupu, inženjerima širom sveta
olakšava proučavanje i razumevanje dobijenih rezultata ispitivanja tla te međusobnu
komunikaciju i upoređenje rezultata dobijenih u različitim laboratorijima.
Klasifikacija omogućava da se u grubim crtama oceni o kakvom se materijalu radi i u kojem
rasponu se može očekivati da će se njegove mehaničke karakteristike kretati.
Počeci inženjerskog klasifikovanja tla vezani su isključivo na podelu prema veličini zrna
odnosno granulometrijskom sastavu tla. Takvi sistemi zasnivali su se na teksturi tla, odnosno
relativnim odnosima udela peska, prašine i gline u ukupnoj masi ispitivanog tla dobijenih
opitima sejanja i sedimentacije odnosno areometrisanja.
Teksturne klasifikacije tla prvi je detaljno istražio Aterberg početkom 20. veka (Atterberg,
1905, 1912).
Najpoznatija teksturna klasifikacija tla je USDA (U.S. Department of Agriculture).
Razvijena je 1938. godine i do danas je nekoliko puta modifikovana. Zasniva se na
korišćenju trouglastog klasifikacionog dijagrama koji su predložili Davis i Bennett (1927).
Danas se više koristi u poljoprivredi a manje u geotehničkom inženjerstvu.
Još je Aterberg početkom 20. veka ukazao na činjenicu da se klasifikovanje tla u grupe
sličnog ponašanja ne može obavljati samo na temelju granulometrijskog sastava, već da je
nužno uključiti i granice konzistencije.
Opit sejanja pokazuje samo udeo sitnozrnog tla u ukupnoj masi uzorka.
Opit sedimentacije rezultuje raspodelom pojedinih frakcija sitnozrnog tla u ukupnoj masi
posmatranog uzorka, ali ne daje nikakve detaljnije informacije o kojoj se vrsti tla radi.
Čestice gline su premale da bi se mogle raspoznati prostim okom osim ako se koristi
elektronski mikroskop. Identifikacija minerala gline rendgenskom difrakcijom je preduga i
preskupa za inženjerske potrebe.
Opiti koji se koriste za određivanje granice tečenja i granice plastičnosti su dva osnovna
inženjerska opita koji omogućavaju klasifikaciju glina i procenu mogućih tipova minerala gline.

626. 626/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sitnozrna tla se uobičajeno klasifikuju pomoću dijagrama plastičnosti kod kojeg se na apscisu
nanosi vrednost granice tečenja, wL, a na ordinatu vrednost indeksa plastičnosti, IP.
Dijagram plastičnosti je prema srpskoj normi (SRPS U.B1.020;1980) podeljen u tri zone, zavisno
od vrednosti granice tečenja, pomoću kojih se koherentno tlo deli prema stepenu plastičnosti na:
- glina ili prašina niske plastičnosti,
- glina ili prašina srednje plastičnosti i
- glina ili prašina visoke plastičnosti.
Dijagram plastičnosti se još naziva i „A-dijagram“. A-linija je definisana odnosom:



Tla čiji se par vrednosti (wL, IP) nalazi na ili iznad A-linije na dijagramu plastičnosti smatraju
se glinama, a tla čiji se par vrednosti (wL, IP) nalazi ispod A-linije smatraju se prašinama.
U-linija provizorno je napravljena gornja granica za sve vrste tla koja je izvedena na temelju
eksperimentalnih opažanja, a data je odnosnom:



A-linija uzima se kao referentna ravan koja ne
predstavlja dobro definisanu granicu između
vrsta koherentnih tla nego koja je takođe
izvedena na temelju mnoštva eksperimentalnih
opažanja. Tako se na primer zdrobljena kreda čije
su čestice veličine praha i koja ima 98.5%
kalcijum karbonata nalazi iznad A-linije dok se
čista kaolinska glina nalazi ispod A-linije.

Sl.5.146. Dijagram plastičnosti za ESCS klasifikaciju

Još dvosmislenija je situacija kod značajnog broja sa mineralima gline gde par vrednosti (wL,
IP) pada ispod A-linije. Neki od poznatijih minerala glina su: ilit, kaolinit, Morganza
Louisiana glina, Attapulgite i Mexico City glina.
Ispravno je zaključit da se uzorci koherentnog tla koji se nalaze ispod A-linije ne mogu automatski
zvati prašina, niti se uzorci koji se nalaze iznad A-linije mogu zvati glina.
No, bez obzira na sve te činjenice i nedostatke A-linije, svi značajniji svetski standardi koriste
dijagram plastičnosti za klasifikaciju koherentnih tla.
Simbol grupe tla dobijamo kombinacijom: primarne oznake i opisne
Videti tabelu AC klasifikacije (SRPS U.B1.001:1990):Labaratorijski klasifikacioni kriterijumi tla
Videti blok dijagram AC klasifikacije












 2073.0
LPwI

627. 627/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Granulometrijski sastav je definisan krivom, o čemu je će biti reči u delu 6.4.10., koja opisuje
sadržaj zrna različite veličine izražen u procentima težine (sl.5.139). Ovaj klasifikacioni
sistem je jednostavan jer za definisanje graničnih veličina frakcija zrna, (šljunak, pesak,
prašina), i njihovih relativnih veličina, (sitan, srednji, krupan), primenjuje samo brojeve 2 i
6, što se lako pamti.

















Sl. 5.147. Granulometrijski dijagram
Na primer, kriva (5) na slici 5.147. opisivala bi prašinu ako bi se uzimao u obzir samo granulometrijski
sastav, jer ima najviše prašinastih frakcija, međutim, ovakvo tlo se klasifikuje kao glina niske odnosn o
srednje plastičnosti (CL ili CI) prema pokazateljima prikazanim tačkom (5) na slici 5.147. Možda nije
suvišno ponoviti da, na primer, kriva (6) na slici 5.147., ukazuje da tlo sadrži najviše prašinovitih frakcija,
recimo oko 60% zrna između 0,002 i 0,075 mm, pa se ipak ne klasifikuje kao prašina, čak iako ima skoro
dva puta manje glinovitih frakcija, tj. zrna manjih od 0,002 mm. Ako se na dijagramu plastičnosti tačka (6)
za ovo tlo na slici 5.140. se nalazi iznad "A linije", tlo se klasifikuje kao CH, glina visoke plastičnosti. Ovde
opisan AC sistem se pokazao kao veoma koristan za klasifikovanje tla u različitim primenama kao što je
građenje puteva, aerodroma, nasutih brana i temeljenje građevinskih objekata.
U praksi se svakom klasifikacionom tipu tla mogu pripisati određene tipične osobine i u takvom obliku mogu
da posluže kao koristan pokazatelj pri projektovanju i građenju. Mnoga tla se mogu klasifikovati vizuelno,
na terenu. Za tačniju klasifikaciju potrebno je samo odrediti granulometrijski sastav i granice konzistentnih
stanja wL i wP.
Klasifikacija ne predstavlja zamenu za opite inženjerskih svojstava i analizu rezultata takvih ispitivanja. Za
potpunu klasifikaciju tla za potrebe temeljenja građevinskih objekata i druge geotehničke radove neohodno
je i tačnije utvrđivanje osobina kao što su smičuća čvrstoća sitnozrnog tla, relativna zbijenost krupnozrnog
tla, kompresibilnost ili stišljivost, ugradivost, vodopropusnost, i dr. Ispitivanja ovih karakteristika vrše se
odgovarajućim opitima koji su opisani u narednim poglavljima, a parametri koji se takvim ispitivanjima
dobijaju zavise, između ostalog, i od mikrostrukture tla.

5.2.16.5. Evropska klasifikacija ESCS klasifikacija

U najvećem broju europskih zemalja dugi niz godina korišćene su neke od prikazanih
klasifikacija tla ili su razvijene njihove modifikovane verzije, zavisno od lokalnih uslova u tlu.
U cilju povećanja kvaliteta, sigurnosti, pouzdanosti, efikasnosti, kompatibilnosti i
komunikacije između stručnjaka iz područja geotehnike, ISO (International Standards
Organisation) i CEN (Comité Européen de Normalisation) razvili su norme za opis i
identifikaciju tla i definirali načela klasifikacije tla, koje se po načinu označavanja tla bitno
razlikuju od, do tada korišćenih, nacionalnih klasifikacija.

628. 628/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tehnički odbor ISO/TC 182 "Geotechnics" u saradnji sa Tehničkim odborom CEN/TC 341
“Geotechnical Investigation and Testing” pripremili su 2002. godine normu koja se odnosi na opis
tla pod nazivom: Geotechnical investigation and testing - Identification and classification of soil:
- Part 1: Identification and description (EN ISO 14688-1:2002). Amandman na ovu normu usvojen
je 2013. godine (EN ISO 14688-1:2002/A1:2013).
Isti odbor je 2004. godine pripremio normu koja se odnosi na načela klasifikacije tla pod nazivom:
Geotechnical investigation and testing - Identification and classification of soil
- Part 2: Principles for a classification (EN ISO 14688-2:2004). Amandman na ovu normu usvojen
je 2013. godine (EN ISO 14688-1:2004/A1:2013).
Do danas su se 34 evropske zemlje, među kojima i Srbija, kao članice CEN, preko svojih
nacionalnih organizacija za normizaciju, obavezale prihvatile i implementirale evropske norme.
Nakon prihvatanja evropskih normi nije došlo do naglog niti do postupnog prelaska na novi način
opisivanja, identifikovanja i klasifikovanja tla. Razlozi za to su subjektivne i objektivne prirode.
Subjektivni razlozi leže u otežanom prihvatanju novog načina označavanja tla (npr. prašina ne
označava se sa M nego sa Si) pa u velikoj prisutnosti američkih knjiga i časopisa u okruženju dovodi
do dominacije USCS klasifikacije.
Objektivni razlozi leže u činjenici da su evropskim normama prikazana samo načela klasifikacije
ali i ne klasifikacija tla u celini. Ostavljena je mogućnost razvoja celovite klasifikacije temeljene na
prikazanim načelima na nacionalnoj ili projektnom nivou.
U takvoj situaciji inženjeri u praksi nemaju mogućnost provesti klasifikovanje tla prema evropskoj
normi što dovodi do nastavka korišćenja nekih od ranije usvojenih nacionalnih normi.
Prema ESCS klasifikaciji tlo se deli na: krupnozrno tlo, sitnozrno tlo i organsko tlo. Za
klasifikovanje tla koriste se granulometrijski sastav tla i granice konzistencije.
Osnovna ideja klasifikovanja je označavanje tla simbolima koji predstavljaju glavnu i sekundarne
frakcije od kojih se tlo sastoji. Glavna frakcija tla određuje inženjerska svojstva tla. Sekundarne
frakcije ne određuju, ali utiču na inženjerska svojstva tla.
Glavna frakcija krupnozrnih tla označava se simbolima koji se sastoje od dva slova, od kojih se
prvo piše velikim slovom:
Gr - šljunak (engl. gravel),
Sa - pesak (engl. sand).
Prva sekundarna frakcija krupnozrnaih tla koja najviše utiče na inženjerska svojstva tla označava
se simbolima koji se sastoje od dva mala slova, koja se pišu ispred glavne frakcije:
saGr - peskoviti šljunak,
siGr - prašinasti šljunak,
clGr - glinoviti šljunak,
grSa - šljunkoviti pesak,
siSa - prašinasti pesak,
clSa - glinoviti pesak.
Druga sekundarna frakcija koja utiče na inženjerska svojstva tla se takođe označava simbolima
koji se sastoje od dva mala slova, koja se pišu ispred prve sekundarne i glavne frakcije:
sasiGr - peskoviti prašinasti šljunak.
Krupnozrna tla se dodatno označavaju s obzirom na stepen graduiranosti. Iza oznake glavne frakcije
dodaje se veliko slovo:
W - dobro graduirani (engl. well graded) pesak ili šljunak,
M - srednje graduirani (engl. medium graded) pesak ili šljunak,
P - slabo graduirani (engl. poor graded) pesak ili šljunak.

629. 629/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Glavna frakcija sitnozrnih tla označava se simbolima koji se sastoje od dva slova, od kojih se prvo
piše velikim slovom:
Si - prašina (engl. silt),
Cl - glina (engl. clay),
Or - organsko tlo (engl. organic).
Kako je rečeno, “nije došlo do naglog niti do postupnog prelaska na novi način opisivanja,
identifikovanja i klasifikovanja tla. Razlozi za to su subjektivne i objektivne prirode”, dalje
objašnjavanje se neće navoditi već će se to prikazati u narednim tabelama.
































SITNOZRNA TLA
(50% ili više prolazi kroz
sito otvora 0.063 mm)
Granica
ečenja
manja od 35%
Anorganski
F
Na ili iznad A-linijeClLGlina niske plas ičnos i
I
Ispod A-linije SiL Prašina niske plas ičnos i
I
Granica
ečenja
od 35 do 50%
Anorganski
F
Na ili iznad A-linijeClIGlina srednje plas ičnos i
I
Ispod A-linije SiI Prašina srednje plas ičnos i
I
Granica
ečenja
veća od 50%
Anorganski
F
Na ili iznad A-linijeClHGlina visoke plas ičnos i
I
Ispod A-linije SiH Prašina visoke plas ičnos i
I
ORGANSKO
TLO
Primarno organska materija,
tamne boje i organskog mirisa
OrOrgansko tlo

630. 630/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)













Sl. 5.148. Dijagram plastičnosti za ESCS klasifikaciju

A
Zasnovano na materijalima koji su prošli kroz sito otvora 63 mm
B
Ako uzorak tla na terenu sadrži komade ili blokove ili oboje, potrebno je to opisno iskazati tako da
se nazivu grupe tla treba dodati "sa komadima" ili "sa blokovima" ili "sa komadima i blokovima".
C
cu =D60/D10; cu = (D30)
2
/ (D10 xD60)
D
Ako tlo sadrži ˂ 15% peska, ispred simbola naziva grupe treba dodati malim slovima oznaku "sa" a ispred
naziva grupe "peskoviti".
E
Šljunkovi sa 5 do 15% sitnih čestica, zavisno od graduiranosti i plastičnosti dobijaju oznake: siGrW
- prašinasti dobro graduirani šljunak, siGrM - prašinasti srednje graduirani šljunak, siGrW
- prašinasti slabo graduirani šljunak, clGrW- glinoviti dobro graduirani šljunak, clGrM
- glinoviti srednje graduirani šljunak, clGrW- glinoviti slabo graduirani šljunak.
F
Ako sitne čestice sadrže organske sastojke, ispred simbola naziva grupe treba dodati malim slovima
oznaku "or" a ispred naziva grupe "organski".
G
Ako tlo sadrži ˃ 15% šljunka, ispred simbola naziva grupe treba dodati malim slovima oznaku "gr" a ispred
naziva grupe "šljunkoviti".
H
Peskovi sa 5 do 15% sitnih čestica, zavisno od graduiranosti i plastičnosti dobivaju oznake:
- siSaW - prašinasti dobro graduirani pijesak, siSaM - prašinasti srednje graduirani pesak, siSaW
- prašinasti slabo graduirani pesak, clSaW - glinoviti dobro graduirani pesak, clSaM - glinoviti srednje
graduirani pesak, clSaW - glinoviti slabo graduirani pesak.
I
Ako tlo sadrži ˃ 15% krupnozrnog materijala, ispred simbola naziva grupe treba dodati malim slovima
oznaku "sa" ili "gr" a ispred naziva grupe dodati ”peskoviti" ili "šljunkoviti", zavisno koji je od ta dva
materijala zastupljeniji.

5.2.16.6. Teksturne klasifikacije tla - ternarna klasifikacija

Klastične sedimentne stene, osim krečnjaka, mogu se klasifikovati i na osnovu njihove
mešavine veličina zrna, kako je specifikovano Venvortovom skalom (Wentworthovom
skalom). Dijagrami pokazuju kako se formiraju sedimentne stene i materijali koji su ih stvorili.
Poput Folkovog klasifikacionog dijagrama za šljunkovite sedimente, ova šema je za
upotrebu na siliciklastičnim sedimentima - bez visokog sadržaja organske materije ili
karbonatnih minerala. Razlika je u tome što je ovaj dijagram za sedimente sa manje od 10%
čestica veličine šljunka, većih od 2 milimetra. (Folk je osmislio posebnu šemu klasifikacije
karbonatnih stena koja je takođe još uvek u širokoj upotrebi.)
Dakle, potreban je sistem klasifikacije koji ne samo da može opisati čiste stene, već i sve
kombinacije između njih. I trebao bi biti jednostavan za korišćenje.

631. 631/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ova klasifikacija zahteva dva ternarna dijagrama, jedan za određivanje teksture, drugi za
određivanje QFL-a. Ovi dijagrami obično se razmatraju zasebno, ali su takođe kombinovani
u jedan dijagram, sl.5.150.
QFL dijagram:
Klasifikacija sastava mogla bi postati vrlo komplikovana ako se uzmu u obzir sve ove
različite čestice. Ali u većini slučajeva sastav stena može se definisati pomoću četiri
kompozicione komponente:
- Kvarc,
- Feldspat,
- Litični fragmenti (uključujući fragmente stena i mineralna zrna osim kvarca) i
- Matriks (zahvat za mulj i glinu zrna koja se okom ne mogu lako uočiti).

QFL dijagram, sl.5.149. QFL, ukazuje na sledeće:

- Kvarc je na vrhu, feldspat dole levo, a litici dole desno. To se uvek radi na ovaj način.
- Ternarni dijagram je podeljen u 5 polja, ovde označenih bojama. Granice između polja,
levo i desno, su na granici od 50%, a gore i dole na granicama od 75% i 90%.
- Kako se ide prema bilo kojem vrhu, količina Q, F ili L se povećava u skladu sa tim, pri
čemu je 100%, naravno, tačno na vrhu.
- Vidi se da kako idemo vertikalno količina kvarca u steni se povećava, a na granici od 90%
i iznad stene ima toliko kvarca da stena postaje "quartz something" ("nešto kao kvarc -
ala kvarc"), kao što je kvarcni peščar ili kvarcni konglomerat.
- Donja dva polja sadrže stene koje su bogate feldspatom (crveno) ili litikom (plavo).
Odnosno, ove stene imaju više od 25% feldspata ili litika, odnosno 25- 100% feldspata ili
litika. Stene ovog sastava imaju nazive kao što su feldspathic (arkosic) peščar (oba
termina se koriste naizmenično) i litični peščar.














Sl.5149. QFL kompozitni dijagram

632. 632/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)


































Sl.5.150. Ternarni sistem za klasifikaciju sedimentnih stena - kombinovani u jedan dijagram
Da bi se imenovala klastična sedimentna stena, mora se nacrtati sastav na QFL dijagramu i
teksturu na dijagramu teksture, a zatim kombinovati to dvoje da se dobije puno ime, primer
ispod za uzorak ucrtan na "A".












Sl.5.151. QFL kompozitni dijagram - imenovanje klastične sedimentne stene
Nekoliko pravila koja pojednostavljuju (na kraju krajeva, imena mogu postati prilično
složena!). Ako je kvarc najzastupljeniji sastav, obično se može izostaviti iz naziva; onda se
podrazumeva da je kvarc prisutan i najzastupljeniji. Međutim, ako nije najizdašniji, mora se
uključiti prema redosledu njegove obia. A kada je kompozicija manja od 10% često je
izostavljamo.

633. 633/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.16.6.1. Teksturna klasifikacija tla

Iz uvodnog dela Teksturne klasifikacije tla, zaključuje se da se klasifikacija teksture tla
zasniva na veličini čestica i njihovoj prostotnoj raspodeli. Na teksturu utiču veličina, oblik i
gradacija čestica u tlu.
U ovom sistemu termin tekstura koristi se da se izrazi procenat tri sastojka tla, peska, mulja
i gline na tri strane jednakostraničnog trougla. Oni su predstavljeni ili ucrtani duž tri ose
jednakostraničnog trougla, sl.5.152.
Sistem pretpostavlja da tlo ne sadrži čestice veće veličine od peska.
Teksturna klasifikacija tla je najpoželjnija za klasifikaciju krupnozrnih tla, a prvi je razvio
američki Biro za javne puteve.
Njihove granične linije nacrtane su kako bi označile različite procente čestica veličine peska,
mulja i gline, kao što je prikazano na slici 5.152. Ovaj jednakostranični trougao podeljen je
na 12 zona; svaka zona označava vrstu tla. Ako se
znaju procenti peska, gline i mulja u opitnom uzorku
tla, može se koristiti ovaj trougao da bi saznali tip tla
od ovih dvanaest tipova tla klasifikovanih u trougao.
Ali ovaj sistem takođe ne uzima u obzir svojstva
plastičnosti i konzistencije koji su važni kada su u
pitanju sitnozrna tla. Dva sistema klasifikacije USCS i
AASHTO su usvojile američke inženjerske agencije i
State Departmenti. Druge zemlje, uključujući Indiju,
takođe su usvojile USCS sa manjim modifikacijama.










Sl.5.152. QFL kompozitni dijagram - Teksturna klasifikacija tla - jednakostranični trougao
5.2.16.6.2. Massachusetts Institute of Technology System (MIT)

MIT sistem klasifikacije tla prvi je razvio prof. G. Gilboy na Institutu Massachusetts u
SAD. Ovde se tla klasifikuju na osnovu veličine zrna. Ove veličine zrna su dozvoljeni nazivi
ceratina ili termini koji specifikuju određeni raspon veličina kao što je prikazano u tabeli Q.
Slede 4 vrste tla na osnovu veličine zrna:
1. Šljunak (> 2mm).
2. Pesak (0,06 mm do 2 mm).
3. Mulj (0,002 mm do 0,06 mm).
4. Glina (< 0,002 mm).

Tabela 5.99 - Klasifikacija tla po MIT sistemu

634. 634/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
5.2.16.6.3. Indijski standardni sistem klasifikacije tla (ISSCS)

ISSCS je u mnogo čemu sličan Jedinstvenom sistemu klasifikacije tla. Postoji jedna osnovna
modifikacija koja je u klasifikaciji sitnozrnih tla.

U indijskom sistemu klasifikacije, sitnozrna tla su podeljena u tri kategorije niske, srednje i
visoke granice tečenja umesto samo dve kategorije niske i visoke granice tečenja u USCS
sistemu.

Indijski standardni sistem klasifikacije tla (ISSCS)





Indijski standardni klasifikacioni sistem (ISSC) razvijen prema indijskim standardima i
sličan je “Jedinstvenom sistemu klasifikacije tla” (Unified soil classification system), sl.













Sl.5.153. Jedinstveni sistem klasifikacije tla (Unified soil classification system)
5.2.16.6.4. AASHTO sistem klasifikacije tla
Ova vrsta klasifikacije tla poznata je i kao PRA klasifikacijski sistem. Američki biro za javne puteve
prvi ga je razvio 1920. godine kako bi klasifikovao tlo koje se koristi u podlozi autoputa.
Ovde se tla klasifikuju na osnovu veličine čestica i karakteristika plastičnosti mase tla. Nakon
višestrukih revizija, usvojilo ga je Američko udruženje državnih službenika za puteve i transport
(AASHTO) 1945. godine.
Tla su dalje podeljena u osam grupa: A-1 do A-7, sa dodatnom grupom A-8 za treset. Pogodnost tla
utvrđuje se prema grupnom indeksu.

635. 635/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 5.100 - AASHTO sistem klasifikacije tla





















Grupni indeks (GI) = 0,2a + 0,005ac + 0,01bd
a - Procenat tla koje prolazi kroz sito od 75 µ veći od 35 i ne prelazi 75.
b - Procenat tla koje prolazi kroz sito od 75µ veći od 15 i ne prelazi 55.
c - Granica tečnosti u zemljištu veća od 40 i ne veća od 60.
d - Indeks plastičnosti tla veći od 10 i ne prelazi 30.
Tlo sa manjim grupnim indeksom je poželjnije tlo za izgradnju autoputa. Zato indeks grupe 0 označava
dobar materijal za podlogu, dok grupni indeks 20 ili više ukazuje na vrlo loš materijal za podlogu.

5.2.17. Korelaciona klasifikacija

Za upotrebu i korelaciju sa kategorizacijama (GN 200) i (GN 206), pri kategorizacijama
nadzemnih i podzemnih iskopa primenjena je klasifikacija (RMR89), i to iz sledećih razloga:
- proverena u na velikom broju objekata (projekata),jer se najčešće primenjuje u svetskoj praksi,
- zadovoljava osnovne uslove koje treba da ispunjava klasifikacija, koji su navedene u tačci
Ō1.1. Uslovi primene klasifikacija
- uprkos navednih nedostataka, to su u ovom trenutku najprimenljivija i najpraktičnija
naročito za faze idejnih projekata objekata, pogotovo u odosu na čisto kalitativne jedno-
litoparametarske klasifikacije (GN 200) i (GN 206), koje uopšte ne razmatraju uslove
iskopa, a još se primenjuju u praksi.
Za postojeće uslove izučenosti prostora primenljivost (RMR89) klasifikacije je povoljna jer
ne zahteva viši stepen “in situ” poznavanja problematike, kako bi se na odgovarajući način
definisali određeni parametri, kao što je uticaj podzemne vode.
Na osnovu 111 analiziranih slučajeva Z.T. Bieniawski je korelisao (RMR89) klasifikaciju i
(Q) sistem, i obratno (1 i 2).

RMR89 = 9lnQ +44 (1)
&#3627408452; = &#3627408466;
&#3627408453;&#3627408448;&#3627408453;89−44
9 (2)

Dobro
Loše

636. 636/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Upoređenjem (RMR89) i (Q) klasifikacija, s obzirom na vreme stabilnosti i veličinu raspona,
konstrukcija podzemnog objekta (iskopa) prema (Q) sistemu je smelija u odnosu na
(RMR89), što u krajnjem razultuje i manji obim potrebnog osiguranja.

Razlog je taj što je (Q) sistem baziran na podzemnim iskopima u Skandinaviji, gde postoji
dugo iskustvo građenja podzemnih objekata u sredinama znatno boljeg kvaliteta nego u
Južnoj Africi, gde je Z.T. Bieniawski formirao svoju iskustvenu klasifikaciju.
Zajedničko za obe klasifikacije je da su empirijske. Kvantifikuju stvarno stanje uslova
izgradnje (iskopa i osiguranja), jer su zasnovane na iskustvu (negativnom-ekscesnom).
Za razliku od ovih klasifikacija (GN206) i (GN200), generalno i kvalitativno, prevashodno
ukazuju na litološke sredine kroz koje se vrše izgradnje objekata, dok su uslovi izgranje u
drugom planu.

Klasifikacija (RMR89) je empirijska. Kvantifikuje stvarno stanje uslova izgradnje (iskopa i
osiguranja), jer je zasnovana na iskustvu (negativnom-ekscesnom).

Za razliku od ove, klasifikacije (GN200) i (GN206), generalno i kvalitativno, prevashodno ukazuju
na litološke sredine kroz koje se vrše izgradnje objekata, dok su uslovi izgranje u drugom planu.

5.2.17.1. Korelacija klasifikacija (RMR89) i (GN200) (Površinski iskop)
Koristeći relaciju o prevođenju klasifikacije (RMR89) u (Q) sistem, za potrebe projektovanja
i izgradnje nadzemnih objekata, takođe je moguće je koristiti linearnu korelacijonu vezu (3)
između (RMR89) klasifikacije i (GN206).
GN200 = - RMR89 (3)
Bodovi (RMR89) klasifikacije i podela na 5 kategorija su korelisani sa procentualnim
učešćem 7 kategorija iskopa prema klasifikaciji površinskog iskopa (GN200), odnosno sa 6
intervala od po ≈ 16.7 bodova do ukupnog broja bodova 100 (slika 5.154).

Vrlo loša stena (V), prema (RMR89) klasifikaciji, sa odgovarajućim bodovnim intervalom
0-20, generalno se koreliše sa I i II kategorijom prema klasifikaciji (GN200), sa
odgovarajućim intervalom 0-16.7 bodova.

Vrlo dobra stena (I), prema (RMR89) klasifikaciji sa odgovarajućim bodovnim intervalom
80-100, generalno se koreliše sa VI i VII kategorijom prema klasifikaciji (GN200), sa
odgovarajućim intervalom 83.7-100.

Prema tome, preklapanje (procentualno) po dve susedne kategorije prema klasifikaciji
(GN200), je na svakih ≈16.7 bodova prema (RMR89) klasifikaciji, odnosno u intervalima:
0 - ≈ 16.7, ≈ 16.7- ≈ 33.3, ≈ 33.3-50, 50- ≈ 66.7, ≈ 66.7- ≈ 83.3 i ≈ 83.3-100. U okviru ovih
intervala od po ≈ 16.7 bodova, moguće je procentualno komplementarno izražavanje i
dopunjavanje odgovarajuće dve susedne kategorije iskopa prema klasifikaciji (GN200) i
njihovo procentualno izražavanje u intervalima od 0-100%.

Sličan grfički prikaz moguće je formirati i između bodova (Q) sistema i procentualnog
izražavanja kategorija površinskog iskopa prema klasifikacije (GN200), korišćenjem
sledećih relacija.

Primer 1:
- Broj bodova RMR89 = 76;
- Broj bodova po sistemu Q = &#3627408466;
76−44
9= 35.007 bodova.

637. 637/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Prema grafikonu, (sl.5.154), 76 bodova po (RMR89) klasifikaciji pripada V i VI kategoriji
(GN200).
&#3627408457;&#3627408444;=
100%
≈16.7
∙(76−66.7)≈55.7%; &#3627408457;=100%−55.7% ≈44.3% (&#3627408465;&#3627408476;&#3627408477;&#3627408482;&#3627408475;&#3627408462; &#3627408465;&#3627408476; 100).

Primer 2:
- Broj bodova RMR89 = 34;
- Broj bodova po sistemu Q = &#3627408466;
34−44
9= 0.329 bodova.

Prema grafikonu (sl. br.1) 34 bodova po (RMR89) klasifikaciji pripada III i IV kategoriji (GN200).
&#3627408444;&#3627408457;=
100%
≈16.7
∙(34−33.3)≈ 1.8%; &#3627408444;&#3627408444;&#3627408444;= 100%− 1.8% ≈98.2% (&#3627408465;&#3627408476;&#3627408477;&#3627408482;&#3627408475;&#3627408462; &#3627408465;&#3627408476; 100).

Iz praktičnih razloga i sa aspekta dovoljne tačnosti kategorisanja prema klasifikacijama (GN200) i
(Q), sračunato procentualno učešće kategorija iskopa prema (GN200) normi treba zaokruživati na
cele procente, pa čak i na 5%.















Sl.5.154.Grafički prikaz korelacija i preklapanja
kategorija površinskog iskopa prema klasifikaciji
GN 200 u odnosu na bodove i kategorije prema
RMR89 klasifikaciji.









5.2.17.2. Korelacija klasifikacije (RMR89) i (GN 206) (Podzemni sikop)
Za potrebe projektovanja i izgradnje podzemnih objekata (tunela) moguća je linerana korelaciona
veza između (RMR89) klasifikacije i (GN 206) sa koeficijentom pravca prave k =1, (4) jer u okviru
obe klasifikacije postoje po 5 kategorija iskopa, sa max. brojem bodova 100.
GN 206 = RMR89 (4)

Da bi se postigno procentualno preklapanje samo po dve kategorije podzemnog iskopa prema
(GN206), predelaže se sledeći dijagram (grafikon) preklapanja kategorija dat na slici br.2.
Preklapanje (procentualno) po dve susedne kategorije prema klasifikaciji (GN 206), je na svakih 20
bodova prema (RMR89) klasifikaciji, odnosno u intervalima od 0-20, 20-40, 40-60, 60-80 i 80-100.

638. 638/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
U okviru ovih intervala od po 20 bodova, moguće je procentualno komplementarno izražavanje i
dopunjavanje odgovarajuće dve susedne kategorije iskopa prema klasifikaciji (GN 206) i njihovo
procentualno izražavanje u intervalima od 0-100%.
Sličan grfički prikaz moguće je formirati i između bodova (Q) sistema i procentualnog izražavanja
kategorija podzemnog iskopa prema klasifikacije (GN 206), korišćenjem relacija (1), (2) i (4).














Sl.5.155.Grafički prikaz korelacija i
preklapanja kategorija podzemnog iskopa
prema klasifikaciji (GN 206) u odnosu na
bodove i kategorije prema (RMR 89)
klasifikaciji.










Primer 1:
- Broj bodova RMR89 = 87;
- Broj bodova po sistemu Q = &#3627408466;
87−44
9= 118.8 bodova.
Prema grafikonu, (sl.5.155), 87 bodova po (RMR89) klasifikaciji pripada I/1 i I/2 kategoriji
(GN206).
&#3627408444;/1=
100%
20
∙(87−80)=35; &#3627408444;/2=100%−35% =65% (&#3627408465;&#3627408476;&#3627408477;&#3627408482;&#3627408475;&#3627408462; &#3627408465;&#3627408476; 100).
Primer 2:
- Broj bodova RMR89 = 28;
- Broj bodova po sistemu Q = &#3627408466;
28−44
9= 0.169 bodova.
Prema grafikonu (sl.5.155) 28 bodova po (RMR89) klasifikaciji pripada III i IV kategoriji
(GN206).
&#3627408444;&#3627408444;&#3627408444;=
100%
20
∙(28−20)=40%; &#3627408444;&#3627408457;=100%−40%=60% (&#3627408465;&#3627408476;&#3627408477;&#3627408482;&#3627408475;&#3627408462; &#3627408465;&#3627408476; 100).

639. 639/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Iz praktičnih razloga i sa aspekta dovoljne tačnosti kategorisanja prema klasifikacijama (RMR89) i
(Q), sračunato procentualno učešće kategorija iskopa prema (GN 206) normi treba zaokruživati na
cele procente, pa čak i na 5%.
Ō Obračun zemljanih radova
Obračun iskopa vrši se prema stvarno izvršenom iskopu u sraslom stanju. Utovar i odvoz na
deponiju obračunava se sa koeficijentom rastresitosti ako troškovnikom nije drugačije navedeno.
Tabela 5.101 - Obračun zemljanih radova
KTG
ZEMLJIŠTA
NAZIV
KOEFICIJENT
RASTRESITOSTI
TRAJNO POVEĆANJE
ZAPREMINE
I Rastresita zemlja 1,15 0-2%
II Obična zemlja 1,20 2-4%
III Čvrsta zemlja 1,25 3-5%
IV Trošna zemlja 1,30 4-7%
V Meka zemlja 1,40 8-10%
VI Čvrsta stena 1,50 10-15%
VII Vrlo čvrsta stena 1,50 10-15%
Podela stena u građevno-tehničkom smislu težine ili načina njihovog iskopa
I. - površinska “meka” tla “vrlo laka” za iskop (npr. humus, suhi zemljani materijali, “lake” gline;
mešana tla peska, šljunka i gline sa organskim česticama) koja su prema starijim normama određena
kao “I kategorija zemljišta odnosno rastresita zemlja” koja se kopa običnom lopatom,- tečna tla
zasićena vodom (npr. mulj, tečni peskovi i sl.) kod kojih je nemoguće uobičajenim tehnološkim
postupcima odstraniti vodu.
II. - nevezana i slabovezana peskovita, šljunkovita i peskovito-šljunkovita tla ili vezana glinena tla
razmerno “laka” za iskop, a koja su prema starijim normama određena kao “II. kategorija zemljišta
odnosno obična zemlja” koja se kopa lakim kopačem (ašovom).
III. - vezana i nevezana tla razmerno “srednje teška” (iz različitih “geoloških” razloga) za iskop, a
koja su prema starijim normama određena kao “III. kategorija zemljišta ili čvrsta zemlja” koja se
kopa teškim kopačem ili lakim pijukom (“krampom”).
IV. - za iskop “teško”, vrlo “čvrsto” odnosno “tvrdo” do “vrlo tvrdo” srasla tla (u nekim slučajevima
pomešana sa drobinom ili velikim odlomcima stene odnosno krupnim oblucima šljunka) koja su
prema starijim normama određena kao “IV. kategorija zemljišta ili trošna stena” koja se kopa težim
pijukom (“krampom”).
V. - za iskop “lake” (“meke”, prirodno “dezintegrisane” razlomljene) trošne ili polučvrste stene,
zatim razmerno čvrste ali tankouslojene, vrlo raspucale stene ali i neka “vrlo tvrda” tla na prelazu
u stenu (koja se mogu kopati mašinskim mehaničkim putem bez njihovog prethodna razaranja
miniranjem) a koje se takođe klasifikuju kao “vrlo slabe” rastrošene i slabo-kompaktne sedimentne
stene i “slabe” odnosno slabo cementirane sedimentne stene i škriljci), a koje su prema starijim
normama određena kao “V. kategorija zemljišta ili meka stena” koja se kopa posebno oblikovanom
motkom (“ćuskijom”) ili se po potrebi ponekad pre iskopa minira slabijim (deflagrantnim)
eksplozivom (npr. barut).
VI. i VII. - za iskop “teške” i “vrlo tvrde” stene (koje se kopaju u tehničko-ekonomskom smislu
najisplativije njihovim prethodnim miniranjem) koje se takođe dalje klasifikuju kao srednje čvrste
(kvalitne sedimentne stene, stene niske gustine, grubozrne eruptivne stene), čvrste (kvalitetne
eruptivne i metamorfne stene, finozrni peščari) i vrlo čvrste stene (kvarciti, guste finogranulisane
eruptivne stene), a koje su prema starijim normama određena kao “VI. i VII. kategorija zemljišta ili
čvrsta odnosno vrlo čvrsta stena” koja se pre iskopa minira jakim (brizantnim) eksplozivom
(npr.dinamit).

640. 640/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
6. OSNOVNA SVOJSTAVA STENSKIH MASA KAO RADNE SREDINE
Glavni cilj inženjerske geologije i mehanike stena u stenskom inženjerstvu je poznavanje
ponašanja stenske mase i mogućnost predviđanja kako će se ponašati kod delovanja
unutrašnjih i spoljašnih sila na njih. Svaki iskop ili građevinska konstrukcija koja se izvodi
u stenskoj masi poremetiće joj prirodno stanje, a kao rezultat toga stenska masa postaje
deformisana i/ili slomljena.
Karakterizacija i opis stenskih masa i njihovih mehaničkih i deformacionih ponašanja je
kompleksan proces, jer se njihove karakteristike i svojstva znatno razlikuju, a na to utiče
puno različitih faktora.
Poznavanje naponskih stanja i naprezanja stenskog materijala može biti podvrgnuto različitim
uslovima koji utiču na mehaničko ponašanje i ocenu za izgled i planiranje inženjerskog projekta.
Relacija između ta dva parametra opisuje ponašanje različitih tipova stenskih masa, a zavise od
svojstva materijala i prirodnih uslova koji vladaju i utiču na njih.
Čvrstoća i deformabilnost su karakteristike intaktne stene, a zavise od fizičkih svojstava:
mineralni sastav, gustina, struktura i tekstura, poroznost, vodopropusnost, trajnost i
tvrdoća; koja su određena postankom stena, geološkim i tektonskim uslovima, procesima
koji sa vremenom deluju na njih (slika 6.1). U slučaju stenskih masa, mehaničko ponašanje
je takođe pod uticajem geoloških karakteristika: litologija i stratigrafija, geološke strukture,
tektonski procesi, dijageneza diskontinuiteta i in situ stanje napona. Mehanička reakcija
zavisi i od drugih faktora, kao što su: hidrogeološki i prirodni uslovi, delovanje klimatskih i
meteoroloških fenomena na geološku sredinu i uzrokuju proces trošenja koji onda menja
početna svojstva stena i stenskih masa.
Mehaničko stanje i ponašanje stenskih masa je rezultat kombinacije svih tih faktora koji
su različiti za svaki pojedini slučaj. Na primer, nije isto da li se proučava stena na površini
ili u unutrašnjosti Zemlje.
Proučavanje geoloških struktura i diskontinuiranosti je temeljni cilj mehanike stena, a
tome u prilog ide činjenica da se kontrolišu deformacije i procesi loma već postojećih
površina oslabljenja u steni na dubini na kojoj se najčešće izvode inženjerski radovi.



Sl.6.1. Uticaj geologije na svojstva intaktne stene i stenske mase
Svaka stenska masa može se podeliti na dva osnovna geološka elementa:
- Kameni (stenski) matriks - sastoji se od kontinuiranih stenskih masa različitih svojstava
koja su individualizovana prisustvom diskontinuiteta.
- Diskontinuiteti - njegova priroda može biti vrlo raznolika (rasedi, puktine, slojevi,
folijacija, škriljavost, itd.).
- Li ološki naziv,
- Struktura,
- Tekstura,
- Boja
SEKUNDARNE STRUKTURE:
- Rasedi,
- Pukotine,
- Bore,
- Folijacija,
- Lineacija

- Boja,
- Raspucalost,
- Tvrdoća,
- Čvrs oća

GENEZA
STENE
STENA
GENEZA = NAČIN POSTANKA

641. 641/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Upravo napravljena razlika je vrlo važna jer su geomehanička svojstva stenskog masiva, kao
i njegovo ponašanje, usko povezani sa svojstvima matične stene, kao i orijentacijom i
brojnošću pukotina u masivu.

Sl.6. 2. Šematsko - slikovni prikaz stenske mase.
Znači, stenski materijal može biti prirodna ili novo stvorena radna sredina, bez obzira da li
se analizira materijal sa površine Zemlje ili sa bilo koje dubine u Zemljinoj kori. Pod pojmom
stena ili stenski materijal se, u najširem geološkom smislu, podrazumeva sav materijal koji
izgrađuje pristupačni deo Zemljine kore, uključujući i ležišta mineralnih sirovina.
Šta se smatra stenom a šta tlom? Geolozi termin stena primenjuju na sve konstituente
zemljine kore. Oni govore o konsolidovanoj stenskoj masi (stena) i nekonsolidovnaoj
stenskoj masi (tlo). Geotehnički inženjeri pod terminom stena podrazumevaju tvrde (hard) i
krute (solid) formacije Zemljine kore dok pod tlima smatraju produkte trošenja stena. Često
puta se u svakodnevnoj inženjerskoj praksi stenom smatraju čvrste-krute i koherentne
supstance koje se ne mogu kopati manualnim metodama. Emery pod stenom smatra
granulisani materijal sastavljen od zrna i lepila. Pod lepilom smatra različite vrste cementnih
supstanci. Tercagi definiše tlo kao sedimente i druge nekonsolidovane akumulacije čvrstih
čestica nastalih mehaničkom ili hemijskon dezintegracijom stena. Na ovaj način stena i tlo
se razlikuju u stepenu konsolidacije i u ograničenju veličine čestica.
I tlo i stena sastoje se od mineralnih zrna s tim da stenu karakteriše neuporedivo veći stepen
povezivanja (cementacije). Glavna razlika između tla i stena je prisustvo diskontinuiteta u
stenskoj masi koji imaju odlučujući efekat na njeno ponašanje. U poređenju sa tlom, stenska
masa poseduje niži stepen slobode kretanja. Kretanje blokova generalno se događa paralelno
sa linijama presecanja različitih sistema diskontinuiteta a rotacija blokova događa se u nekim
posebnim slučajevima. Diskontinuiteti kao glavna odlika stenske mase, kontrolišu
vodopropusnost i po kapacitetu i po orijentaciji. Čak što više, statičko kao i dinamičko
delovanje vode na čvrstu fazu u tlu i stenama je različito. U slučaju tla to je uglavnom
izotropni porni pritisak dok u stenama on ima anizotropan karakter (orijentisan pritisak vode
u pukotinama).
Svojstva građevinskih materijala
Za izradu građevinskih objekata koriste se najrazličitiji materijali. Da bi se izvršilo uspešno
projektovanje moraju se poznavati osobine materijala koje se koriste za gradnju, da bi
objekat odgovarao konstruktivnim, bezbednosnim i estetskim zahtevima. Već u osnovnoj
školi uči se da je tehnologija materijala naučna disciplina koja proučava osobine materijala,
njihovu primenu, usavršava postojeće i pronalazi nove materijale.


Stenska masa

Intaktna
stena
Intaktna
stena
Monolit

642. 642/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Svaki materijal ima fizička, hemijska, tehnička i mehanička svojstva.
Fizička svojstva materijala su nepromenjiva. U fizička svojstva spadaju izgled - boja
materijala, gustina, specifična električna otpornost (provodljivost električne struje i toplote),
tačka topljenja, i dr.
Hemijska svojstva materijala obuhvataju hemijski sastav, afinitet (sposobnost mešanja sa
drugim materijalimau cilju dobijanja neke legure, ili drugog materijala sa novim svojstvima),
otpornost prema koroziji (oksidacija sa kiseonikom iz vazduha ili vode - neki materijali
oksidišu, korodiraju - rđaju, a neki ne) i dr.
Tehnološka svojstva materijala odnose se na obradivost materijala pojedinim vrstama obrade
(recimo, drvo se ne može spojiti zavarivanjem, keramika nije pogodna za obradu rezanjem, i sl.)
Mehanička svojstva materijala odnose se na ponašanje materijala pod dejstvom sila koje na
njega deluju. Mehanička svojstva materijala su neobično važna, jer od njih zavisi bezbednost
i sigurnost korišćenja nekog uređaja, objekta, ili pak predmeta. Recimo, važno je da li je
automobil lep ili ne, ali je važnije da mu se delovi ne raspadnu tokom vožnje, jer će to
prouzrokovati nesreću, povrede i ljudske žrtve. Važno je da je kuća estetski lepa, ali je
najvažnije da joj se krov i zidovi ne sruše na stanare, i sl.
Mehanička svojstva materijala se zbog važnost posebno ispituju na razne vrste opterećenja,
pod raznim uslovima eksploatacije.
U mehanička svojstva materijala spadaju:čvrstoća, tvrdoća, elastičnost, plastičnost, žilavost.
Tehnološka svojstva materijala odnose se na obradivost materijala pojedinim vrstama obrade
(recimo, drvo se ne može spojiti zavarivanjem, keramika nije pogodna za obradu rezanjem, i sl.).
Nekoliko definicija tla i stene:
- Tlo (soil-earth) - sedimentne ili druge nekonsolidovane akumulacije čvrstih čestica nastale
fizičkom i hemijskom dezintegracijom stena i koje mogu a ne moraju sadržavati organske
materije (ASTM D:653-88).
Prirodne mineralne čestice koje se lako odvajaju u relativno male komadiće i u kojima masa
može sadržavati vazduh, vodu ili organske materijale (nastale propadanjem vegetacije).
- Stena (rock) - bilo koji prirodno formirani agregat minerlanih materija koji se pojavljuju u
velikim masama ili fragmentima (ISRM, 1975; ASTM D:653-88).
Prirodni materijal sastavljen od mineralnih čestica tako čvrsto zajedno da je potreban
relativno veliki napor da se odvoje čestice (tj. eksplozije ili teške sile drobljenja).
- Kamen (stone) - lomljen (crushed) ili prirodno angularne čestice stena (ASTM D:653-88).
- Intaktna stena (intact rock) je materijal stenske mase, tipično predstavljen celim jezgrom
iz bušotine koja ne sadrži guste strukturne diskontinuitete (ISRM, 1975).
- Stenska masa (rock mass) je stena kakva se javlja in-situ, uključujući njene strukturne
diskontinuitete (ISRM, 1975).
Pod pojmom stenska masa podrazumevaju se svi materijali koji sačinjavaju dostupni deo
Zemljine kore, bez obzira da li se radi o "nevezanom" materijalu kao što je pesak,
"poluvezanom" materijalu kao što je glina i "vezanom" materijalu kao što su granit ili mermer.
Gde je granica između tla i stene?
Ove granice nema. Postoje ipak neke klasifikacije koje kao granicu usvajaju neko od
mehaničkih svojstava. Tako Bieniawski (1973) i ISRM (1979) stenama smatraju materijale

643. 643/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
sa jednoosnom pritisnom čvrstoćom većom od 1 MPa. Broch i Franklin (1972) i Jennings (1973)
ovu granicu pomeraju na 0.7 MPa a Geološko udruženje na 1.2 MPa (Bieniawski, 1989).
Termin "stena" pokriva ogroman broj različitih varijeteta. Samo po parametru jednoosne
čvrstoće, stene pokrivaju područje od 1 do više stotina MPa. Granit se ponaša kao krt (brittle)
i elastičan u troosnom opitu kod bočnog pritiska od nekoliko stotina MPa dok karbonatne
stene postaju plastične kod srednjih pritisaka i teku kao gline. Zbijeni - kompaktovani šejlovi
znatno slabe kod potapanja u vodu, gips i so otapaju se u vodi, ugalj gori u podzemlju, mnoge
stene značajno bubre u kontaktu sa vodom.
Tlo, ili ,,teren'' predstavlja onaj deo litosfere (odnosno Zemljine kore) u kojem se oseća uticaj
izvođenja građevinskih ili rudarskih radova, i koji je pod dejstvom savremenih
egzogeodinamičkih procesa.
 Sa građevinske tačke gledišta, tlo je prirodna mešavina mineralnih zrna, koja se mogu
razdvojiti mehaničkim postupkom. Tlo je, najčešće, necementirani skup granularnog
(zrnastog) materijala mineralnog i organskog porekla. Cementne veze između zrna mogu
u izvesnoj meri uticati na mehaničko ponašanje mase tla ali se podrazumeva da su
cementne veze između zrna relativno slabe. Ukoliko su cementne veze znatne čvrstoće,
tada se najčešće može govoriti o steni, a ne o tlu.
 Tlo nastaje kao proizvod mnogih hemijskih i fizičkih procesa raspadanja površinskih
delova stena koji su izloženi spoljnim uticajima. Zrna tla nastaju u cikličnom procesu
raspadanja čvrstih stena usled uticaja temperaturnih promena, sunca, vode i hemijskih procesa.

Inženjerska geologija razlikuje:
Litološko telo - jasno ograničena masa (jedna vrsta stena);
Litogenetski kompleks - genezom uslovjlena asocijacija dveju ili više vrsta stena nastalih
u istom geološkom ciklusu (npr. fliš);
Građevinsko tlo - plitak površinski deo Zemljine kore koji dolazi u zahvat građenja, a
dopire do dubine uticaja objekta;
Teren - deo Zemljine kore koji je predmet neposrednog inženjersko-geološkog
proučavanja (posmatra se do manje dubine nego u ostalim geološkim disciplinama).
Dakle, potrebno je naglasiti osnovne razlike o pojmovima "čvrsta stenska masa" i "tlo" koja se
ogleda u sledećem:
- čvrste stenske mase po pravilu su stare geološke formacije u odnosu na tla koja, uz neke
izuzetke, predstavljaju mlađe geološke formacije;
- uticaj vode na mehanička svojstva tla je neuporedivo veći od dejstva vode na čvrste stenske mase;

644. 644/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
- mehaničke karakteristike tla su, uglavnom, neuporedivo manjeg stepena (kvantitativno) od
mehaničkih karakteristika čvrstih stenskih masa;
- deformabilnost tla je neuporedivo veća od deformabilnosti čvrstih stenskih masa;
- postoji bitna razlika u naponskom stanju tla i naponskom stanju čvrstih stenskih masa;
- ispucalost čvrste stenske mase predstavlja osnovnu karakteristiku tih materijala, što
uslovljava da se teorija i metode mehanike čvrstih stenskih masa zasnivaju na primenjenoj
mehanici ispucalih radnih sredina za razliku od mehanike tla koja se zasniva na
pretpostavkama kontinuuma - neprekidnih sredina;
- predpostavka kontinuuma u mehanici tla omogućuje da se gotovo isključivo, u
laboratorijskim uslovima i na malim uzorcima, tumače pojave vezane za masiv - teren za
razliku od mehanike čvrstih stenskih masa, gde ispitivanja na malim uzorcima ni teoretski
ni praktično, sa nekim izuzecima, ne mogu se aproksimirati na masiv, što znači da se ova
disciplina mora oslanjati na velike oglede, na terenu i u prirodnim uslovima koji
odgovaraju ispitivanoj radnoj sredini.
Ovo su razlozi što se zakoni mehanike tla ne mogu prenositi u mehaniku čvrstih stenskih masa, već
ista mora donositi svoje zakone mehaničkog ponašanja koji odgovaraju čvrstim stenskim
materijalima.
Pošto mehanika stena daje naučnu osnovu savremenoj tehnici projektovanja, izvođenja objekata i
eksploatacije u različitim radnim sredinama, to su i definisani odgovarajući zadaci:
- Proučavanje opštih svojstava stenskih materijala kao što su: struktura, homogenost,
izotropnost, ispucalost i slično.
- Proučavanje fizičkih svojstava stenskih materijala, npr.: vlažnost, zapreminska težina,
poroznost i slično.
- Proučavanje mehaničkih svojstava stenskih materijala, npr.: čvrstoće, elastičnost,
deformabilnost...
- Proučavanje tehničkih (tehnoloških) svojstava stenskih materijala, npr.: bušivost,
abrazivnost, otpor prema rezanju i ...
- Proučavanje naponskih stanja, jamskih pritisaka i pojave gorskih udara kao posledice
narušavanja prirodne ravnoteže unutar stenskog masiva usled čovekovih aktivnosti.
- Proučavanje uticaja građevinsko-rudarskih radova na oštećenje površine terena i
ponašanje objekata u neposrednoj okolini.
- Proučavanje stabilnosti useka, zaseka, nasipa, radnih etaža i završnih kosina
površinskih kopova i odlagališta.
Takođe, razlika između tla i stena ima i ove posledice:
• tlo je obično predmet relativno niskog stanja napona a stena visokog,
• stena ima neuporedivo manju deformabilnost i propusnost u odnosu na tlo,
• u većini stenskih formacija, tečenje fluida dešava se kroz diskontinuitete različitih
vrsta, dok u tlu migracija fluida uključuje pokret kroz porni prostor.
Uopšte, klasifikacija stenske mase provodi se pomoću klasifikacionih sistema koji koriste
čvrstoću, trošnost, seizmička svojstva i diskontinuiranost stenske mase kao ulazne podatke.
Kao najvažniji parametri intaktne stene ističu se pritisna čvrstoća, tvrdoća, abrazivnost i
žilavost, a stanje stenske mase najbolje opisuju parametri diskontinuiteta (orijentacija,
razmak, postojanost, otvorenost ili zev, ispuna, čvrstoća, hrapavost i trošnost zidova
diskontinuiteta), stepen trošnosti i brzina prolaza seizmičkih talasa kroz stensku masu.

645. 645/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Međutim, većina sistema za klasifikaciju stena uglavnom je razvijana u svrhu procene
stabilnosti stenskih masa oko objekata i u kojim se objekat gradi.
Proučavanjem i analizom inženjersko-geoloških karakteristika stene, kao materijala u kojem
se i na kojem se gradi, ali i kod eksploatacije stenske mase, posebno je važno poznavati
parametre koji utiču na samu stensku masu.
Sistem klasifikacije tla:
1. To je raspored različitih tla sa sličnim svojstvima u grupe i podgrupe na osnovu njihove
primene ili njihove verovatnoće inženjersko ponašanje.
2. Pruža zajednički jezik kojim se ukratko izražavaju opšte karakteristike tla, koje su
beskonačno raznolike, bez detaljnih opisa.
3. Većina sistema klasifikacije tla koji su razvijeni za inženjerske svrhe zasnovani su na
jednostavnim svojstvima indeksa kao što su distribucija veličine čestica i plastičnost.
4. Iako postoji nekoliko sistema klasifikacije koji se sada koriste, nijedan nije u potpunosti
definitivan za bilo koje tlo za sve moguće primene, zbog široke raznolikosti svojstava tla.
Za identifikaciju i opis osnovnih svojstava stenskih masa važan je skup kvantitativnih
parametara koji se koriste kod klasifikacije stenskih masa za geotehničke projekte. Poznata
su i kao indeksna svojstva, a zajedno sa mineralnim sastavom i načinom postanka određuju
svojstva i mehaničko ponašanje intaktne stene. Ta svojstva prikazana su u tabeli 6.1.,
zajedno sa metodama za njihovo određivanje.

Uloga sistema klasifikacije u geotehničkoj inženjerskoj praksi je:
- Tekstualna klasifikacija: Koncept efektivnog napona; Kompresibilnost tla
- Deformacija tla može nastati promenom: a) Napona, b) Sadržaja vode, c) Mase tla, d)
Temperature
- Kompresija je uzrokovana: a) Deformacija čestica tla, b) Premeštanje čestica tla, c) izbacivanje
vode ili vazduha iz šupljina
- Vrste sleganja: a) Neposredno (elastično) sleganje Łe, b) Konsolidaciono sleganje (primarna
konsolidacija) Łc , c) Sekundarna kompresiona (konsolidacija) sleganja Łs
Ukupno sleganje će biti: ŁT = Łe+ Łc+ Łs
Tabela 6.1- Svojstva i klasifikacija intaktne stene.














Intaktna stena je opisana kao stena koja ne sadrži guste strukturne diskontinuitete. U
inženjerskoj geologiji intaktnom stenom smatra se deo stenske mase koji se nalazi između

Svojstva klasifikacije i indeksa:
e, n, γ, S, GDS, L.L(Liquid Limit), P.I(Plasticity Index),itd
- Geomehanička klasifikacija
- Inženjersko-geološka klasifikacija

Sistem klasifikacije:
- grupisanje na osnovu mera sigurnosti,
- grupisanje na osnovu vremena postojanosti.

Inženjerska svojstva:
Permeabilnost, kompresibilnost, čvrstoća na smicanje,...itd.


Inženjerske primene - svrhe:
Autoputevi, aerodromi, brane, temelji,…itd.

646. 646/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
diskontinuiteta (Hoek, 1994). Prema tome, fragmenti intaktne stene mogu biti milimetarskih,
pa do metarskih dimenzija.
Sl. 6.3. Glavne karakteristike koje se javljaju u stenskoj masi, (www.rockmass.net)
Za poznavanje inženjerskogeoloških karakteristika bilo kojeg terena u čvrstim stenama vrlo
je bitno odrediti karakteristike intaktne stene, koje zajedno sa karakteristikama
diskontinuiteta određuju inženjerskogeološke odlike stenske mase. U opisu intaktne stene
opisuju se neka uobičajena svojstava koja su opisana u nastavku. Bray (1967) je pokazao da
se stena koja sadrži deset ili više diskontinuiteta može pretpostaviti homogenim i izotropnim
materijalom sa 5% odstupanja (pogreške) od stvarnih uslova. Isto tako se masivna stena sa
vrlo malo diskontinuiteta može u idealnom slučaju ponašati kao homogeni materijal. Hoek i
Brown su pokazali da homogenost zavisi od veličine uzorka. Vrlo je važno odabrati uzorke
koji su reprezentativni primerci određene intaktne stene. Pažljivim odabirom uzoraka nastoji
se utvrditi sve eventualne različitosti svojstava intaktne stene.
Svi navedeni parametri potrebni su za definisanje bilo koju klasifikaciju stenske mase kao
što su RMR, Q sistem, RQD i GSI...
Parametri koje treba definisati prilikom karakterizacije stenske mase, sl.6.4:
1. Tip stene
2. Orijentacije pukotina (smerovi pružanja i pada) - Određuje klin, lom površine
3. Setovi pukotina
4. Otvor pukotine i vrsta ispune
5. Hrapavost pukotina - koja obezbeđuje c i Ņ vrednosti tokom analize nagiba
6. Razmak i postojanost - odredite veličinu blokova stena. Manja veličina znači više lomova stena.
7. Tip diskontinuiteta - kao podloga, ravan, raseda, pukotine, zona smicanja.
8. Netaknuta (intaktna) stena daje UCS vrednost stene da se utvrdi da li je stena tvrda ili meka stena.

647. 647/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Slika 6.4. daje predstavu o tome šta treba utvrditi tokom terenskog istraživanja.









Sl. 6.4. Svojstva intaktne stene (Singh and Goel, 2011)
6.1. Svojstva intaktne stene
Najvažnija fizička, mehanička i strukturna svojstva stenskih masa koja utiču na stabilnost
građevinskih objekata, ili služe za određivanje kvaliteta stenskih masa su:
homogenost - heterogenost; izotropnost - anizotropnost; kontinualnost - diskontinualnost;
deformabilnost;otpornost na smicanje; elektroprovodljivost; magnetičnost; radioaktivnost;
ponašanje na mrazu i rastresitost...

Osim navedenih svojstava koja su zajednička za sve vrste stenskih masa (čvrste, poluvezane
i nevezane) značajnu ulogu i maju još i svojstva koja su specifitna samo za poluvezane
sedimente, a to su:
vodnofizička svojstva; konsolidacija; lepljivost; bubrenje, tiksotropnost i proleganje...
Dakle, pri opisu intaktne stene definiše se njeno ime, fizička, mehanička, strukturna,
tehnološka i dr. svojstva (sl. 6.4 i 6.5.)











Sl. 6.5. Šematski prikaz uticaja petrografskih svojastava na ostala svojstva stena
Fizička svojstva koja opisuju intaktnu stenu su sledeća:
- Boja
- Mineralni sastav
- Tekstura
- Struktura
- Poroznost

648. 648/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
- Suva gustina
- Stepen saturacije
- Vlažnost …























Sl.6.6.Karakterizacijastenske mase. Sl.6.7. Jednoosna pritisna čvrstoća nekih stena(Hudson, 1989).
Uz poznavanje fizičkih svojstava stene, važno je poznavanje i mehanička svojstava.
Mehanička svojstva koja opisuju intaktnu stenu su sledeća:
- Čvrstoća (engl. strength)
- Jednoosna pritisna čvrstoća
- Deformabilnost
- Krutost
- Tvrdoća
- Trajnost
- Trošnost
- Plastičnost
- Bubrenje
Kako je već rečeno, inženjersko geološke klasifikacije stenskih masa nastale su usled
potrebe, koja se često nameće u praksi, da se stene izdvajaju u grupe sa sličnim
inženjerskogeološkim svojstvima ili prema sličnosti uslova za izvođenje građevinskih zahvata.
U Inženjerskoj geologiji postoji više različitih klasifikacija zasnovanih na raznovrsnim
parametrima. Postojanje više klasifikacija kao i inženjersko geoloških karakteristika na
kojima se ove klasifikacije zasnivaju ukazuju na izuzetnu složenost ovog problema.
Prema najjednostavnijoj klasifikaciji sve stene dele se na dve osnovne grupe koje se
međusobno bitno razlikuju. U jednu grupu svrstane su stene u kojima preovlađuju
kristalizacione strukturne veze, a u drugu grupu stene kod kojih je ta veza slabo izražena ili
praktično ne postoji. Za prvu grupu stena usvojen je zajednički naziv čvrsto vezane stene,
a za drugu grupu rastresite ili disperzne stene.

649. 649/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Razlika u inženjersko - geološkim karakteristikama između ove dve grupe stena je vrlo
velika. Ta razlika je uslovila da se za proučavanje strukturnih, fizičkih i mehaničkih svojstava
za svaku grupu stena razvije posebna oblast geotehnike. To su mehanika stena i mehanika tla.














U mehanici stena predmet izučavanja su čvrsto vezane stene, a u mehanici tla rastresite -
disperzne stene.
Najčešću primenu u Inženjerskoj geologiji ima klasifikacija po kojoj su stene svrstane u tri
osnovne grupe (Inženjerskogeološka klasifikacija):
- vezane (čvrste) stene,
- slabo vezane - poluvezane (koherentne) plastične stene,
- nevezane ili rastresite (inkoherentne) stene (sipke i tečne).
Kako je rečeno u opisanoj klasifikaciji kod čvrsto vezanih ili kamenitih stena preovlađuje
kristalizaciona strukturna veza. Kod slabo vezanih stena (glina) veza između pojedinih čestica
ostvaruje se preko vodene opne, dok kod nevezanih stena veza između pojedinih zrna praktično ne
postoji.
U grupu čvrsto vezanih stena spadaju kamenite i polukamenite stene. Grupa kamenitih stena
obuhvata magmatske, metamorfne i sedimentne stene koje i maju kristalizacione strukturne veze.
Ove veze u tim stenama nastaju na različite načine. Kod magmatskih stena one nastaju istovremeno
sa obrazovanjem mineralnih zrna u procesu kristalizacije i očvršćavanja magmatskog rastopa, kod
metamorfnih stena pri prekristalizaciji prvobitne stene, a kod sedimentnih stena pri izdvajanju soli
iz rastvora u prslinama, pukotinama ili među zrnima kao i pri očvršćivanju tokom procesa
dijageneze.
Čvrsto vezane stene kada nisu ispucale praktično su nestišljive, otporne su na raskvašavanje i
praktično su vodonepropusne. Voda se kroz njih mote kretati samo kroz pukotine u masivu.
Navedena svojstva, kao i visoke vrednosti čvrstoće na pritisak ovih stena objašnjavaju se
postojanjem kristalizacione strukturne veze.
U grupu čvrsto vezanih stena spadaju i takozvane polukamenite stene. To su čvrsto vezane stene
koje su izmenjene procesima raspadanja, kao i vulkanski tufovi i niz sedimentnih stena: slabo
vezane breče,konglomerati i peščari,laporci i glinci,anhidriti, gipsi,kamena so,kao i škriljci među
metamorfnim stenama i među njima slične stene.
Sve one i maju relativno dobru čvrstoću na pritisak koja im obezbedjuje dovoljnu stabilnost.
Čvrstoća polukamenitih stena je ipak manja nego kod čvrstih stena, od kojih su još i poroznije,
sklonije provlažiavanju i lakše propuštaju vodu (po prslinama i pukotinama). Za razliku od čvrstih
stena, polukamenite stene pri uobičajenim opterećenjima mogu se donekle plastično konsolidovati.
Pod opterećenjem od objekata tlo izgrađeno od ovih stena može se u nizu slučajeva sabijati.
Druga važna karakteristika je odnos prema vodi. Neke polukamenite stene (gips, kamena so i dr.)
rastvaraju se u vodi, dok neke druge u vodi samo omekšavaju. Posebno su sklone prema
razmekšavanju polukamenite stene koje u sebi sadrže mnogo glinovitih minerala, a takođe anhidritit
koji pod uticajem vode prelazi u gips uz bubrenje. Po razmekšavanju nosivost polukamenitih stena
se smanjuje, a deformabilnost se povećava.

650. 650/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Kod poluvezanih ili koherentnih (glinenih) stena veza između mineralnih čestica ostvaruje
se preko vezane (opnene) vode. Sklone su plastičnim deformacijama prilikom smicanja ili
zbijanja. Plastične deformacije postaju sve intezivnije sa povećanjem količine vode u
stenama, a prisutne su još dugo vremena po nanošenju opterećenja.
Otpornost na smicanje i stišljivost naglo se pogoršavaju sa povećanjem sadržine vode. Prema
količini vode koju sadrže u sebi mogu se nalaziti od čvrsto plastičnog do tečnog stanja.
Sklone su upijanju vode, pri čemu neke od njih čak i bubre, a pri sušenju smanjuju zapreminu
(skupljaju se) i pucaju. Slabo propustaju vodu. Neotporne su pri dejstvu mraza.
Nevezane ili nekoherentne (sipke) stene su one kod kojih se mineralna zrna međusobno
dodiruju jedno sa drugim. Sile koje bi povezivale zrna jedno za drugo (kohezija) praktično
ne postoje. Otpornost na smicanje ostvaruje se preko trenja po površinama dodira čestica i
statičkim otporom zrna promeni prvobitnog položaja.
Deformacije zbijanja (stišljivost) odvijaju se u vidu međusobnog zbližavanja i premeštanja
zrna. Deformacije se ostvaruju vrlo brzo po nanošenju tereta. Spadaju u srednje do dobro
vodopropustljive stene. Ovu grupu sačinjavaju: peskovi, šljunkovi i drobine.
Uopšte za identifikaciju i opis osnovnih svojstava stenskih masa važan je skup kvantitativnih
parametara koji se koriste kod klasifikacije stenskih masa za geotehničke projekte. Poznata
su i kao indeksna svojstva, a zajedno sa mineralnim sastavom i načinom postanka određuju
svojstva i mehaničko ponašanje intaktne stene. Ta svojstva prikazana su u tabeli 6.2.,
zajedno sa metodama za njihovo određivanje.
Polazeći od definicije da stenu grade mineralni agregati organskog i neorganskog porekla,
od kojih je izgrađen pristupačan deo Zemljine kore, podela stenskih masa može se izvršiti u
tri osnovne grupe:
- po svom postanku,
- po stepenu kohezije i
- po fizičko - mehaničkim osobinama.
- po tehnološkim osobinama.
Stene litosfere uglavnom se u geologji klasifikuju prema načinu i uslovima postanka
(genetska klasiflkacija). Medutim, u inženjerskoj geologiji su, sa praktičnog stajališta,
povoljnije klasifikacije koj se zasnivaju na karakteristikama što definišu svojstva stena kao
podloge na kojoj se gradi, u kojoj se izvode zahvati u podzemlju ili od koje se gradi.

NAPOMENA:
Proučavanje hemijskih, toplotnih, električnih, magnetnih, radioaktivnih i ostalih svojstava stenske mase,
nije predmet razmatranja u ovom materijalu, uz konstataciju da se u ovim karakteristikama stenskog
materijala mora voditi računa kod primene odgovarajućih metoda istraživanja ili tumačenja dobijenih
podataka ispitivanja.
U osnovnoj inženjerskogeološkoj klasifikaciji stena, bez obzira kojoj grupi stena pripadaju po
svome postanku, svi stenski materijali mogu se, prema stepenu kohezije, podeliti na tri grupe:
- vezane (čvrste) stene,
- poluvezane (koherentne) plastične stene,
- nevezane ili rastresite (inkoherentne) stene (sipke i tečne).
Među vezane (čvrste) stene ubrajaju se sve magmatske i metamorfne stene i sve čvrste sedimentne
stene. Poluvezane (koherentne) stene su sve čvrste gline, les, lesne gline. Glavni predstavnici
nevezanlh (inkoherentnih) stena su peskovi i drobine.

651. 651/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 6.2 - Svojstva intaktne stene i kako se određuju
SVOJSTVA METODE ODREěIVANJA
Identifikaciona
i
klasifikaciona
svojstva
Mineralni sastav
Postanak i tekstura
Veličina zrna
Boja
Vizuelna identifikacija.
Optički elektronski mikroskop.
Difrakcija X-zraka.
Poroznost (n)
Laboratorijske metode. Jedinična težina ( ǎ)
Sadržina vode
Vodopropusnost (koeficijent
vodopropusnosti, k)
Ispitivanje vodopropusnosti
Trajnost Ispitivanje trajnosti
Mehanička
svojstva
Jednoosna pritisna čvrstoća (ńc)
Laboratorijsko ispitivanje.
Ispitivanje Schmidtovim čekićem.
Zatezna čvrstoća (ńt ) Direktni i indirektni zatezni testovi
Brzina zvučnih talasa (Vp, Vs) Laboratorijsko ispitivanje.
Čvrstoća (c i ņ) Triaksijalno ispitivanje
Deformacija (modul deformacije E i v)
Jednoosno ispitivanje stišljivosti
Ispitivanje brzine zvučnih talasa

Karakteristike vezanih (čvrstih) stena zavise od mineralnog sastava, u delu sedimentnih stena od
sastava čestica ili fragmenata i veziva, od veličine, obllka, rasporeda načina vezivanja čestica i od
različitih defekata u građi stene. Pri ispitivanju flzičkih i mehaničkih karakteristika stenske mase,
sa stajališta gradnje posebnu pažnju treba obratiti: poroznosti, propusnosti, higroskopnosti,
otpornosti stena na zamrzavanje i grejanje, prostornoj masi, statičkoj i dinamičkoj čvrstoći, modulu
elastičnosti, mehaničkom i hemijskorn trošenju i obradivosti.













Svojstva poluvezanlh (koherentnih) stena zavise od mineralnog i ganulometrijskog sastava i
oblika čestica. Za inženjersku praksu posebno su važne ove karakteristike tih stena: mineralni
sastav, higroskopnost, plastičnost, elastičnost, lepljivost, stišljivost, kohezivnost, vodopropusnost,
bubrenje i skupljanje.
Najbitnlje karakteristike nevezanih (inkoherentnih) stena su: mineralni sastav, složenost, oblik
i zaobljenost zrna, hrapavost ili glatkoća površine zrna i ganulometrijski sastav, jer od toga zavisi
njihova propusnost, stišljivost i stabilnost. Kod nevezanlh stena ispituje se mineralni sastav,
granulornetrija, poroznost, propusnost, stišljivost, ugao unutrašnjeg trenja Ņ i koheztja c.

Iako su mnoge inženjerskogeološke karakteristike stena u prirodi poznate, ipak ni do danas nemamo
opštepriznate i prihvaćene inženjerskogeološke klasifikacije stena, ni u našoj, ni u svetskoj naučnoj
literature. Ovakvo stanje je posledica svih relevantnih karakteristika sadržanih u steni od vremena
njenog nastanka do danas.
Ili, detaljnije: inženjerskogeološke karakteristike stenske mase proizvod su različitih geoloških
faktora, geneze i postgenetskih procesa, fizičko-hemijskih uslova nastanka i njihovih promena
INŽENJERSKOGEOLOŠKA KLASIFIKACIJA
-VEZANE (č e) stene,
-POLUVEZANE (koherentne) stene
-NEVEZANE (inkoherentne - nekoherentne)stene

652. 652/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
tokom geološkog vremena, mineraloško-petroloških karakteristika, fizičkog stanja i fizičko-
mehaničkih svojstava.
S obzirom na svu tu množinu različitih faktora koji utiču na inženjerskogeološke karakteristike
stena, sasvim je razumljivo da nije moguće izraditi jedinstvenu klasifikaciju koja bi, osim toga, bila
i univerzalna. Zbog izuzetne važnosti, zanimljivosti i moguće primene u inženjerskogeološkim
istraživanjima, prlkazane su osnovne karakteristike nekih klaslflkacija koje su u upotrebi.
Tako, npr. u Uputstvima za izradu osnovne inženjerskogeolškke karte u razmeri R = 1:100.000,
stene se, u sklopu inženjerskogeoloških istraživanja, izdvajaju u inženjersko-geološke jedinice, a
klasifikuju u grupe, podgrupe, razrede i podrazrede, kako je prlkazano u tabeli 6.4.
Klasifikacija stena prema otporu pri radu, tab. 6.3, koju je izradio Protođakonov na osnovu
koeficijenta čvrstoće fč, dobijenog izrazom:

fč =
&#3627409224;
&#3627408529;
&#3627409359;&#3627409358;&#3627409358;
2.1
gde je:
fč - koeficijenta čvrstoće
Ńp - jednoosna čvrstoća na pritisak.
Kasnijim istraživanjima definisano je da se koeficijent fč može bolje izraziti odnosom
&#3627408519;
č=
&#3627409224;&#3627408529;
&#3627409361;&#3627409358;&#3627409358;
+(
&#3627409224;&#3627408529;
&#3627409361;&#3627409358;&#3627409358;
)
&#3627409358;.&#3627409363;
, što se danas dosta koristi u praktične svrhe.

Tabela 6.3 - Kasifikaciji M. M. Protođakonova stenske mase su podeljene na petnaest kategorija.



















Opšta inženjerskogeološka klasifikacija stena, razvijena je u Rusiji u bivšem (SSSR-u),
Panjukov, 1965), zasniva se na principu po kojem se stene (stenske mase) posmatraju u
sklopu građevinske aktivnosti (kao podloga na kojoj se gradi, kao sredina u kojoj se gradi i
kao prirodni građevinski materijal od kojeg se gradi). Klasifikacija se obavlja na osnovu
karakteristika od kojih zavise inženjerskogeološka svojstva stene, (tabela 6.4).

653. 653/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 6.4 - Inženjerskogeološka klasifikacija stena za OIGK, M-1:100.000 (Uputstva za izradu OIGK,1988,
ispravljeno i dopunjeno; Ic= indeks konzistencije)

654. 654/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Prillkom detaljne podele u toj klsifikaciji uzeta su u obzlr i svojstva koja rezultraju iz
teksture, sastava, boje i veličine zrna stene. Duncanova je klasiflkaclja primenjlva i veoma
povoljna u terensklm istraživanjima.
1.1. Klasifikacija po Kasagrandeu
1.2. Klasifikacija po Braun - Stiniju
1.3. Klasifikacija po Protođakonovu
1.4. Klasifikacija po Lauferu
1.5. Klasifikacija po Feneru



























Sl.6.8. Praćenje, merenje i karakterizacija stenskog masiva u mehanici stena i inženjerskoj geologiji
(Stille i Palmstrom,2003)
Pregled osnovnih svojstava stenskog materijala kao radne sredine:

- Klasifikacija stenskih materijala,
- Vrste i način uzimanja uzoraka za ispitivanje strukturnih, fizičkih, mehaničkih i tehničkih
svojstava stenskih materijala,
- Pregled osnovnih strukturnih svojstava stena,
- Pregled fizičkih svojstava stenskog materijala,
- Pregled mehaničkih svojstava stenskih materijala,
- Pregled tehničkih svojstava stenskog materijala.


Sl.6.9. Folkov system klasifikacije


FOLKOV SISTEM KLASIFIKACIJE

655. 655/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
6.2. Podela stena
Polazeći od osnovne definicije da stenu predstavljaju mineralni agregati organskog i
neorganskog porekla, od kojih je izgrađen pristupačni deo Zemljine kore, podela stenskih
materijala može se izvršiti u tri osnovne grupe:
- po svom postanku,
- po stepenu kohezije i
- po fizičko - mehaničkim osobinama.
6.2.1. Podela stena po postanku, više u delu 3.1. POSTANAK I PODELA STENA
Proučavajući osnove Geologije poznato je da se stene dele u tri osnovne grupe i to:
Ō Eruptivne stene, koje se sastoje od iskristalisanih mineralnih sastojaka, koji su očvrsli u
neposrednom dodiru jedan sa drugim. Pojavljuju se u masama nepravilnog oblika, retko
kada u pločama.
Ō Sedimentne stene, koje se sastoje iz istaloženog očvrslog materijala, različitog porekla,
koji su očvrsli pod dejstvom pritiska ili uz pomoć prirodnih, mineralnih veziva. Obično
se javljaju u vidu slojeva.
Ō Metamorfne stene, koje se sastoje od iskristalisanog ali izmenjenog materijala eruptivnih
ili sedimentnih stena i koje su nastale pod dejstvom velikog pritiska i velike toplote. Imaju
osobine prethodnih dveju kategorija.
6.2.2. Podela stena po stepenu konzistencije
Kako je već rečeno, bez obzira kojoj grupi stena pripadaju po svome postanku svi stenski
materijali mogu se, prema stepenu kohezije, podeliti na tri grupe:
- čvrste ili vezane,
- plastične ili poluvezane,
- rastresite ili nevezane (sipke i tečne).


6.2.2.1. Ō Geomehanička klasifikacija tla - čvrste čestice tla
Ovom klasifikacijom tla se klasifikuju kao krupnozrna i sitnozrna.

Ponašanje tla kao stišljivost, čvrstoća, propusnost, poroznost, bitno je uslovljeno veličinom
i oblikom čvrstih čestica. Prema USCS-u, odnosno jedinstvenom sistemu klasifikacije tla,
tlo delimo na dve glavne grupe:
1. KRUPNOZRNA (nekoherentna, nevezana) i
2. SITNOZRNA (koherentna, vezana) tla.
Krupnozrna (nekoherentna, nevezana) tla su šljunkovi i peskovi. Kada su saturirani i bez
bočnog ograničenja, oni ne mogu zadržati negativne porne pritiske, zbog čega nemaju
nedreniranu čvrstoću ili prividnu koheziju.
Osnovni klasifikacioni pokazatelji za ove namene su, pre svega, veličina zrna tla a zatim
eventualna "lepljivost" ili, striktnije, plastičnost tla.
Rezidualna i transportovana tla se pojavljuju u beskonačnim varijacijama veličina zrna od
hiljaditih delova milimetara do decimetarskih dimenzija. Kao generalna osnova za
klasifikaciju normalnog, pretežno neorganskog tla, usvojena je podela na dve glavne klase
sa graničnom vrednošću veličina zrna od 0,075 mm, a u nekim zemljama za granicu se
usvaja veličina zrna od 0,074 ili 0,063 mm, tako da:
INŽENJERSKOGEOLOŠKA KLASIFIKACIJA
-VEZANE (č e) stene,
-POLUVEZANE (koherentne) stene
-NEVEZANE (inkoherentne - nekoherentne)stene

656. 656/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
- krupnozrna tla sadrže preko 50% zrna većih od 0,075 mm (ili 0,063 mm)
- sitnozrna tla sadrže preko 50% zrna manjih od 0,075 mm (ili 0,06 mm)
Ova granica od 0,075 mm, (odnosno 0,063 mm), prvo je potekla iz praktičnih razloga
jer se kaže da prosečno ljudsko oko bez optičkog pojačanja prepoznaje u granularnoj
masi individulana zrna veća od navedene granične vrednosti, dok se manja zrna vide samo
kao amorfna masa. Osnovna inženjerska klasifikacija tla:















• Osnovna podela prema veličini zrna:








Sl. 6.10. Podela tla prema veličini i povezanosti čestica.
Iako ovaj kriterijum izgleda sasvim proizvoljan sa mehaničke tačke gledišta, pokazalo
se da postoje i znatne razlike u ponašanju ova dva tipa tla. Osim toga, u prirodi se nailazi i
na treset, materijal koji ima vlaknastu strukturu i nepovoljne karakteristike, tako da se o
njemu u ovom tekstu neće mnogo govoriti, jer se veoma retko ispituje u mehanici tla.

Krupnozrna tla variraju sa veličinama zrna od komada stene do šljunka i peska. Kvarc,
zbog svoje tvrdoće i postojanosti, je mineral koji preovladava u sadržaju mnogih šljunkova
i peskova, ali se pojavljuju i drugi minerali sa različitim relativnim učešćem. Terenska
identifikacija je relativno jednostavna, jer se skoro sva zrna vide golim okom uz eventualno
i veoma retko korišćenje lupe. Krupnozrno tlo može da sadrži primese sitnih frakcija.
• Krupnozrna tla: D > 0,074(0,06) mm
- Pesak 0,074 (0,06)-2 mm
- Šljunak 2- 60 mm
- Obluci ili drobina 60-200 mm
• Sitnozrna tla: D < 0,074(0,06) mm
- Prašina 0.002-0.06 mm
- Glina D < 0,002 mm
- Organskatla (humus, mulj, treset)

657. 657/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sitnozrna (koherentna, vezana) tla najvećim delom sastoje se od zrna prašine i gline. Čist
prah je po veličini zrna između peska i gline i ima specifične osobine po kojima ga samo u
maloj meri razlikuje od peska. Ali već i mala količina primesa glinenih čestica od
samo nekoliko procenata daje mešavini sitnozrnog tla nove karakteristike, tako da se ono u
znatnoj meri razlikuje od krupnozrnih materijala. Ne mogu se sva zrna videti golim
okom, tako da se primenjuju indirektni opiti za identifikaciju, a zasnivaju se na osobini da
sitnozrni materijali, naročito ako sadrže glinene čestice, menjaju konzistentno stanje sa
promenom sadržaja vode. Za ovu osobinu, koju nemaju krupnozrni materijali, koristi se u
Mehanici tla izraz plastičnost. Plastičnost, kao pojam, koristi se i za opis naponsko
deformacionog ponašanja u sasvim drugom i znatno preciznijem kontekstu.
Kada su saturirani oni mogu zadžati upijenu vodu u opitima bez bočnog ograničenja, pa time
mogu imati prividnu koheziju.
Granica između koherentnih i nekoherentnih tla je vidljiva granica, najmanje zrno vidljivo
je golim okom 0,06 mm, prikazana je u tabeli 6.5.
Tabela 6.5 - Odnos između veličina čestica za koherentna i nekoherentna tla






















Krupnozrna tla su veličine čestica veće od 0,060 (0,075) mm ili 60 (75) mikrona, a čestice
manje od ove čine sitnozrna tla.
Dalje se krupna zrna dele na šljunak i pesak, a sitna na mulj i glinu.
Čestice veličine šljunka su veće od 4,75 mm, a čestice peska su između 4,75 mm i 75
mikrona. Čestice veličine mulja su veličine 75 mikrona do 2 mikrona, a čestice veličine gline
su manje od 2 mikrona.
Učešće čestica određene krupnoće u određenoj masi tla određuje se granulometrijskom
analizom količine tla. Tako nastaje granulometrijska kriva koja se uobičajeno ucrtava u
granulometrijski dijagram (slika 6.11.).
Krupnozrna tla su šljunak (G-gravel) i pesak (S - sand), a sitnozrna su glina (C- clay), prašina
(silt-m) ili (M- mud), i organsko tlo (O - organic) i treset (P - peat ).
Tabela 6.6 - Granulometrijski dijagram dobijen laboratorijskim ispitivanjem








Šljunak
2 – 60 mm
Pesak
0,06 – 2 mm
Prašina (Prah)
0,002- 0,06 mm
Glina
˂ 0,002 mm
Krupan: 20 - 60 mm Krupan: 0,6 - 2 mm Krupna: 0,02 - 0,06 mm
Srednji: 6 – 20 mm Srednji: 0,2 – 0,6 mm Srednja: 0,006 – 0,02 mm
Sitan: 2 – 6 mm Sitan: 0,06 – 0,2 mm Sitna: 0,002 – 0,006 mm
Svojstva peskovitih tla
Pakovanje, slaganje zrna RD SPT CPT ņ SBP
Vrlo rastrešeno < 0.2 < 5 < 2 < 30 < 30
Rastrešeno 0.2-0.4 5-10 2-4 30-32 30-80
Srednje gusto 0.4-0.6 11-30 4-12 32-36 80-300
Gusto 0.6-08 31-50 12-20 36-40 300-500
Vrlo gusto > 0.8 > 50 ≥ 20 ≥ 40 ≥ 500

658. 658/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Granulometrijski sastav tla
Granulometrijski sastav je definisan krivom koja opisuje sadržaj zrna različite veličine
izražen u procentima težine (sl.6.9). Ovaj klasifikacioni sistem je jednostavan jer za
definisanje graničnih veličina frakcija zrna, (šljunak, pesak, prašina), i njihovih
relativnih veličina, (sitan, srednji, krupan), primenjuje samo brojeve 2 i 6, što se lako pamti.















Sl. 6.11. Granulometrijski dijagram
Sasvim intuitvno, može se očekivati da će se skup veoma malih zrna ponašati različito od
agregacije velikih čestica, što predstavlja osnovu za primenu veličine zrna kao kriterijuma
za klasifikaciju tla. Prvo treba definisati veličinu zrna. Zbog takvih različitih oblika mora se
arbitrarno definisati mera veličine zrna. Veličina zrna, koje se vide golim okom, tj. pesak i
krupnija zrna, opisuje se "prečnikom" koji se pripisuje zrnu koje može da prođe kroz skup
sita sa različitim otvorima kvadratnog oblika. "Prečnik", koji se pripisuje zrnu, je prečnik
najveće kuglice, koja može da prođe kroz kvadratni otvor sita iste veličine kroz koji prolazi
i zrno. Opit sejanja i korišćenje sita nije moguće ako se tlo sastoji od glinenih i prašinastih

659. 659/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
frakcija, jer su ona isuviše sitna i krhka da bi se mogla uspešno i jednostavno mehanički
izdvojiti po veličini. Veličina takvih zrna određuje se "opitom hidrometrisanja" ili
"areometrisanja.
Granulometrijski sastav služi za podelu krupnozrnog tla. Na osnovu krupnoće čestica i
oblika granulometrijske krive, krupnozrna tla mogu se svrstati u osnovne grupe i podgrupe.
Oblik granulometrijske krive može se izraziti pomoću efektivnog prečnika zrna (D10),
koeficijenta jednoličnosti (Cu) i koeficijenta zakrivljenosti (Cc), slika 6.12.









Sl.6.12.Granulometrijski dijagram izražen pomoću efektivnog prečnika zrna (D10),koeficijenta
jednoličnosti (Cu) i koeficijenta zakrivljenosti (Cc)
ORGANSKA TLA u našem podneblju uvek sadrže organske materije, koje se najvećim
delom pojavljuju u delimično raspadnutim oblicima vegetacije uz humus, amorfni material
nastao raspadanjem biljnih i životinjskih produkata. Ove organske materije su od vitalnog
značaja za poljoprivrednu upotrebu zemljišta i od manjeg značaja su za građevinskog
inžinjera, jer se površinska zona tla uklanja pre izgradnje većine građevinskih objekata. Ipak,
relativno visoko prisustvo organskih materija reda 5% do10% može ukazivati na relativno
veliku kompresibilnost. Ponekad se u prirodi pojavljuje treset, materijal sa vlaknastom
strukturom u kome preovlađuju materije organskog porekla. Ova tla su izrazito nepovoljna
sa građevinske tačke gledišta.
Jedinstvena (AC) klasifikacija tla:
•Arthur Casagrande, 1948: Airfield Classification 22 (20) grupa tla (svaku opisuje simbol
od 2 slova).












6.2.2.2. Ō Inženjersko-geološka klasifikacija tla - čvrste ili vezane stenske mase





INŽENJERSKOGEOLOŠKA KLASIFIKACIJA
- VEZANE (čvrste) stene,
- POLUVEZANE (koherentne) stene
- NEVEZANE (inkoherentne - nekoherentne) stene

660. 660/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
6.2.2.2.1. Čvrste ili vezane stene
U osnovnoj inženjerskogeološkoj klasifikaclji stena, bez obzira kojoj grupi stena pripadaju
po svome postanku, svi stenski materijali mogu se, prema stepenu kohezije, podeliti na tri
grupe:
- vezane (čvrste) stene,
- poluvezane (koherentne - plastične) stene,
- nevezane (inkoherentne - rastresite - sipke i tečne) stene.
Ove stene odlikuju se čvrstom vezom među svojim mineralnim sastojcima, koja je rezultat
dveju unutrašnjih sila: sile kohezije koja drži u zajednici mineralne sastojke i sile trenja među
mineralnim sastojcima koja dejstvuje i u slučaju da se pod dejstvom spoljnih sila uništi
kohezija. U ovu grupu spadaju ugalj, krečnjak, granit, bazalt i druge stene.







Sl. 6.13. Mehanička karakteristika čvrstih stenskih materijala
Na slici 6.10. prikazana je mehanička karakteristika čvrstih stenskih materijala data izrazom
za tangencijalno naprezanje:
ń = Ń ∙ tgŅ + c
gde je:
ń - napon smicanja koji je definisan odnosom sile smicanja i površine smicanja (MN/m
2
),
Ń - normalni napon koji je definisan odnosom normalne sile i površine smicanja, (MN/m
2
),
c - kohezija - predstavlja odsečak na ordinatnoj osi na dijagramu ń = f(Ń) za Ń =0, (MN/m
2
),
Ņ - ugao unutrašnjeg trenja predstavljen nagibom prave ń = f (Ń) prema apscisnoj osi, (
o
)

Stenski materijali iz ove grupe mogu se u zavisnosti od vrste materijala i stanja konzistencije
pri opterećenju ponašati kao: krti, meko - plastični i plastični, sl. 6.11.












Sl.6.14. Karakteristična ponašanja čvrstih stenskih materijala pri opterećenju:a) krto, b) meko-plastično i
c) plastično








Sl. 6.15. Prikaz tri modela ponašanja stenskih masa različitog kvaliteta
1 2 3

Ponašanje vrlo kvalitetne
stenske mase
Srednje kvalitetna
stenska masa
Vrlo loša - slaba
stenska masa

661. 661/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Slika 6.15. prikazuje tri modela ponašanja stenskih masa različitog kvaliteta.
- Ponašanje vrlo kvalitetne stenske mase -1 može se modelirati elastičnim ponašanjem pre
loma i niskom rezidualnom čvrstoćom nakon trenutnog loma.
- Srednje kvalitetna stenska masa - 2 pokazaće omekšavanje i povećanu rezidualnu čvrstoću
nakon loma.
- Slaba stenska masa -3 zadržaće graničnu čvrstoću i nakon loma (ponašanje:elastično-
idealno plastično).

6.2.2.2.2. Poluvezane (koherentne - plastične) stene

Poluvezane ili plastične stene odlikuju se slabom vezom među mineralnim sastojcima gde
najvažniji uticaj ima sadržina vode u porama sitnih mineralnih sastojaka ispod 0.02 mm
prečnika. Zbog toga stene iz ove grupe pri određenom stepenu vlažnosti ponašaju se
plastično, odnosno imaju svojstvo da menjaju oblik pod dejstvom spoljnih sila bez razaranja.
U ovu grupu stene spadaju: glina, glinac, glinoviti peščar i slične.

Na slici 6.16. prikazana je mehanička karakteristika čvrstih stenskih materijala data izrazom
za tangencijalno naprezanje: ń = Ń ∙ tgŅ + c






Sl. 6.16. Mehanička karakteristika plastičnih stenskih materijala
Mehanička karakteristika ovih stenskih materijala je ista kao i za čvrste stenske materijale,
s tim što je kohezija manje izražena nego kod prethodne grupe.
6.2.2.2.3. Nevezane (inkoherentne - rastresite - sipke i tečne) stene.
Nevezane (inkoherentne) rastresite - sipke i tečne stene odlikuju se odsustvom veze među
mineralnim sastojcima, pa se mehanička karakteristika ovih stena izražava izrazom:
ń = Ń ∙ tgŅ








Sl. 6.17. Mehanička karakteristika plastičnih stenskih materijala
U ovu grupu stena spadaju materijali poznati u praksi kao: drobina, šljunak, pesak i slično.
Pored ovih stena koje su poznate i pod imenom sipkih stena, stene koje se nazivaju i tečnim
stenama, a to su stene koje se sastoje od sitnih frakcija peska i prašine, sa primesama
glinovitih frakcija zasićenih vodom, koja može i ne mora biti pod pritiskom. Dakle u ovu
grupu spadaju i stene koje se sastoje od sitnog i čistog peska, bez primesa gline i prašine,
čija je pokretljivost rezultat kretanja podzemne vode.
Treba imati u vidu da najsitnije vrste peska mogu, u mešavini sa određenom količinom vode,
pokazivati tzv. prividnu koheziju ili lažnu koheziju, c’.

662. 662/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
6.3. Strukturna svojstva stenskih masa

Kod primene odgovarajućih teorija ili odgovarajućeg matematičkog aparata kod ocene
ponašanja stenskog materijala ili za opisivanje nekog procesa, usvajaju se, ponekad, takve
pretpostavke kao što je kontinuum, homogenost ili izotropnost stenskog materijala.
Ove pretpostavke u prirodi najčešće nisu ispunjene, pa je poznavanje ovih opštih osobina
stenskog materijala od izuzetne važnosti, pošto je radna sredina po svojoj prirodi
diskontinuirana i u isto vreme heterogena i anizotropna, u znatnoj meri ispucala, i nalazi se
u prirodnom stanju napregnutosti.

6.3.1. Genitet i tropija
Pojam geniteta stenske mase obuhvata homogenost i heterogenost, a tropija izotropna i
anizotropna svojstva stenske mase. Genitet i tropija stena su osnovna obeležja sklopa. Po
definiciji, sklop predstavlja tvorevinu sastavljenu od jedinki koje se mogu razlikovati, ali su
među sobom povezane morfološkim, prostornim, funkcionalnim i genetskim vezama.
Jedinke u sklopu su elementi sklopa. Sklop jednog područja može imati više subsklopova.
Način na koji gradivni elementi sklopa ispunjavaju odgovarajuće područje određuje genitet
i tropiju sklopa (ili stanje geniteta i stanje tropije).
Genitet područja je određen njegovom homogenošću ili heterogenošću u odnosu na
određeno svojstvo. Za jedno veće područje kaže se da je homogeno u odnosu na neko
svojstvo ako se sastoji iz manjih područja, koja među sobom mogu zamenjivati mesta, a da
se pri tome odgovarajuće svojstvo većeg područja ne promeni. Nasuprot tome, ako se
promenom mesta manjih područja menja odgovarajuće svosjtvo većeg područja, za takav
sklop (ili područje) se kaže da je heterogen.
Tropija područja je određena njegovom izotropnošću ili anizotropnošću u odnosu na neko
svojstvo koje ima karakter vektorske veličine. Za područje se kaže da je u odnosu na neko
svojstvo izotropno kada je to svojstvo isto u svim pravcima posmatrano iz bilo koje tačke
područja. Ukoliko je to svojstvo različito, zavisno od pravca ili ravni posmatranja, onda je
ono anizotropno. U tabeli 7.6. dat je opis geniteta i tropije stenske mase po P. N. Panjukovu,
sa izmenama koje je dao M.V.Rac.
Pojam sklopa je relativan, zavisi od analiziranog svojstva, takođe i od veličine područja . U
odnosu na svojstvo ili veličinu područja, stenska masa može biti u jednom slučaju
homogena, a u drugom heterogena (izotropna ili anizotropana). Ako se npr. posmatra sklop
stenske mase u odnosu na njen litološki ili mineralni sastav, ona može u jednom području,
po tim istim svojstvima, biti heterogena, a u manjem području po tim istim svojstvima može
biti homogena, ili obrnuto. Zato je neophodno unapred definisati u odnosu na koje svojstvo
i veličinu područja se genitet i tropija razmatraju.
Tabela 6.7- Opis geniteta i tropije stenske mase
TROPIJA
GENITET
Homogena Heterogena
Izotropna
Svojstva stenske mase ne zavise
od pravca i koordinata tačke
posmatranja (ispitivanja)
Svojstva stenske mase ne
zavise od pravca, ali zavise od
koordinata tačke posmatranja
Anizotropna
Svojstva stenske mase zavise od
pravca, ali u bilo kom zadatom
pravcu ostaju nepromenjena
Svojstva stenske mase zavise
od pravca i koordinate tačke
posmatranja

663. 663/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ove pretpostavke u prirodi najčešće nisu ispunjene, pa je poznavanje ovih opštih osobina
stenskog materijala od izuzetne važnosti, pošto je radna sredina po svojoj prirodi
diskontinualna i u isto doba heterogena i anizotropna, u znatnoj meri ispucala, i nalazi se u
prirodnom stanju napregnutosti.

6.3.2. Ispucalost stenske mase
Svojstvo stenskih masa da u datom području posmatranja poseduju odgovarajući sistem
pukotina naziva se ispucalost. Ispucale stenske mase čine diskontinualnu sredinu.
Kada naponi u nekom stenskom materijalu kojima je stenska masa izložena prekorače
određenu granicu mehaničke čvrstoće stene, u masi dolazi do pojave loma, odnosno raskida
međumolekularnih sila, bez obzira što postoje različiti uzroci koji su doveli do loma. Te sile
su najčešće tektonskog porekla. Pukotine mogu nastati i na druge načine:
- promenom uslova sedimentacije (međuslojne pukotine),
- hlađenjem magme i promenom zapremine usled hlađenja (pukotine lučenja),
- gubljenjem vode (dehidratacijom) pri sušenju vlažnih sedimenata,
- rastvaranjem stenske mase delovanjem površinskih i podzemnih voda,
- površinskim raspadanjem usled temperaturnih promena, dejstvom mraza i biljnog pokrivača,
- oslobađanjem napona dejstvom erozije,
- tehnogenom aktivnošću (miniranjem i iskopima u terenu).
Svi lomovi ili diskontinuiteti kod kojih je došlo do potpunog gubitka kohezije, bez obzira na
njihove veličine, nazivaju se pukotinama, za razliku od prslina koje predstavljaju površine
kod kojih je došlo do gubitka kohezije, ali na ograničenoj dužini.
Dakle, ispucalost predstavlja svojstvo stenske mase da je prožeta pukotinama ili nekim
pukotinskim sistemom, i to je osnovna karakteristika koja u mehaničkom smislu određuje
značenje pojmova "čvrsta stenska masa" i "tlo".










Sl. 6.18. Ispucalost stenske mase
Ne ulazeći ovom prilikom u karakter pukotinskog sistema (detaljnije u delu o pukotinama)
način prikazivanja istog, podelu i vrste pukotinskih sistema, treba naglasiti da su istraživanja
pokazala i dokazala da postoji određeni red i sistem, odnosno da se ne radi o nekoj haotičnoj
ispucalosti.
Poznavanje ispucalosti stenskih masa ima veliki značaj kod izvođenja radova u njima, pri
njihovoj eksploataciji, kao i za prognozu razvoja savremenih geodinamičkih procesa
(površinsko raspadanje, klizenje, odronjavanje i sl.).
Postoje dve grupe metoda ispitivanja ispucalosti stenskih masa.

664. 664/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Prvu grupu čine ispitivanja na otkrivenim stenskim masama tj. prirodnim izdancima i
veštački otkrivenim površinama (potkopi, kosine, okna i dr.).
Drugu grupu čine ispitivanja ispucalosti neotkrivenih stenskih masa (na osnovu izdeljenosti
jezgra, propustljivosti vode i vazduha, posmatranjem zidova bušotina i dr.). Kod obe grupe
metoda ispitivanja ispucalosti može biti neposredno i posredno.
Pri izučavanju ispucalosti utvrđuju se svi napred navedeni parametri pojedinačnih pukotina,
familija i sistema pukotina. Počinje se sa utvrđivanjem geneze, a nastavlja sa prikupljanjem
geometrijskih karakteristika.
Kod izučavanja geneze pukotina najčešće se koristi podela pukotina po kinematici njihovog
nastanka:pukotine zatezanja (tenzione), pukotine smicanja i pukotine relaksacije (sl. 6.19).


Sl.6.19. Položaj osnovnih kinematičkih tipova pukotina u odnosu na tri glavna
napona: Ń3-najmanji napon, Ń2 - srednji napon, Ń1- najveći napon, (Dimitrijević, D.
M., 1978).




Pukotine zatezanja javljaju se upravno na pravac najmanjeg napona (Ń3), te su obično
zjapeće i sočivastog oblika. Mogu, nekada, naknadno da budu zapunjene mineralnom
materijom (kalcitom, kvarcom i sl.).
Pukotine smicanja su najčešće paralelne pravcu srednjeg napona(Ń2), a sa pravcem najvećeg
napona (Ń1), zaklapaju oštar ugao. One su najčešće ravnih i glatkih zidova sa tragovima
smicanja. Obično se javljaju u vidu dve familije konjugovanih pukotina koje su simetrične
u odnosu na pravac najvećeg napona.
Pukotine relaksacije nastaju u ravnima upravnim na pravac najvećeg napona (Ń1), u
momentu kada njegovo delovanje prestane, pa dolazi do relaksacije stenske mase.


Sl 6.20. Položaji pukotlna u odnosu na pravce dejstva glavnih napona.
a) pukotine kompresije; b) pukotine zatezanja (kidanja), c) pukotlne
smicanja.











Pored navedene klasifikacije pukotina na osnovu kinematike nastanka, postoje i druge
genetske klasifikacije pukotina. Tako pukotine mogu biti: primarne, tektonske, pukotine
mehaničkog raspadanja, pukotine oslobađanja napona, gravitacione i tehnogene pukotine.
Primarna ispucalost javlja se kod stena sa lučenjem. Pukotine su velikih dužina, a male širine.
Pravilno su raspoređene u prostoru. Ovoj grupi pukotina pripadaju i pukotine uslojavanja
kod sedimentnih stena (sl. 6.21).
Tektonska ispucalost je najčešći vid ispucalosti stenskih masa. Pukotine se pružaju
paralelno sa geološkim strukturama (osama nabora, rasedima, rasednim zonama i sl.).
Obično su zjapeće.

665. 665/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Pukotine mehaničkog raspadanja najčešće se javljaju u krtim stenskim masama.
Rasprostiru se u dubinu do oko 30 m. Pri površini su nepravilnog prostornog položaja, a
dublje su subvertikalne. Često su vitoperne. Zapunjene su produktima hemijskog raspadanja.



Slika 6.21. Primarna ispucalost "ljiškog" fliša sa još
dve familije međusobno upravnih pukotina.















Gravitaciona ispucalost nastaje dejstvom gravitacije na padinama sklonim klizenju i
odronjavanju. Lučno su povijene. Pri površini su vertikalne i šire, a dublje isklinjavaju.
Pukotine oslobađanja napona najčešće nastaju u dolinskim stranama kao posledica
usecanja korita reke odnošenjem dela stenske mase (slika 6.22a).
Tehnogene pukotine nastaju delovanjem čoveka. Podzemnom eksploatacijom mineralnih
sirovina nastaju pukotine sleganja. Različitim iskopima u terenu nastaju pukotine
oslobađanja napona. Miniranjem stenske mase nastaju pukotine miniranja koje su radijalno
raspoređene (slika 6.22b).









Sl. 6.22. (a) Pukotine oslobađanja napona u kanjonu Jerme,
(b) pukotine miniranja "minska ruža".




Nakon utvrđivanja geneze pukotina pristupa se određivanju geometrijskih karakteristika:
prostornog položaja, oblika, dužina, zeva, oblika zidova pukotina, broja familija pukotina,
prosečnog normalnog rastojanja u okviru familije i sistema pukotina.
Ispucalost se može numerički izraziti linijskim, površinskim i zapreminskim koeficijentom
ispucalosti.
Linijski koeficijent ispucalosti predstavlja broj pukotina na 1m’ stenske mase (Silin-
Bekčurin,I.A.,1939; Kriger,I.N.,1953).
&#3627408446; =
&#3627408475;
&#3627408473;

gde je:

666. 666/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
K - linijski koeficijent ispucalosti,
n - ukupan broj preseka pukotina na 1 m’ zamišljene merne osnove,
l - ukupna dužina jedne ili više linija osmatranja.
Površinski koeficijent ispucalosti predstavlja površinu pukotina na 1m
2
ispitivanog područja
izraženu u procentima (Neištadt, I. L., 1957):
&#3627408454;
&#3627408470;=
Σ
&#3627408477;
&#3627408451;
∙100%
gde je:
Si - stepen ispucalosti stenske mase (%),
Ʃp - ukupna površina preseka pukotina (m
2
),
P - vidna površina analize (m2).
Prema površinskom koeficijentu ispucalosti L. I. Neištadt je podelio stenske mase na sledeće klase:
- slabo ispucale < 2%,
- srednje ispucale 2 - 5%,
- jako ispucale 5 - 10%,
- vrlo jako ispucale > 10%.

Prema M. Janjiću (Janjić, M., 1963) zapreminski koeficijent ispucalosti predstavlja broj
monolita na određenoj površini posmatranja (sl. 6.19).
Prema M. Janjiću (Janjić, M., 1963) zapreminski koeficijent ispucalosti predstavlja broj
monolita na određenoj površini posmatranja (sl. 6.19).
Prema ovom kriterijumu autor razlikuje četiri klase
ispucalosti stenske mase:
- ispucala 2 - 5 monolita/m
2
,
- polomljena 5 - 10 monolita/m
2
,
- zdrobljena 20 - 100 monolita/m
2
,
- smrvljena > 100 monolita/m
2
.

Sl.6.23. Određivanje ispucalosti stenske mase prema broju monolita (Janjić, M., 1982).
Izučavanje ispucalosti pokrivenih stenskih masa je znatno teže od izučavanja na otkrivenim
površinama. Postoji niz neposrednih i posrednih postupaka izučavanja ispucalosti
neotkrivenih stenskih masa. Najčešći je neposredan postupak ispitivanja zasnovan na
izdeljenosti jezgra istražnog bušenja (Deere, D., 1963; Hansagi, I., 1974).
D. Deere preporučuje da se kao pokazatelj ispucalosti stenske mase koristi RQD (Rock
Quality Designation) koji se određuje po obrascu:
&#3627408453;&#3627408452;&#3627408439; =
L&#3627408477;
L&#3627408481;
∙100%
gde je:
RQD - pokazatelj ispucalosti stenske mase,
Lp - ukupna dužina komada jezgra dužih od 10 cm,
Lt - dužina intervala bušenja.
Na osnovu ovog parametra autor je klasifikovao stenske mase u pet kategorija (tabela 5.1).

667. 667/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 6.8 - Kategorizacija stenskih masa na osnovu parametra RQD (D. Deere, 1963)
RQD (%) Kategorija stena
0-25 Vrlo slaba
25-50 Slaba
50-75 Zadovoljavajuća
75-90 Dobra
90-100 Odlična
Dobra strana procene ispucalosti po metodi D. Deree-a je brzo i jednostavno određivanje
ispucalosti. Nedostatak je u tome što ne uzima u obzir orijentaciju i zev pukotina, vrstu
ispune, ugao unutrašnjeg trenja ispune, hrapavost zidova pukotine, kao i to što RQD u
znatnoj meri zavisi od kvaliteta jezgra.
Od posrednih postupaka ispitivanja ispucalosti stenske mase koriste se procene ispucalosti
na osnovu: merenja brzine prostiranja elastičnih talasa merenja vodopropustiljivosti i
snimanja zidova bušotina TV-kamerama.
Poznavanje ispucalosti stenskih masa ima veliki značaj kod projektovanja kamenoloma tj.
usvajanja geometrijskih karakteristika (visina i nagib etaže, broj etaža i sl.), načina
otkopavanja i eksploatacije, kao i primene kamena. Takođe ispucalost utiče na: stabilnost
kosina saobraćajnica i njihove geometrijske karakteristike (nagib i visina), suvišan
(prekopani) profil podzemnih prostorija i njihovu stabilnost i dr.
Najčešće i najdominantnije vrste diskontinuiteta su: dijaklaze, pukotine smicanja, pukotine
klizanja, pukotin zatezanja, međuslojne pukotine (bedding joints), škriljavost, klivaž,
cepljivost, pukotine lučenja, pukotine rasterećenja, pukotine usled gravitacionog klizenja,
rasedi, smrvljene zone, kraške (karstne) pojave i oblici, veštačke pukotine.
Dijaklaze su tipični predstavnici krtih lomova koji nastaju u troosnom naponskom stanju
pritiska, u materijalima zrnaste strukture. Dijaklaze su hrapave i bez tragova trenja. Nastaju
kada je čvrstoća na smicanje relativno velika a čvrstoća na zatezanje mala ili kada je brzina
deformisanja tako velika da se stena ponaša kao krt materijal. Po pravilu se u stenskim
masama javlja više familija dijaklaza. U mnogim slučajevima gustina dijaklaza je tolika da
stenskoj masi daje kvalitet škriljavosti (pukotinska škriljavost).

6.3.3. Homogenost stenske mase
Homogenost (istovrsnost, istorodnost, jednovrsnost, jednorodnost) je jednolikost nekog svojstva. Homogenost
prostora/vremena - premeštanjem u drugu tačku prostora/vremena svojstva se ne menjaju, isti je doživljaj.
Pod homogenim telom podrazumeva se ono telo koje je u svim svojim tačkama sagrađeno
na isti način. Pojam homogenosti u mehanici stena (geotehnici) je relativan u odnosu na
razmeru posmatranja, te se može govoriti o statističkoj ili kvazihomogenosti u odnosu na
pojedina i određena svojstva.
Heterogenost stenske mase uslovljena je prvenstveno litološkim sastavom. Problem
heterogenosti stenske mase obično se rešava na taj način što se heterogena stenska masa
podeli na poddomene u kojima se može smatrati homogenom. Svaki podomen stenske mase
se dalje deo po deo tretira kao homogena.
Dakle, homogenost je svojstvo nekog tela da je u svim svojim tačkama sagrađeno na isti
način i u svim svojim tačkama pokazuje ista fizička svojstva. Ako to nije slučaj tj. ako ti
uslovi nisu ispunjeni telo je nehomogeno - heterogeno.
Pojam homogenosti je različit po pojedinim parametrima. Po svojstvu, smicanja stena može
biti homogena, a heterogena po vodopropusnosti.
NAPOMENA: detaljnije o RQD klasifikaciji u delu 5.2.5.

668. 668/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Stene su po pravilu heterogene. Na primer zaglinjen šljunak je heterogen jer zrna šljunka
imaju jedna svojstva po bilo kojem parametru, a glina druga. Ako se ista kombinacija
posmatra u velikom području sve više se gubi utisak heterogenosti pri povećanju veličine područja.
Ovo iz razloga što se na većem području utisak o veličini zrna šljunka smanjuje pa masa
zaglinjenog šljunka sada postaje statistički ili kvazihomogena. Prikaz kvazihomogenosti dat
je na slici 6.24.








Sl.6.24. Uticaj razmere na pojam homogenosti kod stena. 1-kvazihomogenost; 2-heterogenost.
Slojevi peska - a, gline - b i šljunka - c svaki za sebe predstavljaju kvazihomoge sredine.
Međutim, posmatrana po dva sloja ili sva tri sloja zajedno predstavljaju heterogene sredine.

Ukoliko je fizička ili geološka sredina izgrađena u svim tačkama na isti način, onda se može
govoriti o homogenoj sredini, međutim kako su stene izgrađene od različitih petroloških i
litoloških članova, to važi pravilo da su stene izrazito heterogene sredine.
Pojam homogenosti stenske mase relativan pojam jer zavisi od razmere posmatrane pojave
ili slučaja, uvodi se i pojam kvazihomogenosti, što podrazumeva mogućnost da se od slučaja
do slučaja prihvata odgovarajuća zona u kojoj se smatra da postoji zona homogenosti kojoj
se sa odgovarajućom tačnošću može pripisati ovo svojstvo.
6.3.4. Heterogenost stenske mase
Heterogenost (raznovrsnost, raznorodnost, nejednakost) je raznolikost nekog svojstva. Heterogeni prostor/vreme -
premeštanjima u druge tačke menjaju se svojstva, odnosno doživljaj.
Stenske mase su po pravilu heterogene sredine, čija je heterogenost uslovljena, pre svega,
različitim litološkim sastavom.
Međutim i litološki homogene stenske mase odlikuju se heterogenošću mehaničkih svojstava
zbog različitih naponskih stanja i ispucalosti.







Sl.6.25. Šematski prikaz pojma homogeno/heterogeno
Homogenost i heterogenost su koncepti koji se odnose na uniformnost ili odsustvo
uniformnosti supstance. Materija koja je homogena ima uniformnu kompoziciju ili karakter.
Heterogenom materijalu nedostaje uniformnost u jednom od tih kvaliteta.
Usitnjavanjem ili uvećavanjem heterogenost može da pređe u homogenost na nekom novom
nivou i obrnuto.
6.3.5. Izotropija stenske mase
Ō Izotropija stenske mase
Izotropnost je svojstvo tela da u svim pravcima ima iste karakteristike. Ako taj uslov nije
ispunjen telo je anizotropno.
Amorfni minerali su izotropni, a kristali anizotropni.

669. 669/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Izotropija (izo + tropija), svojstvo nekih materijala ili prostora da u svim smerovima imaju
jednaka fizička svojstva. Tako je npr. deformacija izotropnih elastičnih materijala jednaka
(po Hookeovu zakonu) u svim smerovima, optički izotropni materijali jednako provode
svetlost u svim smerovima itd. Izotropne materije obično su gasovi i tečnosti te materijali
nekristalne građe važni u tehnologiji: amorfni poluprovodnici, polimerni materijali i staklo.
U klasičnoj mehanici, izotropan je prostor u kojem su svi smerovi jednakovredni, tj. u
izotropnom prostoru ne postoji istaknuti smer.
Dakle, pod izotropijom podrazumeva se onaj materijalni sistem čije su fizičko mehaničke
karakteristike (deformabilnost, mehaničke čvrstoće, brzine prostiranja elastičnih talasa, kohezija,
širenje pri promeni temperature, elektroprovodljivost, i td.) jednake (iste) u svim pravcima.
Kako ovo, u principu, nikada nije slučaj, to se kaže da je stenska masa izrazito anizotropna
radna sredina, što je rezultat različite ispucalosti, škriljavosti, poroznosti i ostalih
karakteristika stenske mase.
Pitanju granice izotropnosti ili anizotropnosti, odnosno kontinuuma ili diskontinuuma mora
se posvetiti odgovarajuća pažnja, pošto se mora voditi računa koje su to granice do kojih se
odgovarajući problemi iz prakse mogu i smeju uprošćavati.
Stenska masa je po pravilu izuzetno anizotropna što je uslovljeno u prvom redu ispucalošću,
slojevitošću i škriljavošću.
Slojevitost je svojstvo stenskih masa da se u sklopu terena javljaju izdeljene približno
paralelnim genetskim diskontinuitetima, u vidu ploča ili tabli koje nazivamo slojevima.
Slojevitost je tipično svojstvo sedimentnih stena. Slojevi imaju veliko pružanje a veoma
malu debljinu, (detaljnije u delu o sloju, 4.5.2.1.).
6.3.6. Anizotropija stenske mase
Ō Anizotropija stenske mase
Anizotropija, poreklo od grčke reči anisos (ἄθıŃκμ) -”nejednak”+ tropija, nije izotropna;
- svojstva su različita u različitim pravcima.
Osobine nekog sredstva da njegova fizička svojstva poprimaju različite vrednosti za različite
smerove. Mnoge čvrste materije su anizotropne: monokristali elemenata i spojeva,
polikristali kojih zrna nisu potpuno nasumce usmerena, drvo, vlaknaste mateije itd.
Inženjersko ponašanje stenskih masa mnogo zavisi od anizotropije, koja je prisutna na
različitim skalama, od mikroskala u netaknutoj steni zbog poravnanja stenskih kristala
(inherentna anizotropija) do makroskala u stenskim masama sa anizotropnom strukturom
stena, koju karakterišu različiti slojevi ili ravni škriljavosti.
Stenske mase po pravilu gotovo uvek su anizotropni materijali, što je posledica prisustva
diskontinuiteta, u prvom redu ispucalošću, slojevitošću i škriljavošću. Diskontinuiteti su
formirani u toku stvaranja (sedimentacija, metamorfizam, magmatizam) i naknadnih
tektonskih pokreta stenske mase. Anizotropija znatno utiče na fizičko-mehanička svojstva
stenske mase, te se mora razmatrati sa aspekta čvrstoće, deformabilnosti, brzine prostiranja
elastičnih talasa, vodopropusnosti i naponskog stanja.
Pri projektovanju građevinskih objekata u geostatičkim proračunima potrebno je prikupiti
sledeće podatke o pukotinama sa terena: azimut pada ravni, padni ugao, veličinu zeva,
kontinuitet, hrapavost i vrstu ispune.

670. 670/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)











Sl.6.26. Neophodni podaci o pukotinama sa terena - šematski prikaz
Prikupljanje podatka o azimutu pada ravni - padne prave i padnom uglu vrši se klasičnim
postupkom (merenjem geološkim kompasom) ili primenom fotogrametrijskog ili laserskog
snimanja (LIDAR). Ostali podaci moraju se prikupiti direktnim opažanjem predmetne
kosine. Prikupljeni podaci koriste se za kvantitativne i kvalitativne analize i ukazuju
mogućnost pojave određenog tipa loma u stenskoj masi.

Pojava diskontinuiteta na vrlo malom (bliskom - 10-ak cm) rastojanju i nepovoljno su
orijentisani (npr. ka licu kosine) nepraktično je diskretno predstaviti svaki diskontinuitet
posebno u numeričkom modelu (npr. za stensku masu 40-50 m sa rastojanjem diskontinuiteta
od 10 cm potrebno je predstaviti preko 400 - 500 pukotina), pa se tada mogu koristiti
direkcioni modeli.

Fliš je tipičan predstavnik anizotropnosti stenske mase.
Fliš je opisni termin za kompleks litološki heterogenih klastičnih sedimentnih stena nastalih
turbiditnim tokovima odnosno podmorskim klizanjima sedimenata. Za flišni kompleks
karakteristična je sukcesivna - naizmenična izmena sitnozrnih sedimenata kao što su šejl,
siltit, laporac i peščar. Fliš može sadržavati i breče, konglomerate i krečnjake.

Flišna stenska masa ima vrlo različite fizičke i mehaničke karakteristike, s obzirom na njihov
litološki sastav, ali i stepen trošenja. S obzirom na izrazitu podložnost trošenju pod
delovanjem atmosferilija, pojedine stene flišnog kompleksa znatno menjaju i
fizičkomehaničke karakteristike u relativno kratkom vremenskom intervalu trošenja.
Flišna stenska masa litološki je heterogena sa izmenom krupnozrnih i sitnozrnih klastičnih
stena. Uglavnom je izgrađena od glinaca, siltita sa peščarima i brečokonglomeratima, a
ponegde se mogu na njenim granicama pronaći i naslage krečnjaka. Niži delovi flišnih
depozita izgrađeni su od laporca.

Slojevitost dominantno utiče na anizotropnost:
- deformacija,
- smičuće čvrstoće i
- vodopropusnosti.
Poreklo stenske mase kao posledica anizotropnosti:
- Sedimentacije (npr. slojevitost)
- Metamorfizma (npr. škriljavost)
- Magmatizma (hlađenje magme, dajkovi, silovi, itd.)
- Ispucalosti i mikroispucalosti
Barton, N., Quadros, E. Anizotropija je svuda, da se vidi, da se meri i da se modeluje.

671. 671/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Definicija anizotropije - Anizotropija stenske mase u različitoj razmeri:
Na nivou stenske mase, tzv. strukturna anizotropija -posledica škriljavosti, slojevitosti itd.
Na nivou intaktnog uzorka, tzv. inherentna anizotropija - promena jednoaksijalne čvrstoće
na pritisak monolita (UCS) u zavisnosti od orijentacije ravni anizotropije i opterećenja.
Parametar koji je opisuje - Indeks anizotropije čvrstoće (Rc).
Dakle, anizotropiju kod stena najčešće izaziva njihova ispucalost, a uz nju još i slojevitost,
škriljavost, lučenje i cepljivost.

















Fliš, uopšte stenska masa, uvek je razlomljena, heterogena i anizotropna.
Primeri anizotropne stenske mase





















“ANISOTROPY IS EVERYWHERE: TO SEE AND TO MEASURE“

ANIZOTROPIJA JE SVUDA: DA VIDITE I DA MERITE
(Barton and Quadros, 2013)
... I VIDITE A I MERITE...
(Barton and Quadros, 2013)

672. 672/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Najčešći tipovi nestabilnosti
Sl. 6.27. Tipične nestabilnosti anizitropne sstenske mase

Na slici 6.28. šematski su prikazane deformacije škriljca koji je opterecen istim pritiskom, u
jednom slučaju (a) upravno na škriljavost, a u drugom (b) paralelno sa škriljavošću.
Deformacije koje se ostvaruju u pravcu upravnom na škriljavost (Łv) veće su od deformacija
(ŁH) u pravcu paralelnom sa škriljavošću. Ovo iz razloga što u prvom slučaju deformaciju
sačinjavaju pomeranja unutar samih slojeva stene i smanjenja zazora između susednih
površina duž ravni škriljavosti, dok u drugom slučaju deformaciju predstavljaju pomeranja
unutar same stene, a) i b).














Sl.6.28. Anizotropija deformabilnosti izazvana škriljavošću.
Ako se u ispucaloj tanko slojevitoj sredini probije tunel kružnog preseka pa se njegova
obloga iznutra radijalno optereti i izmere deformaclje u pravcima od 1 do 8: Ł1, Ł2, Ł3.... .. Ł8
moći će da se konstruiše polarni dijagram deformacija, kao što je prikazano na sl.6.28. Zbog
različitih veličina deformacija u pravcu paralelnom i upravnom na slojevitost dijagram
deformacija neće imati kružni oblik.
Ravninski lom Klinasti lom
Lom prevrgavanjem
K užni lom

673. 673/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Odnos veličina ostalih deformacija prema veličini bilo koje izabrane deformacije
predstavljaće stepen anizotropije u odnosu na izabranu deformaciju. Na primer, ako se
deformacije:
Ł1, Ł2, Ł3.... .. Ł8 podele sa Ł1 ili sa Ł2 ili ...
dobiće se stepen anizotropije u odnosu na pravac 1 ili 2 ...









Sl.6.29. Polarni dijagram deformacija tanko slojevite stene.



Značaj razmatranja anizotropije:
- ignorisanje anizotropije može biti vrlo rizično (ignoring anisotropy can be very risky)
- mehanizam loma ne može se realno modelovati (failure mechanism cannot be realistically modelled )

U zavisnosti od razmere posmatranja anizotropija može biti inherentna (na nivou uzorka) i
strukturna (na nivou stenske mase).

Na nivou stenske mase, tzv. strukturna anizotropija - posledica škriljavosti, slojevitosti itd.
Na nivou intaktnog uzorka, tzv. inherentna anizotropija - promena jednoaksijalne čvrstoće
na pritisak monolita (UCS) u zavisnosti od orijentacije ravni anizotropije i opterećenja.
Parametar koji je opisuje - Indeks anizotropije čvrstoće (Rc).



















Sl.6.30. Parametar koji opisuje - Indeks anizotropije čvrstoće (Rc) i FoS.

U zavisnosti od razmere posmatranja anizotropija može biti inherentna (na nivou uzorka) i
strukturna (na nivou stenske mase).
d
1 –d
8
d
8
s 3
4
1
7
8
5
6
2
d
1

674. 674/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)






























Sl. 6.31. Glavni aspekti karakterizacije anizotropne stenske mase na različitim razmerima (mera uzorka
unutar netaknute stene u odnosu na slojeve, folijaciju u stenskoj masi), Saroglou i sar. (2007, 2018).
Anizotropnost može biti:
- Naponska (K0 ≠ 1)
- Po parametrima čvrstoće (npr.c, Ņ. itd.)
- Po parametrima deformabilnosti (E,D, itd.)
- Po brzini prostiranja Vp i Vs talasa
- Po parametrima vodopropusnosti (kv,kh)

Većina klasifikacionih sistema koji se koriste u praksi (RMR, Q, GSI) ne razmatraju
anizotropiju direktno. U tom smislu predlaže se da se, u zavisnosti od oblasti primene,
anizotropija stenske mase razmatra primenom ARMR sistema (Anisotropic Rock Mass
Rating - Ocena anizotropne stenske mase),(Saroglou i sar.2018) i Q-slope (Barton i Bar, 2015).
ARMR - Anisotropic Rock Mass Rating (ARMR), posebno je razvijen za klasifikaciju
anizotropnih stenskih masa.
Inženjersko ponašanje stenskih masa mnogo zavisi od anizotropije, koja je prisutna na
različitim razmerama - skalama, od mikroskala u netaknutoj steni zbog poravnanja stenskih
kristala (inherentna anizotropija) do makroskala u stenskim masama sa anizotropnom
strukturom stena, koju karakterišu različiti slojevi ili ravni škriljaca.

675. 675/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
ARMR predstavlja novi sistem klasifikacije stenske mase.
Njegova upotreba je ilustrovana i objašnjena primenom na specifične studije slučaja u
anizotropnim stenskim masama, te su navedene prednosti i ograničenja sistema
klasifikacije. Čvrstoća anizotropnih stenskih masa određena je pomoću modifikovanog
Hoek-Brownovog kriterijuma (Saroglou i Tsiambaos, Int J Rock Mech Mining Sci 45:223-
234, 2008), koji je proširen na stenske mase uz korišćenje ARMR-a.
Anizotropija u različitim nivoima
Ponašanjem anizotropnih stenskih masa upravljaju dva glavna aspekta (Saroglou 2013):
1.Inherentna anizotropija čvrstoće intaktne stene zbog varijacije jednoosne pritisne
čvrstoće (Ńcβ), kada se opterećenje događa pod različitim uglovima opterećenja, β, što je
ugao između glavne ose opterećenja i ravni anizotropije. Anizotropiju netaknute stene
karakteriše indeks anizotropije čvrstoće (RC), definisan kao odnos između maksimalne
čvrstoće, koja se javlja normalno na ravan anizotropije, do minimalne čvrstoće koja se javlja
pod uglom od 30-45° od glavne ose opterećenja.
2.Strukturna anizotropija, koja proizilazi iz stepena anizotropne strukture (foliacija,
slojevitost, itd.) i stanja površina anizotropije. Ovi aspekti opisani su kao koncept na slici 6.26.











Sl.6.32.Pojednostavljeni prikaz uticaja glavnih aspekata karakterizacije anizotropne stenske mase - razmera i razmak na
kontinuitet i tip modela ponašanja stenske mase koji bi se trebao koristiti u projektovanju podzemnih iskopa ili nagiba stena
(mera uzorka unutar netaknute stene u odnosu na slojeve, folijaciju u stenskoj masi) modifikovani (Hoek i Brown, 1997;Edelbro,
2003)
- Anizotropija intaktne (netaknute) stene (Anisotropy of intact rock)
Anizotropija netaknute stene, okarakterisana kao inherentna anizotropija, proizilazi iz
postojanja slojeva, folijacije i ravni škriljavosti u netaknutoj steni. Očigledno je na
makroskali (reda metara) i na mikroskali (reda milimetara).

Varijacija čvrstoće u uslovima jednoosnog opterećenja netaknute stene u odnosu na pravac
opterećenja, b, definiše se kao anizotropija čvrstoće. Stepen anizotropije čvrstoće (RC)
opisuje anizotropiju netaknute stene (Saroglou i Tsiambaos 2008).

Minimalna jednoosna čvrstoća nailazi se, kao što se i očekivalo, kada se opterećenje
primenjuje pri orijentaciji između b = 30° i 45° u odnosu na ravni folijacije. Varijacija
jednoosne pritisne čvrstoće anizotropnih stena može se opisati jednačinom. (1), koju je
prvobitno predložio Jeger (1960), a modifikovao Donat (1961).

Ńcί = A-D[cos2(ίm - ί)] (1)
gde je βm ugao pod kojim je jednoosna čvrstoća na pritisak minimalna (obično između 30° i
45°), a A i D su konstante. Vrednosti konstanti A i D mogu se odrediti ako je poznata
jednoosna čvrstoća na pritisak pri najmanje tri različita ugla opterećenja, tj. od β = 0°, 30° i 90°.

676. 676/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Saroglou i Tsiambaos (2007), na osnovu velikog broja ispitivanja u anizotropnim
metamorfnim stenama (Saroglou 2007), predložili su klasifikacioni sistem anizotropije stena
koristeći indeks ultrazvučne brzine, indeks jednoosne pritisne čvrstoće i indeks tačkastog
opterećenja.
Anizotropija netaknute stene uzima se u obzir variranjem Hoek-Brownovih parametara
čvrstoće (Ńci, mi) u skladu sa orijentacijom opterećenja, β, uključivanjem parametra k, kako
je predloženo modifikovanim Hoek-Brownovim kriterijumom (Saroglou i Tsiambaos).
2008) dato u jednačini (2).
&#3627409166;
1 = &#3627409166;
3 + &#3627409166;
&#3627408464;&#3627409149;(&#3627408472;
&#3627409149;∙&#3627408474;
&#3627408470;
&#3627409166;3
&#3627409166;
&#3627408464;&#3627409149;
+ &#3627408480;)
0.5
(2)
gde je:
- Ńcί jednoosna pritisna čvrstoća pod uglom opterećenja ί, a
- kί je parametar koji opisuje učinak anizotropije.
Prema ovim autorima, stepen anizotropije čvrstoće, RC, je u dobroj vezi sa odnosom k90/kmin,
praktično sa 1/k30, kao što je prikazano jednačinom (3).
&#3627408453;
&#3627408464;=
&#3627408472;
&#3627409149;=90
&#3627408472;
&#3627409149;&#3627408474;&#3627408470;&#3627408475;
=
1
&#3627408472;
&#3627409149;=30
(3)
gde je:
- k90 vrednost parametra kί kada je opterećenje nornalno na folijaciju, jednako jedinici, a
- k30 njegova vrednost na orijentaciji minimalne čvrstoće, na ί = 30 - 45°.
Ovaj odnos je veći za stene sa visokim stepenom anizotropije i značajno se smanjuje za stene
sa niskim stepenom anizotropije.
Za procenu minimalne anvelope (ovojnice) loma zbog anizotropije, parametar kβ = 30° je
određen kao 1/RC, na osnovu prethodne jednačine.
Ismael i sar. (2014) korelisali su odnos k90/kmin sa RC uklapanjem podataka iz 15
anizotropnih stena (šejlovi, škriljci, siltiti-muljnjaci, mikašisti, peščari, gnajs). Isti autori
predložili su klasifikaciju indeksa anizotropne čvrstoće RC na osnovu raspona parametra kmin.
- Anizotropija strukture stenske mase

Barton i Quadros (2015) napomenuli su da izgled stenskih masa u velikoj meri zavisi od
njihovog stepena anizotropije, koja proizlazi iz osnovnih svojstava kao što su slojevitost ili škriljavost.
Stepen anizotropije strukture stenske mase proizilazi iz intenziteta glavnih ravni anizotropije
(npr. folijacija) u poprečno izotropnoj stenskoj masi, koja je praktično određena razmakom
ravni anizotropije.
U tom pogledu, rastojanje ravni anizotropije, S, biće veća u stenskoj masi koja ima niži
stepen anizotropije (slučaj a na slici 6.33) u poređenju sa visoko anizotropnom stenskom
masom (slučaj b na sl.6.33).






Sl. 6.33. Primeri razmaka glavne ravni anizotropije u anizotropnim stenskim masama

Primeri ovakvih stenskih masa, sa različitim stepenom anizotropije strukture, prikazani su
na sl. 6.35 a, b.

677. 677/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Predloženi sistem klasifikacije stenske mase uzima u obzir anizotropiju strukture stenske
mase tako što u sistem ocenjivanja ugrađuje intenzitet lisnate/slojne strukture, kroz razmak
ravni folijacije/slojevite ravni. Cilj predloženog sistema ocenjivanja je da bude u stanju da
razlikuje dve anizotropne stenske mase sa različitim stepenom strukturne anizotropije.
Konceptualno, ovaj pristup uporediv je sa smanjenjem kvaliteta stenske mase (dakle, GSI
vrednosti) sa povećanjem stepena folijacije u GSI grafikonu koji su predložili Hoek i
Karzulović (2000).

- Efekat ograničavajućeg napona

Uticaj ograničavajućeg napona na stepen anizotropije čvrstoće je vrlo važan i treba ga uzeti
u obzir pri karakterizaciji anizotropnih stenskih masa. Stepen anizotropije, RC, generalno
opada sa ograničavajućim pritiskom, Ń3. Uticaj ograničavajućeg napona na stepen
anizotropije čvrstoće opisali su Vutukuri i sar. (1995), kao što je prikazano u jednačini. (4).

&#3627408453;
&#3627408464;=
&#3627409166;
190
0
&#3627409166;
130
0
= &#3627408436; ∙ &#3627408466;&#3627408485;&#3627408477;(−&#3627408437; ∙ &#3627409166;
3) (4)

&#3627408453;
&#3627408464;= &#3627408444;&#3627409166;&#3627408464; =
&#3627409166;
&#3627408464;90
0
&#3627409166;
&#3627408464;&#3627408474;&#3627408470;&#3627408475;
= &#3627408436; (5)

kada je Ń3 = 0 ΜPa. Parametar Č predstavlja gradijent smanjenja indeksa anizotropije sa
povećanjem Ń3.









Sl.6.34.Grafikon strukturne anizotropije
zasnovan na klasifikaciji indeksa
ponderisane strukturne anizotropije i
distribuciji hipotetičkih i stvarnih slučajeva
stenske mase.
























Saroglou (2007) proučavao je smanjenje stepena anizotropije sa povećanjem pritiska
ograničavanja u mermerima, škriljcima i gnajsovima. Očigledno je da stene koje pokazuju
veću anizotropiju pokazuju veći pad sa povećanjem pritiska ograničavanja.
Na osnovu ovog nalaza, sistem klasifikacije stenske mase za anizotropne stene mora uzeti u
obzir korekciju ocene stepena anizotropije sa povećanjem ograničavajućeg napona.

678. 678/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Predložena klasifikacija stenske mase

Primena predložene klasifikacije odnosi se na stenske mase koje su transverzalno izotropne,
a inherentna anizotropija koja proizlazi iz škriljavosti ili ravni slojeva - naslaga je glavna
struktura koja dominira stenskom masom u merilu projekta.
Prisustvo jednog ili dva skupa diskontinuiteta u stenskoj masi ne utiče na
kontinuitet/postojanost anizotropne strukture; prema tome, stenska masa može se
klasifikovati korišćenjem ocene anizotropne stenske mase (ARMR). Takve stenske mase
prikazane su na slici 6.35. Klasifikacija je marginalno primenjiva kada je anizotropna
struktura oštećena zbog postojanja više od dva skupa diskontinuiteta.


















Sl.6.35. a) Stenska masa gnajsa sa niskim stepenom strukturne anizotropije (autoput Egnatia, Grčka).
b) Filitska stenska masa sa visokim stepenom anizotropije strukture (Mazar Brana, Ekvador)
Ō Parametri ocenjivanja
ARMR - novi sistem klasifikacije za ocenjivanje anizotropnih stenskih masa u obzir uzima
sledeće parametre:
a - indeks anizotropije čvrstoće RC (u zavisnosti od in-situ naponskog stanja,Ń1/Ńc);
b - jednoosna pritisna čvrstoća netaknute stene (UCS);
c - stepen anizotropije strukture (razmak ravni anizotropije - rastojanje diskontinuiteta);
d - korigovana oznaka kvaliteta stene RQD (izostavljaju se glavne ravni anizotropije);
e - stanje površina anizotropije; i
f - stanja (uslovi) podzemnih voda.
Dodatno, predlaže se prilagođavanje - korekcija ukupne ocene na osnovu ograničavajućeg
raspona naprezanja projekta. Korekcija prema orijentaciji ravni anizotropije u odnosu na
inženjerski rad se ne uzima u obzir, jer je učinak njihove orijentacije već uzet u obzir kroz
anizotropiju čvrstoće i parametar kβ.
Celokupni pristup ARMR-a i ocene svakog parametra zasnovani su na Rock Mass Rating
sistemu (verzija iz 1989.) (Bieniawski 1989.).

Ukupni pristup ocenjivanja i ocene svakog parametra sumirani su u tabeli 6.9.

a -Indeks anizotropije čvrstoće, RC
Stepen anizotropije se ocenjuje prema stepenu anizotropije čvrstoće, RC. Raspon vrednosti
svake kategorije temelji se na klasifikaciji jednoosne pritisne čvrstoće u steni (Saroglou i
Tsiambaos 2007), koja sledi iz klasifikacije anizotropije koju je predložio Ramamurthy
(1993). Ocena čvrstoće anizotropije prikazana je u tabeli 6.9.

679. 679/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 6.9 - Klasifikacioni parametri i njihove ocene za ocenu anizotropne stenske mase (ARMR)

b - Čvrstoća netaknute (intaktne) stene, Ńci
Jednoosnu pritisnu čvrstoću treba odrediti u laboratoriji na osnovu jednoosnog pritisnog ili
tačkastog ispitivanja opterećenja, u kojem se opterećenje primenjuje normalno na ravni
anizotropije. Kada laboratorijska ispitivanja nisu moguća ili je potrebna procena na terenu,
za dobijanje procena mogu se koristiti tabele koje je predložilo Međunarodno društvo za
mehaniku stena (ISRM 2007). Ocena čvrstoće netaknute stene prikazana je u tabeli 6.9.
c - Stepen strukturne anizotropije (razmak između ravni)
Ovaj parametar odražava stepen anizotropije strukture, koji je dobro opisan korišćenjem
razmaka ravni anizotropije (tj. folijacija, slojevitost). Skala utiče na stepen anizotropije
strukture, jer će imati značajno drugačiji značaj ako, na primer, tunel ima prečnik od 1 ili 10 metara.
Odgovarajuća skala za karakterizaciju razmaka je između 5 i 10 m. Ocena stepena
anizotropije strukture prikazana je u tabeli 6.9.
d - Ispravljen-korigovan RQD
Dobro je poznato da RQD nije osetljiv na varijacije razmaka diskontinuiteta veće od 1 m.
Uz to, RQD zavisi od smera bušenja, potencijalno pokazuje visoke vrednosti ako se buši
paralelno sa dominantnom ravni anizotropije (loša strategija uzorkovanja) i niže vrednosti
RQD ako se buši normalno na nju (Barton i Quadros 2015).
U ARMR-u, prilikom izračunavanja korigovanog RQD stenske mase, ne treba uzeti u obzir
postojanje principijelne ravni anizotropije. To je zbog činjenice da se u oceni razmaka
anizotropne strukture uzima u obzir efekat ravni anizotropije. RQD bi trebao biti određen na
osnovu podataka iz (opitnog) jezgra bušene stene (Lowson i Bieniawski 2013).
e - Stanje anizotropskih površina
Ovaj parametar odražava stanje površina anizotropije stenske mase i izračunava se kao zbir
pet subracija, prema Bieniawskom (1989), od kojih se svako odnosi na svojstvo ravni,
konkretno, dužinu, otvor, hrapavost, ispunu i vremenske prilike.
Ocena stanja površine anizotropnih struktura prikazana je u tabeli 1. Generalno, princip sledi
princip RMR89 sistema (Bieniawski 1989), ali vrednosti za svaku kategoriju su različite.

f - Stanje podzemnih voda
Podzemne vode igraju važnu ulogu u mehaničkom odgovoru stenskih masa i jedan su od
najvažnijih parametara karakterizacije stijenske mase. Efekti podzemnih voda na stensku
masu opisani su pridevima kao što su suvi, vlažni, mokri, kapajući i tekući (ISRM 2007).
Stanje (uslovi) podzemnih voda uzimaju se u obzir prema oceni prikazanoj u tabeli 6.9, koja
ima istu ocenu kao i sistem RMR89 (Bieniawski 1989).

680. 680/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Prilagođavanje konačne ocene
Konačna ocena prilagođava se u skladu sa efektom ograničenog naprezanja na inženjerski projekat.
Efekat ograničavajućeg napona
Da bi se uzeo u obzir efekat ograničavajućeg napona, predlaže se prilagođavanje ocene
stepena anizotropije.
Uslovi napona (stresa) okarakterisani su kao niski, srednji i visoki in situ napon, kao što su
predložili Martin i sar. (1999).
U opštem principu, predlaže se prelazak na niži stepen anizotropije čvrstoće sa povećanjem
ograničavajućeg napona, kao što je prikazano u tabeli 6.10.
Tabela 6.10 - Prilagođavanje ukupne ocene na osnovu ograničavajućeg raspona napona

Napon (stress) ń1/ńc Podešavanje
Nizak in-situ napon < 0,15 Nema promene u oceni
Srednji in-situ napon 0,15 – 0,4
Pomeriti jednu ćeliju ulevo u stepenu
anizotropije čvrstoće (+5, +4 ili +3)
Visok in-situ napon > 0,4
Pomeriti dve ćelije ulevo u stepenu
anizotropije čvrstoće
Indeks ukupne ocene
ARMR daje klasifikaciju anizotropne stenske mase u pet klasa geomehaničkog kvaliteta, po
principu RMR89 indeksa.
Ō Primena na studije slučaja - primer (Stenska masa škriljaca - Kina)
Da bi se potvrdila predložena klasifikacija stenske mase, odabrane su specifične lokacije za
proučavanje slučaja, prema sledećim kriterijumima:
1. Stepen anizotropije čvrstoće ima širok raspon.
2. Intenzitet anizotropije strukture je različit, u rasponu od blago do visoko anizotropne.
Više vrednosti ukupnog indeksa odnose se na stenske mase sa nižim stepenom anizotropije,
dok se niske vrednosti odnose na stenske mase sa visokim stepenom anizotropije. Klase
kvaliteta stenske mase prikazane su u tabeli 6.11.
Tabela 6.11 - Klase kvaliteta stenske mase prema ARMR vrednostima

Stepen čvrstoće anizotropije i intenzitet anizotropije strukture
Ocena ARMR 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 < 20
Klasa br. I II III IV V
Opis
Masivna ili
izotropna
stenska masa
Blago
anizotropna
stenska masa
Umereno
anizotropna
stenska masa
Visoko
anizotropna
stenska masa
Vrlo visoko anizotropna
prema smičućoj
stenskoj masi

Stenska masa škriljaca (Kina)
Lisnati škriljac nalazi se u kamenolomu u Jiujiangu, provincija Jiangki u Kini, kako su izvestili
Chen et al. (2016).
Škriljac je metamorfizovana prekambrijska sedimentna stena, koja je
orijentisana na severozapadu i sa uglom pada između 42° i 50° (slika
4). Ima dobro razvijenu škriljavu strukturu, sa trakama koje prikazuju
tamno sive do svetlosive boje. Preovlađujući uslovi stenske mase u
pogledu razmaka folijacije, RKD i stanja površina prikazani su u
tabeli 6.12. U pogledu anizotropije čvrstoće, netaknuta stena je
umereno anizotropna (RC = 2,66).
Sl.6.36.- Terenski izdanak Jiujiang škriljaca

681. 681/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Tabela 6.12 - Ocena škriljave stenske mase (Rating of slate rock mass)
Rating parameter Description Rating
Strength anisotropy degree, RC 2.66 13
Uniaxial compressive strength (MPa) 104.9 7
Spacing of anisotropic structure (cm) 40 - 200 mm 8
RQD (%) 25 -50 4
Condition of surfaces Slickensided, slightly rough 4 - 7
Groundwater Completely dry 15
Total rating Moderately anisotropic rock mass 51 – 54
Stress adjustment Ń1/Ńc < 0.15 No

Ukupna ARMR vrednost škriljaca je izračunata kao 51-54, a stenska masa je okarakterisana
kao umereno anizotropna, tabela 6.12.

Ō Korišćenje ARMR-a za određivanje čvrstoće stenske mase
- Predloženi kriterijumi loma za anizotropnu stensku masu
Predloženi kriterijum loma, koji je povezan sa ARMR-om, zasniva se na modifikovanom
Hoek-Brown-ovom kriterijumu anizotropne stene (Saroglou i Tsiambaos 2008) i uzima u obzir:
1. Orijentacija anizotropije u stenskoj masi (preko parametra kβ) i
2. Stepen anizotropije stenske mase (preko ARMR klasifikacije)
Prema ranije opisanom pristupu, anizotropiju stenske mase karakteriše anizotropija čvrstoće
netaknute stene i strukturna anizotropija. Prvi je određen varijacijom čvrstoće netaknute
stene relevantne za orijentaciju (uzimajući u obzir kβ u kriterijumu loma), dok je drugi opisan
ARMR vrednošću anizotropne stenske mase.
Kada se izračuna ukupna ocena ARMR-a, anvelopa loma stenske mase može se odrediti
uključivanjem ovoga u predloženi modifikovani Hoek-Brownov kriterijum loma. Procedura
za korišćenje parametra kβ i ARMR u modifikovanom Hoek-Brownovom kriterijumu loma
prikazana je na slici 6.37.
Predloženi modifikovani Hoek-Brownov kriterijum loma za korišćenje u anizotropnim
stenskim masama opisan je jednačinom. (1).




Sl.6.37. Procedura za određivanje čvrstoće anizotropne stenske mase i uslovi stenske mase pri kojima se može
koristiti Hoek-Brownov kriterijum čvrstoće stenske mase.















(I)
ČVRSTOĆA ANIZOTROPIJE
(II)
STRUKTURA ANIZOTROPIJE
Upotreba kǍ
(kǍmin odnosi se na Rc).
Koristi RMR – odredi m b,an,san
Ł Hoekov kriterijum
Hoek-Brown kriterijum za
anizotropnu stensku masu,
(koristi se kǍ, ARMR
NE DA
DA

682. 682/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
ARMR ima mogućnost za širu primenu (u kombinaciji sa Hoek-Brown-ovim kriterijumom
za anizotropnu stensku masu) (Saroglou i sar.,2018, koristeći:
1 - Indeks anizotropije Rc (u zavisnosti od in-situ naponskog stanja, Ń1/Ńc),
2 - UCS - jednoosna pritisnana čvrstoća,
3 - Stepen strukturne anizotropije (rastojanje diskontinuiteta),
4 - Korigovani RQD (izostavljaju se glavne ravni anizotropije),
5 - Kvalitet zidova pukotina i
7 - Stanje podzemne vode.

(1)
gde je:
Ń1 - veći glavni napon pri lomu
Ń3 - manji glavni napon pri lomu Ńci,
Ńci,ί - jednoosna pritisnana čvrstoća netaknute stene pri orijentaciji anizotropije ί
mb,an - smanjena vrednost parametra mi za anizotropnu stensku masu,
san i ŀ - parametri čvrstoće koji zavise od karakteristika stenske mase - konstante,
kί - konstanta povezana sa orijentacijom anizotropije
Parametri kriterijuma određuju se prema generalizovanom Hoek-Brownovom kriterijumu
loma (Hoek i sar. 2002) uključivanjem ukupne ARMR vrednosti, koristeći jednačine. (2)
do (4). &#3627408474;
&#3627408463;,&#3627408462;&#3627408475;= &#3627408474;
&#3627408470;∙ &#3627408466;&#3627408485;&#3627408477;(
&#3627408436;&#3627408453;&#3627408448;&#3627408453;−100
28−14&#3627408439;
) (2)

&#3627408480;
&#3627408462;&#3627408475;= &#3627408466;&#3627408485;&#3627408477;(
&#3627408436;&#3627408453;&#3627408448;&#3627408453;−100
9−3&#3627408439;
) (3)

&#3627409148; =
1
2
+
1
6
(&#3627408466;
−&#3627408436;&#3627408453;&#3627408448;&#3627408453;/15
− &#3627408466;
−20/3
) (4)
Čvrstoća anizotropne stenske mase, Ńcm,an, data je jednačinom 5.

&#3627409166;
&#3627408464;&#3627408474;,&#3627408462;&#3627408475;= &#3627409166;
&#3627408464;&#3627408470;,&#3627409149;∙
(&#3627408474;
&#3627408463;,&#3627408462;&#3627408475;+4&#3627408480;
&#3627408462;&#3627408475;−&#3627409148;(&#3627408474;
&#3627408463;,&#3627408462;&#3627408475;−8&#3627408480;
&#3627408462;&#3627408475;))∙(
&#3627408474;
&#3627408463;,&#3627408462;&#3627408475;
4
+&#3627408480;
&#3627408462;&#3627408475;))
&#3627409148;−1
2(1+&#3627409148;)(2+&#3627409148;)
(5)

Primena na studije slučaja
Na proučavane anizotropne stenske mase primenjen je predloženi Hoek-Brownov kriterijum loma.
Jednoosna pritisna čvrstoća i stepen anizotropije proučavanih netaknutih stena (Ńci, RC)
utvrđeni su na osnovu ispitivanja jednoosnog pritiska normalno na ravni anizotropije i pri
orijentaciji minimalne čvrstoće. Parametar mi intaktnog škriljca, kvarcitnog škriljca i gnajsa
određen je iz triaksijalnih testova normalnih na ravan anizotropije, dok je za kalcitni škriljac
i škriljac baziran na vrednostima koje su predložili Hoek i sar. (2002).
Predloženi kriterijum primenjen je za slučaj kada se ravni anizotropije smatraju normalnim
na veći glavni napon; prema tome, vrednost parametra kβ je bila jednaka jedinici (1). Faktor
poremećaja, D, smatran je jednakim nuli (0) u svim slučajevima.
Parametri Hoek-Brown stenske mase (mb.an, san, ŀ) izračunati su na osnovu predloženog
kriterijuma i dati su u tabeli 6.13.
Evidentno je da, kako se stepen anizotropije strukture stenske mase povećava, vrednost
ARMR opada, a parametri kriterijuma loma (san, mb.an) takođe opadaju, kao što je prikazano
u tabeli 6.13. Najveća čvrstoća utvrđena je za gnajs i kvarcitne škriljaste stenske mase, jer

683. 683/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
su njihove vrednosti ARMR bile najveće i iznosile su 65 odnosno 68. Najmanja čvrstoća
utvrđena je za stensku masu kalcini škriljac, jer je vrednost ARMR bila najniža, jednaka 40,
a njena čvrstoća intaktne stene je takođe bila najmanja. Ovojnice loma ispitivanih stenskih
masa prikazanesu na sl. 6.34. Može se vieti da se, kako se vrednost ARMR smanjuje, shodno
tome smanjuje i ovojnica loma stenske mase, u slučaju glavnog naprezanja normajnog na
ravni anizotropije.
Tabela 6-13 - Svojstva i izračunati parametri










Parametri anizotropne stenske mase, između eksplicitno modelovanih pukotina (ravni
anizotropije), određuju se primenom modifikovanog Hoek-Brown-ovog kriterijuma i
ARMR klasifikacije, kao što je prikazano u delu pod naslovom „Predloženi kriterijumi loma
za anizotropnu stensku masu“.




Sl. 6.38. Anvelope loma proučavanih anizotropnih stenskih
masa

Ipak, zavisno od vrste anizotropne stenske mase
(stepen anizotropije i ARMR vrednost), mogu
se koristiti različiti pristupi modelovanju, bilo
kontinuirani ili diskontinuirani, kao što je prikazano
u tabeli 6.14.



Ō Klasifikacija inherentne i strukturne anizotropije
Kako je rečeno u uvodu, u zavisnosti od razmere posmatranja anizotropija može biti
inherentna (na nivou uzorka) i strukturna (na nivou stenske mase). Jedan od načina da se
anizotropija odredi na nivou uzorka jeste da se izvrše merenja u uslovima jednoaksijalne
kompresije na taj način što se ugao pod kojim se nanosi opterećenje β varira u odnosu na
ravni anizotropije. Tada se može formirati dijagram kao na slici 6.34a . Indeks anizotropije
Rc predstavlja odnos najveće (pod uglom od β = 0
0
ili 90
0
) i najmanje čvrstoće (obično pod
uglom od β =30-45
0
). Na prikazanom primeru može se videti da je za sveži filit indeks
anizotropije Rc oko 2,2, što ovaj uzorak svrstava u umereno anizotropnu stensku masu prema
klasifikaciji prikazanoj u tabeli 6.15.
Slate (China) Quartz schist (USA) Shale (Australia) Gneiss (Greece) Calcschist (Italy)
ńci
104 100 151 85 35
ńcǍ 39 53.4 32.5 22 10
RC
2.67 1.87 4.65 3.86 3.5
ARMR
52 68 58 65 40
D
0
kǍ
1
mi
8.5 9.6 6 23 9
mb.an
1.531 3.061 1.339 6.5896 1.056
san
0.0048 0.0286 0.0094 0.0205 0.0013
Ł
0.5050 0.5016 0.5033 0.5020 0.5114

684. 684/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 6.14 - Predloženi pristup analizi za različite stenske mase






















*Skice preuzete po Hoeku i Karzuloviću (2000); S razmak anizotropne strukture

Ō Klasifikacija inherentne i strukturne anizotropije
Kako je rečeno u uvodu, u zavisnosti od razmere posmatranja anizotropija može biti
inherentna (na nivou uzorka) i strukturna (na nivou stenske mase). Jedan od načina da se
anizotropija odredi na nivou uzorka jeste da se izvrše merenja u uslovima jednoaksijalne
kompresije na taj način što se ugao pod kojim se nanosi opterećenje β varira u odnosu na
ravni anizotropije. Tada se može formirati dijagram kao na slici 6.39a. Indeks anizotropije
Rc predstavlja odnos najveće (pod uglom od β = 0
0
ili 90
0
) i najmanje čvrstoće (obično pod
uglom od β =30-45
0
). Na prikazanom primeru može se videti da je za sveži filit indeks
anizotropije Rc oko 2,2, što ovaj uzorak svrstava u umereno anizotropnu stensku masu prema
klasifikaciji prikazanoj u tabeli 6.15.















Sl.6.39. a) Ispitivanje anizotropije na uzorku filita (Sabatakakis i Tsiambaos, 1983), b) šematski prikaz
kombinovanja ispucale stenske mase i dominantne familije pukotina (Fortisakis i sar., 2012)

Klasifikacija anizotropije na uzorku može se izvršiti i na osnovu indeksa tačkastog
opterećenja Ic, tabela 6.15.
Vidi tabelu 3

685. 685/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 6.15 - Klasifikacija anizotropije na osnovu jednoosne (Ramamurthy, 1993.) i tačkaste čvrstoće pri opterećenju (Tsidzi,
1990.)








- Čvrstoća i deformabilnost flišne stenske mase

Određivanje čvstoće i deformabilnosti stenske mase jedan je od najvažnijih zadataka pri
provođenju numeričkih analiza u stenskom inženjerstvu. Parametri čvrstoće i modul
deformacije stenske mase nužni su parametri za svaku numeričku analizu stabilnosti i
prognozu deformacija geotehničkih konstrukcija. Stena je gotovo uvek razlomljena,
heterogena i anizotropna.
Zbog navedenih ograničenja čvrstoća i deformabilnost stenske mase određuju se na osnovu
rezultata klasifikacija stenske mase od kojih su najzastupljenije RMR, Q i GSI klasifikacija.
Čvrstoća stenske mase definiše se usvajanjem nekog od kriterijuma čvrstoće i određivanjem
pripadnih parametara čvrstoće na osnovu rezultata klasifikacije stenske mase. Najrašireniji
kriterijum čvrstoće stenske mase jest empirijski Hoek-Brownov kriterijum, koji pomoću
parametara čvrstoće povezuje glavna naprezanja pri lomu (slika 6.40).

















Sl. 6.40. Odnosi glavnih napona pri lomu
Dakle, klasifikacija na nivou stenske mase može se izvršiti primenom pogodnog
klasifikacionog sistema. Većina klasifikacionih sistema koji se koriste u praksi (RMR, Q,
GSI) ne razmatraju anizotropiju direktno. U tom slučaju predlaže se da se, u zavisnosti od
oblasti primene, anizotropija stenske mase razmatra primenom ARMR (Anisotropic Rock
Mass Rating - Ocena anizotropne stenske mase) sistema (Saroglou i sar. 2018) i Q-slope -
nagibu (Barton i Bar, 2015). Više o Q- nagibu u delu klasifikacija stenske mase, 5.2.13.

Treba napomenuti da se prilikom konvencionalnih razmatranja stenska masa definiše
primenom izotropnog klasifikacionog sistema (npr. GSI), a zatim tako definisanim

686. 686/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
parametrima stenske mase dodati dominantne ravni anizotropije, slika 6.39 b. Ovaj postupak
je primenjen u radu - Sabatakakis i Tsiambaos, 1983 i Saroglou i sar. 2018.
Ō Klasifikacija anizotropije na uzorku:
Na osnovu indeksa anizotropije jednoaksijalne čvrstoće (Rc):
- Klasifikacija anizotropije prema UCS (Ramamurthy, 1993)












Na osnovu indeksa tačkaste čvrstoće (Is):
- Klasifikacija anizotropije prema Is (Tsidzi, 1990)












Klasifikacioni sistemi (RMR, MRMR, GSI) razmatraju anizotropiju samo indirektno.



Q - sistem NE, anizotropiju razmatraju samo indirektno.
Q - slope (Barton i Bar, 2015) sistem DA (preko O - faktora - faktor orijentacije
diskontinuiteta) anizotropiju razmatraju direktno.





















Q - slope (nagib) je empirijska inžinjerska metoda za procenu stabilnosti stenskih kosina na
terenu. Namenjen za upotrebu pri izradi saobraćajne infrastructure ili u površinskim
rudnicima u usecima i nasipima bez pojačanja (bez podgrade). Q-nagib omogućava
geotehničkim inženjerima da izvrše potencijalna prilagođavanja uglova nagiba kako bi
Indeks anizotropije -Rc Opis
1.0 –1.1 Izotropna
1.1 –2.0 Delimično anizotropna
2.0 –4.0 Umereno anizotropna
4.0 –6.0 Veoma anizotropna
> 6.0 Izrazito anizotropna
Indeks anizotropije -Ic Opis
< 1.1 Kvazi izotropna
1.1 –1.5 Delimično anizotropna
1.5 –2.5 Umereno anizotropna
2.5 –3.5 Veoma anizotropna
> 3.5 Izrazito anizotropna
Orijentacije minimalne i
maksimalne pritisne čvrstoće
anizotropne netaknute stene.

687. 687/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
izgradnja u uslovi stenske mase postanu bezbedni tokom izgradnje, detaljnije o Q-slope
(nagib) u delu - Klasifikacija stenskih masa 5.2.13.
Naponsko-deformaciono modelovanje anizotropnih sredina (elastično ponašanje):
Veza napona i deformacija:

Gde je cijkl, tenzor četvrtog reda definisan sa 81 konstantom, od čega je 21 nezavisna.
Ovo znači da je za opis potpune anizotropije (aelotropije) potrebno poznavati dvadesetijednu
nezavisnu elastičnu konstantu.
Kvantifikacija anizotropnog elastičnog ponašanja stenske mase preko koeficijenata tenzora
četvrtog reda, tabela 6.16, (Zangi Stephansson, 2010).












Kriterijumi loma intaktne stenske mase i pukotina
Postoji mnogo kriterijuma koji u obzir uzimaju anizotropiju po parametrima čvrstoće -
mehanistički ili empirijski (fenomenološki), koji razmatraju stenu kao kontinuiranu ili
diskontinuiranu sredinu.
Ō Empirijski nelinearni kriterijum za izotropnu intaktnu stenu, npr. Hek-Braun-ov
(Hoeki - Brown,1980):







Ō Empirijski nelinearni kriterijum za anizotropnu intaktnu stenu, npr. modifikovani
Hoek-Brown-ov, Saroglou i Tsiambaos,2007):








- Ńcί - veličina UCS u zavisnosti od ugla ί;
- kί - parametar kojim se definiše efekat anizotropije


βm - ugao pri kome je UCS
minimalna (obično između
30 i 45°); A, D - konstante
Promena kβ u zavisnosti
od ugla β. Određuje se
“fitovanjem” prema predlogu
(Saroglou i Tsiambaos, 2007)
σcβ = A-D[cos2(β m - β)]

688. 688/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ō Empirijski Mohr-Coulomb-ov, linearni kriterijum:

ń = c+Ńn tanŅ








Ō Empirijski Barton-Bandis-Choubey (1973, 1976, 1977, 1982), nelinearni kriterijum
kojim se definiše smičuća čvrstoća diskontinuiteta:

Barton i Choubey (1977)


JCS - čvrstoća smicanja zidova pukotina; JRC - koeficijent hrapavosti

Barton i Bandis (1982)




Direkcioni (anizotropni) modeli za stensku masu
Primenjuju se u slučaju kada se ravni anizotropije nalaze na bliskom rastojanju,
tzv.„ubiquitous joints - sveprisutne pukotine “ (npr.10-ak cm) i ne mogu da se modeliraju
diskretno.










Pretpostavka je da su ravni anizotropije kontinuirane. Čvrstoća je „osrednjena vrednost“
između parametara pukotina i stenskih mostova.

Kako je navedeno, slojevitost, uz ostale fizičko-mehaničke karakteristike i pojave,
dominantno utiče na anizotropnost, tj. na:
- deformacije
- smičuće čvrstoće
- vodopropustnost.
Uticaj anizotropije stenske mase bez većih teškoća može se uključiti u numeričke modele
pri rešavanju naponskih zavisnih fenomena u mehanici stena - u geonaukama.

689. 689/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
S obzirom na raznolikost građe dela stenske mase i njenih svojstava na kojoj se izvode
određeni građevinski objekti, teško je razraditi model koji opisuje svu složenost građe i
naponsko-deformaciono stanje. Takav model mora biti jednostavan, a dobijeni rezultati
prihvatljivi.









Sl.6.41. Anizotropija u odnosu na deformabilnost, Anizotropija smicanja

Prvi korak istraživanja u području mehanike stena je razrada strukturnog modela koji
odražava sve osobenosti građe dela stenske mase i njihova fizičko-mehanička i
deformaciona svojstva, sl.6.42.






Sl.6.42. Strukturni model: a - neorijentisana izotropna zrnasta struktura;b - slojevita anizotropna
struktura;c - škriljava anizotropna struktura
Na osnovu strukturnog stenskog modela moguće je razraditi takav geomehanički model
stenske mase na koji se mogu primeniti numeričke analize metode konačnih elemenata pri
rešavanju praktičnih zadataka pri temeljenju određenih građevinskih objekata.
Anizotropni elastični model stenske mase razlikuje se od izotropnog elastičnog modela što
uzima u obzir izmenu svojstava masiva u različitim pravcima. U opštem slučaju anizotropnu
sredinu karakteriše 18 nezavisnih konstanti dok, poređenja radi, izotropnu sredinu
karakterišu samo dve konstante (modul elastičnosti i Poisson-ov koeficijent).
Najjednostavniji anizotropni model stenske mase je transverzalno-izotropni (u prirodi su joj
najbliži tankoslojni škriljci).

Sl.6.43. Način modelovanja stenske mase u zavisnosti od vrednosti Q (Fortsakis i dr.2012)
Ključne komponente direkcionih modela su:
1. Čvrstoća stenske mase
2. Čvrstoća ravni anizotropije
3. Orijentacija ravni anizotropije i
4. Prelaz između čvrstoće pukotina i čvrstoće stenske mase.

690. 690/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
„Prividan“ pad je merodavan u slučaju nepoklapanja azimuta 2D modela i azimuta diskontinuiteta.
Ovo u izvesnim slučajevima kod 2D modela može dovesti do previše konzervativnih ili
nekonzervativnih rezultata. „Pravi“ padni ugao se može uzeti u obzir kod 3D modela.
Veće pojedinačne diskontinuitete, npr. rasedne površine, treba tretirati diskretno.

Dakle, postoje brojni modeli korišćenja direkcionih modela za analizu anizotropne stenske
mase, kako u 2D, tako i u 3D uslovima (Bar i Weekes, 2017; Bar i McQuillan, 2018; Bar i
sar. 2016 itd.). Stabilnost predmetne kosine je analizirana primenom dva direkciona modela
koji su implementirani (primenjeni) u softverski paket Slide2, Rocsciiense Inc.
Anizotropija je karakteristična za umereno ispucali škriljac (oznaka S).

Pretpostavka direkcionih modela je da su ravni anizotropije kontinuirane. Čvrstoća je
„osrednjena vrednost“ između parametara pukotina i stenskih mostova.

Napomena: proračuni za navedenu problematiku postoje softverski paketi, nrp. Slide2, pa
ovde neće se dalje razmatrati ova materija, prikazaće se samo jedan primer proračuna.

Softverski paket Slide2 (Rocscience) nudi izbor pet tipova anizotropnih modela:
1. Funkcija anizotropije čvrstoće;
2. Anizotropna čvrstoća;
3. Anizotropni linearni;
4. Modifikovani anizotropni linearni;
5. Generalni anizotropni model.
Primeri iz prakse i rezultati proračuna za pretpostavku o izotropnoj stenskoj masi, slika 5a.
Čvrstoća anizotropnih stenskih masa određena je pomoću modifikovanog Hoek-Brownovog
kriterijuma (Saroglou i Tsiambaos, Int J Rock Mech Mining Sci 45:223–234, 2008), koji je
proširen na stenske mase uz korišćenje ARMR-a, te će ovde biti ukratko prikazane njihove
formulacije.


Sl.6.44. Kosina na autoputu E763 (deonica Ljig-Preljina)- Dezintegracija škriljca nakon izlaganja jezgra
dejstvu atmosferskih činilaca - faktora, Berisavljevič Z.
FORMULACIJA DIREKCIONIH MODELA
Postoje brojni modeli korišćenja direkcionih modela za analizu anizotropne stenske mase, kako u 2D, tako
i u 3D uslovima (Bar i Weekes, 2017; Bar i McQuillan, 2018; Bar i sar. 2016 itd.). Stabilnost predmetne
kosine je analizirana primenom dva direkciona modela koji su implementirani (primenjeni) u softverski
paket Slide2, Rocsciiense Inc., te će ovde biti ukratko prikazane njihove formulacije. Anizotropija je
karakteristična za umereno ispucali škriljac (oznaka S).

691. 691/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Pretpostavka direkcionih modela je da su ravni
anizotropije kontinuirane. Čvrstoća je
„osrednjena vrednost“ između parametara
pukotina i stenskih mostova.






Sl.6.45. Rezultati proračuna analize stabilnosti
nagiba za a) izotropni slučaj i, b) anizotropni slučaj,
Berisavljevič Z.

Uticaj anizotropije na veličinu faktora
sigurnosti (Bar,2016):


- Geološki modeli ispucalih stenskih masa
gotovo nikada nisu „potpuno tačni“, dok je
anizotropija skoro uvek prisutna, pa ju
jepotrebno uzeti u razmatranje
- Anizotropija se može razmatati na nivou
uzorka (inherentna) i na nivou stenske mase
(strukturna).
- Može biti: naponska, po parametrima čvrstoće, deformabilnosti, vodopropusnosti, brzini
prostiranja talasa.
- Direkcioni modeli primenjuju se u slučaju kada se ravni anizotropije nalaze na bliskom
rastojanju, tzv. „ubiquitous joints“ (npr. 10-ak cm) i ne mogu da se modeliraju diskretno
- Veće pojedinačne pukotine, npr. rasedne površine, treba tretirati diskretno.
- Uzimanje anizotropije u obzir u analizama stabilnosti za posledicu ima niže vrednosti
faktora sigurnosti.
- Novi sistem klasifikacije stenske mase, nazvan Ocena anizotropne stenske mase (ARMR),
posebno projektovan za anizotropne stenske mase, razvijen je na osnovu ocene stenske mase
(RMR, Bieniawski 1989). Sistem prati pristup da ponašanje anizotropnih stenskih masa
upravlja (a) inherentnom anizotropijom čvrstoće netaknute stene i (b) anizotropijom
strukture, koja proizlazi iz intenziteta anizotropne strukture (foliacija, slojevi itd.) i
kvaliteta anizotropnih površina. S obzirom na ovo, bilo je evidentno da je neophodna ocena
pristupa, umesto grafičkog grafikona, kako bi se uzela u obzir oba ova faktora.
- Na osnovu primene sistema na konkretnim studijama slučaja, validiran je ARMR i
procenjeno očekivano ponašanje stenskih masa u pogledu geomehaničkog kvaliteta.
Očigledno je da ARMR može veoma efikasno da ugradi efekat stepena strukture i
anizotropije čvrstoće na ponašanje stenske mase. ARMR klasifikacija bi rezultirala
različitim indeksom stenske mase u slučaju tunela iskopanog u dve stenske mase sa sličnom
čvrstoćom neoštećene stene i uslovima naprezanja u polju, ali sa različitim stepenom
anizotropije strukture, kao što je prikazano na slici 6.36, što odražava važnost procene.
njihov različit geomehanički kvalitet.

692. 692/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
- ARMR sistem je takođe povezan sa modifikovanim Hoek-Brownovim kriterijumom loma
za anizotropne stene (Saroglou i Tsiambaos 2008), čime se kriterijum proširuje na stenske
mase. Na osnovu validacije modifikovanog kriterijuma na mestima studija slučaja, utvrđeno
je da anvelopom (ovojnicom) loma anizotropne stenske mase zavisi od orijentacije ravni
anizotropije u odnosu na glavnu osu opterećenja, u suštini inkorporiranu kroz parametar kβ,
i stepen (intenzitet) anizotropije strukture stenske mase, inkorporiran kroz ARMR vrednost.
Takođe je bilo evidentno je, što je veći stepen anizotropije stenske mase, to je niža vrednost
ARMR, a time i čvrstoća stenske mase, što je prikazano odgovarajućim anvelopom loma.
Parametri anizotropne stenske mase, između eksplicitno modelovanih pukotina (ravni
anizotropije), određuju se primenom modifikovanog Hoek–Brown kriterijuma i ARMR
klasifikacije, kao što je prikazano u delu pod naslovom „Predloženi kriterijumi loma za
anizotropnu stensku masu“.
Najčešći tipovi nestabilnosti
Sl. 6.46. Idealizovan prikaz prelaska sa intaktne na izrazito ispucalu stensku masu usled povećanja
razmere posmatranja (Hoek i Brown, 1997)
6.3.7. Prirodni naponi stenske mase (detaljnije u delu 7. Naponi u tlu).
Treba imati na umu da se stenska masa, kakva je u prirodi, nalazi u prirodnom stanju napona,
odnosno radi se o prednapregnutoj radnoj sredini u kojoj vladaju tzv. primarni naponi.
Kada se radi o nastajanju i veličini primarnih napona, treba ukazati da postoji veliki broj
faktora od kojih se izdvajaju tri i to: uticaj gravitacije, uticaj tektonike i uticaj erozije Zemljine kore.
U mehanici čvrstih tela, normalno je pretpostaviti da materijali mogu biti kontinuirani,
izotropni, elastični i linearni, ali to nije slučaj kod stena. I intaktni blokovi stene i kompaktna
stenska masa imaju široko područje varijacija fizičkih i mehaničkih svojstava i
karakteristika, a rezultat toga je diferencijalno ponašanje.
Fizička svojstva stena rezultat su njihovog mineralnog sastava, načina postanka, geološke i
deformacione istorije, uticaja okoline, uključujući različite promene i procese trošenja.
Deformabilnost
Deformabilnost, slično čvrstoći, uglavnom zavisi od poroznosti i stepena ispucalosti uzorka.
Pore i pukotine su najslabiji i najdeformabilniji element stene.
Deformabilnost (deformability) može se opisati kao lakoća kojom se stena može deformisati.

Deformacija (deformation) se definiše kao promena oblika (ekspanzija, sažimanje
(contraction) ili neki drugi oblik distorzije (distortion)). Dešava se kao odgovor na delovanje
opterećenja ili napona ali može biti i posledica promene temperature ili vlažnosti (bubrenje
ili skupljanje (swelling or shrinkage).

693. 693/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Deformacija (deformation) se meri u jedinicama dužine (m) ali se obično izražava kao
neimenovani broj i tada se zove deformacija (strain). Deformacija (strain) predstavlja
odnos promene dužine nekog elementa i njegove originalne dužine (Franklin J.A.,
Dusseault, M.B., 1989. p.271).
Krutost (stiffness) može se opisati kao otpor deformisanju.

Kompletna naponsko-deformaciona kriva pri jednoosnom pritisku daje najkorisniji opis
mehaničkog ponašanja intaktne stene. Na ovoj krivi mogu se očitati sledeći važni popdaci o
ponašanju stene:
• Vrednost jednoosne pritisne čvrstoće stene.
• Modul deformabilnosti (E) koji se često naziva i Youngovim modulom. Visok modul imaju krte stene
(stiff) i kod njih je početni deo krive strm (kaže se da je stena slabo dformabilna). Nizak modul imaju
meke (soft) stene i kod njih je početni deo krive blago nagnut (kaže se da jes tena jako deformabilna).
• Postlomni deo krivue je mera krtosti (brittlness). Krtost je definisana nagibom krivue u njenom
postlomnom delu. Neke stene se ponašaju kao duktilne (ductile) a neke kao krte (brittle).
Između ova dva krajnja ponašanja postoji celi spektar međuslučajeva.





















Sl. 6.47. Naponsko-deformaciona krivia stena različitih deformacionih svojstava
Kada se radi o fizičkim svojstvima stenskih materijala treba naglasiti da se ova ispitivanja
vrše, uglavnom, u laboratorijskim uslovima pošto se radi o veličinama koje se u navedenim
uslovima mogu tačnije i lakše ispitati uz uslov da se poštuju propisi i standardi za uzimanje
uzoraka za ovu vrstu ispitivanja.

6.4. Fizička svojstva stenskih materijala
Ō Svojstva intaktne stene
Fizička svojstva definišu fizičko stanje stene, koje proizilazi iz njenog mineralnog sastava i
sklopa (strukture i teksture).
Pojam fizičkih svojstava stenskih materijala podrazumeva se proučavanje fizičkog karaktera
stena sa aspekta odnosa između mase, težine, zapremine, vlage i poroznosti.
Poroznost, gustina i vlažnost:
Stena je sastavljena od tri faze: čvrste, tečne i gasovite.
Poslednje dve ispunjavaju pore. Relativni odnosi ovih faza opisuju se različitim parametrima.
Suva gustina definisana je kao odnos mase čvrstih čestica i ukupne zapremine uzorka.
Poroznost se definiše kao odnos zapremine pora i ukupne zapremine.
Stepen saturacije je odnos zapremine vode i ukupne zapremine pora.

694. 694/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Bitna fizička svojstva stena su: boja, specifična i zapreminska težina, poroznost, zbijenost,
stišljivost, vodopropusnost, vlažnost, kapilarnost, lepljivost, bubrenje, provetrivost, toplotna
svojstva, provodljivost zvuka (akustičnost) i elektroprovodljivost, magnetičnost i
radioaktivnost.
Fizička svojstva stena ispituju se i određuju u laboratoriji na njihovim uzorcima, i odnose se
uglavnom na njihove monolite.

Ta svojstva imaju veliki praktični značaj pri oceni geotehničkih uslova za izgradnju različitih
objekata, oceni stabilnosti veštačkih nasipa i prirodnih padina, upotrebi stena kao
građevinskog materijala itd. Vlažnost je naročito značajna kod poluvezanih i nevezanih
stena, a mnogo manje kod čvrsto vezanih stena.
Svaka stenska masa se sastoji iz čvrste mineralne materije i pora koje mogu biti zapunjene
vodom ili vazduhom. Prema tome stene su izgrađene od čvrste, tečne i gasovite komponente.
Većina čvrsto vezanih stena, naročito magmatskih i pojedinih vrsta metamorfnih stena,
poseduju poroznost pukotinskog tipa dok su monolitni delovi bez poroznosti.
Kada su poznati zapremina stene (V), zapremina mineralne komponente (Vs), zapremina
pora (Vp), zapremina vode u porama (Vw), zapremina vazduha u porama ( Va), zapreminska
težina stene (W), težina mineralne komponente stene (Ws), težina vode u porama (Ww),
moguće je odrediti najvažnija fizička svojstva stene.
Dakle, pod pojmom fizičkih svojstava stenskih materijala podrazumeva se proučavanje
fizičkog karaktera stena sa aspekta odnosa između mase, težine, zapremine, vlage i
poroznosti pa će se u ovom poglavlju obraditi sledeće veličine:
- Gustina,
- Zapreminska težina,
- Poroznost,
- Prirodna vlažnost,
- Granulometrijski sastav,
- Vodopropustnost,
- Upijanje vode,
- Bubrenje,
- Aterbergove granice konsistencije,
- Lepljivost.








Kako je i sav materijal u prirodi izgrađen od tri osnovne supstance i to: čvrste, tečne i
gasovite komponente, to se za jedan zamišljeni stenski uzorak odnosi između komponenata
i primenjenih oznaka za poroznost, masu, težinu i zapreminu mogu prikazati na sledeći
način, sl. 6.48.

Pojam osobina stena Pojam svojstva
• boja, mineralni sas av, al era ija
1
,
1
- fizičko svojstvo • eks ura, veličina i oblik zrna
1
,
• poroznos , gus ina, vlažnos
1

• čvrs oća, izo ropnos , vrdoća
2
,
2
- mehaničko svojstvo
• rajnos , plas ičnos , po en ijal bubrenja
2
.
• rastresitost, drobljivos , bušivos - abrazivnost,
žilavos
3

3
- tehnološko svojstvo
• o por prema miniranju, rezanju i slično
3

695. 695/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)


























Sl.6.48. Primenjene oznake i odnosi između čvrste, tečne i gasovite faze zamišljenog stenskog uzorka

6.4.1. Boja
Boja stene je vizuelni osećaj pri njenom posmatranju.
Boja stene predstavlja nemerljivu fizičku veličinu koja je rezultat refleksije svetlosnih zraka
odgovarajuće talasne dužine sa njene površine. Dijapazon talasnih dužina za ljudsko oko
vidljivog spektra svetlosti nalazi se u interval od 0,390 - 0,777 μm. Boja stene zavisi od njenog
mineralnog sastava, svežine minerala, vlažnosti i glatkoće, odnosno hrapavosti njene površine.
Prema boji mogu se razlikovati monohromatske i polihromatske stene.
Monohromatske stene reflektuju samo jednu vrstu boje. Polihromatske su one stene u kojima
se mogu izdvojiti dve ili više različitih boja, odnosno čiji minerali potpuno reflektiraju sv
etlosne zrake različitih dužina.
Boja stena je značajna samo kada je u pitanju njihova primena kao arhitektonsko-
građevinskog (ukrasnog) kamena ili u izradi skulptura.
Izvestan značaj boja može imati i pri izgradnji puteva i ulica. Tako, naprimer, tamne stene
više upijaju toplotu, pa je habanje guma po takvim saobraćajnicama veće itd..
6.4.2. Gustina
Odnos između mase i zapremine nekog homogenog tela predstavlja gustinu tog tela:
Gustina nekog homogenog tela predstavlja odnos između mase i zapremine tog tela:
V  m∙λ
gde je:
λ - gustina, kg/m
3
,
m - masa homogenog tela, kg,
V - zapremina homogenog tela, m
3
.
Iz izloženog proizilazi da je osnovna jedinica za gustinu kg/m
3
s tim da nema smetnji za
primenjivanje i ostalih jedinica iz "SI" sistema.
Za merenje mase upotrebljava se odgovarajuća vaga, dok se merenje zapremine, po pravilu,
izvodi potapanjem tela u vodu ili neku drugu tečnost u posebnim mernim posudama.

696. 696/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Određivanje i gustine tečnosti i gasova vrši se slično s tim da se vodi računa o temperaturi i pritisku
sredine u kojoj se merenje izvodi. U tabeli 6.17 daje se prikaz vrednosti gustine nekih najčešćih
elemenata i supstanci:
Tabela 6.17 - Prikaz vrednosti gustine nekih elemenata i supstanci

Kako stenski materijali nisu homogeni materijali to je potrebno da se bliže upoznamo sa
određenim pojmovima koji se bliže objašnjavaju u sledećem poglavlju.
6.4.3. Specifična težina
Pod pojmom specifične težine ili zapreminske težine čvrste faze (bez vode i vazduha)
podrazumeva se odnos između težine uzorka u suvom stanju i zapremine uzorka bez pora i
šupljina, odnosno:
gde je:
Gs - težina uzorka u suvom stanju, N,
Vs - zapremina uzorka bez pora i šupljina, m
3
.
Osnovna jedinica za specifičnu težinu je N/m
3
.
Određivanje specifične mase ili gustine, koja predstavlja odnos između mase uzorka u
suvom stanju i zapremine uzorka bez pora i šupljina, vrši se metodom koja je poznata kao
piknometarska metoda koja se svodi na merenje mase i zapremine uzorka istrošenog u prah
i prethodno osušenog, u piknometru određene zapremine i uz korišćenje odgovarajuće vage.
6.4.4. Zapreminske težine
Zapreminska težina stena u prirodno vlažnom stanju je težina stene jedinične zapremine
i to sa prirodnom vlažnošću i neporemećenom prirodnom strukturom. Može se odrediti
merenjem sledećih veličina:
Zapreminska težina stene u suvom stanju je težina apsolutno suve stene, tj. težina
stene posle njenog sušenja u sušnici. Pri tome ne primenjuju se nikakvi postupci kojima
bi se narušio prirodni raspored zrna ili fragmenata u skeletu stene.
6.4.4.1. Zapreminska težina u prirodnom stanju
Pod pojmom zapreminske težine u prirodnom stanju podrazumeva se odnos težine i
zapremine uzorka u prirodnom stanju vlažnosti:
gde je:
G - težina uzorka u prirodnom stanju vlažnosti, N,
V - zapremina uzorka sa porama i šupljinama, m
3
.
Određivanje zapreminske mase u prirodnom stanju ili gustoće u masivu, koja predstavlja
odnos između mase i zapremine uzorka u prirodnom stanju vlažnosti, vrši se potapanjem
uzorka u vodu i merenjem istisnute tečnosti uz prethodno parafinisanje i merenje mase uzorka.
6.4.4.2. Zapreminska težina u suvom stanju
Pod pojmom zapreminske težine u suvom stanju podrazumeva se odnos između težine
uzorka u suvom stanju i prvobitne zapremine uzorka:
gde je:
Gs - težina uzorka u suvom stanju, N,
V - zapremina uzorka sa porama i šupljinama, m
3
.
Supstanca Aluminijum Natrijum Bakar Voda Platina Metan Uran Calcijum Živa Molibden CO2 Olovo Vazduh Srebro
Gustina 2,70 0,97 8,94 1,00 12,46 0,554 18,70 1,55 13,6 10,20 1,52 11,34 0,01 10,50

697. 697/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Osnovna jedinica za zapreminsku težinu u suvom stanju N/m
3
.
Određivanje zapreminske mase u suvom stanju, koja predstavlja odnos između mase uzorka
u suvom stanju i prvobitne zapremine uzorka, svodi se na merenje mase uzorka posle sušenja
i stavljanjem iste u odnos sa izmerenom prvobitnom zapreminom uzorka.
Ovo ispitivanje ima posebnog smisla kada se radi o uzorcima stenskog materijala koji sadrže znatnu
količinu vode radi dobijanja podataka za proračun poroznosti kao i standardni opit u mehanici tla.
6.4.4.3. Nasipna zapreminska težina
U eksploataciji mineralnih sirovina od izuzetnog značaja je poznavanje nasipne zapreminske
težine koja predstavlja odnos između težine i zapremine stenskog materijala koji je dobijen
odgovarajućim načinom otkopavanja. Ova fizička osobina je u direktnoj zavisnosti od
koeficijenta rastresitosti ispitivanog materijala što je u direktnoj vezi od primenjene metode
otkopavanja ili primenjenog načina dobijanja.
Određivanje nasipne zapreminske težine svodi se na merenje težine na određeni način
dobijenog materijala koji je smešten u odgovarajuću zapreminu bez naknadnog rastresanja
ili zbijanja uz registrovanje prirodne vlažnosti u momentu ispitivanja.
Poznavanje napred navedenih fizičkih veličina je od izuzetnog značaja u eksploataciji
mineralnih sirovina radi dobijanja podataka o rudnim rezervama, proračunu elemenata
transporta, odlaganja materijala i sagledavanja radne sredine kao fizičke veličine, tabela 6.18.
Tabela 6.18 - Pregled zapreminskih težina za neke mineralne sirovine

Vrsta
materijala
Specifična težina ǎs
(kN/m
3
)
Zapreminska težina
u prirodnom stanju ǎ
(kN/m
3
)
Zapreminska težina
u suvom stanju ǎd
(kN/m
3
)
Nasipna zapreminska
težina ǎN
(kN/m
3
)
Glina 26,50 18,50 14,50 12,00
Laporac 25,70 18,20 16,00 13,00
Krečnjak 27,50 26,50 26,50 16,00
Granit 27,50 26,00 26,00 16,00
Mrki ugalj 13,50 12,50 11,00 7,50
Kameni ugalj 14,50 13,50 12,50 9,00














6.4.5. Poroznost
Poroznost stenskih masa je njihovo svojstvo da poseduju pore, pukotine, medjuzrnske pore,
kaverne i druge oblike šljupljina. Porozna stenska masa može biti zapunjena vodom ili

698. 698/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
vazduhom. U slučju da se pore naknadno zapunjavaju mineralnom materijom tada dolazi do
smanjenja prvobitne poroznosti.
Ukupna zapremina pora u jednoj steni, nezavisno od veličine pora i njihove povezanosti,
čini ukupnu poroznost stene (n). Poroznost može biti: pukotinska; medjuzrnska;
kombinovana npr. u peščarima i pukotinska i medjuzrnska. U grupi peskovito-šljunkovitih
stena, osnovni tip poroznosti je medjuzrnski. Čvrsto vezane magmatske, metamorfne i
pojedine vrste sedimentnih stena imaju kao osnovni tip pukotinsku poroznost. Redje su
stene sa kombinovanim tipom poroznosti: pukotinskim i medjuzrnskim, npr. peščari kod
kojih nije prostor izmedju zrna popunjen mineralnom materijom, a prisutne su i pukotine.

Sa inženjerskog stanovišta, pore su najvažnija komponenta stene pošto su najslabije. Pore
kontrolišu čvrstoću, deformabilnost i propusnost. Poroznost se definiše kao odnos zapremine
pora (Vv) i ukupne zapremine tla ili stena (V), (ISRM, 1975).
To je svojstvo koje utiče na čvrstoću i mehaničke karakteristike, obrnuto je proporcionalna
sa čvrstoćom i gustinom, a direktno proporcionalna sa deformabilnošću. U sedimentnim,
magmatskim i metamorfnim stenama pore mogu biti mikropukotine ili pukotine u monolitu.
Uglavnom, poroznost se smanjuje sa dubinom i starošću stena.
Vrednost poroznosti stena varira od 0% do 90%, a raspon normalnih vrednosti kreće se
između 15% i 30%. Tipične vrednosti za poroznost kod stena prikazane su u tabelama 6.9 do.6.22
Dakle, pod poroznošću se podrazumeva procentualno učešće pora u ukupnoj masi uzorka, bez
obzira na oblik i činjenicu da pore mogu biti zatvorene ili otvorene i ispunjene određenom
količinom vode ili gasa, odnosno:

gde je:

Vv - zapremina pora i šupljina u uzorku, m
3
,
V - zapremina uzorka sa porama i šupljinama, m
3
.











Sl. 6.49. Procenat poroznosti različitih stenskih masa
Kako se Vv ne može direktno meriti to:


gde je:
Vs - zapremina uzorka bez pora i šupljina, m
3
.
Kako je: , proizilazi da je:

čvrste stene
ljnjak peščar konglomerat
Čvrste
stene
Nekonsolidovani materijali
Procenat poroznosti
Muljnjak
Peščar
Konglomerat
Krečnjak
Mulj i Glina
Pešak
Šljunak
Vulkanska stena

699. 699/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
gde je:
ΰs - specifična težina ili zapreminska težina čvrste faze, N/m
3
,
Gs - težine uzorka u suvom stanju, N.
Zamenom u jednačinu za n:



Kako je , onda je


i konačno:

Kako se poroznost n izražava u „%“ to krajnji obrazac ima sledeći oblik:


Znači za određivanje poroznosti n potrebno je poznavati specifičnu težinu ili zapreminsku
težinu čvrste faze γs i zapreminsku težinu u suvom stanju γd za slučaj uzoraka znatne
vlažnosti. U slučaju kada se određuje poroznost za uzorke bez vlage, odnosno sa malim
sadržajem vlažnosti, za određivanje poroznosti n umesto zapreminske težine u suvom stanju
γd koristi se vrednost zapreminske težine u prirodnom stanju γ.

Odnos između zapremine pora i zapremine čvrste materije, bez šupljina, nazivamo
koeficijent poroznosti e, koji se određuje po obrascu:

gde je:

Vv - zapremina pora i šupljina, m
3
,
Vs - zapremina uzorka bez pora i šupljina, m
3
.
Koeficijent poroznosti e izražava gustinu tla ili stene.
Transformacijom obrazac za n može se prikazati i kao:
Odakle je:





Zamenom prethodnog obrasca za Vs u obrazac za koeficijent poroznosti e proizilazi da je:




Znači za dobijanje koeficijenta poroznosti treba poznavati vrednost poroznosti sa
napomenom da je koeficijent poroznosti ceo broj:




Definicija ukupne poroznosti n zahteva spajanje šupljina u sedimentu ili steni. Za to je
potrebno definisati drugu veličinu zvanu efektivna poroznost - ne koja bi predstavljala
postotak međusobno povezane poroznosti.

Tabela 6.19 - Tipične vrednosti za jediničnu težinu i poroznost stena (Physical Properties of Intact Rocks)

700. 700/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)






Tabela 6.20 - Raspon vrednosti ukupne i efektivne poroznosti za različite vrste stena












Raspon vrednosti ukupne i efektivne poroznosti za različite vrste stena. Domenico, F.A. i
Schwartz, F.W. (1998) Fizička i hemijska hidrogeologija; John Wiley & Sons, 506 str.




Sl.6.50. Odnos teksture i poroznosti - povezanost
pukotina za protok podzemnih voda u stenskim
masama







Važnost povezanosti za protok podzemnih voda u stenskim masama.

- Sa leve strane slaba povezanost.
- Desno dobra provodljivost između fraktura.



STENA
JEDINIČNA
TEŽINA, (kN/m
3
)
POROZNOST,
(%)
Andezit 22 – 23,5 10 -15
Amfibolit 29 - 30 -
Bazalt 27 - 29 0,1 - 2
Kreda 17 - 23 30
Ugalje 10 - 20 10
Dijabaz 29 0,1
Diorit 27 – 28,5 -
Dolomit 25 - 26 0,5 - 10
Gabro 30 - 31 0,1 – 0,2
Gnajs 27 - 30 0,5 – 1,5
Granit 26 - 27 0,5 – 1,5 (0,9)
Gips 23 5
Krečnjak 23 - 26 5 – 20 (11)
Mermer 26 - 28 0,3 – 2 (0,6)
Muljnjak 22 - 26 2 - 15
Kvarcit 26 - 27 0,1 – 0,5
Riolit 24 - 26 4 - 6
So 21 - 22 5
Peščar 23 - 26 5 – 25 (16)
Škriljac 25 - 28 3
Šejl 25 - 27 0,1 - 1
Tuf 19 - 23 14 - 40
Materijal
Vrednost poroznosti
n (%)
Graniti, kristalasti škriljci,
gnajs,gabro, dijabaz
0.02 – 1.8
Krečnjak, Dolomiti, mermeri 0.53 – 13.4
Peščari 4.8 – 28.3
Peščari jednoliki 26.0 - 47.0
Peščari mešoviti 35.0 – 40.0
Šljunak jednoliki 35.0 – 40.0
Gline 44.0 – 47.0
Površinski sloj 45.0 – 65.0
Tresetno tlo do 81.0 %
Materijal
Ukupna
poroznost n (%)
Ukupna poroznost
ne (%)
Anhidrid 0.5 – 0.5 0.05 – 0.5
Creta – kreda ? 5 – 40 0.05 – 2
Krečnjak, Dolomit 0 – 40 0.1 – 5
Peščar 5 – 15 0.5 – 10
Pizarra - škriljci 1 – 10 0.5 – 5
So 0.5 0.1
Granit 0.1 0.0005
Lomljena kristalna stena - 0.00005 – 0.01

Slaba povezanost
Dobra povezanost
Tip stene
Zapreminska ežina,
kN/m
3
Poroznost,
%
Magmatske (Igneous)
Granite 25.9-28.0 0.5-1.5
Syenite 25.9-27.2 0.5-1.5
Diorite 26.9-28.0 0.1-0.5
Gabbro 28.0-30.9 0.1-0.2
Andesite 21.9-23.0 10-15
Metamorfne (Metamorphic)
Gneiss 28.0-30.0 0.5-1.5
Slate 25.9-26.9 0.5-2.0
Quartzite 25.9-26.9 0.1-0.5
Sedimentne (Sedimentary)
Sandstone 19.2-25.8 0.5-26
Limestone 21.9-25.9 5-20
Dolomite 25-25.9 1-5
Syenite
Granite
Gneiss
Slate
Fossiliferous
limestone
Sandstone

701. 701/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 6.21- Hidrosvojstva običnih stena, raspoređena prema njihovoj opadajućoj hidrauličnoj provodljivosti i
poroznosti. Langmuir, D. M. (1997) Aqueous Environmental Geochemistry. Prentice Hall,















Uobičajeno je da se intersticijska poroznost zrna koja čine stenu ili sediment naziva
primarnom poroznošću, dok se ona koja je rezultat tektonskih procesa ili lomljenja
obično naziva sekundarnom poroznošću.
Dobro je utvrđena činjenica da poroznost geoloških formacija ima tendenciju smanjenja sa
povećanjem dubine, ali ponašanje nije homogeno za sve litološke tipove. U slučaju škriljaca,
Athy (1930) predložio je sledeći odnos između dubine i poroznosti: &#3627408527; = &#3627408527;
&#3627409358;∙ &#3627408518;
−&#3627408514;&#3627408539;
,
gde je:
- n poroznost,
- n0 prosečna poroznost blizu površine,
- z dubina i
- a empirijska konstanta koja je jednaka 1,42x10
−3
m
−1
.

Sl.6.51. Odnos teksture i poroznosti: a) Dobro
klasifikovani sediment visoke poroznosti; b) Loše
klasifikovani sediment niske poroznosti; c) Dobro
klasifikovani sediment sa poroznim zrnima; d)
Dobro klasifikovani sediment sa smanjenom
poroznošću i cementacijom; e) Poroznost nastala
otapanjem stene; f) Poroznost nastala lomljenjem
stena.

Domenico, F.A. i Schwartz, F.W. (1998) Fizička i hemijska
hidrogeologija; John Wiley & Sons, 506 str.




Dimenzije pora mogu biti različite, od onih koje se ne vide golim okom, već samo ako su
uvećane, do onih koje su makroskopski viljive. Prema dimenzijama pora L.V.Pustovalov
je predložio podelu na superkapilarne dimenzija većih od 0,5 mm, kapilarne od 0,5-0,002
i subkapilarne dimenzija manjih od 0,002 mm.
Kroz pore kreće se voda, gasovi, nafta. Poroznost utiče na pojedina značajna svojstva
stena, pre svega na vodopropustljivost, čvrstoću i dr. U superkapilarnim porama voda se
može kretati pod dejstvom sile gravitacije. U kapilarnim ona se kreće pod dejstvom
kapilarnih sila, a u subkapilarnim sva voda je vezana za površine čestica molekularnim i
elektrostatičkim silama.

702. 702/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ō Dubina, Poroznost ...
Za idealan porozni materijal, poroznost daje ideju o maksimalnom
kapacitetu koji materijal ima za zadržavanje vode. Međutim, voda
u poroznom materijalu može se delimično sprečiti da se drenira
jednostavnim delovanjem gravitacije ili evapotranspiracijom.
To je zbog delovanja površinskih napona i drugih higroskopsnih
sila u blizini površina mineralnih zrna.

Sl.6.52. Odnos između poroznosti i dubine za škriljce (A) i peščare (B).
Podaci u B predstavljaju prosečne intervale dubine od 1.000 stopa
(304,8 m ≈ 305 m) iz preko 17.000 merenja
Veličina ovih sila zavisi od veličine mineralnih čestica i geometriji same poroznosti.
Uopšteno govoreći, oni su važni u sitnozrnim materijalima (mulj i glina), a od mnogo manjeg
značaja u većim granulometrijama.
Efektivna poroznost, ne može se izraziti kao: ne = n - nr, gde nr predstavlja specifično
zadržavanje poroznog materijala, odnosno udeo vode koji se zadržava delovanjem gravitacije,
što bi u poljoprivredi bilo ekvivalentno kapacitetu polja. Ukupna poroznost materijala je n.
Ō Vodopropustnost zavisi od:
- veličine pora u stenskoj masi,
- njihovoj međusobnoj povezanosti i
- opterećenosti stenske mase.
Pri opterećenju pore se stisnu i vodopropusnost se smanjuje.
Ō Koeficijent filtracije kf odražava vodopropusnost i proporcionalan je koeficijentu poroznosti e.
- vodopropusne stene kf ˂ 10
-11
cm/s
- vrlo vodopropusne stene kf ˂ 10
-1
cm/s
Ō Poroznost, gustina i vlažnost ...
Suva gustina definisana je kao odnos mase čvrstih čestica i ukupne zapremine uzorka.
Poroznost se definiše kao odnos zapremine pora i ukupne zapremine.
Stepen saturacije je odnos zapremine vode i ukupne zapremine pora.

6.4.6. Vlažnost - Prirodna vlažnost, w %
Vlažnost je sposobnost stenskih masa da prime i zadrže određene količine vode.
Definisana je odnosom mase vode i čvrstih čestica u određenoj zapremini stene. Razlikuju se sledeći
vidovi vlažnosti:
- prirodna vlažnost - W;
- higroskopna vlažnost Wh;
- molekularna vlažnost - Wmol;
- kapilarna vlažnost - Wk;
- totalna vlažnost - Wz (vlažnost potpuno zasićene stijene).
Prirodna vlažnost (W) je ona koju stena poseduje u datom trenutku. Određuje se merenjem mase
prirodno vlažnog i suvog uzorka (nakon sušenja na 105
o
C do konstantne težine), a prema obrascu:
W = Ww - Wd/Wdē100 %,
gde je:
Ww - težina prirodno vlažnog uzroka;
Wd - težina suhog uzroka.
Vlažnost stene predstavlja količina vode koja se nalazi u porama stene, ili steni uopšte, a može se
iz nje odstraniti zagrevanjem na temperaturi 105
0
C.

703. 703/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Vlažnost je odnos mase vode i mase čvrstih čestica.
Higroskopna vlažnost (Wh) je sposobnost mineralnih čestica da upiju vlagu iz vazduha.
Molekularna vlažnost (Wmol) predstavlja količinu fizički vezane vode koja se za čestice drži
silom molekularnog privlačenja.
Kapilarna vlažnost (Wk) je količina vode koja se u steni zadrži zbog delovanja površinskih napona.
Totalna vlažnost, odnosno vlažnost zasićene stene (Wz) je vlažnost kada su sve pore
zapunjene vodom.

Voda u stenskim materijalima pojavljuje se kao porna, absorbovana i konstituciona voda.
Porna voda se sastoji iz slobodne vode, gravitacione vode, kapilarne vode i vode
površinskog napona i sve ove vrste vode mogu se odstraniti iz uzorka sušenjem na 105°C.
Absorbovana voda obavija čvrste čestice stenske mase i vezana je za njih molekularnim
silama i može se samo delimično odstraniti sušenjem.
Konstituciona voda je hemijski vezana za kristalnu rešetku stenskog materijala i ne može
se sušenjem odstraniti. Prema tome, predmet našeg interesovanja je porna voda i delimično
absorbovana voda, pa se i definicija vlažnosti koja glasi da je to odnos mase vode i mase
čvrste materije posmatranog uzorka odnosi na ovu vodu.
ili &#3627408484;=
&#3627408458;1−&#3627408458;2
&#3627408458;2−&#3627408458;
.100 (%) Dakle:
gde je:
W - masa Petrijeve posude u gramima (g)
W1 - masa posude sa poklopcem i sa vlažnim uzorkom u gramima (g)
W2 - masa posude sa poklopcem i sa suvim uzorkom u gramima (g),
iz čega proizilazi da se vlaga izražava u procentima, dok se metoda svodi na merenje mase
uzorka pre sušenja i merenje mase uzorka posle sušenja na temperaturi od 105°C.

Postupak određivanja vlažnosti (w)
• uzima se vlažan neporemećen ili poremećen uzorak materijala u količini od 50 do 100 g,
za peskovite materijale 500 g.
• stavi se u Petrijevu posudu, kojoj se prethodno izmeri masa W.
• posuda se poklopi i izmeri uzorak tla zajedno sa posudom i poklopcem, mase W1
• sa posude se skine poklopac i stavi pod posudu a potom se sve stavi u sušnicu i suši na
105
0
C+/- 0.5
0
C najmanje 24 sata ili do stalne mase.
• posuda sa poklopcem se izvadi iz sušnice, poklopi, stavi u eksikator, ohladi i izmeri masa W2.

Napominje se da stenski materijali mogu biti potpuno zasićeni vodom, delimično zasićeni
vodom i potpuno suvi, u zavisnosti od vrste materijala i konkretnog slučaja koji se proučava.
Kako stenski materijali nisu homogeni materijali to je potrebno da se bliže upoznamo sa
određenim pojmovima koji se bliže objašnjavaju u sledećem poglavlju.
Tabela 6.22 - Pregled poroznosti i vlažnosti nekih stenskih materijala
Vrsta materijala Poroznost, n (%) Koeficijent poroznosti, e Vlažnost, w (%)
Peskoviti šljunak 20 0,25 15,00
Les 50 1,00 30,00
Glina 60 1,50 35,00
Mulj 80 4,00 40,00
Krečnjak 8 0,09 1,80
Granit 5 0,05 1,00
Mrki ugalj 25 0,33 15,00

704. 704/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
6.4.7. Vodopropustnost (permeabilnost)stenskog materijala
Vodopropusnost ili permeabilnost je svojstvo stena i stenskih masa da kroz pore omogući
tečenje (kretanje) fizički slobodnih voda., tj. vodopropustnost je osobina stenskih materijala
da mogu propustiti odgovarajuću količinu vode, bez zadržavanja. Dakle,vodopropusnost je
kapacitet prenosa vode kroz stenu.
Vodopropusnost zavisi od prečnika pora, merodavnih širina pukotina i međusobne
povezanosti pora ili pukotina.
Veću vodopropusnost imaju stene sa većim prečnikom pora ili širinom pukotina. Veoma
važan činilac je i međusobna povezanost ili izolovanost pora.
Ova osobina direktno zavisi od poroznosti i ispucalosti stenskih materijala, s tim što je
moguće da poroznost nekog materijala bude velika, a da materijal bude slabo propusan.
Većina stena ima nisku ili vrlo nisku vodopropusnost. Voda se infiltrira i teče kroz intaktnu
stenu (monolit), kroz pore i pukotine, pa zato vodopropusnost zavisi od toga kako su one
spojene i drugim faktorima kao što su stepen trošenja, anizotropija i naponsko stanje
materijala koji se razmatra.
Vodopropusnost stena izražava se pomoću koeficijenta vodopropusnosti ili hidraulične
provodljivosti (k) - predstavlja brzinu proticanja tečnosti u jedinici vremena koji se izražava
u m/s, cm/s ili m/dan.
Koeficijent propustljivosti može se dobiti računskim putem (preko granulometriskog
sastava), laboratorijskim putem (parametri različitih konstrukcija sa konstantnim pritiskom
vode i sa opadajućim pritiskom vode) i terenskim metodama uz znatne troškove i vreme, ali
su zato rezultati apsolutno tačni.
Prema Darsijevom (Darcy) zakonu vrednost protoka (Q) po jedinici površine (A)
proporcionalna je hidrauličnom gradijentu (i), merenom u smeru tečenja:
Q = k∙i∙A
Za većinu stena, protok u intaktnoj steni može se razmotriti sledeći Darsijev zakon:

gde je:
qx - zapremina protoka u smeru x (zapremina/vreme);
h - hidraulični pritisak;
A - površina normalna na smer x;
k - hidraulična provodljivost.
Tipične vrednosti za koeficijent vodopropusnosti k date su u tabeli 2.3., a jednak je:






gdje je:
K - unutrašnja vodopropusnost (zavisi samo od karakteristika fizičkog medija);
ΰw - jedinična težina vode;
µ - kinematički viskozitet vode.
k - hidraulična provodljivost.
Vodopropusnost zavisi od:
- veličine pora u stenskoj masi,
- njihovoj međusobnoj povezanosti i
- opterećenosti stenske mase.

705. 705/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Pri opterećenju pore se stisnu i vodopropustnost se smanjuje.
Koeficijent filtracije kf odražava vodopropustnost i proporcionalan je koeficijentu poroznosti e.
- vodonepropustnost kf ˂10
-11
cm/s
- vodopropustnost kf ˂10
-1
cm/s
Tabela 6.23 - Prikaz tipičnih vrednosti koeficijenta propusnosti za različite vrste tala







6.4.8. Upijanje vode
Upijanje vode je osobina stenskih materijala da mogu upijati i zadržavati određenu količinu vode.
Kada se radi o vezanim stenama ova osobina je direktno vezana za poroznost i povezanost
pora u masi, pri čemu je upijanje vode veće kod stena sa sitnijim porama zato što kod
krupnijih povezanih pora voda protiče bez zadržavanja.
Kada se radi o nevezanim stenama treba naglasiti da iste mogu upiti i zadržati, u prostorima
između zrna, mnogo veću količinu vode od vezanih stenskih materijala, što je u direktnoj
vezi sa krupnoćom zrna.
Podzemna voda, koja zapunjava pore u stenskoj masi, vrši stalni uticaj na stene u kojima se
nalazi, a takođe i stene utiču pre svega na hemizam podzemne vode i filtracione tokove.
Podzemna voda utiče na procese rastvaranja stenske mase, mehaničku sufoziju, obrazovanje
klizišta, utiče na površinsko raspadanje stenske mase i druge savremene geološke procese,
bubrenje nekih vrsta stena, izmene čvrstoće stene i dr.
6.4.9. Kapilarnost stena je pojava podizanja ili spuštanja nivoa tečnosti uz zid uskih cevi
(kapilara) uzrokovana silama adhezije i kohezije. U uskim cevima, gde je površina tečnosti
velika prema obimu (zapremini) tečnosti, vrednosti površinskih sila i gravitacije postaju
uporedive i nivo tečnosti u cevi može se podizati (kapilarna elevacija) ili spuštati (kapilarna
depresija). Tečnost koja kvasi zidove kapilara (adhezija veća od kohezije, na primer voda u
staklenoj posudi) podizaće se, a tečnost koja ne kvasi zidove kapilara (kohezija veća od
adhezije, na primer živa u staklenoj posudi) spustaće se. Objašnjenje kapilarnosti kao
i matematičku teoriju oblika površine tečnosti dali su u svojim radovima Thomas
Young (1804.), Pierre-SimonLaplace (1806.), Carl Friedrich Gauss (1830.) i Siméon Denis Poisson (1831.)
Kapilarne sile nastaju iznad nivoa podzemne vode usled efekta povšinskog napona na
graničnoj površini vode u kontaktu sa vazduhom. Kretanje vode, suprotno dejstvu
gravitacije, pripisuje se površinskom naponu vode. Visina kapilarnog penjanja zavisi
najviše od prečnika kapilara koje voda kvasi.
Kapilarno penjanje u tlu je slično kapilarnom penjanju vode u kapilarnoj cevi.
STENA k (m/s)
Granit 10-9 – 10-12
Krečnjak i dolomit 10-6 – 10-12
Metamorfne stene 10-9 – 10-12
Muljnjak 10-9 – 10-13
So < 10-11 – 10-13
Peščar 10-5 – 10-10
Škriljac 10-7 – 10-8
Šejl 10-11 – 10-13
Vulkanske stene 10-7 – 10-12

706. 706/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sile koje drže stub vode u kapilarnoj cevi su složene, ali se dovoljno tačan izraz za veličinu
ovih sila može dobiti uz predpostavku da površina vode deluje kao membrana koja
zatezanjem drži stub vode. Ako bi cev sa malim prečnikom, ‘’kapilarnu cev’’, uronili u sud sa
vodom, voda bi se u cevi popela do izvesnog nivoa hc (h) koji predstavlja visinu kapilarnog
penjanja.
Podizanje odnosno spuštanje tečnosti u kapilarnoj cevi posledica je površinskog napona. Šta će se
tačno desiti zavisi od odnosa kohezionih i adhezionih sila, odnosno od veličine ugla kvašenja.
Tečnost se penje u kapilari sve dok se rezultujuća sila površinskog napona ne izjednači sa težinom
stuba tečnosti u kapilari:
Horizontalne komponente sile površinskog napona ne utiču na nivo tečnosti u kapilari. Vertikalne
komponente se sabiraju, tako da je: F = Fpncosγ, F = Fg Fpn = površinski napon zatezanja







gde je:
h - visina stuba tečnosti - visina dizanja kapilarne vode
ΰ - koeficijent površinskog napona
γ - ugao kvašenja
λ - gustina tečnosti
g - ubrzanje zemljine teže (gravitaciono ubrzanje)
r - poluprečnik kapilare
Uslovi ravnoteže u slučaju dvodimenzionalne zakrivljene povšine su zadovoljeni kada je:
u =
&#3627408441;&#3627408477;&#3627408475;
&#3627408453;

Razlika pritisaka u kapilarnoj cevi iznosi:
u = hw
Uzimajući u obzir da je Fpn - površinski napon zatezanja, Fpn = 7,3*10
-5
kNm i w = 9,807 kNm
3

dobija se visina kapilarnog penjanja približno:
ℎ =
0,3
&#3627408465;
(&#3627408464;&#3627408474;) (h i d izraženo u cm)
Za tlo predlog je: ℎ
&#3627408438;
&#3627408466;∗&#3627408439;
10
(C- konstanta od 0,1 - 0,5 cm²)
U sitnozrnim materijalima kapilarne zone mogu dostizati znatnu visinu, kao što je nevedeno u tabeli
- Prosečne visine kapilarnog penjanja.
U krupnozrnim peskovima i krupnijim materijalima visina kapilarnog penjanja je najčešće
zanemarljiva.
Tabela 6.24 - Prosečne visine kapilarnog penjanja i zatezanja u pornoj vodi za različite tipove tla







Značaj kapilarnosti stena u građevinarstvu uglavnom ispoljava se negativno pri izgradnji nasipa,
temeljenju objekata, navodnjavanju i drugim aktivnostima.
Tlo Visina hc Zatezanje (kN/m
2
)
Šljunak hc < 5 cm < 0.05
Pesak 0.05-1 m 0.05-1 m
Prašina 1-10 m 10-100
Glina hc > 10 m > 100
Maksimum hc >35 m m > 350

707. 707/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Kapilarno penjanje vode može biti u svim pravcima, odnosno, sledi pravac kapilarne šupljine.
Do pojave kapilarnog izdizanja dolazi usled intermolekularnog privlačenja molekula vode i zidova
kapilara, delovanjem površinskih napona, odnosno tzv. sile meniskusa.
Kapilarno penjanje vode kod peska je brzo, ali relativno malo (hc < 0,05 - 1,0 m), dok je kod površinskih
i naročito glinenih stena sporo i izrazito veliko čak hc ≈ 50 m.






















Sl.6.53. Rad sile površinskog napona tečnosti,a i kapilara pomoću koje se može odrediti koeficijent
površinskog napona tečnosti, b.
6.4.10. Granulometrijski sastav
Treba razlikovati dve vrste granulometriskog sastava i to: granulometriski sastav svih
stenskih materijala kao rezultat primenjene metode dobijanja i granulometriski sastav
plastičnih i rastresitih stena.
Gotovo svi stenski materijali bez obzira da li se radi o čvrstim, plastičnim ili rastresitim
stenama dobijaju se u rastresitom stanju, gde je učešće pojedinih komada, po veličini,
zavisno od vrste materijala i primenjene metode dobijanja. Kako tehnologija prerade ili
direktne prodaje zahteva mineralnu sirovinu određene granulacije, to proizilazi da
granulaciju treba kontrolisati ispitivanjem i prema rezultatima merenja prilagođavati ili
menjati način dobijanja analizirane mineralne sirovine. Samo određivanje se svodi na
prosejavanje određene količine mineralne sirovine kroz za tu priliku pripremljenu garnituru
sita i sračunavanje procentualnog učešća pojedinih frakcija u ukupno analiziranoj količini.
Pod granulometrijskim sastavom plastičnih i rastresitih materijala podrazumeva se kvalitativna
raspodela zrna u analiziranoj steni, izražena u procentima od mase koja je uzeta u analizu, kako je
to dato na dijagramu granulometriskog sastava, za neke uzorke šljunka, peska i prašinaste gline.
Na osnovu izvršenog ispitivanja vrši se klasifikacija plastičnih i rastresitih materijala prema
granulometriskom sastavu korišćenjem trouglog dijagrama granulometriskog sastava tla.
Granulometriski sastav plastičnih i rastresitih stena određuje se metodom sejanja i metodom
hidrometrisanja, s tim što veličina zrna od 0,1 mm predstavlja granicu primenljivosti jedne ili druge
metode.












F- sila površinskog napona
tečnosti
l- dužina pokretnog dela
rama






a
b
Pomoću nje može se odrediti koeficijent
površinskog napona tečnosti.
Ispupčeni i udubljeni površinski sloj tečnosti zove
se meniskus.
Penjanje tečnosti uz kapilaru zove se kapilarna
elevacija. Slobodna površina za sobom vuče stub
tečnosti naviše. Uz kapilaru se penje tečnost sve dok
se njena težina ne izjednači sa vertikalnom
komponentom sile površinskog napona - što je
uzrok pojave vlage u temeljima građevinskih
objekata. Spuštanje tečnosti niz zidove kapilare
zove se kapilarna depresija.
Slobodna površina potiskuje stub tečnosti naniže.

708. 708/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)



















Sl.6.54. Dijagram granulometriskog sastava
Metoda sejanja se izvodi korišćenjem garniture sita, prema važećim standardima, tako što se
tačno određena količina osušenog materijala propusti kroz sistem sita i utvrde količine
uzoraka koje su ostale na pojedinim sitima. Ove količine u odnosu na ukupnu masu uzorka
daju sliku granulometriskog sastava analizirane stene koja predstavlja drobinu, šljunak ili
pesak, imajući u vidu da se sejanjem utvrđuju veličine zrna veće od 0,l mm. Metoda
hidrometrisanja se zasniva na činjenici da mineralna zrna različite veličine, a iste
zapreminske težine čvrste faze, imaju različitu brzinu tonjenja u vodi (Stokesov zakon).
Sama metoda zasniva se na očitavanju vrednosti na aerometru u toku vremena u zavisnosti
od brzine tonjenja čestica u rastvoru vode i materijala koji se ispituje da bi se uz
odgovarajuće korekcije sa nomograma odredile vrednosti prečnika koje odgovaraju
pojedinim čitanjima na aerometru.

709. 709/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)




Sl.6.55. Principijelna šema hidrometrisanja




Metodom se određuju frakcije ispitivanog materijala koje su manje od 0,2 mm.
Ukoliko se radi o uzorku materijala koji se sastoji iz plastičnih i rastresitih stena, primeniće
se za ispitivanje kombinovana metoda koja uključuje i sejanje i hidrometrisanje.
Na osnovu dobijenih podataka o granulometriskom sastavu moguće je izvršiti klasifikaciju
tla, određivanje koeficijenta propustljivosti tla kao i određivanje stepena neravnomernosti
tla korišćenjem izraza:



očitavanjem prečnika zrna koji odgovaraju ordinati 60% i 10% sa dijagrama granulometriskog
sastava datog na slici 6.53 prema vrednosti stepena neravnomernosti tlo se klasifikuje kao:
- U < 5 - tlo ravnomernog sastava,
- U = 5 do 15 - tlo umereno neravnomernog sastava i
- U > 15 - tlo neravnomernog sastava.
Posebno treba ukazati na činjenicu da ukoliko postoji veliki procenat čestica manjih od 0,002
mm treba očekivati znatno upijanje vode, brže raspadanje materijala, malu propustljivost
visoku kapilarnost, odnosno plastično ponašanje posmatranog uzorka stenskog materijala.
6.4.11. Aterbergove granice konsistencije
Aterbergove granice su definisane kao sadržaj vode pri kojem tlo menja svoje ponašanje iz
tečnog u plastično stanje, a zatim u čvrsto stanje. Granice su nazvane po švedskom inženjeru
i naučniku, Albertu Aterbergu (Albert Atterberg), koji je razvio koncept 1911. Aterberg je
definisao granice u terminima „ograničenja“ na sledeći način. Tri Aterbergova ograničenja su:
- Granica tečenja: Sadržaj vode pri kojem će tlo tek početi da teče pod standardnim opterećenjem.
- Plastično ograničenje: Sadržaj vode pri kojem će se tlo samo početi deformisati kada se
umota u niti prečnika 3 mm bez lomljenja.
- Indeks plastičnosti: razlika između granice tečnosti i granice plastičnosti, predstavlja
raspon sadržaja vode u kojem tlo pokazuje plastična svojstva.
Konzistentnost je termin koji se koristi za opisivanje stepena čvrstoće tla. Označava se terminima
kao što su meko, srednje i tvrdo. U zavisnosti od sadržaja vode, tlo se može pojaviti u jednom od
ova četiri stanja.
- Tečno stanje,
- Plastično stanje,
- Polučvrsto stanje i
- Čvrsto stanje.
Granice konzistencije su sadržaj vode pri kojem tlo prelazi iz jednog od ovih stanja u drugo. Ova
ograničenja su:
- Granica tečenja,
- Granica plastičnosti,
- Granica skupljanja - stezanja.

710. 710/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl.6.56. Aterbergove granice konzistencije
Za klasifikaciju sitnozrnog tla, ocenu konzistentnog stanja i kao pomoćni podatak za ocenu
drugih fizičkih i mehaničkih osobina tla koriste se Aterbergove granice konzistencije
(granice plastičnosti)(SRPS U.B1.020;1980)
Aterbergove granice konzistencije, često se koristi i uži termin - granice plastičnosti ili
granice konzistentnih stanja. Ove granice odnose se isključivo na sitnozrna tla. Aterbergove
granice služe da se bliže definišu, na indirektan način, osobine glinovitih komponenti u tlu.
Za glinovite materijale je karakteristično da menjaju konzistentno stanje pri promeni
sadržaja vode.
Aterbergove granice su vlažnosti koje sitnozrno, koherentno tlo ima u trenutku kada se
ponaša na dogovoreni (standardizovani) način. Pomoću njih se izvode indeksni pokazatelji.
Kao što je već rečeno, generalna osnova za klasifikaciju usvojena je podela na dve glavne
klase sa graničnom vrednošću veličine zrna od 0.075 mm, tako da razlikujemo:
• krupnozrna tla: koja sadrže preko 50% zrna većih od 0.075 mm, i
• sitnozrna tla: koja sadrže preko 50% zrna manjih od 0.075 mm.
Krupnozrna tla, u koja spadaju pesak (S - Sand) i šljunak (G - Gravel), uglavnom se mogu
raspoznati golim okom tako da je terenska identifikacija relativno jednostavna. Krupnozrno
tlo u sebi može sadržati primese sitnijih zrna (frakcija), ali su veličina i oblik zrna ipak
najčešće dovoljni pokazatelji za identifikaciju. Za laboratorijsku identifikaciju i klasifikaciju
krupnoznog tla primenjuje se opit granulometrijskog sastava tla (SRPS U.B1.018;2005).
Sitnozrna tla, u koja spadaju prašina (M - Silt, Myala) i glina (C - Clay), uglavnom se ne
mogu raspoznati golim okom tako da se koriste indirektni opiti za njegovu identifikaciju.
Ovo tlo, naročito ako sadrži glinene čestice, menja kozistentno stanje sa promenom sadržaja
vode. Ova osobina, koju inače nemaju krupnozrna tla, naziva se plastičnost. Laboratorijska
identifikacija i klasifikacija sitnozrnog tla vrši se na osnovu Aterbergovih granica
konzistencije (SRPS U.B1.020;1980).
Iako se veličine zrna sitnozrnog tla prikazuju na granulometrijskom dijagramu, ova tla se ne
klasifikuju na osnovu granulometriskog sastava tla. Za ova tla karakteristično je da sa
promenom sadržaja vode u tlu, odnosno vlažnosti (w), menjaju konzistentna stanja od vrlo
tvrdog do žitkog konzistentnog stanja.
Za klasifikaciju sitnozrnog tla, ocenu konzistentnog stanja i kao pomoćni podatak za ocenu
drugih fizičkih i mehaničkih osobina tla koriste se Aterbergove granice konzistencije
(granice plastičnosti) (SRPS U.B1.020;1980).

711. 711/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)









Aterbergove granice su vlažnosti koje sitnozrno, koherentno tlo ima u trenutku kada se
ponaša na dogovoreni (standardizovani) način. Pomoću njih se izvode indeksni pokazatelji.
Raspon promena konzistentnih stanja ilustrovan je na slici 6.56. Zamislimo da smo izvesnu
količinu glinovitog tla izmešali u znatnoj količini vode koja odgovara vlažnosti wz, (tačka P
na slici 6.56), tako da dobijemo žitku tečnost koja po gustini, primera radi, asocira na krem-
supu, čija je smičuća čvrstoća jednaka nuli. Ako bi, na primer, ovoj masi smanjivali sadržaj
vode, omogućavajući joj da se voda isparava, uz povremenu homogenizaciju mešanjem,
ukupna zapremina bi se smanjila, masa postala gušća, povećao bi se viskozitet tako da bi pri
nekoj vlažnosti materijal dobio izvesnu, istina sasvim malu ali merljivu smičuću čvrstoću
reda veličine od 1.6 - 2 kN/m
2
, kakvu, na primer, ima zubna pasta, tada možemo reći da
materijal ima vlažnost na granici tečenja (granici tečnosti) wL ili LL. Pri daljem smanjivanju
sadržaja vode masa postaje još gušća, sve do granice pri kojoj se oblik mase ne može menjati
bez narušavanja kontinuiteta materijala, pa se kaže da je materijal na granici plastičnosti wP
ili PL i smičuću čvrstoću reda veličine od 170 - 200 kN/m
2
. U intervalu vlažnosti od LL do
PL materijal je plastičan, kao na primer, margarin na sobnoj temperaturi, te nakon
deformisanja zadržava nametnut deformisani oblik i posle prestanka delovanja opterećenja.
Ako se sušenje nastavi, smanjuje se zapremina do stanja kada se zrna počinju međusobno
oslanjati na način da se zapremina više ne menja i voda se evakuiše iz pora bez promene
zapremine skeleta. Kaže se da zapremina skeleta tla, koju čine zapremina čvrstih čestica i
zapremine pora, ostaje približno konstantna pri svim vlažnostima manjim od granice
skupljanja wS ili SL.zapremine pora, ostaje približno konstantna pri svim vlažnostima
manjim od granice skupljanja wS ili SL.
- GRANICA SKUPLJANJA (SL) w S je granična vlažnost pri kojoj tlo prelazi iz polučvrstog u čvrsto
konzistentno stanje. To je vlažnost pri kojoj je sitnozrno tlo dostiglo minimalnu zapreminu pri sušenju,
tako da pri manjoj vlažnosti ne dolazi do promene zapremine tla.
- GRANICA PLASTIČNOSTI (PL) wP je granična vlažnost pri kojoj tlo prelazi iz plastičnog u polučvrsto
konzistentno stanje.
- GRANICA TEČENJA (LL) w L je granična vlažnost pri kojoj tlo prelazi iz tečnog u plastično
konzistentno stanje
Kada je vlažnost sitnozrnog tla u intervalu između PL i SL, materijal ima konzistenciju
tvrdog sira, plastično se deformiše pri opterećivanju, ali se na njemu pri tome pojavljuju
pukotine. Ukoliko je vlažnost sitnozrnog tla manja od granice skupljanja, tlo ima tvrdu
konzistenciju, drobi se pri deformisanju kao tvrda bombona.
Granice između konzistentnih stanja nisu oštre. One su arbitrarno definisane pokazateljima koji se
određuju standardizovanim opitima na frakciji zrna koja su manja od 0.425 mm (SRPS U.B1.020,
SRPS U.B1.022).

712. 712/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)




Aterbergove granice plastičnosti
Plastičnost Ispitivanje Atterbergovih granica
vrši se na stenama kod kojih je indeks Id2
(slake durability index) manji od 80%.





Sl.6.57. Konzistentna stanja sitnozrnog tla u zavisnosti od vlažnosti

Pomoću ovog pokazatelja, koji se označava sa LL ili wL, sitnozrne frakcije tla mogu se
podeliti na sledeće osnovne grupe:
wL < 20 % - neplastično (NP)
20 % < wL < 50 % - niska plastičnost (L)
wL > 50 % - visoka plastičnost (H).
U verziji nešto proširene klasifikacije, srednja grupa (L) iz gornje liste se može deliti na dve
i to tako da je:
20 % < wL < 35 % - niska plastičnost (L),
35 % < wL < 50 % - srednja plastičnost (I).
Oznake gore označenih grupa NP, L, I i H prikazane su na odgovarajućim poljima na slici
6.56 i slici 6.57 u okvirima Kasagrandeovog dijagrama plastičnosti.
Dakle, fizičke osobine glinovitih stena menjaju se sa sadržajem vode. Suvo glinovito tlo
može biti kruto i čvrsto. Sa porastom sadržaja vode u tlu ono postaje najpre plastično, zatim
meko i najzad prelazi u žitko tekuće stanje. Količina vode pri kojoj se odražavaju te promene
u glini zavisi od granulometrijskog sastava, od sadržaja koloidnih čestica i od vrsta minerala
gline što ih tlo sadrži. Švedski istraživač Atterberg, definisao je na osnovu dugotrajnih
opažanja stanje plastičnosti glinovitih materijala i granice između tih stanja.
Granice plastičnih stanja su:
wS - granica skupljanja (shrinkage limit), wS = 0 30 %
wP - granica plastičnosti (plastic limit), wP = 0  100 %, uglavnom wP ˂40 % i
wL - granica tečenja (liquid limit), wL = 0  1000%, uglavnom wL ˂100 % .

Aterbergove granice konzistencije
ove grani e se odnose isključivo na
sitnozrna tla
“krem supa” t=0 kN/m
2
“pas a za zube” t=1.6-2 kN/m
2
granica tečenja, w
L , LL( liqud limit)
granicaplas ičnos i , w
P , PL( plastic limit)
granica skupljanja, w
S, SL( shrinkage limit
Indeks plas ičnos i I
p=w
L-w
p
t=170-200 kN/m
2
“margarin”“tvrdi sir”“tvrda bombona”
GRANICE KONZISTENTNIH STANJA

713. 713/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ō Indeks plastičnosti (IP)
Definicija: razlika između vlažnosti na granici tečenja (wL) i vlažnosti na granici plastičnosti
(wP) naziva se indeks plastičnosti. IP = wL - wP












Indeks plastičnosti pokazuje koja je količina vode potrebna da neko koherentno tlo pređe iz
plastičnog u tečno stanje.

Ō Indeks konsistencije (Ic)
Definicija: predstavlja odnos između razlike granice tečenja (wL) i prirodne vlažnosti (w)
prema razlici granice tečenja (wL) i granice plastičnosti wP, odnosno odnos razlike vlažnosti pri
granici tečenja (wL) i prirodne vlažnosti (w) i indeksa plastičnosti (IP):



pa se tla po Terzagiju klasifikuju kao:
- za stanje tvrde plastičnosti Ic = 1.00 - 0.75
- za stanje meke plastičnosti Ic = 0.75 - 0.50
- za stanje vrlo meke plastičnosti Ic = 0.50 - 0.25
- za stanje tečne plastičnosti Ic = 0.25 - 0.00
Kako je rečeno, sadržaj vode u tlu, odnosno vlažnosti (w), menjaju konzistentna stanja od
vrlo tvrdog do žitkog konzistentnog stanja, definisaće se pojam vlažnosti tla, o čemu je već
bilo reči u delu 6.4.6. Vlažnost , w % .

Ō Indeks tečenja (IL)
Definicija: odnos između razlike prirodne vlažnosti (w0) i vlažnosti na granici plastičnosti
(wP) i indeksa plastičnosti (IP) ili odnos između razlike prirodne vlažnosti (wo) i vlažnosti na
granici plastičnosti (PL) i granice plastičnosti (IP) naziva se indeks tečenja.
ili



Ō Vlažnost tla (w) (SRPS U.B1.012;1979)
Definicija: odnos između mase vode u uzorku tla i mase suvog uzorka tla naziva se vlažnost
(w) i izražava se u procentima (%). Vlažnost tla određuje se na osnovu dva ispitivanja, a kao
rezultat uzima se prosečna vrednost.

Ō Granica tečenja (wL) je sadržaj vode u sitnoznom tlu, prikazan kao procenat mase
potpuno suvog tla, pri kojem sitnozrni materijal ili koloidi tla prelaze iz plastičnog u tečno
konzistentno stanje. Postupak određivanja granice tečenja (wL) Može se izvoditi na osušenim
i fino usitnjenim uzorcima, kao i na uzorcima u prirodnom stanju. Organaska tla treba
ispitivati isključivo u prirodnom stanju.

Vrsta tla
Indeks plastičnosti
Ip (%)
Pesak 0
Prašina 2-10
Glinovito tlo 10-25
Glina 25-75

714. 714/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.6.58. Granice plastičnosti - Promena zapremine usled promene vlažnosti tla
U cilju određivanja granica konsistencije, odnosno klasifikacije poluvezanih stenskih
materijala, opšte je prihvaćena metoda koja se izvodi pomoću Kasagrandeovog (Casagrande)
aparata, koji je prikazan na slici 6.58. Ispitivanje se izvodi pomoću Kasagrandeovog aparata.




















Sl.6.59. Kasagrandeov aparat - određivanje granice tečenja pomoću dijagrama (granica tečenja je za N = 25)
Postupak određivanja granice tečenja &#3627408484;&#3627408447;:
- Granica tečenja se određuje pomoću tzv. Kasagrandeovog aparata
- Iz uzorka tla izdvoje se zrna koja ne prolaze kroz sito otvora okaca 0.5 mm
- Uzorku od 200 g dodaje se 15 -20 ml destilaovane vode i posle mešanja od 5 - 20 min.
uzorak se stavlja u hermetički zatvorenu posudu da izvesno vreme stoji u posudi
- Zatim se uzorku dodaje postepeno od 1 - 3 ml destilovane vode dok se ne postigne željeno
konzistentno stanje
- Na uzorku se napravi standardizovani žleb posebnim nožem. Pomoću ekscentra na
osovini, posudica se podiže na visinu od 1 cm sa koje slobodno pada na podlogu.
- Pokretana ručno ili automatski, posudica sa brzinom od 2 udarca u sekundi udara o
podlogu, dok se žleb ne sastavi na dužini od 12 mm. Broj udaraca ne sme biti manji od 10,
a ne veći od 50.
- Iz zone gde se žleb zatvorio uzme se 20-30 g mase ispitivanog materijala i odredi sadržaj
vode (w), prema standardu SRPS U.B1.012;1979.
- Postupak se ponavlja 3 - 5 puta.
- Opit se ponavlja na više uzoraka (4 do 5) istog materijala, a kojima se postepeno dodaje
destilovana voda (tj. povećava se vlažnost).

715. 715/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
- Za svaki uzorak odredi se vlažnost, &#3627408484;. Rezultati se nanose na dijagram u kordinatnom
sistemu gde se na apcisu nanosi u logaritamskoj podeli broj udaraca suda (N), a na ordinati
sadržaj vode (w, %) u procentima u linearnoj razmeri, slika 6.60.
Presek prave linije sa ordinatom koja odgovara broju od 25
udaraca daje sadržaj vode u procentima koji odgovara
granici tečenja (wL).
Podela tla na osnovu veličine granice tečenja:
&#3627408484;&#3627408447; < 20% - neplastično
20% < &#3627408484;&#3627408447; < 35% - tla niske plastičnosti
35% < &#3627408484;&#3627408447; < 50% - tla srednje plastičnosti
&#3627408484;&#3627408447; > 50% - tla visoke plastičnosti
Sl. 6.60. Odeđivanje granice tečenja
Ō Granica plastičnosti (wP) je sadržaj vode u sitnoznom tlu, prikazan kao procenat mase
potpuno suvog tla, pri kojem sitnozrni materijal ili koloid tla prelazi iz plastičnog u
polučvrsto konzistentno stanje.
Postupak određivanja granice plastičnosti (wP) Može se izvoditi na osušenim i fino usitnjenim
uzorcima, kao i na uzorcima u prirodnom stanju, dok organaska tla treba ispitivati isključivo u
prirodnom stanju.
Postupak određivanja granice plastičnosti - wP







Sl. 6.61. Postupak određivanja granice plastičnosti
- Iz uzorka tla izdvoje se zrna koja ne prolaze kroz sito otvora okaca 0.5 mm,
- Uzorku od 50 g dodaje se izvesna količina destilovane vode i posle mešanja od 5 - 20 min.
uzorak se stavlja u hermetički zatvorenu posudu da izvesno vreme stoji u posudi,
- Zatim se uzorku dodaje postepeno od 1 - 3 ml destilovane vode dok se ne postigne željeno
konzistentno stanje.
- Od pripremljene mase uzorka formira se kugla, koja se valjanjem na staklenoj ploči
oblikuje u valjak prečnika oko 6 mm,
- Valjanjem pomoću dlana ruke, napred - nazad, formira se valjak prečnika 3 mm
- Tim se postupkom uzorku smanjuje vlažnost.
- Valjci bi se, kod te debljine, trebali početi kidati ili pucati. Ako se to ne događa, valjci
se ponovno stišću u grumenčiće i opit se ponavlja.
- Valjčiće koji su počeli pucati na 3 mm spremamo u zatvorenu posudu, a zatim im
određujemo vlažnost tj. granicu plastičnosti - &#3627408484;&#3627408451;, tj. određuje sadržaj vode (w) prema
standard SRPS U.B1.012;1979.
Postupak se ponavlja na najmanje dva uzorka, a kao rezultat se uzima prosek.
Ō Granica skupljanja (stezanja) (wS) je sadržaj vode u sitnoznom tlu, prikazan kao
procenat mase potpuno suvog tla, pri kojem sitnozrni materijal ili koloid tla prelazi iz

716. 716/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
polučvrstog u čvrsto konzistentno stanje, odnosno stanje u kojem pri daljem gubitku vode
usled sušenja uzorak tla ne menja svoju zapreminu.
GRANICA SKUPLJANJA wS sa fizičke tačke gledišta je vlažnost koja je dovoljna da vodom
popuni sve pore kada je sitnozrno tlo neopterećeno spoljnim naponima dostiglo minimalnu
zapreminu pri sušenju, najmanja vlažnost pri kojoj se neopterećeno tlo može potpuno zasititi
vodom.






Granica skupljanja (stezanja) - wS računa se iz izraza:

gde je:
w - vlažnost
V - zapremina vlažnog tla
Vd - zapremina suvog tla
md - masa suvog tla
md = m2 - mo - masa suvog tla
mo - masa porculanskog suda

Vlažnost w računa se iz izraza:
&#3627408484;=
&#3627408474;−&#3627408474;
&#3627408465;
&#3627408474;
&#3627408465;
.100 (%)
gde je:
m = md - mo - masa suvog tla

Postupak određivanja granice skupljanja (wS)
Može se izvoditi na osušenim i fino usitnjenim uzorcima, kao i na uzorcima u prirodnom
stanju, dok organaska tla treba ispitivati isključivo u prirodnom stanju.
- Iz uzorka tla izdvoje se zrna koja ne prolaze kroz sito otvora okaca 0.5 mm
- uzorku od 150 g dodaje se izvesna količina destilovane vode i posle mešanja od 5 - 20 min.
uzorak se stavlja u hermetički zatvorenu posudu da izvesno vreme stoji u posudi
- zatim se uzorku dodaje postepeno od 1 - 3 ml destilovane vode dok se ne postigne
konzistentno stanje pri čemu vlažnost odgovara granici tečenja (wL) ili je malo veća.
- manji deo uzorka se stavlja u porcelanski sud koji se prethodno premaže tankim filmom
silikonske masti
- laganim udarcima suda pušta se da uzorak teče do ivica suda i postupak se ponavlja uz
povremeno dodavanje delova uzorka sve dok uzorak ne ispuni sud
- gornja površina uzorka i suda se poravna čeličnim nožem ili lenjirom
- napunjeni sud se izmeri (m1) a zatim se uzorak sa sudom suši na 60
0
C do konstantne mase i meri (m2)
- prazan sud se napuni i izmeri zapremina vlažnog uzorka (V). Zatim se sud sa živom stavi
u posudu za sušenje, u živu se pažljivo stavi osušeni uzorak
- izmeri se zapremina istisnute žive pomoću menzure i odredi zapremina suvog uzorka (Vd).
Ō Konzistentna stanja
Unutar dveju granica plastičnosti tlo se ponaša na određeni način, tj. ima određeno
konzistentno stanje.
Pod konzistentnim stanjem podrazumeva se gnječivost tla u prirodnom stanju tj. sa
prirodnom vlažnosti (&#3627408484;0).

717. 717/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)























Sl.6.62. Postupak određivanja granice skupljanja (wS)
Odnosi prirodne vlage u tlu i granica plastičnosti služe za kvalitativan opis konzistentnog
stanja tla. Konzistentna stanja su: čvrsto, polučvrsto, plastično, žitko (tečno).
Ō Indeksni pokazatelji

Indeksni pokazatelji su parametri koji, uz granulometrijski sastav, daju dodatne informacije
o osobinama tla koja su povezana sa porozitetom i vlažnošću tla.
Važni su posebno za sitnozrne materijale, kod kojih osobine tla i ne zavise toliko od
granulometrijskog sastava.

- Indeks relativne gustine
Indeks relativne gustine (indeks zbijenosti) izračunavamo po formuli:


- &#3627408466;0 koeficijent pora u prirodnom stanju
- &#3627408466;&#3627408474;&#3627408470;&#3627408475; koeficijent pora u najgušćem stanju
- &#3627408466;&#3627408474;&#3627408462;&#3627408485; koeficijent pora u najrastresitijem stanju
- Indeks plastičnosti (IP)
Definicija: razlika između vlažnosti na granici tečenja (wL) i vlažnosti na granici plastičnosti
(wP) naziva se indeks plastičnosti
Indeks plastičnosti (&#3627408484;&#3627408451;) - razlika između vlažnosti na granici tečenja ( &#3627408484;&#3627408447;) i vlažnosti na
granici plastičnosti: &#3627408444;&#3627408451; = &#3627408484;&#3627408447; - &#3627408484;&#3627408451;
To je raspon vlažnosti unutar koje se tlo ponaša kao plastična materija.
Pomoću njega se mogu upoređivati tla koja imaju istu granicu tečenja.
Veći indeks plastičnosti ukazuje na veću žilavost i veću suvu čvrstoću materijala. Ovo su
osobine tala sa većim kohezijama.

718. 718/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Indeks plastičnosti definiše interval IP = LL - PL. Najznačajniji ili najveći deo mehanike
sitnozrnog tla bavi se područjem u granicama vlažnosti tla u ovom rasponu od LL do PL
- Indeks tečenja (&#3627408444;L ) - odnos između razlike prirodne vlažnosti (&#3627408484;0) i vlažnosti na granici
plastičnosti (&#3627408484;&#3627408451; ) i indeksa plastičnosti
ili



Indeks tečenja ima vrednost:
0 za tlo sa vlažnošću na granici plastičnosti,
1 za tlo sa vlažnošću na granici tečenja.
- Indeks konzistencije (&#3627408444;&#3627408438;) - odnos između razlike vlažnosti pri granici tečenja (&#3627408484;&#3627408447;) i
prirodne vlažnosti (&#3627408484;0) i indeksa plastičnosti (&#3627408444;&#3627408451;)




Indeks konzistencije ima vrednost:
0 za tlo sa vlažnošću na granici tečenja
1 za tlo sa vlažnošću na granici plastičnosti.
Indeks konzistencije je pokazatelj kojim se numerički definiše stanje konzistencije, tako da
se pomoću ovog indeksa mogu definisati sledeća konzistentna stanja:
IC < 0 tečno stanje
0 < IC < 1.00 plastično stanje
1 < IC < 1.25 polutvrdo stanje
IC > 1.25 tvrdo stanje
Podrazumeva se da bi tlo sa IC < 0 bilo predmet izučavanja mehanike fluida, jer se tlo ponaša
kao, manje ili više, gusta ili retka tečnost. U intervalu IC = 0 do 1, koji se najčešće ima u
vidu kada se razmatra ponašanje sitnozrnog tla, mogu se bliže opisati empirijski kriterijumi
za orijentacionu terensku ocenu indeksa konzistencije, od koje u najvećoj meri zavisi
nedrenirana smičuća čvrstoća, kao što sledi:
IC = 0.00 - 0.25 Vrlo meko konzistentno stanje, može se utisnuti pesnica.
IC = 0.25 - 0.50 Meko konzistentno stanje, može se utisnuti palac.
IC = 0.50 - 0.75 Srednje plastično konzistentno stanje, može se utisnuti palac sa većim naporom.
IC = 0.75 - 1.00 Tvrdo-plastično konzistentno stanje, ne može se utisnuti palac, ali može vrh zaoštrene olovke.
IC = 1.00 - 1.25 Polutvrdo konzistentno stanje, tlo se praktično ne deformiše pod opterećenjima koja
se mogu naneti rukom, ili zašiljenim predmetom.
IC > 1.25 Tvrdo tlo, praktično nedeformabilno za tipična opterećenja od građevina uobičajenih dimenzija.

6.4.12. Zbijenost tla
Zbijenost stena je svojstvo povećanja njihove zapreminske mase veštačkim putem.Zbijenost
nevezanih stena zavisi od oblika, veličine, prostornog rasporeda zrna, kako je to ilustrovano na slici 6.63.

Sl.6.63.Grafički prikaz različitih zbijenosti istih čestica:
A - najslabija zbijenost sa 46,64 % pora; B - srednja zbijenost
sa oko 40 % pora i C - najveća zbijenost sa 25,95 % pora.
Kod nevezanih stena, zbijenost se izražava relativnom
zbijenošću (ID), tj. koeficijentom koji pokazuje stepen zbijenosti u odnosu na najveću
zbijenost: ID = emax - e / emax - emin,

719. 719/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
gde su:
ID - indeks zbijenosti;
emax - koeficijent poroznosti rastresite stene;
emin - koeficijent poroznosti zbijene stene;
e - koeficijent poroznosti stijene u prirodnom stanju.
Ispitivanje parametra zbijenosti je neizostavno kod izgradnje i ugradnje nevezanih materijala
u nasipe saobraćajnica, brana, kanala itd..
Zbijenost vezanih stena zavisi ne samo od oblika, veličine zrna i prostornog rasporeda, nego
i od kohezije. Naime, kohezija u procesu zbijanja ometa istiskivanje vode iz pora. Ispitivanje
parametra zbijenosti je neizostavno kod izgradnje i ugradnje nevezanih materijala u nasipe
saobraćajnica, brana, kanala itd..
Smanjenjem debljine vodenih opni oko čestica, a time i poroznosti, postiže se veća
zapreminska težina (γV) i čvrstoća stena. Određivanje zapreminske težine vezanih stena
veoma je važno u nasipima jer služi kao kriterijum za ocenu zbijenosti stena.
Indeks zbijenosti vezanih, tj. koherentnih materijala vrši se uspostavljanjem relacije:
Kd = (eWL-e)/(eWL-eWP),
gde su:
Kd - indeks zbijenosti vezane stene
eWL - koeficijent poroznosti stene na granici tečenja
eWP - koeficijent poroznosti na granici plastičnosti
e - koeficijent poroznosti u prirodnom stanju
6.4.13. Stišljivost stenske mase
Stišljivost je svojstvo smanjenja zapremine materijala pri delovanju spoljnih sila. Značajna
je radi prognoze i određivanja sleganja tla ispod ili oko objekta.
Kod nevezanih materijala stišljivost zavisi od granulometrijskog i mineralnog sastava i od strukture.
Nevezane krupnozrne materijale odlikuje mala stišljivost, pa je sleganje neznatno i brzo se obavlja.
Stišljivost vezanih stena pored mineralnog sastava i poroznosti zavisi i od hemijskog sastava
i koncentracije izmenjenih katjona i uslova opterećenja.
Dakle, montmorilonitske gline stišljivije su od kaolinitskih. Gline su, u pravilu, stišljivije
ako se odlikuju većom poroznošću i ako većim delom sadrže jone Na, umesto Ca.
Poremećenost strukture takođe utiče na stišljivost, tj. što su materijali poremećeniji, to su i stišljiviji.
Stišljivost zavisi i od zasićenja vodom. Vodom zasićeniji materijali, sporije se sležu od suvih.
Najzad, stišljivost zavisi i od brzine nanošenja opterećenja. U laboratorijskim uslovima
opterećenje brže raste nego u prirodi i zato se dobijaju najčešće povišene vrednosti stišljivosti.
Stišljivost se izražava modulom stišljivosti, prema obrascu:
MS = čŁ/čh/h (MN/m
2
),
gde je:
MS - modul stišljivosti;
čh - deformacija uzorka;
h - visina uzorka;
čh/h - relativna deformacija;
čŁ - priraštaj napona (opterećenja).
Vrednosti i osobine modula stišljivosti izvode se u geomehaničkim laboratorijama opitom
konsolidacije, tzv. edometarskim ispitivanjima.

720. 720/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
6.4.14. Bubrenje (swelling)
Bubrenje stena je svojstvo povećanja zapremine zbog upijanja vode.
Bubrenje je dominantno svojstveno glinenih stena i zavisi od mineralnog sastava, stepena
disperznosti,specifične površine zrna, koncentracije mineralnih materija u pornoj i okolnoj vodi itd.
Neka tla, posebno ona koja sadrže montmorilonitnu glinu, imaju tendenciju povećati njihovu zapreminu
kada im se poveća sadržaj vlage. Ova tla su nepogodna za izgradnju kolovoza. Može se proceniti potencijal
bubrenja od metoda ispitivanja prikazanih u ASTM D 4546 (AASHTO T 258).
Dakle, svako povećanje zapremine naziva se bubrenje (engl. - swelling, francuski -
gonflement, nemački - schwellen, quellen, ruski - ̃̄ϼ̃̇̉Ͽ̂̅̆̐ - ́ϴϵ̇̉ϴ́ϼϹ).

Sa nekoliko definicija pokušaće se objasniti značenje ovog izraza.
ISRM (1975) definiše bubrenje ovako: Mineraloški sastav stena je takav da apsorbovanje vode uzrokuje
merljivo povećanje zapremine. Bubrenje može prouzrokovati vrlo velike, vremenski zavisne sile na stenski
podgradni sistem ili može redukovati veličinu otvora.
ISRM (1983) bubrenje definiše kao vremenski zavisno povećanje zapremine uključujući fizčikohemijsku
reakciju sa vodom.
Bubrenje je osobina stenskih materijala da primanjem vode povećavaju svoju zapreminu -
bubre (bujaju). Pojava je uglavnom vezana za poluvezane stene i posledica je adhezije, pri
čemu su od primarnog značaja najsitnije čestice materijala kao i način povezanosti ovih
čestica, kao i granulometriski i mineraloški sastav tla i hemijski sastav rastvora u porama.

Pritisak bubrenja je pritisak kojim uzorak deluje na okolinu pod uslovom da je isti pod
dejstvom vode i određuje se odgovarajućim opitom u kompresionom aparatu.

Jedan od najvažnijih problema koji se postavlja pred projektanta je pitanje stabilnosti
fizičkih i mehaničkih svojstava stene tokom izgradnje i eksploatacije objekta. Kod klasičnih
inženjerskih zahvata, nestabilnost fizičkih i mehaničkih svojstava obično je posledica
bubrenja i trošenja.
Einstein (1975) bubrenje definiše kao vremenski zavisno povećanje zapremine prirodnog
tla uzrokovano promenom naprezanja, povećanjem sadržaja vode ili kombinacijom obaju
faktora. Bubrenje može izazvati značajne probleme u tunelogradnnji, putogradnji i pri
temeljenju objekata. Stene bubre po različitim mehanizmima. Međutim, pod bubrenjem u
strogom smislu misli se na bubrenje minerala iz grupe smektita. Iz ove grupe minerala,
natrijumska varijanta montmorilonita pokazuje najjače bubrenje.
Razlikujemo:
- "linearno bubrenje" kao relativno izduženje u različitim pravcima,
- "zapreminsko bubrenje" kao relativno povećanje zapremine uzorka,
- "jednoosovinsko bubrenje" kao relativno izduženje samo u jednom pravcu i
- "standardno bubrenje" kao relativno jednoosovinsko bubrenje uzorka u kompresionom
aparatu pod pritiskom od 10 kN/m
2
i izražava se u procentima.
Sklonost stene bubrenju dokazuje se identifikacionim opitima kojima se istražuje potencijal
bubrenja neke stene. Ako je dokazan potencijal bubrenja, pristupa se ispitivanju iznosa
bubrenja različitim laboratorijskim i terenskim opitima.
Mehaničko bubrenje
Mehaničko bubrenje događa se u većini glina, siltitičnih glina, glinovitih siltita i drugih
glinovitih stena. To je inverzna konsolidacija izazvana disipacijom negativnih pornih
pritisaka. Na početku konsolidacije, porni pritisci imaju neku pozitivnu vrednost i tokom

721. 721/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
vremena opadaju. Da bi se desilo mehaničko bubrenje, u steni moraju vladati negativni porni
pritisci pre potapanja u vodu. Nakon potapanja stene u vodu, dolazi do disipacije negativnih
pornih pritisaka, oni se povećavaju težeći atmosferskom pritisku.

Zašto dolazi do pojave negativnih pornih pritisaka?
Bubrenje stena je svojstvo da stene pri upijanju vode povećavaju svoju zapreminu.
Karakteristično je za gline, laporce i druge stene koje u sebi sadrže glinovitu komponentu.
U toku bubrenja dolazi do primanja-upijanja dodatnih količina vode u samu stenu, time
dolazi do povećanja vlažnosti i poroznosti stene. Suštinski vrši se povećanje debljine opnene
vode oko negativno naelektrisanih glinovitih čestica.
Bubrenje zavisi od vrste mineralne materije, takođe i od hemizma vode. Kada je u vodi koju
stena upija manja količina soli nego u vodi koja se već nalazi oko glinenih čestica do
bubrenja će dolaziti. U uslovima kada je u slobodnoj vodi više soli nego u porama stene do
bubrenja neće doći, već će nastupiti obrnuti proces, tj. proces smanjenja zapremine. Najviše
bubre stene izgrađene od monmorionita, najmanje one koje gradi kaolinit. U pogledu
prisustva katjona i njihovog uticaja na bubrenje, istraživanja su pokazala da bubrenju najviše
pogoduju jednovalentni katjoni, a najmanje trovalentni, kao što sledi:
Li >Na > K > Mg > Ca > Al > Fe
3+


Povećanje zapremine pri bubrenju glina je 25-80%, a kod bentonitnih glina, ono može biti
čak i 7-12 puta veće od prvobitne zapremine.
Stepen sklonosti bubrenju definisan je relacijom:
BV = (VB-V0) / V0,
gde su:
BV - stepen bubrenja;
VB - zapremina uzorka nakon bubrenja;
V0 - zapremina uzorka pre bubrenja.
Pri bubrenju može nastati pritisak od 300-1.000 kN/m
2
.
Bubrenje ima veliki značaj kod izgradnje građevinskih objekata, a naročito pri izgradnji
glinenih jezgara ili ekrana kod nasutih brana.
Kod izgradnje tunela i rudarskih podzemnih prostorija zbog bubrenja dolazi do pojave
podzemnih pritisaka.
Osim navedenog, bubrenje stena može imati nepoželjne efekte pri obrazovanju klizišta, jer
uzrokuje promenu zapremine i napona, što dovodi do loma materijala, odnosno klizanja.

6.4.15. Lepljivost stene
Lepljivost stene (tla) je svojstvo stenskih masa sa umecima ili primesama glinovitih
materijala ili tankih lepljivih frakcija, da se pri određenoj vlažnosti, lepi-prianja za različite
materijale ili alate. To je osobina stenskih materijala, prvensteveno poluvezanih aterijala.
U praktičnom smislu najznačjanija je lepljivost stena za radni alat, delove mašina kojima se
vrši iskopavanje, premeštanje i transport stenske mase. Ispoljava se kod glinenih i prašinastih stena .
Na lepljivost najviše utiče vlažnost, a zatim mineralni i granulometrijski sastav, glatkost i
vrsta materijala za koju se stena lepi.
Dakle, lepljivost stena zavisi od mineralnog sastava stene, veličine zrna i vlažnosti stena. To
svojstvo je najizraženije kod glina i laporaca, kao i njima srodnih stena i uveliko zavisi od
njihove vlažnosti.

722. 722/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Lepljivost se pojavljuje pri određenoj početnoj vlažnosti, naglo raste porastom vlažnosti do
maksimalne lepljivosti, ali daljim povećanjem vlažnosti, ponovno se smanjuje, kao što je
prikazano na narednoj slici.
Lepljivost se izražava kao pritisak potreban da se prilepljena stena odvoji od površine
materijala za koji je slepljena.
Lepljivost se izražava u kN/m
2
i ima dimenzije pritiska. Najčešće lepljivost iznosi
5-20 kN/m
2
, izuzetno može biti i preko 110 kN/m
2
.
Neke sulfidne rude imaju osobinu da usled oksidacije površine stvaranju tanke opne sulfata koji je lepljiv.




Sl. 6.64. Dijagram ljepljivosti u funkciji vlažnosti:
1 - vlažnost početne ljepljivosti;
2 - vlažnosti maksimalne ljepljivosti







Lepljivost stvara teškoće:
- prilikom ispuštanja materijala kroz sipke (kamen, ruda..) pa se ne mogu primeniti neke masovne
metode eksploatacije;
- u bunkerima, lopatama utovarnih mašina i sanducima kamiona, transportnim trakama;
- klasiranje tehničko-građevinskog kamena - kod odvajanja (separacije) zrna kamena obloženih
glinom mora se primeniti mokri postupak, što je tehnološki složenije i poskupljuje postupak

6.4.16. Tiksotropija
Tiksotropija (od grčkog. θίξις -thixis-dodir i ńροπή -tropi-okretanje, promena) - tiksotropija
stena; nem. Thixotropie der Gesteine; fr. thixotropie des roches; špan. capacidad tixotropica
de rocas, tixtropia de rocas) - sposobnost materije da smanji viskoznost (raskvasi se) od
mehaničkog delovanja i poveća viskoznost (zgusne) u mirovanju.
Fizičko-hemijska pojava koja se javlja u nekim koloidnim disperznim sistemima, na primer,
u povezanim (koherentnim) stenama, a sastoji se u njihovom spontanom raskvašavanju pod
uticajem mehaničkog delovanja (tresenje, mešanje, vibracije, izlaganje ultrazvuku, itd.) i
naknadnom obnavljanju strukture kada se ti uticaji eliminišu. Tiksotropija se objašnjava
reverzibilnim omekšavanjem - slabljenjem strukturnih veza između mineralnih čestica
kohezivne stene. Pod određenim mehaničkim delovanjem, vezana i imobilizovana voda
prelazi u slobodnu vodu, što dovodi do smanjenja čvrstoće strukturnih veza i do
raskvašavanja (likvifakcije) stene. Prestanak izlaganja dovodi do obrnutog prelaza vode iz
slobodnog u vezano stanje i stvrdnjavanja stene (tiksotropno stvrdnjavanje).
Tiksotropija je vremenski zavisno ponašanje tečnosti kojoj opada prividna viskoznost tokom
delovanja smičućeg napona. Po prestanku delovanja smičućeg napona, prividna viskoznost
koja je karakteristika strukturno-viskoznih materijala, poprima istu ili približnu vrednost
posle određenog vremena oporavka.
- Prividna viskoznost je odnos smičućeg napona i smičuće brzine, pri čemu smičuća brzina nije stalna.
- Zato se smičuća viskoznost menja zbog promene smičuće brzine ili tokom vremena.

723. 723/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Pokazatelj koji karakterišu sklonost stena tiksotropnom omekšavanju je nestabilnost. Obično
se meri prosečnim radijusom osnove cilindričnog uzorka (mm) nakon njegove vibracije na
frekvenciji oscilacije od 67 Hz i amplitude od 1 mm. Početni radijus uzorka je 8 mm, a visina
cilindra je 20 mm. Vrednost indeksa fluktuacije varira od 8-9 za netiksotropne stene do 15
ili više za visoko tiksotropne stene. Uopštenija mera je granica čvrstoća konstrukcije pod
dinamičkim udarom, definisano kao granično naizmenično ubrzanje, pri kojem se čvrstoća
stene ne smanjuje. Meri se u m/s
2
. Tiksotropno otvrdnjavanje karakteriše vreme oporavka
(s), tokom kojeg se postiže maksimalna čvrstoća stene tokom oporavka.
Tiksotropija je određena kvalitativnim i kvantitativnim sastavom njihove dispergovane faze,
oblikom čestica i njihovom hidrofilnošću, sastavom i koncentracijom vlage u porama itd.
Glavni uticaj ima granulometrijski sastav stene. Tiksotropni fenomeni su tipični za stene sa
sadržajem glinenih čestica od najmanje 1,5-2%.
Tiksotropija je široko rasprostranjena u prirodi i ima negativne i pozitivne učinke na
tehnološkim procesima u razvoju vlažnih kohezivnih stena. Na primer, pri transportu takvih
stena, tiksotropno raskvašavanje uzrokuje njihovo intenzivno prianjanje na radne površine
transportne opreme, smanjujući njegovu produktivnost za 1,5 puta. Sa druge strane,
tiksotropija se koristi u operacijama bušenja, pobijanju šipova. Tiksotropija je uzrok pojave klizišta.
Provetrivost
Provetrivost je svojstvo da stena kroz pore propušta vazduh ili gas i zavisi od efektivne poroznosti,
te od pritiska vazduha ili gasa.
Provodljivost
Praktično sve stene odlikuje svojstvo provođenja toplote (toplotna provodljivost), provođenja zvuka
(akustičnost) i provođenja električne struje (elektroprovodljivost).

6.5. Mehanička svojstva stenskih materijala (čvrstoća, elastičnost, plastičnost...)
Mehanička svojstva stena su svojstva koja se ispoljavaju kada su stene izložene delovanju
sile.Takvo naprezanje može biti statičko i dinamičko, odnosno sa mirnim ili učestalim delovanjem sile.
Mehanička svojstva stena bitna sa inženjerskogeološkog i građevinskog gledišta su: čvrstoća,
tvrdoća, žilavost, otpornost na habanje, elastičnost, plastičnost i tiskotropnost.

Čvrstoća
Čvrstoća je osnovno kvantitativno inženjersko svojstvo stene. Procena čvrstoće i deformabilnosti
stenske mase od velikog je značaja za provođenje numeričkih analiza u mehanici stena.
Čvrstoća je otpor koji stena pruža kada je izložena pritisku, istezanju, savijanju, uvijanju i smicanju.
Kontinuirano delovanje sile, uz postupan porast, u steni izaziva tzv. statičku čvrstoću.
Čvrstoća stena zavisi od tvrdoće minerala, zatim načina njihove agregacije, dodirne površine
mineralnih zrna, poroznosti, mehaničke oštećenosti (ispucalosti), svežine stene, vrste i
količine veziva, vlažnosti, delovanja mraza itd.
Veću čvrstoću imaju stene sa većim učešćem kvarca, amfibola, piroksena i drugih tvrdih
minerala, zatim jedre, neporozne i sitnozrne stene sa čvrstim vezivom, te suve stene koje
nisu izlagane delovanju mraza.

Čvrstoća (strength) je maksimalan napon (naprezanje) koji materijal može podneti bez loma
za bilo koji tip opterećenja (ISRM, 1985). Čvrstoća je jedna od osnovnih informacija pri opisu stena
i sa inženjerskogeološkog gledišta čvrstoća stena je jedno od najvažnijih mehaničkih
svojstava stena. Naime, od nje zavisi napredovanje radova pri izvođenju različitih iskopa u

724. 724/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
terenu (temeljni iskopi, površinski kopovi, tuneli, podzemna skladišta i skloništa i sl.), kao i
stabilnost kosina površinskih kopova i podzemnih prostorija. Takođe utiče na eksploataciju,
preradu i korišćenje stena kao gradđevinskih materijala.
Relativna tvrdoća minerala određuje se Mohsovom skalom, dok se tvrdoća stena utvrđuje
skleroskopskim ogledom i izražava u N/m
2
, ili zapreminom mase koju istiskuje oštrica
skleroskopa određene težine.
Ispitivanje čvrstoće stene, sl. 6.65.
Na laboratorijske opite za određivanje čvrstoće stene nepovoljno utiče heterogenost stena (posebno izraženo
kod slabijih sedimentnih stena) a posledica toga je greška u iznosu ±20%. Takođe se pri opitima na intaktnoj
steni ne uzimaju u obzir pukotine koje dominantno utiču na čvrstoću stenske mase. Zato je u praksi
uobičajeno identifikovati vrstu stene i preuzeti vrednost čvrstoće iz tabela.
Neograničena pritisna čvrstoća
Kocka ili valjak stene sa odrezanim ravnim, glatkim i paralelnim bazama (stranicama) jednoosno se
opterećuje između ravnih čeličnih ploča; prečnik uzorka je ≥ 54 mm. Ovo je najčešći i najjednostavniji opit
čvrstoće stene.
Troosni opit
Valjak stene opterećuje se osno (Ń1) uz jednako bočno naprezanje, koje se nanosi pomoću fluida (Ń3).
Rezultati se prikazuju na Mohrovom dijagramu kako bi se odredili c i Ņ.
Brazilski opit
Valjak stene opterećuje se po osi prečnika uzorka između dveju ravnih čeličnih ploča. Jednostavniji od
direktnog opita zatezanja.
Tačkasti opit - PLT opit (eng. Point Load Test)
Valjak stene opterećuje se po osi prečnika između dva vrha čelične kupe (60º; radijus vrha je 5 mm).
Standardizovani portabl uređaj idealan je za brzo izvođenje opita na jezgru iz bušotina i to direktno na
terenu. Takođe se može primeniti na nepravilim komadima stena čije su dimenzije približno 1:1:2. Koristi
se uzorak prečnika 54 mm ili se uvodi faktor korekcije (što je veće jezgro, to su manje vrednosti), a najniže
vrednosti rezulatata odbacuju se jer nastaju zbog loma po pukotinama. Point Load čvrstoća (Is) približno je
jednaka UCS/20.
Šmidov (Schmidt) čekić
Merenje se provodi držanjem uređaja u ruci pri čemu se meri broj odskoka od površine stene; vrednosti
odskoka upoređuju se sa UCS, a značajno padaju kod raspucanih stena. Vrlo brz terenski opit kojim je
moguće identifikovati slabije ili trošne stene, ili raspucane blokove na površini izdanaka.
Sl.6.65. Laboratorijski opiti za određivanje čvrstoće stene
Čvrstoća stena pod pritiskom rezultat je nanošenja jednoosnog opterećenja na jedinicu
površine uzorka sve do njegovog loma.
Kod laboratorijskih ispitivanja stena uzorak je standardnih dimenzija, oblika kocke ili valjka.

725. 725/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
S obzirom da se opterećenje vrši u jednom pravcu, naziva se jednoosna (monoaksijalna)
čvrstoća na pritisak. Jednoosna čvrstoća na pritisak računa se prema izrazu:
Ńp = P/A,
gde su:
Ńp - čvrstoća na pritisak (MPa);
P - sila u trenutku loma uzorka (kN);
A - površina na koju djeluje sila (m
2
).






















Sl.6.66. Šema postupaka i uređaja za jednoaksijalno ispitivanje
Dakle, čvrstoća stenske mase je otpor koji ona pruža kada je izložena pritisku, savijanju,
zatezanju, smicanju i uvrtanju. Čvrstoća stenske mase zavisi od objektivnih (vrsta minerala,
struktura i tekstura stena, poroznost, stanje svežine sastojaka, vlažnost, dejstvo temperature,
mraza i dr.) i subjektivnih činilaca (način uzimanja i obrada uzorka, odnos visine i prečnika
uzorka, pravac opterećenja, brzina prirasta sile, način prenošenja opterećenja na uzorak i dr.).
Mineralni sastav utiče na čvrstoću stena tvrdoćom pojedinih minerala. Zato će veću čvrstoću
imati stene sa sadržajem minerala sa većom tvrdoćom po Mosovoj skali tvrdoće (kvarc,
amfiboli, piroksen, feldspati i sl.).
I kada je stenska masa intenzivno ispucala, poznavanje mehaničkih svojstava intaktne stene
je vrlo bitno kod definisanja smičuće čvrstoće diskontinuiteta (čvrstoća stene u zidovima
diskontinuiteta), ispitivanja bušivosti i rezivosti stena; miniranja i sl.
Jednoosna pritisna čvrstoća je najčešće korišćeni parametar pri opisu stena. Slika 6.67
pokazuje da se ona može kretati u vrlo širokom rasponu zavisno od tipa stene.

Može se vrlo tačno odrediti u laboratoriju ili proceniti nekim od jednostavnih opita kao što
su opit čvrstoće u tački, udaranje stene geološkim čekićem ili guljenjem stene nožem.
Ispitivanje jednoosne (jednoaksijalne) čvrstoće na pritisak (UCS)

726. 726/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Jednoaksijalna čvrstoća na pritisak (eng. uniaxial compressive strength - UCS) je
geomehanički parametar stene koji opisuje maksimalno aksijalno opterećenje koje uzorak
može podneti bez bočnog opterećenja. Zbog toga se naziva i neograničena čvrstoća na pritisak.
Sl.6.67. Šema uređaja za jednoaksijalno smicanje - naponsko deformacione krive u jednoosnom stanju
naprezanja
Stena se uzorkuje bušenjem jezgra, a odabire se uzorak koji najbolje predstavlja stensku
masu. Minimalni prečnik uzorka je 47 mm, te 10 puta veći od najvećeg zrna u uzorku. Odnos
dužine i prečnika uzorka (L/D) mora biti između 2 i 2,5 prema ASTM (American Society for
Testing and Materials) standardu, a između 2,5 i 3 prema ISRM (International Society for
Rock Mechanics) standardu.
Pod pojmom mehaničkih karakteristika stenskih materijala podrazumeva se utvrđivanje
otpora koji stena pruža dejstvu spoljne sile ili odgovarajuće deformacije, pa zato ispitivanje
ovih osobina predstavlja osnov za pravilno sagledavanje i proučavanje mogućeg ponašanja
radne sredine pri različitim mehaničkim uticajima.
Uobičajeno je da se ova ispitivanja vrše u laboratorijskim uslovima na uzorcima dobijenim na
terenu (mali i srednji uzorci) i terenskim metodama na uzorcima znatnih dimenzija (veliki uzorci).
Vrste naprezanja kojima materijal može biti izložen su: istezanje (zatezanje), pritisak,
savijanje, uvijanje (torzija), smicanje, izvijanje, sl. 6.73.
Tvrdoća je svojstvo materijala da se odupre prodiranju drugog materijala u njegov površinski sloj.
Deformabilnost (deformation), slično čvrstoći, uglavnom zavisi od poroznosti i stepena
ispucalosti uzorka. Pore i pukotine su najslabiji i najdeformabilniji element stenske mase -
stene Deformacija se definiše kao promena oblika (ekspanzija, sažimanje (contraction) ili
neki drugi oblik distorzije (distortion). Obično se dešava kao odgovor na delovanje
opterećenja ili naprezanja ali može biti i posledica promene temperature ili vlažnosti
(bubrenje ili skupljanje - swelling or shrinkage).

727. 727/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 6.25 - Procena jednoosne čvrstoće jednostavnim opitima na terenu (ISRM, 1978)
























Ispitivanje troosne (triaksijalne) čvrstoće na pritisak

Sl.6.68. Šema uređaja za triaksijalno ispitivanje - naponsko deformacione krive u triaksijalnom stanju
naprezanja
KLASA OPIS TERENSKA IDENTIFIKACIJA
Približna vrednost
jednoosne pritisne
čvrstoće (MPa)

S1
Vrlo meka glina
Very soft clay
Pesnica se lagano utiskuje nekoliko
centimetara
< 0,025
TLO

S2
Meka glina
Soft clay
Palac se lagano utiskuje nekoliko
centimetara
0,025 – 0,05
S3
Čvrsta glina
Firm clay
Palac se se utiskuje nekoliko
centimetara sa srednjim naporom
0,05 – 0,10
S4
Kruta glina
Stiff clay
Palac ostavlja udubljenje ali penetrira samo
uz visoki napor
0,10 – 0,25
S5
Vrlo kruta glina
Veri stiff clay
Nokat palca ostavlja udubljenje 0,25 – 0,50
S6 Tvrda glina - Hard clay Nokat palca teško ostavlja udubljenje > 0,50
R0
Ekstremno slaba stena
Extremely weak rock
Nokat palca ostavlja udubljenje 0,25 – 1,0
STENA

R1
Vrlo slaba stena
Very weak rock
Mrvi se pod udarcima šiljka geološkog
čekića, može se guliti džepnim nožem.
1,0 – 5,0
R2
Slaba stena
Weak rock
Može se guliti džepnim nožem uz popteškoće,
plitko udubljenje može se napraviti udarcem
šiljka geološkog čekića
5,0 – 25
R3
Srednje čvrsta stena
Medium strong rock
Ne može se parati ili guliti džepnim nožem,
uzorak se može lomiti sa jednim udarcem
geološkog čekića
25 -50
R4
Čvrsta stena
Strong rock
Za lomljenje uzorka potrebno je više
od jednog udarca geološkim čekićem
50 – 100
R5
Vrlo čvrsta stena
Very strong rock
Za lomljenje uzorka potrebno je mnogo
udaraca geološkim čekićem
100 – 250
R6
Ekstremno čvrsta stena
Extremely strong rock
Geološkim čekićem uzorak se može
samo okrznuti
> 250

728. 728/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Gde je granica između tla i stena? Ove granice nema. Ipak se u više klasifikacija kao granica usvaja
vrednost jednoaksijalne čvrstoće na pritisak od oko 1MPa.














Sl.6.69. Kriterijum loma prema Hoek-Brovn-u i Mohr-Coulomb-u crtani u istom prostoru napona -
Interakcija između čvrstoće stene - naponsko deformacione krive
Elastičnost je svojstvo materijala da po prestanku dejstva sila zauzme prvobitni oblik.
Svi delovi objekta projektuju se tako da sve njihove deformacije budu isključivo u okviru
elastičnihdeformacija. Ukoliko se neki deo objekta nađe van tog okvira, odnosno ukoliko se
deformiše plastično,to možeizazvati i katastrofalne posledice po ljude koji se u njemu nalaze.
Plastičnost je svojstvo materijala da trajno promeni oblik pod dejstvom sila.
Žilavost je svojstvo materijala da menja oblik pod dejstvom sila a da pri tom ne prsne.
Najozbiljnije pukotine u zidovima nastaju usled opterećenja koje premašuje čvrstoću
materijala. One su posledica konstruktivne greške i prepoznaju se po velikoj dužini (mogu
da se prostiru duž cele zgrade) i obično su vertikalne.
Na mehanička svojstva stenskih materijala utiče ogroman broj različitih faktora i činilaca od
kojih izdvajamo: krupnoću mineralnih zrna, poroznost, prirodnu vlažnost, ispucalost, stepen
svežine stene, kao i primarne napone koji direktno utiču na njihove karakteristike i ponašanje.
6.5.1. Deformabilnost stenskih masa
Naponi (naprezanja) izazvani delovanjem sile na stensku masu mogu uzrokovati
deformaciju ili lom, zavisno od čvrstoće stenske mase. Deformacija ukazuje na promenu
oblika ili konfiguraciju stenske mase, a izražava se kao razlika između deformisanog i
početnog stanja (u dužini ili zapremini). Deformabilnost stenske mase zavisi od stepena
raspucalosti stenske mase, stišljivosti pukotina i stišljivosti intaktnog stenskog materijala
između pukotina. Jače raspucala stenska masa ima znatno veću deformabilnost od intaktne
stene. Osim raspucalosti stenske mase, dodatan uticaj na deformabilnost ima i uticaj veličine
posmatranog problema (engl. scale effect), a zavisi i od nivoa naprezanja.
Jednu od prvih metoda kojom se procenjuje vrednost in situ modul deformabilnosti stenske
mase na osnovi vrednosti RQD, prestavili su Dir i drugi (Deere et al., 1967).
Terenska ispitivanja deformabilnosti stenske mase zahvataju znatno veću zapreminu stenske
mase od laboratorijskih uzoraka. Opit radijalnog opterećenja izveden u razmeri 1:1 u
tunelima koji se kopaju potencijalno je najpouzdanija metoda za određivanje krutosti stenske
mase. No ta ispitivanja su veoma skupa i vremenski vrlo zahtevna. S obzirom na to danas se
uglavnom koriste empirijske metode u kojima se deformabilnost stenske mase određuje na
osnovu klasifikacije stenske mase. Sve klasifikacije se temelje na bodovanju pri čemu su

729. 729/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
različitim parametrima pridružene različite numeričke vrednosti, u zavisnosti od njihove
važnosti za sveukupno ponašanje stenske mase.
Merenja za vreme izgradnje geotehničkih zahvata u karbonatnim stenama pokazala su da su
izmerene deformacije znatno veće od onih dobijenih proračunima u kojima su korišćeni
parametri deformabilnosti dobijeni preko postojećih veza sa klasifikacijama stenske mase i
da su izmereni oblici deformacija po dubini značajno različiti od proračunatih odnosno
projektom očekivanih.

Tabela 6.26 - Modul deformabilnosti stenske po raznim autorima
Odnosi između naprezanja i deformacija u
stenskoj masi

Ukoliko se na monolit određene geometrije
dodaje naprezanje i nakon toga se rastereti, te isti
poprimi prvobitnu geometriju, tada se ponaša
elastično.

Sl. 6.70. Elastične konstante stiene



AUTORI OBRAZAC OPIS
Bienjiavski (Bieniawski, 1978) je predložio
sledeću relaciju koja uspostavlja vezu između
modula deformabilnosti stenske mase i
vrednosti RMR (gde je vrednost Em izražena
u GPa, a RMR > 50):
Em = 2RMR -100
Izraz je empirijski dobijen iz 22 izvedena opita
određivanja in situ deformabilnosti stenske mase
uglavnom pri izvedbi temelja brana. Nedostatak je taj
što za stensku masu za koju je RMR < 50 izraz daje
negativnu vrednost Em.
Serafim i Pereira (Serafim and Pereira,
1983) proširili su postojeću bazu podataka i
predložili sledeći izraz:

Ovaj izraz u naučnoj i stručnoj literaturi je najcitiraniji,
a u projektantskoj praksi najčešće korišćene zavisnosti
modula deformacije o rezultatima RMR klasifikacije.
USA Federal Energy Regulatory Commission (1999)
preporuča da se za vrednosti RMR > 58 koristi izraz
Bieniawskog, a za RMR < 58 izraz Serafima i Pereire.
Hek i Braun (Hoek and Brown, 1997) utvrdili
su da izraz Serafima i Pereire dobro opisuje
deformabilnost za bolje kvalitetne stenske
mase, ali daje previsoke vrednosti za slabije
stenske mase. Na osnovu rezultata merenja i
povratnih analiza ponašanja iskopa u slabijim
stenskim masama predložili su sledeću
modifikaciju izraza za vrednosti Ńc < 100 MPa:

Može se primetiti da je RMR zamenjen sa GSI u ovom
izrazu i da se modul deformabilnosti značajno
smanjuje ako je Ńci < 100 MPa. Razlog smanjenja je to
što je deformabilnost kvalitetnih stenskih masa
kontrolisana preko diskontinuiteta, dok kod slabijih
stinskih masa deformabilnost intaktnih delova
pridonosi sveukupnom deformacionom procesu.
Barton (Barton, 2000) predlaže noviji izraz za
deformabilnost stenske mase zasnovan na Q-
klasifikaciji:
gde je: Qc = Ńci/100
Hek i sar., 2002 predlažu modifikovani izraz Heka i Brauna (1997) uvažavajući
poremećenost stenske mase izazvanu miniranjem ili relakasacijom stenke mase
usled iskopa:
Najveće istraživanje na području primene RMR za određivanje modula
deformabilnosti stenske mase do sada proveli su Galera, Alvarez i Bieniawski
(2005), poboljšanjem izraza koji su predložili Serafim i Pereira, koji za 10% daje
bolju procenu modula deformabilnosti:
Najveće istraživanje na području primene GSI za određivanje modula
deformabilnosti stenske mase do sada proveli su Hoek i Diederich (2006) na bazi
od oko 500 rezultata terenskih merenja modula deformabilnosti

730. 730/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Odnosi između naprezanja i deformacija nazvani su elastične konstante stene, od kojih su
najvažnije:
Modul elastičnosti (E)
Odnos naprezanja i relativne deformacije merene u smeru delovanja sile kada je
uzorak stene opterećen pritino ili zatezno.
Modul smicanja (G) Odnos smičućeg naprezanja i smičuće relativne deformacije.
Poasonov koeficijent (υ) Odnos bočne i osne relativne deformacije, koje su posledice naprezanja na uzorku.
Zapreminski modul (K) Odnos izotropnog naprezanja na uzorku i zapreminske relativne deformacije.
Uz uslov da je uzorak stene izotropan, homogen, elastičan, među elastičnim konstantama
važe sledeće relacije:




Dovoljno je odrediti dve konstante da se računski mogu odrediti ostale. Ispitivanjem na
različitim vrstama stena utvrđeno je da se stene ne ponašaju linearno elastično pa su
izdvojene tri kategorije prema tipu krive koja grafički prikazuje odnos naprezanja i
deformacija, a prikazane su na slici 6.71.

Sl.6.71. Grafički prikaz odnosa
naprezanja i deformacija
Kriva tipa A pokazuje linearno elastični odnos naprezanja i deformacija
gde su vrednosti modula elastičnosti konstantne. Tako se obično
ponašaju vrlo čvrste stene (gabro, bazalt, amfiboliti, kvarciti,
sitnokristalasti homogeni krečnjaci i dr.)
Tip krive B pokazuje da se sa porastom sile u jednakim inkrementima
povećava adekvatan inkrement deformacije. Modul elastičnosti veći je
kod manjih naprezanja i opada sa povećanjem naprezanja (šejl, siltit,
glinoviti krečnjak, laporac, filit, serpentinit i dr.)
Tip krive C karakterističan je za stene kojih strukturu obeležavaju
folijativne osobine. Uz jednak prirast naprezanja u inkrementima,
smanjuje se adekvatan inkrement deformacije.
U zavisnosti od tipa krive odnosa naprezanja i deformacije nakon pojave strukturnih
promena izdvajaju se tri vrste ponašanja materijala, slika 6.73.











Sl. 6.72. Krive odnosa naprezanja i deformacije nakon pojave strukturnih promena (Hoek and Brown, 1997)

Treba ukazati na činjenicu da je razvijen mnogo veći broj laboratorijskih metoda ispitivanja
imajući u vidu činjenicu da budućnost razvoja ispitivanja mehaničkih osobina leži na
terenskim metodama bez obzira što su ova istraživanja neuporedivo skuplja i vremenski
duža, ali daju neuporedivo bolje i tačnije rezultate.

731. 731/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Čvrstoće stena pri istezanju (kidanju), savijaju i uvijanju (torziji) ispituju se u
laboratoriji najčešće na izduženim prizmatičnim uzorcima standardnih dimenzija, načinom
opterećenja uzorka prikazanim na slici 6.72.











Sl. 6.73. Načini opterećenja uzorka za određivanje statičkih čvrstoća stene
Mehanička svojstva stena imaju veliki uticaj na tehnološki process eksploatacije i
mineralnih sirovina i njihove ugradnje kao materijala sa kojim se gradi objekat.
U ovom poglavlju obradiće se sledeće mehaničke osobine:
- Čvrstoća na pritisak,
- Čvrstoća na istezanje,
- Čvrstoća na smicanje,
- Čvrstoća na savijanje,
- Deformabilnost stenske mase,
- Ugao unutrašnjeg trenja i kohezija,
- Modul elastičnosti,
- Modul stišljivosti,
- Ostale mehaničke osobine.
6.5.2. Čvrstoća na pritisak
Čvrstoća na pritisak je otpor koji stena pruža kada je izložena statičkoj sili pritiska, sa
kontinuiranim prirastom, u momentu loma. Zato se ona može nazvati i čvrstoćom na
drobljenje u uslovima statičkog jednoaksijalnog opterećenja.
Dakle, čvrstoća je definisana kao naprezanje koje stena može podneti pod određenim
uslovima deformacije. Dozvoljena (granična-vršna) čvrtsoća Ńc je najveće naprezanje koje
stena može podneti pri određenoj (graničnoj) deformaciji. Rezidualna čvrstoća Ńr je
smanjena vrednost čvrstoće stene posle loma, gde postoji značajna deformacija (slika 6.74.).
Čvrstoća zavisi od svojstava stenske mase, njenih parametara čvtrstoće, ali i spoljnih faktora
(npr. naprezanja kojima je izložena, dinamička opterećenja, rasterećenja, prisutnost vode itd.).
Jedna od osnovnih mehaničkih osobina u čije istraživanje se ulažu i ulagaće se znatna
sredstva što kao rezultat ima veliki broj različitih metoda od kojih će se obraditi one najčešće.
Čvrstoća na pritisak pri jednoaksialnom opterećenju predstavlja odnos sile koja je dovela
uzorak do loma i površine uzorka koja je bila izložena dejstvu sile:
gde su:
Ńc - čvrstoća na pritisak pri jednoaksialnom opterećenju - jednoaksijalna čvrstoća, N/m
2
,
P - sila koja je dovela do loma - opterećenje u momentu loma, N,
A - površina poprečnog preseka uzorka, m
2
.
Odnos opterećenja u momentu loma i površine poprečnog preseka uzorka predstavlja
statičku čvrstoću na pritisak.

732. 732/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

















Sl.6.74. Parametri čvrstoće i deformabilnosti
Ispitivanje se vrši najmanje na tri uzorka čiji se rezultati potom uz sveobuhvatnu analizu
genetskih i drugih svojstava ekstrapoluju na stenske mase u sklopu tereena. Najčešće
vrednosti čvrstoća na pritisak nekih vrsta stena navode se u Tabeli 6.28.
Uticaj vlažnosti na čvrstoću stena je jako značajan kod higroskopnih stena. Sa povećanjem
vlažnosti smanjuje se čvrstoća na pritisak. Uticaj vlažnosti na čvrstoću stena izražava se
koeficijentom omekšavanja, koji je dat izrazom:
&#3627408446;
&#3627408476;&#3627408474;=
&#3627409166;
&#3627408477;
′
&#3627409166;
&#3627408477;

gde je:
Kom - koeficijent omekšavanja, neimenovan broj,
Ń’p - čvrstoća vodom zasićenog uzorka (MPa),
Ńp - čvrstoća na pritisak uzorka suve stene (MPa).
Koeficijent omekšavanja je obično manji od 1. Stene sa koeficijentom omekšavanja manjim
od 0,6 ne treba koristiti u građevinarstvu.
Kako je za građenje, postojanost stenske mase na mraz, vrlo važan faktor, neophodno je
vršiti ispitivanje iste i na otpornos na delovanje mraza.
Otpornost stena na delovanje mraza takođe se daje preko jednoaksijalne čvrstoće na
pritisak izrazom: &#3627408446;
&#3627408474;=
&#3627409166;
&#3627408477;&#3627408474;
&#3627409166;
&#3627408477;

gde je:
Km - koeficijent otpornosti stena na delovanje mraza, neimenovan broj,
Ńpm - čvrstoća na pritisak uzorka posle 25 ciklusa zamrzavanja-odmrzavanja (MPa),
Ńp - čvrstoća na pritisak suvog uzorka (MPa).
Otpornost na delovanje mraza ispituje se na kockama od 1dm
3
koje se prvo zasite vodom
(zasićenje traje minimum 48 sati), a potom naizmenično izlažu temperaturi od -20°C i +15±2 °C.
Prvo se uzorak kocke zamrzava u hladnjaku na temperaturi od -20°C dva sata, a potom se
vrši odmrzavanje potapanjem u vodu temperature +15±2°C dva sata. Posle odmrzavanja
uzorci se pregledaju i ukoliko je došlo do promena usled zamrzavanja iste se registruju.
Nakon 25 ciklusa zamrzavanja-odmrzavanja registruju se sve promene (ljuskanje, krunjenje,
prskanje) i određuje se čvrstoća na pritisak. U novije vreme umesto u vodu uzorci se potapaju
u zasićen rastvor Na2SO4.
Pre loma Posle loma
Jednoosna
pri isna čvrs oća
Napon (naprezanje),
ń
c
Krto postlomno
ponašanje (brittle)
Duktilno postlomno
ponašanje (ductile)
Aksijalna deformacija Ń
ax)
&#3627409224;=
&#3627408503;
&#3627408488;

d
P
d + ∆d
Granična (vršna)
čvrstoća P
PARAMETRI ČVRSTOĆE
I DEFORMABILNOSTI

733. 733/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ukoliko je koeficijent zamrzavanja veći od 0,75 stena je postojana na delovanje mraza.
Prema hipotezi prof. Protođakonova postoji opravdanje da se na sve stene i mineralne
sirovine primene zakoni koji važe za nevezane stene, pa se mehanička karakteristika čvrstih
stena: ń = Ń ∙ tgŅ + c deli normalnim naponom "Ń" i dobija "prividni" koeficijent trenja
ili koeficijent čvrstoće:

gde su:
f - koeficijent čvrstoće,
f ' - koeficijent trenja.
Za vrednost koeficijenta čvrstoće „ f“ prof. Protođakonov usvojio je srednju vrednost
jednoaksialnog ispitivanja čvrstoće pri pritisku po formuli:






Ovako predloženi koeficijent čvrstoće iskazuje relativni otpor stene prema spoljnim silama
i poslužio je kao osnova za klasifikaciju stena i mineralnih sirovina, kako je to dato u tabeli 6.27.
Za poluvezane stene gde je tgŅ = 0 Ō ń = c
Za nevezane stene gde je c = 0, biće ń = Ń ∙ tgŅ
Ako izraz podelimo sa Ń dobija se:
ń/Ń = c/Ń + f', ń/Ń = f
f = c/Ń + f'
Treba naglasiti da se kod slojevitih stenskih materijala razlikuje čvrstoća na pritisak upravno
na slojenje i čvrstoća na pritisak paralelno slojevima u zavisnosti od toga da li sila deluje
upravno ili paralelno na slojenje.

Lom (engl. failure) nastupa kada materijal dostigne dozvoljenu (vršnu) čvrstoću, a u stenskoj
masi smože se dogoditi kao smicanje na ravni loma (npr. na kosini), direktni zatezni lom (na
površinama diskontinuiteta), lom savijanjem (u svodovima podzemnih konstrukcija); lom
kompresijom (npr. jednoosna kompresija u stubovima rudnika) i urušavanje (npr. vrlo
porozna stena se urušavanjem pretvara u materijal sličan tlu).

734. 734/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 6.27 - Klasifikacija stena po koeficijentu čvrstoće - Protođakonov

























Tabela 6.28 - Čvrstoća na pritisak nekih vrsta stena


















6.5.2.1. Određivanje indeksa čvrstoće, Is

U novije vreme veoma često se vrši određivanje indeksa čvrstoće radi klasifikacije stena po
parametru (koeficijentu) čvrstoće.
- Odnos primenjene sile i površine poprečnog preseka uzorka:
Is = P /D
2

- Određuje se na cilindričnom uzorku opitom tačkastog opterećenja tako što se vertikalno
opterećenje P nanosi preko konusa.
- Uzorak se postepeno opterećuje i registruje se sila P kod koje dolazi do loma; indeks
čvrstoće se zatim određuje pomoću nomograma, sl. 6.75.

735. 735/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
- Poznavanjem veličine indeksa čvrstoće može se odrediti jednoaksijalna čvrstoća na
pritisak korišćenjem jednačine: Ńc = 24 Is.


Sl.6.75.Opitom tačkastog opterećenja
na cilindričnom uzorku








Sl.6.76. Nomogram za izračunavanje
indeksa čvrstoće tačkastog opterećenja,
Is = P /D
2
.




Prikaz triaksialnog ispitivanja
čvrstoće na pritisak daje se na slici
6.68 i 6.69.






















Ispituje se laboratorijski na uzorcima stena oblika kocke, cilindra ili prizme. Uzorci oblika
kocke su standardnih dimenzija sa dužinom ivice 50 mm. Kod ispitivanja na cilindričnim
uzorcima najčešće se koriste uzorci kod kojih je visina jednaka prečniku do najviše
dvostrukom prečniku osnove. Uzorci oblika prizme su pravougaonog poprečnog preseka kod
kojih je visina jednaka ivici osnove (kocka) do najviše dvostrukoj ivici osnove.
Ispitivanje ove mehaničke osobine vrši se, po pravilu, na probnim telimo pravilnog oblika,
valjak ili kocka, različitih dimenzija uz uslov da je odnos visine i prečnika valjka za čvrste
stenske materijale 1, a za plastične materijale 2.
Opit se izvodi pomoću hidraulične prese koja može da proizvede pritisak od 100 i više tona,
tako što se uzorak optereti jednoaksijalnim opterećenjem do momenta loma (slika 6.77).

Ne ulazeći, ovom prilikom, na razlike koje se javljaju prilikom ispitivanja čvrstih i plastičnih
stenskih materijala, karakteristično je da se uz registrovanje odgovarajuće čvrstoće na
pritisak može odrediti i tzv. ugao loma "ŀ" (ugao pod kojim dolazi do loma uzorka) pomoću
koga se može uz korišćenje teorije Mohrovog kruga napona orijentaciono odrediti ugao
unutrašnjeg trenja i kohezija.

736. 736/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl.6.77. Oblik probnih tela za ispitivanje čvrstoće na pritisak I šematski prikaz vrsta lomova pri
jednoaksijalnom opterećenju: (a) krti lom, (b) krtoplastičan lom, (c) plastične deformacije.

6.5.3. Čvrstoća na zatezanje (čvrstoća na istezanje, savijanje i uvijanje)
Čvrstoća na zatezanje određuje se laboratorijski na uzorcima prizmatičnog, a ređe i kružnog
poprečnog preseka direktnom ili indirektnom metodom (slika 6.78).
Čvrstoća na zatezanje je relativno mala, jer čvrste stene najmanje podnose zatezanje, što se
i zapaža u tabeli 6.29. Ona retko kada premašuje 10% o d čvrstoće na pritisak.
























Sl. 6.78. Šematski prikaz određivanja čvrstoće na zatezanje: (a) direktnom metodom, b) indirektnom
metodom na uzorku oblika valjka, c) indirektnom metodom na uzorku oblika prizme.
Direktna metoda je razvijena u bivšoj Čehoslovačkoj Republici. Po ovoj metodi uzorak se b
prethodno pričvrsti lepkom za čeljusti posebno urađenog držača, a potom se čeljusti rastežu
čeličnim sajlama sve do loma uzorka.
Čvrstoća na zatezanje dobija se iz odnosa: &#3627409166;
&#3627408487;=
&#3627408451;
&#3627408436;
(&#3627408448;&#3627408451;&#3627408462;)
gde su:
Ńz - čvrstoća na zatezanje (MPa) ,
P - sila zatezanja u momentu loma (MN),
A - površina poprečnog preseka uzorka (m
2
).

tako što se uzorak optereti jednoaksijalnim opterećenjem do momenta loma (


P
P
P
P

737. 737/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Zbog složenosti postupka ispitivanja, kao i zbog nedovoljne tačnosti rezultata ispitivanja kod
heterogenih uzoraka stena, ova metoda se danas manje koristi. Češća je u upotrebi indirektna
metoda poznata pod imenom „brazilski opit“. Uzorak oblika cilindra, standardnih dimenzija,
izlaže se ravnomerno raspoređenom pritisku po osi uzorka usled čega dolazi do „cepanja“
uzorka.
Čvrstoća na zatezanje dobija se iz izraza:

&#3627409166;
&#3627408487;=
2∙&#3627408451;
&#3627409163;∙&#3627408436;
=
2∙&#3627408451;
&#3627409163;∙&#3627408465;∙&#3627408473;
(&#3627408448;&#3627408451;&#3627408462;)
ili (oznake na šemi, sl.6.78.):
&#3627408507;
&#3627409358;=
2∙&#3627408451;
&#3627409163;∙&#3627408436;
=
2∙&#3627408451;
&#3627409163;∙&#3627408465;∙&#3627408499;
(&#3627408448;&#3627408451;&#3627408462;)
gde su:
Ńz - čvrstoća na zatezanje (MPa) ,
P - sila u trenutku loma (MN),
A - površina „cepanja“(m
2
),
d - prečnik cilindričnog uzorka (m),
l - dužina uzorka tj. „cepanja“ (m).

Tabela 6.29 - Čvrstoća na pritisak, savijanje i zatezanje nekih stena (Janjić, 1982)
Vrsta stene
Čvrstoća na
pritisak (MPa)
Čvrstoća na
savijanje (MPa)
Čvrstoća na
zatezanje (MPa)
Granit, sve 185,0 21,4 16,0
Granit, škriljast 135,0 8,4 4,8
Peščar, silicijumski 203,0 6,8 3,6
Peščar, glinovit 95,0 4,2 2,3
Krečnjak, jedar 136,0 16,2 6,4
Krečnjak, porozan 50,2 3,2 1,5

Čvrstoće stena pri is(za)tezanju (kidanju), savijaju i uvijanju (torziji) ispituju se u laboratoriji
najčešće na izduženim prizmatičnim uzorcima standardnih dimenzija, načinom opterećenja
uzorka prikazanim na slici 6.78.

Čvrstoća na zatezanje, savijanje i uvijanje su višestruko manje od čvrstoće na pritisak (tabela
6.29). Ispitivanja se izvode na prizmatičnim ređe valjkastim izduženim uzorcima
standardnih dimenzija. Ove čvrstoće se takođe izražavaju u kN/m
2
. Čvrstoća na savijanje se
izražava kao količnik maksimalnog momenta na savijanje i otpornog momenta za
pravougaoni poprečni presek.
Poznate su direktne i indirektne metode ispitivanja čvrstoće na istezanje.
Direktne metode ispitivanja čvrstoće na istezanje sastoje se od izrade probnih tela oblika
izdužene prizme i preseka koji može biti krug, kvadrat ili pravougaonik i postavljanjem
takvih oglednih "epruveta" u odgovarajuće držače koji obezbeđuju da se vrši ispitivanje
istezanja u kidalicama različitog tipa.
Imajući u vidu velike probleme koji se javljaju pri izradi probnih tela prizmatičnog oblika
kao i probleme pričvršćenja ovih tela u držačima, razvile su se odgovarajuće indirektne
metode ispitivanja koje se svode na postavljanje probnih tela u odgovarajući položaj i
opterećenje istih silom pritiska do loma. Jedna od najpoznatijih metoda iz ove grupe poznata
je kao "Brazilska metoda" koja se svodi na postavljanje probnih tela valjkastog ili kockastog
oblika u presu odgovarajućeg tipa na način kako je to prikazano na slici 6.79 i 6.80.

738. 738/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl. 6.79. Ispitivanje čvrstoće na istezanje
Čvrstoća na istezanje probnog tela oblika kocke iznosi:

&#3627409166;
&#3627408487;= 0.734
&#3627408451;
ℎ
 &#3627408473;

gde je:
h - dijagonala kvadrata, osa simetrije kocke, m,
l - stranica kocke, m.
Čvrstoća na istezanje probnog tela oblika valjka:

&#3627409166;
&#3627408487;= 0.637
&#3627408451;
&#3627408465;
 &#3627408473;


gde je:
d - prečnik valjka, m,
l - dužina valjka, m.


Sl.6.80. Direktna i indirektna zatezna čvrstoća
predstavljene Mohrovim krugovima



6.5.4. Čvrstoća stena na smicanje (Otpornost na smicanje)
Čvrstoća na smicanje određuje se laboratorijski, ali i terenski in situ. Ispitivanje čvrstoće na
smicanje u laboratoriji najčešće se vrši na prizmatičnim, a ređe i cilindričnim uzorcima.
- Smičuća čvrstoća tla i odgovarajući parametri, određuju se laboratorijskim ispitivanjima
neporemećenih uzoraka (sačuvana prirodna struktura i vlažnost tla).
- Opiti mogu biti drenirani i nedrenirani.
- Laboratorijski opiti za merenje smičuće čvrstoće tla:
• Opit direktnog smicanja
• Opit triaksijalne kompresije
• Opit jednoaksijalne kompresije
• Opit krilnom sondom
- U nevezanim krupnozrnim materijalima (pesak i šljunak) uzimanje neporemećenih uzoraka iz
terena je veoma teško izvodljivo, pa se određivanje smičuće čvrstoće vrši indirektno, terenskim
penetracionim opitima (SPT, CPT).
Čvrstoća na smicanje određuje se opitom direktnog smicanja pomoću Kasagrandeovog
aparata. U aparatu (slika 6.82) istovremeno se nanose horizontalna sila smicanja (Ps) i
normalna sila (Pn) na ravan smicanja. Pri konstantnom priraštaju smičućih deformacija
povećava se smičuća sila sve do loma, dok se normalna sila održava konstantnom.
Pri izvođenju opita uzorak se vertikalno opterećuje, a horizontalno smiče. Nanošenje pritiska
je postupno, uz konsolidaciju, iza koje sledi horizontalno smicanje u jednakim vremenskim
razmacima, sve do loma.
Sila istezanja uzorka &#3627409166;
&#3627408470; izračunava
se iz izraza: &#3627409166;
&#3627408487;=
2&#3627408451;
&#3627409163;&#3627408465;ℎ

gde je:
P - sila loma, N
d - prečnik ispitivanog uzorka,mm
h - visina ispitivanog uzorka.

739. 739/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Mor-Kulon (Coulomb, 1776.g) je prvi uočio zakonitost loma kojim se utvrđuje da je smičuća
čvrstoća direktno zavisna od normalnog napona, pri kome je lom nastupio i kohezije
materijala. Kasnije je njegov opšti izraz loma pobošljavan tako da ima oblik:
 = c + Ńtg Ņ

Lom usled smicanja u čvrstim stenskim masama formira se najčešće po ravnima
diskontinuiteta (pukotina). Znatno ređe lom se formira kroz osnovnu stensku masu, a nešto
češće lom ide kombinovano po ravnima diskontinuiteta i osnonoj stenskoj masi. Kod
poluvezanih i nevezanih sedimenata lom se obrazuje između čestica gline i prašine odnosno
između zrna peska, šljunka ili drobine.
Otpornost na smicanje čvrstih stenskih masa skoro po pravilu određuje se opitima “in situ”.
Međutim, kod poluvezanih i nevezanih sedimenata najvećim delom opiti se izvode u
laboratoriji na uzorcima. Osnovni cilj ovih opita je da se odrede parametri otpornosti na
smicanje: kohezija, i ugao unutrašnjeg trenja.
Sl.6.81. Morovi dijagrami smičućih napona za određivanje odnosa čvrstoće i loma tla

Očitanjem horizontalnih deformacija konstruiše se dijagram horizontalni smičući napon -
deformacija na kome se obično usvaja da je lom nastupio u tački u kojoj je sledeća
deformacija (za isti priraštaj smičućih napona) minimum dva puta veća od prethodne deformacije.

Ova usvojena vrednost smičućih napona nanosi se na dijagram ń - Ń (čvrstoća ili smičući
napon - normalni napon), kako je prikazano na slici 6.82.
Ispitivanje najčešće se provodi na neporemećenim uzorcima vodom zasićenih sitnozrnih
materijala uzetih iz terena.

740. 740/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl.6.82. Grafički prikaz rezultata ispitivanja direktnog smicanja: a) Dijagram smičući napon -
deformacija b) Dijagram čvrstoća - normalni napon
Čvrstoća na smicanje prikazuje se sledećim izrazom:
 = c + Ńtg Ņ
Za određivanje parametara čvrstoće na smicanje koriste se parovi vrednosti i - Ńi.
&#3627409167;
&#3627408470;=
&#3627408451;
&#3627408480;
&#3627408436;
; &#3627409166;
&#3627408470;=
&#3627408451;
&#3627408475;
&#3627408436;

gde su:
Ps - sila smicanja (MN),
Pn - normalna sila (MN),
A - površina smicanja (m
2
),
i - 1, 2, 3,..., (n ≥ 3).
Sl.6.83. Opit direktnog smicanja.
Čvrstoća na smicanje često se određuje i terenskim postupcima u potkopima, galerijama i
površinskim kopovima ogledom smicanja u velikoj razmeri.
Za analizu stabilnosti kosina saobraćajnica, površinskih kopova, kamenoloma i podzemnih
prostorija najrealniji parametri čvrstoće na smicanje dobili bi se terenskim ogledom smicanja
duž mogućih površina klizanja. Nažalost, ovi ogledi se vrlo retko izvode, pre svega zbog
visoke cene.
Čvrstoća na smicanje je najčešće 10 do 25% od čvrstoće na pritisak.
Parametri čvrstoće stena na smicanje su kohezija (c) i ugao unutrašnjeg trenja (). Ako se
veza normalnih napona i napona smicanja aproksimira pravom linijom, dobija se tzv.
Coulomb-Mohrova prava:  = c + Ń tg Ņ
gde su:
s - smičući (tangecijalni) napon stene (MPa),
Ń - normalni napon kojem je stena izložena (MPa),
c - kohezija (MPa),
Ņ - ugao unutrašnjeg trenja (
0
).
Kako nevezane (nekoherentne) stene nemaju koheziju (c = 0), to je: ń = Ń ∙ tgŅ
Kohezija (c) i ugao unutrašnjeg trenja (Ņ) su parametri čvrstoće stena bez kojih se ne može
rešiti ni jedan problem stabilnosti u inženjerskoj geologiji. Zbog toga je njihovo određivanje
veoma značajno. Određuju se laboratorijski ali i terenski. U laboratorijskim uslovima ovi
parametri se najčešće određuju preko:
- jednoaksijalne čvrstoće na pritisak i ugla loma,
- triaksijalne čvrstoće na pritisak (prevashodno za slabovezane stene),
- smicanja po predisponiranim površinama smicanja (direktno smicanje).

741. 741/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Parametri otpornosti na smicanje nekih vrsta stena dobijeni terenskim ogledom smicanja u velikoj
razmeri dati su u tabeli 6.30.
Tabela 6.30 - Parametri otpornosti na smicanje nekih stena (Kujundžić, 1974)
Vrsta stene Kohezija c (MPa)
Ugao unutrašnjeg
trenja ņ (°)
Paleozojski argilošist 0,09 39
Paleozojski gnajs 0,72 44
Filitičan škriljac 0,03 40
Laporac 0,58 34
Krečnjak, masivan 0,40 70
Andezit, kaolinisan 0,10 55
Amfibolitski škriljac 0,10 62
Postoji veliki broj metoda za ispitivanje čvrstoće na smicanje, ali ovde neće biti prikazane.
6.5.5. Čvrstoća stena na savijanje
Čvrstoća na savijanje ispituje se laboratorijski na uzorcima oblika prizme i valjka. Daje se odnosom
maksimalnog momenta na savijanje i otpornog momenta.
&#3627409166;
&#3627408480;=
&#3627408448;
&#3627408480;
&#3627408458;
(&#3627408448;&#3627408451;&#3627408462;)
gde je:
Ńs - čvrstoća na savijanje (MPa),
Ms - maksimalni moment na savijanje (MNm),
W - otporni moment (m
3
).
Određivanje čvrstoće na savijanje sastoji se u izradi probnih tela prizmatičnog oblika, preseka
kruga, kvadrata ili pravougaonika, i postavljanje istih u odgovarajući uređaj za ispitivanje, kako
je to prikazano na slici 6.84.
Ako se ispitivanje čvrstoće na savijanje vrši na uzorcima oblika prizme kvadratnog poprečnog
preseka dimenzija 40x40 mm i dužine koja je jednaka četvorostrukoj dužini stranice preseka.
Uzorak se postavi na valjkaste oslonce, a opterećenje se prenosi preko valjka postavljenog na sredini
dužine uzorka, tako da sila bude linijski raspoređena po celoj širini uzorka (slika 6.84).
Čvrstoća na savijanje ovakvog uzorka data je izrazom:






Ukoliko je uzorak pravougaonog poprečnog preseka čvrstoća na savijanje određuje se po
obrascu:




Uređaj sa probnim telom postavlja se na odgovarajuću presu i registruje sila koja je dovela
probno telo do loma. Na osnovu registrovane sile sračunava se momenat koji se deli otpornim
momentom, koji zavisi od poprečnog preseka i pravca dejstva sile, i dobija čvrstoća na savijanje.
Sl. 6.84. Šematski prikaz određivanja čvrstoće na savijanje.
P
&#3627409166;
&#3627408480;=
&#3627408451;
&#3627408473;
4
&#3627408462;
3
6
=
6∙ &#3627408451; ∙ &#3627408473;
4∙ &#3627408462;
3
=
3∙ &#3627408451; ∙ &#3627408473;
2∙ &#3627408462;
3

&#3627409166;
&#3627408480;=
&#3627408451;
&#3627408473;
4
&#3627408463; ∙ ℎ
2
6
=
3∙ &#3627408451; ∙ &#3627408473;
2∙ &#3627408463; ∙ ℎ
2

742. 742/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Čvrstoća stena na savijanje je deset-dvadeset puta manja od čvrstoće na pritisak (tabela 6.31).
Tabela 6.31 - Čvrstoća na pritisak, savijanje i zatezanje nekih stena (Janjić, 1982)
Vrsta stene
Čvrstoća na
pritisak (MPa)
Čvrstoća na
savijanje (MPa)
Čvrstoća na
zatezanje (MPa)
Granit, sve 185,0 21,4 16,0
Granit, škriljast 135,0 8,4 4,8
Peščar, silicijumski 203,0 6,8 3,6
Peščar, glinovit 95,0 4,2 2,3
Krečnjak, jedar 136,0 16,2 6,4
Krečnjak, porozan 50,2 3,2 1,5
6.6. Tehnološko-tehnička svojstva stenskih materijala (bušivost, miniranje,žilavost,...)
Ispitivanje tehničkih osobina stenskih materijala predstavlja posebnu grupu ispitivanja u
mehanici stena, imajući u vidu činjenicu da se radi o osobinama stenskog materijala koje ne
zavise samo od strukturnih i fizičko - mehaničkih osobina, već i od primenjene tehnologije
i načina rada i izvođenja pojedinih operacija u analiziranoj radnoj sredini. Radi se o
utvrđivanju odnosa koji nastaju ili mogu nastati pri određenim radovima u određenoj radnoj
sredini kao i dobijanje podataka o analiziranoj osobini za svaki stenski materijal.
U praksi poznate su i druge mehaničke osobine, čije se ispitivanje preduzima od slučaja do
slučaja, u zavisnosti od problematike koja se tretira. Ove osobine vezane su za sledeće
pojmove i definicije:
- Tvrdoća je osobina stena da se protive deformaciji koju izaziva prodiranje tvrdog tela,
- Žilavost je svojstvo stene da se pri dinamičkom opterećenju da pretrpe lom tek posle znatne
deformacije tek posle znatne deformacije, uz odgovarajući otpor,
- Krtost je osobina stena da se ista lomi bez prethodne deformacije i srazmerno neznatan otpor,
- Drobivost je osobina stenskih materijala da se drobe - lome pri dejstvu spoljne sile
mehaničkog karaktera,
- Habanje je svojstvo čvrstovezanih stena da se troše, smanjuju zapreminu, pri dejstvu sile trenja,
- Rastresanje je osobina stenskih materijala da se pri odvajanju i dobijanju iz prirodne
sredine dobija zapremina materijala koja je uvek veća od prvobitne - in situ zapremine,
- Bušivost stenskih materijala ogleda se u pružanju manjeg ili većeg otpora prodiranju
različitih uređaja za bušenje, kja se najbolje može prikazati preko brzine bušenja, ali i na
neki drugi način,
- Abrazivnost stenskih materijala ogleda se u habanju uređaja - alata za bušenje i prikazuje
se koeficijentom abrazivnosti koji predstavlja odnos između utrošenog materijala uređaja
alata za bušenje u jedinici vremena ili po jedinici dužine.
Radi proučavanja ovih osobina, razvijen je veliki broj postupaka, od kojih će se pomenuti
samo najvažniji.
U praksi je poznat veliki broj metoda određivanja tehničkih osobina, s tim što se sve metode
dele na laboratorijske i terenske:
- Laboratorijske metode se izvode, uglavnom, na uzorcima malih dimenzija i uz primenu
opreme i uređaja prilagođenih ovim ispitivanjima, radi dobijanja odgovarajućih podataka,
za koje je potrebno naći odgovarajuće korelacione veze radi primene istih u praksi.
- Terenske metode određivanja pojedinih tehničkih osobina, najčešće se izvode u realnim
sredinama i uz primenu pribora i opreme koji odgovaraju stvarnom stanju, tako da se
praktično dobijaju veličine koje se direktno mogu primeniti u praksi.

743. 743/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
U primeni su i kombinovani postupci kada se jedan broj veličina određuje primenom
terenskih metoda, a u laboratoriji se tretira određivanje onih veličina koje danas još nije
moguće terenskim uslovima.
U svakom slučaju, treba naglasiti da je poželjno i kada je to moguće, određivanje tehničkih
osobina stene vršiti primenom terenskih metoda i postupaka pošto su dobijeni rezultati
najbliži onim stvarnim i po pravilu se mogu direktno preneti na građevinski ili rudarski objekat.

Kako je iz same definicije vidljivo, ove
metode zasnivaju se na utvrđivanju
parametara i veličina koje
predstavljaju otpore koje stena pruža
određenim dejstvima u radnoj sredini
kao:otpor prema miniranju, drobljenju,
rastresanju, glodanju i slično, što je
rezultiralo stvaranje određenih metoda
za određivanje kao što su:
- Otpor prema rastresanju (rastresitost),
- Otpor prema drobljenju (drobljivost),
- Otpor prena bušenju (bušivost - abrazivnost),
- Otpor prema miniranju,
- Otpor prema rezanju i slično.

6.6.1. Tvrdoća stene definiše se kao otpornost materijala na udubljivanje i grebanje, tj. otpor
koji stena pruža prodiranju alata ili nekog drugog tela u svoju masu (ISRM, 1975) - zavisi
od mineralnog sastava tj. tvrdoće minerala i načina vezivanja, kao i od vrste veznog
materijala - cementa kod posredno vezanih stena. Tvrdoća je sposobnost materijala da se odupre
dejstvu spoljne sile koja je posledica kontakta sa nekim drugim mekšim ili tvrđim predmetom.
Tvrdoća može se meriti po Mosovoj skali (Fridrih Mohs,1812)ili drugim različitim skalama
Skale koje se najčešće koriste u inženjerske svrhe su Rokvelova, Vikersova, i Brinelova i
mogu se međusobno porediti preko konverzionih tabela.
SVOJSTVA INTAKTNE STENE I STENSKE MASE
KOJA SE OBIČNO KORISTE U GRAěEVINARSTVU
1. Svojstva intaktne steneu vrĎenalaboratorijskim ispitivanjima:
I Poroznost,jedinična ežina,spe ifična ežina,sadržajvode
II Trajnost
III Otpornost na habanje
IVČvrs oćai deformabilnost
V Propustnost stena
2. Svojstva stenske maseodreĎenana licu mesta:
I Karakteristike diskontinuiteta
II Deformabilnost in situ
IIIČvrs oćastenske mase
IV Propustnost stenske mase

744. 744/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Za određivanje tvrdoće koriste se obično ovi uređaji:
• Opit struganja (scratch pokus). Rezultat ispitivanja izražava se na Mosovoj skali, sl.6.85,
koja koristi 10 minerala. Na toj skali talk je najmekši (H=1) a dijamant je najtvrđi (H=10).
• Opit utiskivanja (indentation test). Kod ovog opita utiskuje se kugla, piramida ili kupa u
površinu uzorka. Koriste se tehnike Brinell-a, Vickers-a, Knoop-a i Rockwell-a koje su
razvijene u metalurgiji, ali koriste se i u geotehničkom inženjerstvu.
• Uređaji koji rade na principu odskoka (Schmidtov čekić i skleroskop).
• Opit kojima se određuje abrazivnost.
Tvrdoća minerala, tabela 6.32, je vrlo važna osobina. U praksi se definiše otporom koji
minerali pružaju kada su njihove površine izložene paranju. Ona je vrlo različita. Neki
minerali su tako meki da se mogu parati noktom, dok druge ne para ni nož. Tvrdoća je
otpornost minerala na grebanje, a ne na lomljenje. Tvrdoća može delimično varirati i kod
istog minerala u različitim pravcima.
Tabela 6.32 - Tvrdoća minerala - opis osobina i opita testiranja
Tvrdoća je jedan od glavnih načina klasifikacije minerala, ali je i jedan od najkorisnijih
načina njihove identifikacije. Standard koji se koristi je skala koju je razvio Fridrih Mos
(Mohs) 1812. koja klasifikuje, rangira minerale po njihovoj relativnoj tvrdoći (H), gde su
poređani najčešći minerali u skali 1-10. Minerali iz grupe 1-2 paraju se noktom, 3 bakrenom
žicom, 4-5 čeličnom oštricom. Minerali iz grupe 7-9 ostavljaju trag na staklu, a dijamant-10
reže staklo i sve minerale.
Stepeni tvrdoće po Mosovoj skali vrlo su jednostavni za određivanje, jer predstavljaju
relativne vrednosti tvrdoće. Preciznije određivanje tvrdoće minerala određuje se
sklerometrima (grčki. skleros - tvrd i metron - mera) ili u laboratorijama.

745. 745/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Svakom stepenu tvrdoće odgovara jedna ili više mineralnih vrsta. Tvrdoća minerala direktno
je zavisna od njegove strukture.







































Sl.6.85. Mosova (Mohs) skala tvrdoće - Raspored minerala - Mosava skala tvrdoće
Tvrdoća minerala određuje se na površinama svežih minerala. Minerali u raspadanju
redovno pokazuju manju tvrdoću nego sveži kristali.
Tvrdoća stena je otpor koji ona pruža prodiranju alata ili nekog drugog tela u svoju masu. Po nekim
shvatanjima ona je samo površinski oblik čvrstoće stena. Tvrdoća stena zavisi od mineralnog
sastava tj. tvrdoće minerala i načina vezivanja, kao i od vrste cementa kod posredno vezanih stena.

746. 746/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Najveću tvrdoću imaju stene koje su izgrađene od minerala koji po Mosovoj skali tvrdoće imaju
tvrdoću preko pet (kvarc, feldspati, olivini, amfiboli, pirokseni i dr.). To su uglavnom sveže
magmatske stene sitnozrne strukture (graniti, granodioriti, i sl.), kvarcni peščari, kvarciti i druge
stene. Na suprot njima malu tvrdoću imaju stene koje su izgrađene od minerala koji po Mosovoj
skali tvrdoće imaju stepen tvrdoće jedan ili dva (talk, gips, halit, minerali glina i dr.). To su
uglavnom gipsiti, soli, glinene stene, glinoviti peščari i neke druge stene.

Dakle, pod tvrdoćom podrazumevamo fizičko svojstvo, tj. otpor kojim se jedno telo suprotstavlja
prodiranju drugog tvrđeg tela u njegovu površinu.
Tvrdoća stena ispituje se laboratorijski i terenski. Postoje statički i dinamički postupci ispitivanja
tvrdoće stena.
Opiti pri ispitivanju stenske mase na tvrdoći su:
• Uređaji koji rade na principu odskoka (Schmidtov čekić i skleroskop).
• Opiti kojima se određuje abrazivnost.
• Opiti koji se vrše laboratorijski i terenski.
Tvrdoća može se odrediti:
- statičkim,
- dinamičkim i
- specijalnim metodama.
Kod statičkih metoda sila ispitivanja koja deluje na utiskivač postepeno raste do maksimalne
vrednosti.
Kod dinamičkih ispitivanja sila na utiskivaču se ostvaruje udarom, ili se tvrdoća određuje na osnovu
elastičnog odskoka utisikivača od površine koja se ispituje.
Najčešće u praksi korišćene metode (statičke i dinamičke).
Pregled metoda merenje tvrdoće:
Ō Statičke metode:
• Brinel (Brinell) metoda HBS, HBW
• Poldi (Poldy) metoda, HP
• Vikers (Vickers) metoda, HV
Ō Dinamičke metode:
• Skleroskopska metoda (po Šoru (Shore)), HSh F(MPa)S
• Rokvel (RockweIl) metoda, HRC
• Duroskopska metoda, HD
Najčešće su u primeni Poldi, skleroskopska i duroskopska metoda.
Za ispitivanje tvrdoće metodama sa dinamičkim dejstvom sila, za sada, nemamo naših
standarda, pa se koriste preporuke stranih standarda ili proizvođača opreme.
Statički postupci zasnivaju se na principu utiskivanja igle ili cilindričnog utiskivača određenih
dimenzija u stensku masu (slika 6.86).
U laboratoriji se utiskivanje igle i cilindričnog utiskivača vrši presama, a na terenu uređaji su
prilagođeni za utiskivnje ramenom. Tvrdoća stena dobija se iz izraza:
gde su:
H - tvrdoća stena, (MPa)
F - maksimalna sila utiskivanja (N),
S - površina poprečnog preseka utiskivača (igle ili cilindričnog utiskivača) (mm
2
).


Sl. 6.86. Uređaji za određivanje tvrdoće stenaigla po Zojberlihu, 1 - pločasti
uzorak, 2 - igla, F - sila utiskivanja, d - dubina utiskivanja.

747. 747/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Dinamičkim postupkom tvrdoća stena ispituje se pomoću: skleroskopa, duroskopa i
sklerometra.
Skleroskopska relativna tvrdoća stena najčešće se ispituje Šorovim skleroskopom (sl. 6.87).





Sl.6.87. Skleroskop: 1 - postolje, 2 - uzorak stene, 3 - kanal sa skalom,
4 - teg, 5 - otkačivač, h - visina pada tega, h1 - visina odskoka.




Mehanička ispitivanja statičkim delovanjem sile merenje tvrdoće
• Statički postupci zasnivaju se na principu utiskivanja igle ili cilindričnog utiskivača
određenih dimenzija u stensku masu, Sl.6.86.

Ō Poldi (Poldy) metoda (HP) je metoda ispitivanja tvrdoće udarom (čekićem).

Tvrdoća se određuje tako što se čelična kuglica prečnika D=10 mm dejstvom sile F
istovremeno utiskuje u ispitivani materijal i materijal poznate tvrdoće, etalon. S obzirom da
su oba otiska (na materijalu i etalonu) dobijena dejstvom iste sile F, deobom izraza za
tvrdoću po Brinelu i ispitivanog materijala i etalona dobija se izraz za tvrdoću po Poldiju.
Tvrdoća uzorka prema Brinelu HBuz uz poznatu tvrdoću etalona HBet nalaze se u odnosu:


Sl.6.88. Šema Poldi (Poldy) metoda (HP) - metoda ispitivanja tvrdoće udarom (čekićem).
Standardni etalon ima čvrstoću Rm = 70⋅9,81= 686.7 [N/mm2], tj. tvrdoću HBet= 197.
Poldijeva metoda se smatra modifikovanom Brinelovom metodom. Razlika vrednosti
tvrdoća po Brinel i Poldi metodi ne prelazi 2%. Kod tvrđih materijala brojna vrednost
tvrdoće po Poldi metodi je veća, a za mekše materijale je manja.


HBS - tvrdoća etalona izmerena po Brinel metodi, odnosno HBet
HP - tvrdoća uzorka izmerena po Brinel metodi, odnosno HBuz



Sl.6.89. Dijagram odnosa HP i HBS

748. 748/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Mehanička ispitivanja dinamičkim delovanjem sile merenje tvrdoće
Ove metode zasnovane su na dinamičkom dejstvu sile na utiskivač, kao i na udarno-
elastičnom odskoku utiskivača od predmeta čija se tvrdoća meri. Reč je o jednostavnim,
brzim, lakim i jeftinim metodama merenja, ali i nešto smanjene tačnosti. Primenjuju se u
slučaju delova velike mase (dimenzija) i složene geometrije, ili kada na finalnim delovima
nije dozvoljena bilo kakva deformacija (valjci valjaoničkih presa, batovi kovačkih čekića,
rezni alati i dr.).

• Dinamičkim postupkom tvrdoća stena ispituje se pomoću: skleroskopa, duroskopa i
sklerometra.
- Skleroskopska relativna tvrdoća stena najčešće se ispituje Šorovim skleroskopom.
- Duroskopski postupak određivanja tvrdoće se, slično Šorovom postupku, bazira na
elastičnom odskoku utiskivača, odnosno klatna sa tegom od ispitivane površine uzorka stene.
- Sklerometrijska tvrdoća određuje se pomoću instrumenta koga je konstruisao Schmidt,
koji se sastoji od odbojnika i snažne opruge, pod čijim dejstvom odbojnik, preko kontatnog
klipa, prenosi udar na površinu uzorka; veličina odskoka se čita na skali sa 100 podeoka u
% maksimalne visine odskoka.

Ō Skleroskopska metoda (po Šoru (Shore, HSh) je metoda ispitivanja tvrdoće elastičnim
odskokom i na vizuelnom merenju visine njegovog prvog odskoka. Visina odskoka zavisna
je od vrste materijala, njegove tvrdoće, modula elastičnosti, stanja površine, mase predmeta,
kao i aparata za merenje.
Skleroskop je staklena cev dužine 245 mm, podeljene na 130 podeoka u koji se nalazi mali
teg (utiskivač) sa dijamantskim vrhom mase 2.5 g. Aparat se sastoji iz jedne staklene cevi
dužine 245 mm (24,5 cm), podeljene na 130-140 podeoka, u kojoj se nalazi pokretni
utiskivač mase 2,5 g sa dijamantskim kupastim vrhom. Sa određene visine utiskivač
slobodno pada bez trenja na površinu materijala čija se tvrdoća meri.
Mera tvrdoće je visina prvog elastičnog odskoka utiskivača. U najvišoj tački odskoka
utiskivač se zaustavi kočnicom. Visina odskoka je uvek manja od početne visine pada za
iznos utrošen na plastičnu deformaciju podloge i elastične deformacije u metalu. Kod mekših
materijala odskok je niži nego kod tvrđih. Visina odskoka u milimetrima se preko tabele
preračunava u vrednost tvrdoće prema Brinellu. Postoje uređaji s induktivnim očitavanjem
položaja tega nakon odskoka i brojčanim prikazom rezultata.

Ispitivanje se vrši tako što se teg težine 0,0245 N , sa zaobljenim dijamantskim vrhom, pušta
da slobodno pada sa visine h=24,5 cm na uglačanu površinu uzorka. Uzorak je najčešće
oblika kocke sa ivicama dužine 5 cm ili oblika valjka (prečnika 32, 42, mm). Kao mera
tvrdoće smatra se visina odskoka tega od uglačane površine uzorka stene (h1). Veličina
odskoka očitava se na skali od 140 podeoka, tzv. šorovih jedinica. Novije konstrukcije ovog
aparata imaju mogućnost da se teg pri odskoku zadrži na maksimalnoj visini što povećava
tačnost očitavanja tvrdoće.

749. 749/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl.6.90. Šorov skleroskop, Ispitivanje tvrdoće prema Šoru i odnos tvrdoće po Šoru i tvrdoće po Vikersu

Smatra se da je skleroskopska tvrdoća u mehanici stena isto što i Mosova skala u mineralogiji.


Sl.6.91.Uređaji koji rade na principu odskoka (Skleroskop, Duroskop i Schmidtov čekić) - princip merenja
odskoka..
Najrealniji podaci dobijaju se iz više merenja. Ovaj postupak zasniva se na zavisnosti tvrdoće
od čvrstoće na pritisak i elastičnosti stena. Iz tih razloga se vrednosti tvrdoće dobijene ovim
postupkom mogu upoređivati samo kod stena istih ili približno istih modu la elastičnosti.
Brzina pada tega (v) i njegovog odskoka (v1) zavise od visine pada (h) i visine odskoka (h1):


gde je:
g - ubrzanje zemljine teže (cm/s
2
).

Skleroskopska tvrdoća dobija se iz izraza:


gde su:
Hs - skleroskopska tvrdoća,
h1-n - visina odskoka,
n - broj odskoka.
Na osnovu srednje vrednosti elastičnog odskoka utiskivača može se tvrdoća po Šoru preračunati u
tvrdoću po Vikersu.
Dobra strana skleroskopa je njegova jednostavnost. Uređaj je jeftin. Mana mu je mala preciznost,
kao i da tvrdoća može da se meri samo na horizontalnim površinama.

Ō Duroskopska metoda (HD)
Duroskopski postupak određivanja tvrdoće se, slično Šorovom postupku, bazira na elastičnom
odskoku utiskivača, odnosno klatna sa tegom od ispitivane površine uzorka stene (sl. 6.92).

750. 750/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Duroskop (sklerograf) je prost, lak aparat, malih dimenzija i primenjuje se za brza merenja
tvrdoće, posebno vertikalnih površina.
Kod ove metode teg-odbojnik pušta se sa klatnom (sa visine h1) da udara na utiskivač koji
udara na vertikalnu površinu uzorka i odbija se od nje (na visinu h2). Veličina odskoka
predstavlja duroskopsku tvrdoću koja se očitava na polukružnoj skali sa 70 podeoka, kao
neime novan broj.
Kod ove metode lako se očitava visina odskoka jer se zajedno sa klatnom odbija i kazaljka
koja ostaje na najvećoj visini odskoka.
Duroskopska metoda je otklonila manu skleroskopske metode, jer meri tvrdoću isključivo
na vertikalnim površinama.

Dakle, princip rada ovog aparata baziran je na padu malog tega (2), obrtnog oko neke ose,
sa početne visine - h1 i njegovom udaru u utiskivač (1), koji je naslonjen na površinu radnog
predmeta čija se tvrdoća meri (3). Kinetička energija tega troši se na utiskivanje utiskivača,
ostvarujući delimično plastične, a delom elastične deformacije. Usled elastičnog odskoka
podiže se teg do neke visine - h2. Ova visina se uočava pomoću kazaljke koja je, podešena
tegom pri odskoku ostala na toj visini. Visina odskoka, određena položajem kazaljke, očitava
se na skali duroskopa i predstavlja meru tvrdoće po ovoj metodi. Skala ima 70 podeoka.
Vrši se najmanje 5 merenja, s tim što se pri svakom narednom merenju uzorak pomeri.
• Aparat se prislanja uz vertikalnu površinu predmeta;
• Prevođenje duroskopskih jedinica u tvrdoću po Vikersu, izvodi se preko dijagrama.















Sl.6..92.Duroskop sa sastavnim delovima: 1 - utiskivač, 2 - klatno sa tegom 3 - uzorak stene. Šema
merenja i dijagram odnos tvrdoće po Vikersu i broja duroskopskih jedinica
Napomena:
Skleroskopska i duroskopska metoda mere tvrdoću kod delova kod kojih ne bi smela da se
ošteti površina materijala.

• Sklerometrijska tvrdoća određuje se pomoću instrumenta koga je konstruisao Šmit
(Schmidt), koji se sastoji od odbojnika i snažne opruge, pod čijim dejstvom odbojnik, preko

751. 751/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
kontatnog klipa, prenosi udar na površinu uzorka; veličina odskoka se čita na skali sa 100
podeoka u % maksimalne visine odskoka.
Sklerometar, odskočni čekić ili Schmidtov čekić je metoda koju je razradio švajcarski
inženjer Ernst Schmidt 1948 godine. Odskočni čekić ili sklerometar “Schmidt” koristi se za
određivanje kvaliteta stene, betona i drugih građevinskih kompozitnih materijala. Samo
merenje ispitivanja zasniva se na principu “odskoka” pri udaru čelične igle na neku ravnu
površinu. Veličina odskoka zavisi od tvrdoće ispitivanog materijala i potisnoj energiji
opruge i od veličine pokretne mase. Njegovom upotrebom ne dolazi do razaranja ispitivanog
materijala.


































Sl. 6.93. Schmidtov čekić - očitavanje Schmidt čekića;
Nakon korišćenja alata, treba koristiti tabelu vrednosti u kojima su objašnjenja dobijenih merenja.

6.6.2. Žilavost stena (dinamička čvrstoća)

Žilavost ili dinamička čvrstoća stena je otpor koji ona pruža kada je izložena dinamičkoj
sili, tj. učestalom delovanju sile, u momentu loma. Žilavost stena zavisi od: teksture stena
tj. oblika zrna, njihove veličine, načina povezanosti i ispunjenosti prostora, vrste minerala i
njihove svežine, poroznosti (šupljikavost i ispucalost) stena.
Najžilavije su magmatske stene zrnaste i porfirske strukture, a odlikuju se glatkim i školjkastim
prelomom.

752. 752/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Za stene koje nisu otporne na udar kaže se da su krte, a odlikuju se hrapavim i nepravilnim
prelomom (slojevite sedimente i škriljave metamorfne stene).
Ispitivanje žilavosti po Pejdžu sastoji se u padanj u malja težine 20 N sa sve veće i veće visine, u
intervalima od po 1 cm, sve dok ne nastupi razaranje cilindričnog uzorka (prečnika 32 mm, 42 mm
i iste visine), kao što je prikazano na slici 6.94.
Prema jugoslovenskom standardu žilavost se ispituje modifikovanim postupkom Pejdža
(postupak po Foppl-y). Naime, uzorak kockastog oblika dužine ivica 5 cm izlaže se udaru
malja od livenog gvožđa težine 500 N sa različitih visina sve dok ne nastupi razaranje uzorka stene.
Žilavost se standardno ispituje padanjem malja od livenog železa težine 500 N, sa sve
veće i veće visine, dok ne nastupi razaranje uzorka kockastog oblika, sa dužinom ivica od 5
cm i izražava se izrazom:

gde su:
Ńdyn - žilavost ili dinamička čvrstoća stene (J/cm
3
) = (MPa),
R - rad (sila) koji je potreban za razaranje uzorka (J=1Nm),
Vu - zapremina uzorka (cm
3
).

Žilavost ima značaj pri korišćenju stena koje su izložene dinamičkom
delovanju (kocka i tucanički zastor kod puteva), zatim pri bušenju i iskopu,
te obradi stena.

Sl.6.94. Uređaj za određivanje žilavosti po Pejdžu:1 - malj, 2 - prenosni klip sa zaobljenim vrhom,
3 - cilindrični uzorak stene, 4 - skala.
Žilavost je svojstvo stene da se pri dinamičkom opterećenju lomi tek posle znatne deformacije.
Analitički izraz za žilavost:
Ž = A/V, Ncm/cm
3

gde je A ukupan rad utrošen za lom kocke zapremine V u cm
3
.
Žilavost stene zavisi od:
• otpora koji stena pruža u momentu loma kada je izložena dinamičkom dejstvu sile,
• zavisi od strukture i teksture stena, vrste minerala i njihove svežine, i od poroznosti stena,
• najvećom žilavošću odlikuju se stene sa ofitskom strukturom,
• stene zrnaste strukutre su žilavije od stena porfirske strukture,
• za stene kod kojih do loma dolazi bez prethodne ili posle neznatne deformacije pokazuju krto
ponašanje; ukoliko pre loma stena podnosi velike deformacije, onda je ponašanje (kvazi) plastično,
• čvrstoća na pritisak i žilavost nisu sinonimi - postoje stene koje se odlikuju velikom čvrstoćom
na pritisak, ali malom žilavošću!
Tabela 6.33 - Jednoaksijalna čvrstoća na pritisak i dinamička čvrstoća nekih stena (Janjić, 1982).
VRSTA STENE
Jednoaksijalna čvrstoća
na pritisak (MPa)
Dinamička čvrstoća
- žilavost (MPa)
Granit 185 22,4
Dijabaz 398 41,8
Bazalt, jedar 254 71,1
Peščar, glinovit 95 13,3
Peščar, silicijumski 203 40,3
Mermer, krupnozrni 123 17,0
Mermer, sitnozrni 148 27,2

753. 753/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Prema standardima Srbije (SRPS) žilavost se ispituje modifikovanim postupkom Pejdža
(postupak po Foppl-u) - uzorak oblika kocke se izlaže udarima malja od livenog gvožđa sa
različitih visina sve dok ne nastupi razaranje stene.
Žilavost po metodi M. A. Kobliške određuje se pomoću uređaja sa klatnom:


gde je:
G- težina latna,1 (N)
h - visina pada klatna, 4 (m)
H - visina otklona klatna po izvršenom radu (m)
A - poprečni presek uzorka (m
2
).


Sl.6.95. Ispitivanje žilavost po metodi M. A. Kobliške


Elastičnost - Ukoliko delovanjem neke sile izazovemo deformaciju minerala, on po
prestanku delovanja sile može da se vrati u prvobitno stanje ili da ostane deformisan.
Sposobnost povratka u prvobitno stanje nazivamo elastičnost. Ova osobina veoma varira kod
pojedinih vrsta. Postoje izrazito elastični minerali, kao što su liskuni, kao i oni koji su sasvim
neelastični (hlorit ili talk). Za minerale koji se pod dejstvom sile ne deformišu, već lako pucaju,
kažemo da su krti (kvarc).

6.6.3. Krtost je svojsvo stenske mase suprotno od žilavosti i elastičnosti - stena se lomi bez
prethodne deformacije.
6.6.4. Habanje stena - Otpor stena prema habanju
Habanje je svojstvo stena da se troše i smanjuju zapreminom, pri delovanju sile trenja.
Habanje stena zavisi, kako od mineralnog sastava, odnosno tvrdoće minerala u steni tako i
od načina njihove agregacije, svežine mineralnih sastojaka, vrste veziva i lepljivosti stene.
Habanje stena ispituje se u laboratoriji metodom „Los Angeles“ i metodom Bemea (Böhmea).
Veličina habanja izražava se gubitkom zapremine u cm
3
/50 cm
3
ili u procentima, prema
sledećem izrazu: Ha = (V1 - V2)/V1∙100 %,
gde je:
Ha - habanje stene (%);
V1 - zapremina suve stene pre habanja (cm
3
);
V2 - zapremina suve stene posle habanja (cm
3
).
Habanje je jedan od fizičkih uzroka propadanja stenskih masa. U tipične primere habanja
ubrajaju se industrijski podovi i putni zastori (kolovozi) sa velikom gustinom saobraćaja.
Otpornost na habanje spada u svojstva materijala koja utiču na trajnosti ugrađenih materijala,
u zadnje vreme iz više razloga, pre svega ekonomskih i ekoloških, tako da bolja otpornost
na habanje postaje sve važnija.
Naponi zbog habanja, pre svega kamenih i betonskih površina izložene su naponima zbog
kotrljanja (točkovi/saobraćaj), naponu usled brušenja (klizanje/gume) i/ili udarnom naponu
(teški materijali koji padaju). Gradivni materijali - agregati i njihova veza se svi zajedno
naprežu. Ti naponi (napadi) zbog toga su primarno mehanički.

754. 754/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Dakle, habanje je svojstvo čvrstovezanih stena da se troše, smanjuju zapreminu, pri dejstvu
sile trenja. Ovo svojstvo najviše zavisi od mineralnog sastava stena. Meki minerali su manje
otporni na habanje, tvrdji su otporniji.
Svojstvo stena da se troše, tj. da smanjuju masu odnosno zapreminu delovanjem spoljašnjih
sila trenja najviše zavisi od:
• tvrdoće minerala, strukture i teksture, postojanja defekata u steni, stanja svežine; zavisi i
od subjektivnih činilaca - od vrste i količine abraziva.
• najveće habanje imaju stene izgrađene od minerala sa malom relativnom tvrdoćom po
Mosovoj skali (hloridne i sulfatne stene).
• najmanje habanje imaju stene izgrađene od tvrdih minerala (kvarc, amfiboli, pirokseni, olivini)
• kod posredno vezanih stena većim habanjem odlikuju se stene sa vezivom manje čvrstoće
(limonitsko, glinovita veziva, i dr.)
• kod metamorfnih stena, veće habanje imaju škriljci nižeg kristaliniteta (stene sa dosta talka,
hlorita, liskuna)
• osim veličine habanja, vrlo je važna i ravnomernost habanja.
• monomineralne stene se odlikuju ravnomernim habanjem - mermer se haba ravnomerno,
dok mermer, koji osim kalcita sadrži i ljuspice liskuna, hlorit, grafit i epidot haba se neravnomerno.
Svojstvo materijala da se suprostavi gubitku mase (ili zapremine) pri izlaganju izvesnim
dejstvima, usmerenim na to da se materijal pohaba, izliže ili istruže.
Veoma mnogo zavisi od tvrdoće: što je tvrdoća materijala veća, otpornost na habanje je takođe veća.
Kao mera otpornosti na habanje može da posluži gubitak zapremine čV = čm/γ (cm
3
), ili
tzv. “koeficijent habanja”, koji je definisan izrazom: kh = čm/(γ∙Fh),
gde je: čm - promena mase uzorka tokom izlaganja opitu,
ΰ - zapreminska masa materijala koji se ispituje,
Fh - površina uzorka koja je izložena habanju.
Ovo svojstvo materijala važno je sa gledišta eksploatacije saobraćajnica, podova, gazišta na
stepenicama i slično. Za pojedine vrste materijala tačno su propisani oblici i dimenzije
uzoraka, postupci ispitivanja i uređaji za ispitivanje. Postoji više metoda za ispitivanje
habanja stena. Najčešće se primenjuju metode: Los Angeles, Beme i Deval.
Prema metodi Los Angeles, za opit je potrebno 50-100 N drobljenog agregata stene, koji se
stavlja u bubanj zajedno sa 6 -12 čeličnih kugli. Bubanj se rotira određenim brojem obrtaja
oko horizontalne osovine (500 -1000 obrtaja). Na kraju opita prosejava se i meri masa čestica
koje su manje od 1,6 mm, a nastale su sudaranjem metalnih kugli sa uzorcima stene. Prema
metodi Bemea opit se izvodi na uzorku stene u obliku kocke, ivice su 7,07 cm, odnosno
površina jedne strane je 50 cm
2
. Uzorak se pri rotiranju troši u dodiru sa tehničkim korundom
do standardnog broja obrtaja. Na kraju opita meri se gubitak zapremine na 50 cm
2
površine
i to predstavlja habanje.
Laboratorijsko ispitivanje habanja vrši se primenom tri metode:
Ō Metoda Los Anđeles,
Ō Metoda Bemea,
Ō Metoda Devala.
Ō Metoda Los Anđeles - koristi se za ispitivanje habanja drobljenog agregata stene.
Ispitivanje otpornosti na habanje vrši se u čeličnom cilindru - bubnju unutrašnjih dimenzija
711-508 mm.

755. 755/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Cilindar je postavljen na postolje tako da se može okretati. Osušen i pripremljen materijal za
ispitivanje težine 5 kg unosi se u bubanj sa 5-10 čeličnih kugli težine između 390-445 g.
Bubanj se okreće oko horizontalne ose brzinom od 30-33 obrtaja u
minuti. Posle 500 obrtaja (oko 15 minuta) materijal se vadi iz bubnja,
prosejava i meri masa čestica veličine ispod 1,6 mm, koja je nastala
udarom čeličnih kugli o agregat stene, kao i agregata između sebe.
Gubitak mase agregata nakon rotiranja je merilo habanja stena. Na ovaj
način utvrđuje se otpornost na krunjenje ivica drobljenog agregata.
• gubitak težine agregata je merilo habanja stena.


Sl.6.96. Uređaj za ispitivanje žilavost po Los Anđeles metodi.






Ō Metoda Bemea - osim Los Angeles metode koja se koristi kod ispitivanja kamena, betona
i mnogih drugih materijala, postoji i druga vrsta opreme za ispitivanje otpornosti materijala
na habanje (Bemeove mašine na skici).
Metoda Bemea sastoji se u habanju uzorka stene oblika kocke ivice dužine 7,07 cm tj.
površine 50 cm
2
. Uzorak se pre ispitivanja stavi u držač i na principu poluge optereti silom
od 300 N, tako da prisno nalegne na brusnu ploču. Brusna ploča je tako podešena da radi sa
30±1 obrtaja u minuti i da se posle svaka 22 obrtaja zaustavi. Pre početka ispitivanja na
brusnu ploču se stavi abraziv i mašina pusti u rad. Nakon svakih 22 obrtaja tj. zaustavljanja
mašine otkoloni se abraziv i prah od kamena, a ploča pospe novim abrazivom i pusti u rad.
Posle svakih 110 obrtaja uzorak se okreće za 90
0
oko svoje vertikalne ose. Nakon
standardnog broja obrtaja (4x110 = 440) opit se završava. Veličina habanja izražava se
gubitkom zapremine u cm
3
/50cm
2
ili u procentima po formuli:


ili
gde je:
Ha - habanje stene (%),
V1 - zapremina stene pre habanja (cm
3
),
V2 - zapremina stene nakon habanja (cm
3
).








Sl.6.97.Uređaj za ispitivanje žilavost po metodi Bemea.
Tabela 6.34 - Razvrstavanje stena prema veličini habanja po metodi Bemea (Janjić,1982).

756. 756/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ō Metoda Devala - Za ispitivanje habanja tucanika koristi se postupak Devala. Opit se obavlja sa
masom tucanika od 5 kg (50 komada od po 100 g), koji se nakon pranja i sušenja stavlja u dva
cilindra koji se u toku 5 sati okrenu 10 000 puta. Po završetku opita vrši se prosejavanje nastale
sitneži (udarima komada tucanika jednog o drugi) kroz sito otvora 1,6 mm. Devalov koeficijent (D)
dat je izrazom: &#3627408439; =
400
&#3627408474;

gde je: D - devalov koeficijent, D = 400/m
m - masa čestica nastale sitneži tucanika manjih od 1,6 mm u g/kg uzorka stene
Prema koeficijentu Devala, stene su podeljene na:










Sl.6.98. Uređaj za ispitivanje žilavost po metodi Devala.

Habanje se može odrediti i gubitkom mase u procentima preko izraza:


gde je:
A - habanje drobljenog agregata, tucanika ili kocke (%),
m1 - masa stene pre habanja (g),
m2 - masa stene posle habanja (g).
Značaj poznavanja habanja stena je jako veliki kod njihove primene za izgradnju puteva i ulica, kod
korišćenja stena kao agregata za asfaltne i cement-betonske zastore, tucaničkog zastora za pruge,
za popločavanje podova i izradu stepeništa, i dr.
Za ispitivanje kamena koriste se kocke ivica 7,07 cm (Fh =50 cm
2
), kod betona kocke ivica 10 cm.
Kod ove vrste otpornosti osnovno je da beton ima dovoljnu čvrstoću i tvrdoću u površinskom sloju,
koji je neposredno izložen delovanju habanja.
Pored agregata, koji sam po sebi mora da bude dovoljno otporan na ovaj uticaj, potrebno je primeniti
cemente visokih klasa i niske vodo-cementne faktore. Preimućstvo ima drobljeni agregat, pri čemu
treba težiti optimalnom učešću krupnih frakcija, uz minimalno potrebno učešće sitnih.
U našoj regulativi za sada ne postoje kriterijumi za ovu vrstu otpornosti. Koriste se analogije sa
prirodnim kamenom (JUS B.B8.015).
6.6.5. Rastresanje i zbijanje stena (Otpor prema rastresanju)
Rastresitost je osobina stenskih materijala da se pri odvajanju i dobijanju iz prirodne sredine dobija
zapremina materijala koja je uvek veća od prvobitne zapremine. Kada se stenska masa izminira, ili
iskopa na neki drugi način, onda je njena zapremina veća od prvobitne, odnosno stena je rastresitija.
Rastresanje se izražava koeficijentom rastresitosti (Kr) koji predstavlja odnos zapremine
iskopanog materijala- rastresito stanje „ V1 “, (m
3
) i prvobitne zapremine stene in situ - sraslom
stanju „V“, (m
3
), odnosno:


Ili, koeficijent rastresitosti Kr je odnos zapreminske mase ρ i nasipne gustine ρn, odnosno zapremina
stenske mase u sraslom i rastresitom stanju: &#3627408498;
&#3627408531;=
&#3627409222;
&#3627409222;&#3627408527;

Koeficijent rastresitosti Kr je direktno vezan za pojam nasipne zapreminske težine za koju se može
reći da direktno zavisi od koeficijenta rastresitosti koji direktno zavisi od strukture stenskog
materijala, mehaničkih karakteristika, načina dobijanja (metoda eksploatacije) i
Otpornost stena prema
habanju - metoda Devala
koeficijent
Devala
Vrlo otporne D > 15
Otporne D = 11 - 15
Neotporne D < 11

757. 757/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
granulometrijskog sastava. Karakteristično je da vezani stenski materiali pokazuju veći koeficijent
rastresitosti od nevezanih stenskih materijala.
Koeficijent rastresitosti zavisi od vrste stene i promenljiv je tokom procesa otkopavanja, transporta
i odlaganja. Na osnovu sopstvenog iskustva u tabeli 6.35 dat je prikaz prosečnih vrednosti
koeficijenta rastresitosti, s tim da se tabelarni prikaz shvati kao orijentacija uz obavezu da se za
svaki konkretni slučaj ovaj koeficijent određuje u zavisnosti od primenjene metode otkopavanja.

Tabela 6.35- Tabelarni prikaz vrednosti koeficijenata rastresitosti
STENA KOEFICIJENT RASTRESITOSTI, Kr
Glina 1,15-1,35
Pesak 1,05-1,10
Krečnjak 1,35-1,45
Ruda bakra 1,45-1,65
Ruda olovo-cink 1,40-1,60
Lignit 1,35-1,50
Nasuprot rastresanju stena pri iskopavanju, pri zbijanju vrši se smanjenje njihove zapremine. To
se ostvaruje tako što zrna stene, ili njeni fragmenti, zauzimaju bolji raspored tako da se smanjuje
poroznost stene. Zbijanje je otežano, često i neizvodljivo, u izdanskoj zoni terena. Da bi se to moglo
uraditi potrebno je sniziti NPV (za oko 0,5m) ili se moraju primeniti druge mere.
Kod nevezanih stena zbijenost je predstavljena izrazima:


i
gde su:
ID - indeks zbijenosti,
emax , emin , e; Vmax, Vmin, V - koeficijenti poroznosti i zapremine: najveći - kad je stena rastresita,
najmanji - zbijena stena i u prirodnom stanju.
Zbijenost glinovito-prašinastih stena je predstavljena izrazom:

gde su:
Id - indeks zbijenosti,
eL - koeficijent poroznosti na granici tečenja,
ep - koeficijent poroznosti na granici plastičnosti i
e - koeficijent poroznosti uzorka u prirodnom stanju, bez zbijanja.
Pri izradi nasutih brana, nasipa uopšte, kao i u mnogim drugim slučajevima, kada je potrebno da
stenska masa bude što je moguće više zbijena odredjuje se vlažnost stena pri maksimalnoj
zbijenosti. To se postiže Proktorovim opitom kojim se određuje optimalna vlažnost pri kojoj je
najveća suva zapreminska težina stene.
6.6.6. Otpor prema drobljenju - Drobivost stena

Drobivost je osobina stenskih materijala da se drobe-lome pri dejstvu spoljne sile mehaničkog
karaktera - svojstvo koje se ispoljava kod stena i mineralnih sirovina pri učestalim dinamičkim
naprezanjima. Drobljenjem (sitnjenjem) stene dobija se kamenje i prašina. Do drobljenja može doći
uticajem vremenskih prilika, erozijom ili veštačkim putem - eksplozivom ili mašinama.
Za određivanje ove osobine primenjuje se više metoda, ali u praksi je najčešće primenjena metoda
određivanja drobivosti - dinamičke čvrstoće po M. M. Protođakonovu mlađem, za šta se koristi
oprema prikazana na slici 6.100 i švedski test drobivosti sl. 6.101.
• Po postupku Protođakonova, za ispitivanje uzima se uzorak uglja sa više mesta na gradilištu u
dovoljnoj količini da se u laboratoriji može razbijanjem da dobije 5 uzoraka po 25-75 gr mase i
krupnoće sa pojedinim stranama preko 10 mm

758. 758/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
• Svaki uzorak se izlaže dejstvu 5 udara tučka pri slobodnom padu sa stalne visine, a ukupna količina
sitneži od svih 5 uzoraka zajedno se proseje kroz sito sa otvorima prečnika 0,5mm i izmeri u menzuri.
• Koeficijent čvrstoće pri drobljenju dobija se po obrascu:
f = 20 x n/l, gde je n broj udara tučkom, l je visina stuba ukupne količine sitneži ispod
0,5mm u menzuri, sl. 6.100.
• Proračun drobivosti vrši se prema obrascu:
Vmax = (67/f) - 1,7 (cm
3
)
Metoda po postupku Protođakonova zasniva se na uzimanju uzoraka materijala određenih
dimenzija koji se stavljaju u avan i na iste deluje odgovarajućom silom sa određene visine i
to 5 udara tegom po svakom uzorku. Kao rezultat ovog rada, materijal se drobi i pri tome
registruje visina materijala u menzuri koja je dobijena prosejavanjem najmanje 5 uzoraka
kroz sito od 0,5 mm na osnovu čega se sračunava drobivost materijala po obrascu:

gde je:
f1 - dinamička čvrstoća - drobivost,
n - broj udara tegom - tučkom,
l - visina stuba frakcije ispod 0,5 mm izmerena u menzuri.

Prikazana metoda ispitivanja našla je primenu u određenim klasifikacijama posebno kada se
radi o ugljevima i ostalim stenskim materijalima koji pripadaju kategoriji krtih materijala.

Kao rezultat velikog broja radova iz ove oblasti ustanovljena je zavisnost sile rezanja i
ekonomičnosti rezanja od pokazatelja drobivosti, dok ovaj pokazatelj može da posluži i za
ocenu mehaničkih svojstava uglja pri tretiranju procesa rezanja uglja.

Tabela 6.36 - Otpornost prema drobljenju


Švedski test drobivosti (lomljivosti) - materijal za ispitivanje se prethodno pripremi u
laboratorijskoj drobilici, tako da pojedinačni komadi ne budu veći od 16 mm niti manji od 11,2 mm.
- Razaranje uzorka se obavlja spuštanjem tega određene mase na metalni poklopac posude
sa određene visine.
- Spuštanje tega se ponavlja 20 puta da bi se vrednost drobivosti (S) dobila kao količina
stenskog materijala iz posude koji prođe kroz kvadratne otvore na situ, strana 11,2 mm,
izraženo u procentima.
KLASA STENE OTPORNOST PREMA DROBLJENJU Vmax (cm
3
) KARAKTERISTIČNE STENE U KLASI
I Izuzetno teško drobive stene 1,8 diorit, skarn, korund, porfirit
II Veoma teško drobive stene 1,8-2,7 sitnozrni kvarcni peščar, čvrsti granit
III Teško drobive stene 2,7-4,0 granodiorit, kvarcit, serpentinit, čvrsti peščar
IV Stene srednje drobivosti 4,0-6,0 peridotit, konglomerat
V Lako drobive stene 6,0-9,0 peščar srednje čvrstoće, mermer, škriljac
VI Veoma lako drobive stene 9,0 mekane rude, slabiji krečnjaci, gips, kalcit

759. 759/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

ž

Sl.6.99.Odnos između specifične energije stene i
koeficijenta čvrstoće stene (The relationship beteen the
specific energy of rock and the coefficient of rock strendth)




Sl. 6.100. Uređaj za određivanje drobivosti

Sl. 6.101. a) Aparat za ispitivanje drobivosti-lomljivosti; b) šema testa lomljivosti (Dahl 2003).
Specifične karakteristike stene koje utiču na drobivost-lomljivost i brzinu prodiranja
uključuju jednoosnu pritisnu čvrstoću (UCS), zateznu čvrstoću, Youngov modul, tvrdoću i
lomljivost. Zato je važno predvideti indeks brzine bušenja (Drilling Rate Index - DRI) na
osnovu UCS-a i brazilske zatezne čvrstoće (BTS) stena. Vrednost DRI je snažno povezana
sa jednoosnom pritisno čvrstoćom i indirektnom zateznom čvrstoćom. Međutim, kada se
jednoosna pritisna čvrstoća i zatezna čvrstoća stene razmatraju zajedno, koeficijent
korelacije se povećava. Odnos između geomehaničkih svojstava (UCS, BTS) i DRI određen
je analizom višestruke regresije. Iz ovih analiza dobijene su jake veze za čvrstoću stena (UCS) iznad
i ispod 100 MPa sa koeficijentima korelacije 0,81 odnosno 0,88. Rezultati regresione analize
pokazuju da za preciznije predviđanje DRI stene treba klasifikovati prema njihovoj gvrdoći.

760. 760/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
DRI je mera težine ili lakoće bušenja stena, a razvijen je na Norveškom univerzitetu nauke
i tehnologije u Trondheimu. DRI je zasnovan na rezultatima dva laboratorijska
ispitivanja - testa lomljivosti (S20) i Sievers'J (SJ)-minijaturnog testa bušenja (Bruland1998).
Sievers'J-minijaturni test bušenja, koji je razvio H. Sievers 1950-ih, indirektno meri
površinsku tvrdoću stena (Dahl 2003). Sievers'J vrednost dobija se u minijaturnom testu
bušenja, sl.6.102, merenjem dubine rupe u uzorku stene nakon 175 -200 okretaja burgije u
1/10 mm. Test se ponavlja četiri do osam puta za svaki uzorak stene, a Sievers'J vrednost je
srednja vrednost izmerene dubine ispitne rupe.
Vrednost lomljivosti, S20, je indirektna mera otpornosti stene na rast pukotina i drobljenje
pri ponovljenim udarima, sl.6.100. Ovaj test, koji su razvili N. von Matern i A. Hjelmer
1943. (Dahl 2003), izvodi se u tri jednake ekstrakcije u frakciji 11,2-16,0 mm. Zbirna
zapremina uzorka stene odgovara zapremini agregata od 500 g sa gustinom od 2,65 g/cm
3
u
frakciji 11,2-16,0 mm (Puhakka1997). Vrednost lomljivosti izračunava se kao postotak
materijala male veličine koji prolazi kroz mrežu od 11,2 mm nakon 20 pada čekića od 14 kg
i predstavlja se kao srednja vrednost tri ili četiri paralelna ispitivanja.
Dijagram prikazan na slici 6.103. pokazuje kako se DRI određuje na osnovu vrednosti krtosti
S20 i Sievers'J (Dahl 2003).











Sl.6.102. Sievers'J-minijaturni aparat za ispitivanje bušilice Sl.6.103. Dijagram DRI procene (Dahl 2003).

6.6.7. Otpor prema bušenju - Bušivost
Bušenje, jedno od najvažnijih faktora u iskopavanju stena, može se definisati kao lakoća
bušenja stenske mase u određeno vreme do određene dužine pomoću svrdla za bušenje. Na
bušenje stene utiču brojni faktori vezani za geotehničke karakteristike stenske mase i radne
parametre bušaće mašine
Bušivost stena definiše se stepenom relativne otpornosti koju ona pruža prodiranju alata za
bušenje u njenu masu.Bušivost stena zavisi od objektivnih i subjektivnih činilaca.
Objektivni činioci su: tvrdoća stena, statička i dinamička čvrstoća, poroznost, vlažnost,
mehanička oštećenost, način pojavljivanja, litološka homogenost tj. heterogenost i dr.
Od subjektivnih činilaca najvažniji su: vrsta bušenja (rotaciono, udarano), oblik i vrsta
krune (vidia, dijamantska), režim bušenja (energija udara, broj obrtaja, pritisak), prečnik
bušenja, pravac i dubina bušenja.
Stene izgrađene od minerala velike tvrdoće dovode do brzog tupljenja kruna za bušenje.
Najlošiji je slučaj kada su stene izgrađene od minerala sa velikom razlikom tvrdoće. Na
primer, krečnjaci sa rožnacima, škriljci sa sočivima kvarca i sl. Stene velike statičke i
dinamičke čvrstoće znatno otežavaju - usporavaju bušenje. Velika poroznost - kavernoznost

761. 761/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
dovodi do propadanja i zaglavljivanja pribora za bušenje kao i do inklinacije bušotina. Slični
problemi se javljaju u jako ispucalim i listasto škriljavim stenama.

Bušenje, jedno od najvažnijih faktora u iskopavanju stena, može se definisati kao lakoća
bušenja stenske mase u određeno vreme do određene dužine pomoću svrdla za bušenje. Na
bušenje stene utiču brojni faktori vezani za geotehničke karakteristike stenske mase i radne
parametre bušaće mašine.
1. Tvrdoća stena
2. Tekstura stena i gustina
3. Uzorak loma stene
4. Opšta struktura formacije/stenske mase

Bušivost stenskih materijala ogleda se u pružanju manjeg ili većeg otpora prodiranju
različitih uređaja - opreme za bušenje, što se najbolje može prikazati preko brzine bušenja,
ali i na neki drugi način. Kako u procesu bušenja koji predstavlja prodiranje alata u stensku
masu dolazi i do pojave habanja pribora za bušenje, u primeni su dva pojma poznata kao
bušivost i abrazivnost koji predstavljaju veličine koje su direktno zavisne od vrste stenske mase.














Sl.6.104. Geotehnički parametri koji utiču na performanse bušenja- Efektivni parametri penetracije stena


Dakle, geotehnički parametri utiču na performanse bušenja i trošenje bitova (kruna) i
uključuju stanje i strukturu stenske mase, mehaničko ponašanje i mineralni sastav stenskih
materijala.

762. 762/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)























Sl. 6.105. Faktori uticaja na bušivost stenskih masa
Parametri mašine uključuju metodu bušenja, vrste i oblike svrdla, kao i tehničke
karakteristike uređaja za bušenje koji se koristi, a sve to zavisi od geotehničkih karakteristika
stenske mase.

Sl.6.106. Neke od najčešćih laboratorijskih metoda ispitivanja za merenje lomljivosti stena u vezi sa bušenjem i
bušenjem tvrde stene., a) UCS, b) BTS, c) PLT, d) S20 (Dahl i sar., 2012), e) Test udarca (Yagiz, 2009), f) LCPC
(Thuro i sar., 2007) i g) SJ (Dahl i sar., 2012)

763. 763/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)














Sl.6.107. Grafikon prikazuje karakteristike bušenja za pet uslova bušenja ( Nast, 1955 ) i dijagram DRI
procene (Dahl 2003).
Ovi parametri ne uzimaju u obzir karakteristike opreme za bušenje. Svako od navedenih
svojstava koja utiču na bušenje se razmatra zasebno. Iskusan bušač može reći kako će kamen
bušiti. Važno je znati koliko će brzo bušiti. Uzimajući u obzir ova četiri svojstva, bušenje
stena može se klasifikovati u pet uslova: brzo, brzo prosečno, prosečno, sporo prosečno i sporo.

Tvrdoća
Tvrdaoća se može definisati kao otpornost materijala na udubljivanje i grebanje (ISRM, 1975)
Za određivanje tvrdoće koriste se obično ovi uređaji:
• Opit struganja (scratch pokus). Rezultat ispitivanja izražava se na Mohs-ovoj skali koja
koristi 10 minerala. Na toj skali talk je najmekši (H=1) a dijamant je najtvrđi (H=10).
• Opit utiskivanja (indentation test). Kod ovog opita utiskuje se kugla, piramida ili kupa
u površinu uzorka. Koriste se tehnike Brinell-a, Vickers-a, Knoop-a i Rockwell-a koje su
razvijene u metalurgiji.
• Uređaji koji rade na principu odskoka (Schmidtov čekić i skleroskop).
• Opit kojima se određuje abrazivnost.
Tekstura
Tekstura se može odrediti vizuelnim pregledom zrnaste strukture stene, a zatim klasifikovati prema
stanju bušenja kao što je prikazano u Tabeli 6.37 (Wilbur, 1982).
Tabela 6.37 - Tekstura, Izvor: Wilbur, 1982
Stanje bušenja Vrsta stene i tekstura
Brzo Porozni (ćelijski ili ispunjeni šupljinama)
Brzi prosek Fragmentno (fragmenti, rastresiti ili polukonsolidovani)
Prosek
Granitoid (zrna dovoljno velika da se lako prepoznaju
- granit prosječnog zrna)
Spori prosek Porfirit (veliki kristali u sitnozrnom granitu)
Sporo Gusta (struktura zrna premala da bi se mogla identificirati golim okom)
Fraktura
Lom u bušotini odnosi se na to kako se stena raspada kada se udari čekićem. Pet uslova bušenja je
u korelaciji sa tipom stene i uzorkom loma u tabeli 6.38.

764. 764/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 6.38 - Fraktura, Izvor: Wilbur, 1982.
Stanje bušenja Vrsta stene i uzorak loma
Brzo Mrvičasto (raspada se na male komadiće kada se lagano udari)
Brzi prosek Krta (stena se s lakoćom lomi kada se lagano udari)
Prosek
Sektila (kada se kriške mogu odlepiti ili odvojiti, a kamen se
mrvi kada se udari čekićem)
Spori prosek Čvrsta (kamen otporan na lomljenje kada se udari jakim udarcem)
Sporo Kovan (stena koja ima tendenciju da se spljošti pod udarom čekića)

Formacija opisuje stanje strukture stenske mase. Različite formacije koje omogućavaju pet
uslova bušenja prikazane su u tabeli 6.39. Visoka brzina bušenja je moguća u masivnim stenama,
dok se sporo bušenje postiže u blokovskim i škriljavim stenskim masama.
Kako je rečeno, na bušenje utiču mnogi faktori, uključujući parametre mašine i svojstva
stene. Glavni parametri mašine za bušenje uključuju brzinu rotacije, silu potiska, obrtni moment i
pritisak ispiranja.
Specifične karakteristike stene koje utiču na brzinu prodiranja uključuju jednoosnu pritisnu čvrstoću
(UCS), zateznu čvrstoću, Youngov modul, tvrdoću i lomljivost, pa tako i na indeks brzine bušenja
DRI, (Drilling Rate Index-DRI) - Drillability; jednoosna pritisna čvrstoća; zatezna
čvrstoća; regresiona analiza
Tabela 6.39 - Formacija, Izvor: Wilbur, 1982 .
Stanje bušenja Vrsta stene u odnosu na formaciju
Brzo Masivna (čvrsta ili gusta, praktično bez pukotina)
Brzi prosek
Listovi (slojevi ili slojevi debljine 4-8 stopa
(1,2-2,4 m) sa tankim horizontalnim pukotinama)
Prosek
Laminirana (tanki slojevi debljine 1–3 stope (0,3–0,9
m) sa horizontalnim pukotinama sa malo ili bez zemlje)
Spori prosek
Izbrazdana – škriljava (mnogo otvorenih pukotina u
horizontalnim i vertikalnim položajima)
Sporo
Blokovi (široko otvorene pukotine u svim smerovima
i ispunjeni zemljom ili razbijeni ili napukli)

765. 765/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Drillability; jednoosna pritisna čvrstoća; zatezna čvrstoća; regresiona analiza
Vrednost DRI je snažno povezana sa jednoosnom pritisno čvrstoćom i indirektnom
zateznom čvrstoćom. Međutim, kada se jednoosna pritisna čvrstoća i zatezna čvrstoća stene
razmatraju zajedno, koeficijent korelacije se povećava.
Odnos između geomehaničkih svojstava (UCS, BTS) i DRI određen je analizom višestruke
regresije. Iz ovih analiza dobijene su jake veze za čvrstoću stena (UCS) iznad i ispod 100
MPa sa koeficijentima korelacije 0,81 odnosno 0,88. Rezultati regresione analize pokazuju
da za preciznije predviđanje DRI stene treba klasifikovati prema njihovoj čvrstoći.
DRI test se obično koristi za predviđanje performansi mašina za podzemni iskop. Da bi se
odredila vrednost ovog indeksa, provode se Sievers-J-minijaturni test bušenja i test
lomljivosti (S20). Ova ispitivanja, s druge strane, zahtevaju izuzetno duge periode zbog
napornog smanjenja veličine i napora prosejavanja i uzrokuju povećanje potrošnje burgija.


6.6.8. Abrazivnost
Abrazivnost stene je sposobnost habanja bušeće krune, zubi ili noževa otkopne mašine ili
drugog sredstva - uređaja pri dobijanju (kopanju).
Abrazivnost stenskih materijala ogleda se u habanju alata za bušenje i prikazuje se
koeficijentom abrazivnosti koji predstavlja odnos između utrošenog materijala organa za
bušenje u jedinici vremena ili po jedinici dužine.

- Stepen abrazivnosti stene određuje se prema količini materijala koji izgubi cilindar etalon
u određenom vremenu.
- Klasifikacija stena po abrazivnosti
L.I. Baron - mera je izgubljeni materijal u mg:
- 5 mg izrazito slabo abrazivne - na primer krečnjak, kamena so,
- ˃ 90 mg - izrazito abrazivne stene sa korundom.

6.6.9. Otpor stena prema miniranju

Imajući u vidu značaj miniranja, odnosno ogroman utrošak sredstava radi dobijanja mineralnih
sirovina, kao i da dejstvo eksplozije i danas predstavlja prioritetni značaj dobijanja mineralnih
sirovina, shvatljiva je zainteresovanost stručnjaka različitih profila da se u potpunosti prouči ova
osobina i da se dođe do adekvatnih podataka.
I kod ispitivanja ove tehničke osobine poznate su i laboratorijske i terenske metode, s tim što su
terenski postupci povoljniji i skuplji, ali su zato laboratorijski komplikovani i teško izvodijivi,
posebno kada se ima u vidu razorno dejstvo eksplozije.
Proučavanja ove osobine izvode u sklopu predmeta Bušačko - minerskih radova, što je specifičnost
rudarske struke, prikazivanje metoda određivanja otpora prema miniranju nije predmet ovog
pisanog materijala.

Dakle, ukratko, pri otpucavanju minskih punjenja, u bušotinama za miniranje, stene pružaju
različite otpore. Taj otpor se najčešće izražava količinom utrošenog eksploziva, odnosno
koeficijentom specifične potrošnje eksploziva. Taj koeficijent i broj minskih bušotina može se
odrediti po formuli:
- koeficijent specifične potrošnje eksploziva, Ke:

- broj bušotina na jedan m
2
čela iskopa, N
e
:

gde su:

766. 766/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ke - koeficijent specifične potrošnje eksploziva,
Qe - količina utrošenog eksploziva,
l - linija najmanjeg otpora pri miniranju, ili dužina levka koji nastaje miniranjem (m),
N
e
- broj bušotina na jedan m
2
čela iskopa,
f - koeficijent čvrstoće stena po Protodjakonovu,
A - površina čela iskopa (m
2
)
U pogledu otpornosti prema miniranju najčešće se izdvaju tri grupe stena.
Otporne su sve vrlo čvrste stene, malo ispucale i malo hemijski izmenjene (graniti, daciti,
amfiboliti, itd).
Srednje otporne su srednje čvrste stene (krečnjaci, mermeri, dolomiti, srednje čvrsti peščari i
intenzivno ispucale vrlo čvrste stene).
Slabo otporne pri miniranju su meke čvrsto vezane stene i druge intenzivno ispucale i izmenjene
čvrsto vezane stene (tuf, filit i drugi škriljci, bigar, glinac i dr.).

6.6.10. Otpor prema rezanju
U inženjerskoj geologiji - mehanici stena, posebno u rudarstvu, sve se više javljaju zahtevi
da se problemima izučavanja otpora prema rezanju posveti veća pažnja posebno kada se
imaju u vidu činjenice kao što su:
- Sve veća primena mehanizovanog otkopavanja velikog broja mineralnih sirovina u čijoj
osnovi leži proces dobijanja koji se naziva rezanje,
- Razvojem tehnologije dolazili do proširenja obima primene mašina za rezanje, što je
rezultiralo u ogromnoj potražnji istih, ali u isto vreme dovelo do znatnih ulaganja u nova
istraživanja i sve navedeno je dovelo do novih saznanja,
- Sva istraživanja ukazuju da se kod primene mašina za rezanje dobija neuporedivo manja
cena koštanja po jedinici proizvoda, što je dovelo do zajedničkog interesa više grana za
udruživanjem sredstava u cilju istraživanja procesa rezanja i pojave novih rešenja.
Özfirat i sar. (2016) predložili su novi indeks lomljivosti za predviđanje DRI koristeći UCS i
zateznu čvrstoću. Yetkin i sar. (2016) istraživali su odnose između DRI, indeksa rezanja stena i
nekih svojstava čvrstoće stena. Oni su predložili da se DRI i svojstva čvrstoće mogu pouzdano
koristiti za predviđanje performansi mašine za sečenje.

Kako je procesom rezanja obuhvaćen veliki broj stenskih materijala, različitih strukturnih i fizičko-
mehaničkih osobina, a pošto se proces rezanja obavlja pri različitim eksploatacionim uslovima, u
zavisnosti od konstrukcije mašina za dobijanje (pravolinijsko ili kružno kretanje organa za
dobijanje, slobodan pad ili dizanje i premeštanje materijala posle rezanja, konstrukcija organa za
rezanje i slično) razvio se i veliki broj metoda određivanja sile rezanja, koje nisu i ne mogu
obuhvatiti sve slučajeve koje treba istražiti.
Iz grupe ovih metoda razvila se jedna metoda koja je našla široku primenu u praksi, a
dosadašnja istraživanja pokazala su da treba nastaviti sa radom u cilju njenog usavršavanja
i eventualne modifikacije.
Ova metoda zasniva se na merenju penetracije i sile potrebne da klin određenih dimenzija
izvrši rasplinjavanje (cepanje) određenog probnog tela, kako je to prikazano na slici 6.108.

767. 767/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)


Sl.6.108 . Šematski prikaz metode klina





Kao rezultat takvog merenja definišu se određeni parametri rezanja kao što su:
- Specifični otpor rezanja: Kl


gde su:
P - sila koja je izvršila rasklinjavanje (cepanje), N,
l - dužina klina koja je izvršila rasklinjavanje, cm.
- Specifični otpor rezanja: KF

gde je:
F - površina poprečnog preseka uzorka, cm
2
.

Kako i ova metoda određivanja sile rezanja ne daje dovoljno podataka o procesu rezanja,
neophodno je uz ova ispitivanja odrediti i veličine kao što su vlažnost uzorka, zapreminska
masa, čvrstoća na pritisak, čvrstoća na istezanje, i sve napred navedeno ukazuje na činjenicu
da je za određivanje otpora rezanja neophodno vršiti odgovarajuća terenska ispitivanja, koja
se ovde neće obrađivati.

Elastičnost
Elastičnost je svojstvo stena da mogu promijeniti oblik i zapreminu pod delovanjem spoljne
sile, te vratiti u približno isti početni oblik i zapreminu po prestanku delovanja sile.
Pri tome, deformabilna sila treba biti manja od kritične, kako ne bi izazvala lom stene.
Elastičnost je karakteristično svojstvo, uglavnom, čvrsto vezanih stena, a zavisi od njihovog
mineralnog sastava, tvrdoće minerala, strukture i teksture stene, svežine sastojaka, vlažnosti,
kao i subjektivnih činioca, kao što su jačina i smer opterećenja.
Elastičnost stena izražava se modulom elastičnosti ili Jungovim (Young) modulom,
Poasonovim (Poisson) brojem i Poasonovim koeficijentom.
Jungov modul (E), označava silu potrebnu da uzorak jediničnog poprečnog preseka produži
za iznos prvobitne dužine, a izražava se u GN/m
2
.
Poasonov broj (m) označava odnos relativne uzdužne deformacije i relativnog poprečnog
skraćenja.
Poasonov koeficijent (μ) označava recipročnu vrednost Poasonovog broja.

Plastičnost
Plastičnost je svojstvo stena da pri delovanju spoljnih sila menjaju oblik i zapreminu, koji
ostaju trajno promenjeni i nakon prestanka delovanja sila.
Plastičnost je karakteristično svojstvo glinovitih stena.

768. 768/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tiskotropnost
Tiskotropnost je svojstvo koloidnih smesa gline i vode da pod mehaničkim uticajem
(mešanjem, stresanjem, vibracijama) trenutno prelaze iz želatinoznog u tečljivo stanje, a
zatim se po prestanku tog uticaja vraćaju u prvobitno stanje.
Tiskotropnost zavisi od vrste mineralne supstance, pH, vrste i količine elektrolita i
količinskog odnosa vode i mineralne supstance.
Praktična primena tiskotropnosti stena je pri injektiranju terena, kod izgradnje visokih brana
i stvaranja akumulacija, te pri geotehničkim konsolidacijama terena.

6.7. Tehnička petrografija
Kao deo inženjerske geologije, tehnička petrografija proučava stene kao prirodne
građevinske materijale.
Mnoge magmatske, sedimentne, pa i metamorfne stene pogodnih svojstava, mogu se koristiti
kao prirodni materijali, odnosno građevinski kamen ili sirovina za izradu građevinskih
materijala: cementa, kreča, gipsa, cigle, crepa, veštačkog kamena, teraca i dr.
Građevinski kamen može biti: lomljeni, drobljeni, mleveni ili obrađeni kamen.
Lomljeni kamen je kamen dobiven pomoću raznih eksploziva ili primjenom drugog pribora
za razbijanje, odvaljivanje i usitnjavanje stijena i ima široku primjenu u građevinarstvu.
Drobljeni kamen ili drobljenik je materijal dobijen od lomljenog kamena, koji se proizvodi
drobljenjem u različitim drobilicama. Posle drobljenja prosijava se i izdvaja po krupnoći.
Prema krupnoći, drobljenik se deli na grubi drobljenik (50-70 mm) i fini drobljenik (15-50 mm).
Mleveni kamen dobija se usitnjavanjem (mlevenjem) drobljenog kamena do sasvim sitnih čestica.
Obrađeni kamen je građevinski kamen dobijen obradom različitim alatima.
Prema načinu obrade, najčešće se razlikuju: tesani kamen, polutesani kamen, naročito
obrađeni kamen, te kamene kocke i prizme.

6.8. Ostala svojstva građevinskih materijala
6.8.1.Trajnost (engl. durability) Otpornost stena na procese slabljenja i raspadanja
naizmeničnim sušenjem i vlaženjem uzorka. Izražena je preko indeksa trajnosti (engl. slake
durability indeks) koji varira od 0 do 100%. Gamble (1971) je zaključio da trajnost nije
povezana sa gološkom starošću, ali linearno raste sa gustinom materijala i inverzno sa
prirodnim sadržajem vode. Na osnovu svojih rezultata predložio je klasifikaciju stene
prikazanu u tabeli 6.40.
Određuje se naizmeničnim sušenjem i vlaženjem uzorka. Mereno testom izdržljivosti na utapanje
(SDT) koristi se fragmentirani kameni komadi.
Komadi se stavljaju u bubanj sa spoljnom mrežom od 2 mm.
Bubanj se stavlja u vodeno kupatilo tako da se voda puni ispod ose bubnja i rotira 10 minuta.
Fragmenti se vade, suše u pećnici, izvagaju i postupak se ponavlja.
Indeks izdržljivosti na utapanje (ID) predstavlja udeo suve težine stene koja ostaje u bubnju
nakon jednog ili dva ciklusa dezintegracije (ID1 i ID2 respektivno) i može varirati od 0% do 100%.
Ovaj test se radi kako bi se utvrdila otpornost uzorka stene na slabljenje i dezintegraciju kada
je podvrgnut dva standardna ciklusa sušenja i vlaženja u tečnost za gašenje, obično vodi.
Ispitni uzorak se sastoji od najmanje 10 komada kamena, od kojih svaki teži 40 do 60 g da
bi se dobila ukupna težina uzorka od 400 do 600 g. Grudve kamenja treba da budu sferne, a
uglovi kamenih grudvica treba da budu zaokruženi tokom pripreme.

769. 769/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)











Sl.6.109.Uređaj za ispitivanje trajnosti stenske mase
Tabela 6.40 - Klasifikacija indeksa izdržljivosti na utapanje (nakon Franklina i Chandra, 1972.)












Procedura:
1. Osušite uzorak do konstantne mase stavljanjem u pećnicu, održavanu na temperature od
105±5
0
C. Stavite uzorak u bubanj mašine i zabeležite težinu uzorka plus bubnja kao ’“A“'.
2. Postavite poklopac sa bubnjem; montirati bubanj u korito.
3. Napunite korito tečnošću za gašenje do nivoa 20 mm ispod ose bubnja. Rotirajte bubanj na 20
o/min u periodu od 10 minuta.
4. Izvadite bubanj iz korita i uklonite poklopac sa bubnja.
5. Osušite bubanj plus zadržani deo uzorka u pećnici na temperaturi od 105 ± 5
0
C.
6. Zabeležite težinu bubnja plus zadržani deo uzorka kao ’“B “.
7. Ponavljajte korake od 2 do 5 u narednih 10 minuta. Zabeležite težinu bubnja plus zadržani deo
uzorka kao „C“'.
8. Očistite bubanj i zabeležite njegovu težinu kao „D“.

Kalkulacija:
Indeks postojanosti (2.
ciklus
) izračunava se kao procentualni odnos konačne i početne težine
suvog uzorka kako sledi.
Indeks otpornosti na utapanje (%), ID2 = ((CD)/(AD))*100
Rezultat: - indeks postojanosti prijavljen je na najbližih 0,1%.

IS-10050-1981- Metoda za određivanje indeksa postojanosti stena.

6.8.2. Trošnost - još jedno od obeležja stenske mase koje utiče na njena fizičko mehanička svojstva
jest trošnost, pa se uobičajeno pri opisu stene navodi da li je u svežem ili trošnom stanju.
Trošnost (weatherability) je mera podložnosti stene oslabljenju (weakening) ili dezintegraciji za
vreme trajanja inženjerskog objekta. Podložnost stene trošenju izražava se tzv. Indeksom trajnosti
(slake durability indeksom), (Id2).

Bitno je primetiti, da se ovaj proces trošenja dešava u vrlo kratkom periodu (vek trajanja objekta) i
ne treba ga mešati sa trošenjem stena u geološkom smislu (weathering).
Stepen trošenja stenske mase prema ISRM, 1981 prikazan je u tabeli 6.41., a primer trošenja stenske
mase na slici 6.110.


ID2 (%) Durability classification
0 - 25 Very Low
26 - 50 Low
51 - 75 Medium
76 - 90 High
91 - 95 Very High
96 - 100 Extremely High

770. 770/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 6.41 - Stepeni trošenja stenske mase (ISRM, 1981)
POJAM SIMBOL OPIS STEPEN
Sveža (engl. fresh) F
Nema vidljivih znakova trošenja materijala stenske mase, možda blaga
promena boje na površinama glavnih diskontinuiteta.

I
Slabo trošna (engl.
slightly weathered)
SW
Promena boje ukazuje na trošenje materijala stene a diskontinuiteti mogu
ponegdje biti izvana oslabljeni u odnosu na stensku masu u svežem stanju.
II
Umereno trošna (engl.
moderately weathered)
MW
Manje od pola materijala stenske mase je dekompenzovano i/ili raspadnuto
u tlo. Sveža stenska masa ili ona promenjene boje je prisutna kao
kontinuirana okosnica ili jezgro.
III
Jako rastrošena (engl.
highly weathered)
HW
Više od pola materijala stenske mase je dekompenzovano i/ili raspadnuto u
tlo. Sveža stienska masa ili ona promenjene boje je prisutna kao
diskontinuirana okosnica ili jezgro.
IV
Potpuno raspadnuta (engl.
completely weathered)
CW
Celi materijal stenske mase je dekompenzovan i/ili raspadnut u tlo.
Originalna struktura stenske mase je još uvek uglavnom intaktna.
V
Rezidualno tlo (engl.
residual soil)
RS
Kompletna stenska masa je pretvorena u tlo. Struktura i graĎa materijala
stenske mase su uništene. Postoji velika promena u zapremini, ali tlo nije
značajnije transportovano.
VI
Trajnost (engl. durability) - određuje naizmeničnim sušenjem i vlaženjem uzorka
Trošnost (engl. weatherability) - mera podložnosti stene oslabljenju ili dezintegraciji za vreme trajanja
inženjerskog objekta

Tokom geološke istorije stena je bila izložena prirodnim naprezanjima. Inženjerskim zahvatima
prirodno stanje naprezanja se menja, ili se povećava ili smanjuje. Pri tome vreme ima značajnu
ulogu jer se tokom vremena čvrstoća stene može smanjivati, odnosno stena može teći ili se relaksirati.







Sl.6.110.Primer trošenja i dekompozicije flišne
stenske mase izložene vodi i atmosferskim
uslovima: a) sveža stenska masa, b) blago trošna
stenska masa, c) umereno do jako trošna stenska
masa, d) raspadanje jako trošne stenske mase
pod laganim dodirom ruke (Dugonji ć
Jovančević, 2013)









6.8.3. Tečenje-puzenje (floo-creep) je definisano kao kontinuirano povećanje deformacije
kod konstantnog naprezanja.
6.8.4.Relaksacija (relaxation) je definisana kao redukcija naprezanja kod konstantne deformacije.
6.8.5. Zamor (fatigue)-postoji povećanje deformacije (ili smanjenje čvrstoće) usled
cikličkih promena naprezanja.


Sl.6.111. Objašnjenje pojmova: tečenje i relaksacija

771. 771/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
6.8.6. Konstruktivna svojstva
- Konstruktivna svojstva su ona svojstva koja su od značaja za primenu materijala na području
konstrukcija.
- Kod konstrukcija se kao osnovno postavlja pitanje nosivosti, odnosno pitanje suprotstavljanja
različitim mehaničkim delovanjima. Iz tih razloga, mehanička svojstva, o kojima je do sada bilo
reči, svakako spadaju u osnovna konstruktivna svojstva materijala.
- Osim mehaničkih svojstava, u ovu grupu spadaju još i:
 Tvrdoća materijala,
 Otpornost materijala na habanje i
 Konstruktivna povoljnost materijala.
Tvrdoća materijala
- Tvrdoća se definiše kao sposobnost materijala da se suprotstavi prodiranju nekog drugog
materijala u njega.
- Postupci ispitivanja tvrdoće materijala su različiti za pojedine materijale:
 Tvrdoća kamenih materijala definiše se na bazi poznate Mosove skale, koja obuhvata 10
različitih stepeni tvrdoće - počev od stepena 1 - Talk, pa do stepena 10 - Dijamant.
 Tvrdoća drveta, metala, betona i nekih drugih građevinskih materijala određuje se tako
što se u njih utiskuju čelične kuglice ili piramidalni, odnosno konusni šiljci. Kao merilo
tvrdoće najćešće se uzima sila utiskivanja po jedinici površine otiska (o ovome će još biti
reči i u poglavlju Ispitivanje materijala bez razaranja.
Otpornost materijala na habanje
- Svojstvo materijala da se suprotstavi gubitku mase (ili zapremine) pri izlaganju izvesnim
dejstvima, usmerenim na to da se materijal pohaba, izliže ili istruže.
- Veoma mnogo zavisi od tvrdoće: što je tvrdoća materijala veća, otpornost na habanje je takođe veća.
- Kao mera otpornosti na habanje može da posluži gubitak zapremine
 V =  m/ΰ (cm
3
), ili tzv. “koeficijent habanja”, koji je definisan izrazom:
kh =  m/(ΰ∙Fh)
 m - promena mase uzorka tokom izlaganja opitu,
ΰ - zapreminska masa materijala koji se ispituje,
Fh - površina uzorka koja je izložena habanju (saobraćajnica,podovi,gazišta na stepenicama i slično).
- Za pojedine vrste materijala tačno su propisani oblici i dimenzije uzoraka, postupci ispitivanja i
uređaji za ispitivanje habanja.
- Ovo svojstvo materijala važno je sa gledišta eksploatacije.
Konstrukciona povoljnosi (mera Kkp)
- Ovaj parametar (koeficijent) značajan je zato što on direktno utiče na težine (mase)
konstrukcija: što je vrednost koeficijenta Kkp veća, u pitanju su lakše konstrukcje.
- Iz navedenih razloga, jedan od najvažnijih zadataka savremenih tehnologija materijala
predstavlja dobijanje materijala visokih čvrstoća uz srazmjerno niske zapreminske mase.

772. 772/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
7. NAPONI U TLU - DEFORMACIJE ZEMLJINE KORE i VRSTE DEFORMACIJA
Prirodno naponsko stanje pripovršinskih delova zemljine kore uslovljeno je zajedničkim
delovanjem niza heterogenih polja sila. Glavna od njih su gravitaciono, tektonsko i
temperaturno polje. Pored toga, na naponsko polje pripovršinskih delova zemljine kore
veliki uticaj imaju hidrostatičke i hidrodinamičke sile izazvane kretanjem podzemnih voda,
kratkotrajne seizmičke sile, koje nastaju pri zemljotresima, a moguće i kosmičke
gravitacione sile izazvane privlačnim delovanjem Meseca i Sunca.














Sl.7.1. Naponi u tlu - tačkasto opterećenje (Stress Caused by point load)
U svakom terenu postoji određeno naponsko stanje, koje se menja u vremenu. Stanje napona
pre početka delovanja savremenih geodinamičkih procesa (pre pojave klizenja, odronjavanja
i dr.) ili delovanja čoveka (antropogeni faktor) (iskopi, opterećenja i dr.) naziva se primarno
naponsko stanje. Primarni naponi u stenskim masama su relativno veliki i ne mogu se
zanemariti.
Tačkasto opterećenje je najčešće kod opterećenja na saobraćajnicama preko točkova vozila
ili točkova železničkih vagona. To je opterećenje na maloj površini, što je za ovaj rad vrlo važno.
I najmanjim građevinskim zahvatom - izvođenjem radova u stenskim masama bilo na
površini (stvaranjem iskopa) ili u podzemlju (izgradnjom tunela ili bilo koje druge podzemne
prostorije) narušava se primarno naponsko stanje koje je vladalo pre radova i dolazi do nove
raspodele napona. Ovo naponsko stanje koje se formira oko iskopa naziva se sekundarno
naponsko stanje.
Intenzivnim razvojem geodinamičkih procesa, iskopima u terenu i izgradnjom objekata
(unošenjem u teren dodatnih opterećenja) dolazi do brže i veće promene napona. U jednom
momentu dolazi do prekoračenja napona kada dolazi do loma geološke konstrukcije što
dovodi do značajnih promena u morfologiji i geološkoj građi terena. To kritično stanje
napona nazivamo deformaciono naponsko stanje.
Tercijarni naponi su oni naponi koji se izgradnjom objekata unose u teren i superponiraju
se sa primarnim i sekundarnim naponima.
U idealizovanom homogenom i ravnom terenu naponsko stanje stenskih masa zavisi samo
od sopstvene težine i linearno se povećava sa dubinom.

773. 773/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Poznavanje zakonomernosti formiranja, veličine i raspodele napona ima veliki značaj za
rešavanje mnogih, kako naučnih, tako i praktičnih problema u inženjerskoj geologiji,
seizmologiji, građevinarstvu i rudarstvu kao što su:
- eksploatacija mineralnih sirovina uključujući i prognozu podzemnih pritisaka i “gorskih” udara,
- prognoziranje sleganja površine terena pri dugotrajnoj eksploataciji podzemnih voda i nafte,
- istraživanje izmene parametara seizmičkih talasa (prirodnih i od velikih eksplozija), koji
se prostiru kroz stenske mase pri različitom naponsko-deformacionom stanju u cilju
seizmičkog mikrorejoniranja,
- izučavanje mehanizma obrazovanja nabornih i razlomnih struktura i analiza savremenih kretanja,
- prognoza izmene seizmičnosti terena kao posledica izgradnje velikih brana i formiranja
akumulacija,
- izbor konstrukcije i proračun stabilnosti betonskih brana i stabilnost podzemnih iskopa.

Stene (stenske mase) izgrađena su od minerala, minerali od atoma i molekula povezanih
unutrašnjim silama.
Sve stensme mase u litosferi trpe litostatički pritisak - pritisak stenskih masa i sedimenata koje se
nalaze iznad njih.

Ovaj pritisak je izostatički - deluje podjednako u svim pravcima i raste sa dubinom kako raste i
debljina sedimenata.

Usmereni pritisci izazivaju naprezanje u steni koje nazivamo “stres - napon” i razlikujemo tri vrste
napona:
- kompresioni - nastaje kao rezultat sabijanja (kompresije) usled konvergentnog kretanja ploča;
- tenzioni - nastaje na divergentnim granicama jer razmicanje ploča dovodi do jakih istezanja;
- napon smicanja - nastaje kao rezultat sprega sila, pri čemu ne dolazi do istezanja i
sabijanja već do smičućeg kretanja.






Sl. 7.2. Šematski prikaz različitih pritisaka u litosferi a) litostatički pritisak b) kompresija c) tenzija d)
smicanje Izvor: Opšta geologija. Gerzina i Carević, 2019
Stene pod dejstvom spoljašnjih sila menjaju zapreminu, oblik i položaj u prostoru, odnosno
deformišu se.
Poznavanje osnova mehanike stena i koncepta naprezanja predstavlja temelj dinamičke analize u
inženjerskoj i strukturnoj geologiji.

Dakle, pri deformaciji stene, menja se međusobni položaj molekula, pa se menjaju i unutrašnje sile
koje teže da uspostave prvobitno stanje tela dok se ne uspostavi ravnoteža između spoljašnjih i
unutrašnjih sila, pri čemu dolazi do promene oblika stene.
Promene oblika i položaja stenske mase istraživanjem se može registrovati, naročito u sedimentnim
stenama uz primenu stratigrafskih principa.
Uvažavajući princip prvobitne horizontalnosti slojeva, osim horizontalni, slojevi mogu biti kosi i
vertikalni.
U skladu sa principom superpozicije, ukoliko se u nekoj steni mlađi slojevi nalaze ispod starijih,
možemo tvrditi da su slojevi prevrnuti, odnosno da je stena deformisana.

774. 774/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl.7.3. Naponi u tlu - Šeme raspodele napona u tlu, Dr. khalid Al-Janabi, M.ISGE

7.2

7.3.

775. 775/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Definicija napona ili naprezanja (engl. stress).

Znači, naprezanja koja se javljaju kao posledica tektonskih pokreta i kao posledica mase
ležećih naslaga nazivaju se primarna ili in-situ naprezanja. Kada se u stenskoj masi izvrši
iskop, bio to podzemni ili površinski iskop, u okolini iskopa dolazi do promene primarnih
naprezanja, pa ta izmenjena naprezanja nazivamo sekundarnim naprezanjima. Sekundarna
naprezanja često premašuju čvrstoću stenske mase što dovodi do nestabilnosti samog iskopa,
pa je bitno poznavati veličinu i orijentaciju spomenutih naprezanja.

Primarna naprezanja sastoje se od vertikalnih i horizontalnih naprezanja. Uopšteno može
se reći da primarna vertikalna naprezanja rastu linearno sa dubinom, a samim tim i krutost i
čvrstoća takođe rastu sa dubinom i da se dosta tačno mogu odrediti iz izraza: &#3627409166;&#3627408483; = &#3627409150; ∙&#3627408487;
Tabela 7.1 - Primarni “in situ” naponi

PRIMARNA
“IN SITU”
NAPREZANJA

(NAPONI)

(Naprezanje je
tenzor drugog
reda.)
Vertikalna: &#3627409166;&#3627408483; = &#3627409150; ∙&#3627408487;
gde je:
ńv - vertikalno naprezanje (kN/m
2
)
ǎ - zapreminska težina tla (kN/m
3
)
z - dubina ispod površine (m)
Horizontalna:
OdreĎivanje horizontalnog
naprezanja teži je problem.
Obično se horizontalno
naprezanje izražava u
funkciji vertikalnog na
sledeći način:
&#3627409166;ℎ = &#3627408472;0∙&#3627409166;&#3627408483;
= &#3627408472;0∙&#3627409150;∙&#3627408487;
k0 =
0,4-0,7 - 2,5-3,0.
gde je:
ńv - horizontalno naprezanje (kN/m
2
)
k0 - koeficijent pritiska tla u stanju mirovanja

Horizontalna naprezanja su posledica lokalne topografije
(slika 3-1) i geoloških svojstava. Ako analize sekundarnih
naprezanja pokažu da veličina primarnih naprezanja ima
značajnu ulogu na stabilnost iskopa, treba obaviti merenja
njihove veličine i orijentacije.
Merenjima je pokazano da horizontalna
naprezanja mogu imati vrlo visoke vrednosti i
da na nekim lokacijama mogu biti nekoliko puta
veća od vertikalnih.
Na ovu pojavu najčešće utiču:
1 - erozija,
2 - tektonske aktivnosti,
3 - anizotropija stenske mase,
4 - lokalni efekti u blizini diskontinuiteta i
5 - efekat merila.
OdreĎivanjem primarnih ili in situ naprezanja u stenskoj masi
dobivaju se podatci o stanju naprezanja, smeru i veličini glavnih
naprezanja, mehanizmu loma, itd. TakoĎe, odreĎivanjem primarnih
naprezanja dobijamo i podatke o graničnim uslovima za analize
sekundarnih naprezanja, u fazi projektovanja, matematičkim,
numeričkim ili fizičkim modelima.
MeĎunarodno udruženje za mehaniku stena (ISRM, 1987.)
preporučuje 4 direktne metode, a to su:
1 - opit pritisnim jastucima,
2 - opit hidrauličkog frakturiranja,
3 - USBM metoda (engl. United States Bureau of Mines) i
4 - odreĎivanje naprezanja korišćenjem CSIR ili CSIRO
sonde.

Napon (naprezanje) je fizička veličina kojom se u mehanici opisuje stanje tela na koje deluju sile.
U geologiji se uobičajeno pojednostavljuje kao delovanje sile (F) na površinu (A).






Početni (geostatički) - od sopstvene težine tla.
 Dodatni - od dejstva opterećenja na površini ili
dubini fundiranja. Izazivaju deformacije u tlu
(sleganje tla).

 Princip efektivnih napona (Terzaghi, 1936):
sƟ = s - u
s = P/A - totalni normalni napon
sƟ = ΣNƟ/A - efektivni normalni napon
u - porni pritisak.

776. 776/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Napon je vektor čija se veličina izražava u paskalima (Pa), 1Pa = N/m
2
. Uobičajeno, izražava
se u megapaskalima:
1 MPa = 106 Pa = 10 bar = 9.8692 atm
U slučaju kad vektor napona ne deluje normalno na ravan, može se rastaviti u tri
komponente:
- komponentu koja je normalna na ravan, tzv. normalnu komponentu napona, ili kraće
normalni naponi (ŃN) i
- dve komponente koje leže u ravni, tzv. smičuće komponente napona ili kraće smičući
naponi ŃS).







Posmatramo li napone u nekoj tački u podzemlju, možemo zamisliti da režim napona u toj
tački određuju vektori napona koji deluju iz svih smerova.




(iz Fossen & Johansen, 2005).





Ispitivanje opterećenja u tački primenjuje koncentrisano opterećenje na vrh uzorka stene sve dok se uzorak
ne uništi, a tačka opterećenja uzorka može se dobiti proračunom. Što je veće koncentrisano opterećenje na
uzorku, veća je dobijena tačka opterećenja. Metode koncentrisanog opterećenja uglavnom obuhvataju
dijametralno i aksijalno, od kojih se dobijaju dijametralna tačka opterećenja (DPLS) i aksijalna tačka
opterećenja (APLS), od kojih obe imaju uporedivu pouzdanost i istu primenu. Procedura metode ispitivanja
danas je u uobičajenoj upotrebi uglavnom preporučeni metod za ispitivanje čvrstoće u tačkama koje je
predložilo Međunarodno društvo za mehaniku stena 1985. godine. Metoda ISRM koristi koncept
ekvivalentnog prečnika De za izračunavanje čvrstoće opterećenja. Štaviše, da bi se dobijeni podaci učinili
uporedivijim, izračunata vrednos se generalno pretvara u tačku jačine opterećenja Is (50) at De = 50 mm
na sledeći način ???
Vektori napona na ravan
(iz Fossen & Johansen, 2005).

777. 777/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ako tačku u prostoru zamislimo kao kocku izrazito malih dimenzija, stanje ili polje napona
u tako zamišljenoj tački definiše 9 vektora napona koji čine tenzor napona (Ńij).














U slučaju kad su vektori normalnog naprezanja orijentisani jedan prema drugome izazivaju
se pritisni naponi, odnosno “pozitivno” naprezanje ili kompresija.

U slučaju kad su vektori normalnog naprezanja orijentisani
jedan od drugog izazivaju se zatezni naponi, odnosno
“negativno” naprezanje ili tenzija.







Smičući vektori napona koji dovode do desnog pomeranja i do rotacije u smeru kretanja
kazaljki na satu čine pozitivne smičuće (tangencijalne) napone (naprezanje).










Smičući vektori napona koji dovode do levog pomeranja i do rotacije u smeru obrnutom od
kretanja kazaljki na satu čine negativne smičuće (tangencijalne) napone.








Pritisni naponi nastoje sprečiti, dok smičući naponi nastoje izazvati smicanje po ravni.









U 2D prostoru, stanje napona u posmatranoj tački opisuje se elipsom napona čija je
orijentacija, veličina i oblik određena orijentacijom i dužinom njenih glavnih osi.

778. 778/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
U 3D prostoru stanje napona u tački opisuje se elipsoidom napona. Osim ose najvećeg (Ń1)
i najmanjeg napona (Ń3), ovaj elipsoid definiše i treća osa, tj. osa srednjeg napona (Ń2).
Komponenta šmičućeg napona duž sve tri osi takođe je jednaka nuli (ŃS = 0).









Polje napona u Zemljinoj kori najčešće odgovara anizotropnom, troosnom naprezanju,
koje definišu tri glavne ose elipsoida napona, međusobno različitih veličina.

Izotropno, hidrostatičko i litostatičko naprezanje su naprezanja kod kojih važi
da je Ń1 = Ń2 = Ń3. Dakle, normalne komponente naprezanja (ŃN ) jednakih su
veličina u svim smerovima, pa je u takvom polju naprezanja smičuća
komponenta naprezanja jednaka nuli (ŃS = 0).
“Elipsoid” naprezanja zato ima oblik kugle.
Sl. 7.4. Naponi.

7.1. Mor - Kulonov (Mohr- Coulomb) zakon čvrstoće.
Mohrov dijagram je dijagram smičućeg naprezanja u odnosu na normalno naprezanja koji
se koristi za određivanje odnosa između čvrstoće i loma.
Ispitivanja triaksijalne kompresije izvode se na uzorcima stene kako bi se utvrdilo kako
će se stena ponašati pod različitim ograničavajućim pritiskom.


Pokazuje se da se naponi koji odgovaraju lomu tla odnosno velikim deformacijama,
uglavnom mogu približno opisati parom pravaca u Morovoj ravni Ń,ń. Uobičajeni zapis
pravca je kroz nagib pravca i odsečak na osi ń.
ńf = Ń tgŅ + c

779. 779/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
gde je Ń normalno naprezanje u nekoj ravni, a c i Ņ su parametri koji određuju pravac
čvrstoće. Zovemo ih parametri čvrstoće:
c - kohezija,
Ņ - ugao unutarnjeg trenja.
Drugim rečima, za moguće smičuće naprezanje - uz normalno naprezanje jednako Ń - važi:
ń ≤ ńf = Ń tgŅ + c
Dva pravca čine anvelopu loma: sva moguća stanja naprezanja opisana parom Ń,ń nalaze se
u području omeđenom sa ta dva pravca. Takođe i sve moguće Morove kružnice nalaze se
unutar ta dva pravca. ńf = Ń tgŅ + c

Sl. 7.5. Morovi dijagrami napona: razvoj ń uz konstantno Ń.

Morova kružnica koja dodiruje anvelopu loma, odgovara stanju napona u tački u tlu u kojoj
dolazi do loma. Tačkama dodira sa anvelopom loma odgovaraju dve ravni u kojoj je čvrstoća
dostignuta odnosno u kojoj dolazi do velikih deformacija.

Da bi se odredili parametri čvrstoće, tj. pravac čvrstoće, potrebne su bar dve tačke, tj. dva
opita. Po pravilu rade se tri merenja, tj. tri opita direktnog smicanja ili drugačija opita, u
drugim odgovarajućim uređajima (v. npr. sl.7.5).
Veličinu normalnih naprezanja treba birati tako da odgovaraju analiziranom problemu, jer
se sa porastom normalnog naprezanja kohezija nešto povećava, a kut unutarnjeg trenja
pomalo smanjuje.

Merenjima dobijeni parametri čvrstoće mogu se primeniti na dati geotehnički problem -
ukoliko odgovaraju uslovi deformisanja i stanje napona. Na primer pri proveri stabilnosti
kosine, često se upoređuju naponi u sistemu potencijalnih kliznih površina - u onim u kojim
bi možda moglo doći do klizanja. Svaki element tla na kliznoj površini upoređuje se sa
elementom tla ispitivanom npr. u uređaju za direktno smicanje. Iz merenja čvrstoće i veličine
normalnog napona na tom mestu (u toj tački i tom smeru), Ń, može se odrediti koliki je
očekivani granični smičućio napon: ńf = Ń tgŅ + c

Smičući naponi u istoj tački i istom smeru, ń, uporedimo sa ńf, određenim prema Ń, Ņ i c:
ako je ń blizu ńf, onda je situacija vrlo opasna. Meru sigurnosti uglavnom izražavamo
faktorom sigurnosti, odnosom granične i stvarne vrednosti smičućeg napona u posmatranoj
tački i površini: Fs = ńf/ń = (Ń tgŅ + c)/ń

Pri tome treba odlučiti da li je za problem odlučujuća vršna ili rezidualna čvrstoća, te koji su
odgovarajući uslovi dreniranja, brzina smicanja i slično. Iako se Mohr-Coulombov zakon
bavi graničnim vrednostima, vredi primetiti da određeni pomaci postoje za bilo koje ń.

780. 780/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sve ovde opisano odnosi se samo na dvodimenzionalno smicanje. Treća dimenzija je u
nekim problemima skoro nezanemariva. Ipak, jednostavni Mohr-Coulombov zakon i uređaj
za direktno smicanje daju u mnogim situacijama vrlo dobra rešenja, ako se vodi briga o
ograničenjima i primeni.

Takođe, ovde se ne vodi računa o anizotropnosti tla: tlo, naime, često, ima ravni (smerovi)
u kojima je čvrstoća veća ili manja - zbog načina sedimentacije, istorije opterećivanja,
prethodnog klizanja i sl.

7.2. Proračun napona u tlu

Određivanje napona u tlu predstavlja jedan od važnih zadataka u geostatičkim proračunima.
Pri tome najčešće se pretpostavlja da je tlo homogeno, izotropno i linearno elastično. Iako
ove pretpostavke samo grubo odražavaju pravo stanje u terenu, ipak se vrednosti napona
izračunate na ovaj način dosta dobro poklapaju sa eksperimentalno dobijenim vrednostima napona.
Prilikom primene linearne teorije elastičnosti za određivanje napona i deformacije u terenu
mora da se vodi računa o tome da se ona može uspešno koristi samo pri malim
deformacijama, odnosno pri opterećenju koje ima visok faktor sigurnosti u odnosu na lom
tla (2,5-3). Osim toga, elastične konstante tla treba da se odrede eksperimentalno i to u
uslovima koji simuliraju opseg napona i tip deformacije koji se javlja u terenu.
Tlo se karakteriše dvofaznom, odnosno trofaznom strukturom. Zato je kod određivanja
normalnih napona potrebno da se koristi princip efektivnih napona (Tercagi, 1923), po kome
su efektivni normalni naponi u nekoj tački jednaki razlici ukupnih i normalnih napona i
pornih pritisaka: Ń' = Ń - u, gde je Ń' efektivni ormalni napon, Ń ukupni normalni napon, a u
porni pritisak. Poznavanje efektivnih napona je važno jer od njih zavise čvrstoća i
deformabilnost tla.

7.3. Pretpostavke pri proračunu napona: PRORAČUN GEOTEHNIČKIH KONSTRUKCIJA

Karakteristike mehaničkog ponašanja tla:

- Tlo je nehomogen i anizotropan materijal.
- Tlo se usled promene naprezanja ponaša izrazito nelinearno.
- Plastične deformacije javljaju se već pri maloj ukupnoj deformaciji, što proizlazi
prvenstveno iz zrnaste strukture tla, a ogleda se promenom strukture tla i drobljenjem
„zrna“ tla.
- Krutost tla zavisi od intenziteta naprezanja i deformacija.
- Čvrstoća tla (smičuća čvrstoća) zavisi od nivoa efektivnog naprezanja i nivoa
deformacije.
- Usled deformisanja u tlu se pojavljuje dilatacija (promena zapremine usled smicanja)
- Ponašanje tla zavisi od prisutnosti vode te o mogućnosti proceđivanja vode u tlu zavisno
od brzine deformacije (drenirano/nedrenirano stanje).

Linearna teorija elastičnosti može se primeniti za određivanje napona (npr. pri
proračunima sleganja temelja) koji su znatno manji od onih koji izazivaju lom tla.

781. 781/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
7.3.1. Geostatički naponi (od sopstvene težine tla)

- Za horizontalnu površinu terena i homogeno tlo:












- Za horizontalnu površinu terena i slojevito tlo:












- Dijagram promene vertikalnih napona po dubini usled sopstvene težine tla i vertikalne
koncentrisane sile:






















 Rešenja koja se primenjuju u praksi izvedena su iz teorijskih rešenja za napone u
elastičnom, homogenom, izotropnom poluprostoru.


Četiri (4) klasična rešenja problema određivanja napona u elastičnom (polu)prostoru:

a) Rešenje Busineska (Boussinesq, 1885) Joseph V. Boussinesq (1842-1929)
- Rešenje teorije elastičnosti, predstavlja osnovu za druga izvedena rešenja koja se u praksi
primenjuju za proračun napona u tlu usled vertikalnih opterećenja.

k0 - koeficijent pritiska tla u stanju
mirovanja:
- kod normalno konsolidovanih tla od
0,4-0,7, a kod
- prekonsolidovanih tla ova vrednost
može da bude i veća i da iznosi čak
2,5-3,0.
(prema Jacky-u: ko = 1– sinņ;
za elastičan materijal ko= /1-,
gde je  Poasonov koeficijent)

782. 782/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)











Ō Naponi od vertikalne koncentrisane sile:
- izvedeno za homogen, elastičan, izotropan i nestišljiv poluprostor (θ = 0,5)





Ńz ne zavisi od ν
IB (zavisi od odnosa r/z) ⇨ sa dijagrama
Ńz max za θ = 0 (ispod napadne tačke sile Q)



- Dijagram za određivanje koeficijenta IB :










b) Rešenje Freliha i Hala (Fröhlich, 1934) i Hall, 1941)
- uključuje uticaje horizontalnih deformacija (preko ν)
0 ≤ ν ≤ 0,5 Ō &#3627408475;=1+
1
&#3627409160;

n - faktor koncentracije napona:
- za θ = 0,5 (zasićena glina) ⇨ n = 3
- za θ = 0,33 (pesak) ⇨ n = 4








 
 
F
n
n
z
I
z
Qcosn
z
Q
cos
z
nQ











s


2
2
2
2
2
22
BzI
z
Q
s
2
  
B/zI
z
Q
z/r
z
Q
cos
z
Q














s
225
2
2
5
2
12
3
2
3

783. 783/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
c) Rešenje Vestergarda (Westergaard, 1938)
- za anizotropnu sredinu (teren sa tankim slojevima gline i peska), gde su horizontalne
deformacije zanemarljive:
&#3627409160; = −
&#3627409152;
ℎ
&#3627409152;
&#3627409160;
= 0



7.3.2. Naponi od vertikalnog jednakopodeljenog opterećenja na površini terena

Napon Ńz u tlu ispod temelja može da se odredi primenom rešenja (Steinbrenner-a, Newmark-
a, uprošćenih,...), izvedenim na osnovu principa superpozicije, tako što se jednakopodeljeno
opterećenje p posmatra kao zbir elementarnih koncentrisanih sila dP.

a) Rešenje Stajnbrenera (Steinbrenner,1934)
- Izvedeno za proračun napona ispod ugaone tačke „A“ pravougaonog fleksibilnog
opterećenja temelja.


IzA

(za z/b i a/b)
sa dijagrama ⇨







Ō Dijagram za određivanje Iz :
Primenom principa superpozicije može da se odredi napon ispod bilo koje tačke (unutar ili
van temelja):
- ispod proizvoljne tačke A stope:





- ispod težišne tačke A:




- ispod proizvoljne tačke A van stope (1) opterećene sa p:




zAzAIps
Wz
I
z
Q
z
r
z
Q
















s
223
2
2
21
1
s
4
1
zAizA
Ip
 
)(
zA
)(
zA
)(
zA
)(
zAzA IIIIp
343324321
s


784. 784/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
b) Rešenje Njumarka (Newmark, 1935, 1942)
- Izvedeno za proračun napona ispod težišne tačke kružnog fleksibilnog temelja.

Iz ⇨ sa dijagrama.







Na dijagramu, kružna stopa je podeljena na 10 prstenova (svaki proizvodi napon čŃz=0,1 p),
a radijalnom podelom svaki prsten na 20 delova, pa je uticaj jedne površine:






Napon Ńz se određuje tako što se za dubinu z odredi
razmera R=AB/z = 5[cm]/z[m], u kojoj se data stopa crta
na dijagramu, tako da je tačka A (ispod koje se traži Ńz) u
centru.

Odredi se broj n površina pokrivenih stopom, pa je:


Sl.7.6. Dijagram Njumarka





c) Uprošćena rešenja (staro i novo)
- Izvode se iz uslova ravnoteže: B
.
L
.
p = Bz
.
Lz
.
Ńz
Ō “STARO” rešenje: ŀ = 45
o
⇨ tanŀ =1


Bz = B+2z
.
tanŀ
Lz = L+2z
.
tanŀ
“STARO” rešenje:ŀ= 45
o
⇨ tanŀ =1⇨

⇨








   zLzB
LBp
z
22

s
p,n
zA s0050
 
zzIp
zR
p 

















s
2
3
2
1
1
1
⇨n
A
p,pp
z
s0050
200
1
20
1
10
1

785. 785/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ō “NOVO” rešenje: ŀ = 26,5
o
⇨ tanŀ = 0,5

Bz = B+2z
.
tanŀ
Lz = L+2z
.
tanŀ


“NOVO” rešenje:ŀ = 26,5
o
⇨ tanŀ = 0,5

⇨

(ispod težišta površine opterećene sa p)











Dodatni naoni u tlu

Sl. 7.7. Širenje dodatnih napona u tlu

  zLzB
LBp
,
maxz


s51
Raspodela stvarnih napona u tlu Raspodela vertikalnih napona u tlu

786. 786/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)











































PRORAČUN GEOTEHNIČKIH KONSTRUKCIJA

1. Statički proračun (nosivost temelja) - određivanje mehanizma loma i stanja
naprezanja u tlu:
- normalno efektivno naprezanje i
- smičuće naprezanje)

2. Proračun smičučeg naprezanja na potencijalnoj ravni loma:
(određuje se s obzirom na stanje efektivnog
naprezanja i parametre čvrstoće tla)

3. Kontrola nosivosti:
(kontrola smičućeg naprezanja i smičuće čvrstoće)

4. Konstrola deformacija:
(sleganje temelja...)

787. 787/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
8. GEOTEHNIČKO PROJEKTOVANJE U STENSKOJ MASI
Stenske mase već tokom postanka, a naročito po konačnon formiranju, postaju izložene dejstvu
brojnih i po prirodi raznovrsnih fizičkih i hemijskih procesa, koji retko deluju pojedinačno.
Najčešće istovremeno deluje po nekoliko procesa pogoršavajući pri tom prvobitne karakteristike
stenskih masa, a samim tim i uslove građenja i eksploatacije objekata. Usled dejstva fizičkih procesa
kontinualne stene se lome u blokove, komade i čestice različitih veličina i oblika - fizičko
raspadanje.
Hemijskim procesima (oksidacije, rastvaranja, hidratacije, hidrolize) vrši se hemijsko raspadanje.
Pošto ova dva procesa deluju združeno raspadanje stenskih masa je fizičko-hemijsko raspadanje.
Na primer, prisustvo pirita u stenskim masama dovodi do povećanja sulfata u podzemnoj vodi.
Često agresivnost može biti prouzrokovana i prisustvom ugljendioksida (CO2).












Sl. 8.1. Šema delovanja raznovrsnih fizičkih i hemijskih procesa na stensku masu
Pri geotehničkim zahvatima projektovanja i izvođenja zaseka (useka) u stenskoj masi,
javljaju se elementi na čije veličine nije moguće uticati.Elementi na koje nije moguće uticati su:
- geološka struktura koja uključuje orijentaciju i učestalost diskontinuiteta,
- stanje podzemnih voda u području građevine,
- početno stanje naprezanja i
- mehaničke karakteristike stenske mase.
Moguće je uticati i na tok podzemne vode u padini izvođenjem različitih drenažnih sistema, kao i
na tip mogućeg loma izvođenjem različitih podgradnih sistema. Mogućnosti korišćenja pojedinih
podgradnih sistema i dreniranja zaseka/useka takođe predstavljaju alternativno rešenje ili
merodavnu komponentu u izboru geometrije iskopa i ugla nagiba projektovanog zaseka/useka u
stenskoj masi (Coates, 1977). To se posebno odnosi na zaseke/useke u stenskoj masi u zahvatima u
urbanim sredinama, u kojima ponekad, zbog ograničenja u prostoru, i nije moguće uticati na
geometriju i nagib zaseka/useka. Projektovanje zaseka/useka u stenskoj masi svodi se na izbor
stabilne geometrije i nagiba kosine/padine u kombinaciji sa primenom odgovarajućih mera
podgrađivanja i drenažnih sistema.

Osnova za izbor sistema podgrade za potrebno zasecanja stenske mase dat je na slici 10.2.
Uobičajeno se koriste sledeći termini uz odgovarajući podgradni sistem ojačanja stenske mase
(Windsor, 1996):
Na osnovu gore navedenih problema pri izgradnji objekata mora se strogo voditi računa o svemu,
pa je potreban racionalan pristup odabiru svojstava tla i stena za inženjersko projektovanje.
Kako odabrati svojstva tla i stena za inženjersko projektovanje?
Racionalni pristup odabiru svojstava tla i stena za inženjersko projektovanje može se sažeti kao
logičan postupak od dvanaest koraka koji pokriva 3 primarne faze, tj.

788. 788/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
1. Istraživanje lokacije i terensko testiranje,
2. Laboratorijsko ispitivanje i interpretacija i
3. Inženjersko projektovanje (Engineering Design).






























Sl.8.2. Tok istraživanja u geotehnici sa detaljnim opisom na istraživanje lokacije
Ovaj proces korak po korak predstavljen je na dijagramu toka na sl.8.3. U nastavku je dat
kratak opis svakog koraka ovog procesa.

Faza 1 - Istraživanje lokacije i ispitivanje na terenu
Korak 1 - Pregled dostupnih informacija
Najbolje mesto za početak procesa odabira materijalnih svojstava je pregledati sve
informacije koje mogu biti dostupne. Postoji nekoliko izvora za ove informacije, od kojih su
mnogi u javnom domenu i lako dostupni uz skromne troškove.
Korak 2 - Identifikacija potrebnih svojstava materijala
Nijedna istraga ne bi trebala biti pokrenuta bez utvrđivanja specifičnih ciljeva koji se odnose
na pitanja projektovanja i izgradnje koja se moraju uzeti u obzir (tj. zahtevi za performanse),
potrebna inženjerska svojstva i tip konstrukcije koja će biti izgrađena.
Korak 3 - Planiranje istrage lokacije
Istorijske informacije, koje će obezbijediti predviđene podzemne uslove, zajedno sa
poznavanjem specifičnog dizajna, omogućit će razvoj efikasne strategije istraživanja
specifične za lokaciju. Planove za vanredne situacije treba razmotriti na osnovu predviđenih
IZRADA STUDIJE ISPLATIVOSTI
DETALJNO ISTRAŽIVANJE LOKACIJE
Detaljno geološko istraživanje Istražno bušenje
Istražni raskopi, useci sa
povećanjem dimenzija ispitivanja
Geofizička ispitivanja Laboratorijska ispitivanja
„In - situ“ ispitivanja
mehanučkih svojstava
Merenje „in - situ“
naponskog stanja
Ispitivanje
podzemnih voda
naponskog
- Priprema konačnih geoloških karata i profila,
- Analiza rezultata laboratorijskih i „in-situ“ ispitivanja,
- Primena klasifikacija stenskog masiva.

789. 789/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
varijabilnosti u podzemnim uslovima. Trebalo bi
utvrditi intervale uzorkovanja i razviti program
testiranja na licu mesta.

Korak 4 - Provođenje istrage lokacije i testiranje na
terenu
Kada se strategija istrage razvije, spremna je za
implementaciju. U toku terenskog rada, nalaze se
saopštavaju inženjeru geotehničkog projekta i po
potrebi se utvrđuju izmene broja i vrsta uzoraka i
ispitivanja.
Korak 5 - Opis uzoraka
Rezultate iz programa terenskog istraživanja i
naknadne laboratorijske identifikacije uzoraka treba
uporediti sa predviđenim uslovima na osnovu
istorijskih informacija. Odabrane laboratorijske
uzorke može pregledati projektant kako bi dobio
zapažanja iz prve ruke. Ove uzorke treba koristiti za
obavljanje jednostavnih laboratorijskih indeksnih testova.
Korak 6 - Razvoj - izrada podzemnog profila
Koristeći rezultate terenskog istraživanja i
laboratorijskih indeksnih ispitivanja, inženjer
geotehničkog projekta treba izraditi detaljan podzemni
profil. Korisno je u ovom koraku pregledati početne
ciljeve istraživanja lokacije i očekivanja kako bismo
bili sigurni da su materijali u skladu sa očekivanjima.
Korak 7 - Pregled ciljeva projekta
Tekuća evaluacija terenskih i dostupnih laboratorijskih
podataka u odnosu na ciljeve projektovanja treba da se
izvrši tokom sprovođenja istraživanja lokacije. Ako su
potrebna prilagođavanja ili ako se identifikuju dodatne
potrebe za podacima, treba pokrenuti procedure za
dobijanje potrebnih informacija. Sl.8.3. Izbor svojstava tla i stena
Faza 2 - Laboratorijsko testiranje i interpretacija testova
Korak 8 - Odaberanje uzoraaka za testiranje performansi
Pre pokretanja programa laboratorijskog ispitivanja specifičnog za projekat, projektant bi trebao
pregledati obnovljene uzorke i potvrditi testiranje koje treba provesti (tj. tip, broj i potrebne
parametre ispitivanja). Ako je moguće, odabrane uzorke treba ekstrudirati u laboratoriju i pregledati
od strane inženjera projekta.
Korak 9 - Provođenje laboratorijskih ispitivanja
Nakon što su uzorci pregledani i program testiranja potvrđen, vreme je da se nastavi sa testovima
indeksa i započne program testiranja performansi (sa korelacijom indeksnog testa za osiguranje
kvaliteta).Preliminarne rezultate treba dostaviti projektantu na pregled.
Korak 10 - Pregled kvaliteta laboratorijskih podataka

790. 790/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ako podaci i interpretirani rezultati laboratorijskih ispitivanja nisu u skladu sa očekivanjima
ili ako rezultati ukazuju da je uzorak poremećen, potrebno je pregledati napredak i izvršiti
prilagođavanje. Na nekim projektima, rezultati u ovoj fazi mogu se koristiti za planiranje i
pokretanje detaljnije i fokusiranije faze istrage. Pristup u fazama istraživanja je posebno
koristan na velikim projektima i u slučajevima kada postoji mnogo nepoznanica u vezi sa
podzemnim uslovima ili specifičnim zahtevima projekta pre provođenja predloženog
programa istraživanja lokacije.
Korak 11 - Izbor svojstva materijala
Rezultate laboratorijskih i terenskih ispitivanja treba tumačiti i uporediti sa očekivanjima i
zahtevima projekta. Uloga projektantskog inženjera u ovoj fazi je kritična jer potpuna
integracija rezultata ispitivanja na terenu i laboratorije mora biti povezana sa dizajnom
specifičnim za lokaciju. Ako rezultati testa nisu u potpunosti konzistentni, potrebno je proceniti
razlog(e), eliminisati loše podatke i identifikovati sličnosti i trendove u podacima. Možda će biti
potrebno vratiti se u laboratoriju i izvršiti dodatni pregled ekstruzije uzorka, odabira i testiranja.
Faza 3 - Inženjersko projektovanje
Korak 12 - Izrada projekta
U ovoj završnoj fazi, projektant ima potrebne informacije u vezi sa svojstvima tla i stena za
završetak projekta. Osim toga, projektant takođe ima znanje iz prve ruke u vezi sa
varijabilnosti naslaga i svojstava materijala. Projektne aktivnosti mogu nastaviti sa
poznavanjem ovih svojstava i varijabilnosti.


Sl.8.4. Planiranje i proces projektovanja u geotehnici i postupak ugradnje projekta podgradnog sistema u
projektu zasecanja stenske mase (Windsor and Thompson, 1992)
Zaključak
Konkretno, izbor ispravnih inženjerskih svojstava, laboratorijska ispitivanja, njihova
interpretacija i sumiranje su često loše izvedeni, zato je potrebno rigorozna pažnja prema
ovoj proceduri od dvanaest koraka kako bi se osigurali efikasni i temeljiti programi
istraživanja i testiranja, posebno zato što su mnogi projekti fragmentisani u kojima bušenje,
ispitivanje i projektovanje izvode različite strane.


Poboljšanje stenske mase (engl. rock Improvement) podrazumeva termin koji obuhvata sve
postupke poboljšanja stenske mase u cilju poboljšanja mehaničkih i drugih karakteristika
stenske mase. Poboljšanje stenske mase uključuje metode za poboljšanje čvrstoće i
smanjenje deformabilnosti stenske mase kao što su ojačanje stenske mase, mere

791. 791/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
podgrađivanja, zamrzavanja tla i prekonsolidacije, kao i postupke za promenu drugih
karakteristika stenske mase kao što je smanjenje pornih pritisaka dreniranjem i smanjenje
propusnosti injektiranjem, sl.8.5.















Sl. 8.5. Poboljšanje stenskih masa – mlaznim (torkret) betonom i injektiranjem
Podgrađivanje i ojačanje stenske mase (engl. rock support and rock reinforcement)
predstavljaju termine koji se često zamenjuju i upotrebljavaju u obrnutom značenju. Ova dva
termina se ipak jasno razlikuju u načinu primene metode kojom se stabilizuje zasek/usek u
stenskoj masi. Pri tom, u osnovi, termin podgrađivanje (Rock Support) podrazumeva
primenu metode kojom se aktivira sila ili opterećenje na pokos zaseka, i uključuje tehnička
rešenja kao što su nasipavanje, izvođenje oplata, čeličnih ili betonskih podgradnih
konstrukcija, mlaznog betona i druge.
Ojačanje stenske mase (Rock Reinforcement) podrazumeva poboljšanje većine karakteristika
stenske mase unutar same stenske mase i uključuje tehnike i ugradnju elementa u stensku
masu kao što su štapna sidra i prednapregnuta sidra, primena aditiva, injektiranje, zamrzavanje

792. 792/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)









































Sl.8.6. Poboljšanje stenske mase (engl. rock Improvement)
Prethodna i naknadna ojačanja stenske mase (engl.Pre-reinforcement and post-reinforcement)
- Prethodna ojačanja predstavljaju mere ojačanja pre izvođenja zaseka (useka) u stenskoj masi,
naknadna ojačanja predstavljaju mere ojačanja stenske mase po izvršenom zasecanju stenske mase.

793. 793/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Prethodno napregnuta i naknadno napregnuta ojačanja stenske mase (engl. pore-tensioned
and post-tensinoned reinforcement) - prethodno napregnuta ojačanja stijenske mase pretpostavljaju
uvođenje naprezanja u stensku masu tokom izvođenja ojačanja. Naknadno napregnuta ojačanja
predstavljaju naknadna naprezanja ili dodatna naprezanja sistema ojačanja stenske mase koja se
izvode tokom izvođenja iskopa, zaseka (useka) na već izvedenim sistemima ojačanja.
Trajna ojačanja i privremena ojačanja stenske mase (engl. permanent reinforcement and
temporary reinforcement) - namena pojedinog iskopa određuje traženi kvalitet sistema
ojačanja stenske mase i način ugradnje. Trajna ojačanja predviđena su za dugo vreme svoje
aktivnosti, dok privremene mere ojačanja imaju i ograničeni period trajanja.
Primarna, sekundarna i tercijarna ojačanja stenske mase (engl. primary, secondary nad tertiary
reinforcement) - objašnjenja pojedinih termina vezana su na značaj pojedinih delova sistema
ojačanja stenske mase u osiguranju ukupne stabilnosti kosine zaseka (useka), te se predmetne
termine ne sme mešati sa pojmovima trajne ili privremene stabilnosti kosine zaseka (useka).
Primarna ojačanja koriste se za postizanje ukupne stabilnosti zaseka (useka), sekundarna ojačanja
koriste se za osiguranje stabilnosti srednjih do većih blokova ili zona između elemenata primarnog
ojačanja, dok se tercijarna ojačanja koriste za kao površinska ojačanje osiguranje mogućih
površinskih oslabljenja i degradacije (erozije).
Tipovi ojačanja stenske mase (Types of Reinforcement Devices and Techniques).
Uobičajeno se usvaja korišćenje sledeća tri tipa ojačanja stenske mase:
- Štapna sidra (Rock Bolts and Rock Bolting)
- Pletena sidra (Cable Bolts and Cable Bolting)
- Geotehnička (prednapregnuta) sidra (Ground Anchors and Ground Anchoring)








Sl.8.7. Tipovi ojačanja stenske mase (Types of Reinforcement Devices and Techniques
Nosivost pojedinog elementa zavisna je od dužine pojedinog elementa i odnosa dužine
sidrenja i nosivosti. Pri tome se nosivost nužno mora uskladiti sa uslovima moguće pojave
loma u padini, kao i odnosa dužine i nosivosti u odnosu na ulogu elementa u podgradnom
sistemu (primarna, sekundarna ili tercijarna ojačanja zaseka/useka).
Postoji veliki broj pristupa projektovanju ojačanja stenske mase koji se kreću od vrlo
jednostavnih empirijskih metoda sve do vrlo složenih analitičkih i numeričkih proračuna.
Zbog toga se metode projektovanja ojačane stenske mase štapnim sidrima moguće podeliti
u tri osnovne grupe: empirijske, analitičke i numeričke metode.

794. 794/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Empirijske metode projektovanja ojačanja stenske mase zasnivaju se na primenjenim metodama
koje su se pokazale uspešne u praksi na već izgrađenim građevinama. Kako bi se uopšte moglo
koristiti empirijske metode projektovanja, nužno je koristiti klasifikacionke postupke opisa stenske
mase, na osnovu koji se mogu povezivati pojedina empirijska rešenja sa stanjem stenske mase na
koju će se izvršiti aplikacija rešenja. Empirijske metode uglavnom se koriste u rešavanju relativno
jednostavnih inženjerskih problema, pri kojima je uticaj zahvata na dubinu potrebnog
podgrađivanja relativno mali, a faktori sigurnosti podgradnog sistema u pravilu veliki.
Sl.8.8. Ojačanja stenske mase sidrima (Types of Reinforcement Devices and Techniques
Analitička rešenja u projektovanju u stenskoj masi dali su brojni autori. Jedan od prvih modela
ojačanja stenske mase štapnim sidrom je model MekNivena i Evoldsena (McNiven and Ewoldsen,
1969) ojačanja zidova kružnog otvora u stenskoj masi jednim štapnim sidrom. Zasnovan je na
Busineskovom (Boussinesqovom) modelu izotropnog, elastičnog i homogenog materijala.
Papanastassopulou (1983) zasnivajući svoje rešenje na modelu potpuno injektiranog i mehanički

MSc Mirko Stanković, dipl. inž.



POBOLJŠANJE STENSKIH MASA
(ROCK IMPROVEMENT)

SIDRENJE (Ankerisanje)





































Beograd, juni 2020. god.

SIDRENJE
(Ankerisanje)

795. 795/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
usidrenog sidra u homogenom, izotropnom i elastičnom mediju stenske mase. Farmer (1975) je
predložio teorijsko rešenje zsa smolama injektirano elastično sidro zaliveno elastičnom
injekcionom smesom u bušotini izvedenoj u čvrstoj stenskoj masi. Realniji model ponašanja
predložen je od Ajdana i dr. (Aydan et al., 1985). Usvojeno je elastično ponašanje sidra i
idealizovano elasto-plastično ponašanje veze sidra i injekcione smese. Model je opisan
diferencijalnom jednačinom za svaki od tri elementa: štapno sidro, vezu sidra i injekcione smese.
Indraratna i Kaiser (Indraratna and Kaiser, 1990) predložili su analitičko rešenje za model kružnog
iskopa u homogenoj i izotropnoj stenskoj masi ojačanoj štapnih sidrima. Jazici i Kaiser (Yazici and
Kaiser, 1992) razvili su tzv. GRC model, model koji opisuje čvrstoću veza sidara pletenih od
čeličnih niti i razvijen je radi određivanje ukupne nosivosti štapnih i pletenih sidara. Koristeći
rezultate eksperimentalnih ispitivanja sidara u modificiranoj Hoekovoj ćeliji Hyett i drugi (Hyett et
al., 1995) razvili su posmično-dilatirajući model sloma sidara od pletenih čeličnih niti. Lee and
Stillborg (Lee and Stillborg, 1999) na osnovi temeljnih postavki Farmera (Framer, 1975) razvijaju
tri analitička modela štapnih sidara: model zasnovan na pokusu čupanja (pull-out test); model sidra
ugrađenog u jednolično deformabilnu stijensku masu i model sidra podvrgnutog otvaranju
pojedinačnih pukotina u stijenskoj masi. Modeli su zasnovani na opisanim mehaničkim vezama
između sidra i injekcijske smjese ili sidra i stijenske mase za sidra koja nose isključivo trenjem.
Pokazana je značajna uloga podložne ploče u prenosu opterećenja na stensku masu.
Numerički modeli štapnih sidara mogu se razdvojiti u dve glavne klase:
1.Eksplicitni prikaz sidara (geotehničko sidro se prikazuje standardnim ili posebnim
elementima kao što su gredni (beam), vezni (truss) ili štapni (bar) element)
2.Zamena ekvivalentnim materijalima.
Druga faza projektovanja svodi se na praćenje izvođenje radova tokom iskopa i
podgrađivanja zaseka (useka) te pri tom praćenja svih potrebnih aktivnosti koje moraju
osigurati nesmetano odvijanje radova u traženim granicama stabilnosti zaseka (useka).
Sveukupna aktivnost podrazumijeva provođenje stručnog i geotehničkog nadzora,
monitoringa u obimu predviđenom projektom, inženjerskogeološkog praćenja i kartiranja
izvršenog iskopa sa pratećim klasifikacijama stenske mase i ispitivanja čvrstoće stenske
mase tokom izvođenja radova na zasecanju (usecanju).


9. INŽENJERSKOGEOLOSKA ISTRAŽIVANJA
Tlo (ili stena) je nastalo kroz svoju dugu geološku istoriju raznim hemijskim, fizičkim i mehaničkim
procesima što je uslovilo veliku brojnost njegovih osobina i raznolikost prostornog i vremenskog
rasporeda. Upravo zbog velikog broja osobina međusobna interakcija građevinskog objekta i tla
(stene) koja se ostvaruje u fazi izgradnje i kasnije eksploatacije u velikoj meri zavisi od tih osobina,
pa je veoma važno poznavati pouzdane informacije o njima. Za obezbeđenje ovih informacija
sprovode se geotehnički istražni radovi koji su obavezni za sve vrste građevinskih objekata bez
obzira da li se oslanjaju na tlo (zgrade, mostovi, tuneli i sl.) ili se tlo koristi kao materijal za građenje
objekata (putevi, nasute brane i tsl.).
Pri projektovanju nekog površinskog, podzemnog objekta ili kosina, inženjer projektant mora da
istraži svojstva stenskog materijala u kojem se treba izvesti objekat. Svaki stenski materijal, bilo da
se analizira makroskopski ili mikroskopski, u suštini predstavlja nehomogenu i anizotropnu sredinu.
I pored poznavanja "in situ" i laboratorijskih svojstava stenskog materijala, neophodno je predvideti
ponašanje materijala prilikom projektovanja. Takođe, velika pažnja mora se posvetiti strukturnim
karakteristikama stenskog masiva.

796. 796/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Geotehnička istraživanja, sl.9.1. su kritična komponenta inženjerske geologije, koja pruža
neprocenjiv uvid u podzemne uslove na lokaciji projekta. Bilo da planirate građevinski projekat,
procenjujete stabilnost temelja ili procenjujete potencijalne geološke opasnosti, temeljno
geotehničko istraživanje je prvi korak ka uspehu.
Dskle, geotehničke istražne radove čini skup postupaka prikupljanja i obrade odgovarajućih
podataka o tlu na mestu buduće građevine i njene bliže okoline, nužan za njeno ispravno i
ekonomično projektovanje, izvođenje i upotrebu. Mogu se podeliti na terenske i laboratorijske,
zavisno od mesta provođenja (započinju na terenu (in situ), a nastavljaju se u laboratoriji). Istražni
radovi u geotehnici služe za utvrđivanje rasporeda, debljine i svojstava pojedinih slojeva ispod
površine terena na kojem je predviđeno izgraditi građevinu, a pri tom obuhvaćaju metode
istraživanja iz područja mehanike tla, mehanike stena i inženjerske geologije. Istražnim radovima
utvrđuje se stanje površinskih delova tla i stenske mase.
9.1. Značaj geotehničkih istraživanja
Svrha geotehničkih istražnih radova je da se obezbede pouzdane informacije o tlu/steni i
klasifikaciji 4. inženjerske osobine kao što su: čvrstoća, deformabilnost, vodopropusnost i
ugradivost tla i drugim pokazateljima ponašanja tla u prirodnim uslovima i u uslovima nastalim
izgradnjom objekta - području građenja.
Geotehničkim istražnim radovima treba obezbediti pouzdane informacije (podloge) za
projektovanje, izvođenje i eksploataciju građevinskih objekata. Istražni radovi izvode se po
prethodno izrađenom istraživačkom projektu. Istraživanje terena izvodi se u fazama: preliminarna,
detaljna i dopunska ili kontrolna istraživanja.
Obim istraživanja zavisi od vrste objekta, njegovog značaja, namene, faze projektovanja,
raspoloživosti predhodnim informacijama i dr. Istražni radovi se dele, i različiti su, ako se:
- gradi na ili u tlu (podloga objekata) i
- ili se tlo koristi kao građevinski materijal (nasipi, nasute brane i sl.).
Cilj je da se odredi:
1. prostorni položaj pojedinih slojeva tla (dubine, debljine i prostiranje),
2. režim i dubine nivoa podzemne vode,
3. vrsta materijala (identifikacija i klasifikacija),
4. inženjerske osobine tla: čvrstoća,deformabilnost,vodopropusnost,zbijenosti i ugradivost.
Geotehničkim istražnim radovima treba obezbediti podloge za projektovanje, izvođenje i
eksploataciju građevinskih objekata.
Geotehnička istraživanja igraju ključnu ulogu u inženjerskim projektima iz nekoliko razloga:
- Projekat temelja: Pomaže inženjerima da projektuju temelje koji mogu izdržati težinu
predviđene strukture i izdržati sile okoline.
- Ublažavanje rizika: Identifikovanjem potencijalnih geoloških opasnosti kao što su
klizišta, likvifakcija ili vrtače, geotehnološka istraživanja pomažu u ublažavanju rizika.
- Izbor materijala: Određivanje odgovarajućeg tla i stena za građevinske materijale je
od vitalnog značaja za osiguranje dugovečnosti projekta.
- Kontrola troškova: Geotehnički podaci vode planiranje projekta, smanjujući
neočekivana kašnjenja i prekoračenja troškova.
Rezultati se prikazuju geotehničkim elaboratom.
Samo sa pouzdanim i korektnim podacima mogu se odrediti uslovi izgradnje objekta, projektovati
racionalno rešenje temeljenja i prognozirati njegovo ponašanje u interakciji sa tlom, prognozirati
uticaj građenja na susedne objekte i na opštu stabilnost terena ili ustanoviti druge podatke koji
omogućuju adekvatnu analizu pojedinog praktičnog geotehničkog zadatka.

797. 797/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Korektno izvedeni geotehnički istražni radovi omogućuju da se, na primer, izabere adekvatan
način temeljenja građevinskog objekta, da se uoče problemi koji bi mogli nastati tokom izvođenja
iskopa za temeljenje ili da se projektuju i izvedu sanacione mere za stabilizaciju klizišta ili da se
utvrde količine i kvalitet materijala na potencijalnim pozajmištima.
Postupak istraživanja:
1. Planiranje - vrsta, broj, raspored i dubina istražnih radova.
2. Izvođenje istražnih radova sa uzimanjem uzoraka,
Ō laboratorijska ispitivanja.
3. Izveštavanje - geotehnički elaborat.
Planiranje terenskih istražnih radova
Srž svakog terenskog istraživanja je pažljivo planiran program terenskih
radova, uzimanja uzoraka i ispitivanja.
Programom istražnih radova se predviđa vrsta i obim istražnih radova, vrsta
opreme za njegovu realizaciju u skladu sa raspoloživim tehničkim resursima i orijentaciono
koštanje takvih radova.
Realizacija takvog programa treba da obezbedi sve potrebne podatke za racionalno rešavanje
konkretnog geotehničkog problema, koji je često sastavni deo ukupnog građevinskog projekta.
U slučaju većih objekata ili prostranog istražnog područja obično se podrazumeva da straživanja
treba izvesti u fazama:
• preliminarna istraživanja,
• glavna ili detaljna istraživanja i
• dopunska ili kontrolna istraživanja.
Preliminarna istraživanja:
- sagledavanje problematike,
- sakupljanje se postojećih topografskih, hidroloških, klimatoloških, geoloških i seizmoloških
podataka, podataka o postojećim nadzemnim i podzemnim građevinama i objektima infrastrukture
(vodovod, kanalizacija, električna i telefonska mreža, itd.), razni arhivski dokumenti i arheološki podaci.
- Rekognosciranje - obilazak terena (morfologija, hidrološke prilike, vegetacija).
- Izvođenje manjeg obima ređe raspoređenih terenskih istražnih radova,ali uz pokrivanje celog istražnog
područja.
- Može se izvesti i manji broj laboratorijskih ispitivanja.
Detaljna istraživanja:
- Obezbeđenje dovoljno podataka za izradu projekta konstrukcije.
- Terenski istražni radovi i ispitivanja (jame, bunari,bušotine, in‐situ testovi, pijezometri).
- Laboratorijska ispitivanja (identifikaciono-klasifikaciona, utvrđivanje inženjerskih svojstava tla).
Dopunska i kontrolna istraživanja:
Sprovode se u toku same izgradnje i eventualno u toku eksploatacije (u slučaju sanacije ojekta).
Rezultati geotehničkih istraživanja se prikazuju geotehničkim elaboratom koji predstavlja podlogu
za projektovanje, izvođenje i eksploataciju građevinskih objekata.
Postupak istraživanja:
- Planiranje istražnih radova,
- Izvođenje istražnih radova i
- Izrada geotehničkog izveštaja/elaborata ‐ prikaz rezultata istraživanja.
Planiranje istražnih radova
- Geotehnički istražni radovi izvode se po prethodno izrađenom Programu geotehničkih
istraživanja.
- Programom geotehničkih istraživanja predviđa se: vrsta i obim istražnih radova, vrsta opreme za

798. 798/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
realizaciju, orijentaciono koštanje radova, radna snaga, nadzor nad istraživanjima i dr.
- Obim geotehničkih istraživanja zavisi od:
• vrste objekta, njegovog značaja i namene,
• faze projektovanja (Generalni projekat, Idejni projekat, Projekat za građevinsku dozvolu,
Projekat za izvođenje, Projekat izvedenog objekta),
• uslova na terenu i
• raspoloživosti predhodnim informacijama i dr.

Geotehnička istraživanja izvode se u fazama:
• Preliminarna istraživanja
• Glavna ili detaljna istraživanja za izradu projekta
• Dopunska ili kontrolna istraživanja
- Preliminarna istraživanja uključuju:
• Kabinetski rad ‐ Sagledavanje problematike planiranog građevinskog objekta, sakupljanje i
proučavanje svih raspoloživih podataka (rezultata prethodnih istraživanja terena, postojećih
topografskih, hidroloških, klimatskih, geoloških, geotehničkih, seizmoloških i arheoloških
podataka, podataka o postojećim nadzemnim i podzemnim objektima, područjima posebne zaštite i dr.)
• Rekognosciranje ‐ obilazak terena (morfologija terena, hidrološke prilike, vegetacija,
stanje postojećih objekata)
• Izvođenje manjeg obima terenskih istražnih radova, ali uz pokrivanje celog istražnog
područja radovima na većim odstojanjima.
- Glavna ili detaljna istraživanja treba da obezbede dovoljno podataka o terenu za
projektovanje i izgradnju objekata. Postoji niz metoda geotehničkih ispitivanja:
• Terenski istražni radovi i uzorkovanje - sondažno bušenje, izvođenje sondažnih jama,
bunara, galerija uzimanje uzoraka kartiranje registrovanje NPV galerija, uzoraka, kartiranje,
• Terenska ispitivanja (in‐situ opiti) ‐ Standardni penetracioni opit (SPT), Statički penetracioni
opit (CPT), ispitivanje terenskom krilnom sondom, ispitivanja pljosnatim dilatometrom (DMT),
ispitivanja presiometrom (PMT), opit pločom, terenski CBR opit,
• Laboratorijska ispitivanja ‐ Identifikacija i klasifikacija tla, utvrđivanje inženjerskih sojstava
tla (čvrstoća, deformabilnost, zbijenost, vodopropustljivost).
- Dopunska i kontrolna istraživanja se sprovode u toku same izgradnje građevinskih objekata
(npr. probno opterećenje šipova, probno opterećenje ankera, kontrola zbijenosti kod izgradnje
saobraćajnica i dr.) i, eventualno, u toku eksploatacije objekta, u slučaju potrebe da se vrši sanacija objekta.
- Rezultati istraživanja se prikazuju geotehničkim elaboratom. Geotehničkim istražnim
radovima obezbeđuju se podloge za projektovanje, izvođenje i eksploataciju građevinskih objekata.

799. 799/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)




































Sl.9.1.Tok istraživanja u geotehnici sa detaljnim opisom na istraživanje lokacije i geotehnička procena
lokacije - njena glavna tehničko-naučna područja i primene.

IZRADA STUDIJE ISPLATIVOSTI
DETALJNO ISTRAŽIVANJE LOKACIJE
Detaljno geološko istraživanje Istražno bušenje
Istražni raskopi, useci sa
povećanjem dimenzija ispitivanja
Geofizička ispitivanja Laboratorijska ispitivanja
„In - situ“ ispitivanja
mehanučkih svojstava
Merenje „in - situ“
naponskog stanja
Ispitivanje
podzemnih voda
naponskog
- Priprema konačnih geoloških karata i profila,
- Analiza rezultata laboratorijskih i „in-situ“ ispitivanja,
- Primena klasifikacija stenskog masiva.


























Metode geotehničkih istraživanja
„Terenska geotehnička istraživanja ili ispitivanja"

800. 800/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)















9.1.1. Metode geotehničkih istraživanja
Geotehnička istraživanja uključuju niz metoda i tehnika, od kojih je svaka prilagođena
specifičnim potrebama projekta. Evo nekoliko uobičajenih metoda:
Geotehnička istraživanja uključuju niz metoda i tehnika, od kojih je svaka prilagođena specifičnim
potrebama projekta. Evo nekoliko uobičajenih metoda:
1. Bušenje i uzorkovanje
• Bušenja tla (Soil borings),
• Jezgrovanje tla/stena (Kamena jezgra - Rock coring) i
• Geofizički karotaž (Geophysical logging).
2. In Situ testiranje
• Standardni test penetracije (Standard penetration test (SPT),
• Test penetracije konusa (Cone penetration test CPT) i
•Test smicanja lopatice - krilna sonda (Vane shear test - VST.
3. Laboratorijsko ispitivanje
• Analiza veličine zrna,
• Klasifikacija tla i
• Ispitivanje čvrstoće na smicanje.
4. Geofizička istraživanja
• Radar koji prodire u tlo (GPR),
• Seizmička refrakcija (Seizmički lom) i
• Električna otpornost.
5. Daljinsko prepoznavanje
• Fotografija iz vazduha - Aerofotografija i
• LiDAR (detekcija svetla i određivanje udaljenosti) -(Light Detection and Ranging)
Ō Ključni parametri analiza
Tokom geotehničkih istraživanja analiziraju se različiti parametri kako bi se procenila pogodnost lokacije
za gradnju:
1. Sastav tla: Prepoznavanje vrsta prisutnog tla, kao što su glina, mulj, pesak ili šljunak.
2. Čvrstoća tla: Merenje smičuće čvrstoće za određivanje nosivosti tla.
3. Nivo podzemnih voda: Procena dubine i fluktuacija podzemnih voda.
4. Litologija:Karakterizacija tipova stena i njihovih svojstava, uključujući tvrdoću i lomljenje.
5. Stabilnost kosina: Procena stabilnosti padina i potencijala za klizišta.
6. Seizmički rizik: Procena podložnosti lokacije zemljotresima.
















LABORATORIJA
GEOFIZIKA
Standardni
triaksijalni opit
Bender element
Rezonantne
vrednosti
Refrakciona seizmika Površinski talasi Geofizika u bušotini

Sondiranje
P-talasi
S-talasi
SASW
MASW
SCPT
SDMT
DownHole
CrossHole
TEREN

801. 801/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ō Razmatranja specifična za lokaciju
Geotehnička istraživanja moraju uzeti u obzir jedinstvene karakteristike svake lokacije. Faktori koji
utiču na obim i dubinu istraživanja uključuju:
- Klimatski i vremenski obrasci
- Geološka istorija
- Vegetacija i ekosistemi
- Lokalni propisi i zoniranje
- Susedne strukture i infrastruktura
Ō Izveštaj o geotehničkom istraživanju
Nalazi geotehničkog istraživanja obično se sastavljaju u detaljan izveštaj. Ovaj izveštaj služi kao
kritička referenca za inženjere, arhitekte i i ostale učesnike projekta. Dobro strukturiran geotehnički
izveštaj treba da sadrži:
1. Izvršni sažetak - Sažeti pregled projekta i ključnih nalaza.
2. Opis lokacije - Detaljne informacije o lokaciji, granicama i topografiji lokacije.
3. Uviđaj na terenu - Podaci i zapažanja prikupljeni tokom rada na terenu, uključujući
rezultate bušenja i ispitivanja.
4.Laboratorijsko ispitivanje-Rezultati uzoraka tla i stena testiranih u kontrolisanom okruženju.
5. Analiza i interpretacija - Stručna analiza podataka, uključujući zaključke i preporuke.
6. Projektni parametri - Specifični parametri i preporuke za dizajn temelja, potpornih
zidova i još mnogo toga.
7. Prilozi - Dodatne informacije, grafikoni, tabele, obrasci,... i poprečni preseci.
Ō Uobičajeni izazovi i ublažavanja
Geotehnička istraživanja mogu naići na izazove, kao što su teški uslovi tla, problemi sa pristupom
ili nepredviđene podzemne anomalije. Za rešavanje ovih izazova potrebno je:
 Sveobuhvatno planiranje: Temeljito isplanirajte istraživanja kako biste predvideli potencijalne
izazove.
 Prilagodljivi pristup:Budite spremni modifikovati strategiju istraživanja kako se pojave novi podaci.
 Stručna saradnja: Konsultujte se sa iskusnim geotehničkim inženjerima i geolozima.
Ō Faktori troškova i vremena
Troškovi i trajanje geotehničkog istraživanja mogu uveliko varirati zavisno od faktora kao što su
složenost lokacije i dubina potrebne analize. Međutim, ulaganje u sveobuhvatnuo istraživanje je
dugoročno isplativa strategija, jer pomaže u izbegavanju skupih iznenađenja tokom izgradnje.
Istraživanje terena mora se nastaviti sve dok se terenski uslovi ne poznaju i razumeju dovoljno
dobro kako bi se građevinski radovi mogli bezbedno odvijati.
Ovaj princip može se i treba primeniti gotovo bez obzira na troškove; udvostručenje budžeta za
istraživanje terena će generalno dodati <1% trošku projekta; ali nakon neadekvatnog istraživanja,
nepredviđeni uslovi na terenu mogu, a često i čine, povećati troškove projekta za 10% ili više.
Neki noviji statistički podaci iz Britanije jasno pokazuju važnost adekvatnog istraživanja terena:
• 30% građevinskih projekata odloženo je zbog problema sa tlom.
• Nepredviđeni uslovi tla uzrokuju većinu zahteva za dodatne - nepredviđene radove.
• 50% troškova prekomernog tendera za putne projekte je zbog neadekvatnog istraživanja terena
ili interpretacije podataka.
Dakle, obim i cena istraživanja terena uveliko variraju, zavisno od prirode projekta i lokalne
složenosti i/ili poteškoća uslova na terenu.
Izražene kao procenti troškova projekta, brojke u smernicama pokazuju kontraste između tipova
projekata, ali ne mogu pokriti varijacije zbog različitih uslova tla.

802. 802/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 9.1 - Tipični troškovi istraživanja terena
Projekat % Ukupni troškovi % troškova temelja
Zgrade 0,05–0,2 0,5–2,0
Putevi 0,2–1,5 1–5
Brane 1–3 1–5

9.2. Metode terenskih istraživanja
Konvencionalno geotehničko istraživanje obično čine sledeće vrste terenskih radova:
• Izvođenje sondažnih jama sa uzimanjem uzoraka (uglavnom za lakše građevinske
objekte, pliće kanale, saobraćajnice i pozajmišta)
• Sondažno bušenje sa uzimanjem uzoraka (najčešće za većinu građevinskih objekata)
• Standardni penetracioni opiti, (SPT) u bušotinama, (skoro uvek kada se buši,
naročito za potrebe temeljenja)
• Izvođenje bunara i/ili galerija (izuzetno retko)
• Ispitivanja in‐situ-standardni penetracioni opiti (SPT), statičko penetraciono sondiranje(CPT)
• Geofizička ispitivanja (nisu česta - za izuzetno važne objekte)
Vrsta i obim primenjenih istraživanja zavisi od vrste i dimenzija budućeg objekta i
osobenosti terena na kojem se njegovo građenje predviđa, tako da će se ovde opisati metode
koje se najčešće primenjuju u tekućoj domaćoj praksi.
Uzorci tla, prema kvalitetu, mogu se podeliti u dve glavne kategorije i to: poremećeni i
neporemećeni.
9.2.1. Uzimanje uzoraka (SRPS U.B1.010;2000)
Vrste, kategorije i klase uzoraka
U gotovo svim geotehničkim istražnim radovima podrazumeva se uzimanje uzoraka koji
služe za ispitivanje fizičkih i mehaničkih osobina tla. Postoje dve glavne vrste uzoraka koji
se uzimaju iz sondažnih bušotina ili skopa (jama, bunara, galerija i sl.):
- poremećeni i
- neporemećeni.
Kvalitet uzoraka direktno zavisi od načina uzimanja uzorka iz terena.
Prema mogućnostima korišćenja uzoraka za pojedine vrste laboratorijskih ispitivanja mogu
se razlikovati sledeće klase nivoa kvaliteta:
- Klasa 1‐ Klasifikacija, vlažnost, zapreminska težina, smičuća čvrstoća, edometarski opit.
- Klasa 2‐ Klasifikacija, vlažnost, zapreminska težina.
- Klasa 3‐ Klasifikacija i vlažnost.
- Klasa 4‐ Samo klasifikaconi opiti.
- Za klase 3 i 4 dovoljni su poremećeni uzorci, dok je za klase 1 i 2 potrebno obezbediti
neporemećene uzorke
Napomena: Evrokod 7 predviđa 5 klasa uzoraka.
Za uzimanje uzoraka tla primenjuju se sledeće kategorije metoda:
• kategorija A: bez ili sa vrlo malo poremećaja strukture. Vlažnost i poroznost odgovara
prirodnom stanju.
• kategorija B: imaju poremećenu strukturu ali isti sastav i vlažnost kao u prirodnom stanju
• kategorija C: uzorci sa potpuno poremećenom strukturom tla. Koriste se samo za određivanje
sekvence slojeva.
Kvalitet uzoraka se klasira u pet (5) klasa. Klasiranje je pre svega zasnovano na mogućnosti
provođenja određenih laboratorijskih ispitivanja (tabelu 9.1: SRPS U.B1.010:2000)

803. 803/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 9.2 - Klasiranje uzoraka tla za laboratorijska ispitivanja u pet (5) klasa. SRPS U.B1.010:2000)
Klasa 1:
Vlažnost, zapreminska masa, čvrstoća,
deformacione i konsolidacione karakteristike
Kategorija A
Klasa 2: Važnost, zapreminska masa, čvrstoća. Kategorija A
Klasa 3: Vlažnost Kategorija A, B
Klasa 4: Ugradivost Kategorija A, B
Klasa 5: Sekvence (rasprositranje) slojeva. Kategorija A, B, C

9.2.1.1. Poremećeni uzorci
- Imaju isti granulometrijski sastav kao i prirodno tlo iz kojeg su uzeti.
- Struktura im je delimično ili potpuno narušena.
- Vlažnost poremećenog uzorka tla se može razlikovati od vlažnosti prirodnog tla.
- Poremećen uzorak sitnozrnog tla može imati prirodnu vlažnost koja se može sačuvati
nakon uzimanja odgovarajućim hermetičkim pakovanjem i odrediti merenjem u laboratoriji.
- Uglavnom se koriste za terensku identifikaciju, laboratorijska klasifikaciona ispitivanja i opite zbijanja tla.
- Jednostavno se dobijaju iskopom iz sondažnih jama, bunara, galerija ili sa alata za
bušenje nakon završenog manevra pri izvlačenju pribora na površinu terena ili od delova jezgra.
Ovi uzorci imaju poremećenu strukturu tla usled njihovog načina uzimanja. Uzimaju se najčešće sa
bušaćeg pribora ili alata, ali se mogu uzeti i iz neporemećenih uzoraka prilikom određivanja
karakteristika čvrstoće i deformabilnosti. Koriste se uglavnom za terensku identifikaciju,
laboratorijska klasifikaciona ispitivanja i opite zbijanja tla. Uzorci klase 3, 4 i 5 po pravilu smatraju
se poremećenim uzorcima i odgovaraju kategoriji metode B uzimanja uzoraka.
Poremećeni uzorci se uzimaju iz svakog sloja, u količinama koje zavise od predviđene vrste
ispitivanja i od vrste tla. Svaki uzorak koji se uzme mora se na odgovarajući način obeležiti,
skladištiti i transportovati do mesta ispitivanja. Ako je potrebno, da bi se očuvala prirodna
vlažnost stavljaju se u hermetičke posude ili PVC kese. Za uzimanje poremećenih uzoraka
tla iz sitnozrnog tla mogu se primeniti mašinski i ručni postupci rotacionog istražnog
bušenja, iskopi iz istražnih jama, bunara i sl. Uz korišćenje odgovarajućeg alata (sl. 9.2a).
Za uzimanje poremećenih uzroraka tla iz krupnozrnog tla mogu se primeniti mašinski
postupci udarnog bušenja, rotaciono bušenje ili bušenje sa ispiranjem vodom uz korišćenje
odgovarajućeg alata, npr. ventil-kašike (,,bućkalica,,) i sl. (sl. 9.2b).



Sl.9.2. Poremećeni uzorci uzeti sa uobičajenim
alatima:
a) spiralno svrdlo;
b) ventil- kašika (,,bućkalica,,)
c) kašika za standardno penetraciono ispitivanje











9.2.1.2. Neporemećeni uzorci
- Najvažniji korak u geotehničkom istraživanju je uzimanje neporemećenih uzoraka sa
najmanjim mogućim poremećajima tla.
- Nije moguće izvaditi potpuno neporemećen uzorak.
- Uzimanjem uzorka iz okolne mase tla dolazi do promene napona koji na njega deluju dok se
uzorak nalazio u tlu, što uvek izaziva izvesne deformacije uzorka.

804. 804/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
- Minimalni poremećaj onaj koji bi se mogao nazvati neizbežnim naponskim poremećajem.
- Najkvalitetniji "neporemećeni uzorci" su oni kod kojih je sačuvana vlažnost i svečestice, pri
čemu su koeficijent poroznosti i struktura izmenjeni u najmanjoj mogućoj meri.
Neporemećeni uzorci su uzorci tla kod kojih nema značajnije promene strukture svojstava u odnosu
na tlo iz kojeg su uzeti. Oni reprezentuju što je moguće bliže stvarnu strukturu, vlažnost i poroznost
originalnog tla. Kvalitet ovih uzoraka zavisi od primenjene tehnike njihovog uzimanja i terenskih
uslova.
Uzorci klase 1 i 2 smatraju se neporemećenim uzorcima. Ovi uzorci se obavezno uzimaju is
svakog sloja tla, mašnskim bušenjem ili ručno.
Ručno uzimanje neporemećenih uzoraka iz sitnozrnog tla vrši se iskopom većih blok-uzoraka
(sl.9.4a), ili utiskivanjem/nabijanjem metalnih cilindra u sondažnim jamama, bunarima i galerijama
(sl.9.4b).Ovim postupkom dobijaju se uzorci najvišeg kvaliteta, tj. kase I,(kategorije A).
- Prikazane su faze rada pri uzimanju neporemećenog uzorka iz jame, šahta ili galerije.
- Tlo se pažljivo uklanja sa strana uzorka tako da se formira mali stub. Ukoliko je uzorak tvrd može
se jednostavno odvojiti od mase jednim usecanjem ašova, upakovati u plastičnu foliju ili vreću da
se sačuva njegova vlažnost, staviti u odgovarajuću krutu kutiju i transportovati automobilom u
laboratoriju.

Sl.9.3. Ručno uzimanje neporemećenih uzoraka
- Drugi način uzimanja neporemećenog uzorka koristi čelični cilindar.
- Cilindar se utiskuje u tlo.
- Otvorene strane se štite poklopcima, uz odgovarajuću zaštitu parafinom radi čuvanja vlage.
- Tako formirani uzorci se zatim pakuju u sanduke sa strugotinom ili piljevinom, koja treba da
minimizira njihovo pomeranje unutar sanduka i amortizuje neizbežne potrese pri transportu.










Sl.9.4. Ručno uzimanje neporemećenih uzoraka: a) faze uzimanja blok-ka, b) postupak pomoću metalnog cilinda
Naroču pažnju treba posvetiti ako se uzorci tla uzimaju ispod nivoa podzemne vode. Tada je
potrebno održavati pritisak vode u bušotini iznad pritiska podzemne vode na dnu bušotine što može
zahtevati upotrebu bentonitne suspenzije umesto vode ili pak upotrebu obložnih čelečnih kolona
(cevi) za zaštitu zidova bušotine od zarušavanja usled visokih pijezometarskih nadpritisaka u tlu.
Neporemećeni uzorci koji su uzeti cilindrima transportuju se do mesta ispitivanja u istim cilindrima.

805. 805/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
9.2.1.3. Neporemećeni uzorci iz bušotina
Uzimanje neporemećenih uzoraka iz bušotine vrši se nakon čišćenja dna bušotine. Neporemećeni uzorci
uzimaju se pomoću cilindara različitih konstrukcija i dimenzija, od kojih su neke prikazane na slici 9.3, 9.4
i 9.5.
- Nakon čišćenja dna bušotine na niz bušaćih šipki se učvrsti cilindar koji se utiskuje u tlo.
- Cilindar može biti debelozidni i tankozidni (debljina čeličnog zida obično između 1 i 3 mm).
- Karakteristika cilindra, Ar je odnos površina:


gde su:
- Dw spoljni prečnik noža
- Dc unutarnji prečnik cilindra
- Rezultati prihvatljive poremećenosti, čak i za
relativno osetljivo tlo, mogu se dobiti i sa
cilindrima kod kojih je ovaj pokazatelj 10% do 15%
- Debelozidni cilindar (sl. a) ‐ unutrašnji prečnik
100 mm, dužine najmanje 30 cm (Ar ≈ 25%).
Tankozidni cilindri‐prečnik 75‐125mm (sl.b),prečnik 50‐75 mm
(sl.c), dužine oko 1m (Ar≈ 10%)



Sl.9.5. Uzimanja neporemećenog uzorka čeličnim cilindrima - vrste cilindara
Da bi uzorak ostao koliko-toliko neporemećen, potrebno je da cilindar zadovolji dva kriterijuma:
- koeficijent površine (EC 7/3): &#3627408438;
&#3627408462;=
&#3627408439;
&#3627408483;
2
−&#3627408439;
&#3627408475;
2
&#3627408439;
&#3627408475;
2
≤0.15
- koeficijent unutrašnjeg otpora: &#3627408438;
&#3627408470;=
&#3627408439;&#3627408482;−&#3627408439;&#3627408475;
&#3627408439;&#3627408475;
≤0.015
gde je:
Dn - unutrašnja ivica noža cilindra,
Dv - najveći spoljašnji prečnik cilindra,
Du - unutrašnja prečnik cilindra.
Ako se koriste naoštreni cilindri za uzimanje ovakvih uzoraka onda treba težiti da se cilindri utiskuju u tlo
zbog manjeg poremećaja u odnosu na cilindre kaji se nabijaju u tlo.
Svaki ovakav uzorak obavezno se mora zaštititi na odgovarajući način od gubitka prirodne valžnosti,
zalivanjem uzorka parafinom sa svih strana ili pakovanjem u PVC kese. Transport ovih uzoraka mora biti
veoma pažljiv pa se u tu svrhu sanduci u kojima se transportuju ispunjavaju piljevinom ili
strugotinom da bi se što više amortizovalo njihovo pomeranje unutar sanduka. Uzorak se mora
zaštititi od vetra i direktnog sunčevog zračenja a orijentacija i njegov položaj se mora jasno označiti
tokom uzimanja i pakovanja.
Za uzimanje neporemećenih uzoraka iz bušotina koriste se cilindri različitih konstrukcija i mera (sl. 9.5)
pomoću kojih se dobijaju uzorci klase 1 i 2, kategorije metoda A. U tu svrhu koriste se sledeće vrste
cilindara:
• otvoreni debelozidni cilindar,
• otvoreni tankozidni cilindar, i
• tankozidni cilindar sa klipom.
Postupak uzimanja obuhvata nekoliko postupaka. Nakon bušenja do dubine sa koje se želi uzeti
uzorak tla pomoću cilinda, dno bušotine se očisti od poremećenog tla. Potom se cilindar spusti na
dno bušotine i utiskuje hidrauličkim kontinualnim pritiskom ili udarcima malja.
Pri tom se beleži sila utiskivanja odnosno energija pobijanja koja može biti indikator stanja tla iz
koje se uzima uzorak tla. Prilikom utiskivanja obavezno se meri dubina utiskivanja da bi se u

806. 806/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
cilindru sačuvao sigurnosni prostor tako da ne dođe do kompresije tla u njemu. Posle utiskivanja
cilindar selagano izvuče, izmeri dužina uzorka i uporedi sa dubinom do koje je bušaći pribor utisnut.
9. 3. Terenski istražni radovi - poremećeni uzorci
9. 3. 1. Sondažne jame (raskopi, trial pit)
Iskop sondažnih jama je jednostavan i pouzdan metod geotehničkih istraživanja ali je dubina na
horizontalnom terenu ograničena na 4 5m, izuzetno do 6m. Ukoliko je teren nagnut onda jama
dobija oblik zaseka. Izvođenje temeljnih jama može biti mašinsko ili ručno. Mašinsko je
uobičajeno, ručno ako je teren nepristupačan mašinu ili je radna snaga jeftina. Iskopani materijal
treba deponovati minimum 1m od iskopa.
Sondažna jama - izvođenje temeljne jame omogućava da se tlo vizuelno pregleda i uoče granice
slojeva tla (kartiranje) kao i da se uzmu neporemećeni i poremećeni uzorci tla. Mogu se ručno
izdvojiti neporemećeni uzorci oblika kocke, odličnog kvaliteta. Pre nego što geolog uđe u temeljnu
jamu radi kartiranja (uvrđivanje granica slojeva i tipa tla) strane iskopa jame moraju se osigurati
ukoliko strane jame nisu izvedene stepenasto jer može doći i do zarušavanja tla. Sondažne jame su
pogodne za istraživanje skoro svih vrsta tla uključujući i ona koja sadrže oblutke i krupno kamenje.
Izuzetak su gline žitke ili vrlo meke konzistencije.















Sl.9.6. Ručno uzimanje neporemećenih uzoraka - Izvo đenje i tipične dimenzije sonda žne jame (raskopa)
- Maksimalna dubina jame je do 4‐5m (izuzetno i do 6 m).
- Jamu treba izvesti izvan osnove budućeg objekta u neposrednoj blizini njegove konture
u osnovi (jer predstavlja oslabljeno mesto što može izazvati negativne posledice na
budućoj konstrukciji).
- Izvođenje istražnih jama može biti mašinsko ili ručno.
- Osiguranje podgradom se vrši ukoliko strane iskopa nisu izvedne stepenasto ili se oceni
da može doći do zarušavanja tla, a dubina jame je veća od oko 2 m.
- Ukoliko se iskop jame vrši i ispod NPV, a tlo nema malu vodopropusnost, mora se
predvideti uklanjanje vode.
- Omogućava uzimanje uzoraka tla za laboratorijska ispitivanja.
- Kada se istražne jame izvode za potrebe projektovanja i izvođenja saobraćajnica,
njihovo rastojanje duž trase može se kretati između 50 i 500 metara.
- Ukoliko se jame izvode radi određivanja kvaliteta i količine materijala u pozajmištima,
njihovo rastojanje može biti od 30 do 120 metara, zavisno od jednoličnosti terena.
9.3.2. Sondažni bunari i galerije (exploration shafts) (exploration drifts)

807. 807/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Za znatno veće dubine od onih kod sondažnih jama, 10‐12 m, izvode se vertikalna okna koja se
često nazivaju bunari ili šahtovi. Horizontalno okno se obično zove galerija.
Najčešće se izvode ručno uz obavezno i sistematsko podgrađivanje.U slučaju dotoka voda mora se
kao zaštitna mera predvideti dreniranje. Pri izvođenju mora se voditi računa o pojavi zapaljivih ili
zagušljivih gasova.
- Ovi istražni radovi omogućavaju uzimanje svih vrsta uzoraka visokog kvaliteta, kao i kod
sondažnih jama, kao i detaljno i tačno kartiranje granica slojeva, vrste i stanja tla ili meke stene.
- Ova vrsta radova je relativno skupa, zahteva dosta vremena i obično se može opravdati ukoliko
nije moguće doći do potrebnih informacija o terenu drugim metodama i ako se radi o veoma
velikim objektima i zahvatima kao što su velika klizišta i brane.
- Najčešće se izvode ručno, uz obavezno i sistematsko podgrađivanje
- U slučaju dotoka vode, moraju se predvideti zaštitne mere dreniranja.









Sl.9.7. Sondažni bunar („šaht“) i sondažna „galerija“
9.3.3. Sondažno bušenje (boreholes)
- Sondažno bušenje je najčešći oblik istražnih radova.
- Izvođenje bušotina za potrebe građenja podrazumeva uzimanje
uzoraka za geomehanička laboratorijska ispitivanja i izvođenje opita in situ.
- U bušotini se registruje nivo podzemne vode.
Dubina bušenja treba da dosegne zone tla u kojima se ne očekuju znatnije
promene napona i pojave deformacija izgradnjom objekta ili do stabilnih
delova mase tla u slučaju geotehničkog istraživanja klizišta (preporučljivo
je izvesti bar jednu bušotinu znatno dublje od granice koja se procenjuje da
je pod uticajem objekta).
Dubina bušenja zavisi od vrste i veličine objekta ili niza objekata.
Sl.9.8. Sondažno bušenje - dubina i slojevi
• Za lake objekte (prizemne i jednospratne zgrade) koji nisu osetljivi na veličine sleganja, obično
se smatra da dovoljna dubina ispitivanja nije manja od četvorostruke očekivane širine temelja,
odnosno približno do dubine od oko 6 m, ili 2‐3 m po spratu.
• Za teže objekte (višespratne zgrade, silosi i rezervoari) najmanje 50% bušotina treba da dostigne
dubinu koja je 1.5 veća od širine objekta, pri čemu se dubina meri od najniže tačke temelja.
• Kod mostovskih konstrukcija i fundiranja na šipovima, kao i pri istraživanju dubokih klizišta,
potrebna dubina bušenja može iznositi 30‐50 i više metara. Ukoliko se tokom bušenja naiđe na
stenu, onda je uputno bušiti i u steni do oko 3 m.
- Broj potrebnih bušotina zavisi od vrste konstrukcije, veličine istražnog područja i jednoličnosti terena.
- Obično se rastojanje ili broj preliminarno proceni na osnovu raspoloživih geoloških podataka a
zatim podataka, se nakon dobijanja rezultata izvedenih ređe raspoređenih bušotina,
rastojanja mogu smanjiti ukoliko se uoči znatna heterogenost.
- Orijentaciona rastojanja bušotina:
• za višespratne zgrade između 15 i 50 metara,
• za jednospratne hale za laku industriju 30 do 90 i
Sloj 2
Sloj 3
Sloj 4
Sloj 5
Sloj 1
Sloj 2
Sloj 3
Sloj 4
Sloj 5
Sloj 1
„Šaht“
„Galerija“

808. 808/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
• za nasute brane i hidrotehničke nasipe 15 do 60 metara.
Za homogen teren rastojanja se mogu udvostručiti, a za nehomogen i komplikovan teren smanjiti na pola.
Istražne bušotine mogu se izvoditi:
• Ručnom sondažnom garniturom i
• Mašinskom sondažnom garniturom.
Prema principu rada bušećeg pribora istražno bušenje može biti:
• Rotaciono,
• Udarno (perkusiono) i
• Kombinovano.
9.3.3.1. Istražno bušenje ‐ ručni pribor za bušenje - ručno svrdlo
- Može da se koristi za preliminarna ispitivanja, za ispitivanja tla za lakše objekte i u slučaju
nepristupačnog terena.
- Dubina bušenja je ograničena na oko 6 m u sitnozrnom tlu.
-U pesku ispod nivoa podzemne vode, napredovanje je veoma ograničeno, a u šljunku nemoguće
- Može da se koristi za preliminarna ispitivanja, za ispitivanja tla za lakše objekte.
- U pesku ispod nivoa podzemne vode, napredovanje je veoma ograničeno, a u šljunku nemoguće.
- Garnitura sa tronošcem koristi se pri izvođenju bušotine na dubini većoj od 3‐6 m.
- Oprema je laka i sastoji se od svrdla i šipki dužine oko 1 m koje se nastavljaju
tokom napredovanja bušenja po dubini.



Sl.9.9. Ručno svrdlo i garnitura sa tronošcem




9.3.3.2.Ručna sondažna garnitura - rotaciona i udarna (perkusiona)
Garnitura sa tronošcem koristi se pri izvođenju bušotine na dubini od 3‐6 m. Za izvođenje
ove vrste radova na većim dubinama od 6 m potreban je toranj (tripod ili tronožac) za
manevrisanje znatno težim bušaćim priborom. U sitnozrnom tlu, a u pesku od samog početka
bušenja, potrebno je vršiti osiguranje vertikalnih strana zidova bušotine od zarušavanja.
Osiguranje zidova bušotine je naročito važno u nevezanim krupnozrnim materijalima ispod nivoa
podzemne vode. Vrši se zacevljenje bušotine obložnom "kolonom" od segmenata čeličnih cevi koje
se sukcesivno nastavljaju navrtanjem tokom napredovanja bušenja u dubinu.
- Prečnik bušenja obično nije manji od oko 140 mm a samo izuzetno može iznositi oko 100 mm i
obično nije veći od 300 mm. U slučaju dubljeg bušenja obično se počinje sa većim prečnikom
da bi se na nekoj dubini nastavilo sa manjim.
- Dostizanje veće dubine ručnom snagom je moguće ukoliko se koristi užetno‐udarno bušenje
za koje je potreban tronožac (ili toranj).
- Ova ručna garnitura za bušenje obično koristi kombinovane metode bušenja, odnosno svrdla,
kojima se bušenje vrši rotiranjem ljudskom snagom preko T ručice na vrhu bušaćih šipki i
alternativno, perkusioni postupak preko užeta koje se podiže ručno i pušta da odgovarajuće











RUČNO BUŠAĆE SVRDLO (HAB)
• Zahteva ručni rad.
• Tipične dubine od 183 do 244 cm.
• Standardni prečnik: 8,25 cm
(dostupni su i drugi prečnici).
• Omogućava prikupljanje uzoraka tla
(poremećenog) radi klasifikacije
i laboratorijskog ispitivanja (po želji).

809. 809/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
svrdlo sa ili bez šipki pada sa izvesne visine.
- Ovim postupkom se mogu postići dubine i do 15‐25 m, ali je napredovanje u području većih
dubina otežano i usporeno.
- U slučaju dubljeg bušenja obično se počinje većim prečnikom da bi se na nekoj dubini nastavilo
manjim prečnikom.








Sl.9.10.Vađenje uzoraka iz bušotina - ručna garnitura sa
tornjem:(a) rotaciono i (b) perkusiono bušenje


9.3.3.3. Istražno bušenje: mašinska sondažna garnitura.
Ō Udarno (perkusiono) - perkusiono bušenje sa mašinskom garniturom
Udarno (perkusiono) bušenje izvodi se slobodnim padom alata za bušenje sa visine od 1- 2m.
Podizanje alata može se vršiti ručno (max do dubine od 15m) ili mašinski. Garnitura za perkusiono
bušenje sastoji se od tripoda (tronošca) i pogonske jedinice sa čekrkom kojim se lako čelični kabal
preko koturače na vrhu tronošca povezuje sa bušaćim šipkama.












Sl.9.11. Perkusiono bušenje sa mašinskom garniturom
Za razliku od perkusionog bušenja, rotaciono bušenje u tlu izvodi se nanošenjem momenta torzije
na bušaći pribor, ručno ili mašinski. Veliki broj tipov bušaćih garnitura može se orjentaciono
svrstati u dve grupe: garniture sa spiralnim svrdlima i metode bušenja sa jezgrovanjem.
Spiralnim svrdlima mogu vaditi samo poremećeni uzorci i bušenje je obično ograničeno na
sitnozrna tla iznad nivoa podzemne vode. U nevezanom tlu bušotina se tokom napredovanja mora
sukcesivno zacevljivati da ne bi došlo do njenog zarušavanja. Prečnik bušenja je između 10 i 30cm.
Da bi uzorak ostao koliko-toliko neporemećen, potrebno je da cilindar zadovolji dva kriterijuma:
Bušeća
šipka
Svrdlo
TRONOŽAC
(Tripod)
Obložne
kolone
Bušeća
šipka
TRONOŽAC
Obložne
Obložna
kolona
Kašika
ili
cilindar















Dleto - kada se
naiĎe na čvrsti
materijal (stenu)
Ventil kašika
(bućkalica)
za pesak
Čelični cilindar
za sitnozrno tlo
- Tronožac + pogonska jedinica
- Prečnik bušenja je izmeĎu 10 i 30 cm
- U veoma povoljnim okolnostima ovom
metodom može se dostići maksimalna
dubina bušenja od 50‐60 m
TRONOŽAC
(toranj ili tripod)

TRONOŽAC

810. 810/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)













Sl.9.12. a)Vađenje uzoraka iz bušotina - motorna garnitura i
b) tankozidni cilindar za vađenje neporemećenih uzoraka.

9.3.3.4. Rotaciono bušenje
Ō Rotaciono bušenje svrdlima:
- Izvodi se u mekšem tlu.
- Dobija se potpuno poremećen uzorak (ne može se tačno odrediti dubina sa koje je uzet).
- Kada se dostigne određena dubina, povlači se centralni pribor za bušenje i uzima uzorak
pobijanjem ili utiskivanjem cilindra.
- Dubine i do 50‐60 m.
- Rotaciono bušenje u tlu izvodi se nanošenjem momenta torzije na bušaći pribor.
- Mašinsko bušenje može se izvoditi:
• pomoću spiralnih svrdla
• sa jezgrovanjem

Sl.9.13. Rotaciono bušenje svrdlima

ŌRotaciono bušenje sa jezgrovanjem:
Spoljnja jezgena cev sa krunom (outer core barrel) rotira napredujući po dubini,
a unutrašnja jezgrena cev (inner core barrel) oslonjena preko obrtnog spoja i opruge ne rotira, već
se samo utiskuje u tlo, zahvatajući uzorak tla, jezgro (core). Jezgrene cevi su preko šuplje bušaće
šipke, kroz koju struji bušaći fluid, povezane sa bušaćim delom za manevrisanje. Bušaći fluid -
„isplaka“, struji pod pritiskom kroz bušaću šipku, zatim između spoljnje i unutrašnje jezgrene cevi,
kroz područje dejstva krune, da bi nakon toga iznosio na površinu terena erodovan materijal. Osim
transporta materijala fluid hladi krunu. Bušaći fluid je najčešće voda ili glinovita (bentonitska)
suspenzija jedinične težine 10.5 do 11.5 kN/m
3
a može se koristiti i komprimovani vazduh umesto tečnosti.
- Pribor za bušenje jezgrovanjem sastoji se od krune za bušenje i jezgrenih cevi kojima se vadi
jezgro iz bušotine.
- Jezgrene cevi mogu biti jednostruke (za stenu), dvostruke (dupla sržna cev) ili trostruke.
- Iz bušotina se uzimaju "jezgra" i sistematski slažu u sanduke od drveta, aluminijuma ili čeličnog
lima, dužine 1.0 m.
Iz bušotina uzimaju se “jezgra” dužine 1m i sistematski slažu u sanduk od drveta, aluminijuma ili
čeličnog lima. Na granicama jezgra se stavljaju daščice, a na mestima gde nije uspešno izvađeno
tlo ostavlja se prostor odgovarajuće dužine sa podatkom da je jezgro izgubljeno. Na sličan način
obeleže se mesta sa kojih je uzet nporemećen ili poremećen uzorak.Sanduk sa uzorcima se fotografiše.
- koeficijent površine (EC 7/3):
&#3627408438;
&#3627408462;=
&#3627408439;&#3627408483;
2
−&#3627408439;&#3627408475;
2
&#3627408439;
&#3627408475;
2≤0.15

- koeficijent unutrašnjeg otpora:
&#3627408438;
&#3627408470;=
&#3627408439;&#3627408482;−&#3627408439;&#3627408475;
&#3627408439;&#3627408475;
≤0.015
gde je:
Dn - unutrašnja ivica noža cilindra,
Dv - najveći spoljašnji prečnik cilindra,
Du - unutrašnja prečnik cilindra.
Šuplje bušaće svrdlo sa čepom u fazi
sbušenja (levo) i prilikom utiskivanja
uzorkivača za vaĎenje uzoraka tla u
fazi mirovanja (desno).

811. 811/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)





Sl.9.14. Složena jezgra iz
istražnih bušotina

Sl.9.15. Šema rotacionog
bušenja sa jezgrovanjem
9.3.4. Dinamički ručni
konusni penetrometar
(Dynamic Cone Penetrometer - DCP)
Dinamični konusni penetrometar (DCP) je jednostavan i u svetu dobro poznat uređaj za terensko
merenje otpora tla dinamičkom prodiranju konusne glave. Uređaj je relativno jednostavan jer koristi
fizičku zakonitost promene potencijalne energije. Suština je konstantno dovođenje potencijalne energije
dobijene masom padajućeg tega sa konstantne visine. Standardizovani konus nailazi na različit otpor
prilikom prodiranja u različite podloge kao što su glina, mulj, pesak, sitnozrni kamen, šljunak i drugo.
Zahvaljujući tome možemo lako posredno da ocenimo sledeće geotehnične parametre:
• Zbijenost (stepen gustine peskovitih i muljevitih tla),
• Jednoosnu čvrstoću na pritisak,
• Ugao smicanja tla,
• Eoed modul (modul dinamičke deformacije),
• Kalifornijski indeks nosivosti (CBR),
• Litološki sastav i
• Dubinu podzemne vode.
Ovaj uređaj koristi se za brzo merenje strukturnih svojstava postojećih kolovoznih konstrukcija
izrađenih od nevezanih materijala na licu mesta. Kontinuirana merenja mogu se vršiti do dubine
približno 1 m ili, kada se produžna vratila i šipke koriste do preporučene maksimalne dubine od 2 m.
Tamo gde slojevi kolovoza imaju različitu čvrstoću, granice se mogu identifikovati i odrediti debljina
slojeva. Dynamic Cone Penetrometer (DCP) i California Bearing Ratio (CBR) tako da se rezultati mogu
tumačiti i upoređivati sa CBR specifikacijama.
Dinamički konusni penetrometar (DCP) čini komplet:
- klip težine od 8 kg - visina pada 575 mm,
- 2 probojna vrha sa konusom 60°, prečnika 20 mm,
- pogonska šipka dužine 1 metar i dodatak i
- vertikalna skala.
Na sl.9.16. prikazan je ručni - portabal Dinamički konusni penetrometar DCP (Dynamic cone
penetrometer) - sastavni delovi DCP.

812. 812/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)













Sl.9.16. Dinamički konusni penetrometar DCP (Dynamic cone penetrometer) - sastavni delovi DCP


Sl.9.17. Ručni dinamički konusni penetrometar
sa podešavanjem visine pada tega





























Sl.9.18. Detalj konusa (vrha) dinamičkog konusnog penetrometra (DCP)


Koncept trenja koji deluje na sondažni štap -
procena trenja štapa. Opterećenje (&#3627408458;a) i obrtni
moment (&#3627408455;a) koje primenjuje oprema
definisani su kako sledi:
Wa = Wf + W i Ta = Tf +T
gde su W i T opterećenje i obrtni moment (oba
korigovani za trenje) u tački zavrtnja,
respektivno. Maksimalni smičući napon koji
deluje na telo štapa izračunava se na sledeći
način:

Sl.9.19.(a) Koncept trenja koji deluje na sondažnu šipku;(b) procena trenja štapa
gde je Tm obrtni moment otporan na trenje štapa meren na kraju kompleta opterećenja, r je
poluprečnik štapa, a L je veličina prodiranja- penetracije. Ako su pravac-smer brzine rotacije (Vq)















DINAMIČKI KONUSNI PENETROMETAR (DCP)

• Intenzivan rad (može da se radi sa jednom osobom,
bolje sa dvoje).
• Nekoliko vrsta u upotrebi:
- Scala (1956)
- Sejači (Sowers and Hedges, 1966) (Uobičajeno
na jugoistok SAD)
- Dvostruka masa (za vojsku COE)
• Uglavnom se koristi za stambenu izgradnju i trotoare
- procena podloge.
• Provodi se zajedno sa HAB-vima ((dakle, uzorci tla se
mogu sakupljati).
• Dubina ograničena tipom tla, 183 - 244 cm tipično,
maksimum 610 cm (ako se posreći).
Figure courtesy of WPC Engineering Inc.

813. 813/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
i brzina prodiranja (Vz) jednaki onima horizontalnog smičućeg naprezanja (tq) i vertikalnog
smičućeg napona (tz) na površini štapa, respektivno, tada jednačine za napone mogu biti date na
sledeći način:  = maxcos i z = maxsin
Zbog uticaja trenja štapa na izmereni moment i opterećenje, dok je štap probijen tokom testa, izmereno
opterećenje i moment potreban za prodiranje su veći od onih primenjenih na tački zavrtnja, koja se nalazi
na vrhu štapa. Trenje štapa može se podeliti na vertikalnu komponentu (Wf) i horizontalnu komponentu (Tf)
kako štap rotira i prodire u tlo. Slika 9.19. prikazuje koncept merenja trenja štapa.
Sa dodatkom za DCP za dinamičku ploču i pripadajućem digitalnim instrumentom pomeranja
IDB, merenje lako može da izvede jedan rukovalac, dok su kod običnih izvedbi DCP penetrometara
potrebna čak 3 rukovaoca: jedan koji diže teg, drugi koji drži ravnotežu konstrukcije držača i treći koji vodi
zapisnik. Kombinovana upotreba oba uređaja pružaju mogućnost inženjeru ili terenskom tehnologu da na
terenu samostalno obavi dva ispitivanja:
- proveru zbijenosti površine (merenje modula dinamičke deformacije - Eoed modul uz pomoć
dinamičke ploče sa padajućim tegom) i
- stanje terena do 3 m ispod površine (merenje sa dinamičnim konusnim penetrometrom).
To doprinosi velikoj uštedi troškova potrebnih za izvođenje bušotina ili sondažnih raspona sa bagerom.
Originalni dinamički konusni penetrometar (DCP) razvio je 1959. godine profesor George F. Sowers.
DCP koristi čeličnu masu od 6,8 kg koja pada sa visine 50,8 cm koja udari u podlogu da izazove prodiranje
konusa prečnika 3,8 cm, (ugao vrha 45°) koji je postavljen na dnu rupe izbušene ručno. Udarci koji su
potrebni da se ugrađeni konus zabije u dubinu od 2-2,5 cm, drugi su korelisali sa N vrednostima izvedenim
iz Standardnog testa penetracije (SPT). Iskustvo je pokazalo da se DCP može efikasno koristiti u bušenim
rupama do dubine od 4,6 do 6,1 m.
Toplotno obrađeni konus, pocinčane komponente. Konus se može zameniti sa obloženim sklopom
pogonske cevi za prikupljanje uzoraka cevi veličine 7,6 x 25,4 cm u rupe napravljene ručno.

9.4. In‐situ (na licu mesta) geotehnička ispitivanja
Kako je ogromna masa prirodnog tla i stena na gradilištu projekta služiti kao primarni nosivi
medijum za nove mostove, autoputeve, usečene kosine, zidove i nasipe, geotehnička ispitivanja in
situ daju vredne informacije o jačini polja, osobinama deformacije, stanje naprezanja i hidraulička
provodljivost geomaterijala koji leže u osnovi. Termin in situ je izveden iz latinskog što znači u
svom „prvobitnom položaju” ili („na licu mesta“) i odnosi se na ispitivanje geomaterijala dok
ostaju u tlu, za razliku od tradicionalnijeg pristupa uzimanja uzoraka iz bušotina i transporta u
laboratoriju na ispitivanje.
Ispitivanje in situ - na licu mesta je važan deo istraživanja lokacije jer pomaže da se bolje razumeju
karakteristike i ponašanje tla/stena u stvarnim uslovima na lokaciji. Rezultati dobijeni ispitivanjem
na licu mesta koriste se za procenu geotehničkih svojstava tla/stena, koji se zauzvrat koriste za
projektovanje i izgradnju različitih građevinskih projekata kao što su zgrade, putevi, mostovi, brane i tuneli.
Cilj in situ ispitivanja je definisanje geostratigrafije tla i direktna merenja svojstava tla i
geotehničkih parametara. U mnogim slučajevima, dobijene informacije mogu se povezati sa drugim
parametrima projekta. Ima prednost testiranja tla u njihovom prirodnom stanju uz uštedu u
troškovima i brzini u upoređenju sa laboratorijskim ispitivanjem.
Uobičajeni terenski testovi koji se obično koriste u podzemnim istraživanjima su: standardna
penetracija (SPT), test penetracije konusa (CPT), piezokon (CPTu), ravan dilatometar (DMT),
presometar (PMT) i krilna sonda - smicanje lopaticama (VST). Svaki test primenjuje različite šeme
opterećenja za merenje odgovarajućeg odgovora tla u pokušaju da se procene karakteristike
materijala, kao što su čvrstoća i/ili krutost. Sl.9.20. prikazuje ove različite uređaje i
pojednostavljene postupke za geotehničku karakterizaciju tla u grafičkom obliku.

814. 814/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ispitivanje na licu mesta takođe može pružiti informacije o prisutnosti prirodnih opasnosti kao što
su klizišta, likvifakcija i sleganje. Poznavanjem geotehničkih svojstava lokacije, inženjeri mogu
projektovati odgovarajuće temelje, zemljane radove i druge geotehničke konstrukcije kako bi minimizirali
rizik od loma i osigurali sigurnost i stabilnost konstrukcija tokom njihovog projektovanog veka.

In situ testovi grupisani su u tri široke kategorije:
1. Ispitivanja tla umetanjem sonde u bušotinu,
2. Metode direktnog utiskivanja sonde u tlo i
3. Testovi na stenama.













Sl.9.20. Metode za interpretaciju ponašanja tla na
osnovu ispitivanja







- Uobičajeni terenski testovi koji se izvode u prethodno izbušenim bušotinama: SPT, VST i PMT.
- Uobičajeni terenski testovi koji se izvode prodiranjem pod pritiskom:CPT,DCPT i DMT.
Sl.9.21. Grupisanje in situ testova u grupe
Dakle, postoje različite vrste in situ ispitivanja koje se koriste u geotehničkim istraživanjima
terena. Neki od najčešće korišćenih in situ testova su:
1. Standardni test penetracije (SPT): Ovaj test uključuje umetanje ispitivača podeljenom
kašikom u tlo koristeći standardnu težinu i visinu pada. Broj udaraca potrebnih za vožnju
ispitivača na određenoj udaljenosti beleži se i koristi za određivanje otpornosti tla.
2. Test penetracije konusa (CPT): Ovaj test uključuje utiskivanje konusnog penetrometra u
tlo uz konstantnu brzinu penetracije. Otpor tla na prodiranje meri se i koristi za određivanje
svojstava tla.

815. 815/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
3. Test meračem pritiska: Ovaj test uključuje umetanje cilindrične sonde u bušotinu, a zatim
njeno širenje pomoću pritiska vode. Pritisak potreban za proširenje sonde meri se i koristi za
određivanje krutosti i čvrstoće tla.
4. Test smicanja lopatice: Ovaj test uključuje umetanje lopatice u tlo, a zatim je rotiranje kako
bi se izmerio moment potreban da izazove lom. Ispitivanje se koristi za određivanje smičuće
čvrstoće meke do krute gline.
5. Test opterećenja ploče: Ovaj test uključuje postavljanje čelične ploče na površinu tla i primenu
opterećenja. Sleganje ploče pod opterećenjem se meri i koristi za određivanje nosivosti tla.
6. Cross-Hole Test: Ovaj test uključuje bušenje dve ili više bušotina i postavljanje seizmičkih
senzora u njih. U jednoj bušotini se generiše akustični talas i meri se vreme potrebno za
putovanje do drugih bušotina. Test se koristi za određivanje brzine smičućg talasa i krutosti
tla između bušotina.
7. Ispitivanje u bušotini: Ovaj test uključuje umetanje sonde u bušotinu i merenje svojstava
tla na različitim dubinama. Test se koristi za određivanje svojstva stratigrafije tla i krutosti na
različitim dubinama.

Ō Terenski testovi koji se izvode u prethodno izbušenim bušotinama: SPT, VST i PMT, mogu
se izvoditi u otvorenim bušotinama, ispod kućišta bušotina ili ispod dna HSA, u zavisnosti
od uslova tla i metoda bušenja koje se koriste.
Ō Terenski testovi koji se izvode prodiranjem pod pritiskom: CPT, DCPT i DMT, statički
gurnutih uređaja za testiranje na licu mesta razvijeno je kako bi se olakšala direktna merenja
u tlu i ubrzalo vreme testiranja na terenu.




















Sl. 9.22. Izbor in situ ispitivanja za geotehničku karakterizaciju lokacije, Izvor: Paul Maine

816. 816/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)










Sl.9.23. Konvencionalno bušenje i uzimanje
uzoraka i tehnologija direktnog utiskivanja
(guranja).



Sl.9.24. Tipični raspon deformacija u geotehničkom inženjerstvu - približni rasponi pouzdane primene
različitih mernih tehnika za karakteristike krutosti sa deformacijom za većinu tla.

817. 817/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)



















Sl.9.25. Prikaz različitih uređaja i pojednostavljene procedure za geotehničku karakterizaciju tla u grafičkom
obliku - Uobičajeni in-situ testovi za geotehničku karakterizaciju tla
Nije moguće uzimanje neporemećenih uzoraka is svih vrsta tla. Iz čistih peskova i šljunkova obično
se uzimaju samo poremećeni uzorci radi identifikacije.
Stanje zbijenosti krupnozrnog tla, od kojeg zavise parametri čvrstoće i deformabilnosti, ispituje se
penetracionim opitima:
• SPT - Standardni penetracioni opit (Standard Penetration Test)
• CPT - Statiči penetracioni opit (Cone Penetration Test)
• CPTu - piezokon,
• DMT - ravan dilatometar
• PMT - presometar
• VST - krilna sonda - smicanje lopaticama
Kada se bušenje izvodi kroz gline žitke konzistencije, uzimanje neporemećenih uzoraka raspoloživim
sredstvima često nije moguće. Tada se u bušotini obično izvodi terenski opit krilnom sondom.
- Uobičajeni terenski testovi koji se izvode u prethodno izbušenim bušotinama: SPT, VST i PMT.
- Uobičajeni terenski testovi koji se izvode prodiranjem pod pritiskom:CPT,DCPT i DMT.

9.4.1. Standardni test penetracije (SPT): njegov značaj u ispitivanju i analizi tla
Standardni test penetracije (SPT test) je jedna vrsta in-situ ispitivanja tla i provodi se da bi se
utvrdila geotehnička inženjerska svojstva podzemnih tla, posebno za tlo bez kohezije.
SPT test se najčešće koristi za proveru različitih parametara i svojstava tla na gradilištu. Za svaki
temelj zgrade, projektovanje i ispitivanje građevinskog tla su od suštinskog značaja.
Test je izuzetno koristan za određivanje nosivosti, gustine i ugla otpornosti na smicanje bilo kojeg
tla. Može se koristiti za određivanje svojstava kohezivnog i bezkohezivnog tla (tlo bez
kohezije). Standardni test penetracije ASTM D1586-11.

818. 818/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Obavlja se u prethodno izbušenoj, obloženoj i očišćenoj bušotini. Na dno bušotine spusti se
penetracioni cilindar normalne dimenzije (dužine 30,5 cm), sa nožem ili šiljkom na vrhu i utisne se
u tlo za 15 cm udarcem malja težine 635 N (63,5 kg), sa visine od 76,3 cm, pri čemu se broj udaraca
ne računa zbog isključenja zaostalog ili rastresitog materijala. Posle toga penetracioni cilindar se
pobija u dubinu od 30,4 cm udarcima istog malja iste težine i registruje se broja udaraca N.

Tabela 9.3 - Podpovršinskih istraživanja tla - in-situ metode ispitivanja




















Ovakvi opiti mogu se izvesti, i u šljunkovitom tlu ali samo umesto cilindra treba koristiti
šiljak, jer u cilindru mogu zaglaviti veći komadi šljunka.

Izvođenjem SPT testa možemo saznati:
- Ugao otpornosti na smicanje tla bez kohezije.
- Relativna gustina tla bez kohezije.
- Neograničena pritisna čvrstoća kohezivnih tla.

SPT test se provodi uglavnom u dve svrhe:
- Uzorak tla za identifikaciju tipa i prirode tla na različitim dubinama.
- Za određivanje otpornosti tla na prodiranje na različitim dubinama ovo se koristi u svrhe
geotehničkog projektovanja.
Standardni penetracioni opit SPT (Standard Penetration Test)
- Obično se broj udara, za koji je međunarodna oznaka N, registruje za napredovanje od
tri sukcesivna prodiranja u intervalima od po 15 cm.
- Za prvih 15 cm prodiranja izbrojani udarci mogu biti manji ili veći od proseka zbog
eventualnih poremećaja dna bušotine
- Konačan rezultat N je zbir brojanja u drugom i trećem intervalu pri ukupnom
prodiranju od 30 cm.
- Na osnovu rezultata SPT opita ‐ broja udara malja N, može se orijentaciono proceniti
stanje konsistencije sitnozrnog tla, odnosno, relativna zbijenost krupnozrnog tla
(prevashodno peska).

819. 819/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.9.26. Šematski prikaz - standardni test penetracije (SPT) (ASTM d1586-18), Figure courtesy of FHWA NHI
Course 132031 Subsurface Investigations, https://www.youtube.com/watch?v=Fml7LWA809U














Sl. 9.27. Komponente SPT uzorkivača sa
podeljenom kašikom koje je razvio Harry






Tabela 9.4-Rezultati-standardni penetracioni opit (SPT)







Korelacija između SPT i DCPT
Jednačina za procenu N30 na osnovu NSPT-a predstavljeno je u sledećoj jednačini:
N30=1,15 NSPT
N-vrednosti koriste se za procenu konzistencije, čvrstoće i u nekim slučajevima stišljivosti tla.
Dva faktora korekcije su posebno važna prilikom upotrebe SPT broja udaraca:
Korekcija energije i Napon prekomernog opterećenja (Energy Correction, Overburden Stress)


a) b)
Typical Setup Split Spoon Dimensions (after ASTM D1586
Figures courtesy of J. David Rogers, Ph.D., P.E., University of Missouri-Rolla & FHWA NHI Course 132031
• Vrlo čest test širom sveta
• 1902. - pukovnik Gow iz kompanije Raymond Pile Co.
• Uzorak sa razdvojenom cevi koji se ubacuje u bušotinu.
• Provodi se u intervalima dubine od 7,6 do 15,25 cm.
• Smernice ASTM D1586
• Padajući čekić (63,50 kg pada 39 cm)
• Tri koraka od po 15,24 cm;
Zbir poslednja dva prirasta = “SPT N vrednost” (udarci/cm)
• Dostupne korelacije sa svim tipovima tehničkih svojstava tla.
• Prikupljeni uzorci poremećenog tla
- Standardno se primenjuje meĎusobno odstojanje
opita po dubini od 1.5 m a maksimalni interval ne
treba da bude veći od 3.0 m.
- Konstrukcija standardne penetracione kašike je
slična debelozidnom cilindru:
(Ar = 100%) – poremećeni uzorak.
- U šljunkovitom tlu nož na vrhu zamenjuje se
masivnim konusom, sa kojim se dobijaju slične, a
ponekad i nešto veće vrednosti za N.

820. 820/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Energija koja se isporučuje tokom SPT može varirati u relativno širokom rasponu, u
zavisnosti od sistema čekića koji se koristi za izvođenje SPT. Iz tog razloga, većina
empirijskih korelacija je zasnovana na SPT broju udaraca normalizovanim na 60% teorijske
energije, koja se naziva N60 vrednost. Na osnovu preporuka Skemptona:


gde je:
N - izmerena N vrednost SPT.
N60 - SPT N vrednost korigovana za proceduru na terenu.
Em - efikasnost prenosa energije čekića (Em - od 0.43 u Venecueli do 0.78-0.85 u Japanu).
CB - korekcija prečnika bušotine.
CS - korekcija uzorka.
CR - korekcija dužine šipke.
U tabeli 9.5 prikazane su vrednosti CB, CS i CR na
osnovu varijabli opreme

Tabela 9.5 - Faktor korekcije bušotine, uzorkovanja
i šipke.






Napon prekomernog opterećenja
SPT podatke takođe treba prilagoditi korišćenjem korekcije prekomernog opterećenja koja
kompenzuje efektivni napon. Korekcija otkrivke prilagođava izmerene N-vrednosti onima
koje bi bile da je vertikalni efektivni napon Ńz bio 100 kPa, kako su predložili Liao i sar.:



gde je:
(N1)60 - SPT N-vrednost korigovana za postupak na terenu i napon otkrivke.
&#3627409166;
&#3627408487;
,
- vertikalni efektivni napon na mestu ispitivanja.
N60 - SPT-N vrednost korigovana za proceduru na terenu.
U literaturi i programima postoje različite korelacije između parametara deformabilnosti i čvrstoće
tla i korigovane vrednosti N (N60,N70). Na primer za ugao unutrašnjeg trenja (smičuće čvrstoće)
peska:
Ņ' = 27.1 + 0.3N60- 0.00054N60
2
(Wolff,1986),
Ņ' = 0.66N’70+8.52 (Esmaeilzadeh,2012).
Poslednja formula sadrži vrednost standardizovanu na 70% energije pa ako je N60=20, onda u
formuli koristimo N70= 60/70 x N60=17.

U tabeli 9.6 date su korelacije između modula elastičnosti tla Es i rezultata SPT i CPT opita.
Es - modul elastičnosti tla u KPa
Qc - otpor vrha (baze) konusa u KPa
Es’ - edometarski modul u KPa
Napomena: N vrednost treba svesti na N55 pre unošenja u formule.
Na primer ako je:
N60 =20, N55 = 60/55 x N60 = 22.


Faktor Promenjive opreme Vrednost
Prečnik bušotine
faktor, CB
65-115 mm (2.5-4.5 in) 1.00
150 mm (6 in) 1.05
200 mm (8 in) 1.15
Metoda uzimanja
uzoraka faktor, Cs
Standardni ispitivač 1.00
Ispitivač bez obloge
(ne preporučuje se)
1.20
Faktor dužine
šipke, CR
3-4 m (10-13 ft) 0.75
4-6 m (13-20 ft) 0.85
6-10 m (20-30 ft) 0.95
>10 m (>30 ft) 1.00

821. 821/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 9.6 - Korelacije (veze) između modula elastičnosti tla i rezultata SPT, CPT opita























































Sl.9.28. Procedura standardnog testa penetracije
TLO SPT CPT
Pesak
(Normalno konsolidovan)
Pesak (Zasićen)
Pesak
(Normalno konsolidovan)
Pesak
(prekonsolidovan)
Šljunkovit pesak
Zaglinjen pesak

Prašine, peskovite
ili glinovite prašine
Meke gline ili zaglinjena prašina

822. 822/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
9.4.2. Statički penertacioni opit (CPT) (SRPS U.B1.031;1989)
Ō Metode ispitivanja na licu mesta (In situ) direktnim pritiskom na tla
Razvijeno je nekoliko uređaja za ispitivanje na licu mesta (in situ) koji se statički utiskuju
kako bi se olakšala direktna merenja u tlu i ubrzalo vreme ispitivanja na terenu. Ove metode
direktnog potiskivanja često koriste velike (22,5 tone) hidraulične sisteme za potiskivanje
koji koriste ili reakciju svoje težine ili sistem za sidrenje kako bi potisnuli sonde u tlo.
Hidraulični ramovi montirani su na kamione, guseničare i prenosive uređaje. Dve najčešće
metode ispitivanja direktnog pritiska na licu mesta su CPT i DMT.
Opitom statičke penetracije meri se otpor koji pruža tlo pri utiskivanju konusnog vrha
penetrometra sa uglom od 60
o
i površine osnove konusa od 10-15 cm
2
, koji se montira na
vrh čelične cevaste šipke odgovarajućeg prečnika. Statičkim penetracionim opitom meri se,
bez prethodno izbušene bušotine, otpor tla pri prodiranju šiljka standardnih dimenzija i cevi
koji se utiskuju u tlo statičkom silom na posebnom uređaju. Dakle, hidraulični sistem utiskuje
konus konstantnom brzinom od cca 2 cm/s., pri čemu se meri otpor vrha konusa qc i bočno
trenje po omotaču (plaštu) cevi fs iznad konusnog vrha ili na njenoj ograničenoj dužini. Sila
utiskivanja obično je 100-200 (350) kN. Šematski prikaz ovog uređaja prikazan je na sl.9.29.
Opit se izvodi na dva načina:
• kontinuirano, tako što se svi elementi penetrometra (konus, frikcioni rukavac, cevi)
utiskuju u tlo istovremeno, i
• sukcesivno, gde se u prvoj fazi preko unutrašnje šipke (vretena) koja prolazi bez trenja
kroz cevaste šipke utiskuje konus, dok za to vreme cevaste šipke miruju.
Pri ovoj operaciji registruje se sila utiskivanja preko koje se izračunava otpor tla pri prodiranju
konusa. U sledećoj fazi konus miruje, a vrši se potiskivanje cevastih šipki sve dok se ne postigne
kontakt sa bazom konusa.
U slučajevima kada se žele meriti porni pritisci koji se generišu prilikom opita onda se koriste
penetrometri sa poroznim keramičkim elementom (filterom) smeštenim iznad konusa gde se i mere
porni pritisci. Da bi se ovaj penetrometar razlikovao od klasičnog CPT opita koristi se oznaka
CPTU. Pomoću ovog penetrometra mogu se meriti i hidrostatički porni pritisci tako što se konus
zaustavi na određenoj dubini i miruje do dostizanja ravnotežnog stanja pornih prtisaka.
Preporučljivo je ovaj opit izvoditi u kombinaciji sa bušotinama i nezamenjiv je pri ispitivanju u
peskovima.
Glavne prednosti testa su brzina izvođenja i kontinuirano snimanje inženjerskih karakteristika tla
sa dubinom, dok je nedostatak što se ne uzimaju uzorci tla. Ispitivanje se ne može primeniti na
šljunkovitim tlima ili tvrdim glinama jer konus ne može prodreti u te formacije tla.
Ovi uređaji koriste se za ispitivanje u peskovitim materijalima relativno velike vodopropusnosti gde
se pretpostavlja da je brzina prodiranja dovoljno mala da ne dođe do pojave značajnih pornih
nadpritisaka, tj. pretpostavljaju se drenirani uslovi. U sitnozrnim materijalima pri brzini od 2 cm/sek
dolazi do generisanja pornih pritisaka. U ovakvim materijalima se koristi tzv. piezo-konusi (CPTU)
koji dodatno imaju mogućnost
merenja generisanih pornih pritisaka.
Tokom testa, odgovarajućim manipulacijama mogu se izmeriti sledeći parametri:
• Otpor vrha qc
• Lokalni, jedinstveni otpor bočnog trenja fs
• Koeficijent trenja (friction ratio) Rf = fs /qc
• Indeks trenja ȑf = qc/fs

823. 823/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Otpor prodoru vrha
konusa qc
Otpor bočnog trenja
(local side friction) fs
Koeficijent trenja
(friction ratio): Rf
Indeks trenja ƹf
qc=Fc/Ac fs = Fs/As Rf = fs /qc ƹf = qc/fs
Fc - sila utiskivanja Fs - smičuća sila po omotaču
Ac - površina konusa As - površina omotača

Pošto se pri ovom opitu ne vadi uzorak onda se njegovi rezultati kombinuju sa istražnim bušenjem pri
čemu je pogodno da je opit lociran u blizini bušotine. Rezultati opita mogu se koristiti za klasifikaciju
tla na osnovu odnosa bočnog trenja i otpora prodoru konusa. Ovaj odnos se zove frikcioni koeficijent
(friction ratio): Rf = fs/qc
Izvođenje CPT opita obično nije moguće u veoma tvrdim glinama, u šljunku i u krupnozrnom tlu, gde
bi vriednost N (SPT) bila veća od 50.



















































1

Sl.9.29. Postupci i komponente testa konusne penetracije. Rezultati ispitivanja penetracije konusa
CPT (CPTU) iz FHWA, 2002.), Rezultati CPT-a zahvaljujući WPC Engineering Inc.
Vrsta tla Rf
Krupan pesak i šljunak <1%
Sitan pesak 1-1.5%
Prašina 1.5%-3%
Glina 3-7%
Treset >7%












Tokom testa, odgovarajućim
manipulacijama mogu se izmeriti sledeći
parametri:

• Otpor vrha qc
• Lokalni, jedinstveni otpor
bočnog trenja fs
• Koeficijent trenja Rf = fs /qc
• Indeks trenja ƹf = qc/f












• Elektronske čelične sonde sa vrhom od 60°
• Hidraulični pritisak pri 20 mm/s
• Bez bušenja, bez uzoraka, bez rezanja, bez
razaranja
• Kontinuirano očitavanje napona, trenja,
pritiska
• Sa merenjem pornog pritiska (CPTu)
• Sa merenjima smičućeg talasa (SCPT)

Ovaj opit koristi se rutinski za odreĎivanje nedrenirane smičuće čvrstoće cu i stišljivosti tla:
- Cu = (qc-ńν)/Nk, Nk poznat ili se proceni
- Mν = Łm qc, Łm =2-8, zavisi od vrste tla (može iz literature vrednost)
Korelacije modula elastičnosti Es sa otporom vrha konusa qc date su u tabeli 3. Nije suvišno
podsetiti da se u Šmertmanovoj metodi za proračun sleganja temelja na pesku koristi Es=2 qc.

824. 824/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.- Konus sa hidrauličnim sistemom potiskivanja 9.4.2.1. Ispitivanje konusne penetracije


9.4.2.2. Ispitivanje penetracije piezokonusom 9.4.2.3. Ispitivanje piezo-disipacije (rasipanja)



9.4.2.4. Seizmičko ispitivanje pijezokonusom (SCPTu)
Konceptualno korišćenje očitanja iz CPT-a za tumačenje geostratigrafije,
kompresibilnosti, karakteristika protoka-tečenja i ponašanja tla napon-
deformacija-čvrstoća.






























Osnovna postavka i oprema za (električni) CPT

CPT indeks materijala Ic i algoritam za
devetozonski dijagram ponašanja tla

Preostale vrste tla identifikovane su CPT indeksom materijala IC:

Zona 1 (osetljiva glina i muljevi -sensitive clay and silts)
(Q
m <12 exp(-1.4∙F r) ili Qm <12
(-1.4∙Fr)

Zona 2 (organska glinena tla - organic clayey soils: Ic ≥ 3.60);
Zona 3 (gline do muljevite gline - clays to silty clays: 2.95 ≤ Ic <3.60);
Zona 4 (mešavine mulja - silt mixtures: 2.60 ≤ Ic < 2.95);
Zona 5 ( mešavine peska - sand mixtures: 2.05 ≤ Ic < 2.60);
Zona 6 ( čisti pesak - clean sands: 1.31 ≤ Ic < 2.05); i
Zona 7 (šljunkoviti do gusti pesak - gravelly to dense sands: I
c ≤ 1.31).
Zona 8 (vrlo čvrst OC pesak do glinoviti pesak - very stiff OC sand to
clayey sand
Zona 9 (vrlo čvrsta OC glina do mulja - very stiff OC clay to silt

Crvena isprekidana linija na Ic = 2,60 predstavlja približnu
granicu koja razdvaja drenirano (I
c < 2,60) od nedreniranog
ponašanja (I
c > 2,60).
Razgraničenje zona ponašanja tla pomoću indeksa CPT
materijala, Ic
9.24. Korišćenje CPT indeksa materijala Ic
algoritama za devetozonski dijagram ponašanja

825. 825/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)


Sl.9.30.Korišćenje CPT indeksa materijala Ic
i algoritama za devetozonski dijagram ponašanja




Korelacija između odnosa trenja i D50
Na osnovu ispitanih tla (sa D50 u rasponu od 0,001 mm
do oko 7 do 8 mm), korelacija između Rf i D50 može se
dati kao:
Rf (%)= 1,45 -1,36 log(D50) (električni konus) i
Rf (%)= 0,7811 -1,61log(D50) (mehanički konus).














Sl.9.31.Korelacija za procenu vrste i stanja tla na osnovu veličina qc i odnosa trenja fs/qc i relativna zbijenost
Otpor vrha konusa qc, otpor bočne strane konusa fs i odnos trenja Rf korišćeni su za klasifikaciju tla
in-situ jer je klasifikacija tla od strane CPT-a empirijski pristup, dva reprezentativna primera ranijih
interpretacija CPT podataka su prikazana na sl.9.30 i 9.31.
Rezultati ispitivanja konusne penetracije (CPT). CPT rezultate ljubaznošću WPC Engineering Inc.














Ž Sl.9.32. Rezultati CPT-a zahvaljujući WPC Engineering Inc.
Za klasifikaciju tla razvijene su različite metode zasnovane na CPT-u. Jedna od
najreprezentativnijih metoda je pojednostavljena metoda CPT grafikona. Prema ovoj metodi,
logaritam otpora vrha konusa (qt ili qc) je iscrtan u odnosu na koeficijent trenja (FR ili Rf) kako bi
se ocrtalo šest glavnih tipova tla:šljunak, pesak, muljeviti pesak, peščani mulj, mulj i gline, sl. 9.33.
Korišćenje testova penetracije konusa (CPT) daje potrebne geotehničke podatke za specifične informacije
o podzemnim uslovima na lokaciji projekta, uključujući geostratigrafiju i procenu ulaznih parametara. Ovo
je još uvek održiv pristup gde se CPT očitavanja tumače tako da daju jediničnu težinu tla (γt), efektivni ugao
Hidraulična provodljivost u odnosu na vreme disipacije
za 50% konsolidaciju (nakon Parez i Fauriel 1988)

826. 826/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
trenja (ϕ'), čvrstoću na smicanje bez dreniranja (su), prekonsolidacioni napon (Ńp') i module elastičnosti (D'
i E') za analizu. Analiza plitkih temelja na tlu obrađuje se klasično kao dvostepeni i dvodelni skup proračuna
koji uključuje:
(a) nosivost, koja se obično oslanja na rešenja granične plastičnosti, i
(b) sleganje, ili prikladnije pomeranja, koja se procenjuju putem teorije elastičnog kontinuuma.



















Sl.9.33. Odnos između otpora prodiranja konusa qt i koeficijenta trenja FR, (nakon MAINE, 2007.

Tabela 9.6 - Glavna razlika između SPT i DCPT

Sl.9.34. Rana klasifikacija tla po CPT-u

Alternativni pristup je korišćenje CPT rezultata za pružanje direktnih procena nosivosti i/ili sleganja.
Poređenje ova dva izrazito različita i alternativna puta prikazano je na slici 9.34.

















Sl.9.35. Konvencionalne metode u odnosu na direktan CPT pristup odgovoru plitkih temelja.
Glavna razlika između SPT i DCPT
Opit je koristan i ekonomičan jer se za razliku od SPT-a, utiskivanje vrši sa površine terena a ne u
dno bušotine. Mehaničkim konusima (Begemann-ov konus) registruju se otpori na svakih 10-20 cm
(rezultati ispitivanja-sondiranja konusom M1, a električnim konusima registruju se otpori
kontinuirano po dubini.

SPT DCPT
Dynamic Impact Dynamic Impact
Open Cone (occasionally solid cone) Solid cone
Weight of hammer is 63.5 kg Weight of hammer is 8 kg
Height of hammer fall is 760 mm Height of hammer fall is 575 mm
Diameter of cone 51 mm Diameter of cone 20 mm
Energy per blow 232 kN.m/m
2

827. 827/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Dynamic Cone Penetration Tests (DCPT) je brz, jeftin terenski test koji se može
koristiti za procenu inženjerskih svojstava tla. Međutim, korelacija između
rezultata DCPT-a i svojstava tla ili bilo kojeg drugog pouzdanog testa na terenu
još nije dobro uspostavljena.

Sl.9.36.Poređenje između SPT/DCPT štapova (šipke-cevi) (Comparison between SPT/DCPT rods)
Za geotehnička istraživanja tla, CPT je popularniji u odnosu na SPT kao metoda geotehničkog
istraživanja tla. Njegova povećana preciznost, brzina postavljanja, kontinuiraniji profil tla i
smanjeni troškovi u odnosu na druge metode ispitivanja tla.








Sl. 9.37. Reprezentativni primer
interpretiranog podzemnog profila
- bele vertikalne linije pokazuje
gde vršite iskopavanje („podloga
za iskopavanje) i lokacije na
kojima su uzimali uzorke tla
















9.4.3.Test dilatometrom sa ravnim pločama (DMT) (ASTM D6635-15) (FlatPlateDilatometer Test)
Test ravnim dilatometrom (DMT) je jednostavan i ponovljiv in situ test, a njegovi podaci mogu se
koristiti za identifikaciju tipa tla i procenu projektnih parametara kao što su in situ koeficijent
bočnog pritiska tla (K0), nedrenirana čvrstoća na smicanje (Su), ugao trenja (ϕ), odnos prekomerne
konsolidacije (OCR) i vertikalno drenirani ograničeni modul (MDMT) (Marchetti, 1980). Test se
takođe može koristiti za predviđanje sleganja plitkih temelja, praćenje zgušnjavanja (tj. zbijanje
tla), analizu likvifakcije, kao i za otkrivanje kliznih površina u prekonsolidovanim glinovitim
padinama. Štaviše, testovi disipacije mogu se izvesti za procenu in situ konsolidacije (koeficijent
konsolidacije, ch) i parametara protoka (koeficijent permeabilnosti, kh) (Marchetti et al., 2001;Marchetti
& Monaco,2018; Schmertmann, 1986).






Sl. 9.38. DMT procedure i
očitavanja merenja.

828. 828/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Pljosnata dilatometarska sonda sastoji se od čelične oštrice sa kružnom membranom na jednoj od
strana. Membrana ima električne senzore koji mogu detektovati njen položaj (savijen prema unutra
ili prema vani i paralelno sa oštricom). Ovo sečivo gura se u tlo i na željenoj dubini membrana se
naduva korišćenjem bilo koje vrste komprimovanog gasa, obično azota. Kada se sonda gurne u tlo,
pritisak tla čini da se membrana savija prema unutrašnjosti oštrice dilatometra. Na dubinama
merenja membrana se naduvava i "A" očitavanje pritiska se dobija kada membrana dostigne svoj
početni položaj (paralelno sa oštricom), a "B" očitavanje se dobija kada se membrana pomeri 1,1
mm prema van. Ovi parametri koriste se u nekoliko korelacija kako bi se dobila svojstva tla, kao
što su kompresibilnost i klasifikacija ponašanja tla.
DMT ima ravnu oštricu od nerđajućeg čelika sa čeličnom membranom prečnika 60 mm postavljenom u
ravni sa jedne strane (Marchetti, 1980). Nominalne dimenzije sečiva su 95 mm širine i 15 mm debljine, sa
reznom ivicom pod uglom od 24° i 32° za prodiranje u tlo. Oštrica je projektovana da bezbedno izdrži silu
guranja do 250 kN.
Ostale komponente su upravljačka jedinica, pneumatsko-električni kabal i rezervoar za gas.
Dilatometar je jedan od najnovijih uređaja za testiranje in situ. Postao je svestraniji razvojem seizmičkog
dilatometra, koji meri i brzinu smičućeg talasa. Prvi korak se sastoji u proceni četiri posredna parametra:
ID: Indeks materijala, koji sadrži informacije o tipu zemljišta (pesak, mulj, glina).
KD: Horizontalni indeks naprezanja, koji sadrži informacije o istoriji naprezanja.
ED: Modul dilatometra, koji odgovara modulu merenom tokom ekspanzije membrane.
UD: Indeks pornog pritiska, koji sadrži informacije o ponašanju dreniranog/nedreniranog tla.
Oštrica se kvazi statički ili dinamički uvlači u tlo. Stopa penetracije je obično 20 mm.
Gde je u0 hidrostatički pritisak, a Ń’v efektivni vertikalni napon. ID se izračunava za identifikaciju tipa tla.
Uopšte, ID pruža ekspresivan profil tipa tla, a u „normalnim“ tlima razuman opis tla (Marchetti et al., 2001).















Sl. 9.39. Komponente DMT procedure i očitavanja merenja.














Sl.9.40. Šematski prikaz DMT-a (prilagođeno od Marchetti et al. (2001)).


60 mm dia.
Flexible
membrane
1. Oštrica (sečivo) dilatometra
2. Šipke za potiskivanje
3. Pneumatsko-električni kabal
4. Kontrolna kutija (Upravljačka kutija)
5. Pneumatski kabal
6. Rezervoar za gas
7. Ekspanziona membrana (Proširivanje
membrane)
Merna ćelija meri
potisak dok dilatometar
gura u tlo konstantnom
brzinom od 2 cm/s.

829. 829/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
KD pruža osnovu za nekoliko korelacija parametara tla i ključni je rezultat dilatometarskog testa.
ED uopšte ne treba koristiti kao takav, posebno zato što mu nedostaju informacije o istoriji napona.
Postupak kalibracije za postizanje čA i čB pritisaka, neophodnih za savladavanje krutosti membrane, mora
se obaviti pre svakog profila. A- Pritisak (samo počnite da pomerate membranu u tlo) i B-pritisak (pomerite
centar membrane za 1,1 mm prema tlu) obično se beleže svakih 200 mm tokom testa i p0 i p1 pritisci su
izračunati. C-pritisak se takođe može snimiti. Tumačenje DMT-a počinje određivanjem međuparametara
(ID, KD i ED) (Marchetti et al., 2001). slika 9.41.

Sl.9.41. Određivanje međuparametara (ID, KD i ED) (Marchetti et al., 2001.).
Nekoliko programa karakterizacije lokacije uključujući SPT, SPT-T, S-SPT, DMT, PMT, SCPT, CH i DH
testove sprovedeno je na mestu ispitivanja. Jame za uzorke su takođe iskopane da bi se izvukli neporemeć eni
i poremećeni blokovi tla na dubini od 1,5, 3,0, 5,0, 7,0 i 9,0 m. Uzorci tla iz ovih blokova su laboratorijski
ispitivani za karakterizaciju tla i određivanje mehaničkih svojstava i parametara
Prirodne ili veštačke kosine u naslagama gline rezultira promenom morfoloških svojstava i stanja
naprezanja u tlu. Ova evolucija stanja naprezanja može se meriti in situ testovima uzimajući u obzir
varijacije bočnog naprezanja u mirovanju K0.
K0 je važan parametar u projektovanju i praćenju u mnogim geotehničkim primenama (potporni
zidovi, temelji zgrada i definitivno stabilnost kosina). Za ocenu stabilnosti kosina, može se proceniti
na osnovu rezultata terenskih ispitivanja (ispitivanje presiometrom, ispitivanje krilnom sondom i
Pijezometarski konusni testovi, Dilatometarski test ili numeričko modelovanje, obično uzimajući u
obzir elasto-viskoplastične modele.



Sl.9.42. DMT napreže tlo do srednjeg nivoa kao
što su zgrade ili nasipi i elastična teorija
poluprostora koja se koristi za izračunavanje ED.
Generalizovana kriva degradacije krutosti tla.

830. 830/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Svojstva deformacije: Dilatometarski test statički deformiše tlo i napreže ga do srednjih nivoa
kompatibilnih sa naprezanjima koja stvaraju strukture ili nasipi. Sa druge strane, ispitivanja
penetracije (CPT i SPT) naprežu tlo do loma, čineći te korelacije sa modulom deformacije netačnim
(sl.9.42.). Logično i intuitivno, inženjer zna da testovi deformacije bolje predviđaju krutost tla nego
testovi penetracije koji ne uspevaju u tlu.

Modul dilatometra, ED, deluje kao međuparametar (inženjer ne bi trebao koristiti ED ni u kakvim
proračunima projekta) i zahteva korelacione jednačine zasnovane na ID i KD da bi se dobio
ograničeni modul deformacije M. M je jednako tangencijalnom nagibu iz testa konsolidacije
aritmetički prikazanog kao vertikalna deformacija u odnosu na primenjeni pritisak pri postojećem
vertikalnom efektivnom naprezanju (sl.9.43a). Na slici 9.43b Failmezger i Bullock (2004) pokazuju
koliko su povoljne vrednosti DMT M u poređenju sa laboratorijskim testovima konsolidacije za
aluvijalna i rezidualna tla.












Sl. 9.43. a - Računanje modula ograničene deformacije iz laboratorijskih testova konsolidacije i
b - povoljna poređenja DMT-a sa laboratorijskim konsolidacionim testovima (blizu linije 1:1)

9.4.3.1. Seizmički dilatometar (SDMT) - Seismic dilatometer (SDMT)
Seizmički dilatometar (SDMT) je kombinacija ravnog dilatometra (DMT) sa dodatnim seizmičkim
modulom za merenje brzine smičućeg talasa (Marchetti S. i sar.2008) i opciono i brzine
kompresionog talasa (Amoroso i sar. 2016). Sastoji se od cilindričnog elementa postavljenog iznad DMT
lopatice, opremljenog sa dva geofona razmaknuta od 0,5 m. Kada se talas smicanja ili kompresije
generiše na površini, on prvo stiže do gornjeg prijemnika, a zatim, nakon kašnjenja, do donjeg
prijemnika. Talasni tragovi dva prijemnika se pojačavaju i digitalizuju na dubini i prenose na
računar na površini. Softver obrađuje signale i procenjuje kašnjenje dolaska, pružajući interpretaciju
brzine talasa u realnom vremenu. Na primer, slika 9.44. pokazuje da je brzina smičućeg talasa Vs
dobijena kao odnos između razlike putanje talasa od izvora do prijemnika (S2 - S1) i kašnjenja
dolaska talasa ∆t od prvog do drugog prijemnika.


Sl.9.44. Ispitivanje seizmičkim dilatometrom: (a) DMT oštrica i seizmički modul. (b) Shematski raspored testa. (c)
Seizmička oprema za dilatometar - oprema i šematski izgled (Marchetti el al.,2008).


Vertikalna deformacija, Eǚ

a

831. 831/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
SDMT omogućava dobijanje indeksa materijala (ID), indeksa horizontalnog naprezanja (KD), modula
dilatometra (ED) i brzine smičućeg talasa (Vs) u istom testu. Slika 9.44. prikazuje opremu za izvođenje testa
i šematski prikaz SDMT-a. Iz Vs se pomoću teorije elastičnosti može odrediti maksimalni modul smicanja
(Go).
Brzina smičućeg talasa se lako izračunava kao razlika hipotenuze u udaljenostima kretanja
smičućeg talasa između gornjeg i donjeg geofona prema ovom izračunatom delta vremenu. Na
svakoj dubini ispitivanja, inženjer ponavlja seizmičko ispitivanje najmanje tri puta, potvrđujući
slične brzine smičućeg talasa. Ako zabeleži bilo kakve anomalije, vrši dodatne testove kako bi
proverio ispravnost merenja. Obično su potrebna samo tri dobra udarca, a brzine smičućeg talasa
slažu se unutar 1 stope/sekundi.
Odnosi Go/MDMT vs KD i Go/ED vs ID
Nekoliko studija je pokazalo da je Go zajedno sa SPT, CPT ili DMT podacima (Go/N60, Go/kc,
Go/MDMT i Go/ED odnosi) zanimljiv pristup za procenu prisustva neobičnih geomaterijala (Schnaid
et al. 2004. i Cruz et al. 2012). Ovi odnosi omogućavaju procenu posebnog ponašanja ovih tla (npr.
starenje i cementacija).
Ovi odnosi obezbeđuju meru odnosa između modula elastične krutosti i parametra napon-
deformacija-čvrstoća, za koji se obično očekuje da će biti veći u prekonsolidovanom i
cementovanom nego u premotanom ili normalno konsolidovanom tlu, jer su ovi efekti (istorija
naprezanja i cementacija) izraženiji. u Go nego na kc, MDMT i ED.
Cruz et al. (2012) je interpretirao DMT podatke dobijene u rezidualnim i sedimentnim tlima, kao i
laboratorijske podatke (veštački cementirani uzorci u triaksijalnom ispitivanju i CemSoil boksu) i
predložio dve karte i njihove granice za identifikaciju cementiranih struktura u rezidualnom tlu. Autor
je koristio Go/ED protiv ID i Go/MDMT protiv KD grafikone prikazane na slici 9.45.
Modul smicanja opada sa povećanjem smičuće
deformacije. Sa seizmičkim DMT testom, inženjer
dobija dve tačke podataka na krivama degradacije
kako sledi:
G0 = ρ*Vs
2

gde je:
G0 - modul smicanja niske deformacije,
λ - gustina mase,
Vs - brzina smičućeg talasa,
GDMT = 0.375 MDMT.
γDMT = 0,05 do 0,10%

Kao što su predložili Marchetti et al. (2008), radni modul smičuće deformacije GDMT može se izvesti
iz ograničenog modula MDMT dobivenog uobičajenom interpretacijom DMT-a (Marchetti 1980,
TC16 2001). Kao prva aproksimacija, pozivajući se na linearnu elastičnost:
&#3627408442;=
1−22&#3627408483;
2(1−&#3627408483;)
&#3627408448;
gde je:
ν - Poissonov odnos. npr. uz pretpostavku ν = 0,2
(kao što se često koristi) i
GDMT - modul smicanja radne deformacije.
GDMT može se dobiti iz gornje jednačine kao
GDMT = 0,375 MDMT.


Sl.9.45. Probna metoda za izvođenje krive G-γ
iz SDMT (Marchetti i ost. 2008.).

832. 832/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Pristup se oslanja na sposobnost SDMT-a da rutinski, na svakoj dubini ispitivanja, obezbedi i
krutost pri malim deformacijama (mali modul smicanja deformacije G0 dobijen iz brzine smičućeg
talasa VS kao G0 = ρVS
2
) i krutost pri operativnim naprezanjima (kao što je predstavljeno
ograničenim modulom MDMT dobijenim uobičajenom DMT interpretacijom). Ovakve dve vrednosti
krutosti mogu ponuditi smernice pri odabiru G-γ krivih, tj. opadanja modula smicanja G sa
smičučom deformacijom γ.
Da ponovimo - prednosti dilatometarskog ispitivanja:
- Precizno meri ograničeni modul deformacije tla.
- Precizno predviđa sleganje - dokumentovano sa velikom uštedom kada se koristi dilatometar
za dprojekat temelja u odnosu na projekat zasnovan na SPT-u.
- Noževi koji se zabijaju u tlo uzrokuju mnogo manja zapreminskae i smičuća naprezanja u tlu od
konusnih sondi kao što su CPT ili SPT.
- Dobra korelacija sa istorijom napona tla.
- Marchetti (1980) i Lutenegger (2006) predviđanja čvrstoće na smicanje bez dreniranja kohezivnog tla
su prilično povoljna u upoređenju sa drugim merenjima širom sveta.
- Schmertmannov elastični teorijski proračun poluprostora koji koristi merenje potiska precizno
predviđa ugao unutrašnjeg trenja u dreniranoj ravni za tlo bez kohezije.
- Merenja pre i posle pokazuju koliko dobro funkcionišu metode poboljšanja tla.
- Seizmički testovi sa pravim intervalom precizno i uzastopno mere kompresiju iznad nivoa vode i brzine
smičućeg talasa.
- Testovi disipacije pornog pritiska u kohezivnom tlu ispod nivoa vode mere vremensku brzinu
konsolidacije.
9.4.4. Ispitivanje meračem pritiska (PMT) (ASTM D4719-20) (Pressure meter Test (PMT)
Testiranje meračem pritiska izumio je Louis Menard u Francuskoj sredinom 1950-ih. Standardni
“Menard” presometar je cilindrični instrument opremljen fleksibilnom gumenom membranom, koja
se spušta u prethodno izbušenu rupu i zatim širi na bočne stenke bušotine. Promene pritiska i
zapremine beleže se na površini očitanjem bireta i merača pritiska, uglavnom ručno. Koristi se za
izvođenje rutinskih in situ testova opterećenja na različitim dubinama.
Metoda se koristi za tumačenje rezultata ispitivanja za proračun: nosivosti plitkih i dubokih temelja,
sleganja svih vrsta temelja, deformacija bočno opterećenih šipova, otpornosti ankera...
Presometar je postupak ispitivanja na mestu koji se sastoji od postavljanja cilindrične sonde na
dubinu u prethodno izbušenu rupu i zatim naduvavanja sonde bilo vazduhom ili fluidom dok se
meri količina tečnosti uvedena u sistem i rezultujući pritisak u sonda. Ova dva merenja zajedno sa
geometrijom sonde daju informacije potrebne da se razvije odnos napon-deformacija za tlo na
lokaciji ispitivanja.
Praćenjem količine zapremine tečnosti i pritiska koji se koristi za naduvavanje sonde, podaci se
mogu protumačiti da daju potpunu krivu napon-deformacija- čvrstoća. U tlima je tečni medijum
obično voda (ili gas), dok se u istrošenim i napuknutim stenama koristi hidrauličko ulje.
U novije vreme, monoćelijski dizajni olakšavaju jednostavnu upotrebu vode pod pritiskom pomoću
vijčane pumpe.
Standardne sonde kreću se od 35 do 73 mm u prečniku sa odnosom dužine prema prečniku koji varira od
L/d = 4 do 6 u zavisnosti od proizvođača.
Postoje četiri osnovna tipa uređaja za merenje pritiska:
1. Merač pritiska (MPMT) tipa Prebored (Menard) izvodi se u bušotini, obično nakon guranja i uklanjanja
tankozidne (Šelbijeve) cevi. MPMT je prikazan na slici 9.46. Početni odgovor odražava region rekompresije
dok se sonda naduvava da bi se susrela sa zidovima bušenja i kontaktom sa tlom.
2. Samoprobušni presometar (SBP) je sonda postavljena na dno bušotine i bukvalno ulazi u tlo kako bi se
minimizirali poremećaji i sačuvalo Ko stanje naprezanja u tlu. Za napredovanje sonde koriste se zubi rezača

833. 833/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
ili mlaz vode, a rezovi se prenose kroz njen šuplji centar. Sonda ima tri unutrašnja radijalna kraka za direktno
merenje naprezanja šupljine, c’= dr/ro, gde je ro = početni radijus sonde i dr = radijalna promena. Pod
pretpostavkom da se sonda radijalno širi kao cilindar, zapreminsko naprezanje je povezano sa naprezanjem
šupljine ekspanzijom: ()V/Vo) = 1 - (1 + ,c )
-2

3. Push-in presometar (PIP) sastoji se od šuplje sonde debelih debelim zidovima koja ima odnos površine
od oko 40 procenata. Brže od prethodnog bušenja i SBP-a iznad, ali efekti poremećaja poništavaju sva
značajna Ko merenja.
4. Tip sa punim pomeranjem (FDP): Slično tipu za utiskivanje, ali potpuni efekti pomeranja. Često
ugrađen sa konusnom tačkom da bi se formirao konusni presometar (CPMT) ili presiokon.

Procedure za MPMT, SBP, PIP i CPMT su slične, nakon što je sonda instalirana na željenu dubinu
ispitivanja. Često se sekvenca delimičnog rasterećenja-ponovnog opterećenja izvodi tokom ispitnog
opterećenja da bi se definisao pseudoelastičan odgovor i odgovarajući Jungov modul (Eur).

Različite komponente opreme za merenje pritiska prikazane su na slici 9.47., uključujući: tablu za očitavanje
merača pritiska, sonde tipa Menard na naduvavanje, Kembridž sondu za samobušenje, zube rezača na SBP-
u, monoćelijska (Texam) sonda i hidraulična dizalica. Jednostavni komercijalni sistemi (Texam, Oyo i
Pencel) sada su dostupni koji uključuju jednoćelijsku sondu sa vijčanom pumpom za naduvavanje. U tlu,
voda pod pritiskom koristi se za naduvavanje monoćelijskih sondi, dok se vazdušni pritisak često koristi u
kompjuterizovanim sistemima za merenje pritiska kao što su jedinica za samobušenje i konusni presometar.
Merač pritiska obezbeđuje četiri nezavisna merenja sa svakim testom:
1. Napon odstupanja, koji odgovara ukupnom horizontalnom naprezanju, Ńho = Po;
2. "Elastično" područje, tumačeno u smislu ekvivalentnog Youngovog modula (EPMT) tokom
početne rampe opterećenja. Ciklus rasterećenja-ponovnog opterećenja uklanja neke od efekata
smetnji i daje čvršću vrednost E.
3. Zona plastičnog ponašanja.
Teorija za Menardov presiometar bazira se na širenju beskonačno debelog cilindra od elastičnog
materijala (Das, 1990), pa se Jungov (Young) modul tla određuje prema, sl. 9.48.:

gde je:
E - Jungov modul tla,
θ - Poissonov koeficijent,
Vo - zapremina ekspandirajuće deonice (ćelije) koji odgovara pritisku po (na početku zone II),
čp/čV - nagib pravca za zonu II.
Menard preporučuje da se uzme vrednost ν = 0,33, pa izraz postaje:

Sl.9.46. Osnovne komponente i procedure PMT

834. 834/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)





















Sl.9.47. Različite komponente opreme za merenje pritiska

Ménardov presiometar (MPMT – Ménard Pressuremeter Test)
Klasifikacija tla i stena na osnovu parametara presometra:
Klasifikacija tla i stena u dijagramu EM/p0, p*LM/p0 i za pomoć u pronalaženju reološkog faktora ŀ.







Sl.9.48. (a) Presiometar - šema i
(b) dijagram opterećivanja





Klasifikacija tla i stena u dijagramu EM/p0, p*LM/p0 i za pomoć u pronalaženju reološkog faktora ŀ.
Sl.9.49.Presioramski dijagram zasnovan na PMT relativnom modulu EM/p0 i relativnom graničnom pritisku
p*LM/p0. Primeri PMT rezultata (1 do 5) za različite stene mogu se naći u ref. [Baud & Gambin, 2011].
Proceedings of the 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013.
(b)
(a)
Pritisak u presiometarskoj ćeliji, p

835. 835/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Zajedničko ponašanje tla i stena u današnje vreme, sadašnji koautori rade na razvoju predloga za
izračunavanje presiometrijskog ŀ faktora iz rezultata ispitivanja dobijenih u tlu ili u stenama (Baud
& Gambin 2013). Ovde je ŀ reološki faktor tla kako je definisano mnogo ranije (Ménard &
Rousseau 1962). Odnos će istovremeno povezati ŀ tla sa njegovim EM modulom, njegovim
graničnim pritiskom p*LM i po, početnim horizontalnim intaktim tlom ili pritiskom stene u
mirovanju, bilo izmerenim tehnikama presometra ili procenjenim u obliku:

Ovde je dat prvi probni iznos koristeći kE = 4, m = 0,5 i n = 2 (slika 9.49.).

9.4.5. Opit krilnom sondom (Vane Shear Test - VST) (ASTM D2573-18)
Terenski test krilne sonde (FVT) razvijen je za određivanje nedrenirane smičuće čvrstoće mekih
glina i korišćen je u Švedskoj još 1919. od strane Olssona (Kallstenius 1956). Krilna sonda je delom
razvijena kako bi se prevladali problemi sa dobijanjem neporemećenih uzoraka, posebno u mekoj
glini, za određivanje laboratorijske čvrstoće na smicanje bez dreniranja. Početkom 1950-ih,
zapažanja su često pokazala da je smičuća čvrstoća iz laboratorijskih ispitivanja niska u poređenju
sa čvrstoćama izračunatim iz terenskih slučajeva. U mekim glinama, rana upotreba FVT-a često je
pokazala veću snagu u poređenju sa tradicionalnim laboratorijskim testovima.

Krilnu sondu treba okretati stalnom
brzinom.



Sl.9.50. Šematski prikaz opita krilnom sondom i razultata ispitivanje
U geotehničkom inženjerstvu, test smicanja lopatice je ključna metoda za procenu smičuće
čvrstoće tla. Geotehnički inženjeri koriste test smicanja lopatica za procenu smičuće čvrstoće
tla. Ova procena je fundamentalna za razumevanje stabilnosti temelja, kosina i potpornih

Test u toku
Čvrstoća na smicanje
bez dreniranja:



Za H = 2.D: Ō

836. 836/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
konstrukcija. Shvativši čvrstoću na smicanje, inženjeri mogu doneti informirane odluke o
projektovanju i procesima izgradnje, osiguravajući sigurnost i dugovečnost konstrukcija.
Opit krilnom sondom izvodi se sa površine terena utiskuje direktno u tlo ili u već izbušenoj
sondažnoj bušotini kad nije moguće uzimanje neporemećenih uzoraka. Koristi se za određivanje
nedrenirane smičuće čvrstoće neispucalih i potpuno zasićenih glina. Krilna sonda sastoji se od 4
tankih čeličnih ploča (krilca), standardnih dimenzija H/D=100x75 ili 100x50 mm, pričvršćenih za
kraj čelične šipke pod uglom od 90º. Uobičajena geometrija većine lopatica je pravougaona sa
odnosom visine i prečnika (H/D) od 2, iako se specijalne lopatice sa različitim H/D odnosima mogu
koristiti za procenu anizotropije. Opit se izvodi tako da se sonda utiskuje, direktno u tlo ili kroz
bušotinu, do zadnje dubine, a zatim zakreće sa momentom, tako da do loma tla dođe u nedreniranim
uslovima (tj.u vodi se mogu povećati porni pritisci). Na gornji kraj šipke nanosi se torzioni momenat
preko odgovarajućeg mehanizma, sve dok ne dođe do smičućeg loma gline po omotaču i bazi
cilindra koji opisuju krilca sonde (sl.9.51.). Iz uslova ravnoteže torzionog momenta i otpora po bazi
i omotaču opisanog cilindra dobija se veličina nedrenirane smičuće čvrstoće.
Dakle, test smicanja lopatice meri otpornost tla na smicanje rotacijom lopatice unutar cilindričnog
uzorka tla. Zatim se meri obrtni moment potreban za savladavanje smičuće čvrstoće tla. Različiti
faktori utiču na ove rezultate, uključujući sastav tla, sadržaj vlage i dubinu uzorka. Razumevanje
ovih faktora je ključno za tačna tumačenja rezultata testa.
Ispitivanje smicanja krilnom sondom (VST) ili terenska lopatica (FV) koristi se za procenu čvrstoće
na smicanje bez dreniranja (Suv) meke do krute gline i mulja u pravilnim intervalima dubine od 1
metar. Ispitivanje se sastoji od umetanja lopatice u glinu i rotacije uređaja oko vertikalne ose, prema
ASTM D 2573 smernicama.
Analiza granične ravnoteže koristi se da poveže izmereni granični (vršni) moment sa izračunatom
vrednošću Su. Mogu se izmeriti i granična i izračunata čvrstoća; njihov odnos se naziva osetljivost,
St. Dostupan je izbor lopatica u smislu veličine, oblika i konfiguracije, u zavisnosti od konzistencije
i karakteristika čvrstoće tla. Standardna lopatica ima pravougaonu geometriju sa prečnikom lopatice
D = 65 mm,
• Izvodi se na dnu izvedene bušotine ili direktnim pobijanjem uređaja u tlo.
• Četvorostrano sečivo gurnuto u glinu i mulj za merenje sledećeg:
- Nedrenirana čvrstoća: Suv (vrh) = izmerena (vršna)
Suv (izračunato) = izračunata čvrstoća (nakon 10 okretaja).
- In-situ osetljivost: St = Suv (vrh-izmerena)/Suv (izračunata).
Konvencionalno tumačenje za dobijanje nedrenirane smičuće čvrstoće iz zabeleženog maksimalnog
obrtnog momenta (T) pretpostavlja ujednačenu raspodelu smičućih napona i na vrhu i na dnu duž
lopatica i lopatice sa odnosom visine i širine H/D = 2.
&#3627408454;
&#3627408482;&#3627408483;=
6&#3627408455;&#3627408474;&#3627408462;&#3627408485;
7&#3627409163;&#3627408439;
3

bez obzira na jedinice sve dok su obrtni moment T i širina D u konzistentnim jedinicama (npr. kN-
m i metrima, respektivno, da bi se obezbedila jačina lopatice Suv u kN/m
2
).
Test je obično rezervisan za meke do krute materijale sa Suv < 200 kPa. (2 tsf). Nakon što se postigne
vršni Suv, lopatica se brzo rotira kroz 10 kompletnih obrtaja i izračunata (ili "preostala") vrednost
se beleži. Osetljivost tla na licu mesta je definisana:
St = Suv (vršna)/Suv (izračunata)
Opšti izraz za sve tipove lopatica uključujući standardne pravougaone (Chandler, 1988), oba kraja
konusne (Geonor u Norveškoj), samo donje konusne (Nilcon u Švedskoj), kao i lopatice
romboidnog oblika za bilo koje krajnje uglove dat je:

837. 837/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)


gde je:
iT - ugao konusa na vrhu (u odnosu na horizontalu) i
iB - ugao donjeg konusa, kao što je definisano na slici 9.50.







Sl.9.51.Definicije geometrije lopatica za konusne i pravougaone lopatice.
Ako se čvrstoća ispituje utiskivanjem krila u meko tlo bez bušenja, onda treba uzeti u obzir i otpor
na gornjoj ravni, pa se otpor može naći prema izrazu:



























Sl.9.52. Faktor korekcije lopatice (ηR) izražen u smislu indeksa plastičnosti i vremena do loma.
(Preuzeto iz Chandler, 1988). Napomena: Za analize stabilnosti koje uključuju normalne stope nasipa.

9.4.6. Pijezometri za određivanje nivoa i pritiska podzemne vode.
Sva tla su vodopropusna, jer voda može da se kreće kroz prostor međusobno povezanih pora između
čvrstih čestica. Količina, raspored vode u tlu i raspored pritisaka u vodi imaju veoma veliki uticaj
na svojstva tla i na njegovo ponašanje u uslovima delovanja sopstvene težine i drugih opterećenja.
Ne mali broj praktičnih problema pri građenju u tlu ili pri korišćenju tla kao materijala za građenje,
ne potiče samo od zrnaste prirode tla već i od prisustva vode u porama tla. Voda može zauzimati
prostor svih pora u elementu tla, kada je tlo zasićeno vodom. Ukoliko nisu sve pore ispunjene
vodom, tlo je delimično zasićeno ili nezasićeno.

838. 838/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Pritisak pora ima fundamentalnu važnost za razumevanje ponašanja tla, pre-tokom-i nakon
izgradnje objekata.




ℎ=
&#3627408483;
2
2&#3627408468;
+
&#3627408482;
&#3627409150;
&#3627408484;
+&#3627408487;=
&#3627408483;
2
2&#3627408468;
+ℎ
&#3627408484;+&#3627408487;
&#3627408436;








Sl.9.53.Teren i nivo podzemne vode
Krertanje vode kroz tlo:

Sve šupljine tla ispod NPV međusobno su povezane, pa je voda u porama tla izložena hidrostatičkom
pritisku: u = γwhw
hw - vertikalno rastojanje izme dve tačke A i nivoa slobodne površine vodeu
u - pritisak porne vode ili porni pritisak,
ΰw - jedinična teIJina vode.
Totalna visina h u Bernulijevoj jednačini, u odnosu na izabrani referentni nivo, je:
ℎ=
&#3627408483;
2
2&#3627408468;
+
&#3627408482;
&#3627409150;&#3627408484;
+&#3627408487;=
&#3627408483;
2
2&#3627408468;
+ℎ
&#3627408484;+&#3627408487;
&#3627408436;
v - brzina kretanja vode,
g - ubrzanje zemljine teže i
z . odstojanje posmatrane tačke od refentnog nivoa.
U većini problema koji se pojavljuju u mehanici tla brzine kretanja vode, v
2
/2g su relativno male pa se član
može zanemariti.
Položaj nivoa podzemne vode kao i raspodela pornih pritisaka u terenu predstavljaju veoma važan
skup podataka neophodnih za rešavanje većine praktičnih problema u mehanici tla. Prilikom
izvođenja istražnih radova, tokom bušenja u tlu, vrši se registrovanje nivoa podzemne vode. Podaci
o nivoima vode procenjeni tokom bušenja ne moraju biti sasvim pouzdani, naročito u slučaju malo
propusnog tla, u slučaju da se koristi bentonitska isplaka tokom bušenja i u okolnostima mogućih
pojava oscilacija nivoa u toku vremena. Merenja nivoa podzemne vode i pornih pritisaka najčešće
se vrši pijezometrima ugrađenim u bušotine.
Postoji veći broj tipova i konstrukcija pijezometara za primenu u različitim uslovima i često služe
za definisanje uslova temeljenja građevinskih objekata. Neki pijezometri se ugrađuju u
hidrotehničke nasipe tokom građenja radi kontrolisanja kretanja vode, ali mogu biti potrebni i za
merenje pornih pritisaka i njihove disipacije u temeljima ili u telu nasipa tokom i nakon završetka
građenja.
Pijezometar se ponaša kao bunar koji omogućava vertikalnu vezu između slojeva kroz koje prolazi
i merenja mogu navesti na pogrešne zaključke. Zato se takav pijezometar može opravdati samo ako
se ugrađuje u homogen vodopropustan sloj, kada se može pretpostaviti da porni pritisak raste
linearno sa dubinom. Radi pouzdanijeg merenja potrebno je izvesti zaptivanje iznad perforiranog dela cevi.
Primenjuju se pijezometri sa zatvorenim hidrauličnim sistemom, (hidraulični, pneumatski,
električni), koji na promenu pijezometarskog pritiska reaguju sa rninimalnom promenom zapremine
u sistemu i zbog toga bez značajnijeg kašnjenja.

Porni pritisak
u = ǎwhw
ℎ=
&#3627408483;
2
2&#3627408468;
+
&#3627408482;
&#3627409150;
&#3627408484;
+&#3627408487;=
&#3627408483;
2
2&#3627408468;
+ℎ
&#3627408484;+&#3627408487;
&#3627408436;

839. 839/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Dakle, posebnu vrstu in-situ ispitivanja čine pijezometri (sl.9.54.) koji služe za određivanje nivoa i
pritiska podzemne vode. Kako se, uopšte, pritisak vode menja sa vremenom, određivanje njegove
kompletne slike u prostoru i vremenu obično je vrlo zahtevan, skup i retko ostvariv poduhvat.
Inženjer, zavisno od složenosti slučaja i osetljivosti građevine, može dobiti pojednostavljenu sliku
pritisaka vode ugradnjom piezometara.
Postoji nekoliko vrsta tipova i konstrukcija pijezometara, u pogledu stepena složenosti, preciznosti,
pouzdanosti, cene i za primenu u različitim uslovima i često služe za definisanje uslova temeljenja
građevinskih objekata.Najčešće se koriste dva:otvorena cev i vibrirajuća žica.
Hidraulični pijezometar razvijen je za potrebe merenja pornih pritisaka u nasutim branama.
Pijezometarski element od fine porozne keramike spojen je sa dvije cijevi (sa manometrima na oba
kraja), što omogućava i da se iz sistema eliminiše cirkulacija vazduha vode pod pritiskom.
Pneumatski pijezometar (sl. 9.55-b) sastoji se od dve cevi. Pri merenju se na jednom kraju cevi
nanese pritisak gasa i meri veličinu pritiska potrebno je da otvori ventil izložen porno pritisku. Pri
tome se izmeri veličina pritiska u momentu naglog pada pritiska gasa koji na površini izlazi kroz drugu cev.
Električnim pijezometrima meri se deformacija baždarene elastične membrane izložene pritisku
vode (sl. 9.55-c). Deformacija se pretvara u signal primenom elastične strune, merne trake ili
merenjem promene električnog otpora u mernom uređuaju.
Hidraulični, pneumatski i električni uređaji, za razliku od otvorenog pijezometra, mogu se
ugrađivati u nasipe i nasute brane polaganjem merne ćelije u sloj tla tokom nasipanja, bez izvođenja
bušotine, pri čemu merno mesto može biti na izvesnom horizontalnom odstojanju i ispod nivoa
tačke u kojoj se meri porni pritisak
Sa otvorenim cevastim pijezometrom, pritisak se meri sa površine preko indikatora dubine. U radu
je donekle sličan manometru, pa nije tako precizan kao drugi mehanizmi. Pijezometar sa
vibrirajućom žicom pruža veću preciznost merenja i temelji se na frekvenciji vibracija, koja će
biti proporcionalna pritisku vode. Ova tehnika omogućava precizniju kontrolu promena pritiska u
vodi, uzrokovanih prirodnim ili našim radom.

Sl.9.54.Osnovna konstrukcija pijezometra:Otvoreni cevni pijezometar i pijezometar sa vibrirajućim žicama

Ō Najjednostavniji oblik pijezometra je otvorena cev, koja se ponekad naziva Casagrande
pijezometar. Tipično otvoreni pijezometar sa stajaćom cevi sastoji se od otvorene cevi sa
cilindričnim poroznim filterom na dnu. Porozni filter postavlja se u centar bušotine i obično je
okružen peskom. Iznad i ispod peska su čepovi (obično formirani od bentonita), a ostatak bušotine
je ispunjen cementno/bentonitnom smesom.

840. 840/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.9.55. Tipovi pijϹzomϹtara a) otvorϹnog tipa, b) pnϹumatski, c) ϹlϹktrični
Ō Najjednostavniji oblik pijezometra je otvorena cev, koja se ponekad naziva Casagrande
pijezometar. Tipično otvoreni pijezometar sa stajaćom cevi sastoji se od otvorene cevi sa
cilindričnim poroznim filterom na dnu. Porozni filter postavlja se u centar bušotine i obično je
okružen peskom. Iznad i ispod peska su čepovi (obično formirani od bentonita), a ostatak bušotine
je ispunjen cementno/bentonitnom smesom.
Ova cev ugrađuje se u prethodno izvedenu bušotinu. To je takozvani otvoreni piezometar. Sa
površine terena meri se nivo vode u cevi, uz pretpostavku da je mereni pritisak vode na mestu filtera
u piezometru jednak pritisaku vode u okolnom tlu.
To je uvek tako u dobro propusnim pescima i šljunkovima, a ne
mora biti tačno u slabo propusnim glinama i prašinama. Razlog
zbog kojeg mereni pritisak vode u peizometru ne mora odgovarati
onome u okolnom tlu je taj, što treba čekati jako dugo da se
izjednače pritisci vode, zbog količine vode koja bi se iz tla trebala
sliti u piezometar za dobijanje korektne slike o nivou vode u tlu.
Za merenje pritisaka podzemne vode u sitnozrnim tlima, potrebni
su zatvoreni piezometri koji koriste razne senzore. Sa ovim
senzorima potreban vrlo je mali dotok vode ka senzoru kako bi se
korektno očitao pritisak vode u tlu.

Sl.9.56. Osnovna konstrukcija piezometra:Piezometar (otvoreni sistem).
Ō Membranski pijezometar sastoji se od senzora pritiska sa vrhom filtera sa niskim ulazom
vazduha (LAE) i malog rezervoara vode. Senzor pritiska ima dijafragmu koja odvaja vodu u
rezervoaru od mernog uređaja, a vrh filtera odvaja vodu u rezervoaru od pora vode u tlu. Meri se
otklon dijafragme i signal se prenosi kablom do pristupačne lokacije. Primeri dijafragmskih
pijezometara su pijezometri sa vibrirajućom žicom, pijezometri za merenje naprezanja i pijezometri
sa optičkim vlaknima.

Membranski piezometri ugrađuju se u bušotine ili ispune. Mogu biti okružene peščanim
omotačem ili injektirane (poznato kao “metoda potpuno injektiranja”).

Ō Pneumatski pijezometar sastoji se od ventila, komore punjene vodom i poroznog filtera. Ventil
se otvara pneumatski pritiskom plina, koji se primjenjuje kroz cevi napunjene plinom i zatvara
pritiskom vode u porama. Pritisak potreban za zatvaranje ventila mjeri se kroz cevi napunjene plinom.
Pneumatski pijezometri se ugrađuju u bušotine ili ispune i okružuju ih peščanim omotačem.





a
b
c
a

841. 841/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)









Sl.9.57.Osnovna konstrukcija
pijezometra:Membranski
pijezometar


Sl.9.58.Osnovna konstrukcija
pijezometra:
Pneumatski pijezometar




Ō Električni pijezometri
Električni pijezometri sastoje se od otklone dijafragme i poroznog filtera odvojenih malim
rezervoarom vode. Progibi dijafragme detektuju se pomoću vibrirajuće žice ili merača
naprezanja i konvertuju se u ekvivalentni pritisak upotrebom odgovarajuće kalibracije.
Elеktričnim pijеzomеtrima mеri se dеformacija baždarеnе еlastičnе mеmbranе izložеnе pritisku
vodе (sl.9.55c). Dеformacija sе prеtvara u signal primеnom еlastičnе strunе, mеrnе trakе ili
mеrеnjima promеnе еlastičnog otpora u mеrnom urеđaju.
Pneumatski i električni uređaji za razliku od otvorenog pijezometra, mogu se ugrađivati u nasipe i
nasute brane polaganjem merne ćelije u sloj tla tokom nasipanja bez izvođenja bušotine, pri čemu
merno mesto može biti na izvesnom horizontalnom rastojanju i ispod nivoa tačke u kojoj se meri
porni pritisak.
U zasićenom tlu relativno velike vodopropusnosti porni pritisci mogu se meriti otvorenim
pijezometrima, merenjem nivoa vode u cevi koja je ugrađena u bušotinu (sl. 9.56). Donji kraj cevi
(od PVC plastike ili metala) je ili perforisan ili se sastoji od poroznog elementa na kraju cevi od
PVC plastike. U području donjeg kraja cevi ugrađuje se pesak ili sitan šljunak, koji se mora efikasno
izolovati duž ostatka bušotine glinom, malterom ili injekcionom masom kako bi se sprečio protok
vode duž bušotine, kao i dotok vode sa površine terena. Vrh cevi mora biti pristupačan i zatvoren
poklopcem. Prečnik cevi treba da bude što je moguće manji kako bi minimalan dotok vode u
pijezometar bio dovoljan da odrazi promenu pijezometarske visine. Ukoliko je cev prevelikog
prečnika, vodopropusnost tla u području gde je instalisan porozni element ima znatnog uticaja na
pouzdanost merenih nivoa vode jer dolazi do kašnjenja promene nivoa vode u pijezometarskoj cevi
u odnosu na pijezometarski nivo u okolnoj masi tla.
Visina i rеžim toka podzеmnе vodе istražuju se prеko pravilno rasporеđеnih piеzomеtara (otvorеni
i zatvorеni). Prilikom izvođеnja istražnih radova, tokom bušеnja u tlu, vrši sе rеgistrovanjе nivoa
podzеmnе vodе. Ovako dobijеni podaci nе moraju biti sasvim pouzdani, naročito u slučaju malo
propusnog tla, u slučaju da sе koristi bеntonitska isplaka u toku bušеnja i u okolnostima mogućih
pojava oscilacija nivoa u toku vrеmеna. Mеrеnjе nivoa
podzеmnе vodе i pornih pritisaka najčеšćе sе vrši pijеzomеtrima
ugrađеnim u bušotinе.

U gеotеhničkim istraživanjima koja obuhvataju osmatranja
padina i klizišta, pijеzomеtri sе mogu smatrati nеizbеžno
potrеbnim jеr od vеličinе i raspodеlе pornih pritisaka zavisi
stabilnost zеmljanih masa.
Sl.9.59. RasporϹd pijϹzomϹtara in situ.

842. 842/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
9.4.7. In situ testovi za stene - neće se vršiti detaljni opis već će se samo navesti neke metode.
Dostupno je nekoliko in situ testova za terensko ispitivanje intaktnih i razlomljenih stena. Sledeći
su najčešći in situ testovi za stene:
• PLT (Plate Load Tests on Rock) - Ispitivanje opterećenja ploče na steni
• FJT (Flat Jack Tests)
• Dilatometar za stene (Rock Dilatometer)
• DS test velikog polja (Large Field Direct Shear Test)
• Ispitivanje smicanja u bušotini stene (Rock Borehole Shear Test)
• Kamere za bušotine (Borehole cameras)
9.4.7.1. Ispitivanje opterećenja ploče na steni - PLT (Plate Load Tests on Rock)
PLT na steni je uobičajena metoda ispitivanja na licu mesta za ocenu krutosti stenske mase (Bieniawski
1981). PLT na steni je sličan PLT-u na tlu, osim što su za ispitivanja na steni potrebne mnogo veće ploče,
reakcioni sistem i hidraulične sile. Procedura ispitivanja sastoji se od primjene naprezanja pomoću sistema
za podizanje i merenja rezultirajućih pomaka.
9.4.7.2. Ravni testovi - FJT (Flat Jack Testovi)
FJT koriste se u dve svrhe u karakterizaciji stenske mase:
1. Proceni geostatičko in situ stanje naprezanja i
2. Odrediti krutost stenske mase (Bieniavski 1981, Deklotz i Boisen 1970).
Za geostatičko određivanje stanja naprezanja na licu mesta, nekoliko uparenih setova klinova postavlja se
na poznatim rastojanjima na tlo (slika 9.60). Prorez širine ne više od 7,6 cm (3 inča) sa odnosom dužine i
širine većim od pet je isečen između uparenih klinova/iglica. Kvadratna ravna dizalica širine najmanje 0,6
m (2 stope) je postavljena i fugirana u prorez i kasnije postavlja se pod pritiskom nakon što se masa očvrsne
(Rocha 1970). Pritisak koji je potreban da se klinovi vrate u prvobitni položaj tumači se kao stanje
geostatičkog naprezanja (Ńi) normalno na smer otvora proreza. Poželjno je da tri odvojena FJT-a koji koriste
ortogonalne proreze treba da budu usečena u površini stene da bi se u potpunosti odredilo stanje naprezanja
in situ: Ńx, Ńy, i Ńz.
Pored merenja napona na licu mesta, FJT može se dodatno podesiti pod pritiskom i izvršiti merenja
pomeranja da bi se procenio modul elastičnosti (E') materijala stene putem teorije elastičnosti.











Sl.9.60. Poprečni presek postavljanja ravnog priključka prema ASTM D4729
9.4.7.3. Dilatometar za stene (Rock Dilatometer) u skladu sa ASTM D4719
Rock Pressuremeter (Fleksibilni dilatometar) je pouzdan i efikasan alat koji
se koristi za merenje in situ čvrstoće i svojstva naprezanja-deformacije vrlo
krutog tla i stena. Brzo i ekonomično obezbeđuje veliku količinu podataka
koji obuhvataju varijabilnost geotehničkih uslova na lokaciji.
Modul deformacije E koji se koristi za izračunavanje sleganja je dat sa:

E = (1+n) (čP/čR)R

gde je:

843. 843/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
n - Poissonov koeficijent
čP - Korigovani porast pritiska
čR/R - Relativna promena poluprečnika

Procedura ispitivanja
Sonda se postavlja na ispitnu dubinu u bušotini sa prethodno izbušenim jezgrom. Kontrola napona
koristi se za izvođenje testa. Na sondu se primenjuju jednaki koraci pritiska i održavaju se
konstantnim tokom jednog minuta. Promene u dijametralu beleže se 30 i 60 sekundi nakon
dostizanja svakog koraka pritiska.

9.5. Laboratorijsko ispitivanje (detaljnije u delu 6)
Laboratorijskim ispitivanjima obuhvaćeni su opiti za određivanje opštih i mehaničkih svojstava na
poremećenim i neporemećeni uzorcima koherentnih i nekoherentnih tla.
Kod koherentnog materijala (glina, prašina) određivanje parametara čvrstoće obavlja se na uzorku
veličine 60×60×25 mm koji se ugrađuje u metalni dvodelni kalup i opterećuje vertikalnom silom.
Iz parova vertikalnih i maksimalnih horizontalnih opterećenja formira se Coulombov pravac
smicanja i iz njega proračunava kohezija (c) i ugao unutrašnjeg trenja (Ņ).
U geomehaničkoj laboratoriji na neporemećenim i poremećenim uzorcima tla ispituju
su sledeća svojstva:
Laboratorijska ispitivanja na neporemećenim
i poremećenim uzorcima tla

- Sadržaj prirodne vlage wo (%)
- Zapreminska težina ǎw,d, (kN/m
3
)
- Specifična težina ǎs (kN/m
3
)
- Aterbergove granice plastičnosti wL,P (%)
- Direktno standardno smicanje:

a) kohezija C (kN/m
2
)
b) ugao unutrašnjeg trenja ņ

(
0
)

- Kompresija u edometru:

a) koeficijent pora e -
b) modul stišljivosti Mv (MN/m
2
)

Za nekoherentno tlo karakteristični uzorci tla, uzeti prilikom terenskih radova, osuše se do
konstantne mase i seju kroz sita standardnih veličina otvora, nakon čega se važu pojedine frakcije i
izračuna njihov odnos prema ukupnoj masi uzorka.
Na osnovu dobijenih podataka o veličini čestica i njihovom učešću u tlu, izrađuju se
granulometrijski dijagrami koji prikazuju granulometrijski sastav tla (sastav tla prema veličini zrna).
Dakle, uzorci uzeti tokom terenskih radova u najkraćem roku transportuju se u laboratoriju radi
ispitivanja. Laboratorijska ispitivanja za određivanje različitih geotehničkih parametara za potrebe
projektovanja navedena su u tabeli 9.7.

Ō Na neporemećenim uzorcima: sačuvana struktura:
- u kontrolisanim uslovima može se ispitati
- vlažnost (uporediti sa granicama
plastičnosti..)
- stišljivost (edometar)
- čvrstoća (smicanje..).
Ō Na poremećenim uzorcima:
- čvrste čestice
- klasifikacija...

844. 844/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 9.7 - Laboratorijska ispitivanja za određivanje određenih geotehničkih parametara
Geotehnički parametar
Vrsta tla
Šljunak Pesak Mulj NC glina OC glina
Tresetna
organska glina
Modul edometra (Eoed) OED
**)
OED
**)
OED OED
*)
OED OED
*)

Efektivna čvrstoća na
smicanje (c'), (ņ')
TX, DSS,
(DST)
TX, DSS,
(DST)
TX, DSS,
(DST)
TX, DSS,
(DST)
TX, DSS,
(DST)
TX, DSS,
(DST)
Čvrstoća na smicanje
bez dreniranja (cu)

TX, SIT,
DSS, (DST)
TX, IT
*)
,
DSS, (DST)
TX, SIT
*)
,
DSS, (DST)
TX, SIT
*)
,
DSS, (DST)
Propustljivost (k) PT(C), SV PT(C), SV PT(C), PT(F) PT(F) PT(F) PT(F)
*)
Navedena istraživanja koja se obično obavljaju u preliminarnoj fazi, bar u odreĎenoj meri.
**)
Zahteva poseban ureĎaj.
Skraćenice za laboratorijske testove:
OED - Test edometra
TX - Triaksijalni test
PT(F) - Test propusnosti
PT(C) - Test propusnosti (konstantna visina)
DST - Ispitivanje direktnog smicanja
SIT - Testovi indeksa čvrstoće
SV - Prosejavanje
DSS - Direktan jednostavan test smicanja

Odgovarajuća rutinska laboratorijska ispitivanja za uzorke stena prikazana su u tabeli 9.8.

Ovi testovi obično daju neophodnu osnovu za opis stenskog materijala.

Tabela 9.8 - Rutinska ispitivanja stena
Vrsta testa
Vrsta stene
***)

1 2 3 4
Geološka klasifikacija
Jedinična težina, (ǎ)
Sadržaj vode, (w)
Poroznost, (n)
Ispitivanje jednoosne pritisne čvrstoće
Ispitivanje opterećenja u tački
Kompresibilnost, (E)
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
***)
Grupa prema ENV 1997-1, Aneks E, Tabela E.1.

845. 845/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tumačenje ugla trenja: ŅƟ
Da li je jedan broj dovoljan?







Sl.9.61. Neke od metoda i uređaja za ispitivanje određivanje različitih geotehničkih parametara za potrebe projektovanja.

























Sl.9.62. Tipični proces bušenja, uzorkovanja i ispitivanja tla u svrhu laboratorijskih analiza

846. 846/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Primer: Modul tla kao kriterijum za kontrolu zbijanja
Korišćenje modula tla kao kriterijuma za kontrolu optimalnog sadržaja vlage kao i maksimalne
suve gustine određuje se iz kriva zbijanja. Istovremeno i za svaki Proctorov test, izvode se testovi
modula kako bi se dobio laboratorijski modul tla.









Sl.9.63. Primer istog testa modula u laboratoriji i na terenu. (a) Laboratorijski BCD test. (b) Skica BCD
testa. (c) Terenski BCD test.

Tabela 9.9 - Poređenje zahteva modula tla između PLT, LWD i BCD
SLOJ TLA
PLT modul
(Ev2) (MPa)
LWD modul
(ELWD-Z2) (MPa)
BCD modul
(EBCD) (MPa)
Podbaza 100–150 100–150 55–82
Pokrivni sloj 100–120 100–120 55–66
Formacija 45–80 45–80 25–44
Napomena: Ove vrednosti modula zavise od klasifikacije i projekta puteva. Izvor:iz BOMAG (1994).

9.6.EVROKOD 7 (EN 1997‐2:2007)-(PREPORUKE ZA RASTOJANJA I DUBINU ISTRAŽIVANJA)
Napomena: Evrokod 7 predviđa 5 klasa uzoraka, vidi 9.2.
Istražni radovi se rade prema prethodno revidovanom projektu istražnih radova gde se
između ostalog definiše broj i raspored bušotina i raskopa kao i dubina bušenja. Ovde se daje
izvod preporuka po Evrokod 7, EN97-2:2007, Aneks 2.
Rastojanja:
- Za višespratne zgrade i industrijske objekte - mreža sa rastojanjima 15 do 40 m.
- Za objekte koji zauzimaju veliku površinu - mreža sa rastojanjima do 60 m.
- Za linijske objekte kao što su putevi, železnice, kanali, cevovodi, tuneli, potporni
zidovi ‐ rastojanja 20 d 200 m do m.
- Za specijalne objekte kao što su mostovi i temelji mašina ‐ dve do šest bušotina po temelju.
- Za nasute brane i nasipe ‐ rastojanja 25 do 75 m duž relevantnih preseka.
Dubina istraživanja:
Za visoke konstrukcije ili građevinske objekte treba primeniti veću vrednost iz sledeća dva uslova
za temelje, temeljne ploče i konstrukcije sa više elemenata temelja, čiji se učinci u dubljim
slojevima sabiraju:
- temelji:
- za ≥ 6 m;
- za ≥ 3,0 bF.
gde je bF dužina kraće strane temelja.

847. 847/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
- temeljne ploče i konstrukcije sa više elemenata temelja, čiji se učinci u dubljim slojevima
sabiraju:
- za ≥ 1,5bB
gde je bB dužina kraće strane konstrukcije.














- Nasipi i useci:








- Linijski objekti:








- Iskopi:












• Ako su pijezometarski i slobodni nivo podzemne vode ispod dna iskopa, treba primeniti veću
vrednost iz sledećih uslova:
- za ≥ 0,4h
- za ≥ (t + 2,0) m
gde je:
- t dužina ukopanog oslonca; i
- h dubina iskopa.



•
Za šipove (usvaja se najveća vrednost):
za ≥ 1.0b
g
za ≥ 3D
F
za ≥ 5m
- D
F prečnik baze šipa i
- b
g manja dimenzija pravougaonika koji
ograničava grupu šipova.


• Za puteve i aerodrome:
za ≥ 2 m


• Za rovove i cevovode
(usvaja se veća vrednost):
za ≥ 2 m ispod dna
za ≥ 1.5b
Ah
gde je b
Ah širina iskopa


• Za useke (usvaja se veća vrednost):
za ≥ 2.0 m
za ≥ 0,4h
gde je h dubina useka.

• Za nasipe:
0.8h < za < 1.2h
za ≥ 6 m
gde je h visina nasipa.

• Za objekte visokogradnje
(usvaja se veća vrednost):
za ≥ 6 m
za ≥ 3bF
gde je bF manja dimenzija temelja.

Temel
j
• Za fundiranje na temeljnoj ploči i kada se
superponiraju uticaji više temeljnih konstrukcija:
za ≥1.5 b
B
gde je b
B manja dimenzija konstrukcije.
Konstrukcija


• Za male tunele:
bAb< za< 2.0bAb
gde je bAb širina iskopa

848. 848/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
• Ako su pijezometarski i slobodni nivo podzemne vode iznad dna iskopa, treba primeniti veću
vrednost iz sledećih uslova:
- za ≥ (1,0H + 2,0) m
- za ≥ (t + 2,0) m
gde je:
- H visina nivoa podzemne vode iznad dna iskopa;
- t dužina ukopanog oslonca.
•Ako se do ovih dubina ne nalazi slabo propustan sloj:
za ≥ t + 5 m.
- Za vodonepropusni zid u tlu:












• za ≥ 2 m ispod površine sloja
nepropusnog za podzemnu vodu.

• Za brane za treba zadati u zavisnosti od predviđenog nivoa zahvaćene vode,
hidrogeoloških uslova i metode gradnje.
Za brane i ustave, razmak (bušotina i raskopa kao i dubina bušenja) od 25 m do 75 m duž
odgovarajućih preseka.

9.7. GEOFIZIČKA ISTRAŽIVANJA
Geofizička istraživanja podrazumevaju primenu geofizičkih metoda za indirektno određivanje
geološko-strukturnih i fizičko-mehaničkih karakteristika temeljnog tla. Ove metode koriste se za
utvrđivanje rasporeda, debljine i svojstava pojedinih slojeva ispod površine terena, na kojem je
predviđena izgradnja određene građevine.
Geofizička istraživanja vrše se sa površine tla, u bušotinama, iskopima ili u kombinaciji gde se
postavljaju izvori i detektori. Obim ispitivanja, vrste metoda i tehnika rada uglavnom zavise od cilja
ispitivanja, raspoloživih sredstava i geoloških i topografskih uslova.
Geofizička ispitivanja mogu ponuditi značajnu vremensku i ekonomsku uštedu u poređenju sa
klasičnim ispitivanjima tla i stenske mase i pružiti podatke o mnogo većoj zapremini tla ili stenske mase.
Uopšte, razlikujemo sledeće geofizičke metode:
- elektromagnetne metode,
- magnetne metode,
- seizmičke metode,
- električne metode i
- georadar.

849. 849/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Geofizička ispitivanja uključuju niz različitih terenskih ispitivanja tla. Obično se provode kao
dopuna istražnim bušenjima i in-situ ispitivanjima. Konkretno, geofizička istraživanja obuhvataju
električna istraživanja u smislu dveju metoda, vertikalnog profilisanja (VES), odnosno
geoelektrične sonde, profilisanje geoelektričnom tomografijom i seizmička istraživanja za
određivanje profila brzine širenja seizmičkih talasa i to P talasa plitkom seizmičkom refrakcijom
(RF) i S talasa višekanalnom analizom površinskih talasa (MASW).
Kod geoelektričnih metoda najčešće se primenjuje galvanska metoda prividnog otpora, koja se
zasniva na razlici između električnih otpornosti slojeva, odnosno masa u zahvaćenom delu
podzemlja. Struja određene jčine iz baterije, preko metalnih strujnih elektroda upušta se u tlo, te se
iz nastale razlike potencijala na mernim naponskim elektrodama određuje prividna otpornost stena.
Svaka od geoloških sredina ima svoju specifičnu otpornost.
Geofizičkim metodama, indirektnim pristupom, određuju se inženjerske karakteristike materijala.
Geofizička istraživanja počinju se primenjivati još od 1920. godine, a vezuju se za primenu u SAD-
u i Francuskoj. Razvojem digitalnih metoda za opažanje, dešava se i razvoj geofizičkih metoda.
Danas, ove metode predstavljaju važnu grupu metoda tzv. nerazornog ispitivanja materijala.
Geofizička merenja vrše se sa površine terena, u bušotinama, u iskopima ili u kombinaciji ovih
tačaka gde se postavljaju izvori i detektori.
Geofizička istraživanja su naučna disciplina merenja i analize različitih karakteristika podzemnih
geoloških formacija. Sinonimi u stranoj tehničkoj literaturi su "geophysical logging" i "well
logging", a cela naučna disciplina nastala je iz potreba naftne industrije.
Dakle, postoji nekoliko vrsta geofizičkih ispitivanja koja se mogu koristiti za stratigrafsko
profilisanje i ocrtavanje geometrije podzemlja. To uključuje merenje mehaničkih talasa
(seizmička ispitivanja refrakcije (prelamanja), ispitivanje unakrsne bušotine, niz bušotine i
spektralna analiza testova površinskih talasa), kao i elektromagnetne tehnike (otpornost, EM,
magnetometar i radar). Mehanički talasi su dodatno korisni za određivanje elastičnih svojstava
podzemnih medija, pre svega modula smicanja pri maloj deformaciji. Elektromagnetne metode
mogu pomoći u lociranju anomalnih područja kao što su podzemne šupljine, zakopani objekti i
komunalni vodovi.
Geofizička ispitivanja ne menjaju uslove tla i stoga se klasifikuju kao nedestruktivna, a nekoliko se
izvode na površinskom nivou (nazivaju se neinvazivnim).
Geofizičke metode istraživanja koriste različite principe fizike - upotrebljavaju širenje seizmičkih
talasa karakterističnih brzina za određivanje slojevitosti, elastične stišljivosti i ostalih
fizičkomehaničkih svojstavai stena i tla.
Polazna tačka seizmičkih istraživanja je merenje vremena u kojem se seizmički talasi šire kroz
podzemlje do nekih geoloških granica, na kojima se reflektuju ili refraktuju. Talasi se mogu širiti
kroz uzorak ili kroz unutrašnjost Zemlje i analiziraju se kao posledice delovanja nekog veštačkog
ili prirodnog seizmičkog polja.
Sve seizmičke metode, sa primenom u inženjerstvu, zasnivaju se na konceptu istraživanja ponašanja
geomaterijala (podzemlja) pri malim deformacijama, koje su nedovoljne veličine da bi izazvale
značajniji nelinearni i neelastični odnos između naprezanja i deformacija, koji bi mogao dovesti do
neželjenih posledica. Srž seizmičke metode je određivanje brzine širenja seizmičkog talasa kroz
rtadnu sredinu - materijal, tj. merenje vremena potrebnog da talas pri širenju kroz materijal stigne
u razne tačke prostora. U teoriji širenja seizmičkih talasa pretpostavlja se da stena u svakoj svojoj
tački ima jednaka svojstva, te da su ta svojstva u svim smerovima jednaka. Ovaj slučaj nije nikada u
potpunosti zadovoljen, ali se odstupanja zanemaruju.
Metode geofizičkog istraživanja prvobitno su razvile rudarska i naftna industrija.

850. 850/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Za geotehničko inženjerstvo, ova vrsta istraživanja ima prednost pokrivanja velikih područja uz
relativno niske troškove.
Mogu se koristiti kao prvi korak u procesu istraživanja.
Nedostatak je što se uzorci ne mogu dobiti i moraju se nadopuniti bušenjem za uzorkovanje.
Geofizička istraživanja primenjuju se za indirektno istraživanje geološke građe i
fizičkomehaničkih svojstavai tla i stena. Od raznovrsnih geofizičkih metoda, u geotehničkim
istraživanjima najčešće se koriste seizmičke metode (koriste veštački izazvane seizmičke talase) i
geoelektričke metode (mere prolaz električnih struja ili prirodno električko polje). U novije vreme
koristi se i georadarska metoda za merenje u plitkom delu podzemlja.
Geofizička istraživanja su naročito korisna u ranim, preliminarnim fazama istraživanja.
- Ovim istraživanjima moguće je odrediti: dubinu osnovne stene, debljinu slojeva, nivo
podzemne vode, zone ispucalosti i dr.
- Koriste se u kombinaciji sa drugim geotehničkim istraživanjima (bušenjem, penetracionim
sondiranjem). Mogu da obezbede dopunu detalja duž većih rastojanja između bušotina ili da
ukažu na potrebu izvođenja bušotine na nekom mestu.
Gravimetrijska metoda koristi merenje promena veličine gravitacije Zemlje za određivanje
dubokih geoloških struktura.
Magnetometrijska metoda meri razlike u magnetskom polju Zemlje, što takođe ukazuje na
različitost geološke građe terena.
Osim geofizičkih merenja sa površine terena, u bušotinama se takođe koriste različite vrste
karotažnih merenja. Zavisno od potrebe, meri se brzina elastičnih talasa (down-hole i crosshole
metoda), specifični električni otpor ili spontani potencijal, apsorpcija gama ili neutronskih zraka,
pripadna radioaktivnost i sl.
Postoji nekoliko vrsta geofizičkih ispitivanja koja se mogu koristiti za stratigrafsko profilisanje i
ocrtavanje geometrije profila ispod površine. To uključuje merenje mehaničkih talasa (seizmička
ispitivanja refrakcije ispitivanje unakrsne bušotine, niz bušotina i spektralna analiza testova
površinskih talasa), kao i elektromagnetne tehnike (otpornost, EM, magnetometar i radar).
Mehanički talasi su dodatno korisni za određivanje elastičnih svojstava podzemnih medija, pre
svega modula smicanja pri maloj deformaciji. Elektromagnetne metode mogu pomoći u lociranju
anomalnih područja kao što su podzemne šupljine, zakopani objekti i komunalni vodovi.
Geofizička ispitivanja ne menjaju uslove tla i zato se klasifikuju kao nedestruktivna, a nekoliko se
izvode na površinskom nivou (nazivaju se neinvazivnim).
Metode geofizičkih istraživanja:
• Geoelektrične metode.
• Seizmičke metode.
Postoji nekoliko metoda geofizičkog istraživanja za istraživanje profila ispod površine.
• Talasi (mehanički):
- Seizmička refrakcija.
- Unakrsna bušotina.
- Uz/Niz bušotinu.
• Elektromagnetski talasi:
- Otpornost.
- Radar.
• Ova merenja ne menjaju stanja tla - nisu destruktivna.

851. 851/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
9.7.1. Geoelektrične metode ispitivanja

Geoelektrična merenja su skup metoda u geofizičkim
istraživanjima kod kojih se koriste merenje prolaza električnih
struja ili prirodnog električkog polja. U geotehničkim
istraživanjima koriste se sledeće geoelektričke metode: metoda
električnog otpora, elektromagnetna metoda i metoda spontanog
potencijala.
Sl.9.64. Osnovni model geoelektričnih merenja.


Dve osnovne metode merenja električnog otpora su: geoelektrično sondiranje i geoelektrično
profilisanje, a obe koriste činjenicu da pojedine vrste stena imaju različit specifični otpor prilikom
prolaska električnih struja. Elektromagnetna metoda temelji se na pojavi indukcije prilikom
prolaska električnih struja u vodljivim vrstama stena. Metoda spontanog potencijala temelji se na
merenju električkog potencijala koje izaziva tok podzemne vode, elektrohemijski procesi u rudnim
ležištima i tsl.
- Zasnivaju se na određivanju otpora pri prolasku jednosmerne struje kroz tlo.
- Meri se jačina struje koja protiče kroz slojeve tla između strujnih elektroda A i B i napon
između potencijalnih elektroda M i N.
- Iz ovih merenja izračunavaju se prividne otpornosti zahvaćenih sredina.
Sl.9.65.VES Survey - Schlumberger konfiguracija. Sekvencijalno širenje elektroda predstavljeno je
bojama strujnih (AB) i potencijalnih elektroda (MN)

Specifični električni otpor:

gde je:
∆U - razlika potencijala
I - jačina struje
k - konstanta koja zavisi od geometrijskog rasporeda elektroda
Georadarska metoda koristi elektromagnetske zrake iz radarskog dijela spektra za otkrivanje
anomalija u geološkoj građi u plićem dijelu podzemlja, do dubine 10-15 m. Primer georadarskog merenja
Karotažna merenja koriste se za merenje u prethodno izvedenim istražnim bušotinama.
Metode karotažnih merenja mogu se podeliti u tri osnovne grupe:
- seizmički karotaž koristi merene brzine prodiranja elastičnih seizmičkih valova oko bušotine
(„down-hole“ metoda) ili između bušotina („cross-hole“ metoda);
- elektrokarotaž koristi merenje otpora prolasku električne struje (metode „mala i velika
Normala“, „laterog i mikrolog“) kao i merenje spontanog elektromagnetskog potencijala u tlu i steni;
- radioaktivni karotaž koristi radioaktivne izvore za merenje apsorpcija gama ili
neutronskih zraka, pripadne radioaktivnost i sl. („gama, neutronska i gama-gama“ metoda).

852. 852/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)









Sl.9.66.Karotažna merenja koriste se za merenje u prethodno izvedenim istražnim bušotinama.

9.7.2. Seizmičke metode istraživanja - Seizmički talasi

Seizmičko istraživanje je jedan oblik geofizičkog istraživanja koji ima za cilj merenje zemljinih (geo -)
svojstava pomoću fizičkih (-fizičkih) - (geo-fizičkih) principa kao što su magnetna, električna, gravitaciona,
termalna i elastična teorija. Temelji se na teoriji elastičnosti i zato pokušava zaključiti elastična svojstva
materijala merenjem njihovog odgovora na elastične poremećaje koji se nazivaju seizmički (ili elastični)
talasi.
Šta su seizmički talasi?
Seizmički izvor - kao što je malj - koristi se za generisanje seizmičkih talasa, koje detektuju prijemnici koji
su raspoređeni zajedno sa unapred postavljenom geometrijom (koja se naziva niz prijemnika), a zatim ih
snima digitalni uređaj koji se zove seizmograf. Na osnovu tipičnog mehanizma širenja koji se koristi u
seizmičkim istraživanjima, seizmički talasi su grupisani prvenstveno u direktne, reflektovane, prelomljene
(refrektovane) i površinske talase (sl. 9.67.).














Sl.9.67. Tipična geometrija postavke polja za namensko snimanje površinskog talasa (MASW).


















Sl.9.68. Glavni tipovi seizmičkih talasa na osnovu karakteristika propagacije.

853. 853/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Postoje tri glavne vrste seizmičkih istraživanja: refrakcija, refleksija i površinski talas u zavisnosti
od specifičnog tipa talasa koji se koristi. Svaka vrsta seizmičkog istraživanja koristi specifičnu vrstu
talasa (na primer, reflektovane talase za refleksiono istraživanje) i njegov specifični obrazac dolaska
na višekanalni zapis. Seizmički talasi za istraživanje mogu se generisati na dva načina: aktivno ili
pasivno. Mogu se generisati aktivno korišćenjem izvora udara kao što je malj ili pasivno prirodnim
(na primer, plima i grmljavina) i kulturnim (na primer, saobraćaj) aktivnostima. Većina seizmičkih
istraživanja koja su se istorijski provodila bila je aktivnog tipa. Seizmički talasi koji se šire unutar
vertikalne ravni i drže i izvor i prijemnike nazivaju se i linijski talasi, dok se oni koji izlaze iz ravni
nazivaju oflajn talasi (sl.9.69.).
Kada se generišu seizmički talasi, duž slobodne površine širi se posebna vrsta talasa koji se naziva
površinski talas, čija dubina prodiranja zavisi od talasne dužine; duža talasna dužina utiče na dublji
deo tla (sl.9.71.). Zbog ove osobine, površinski talasi su obično disperzivni, što znači da različite
frekvencije imaju različite brzine širenja, dok seizmički talasi (prelamanje, refleksija, glava, itd.
talasi) retko imaju takvo svojstvo u značajnoj meri. Opšte su poznate dve vrste površinskih talasa:
Rayleigh i Love talasii. Smer smetnji (vibracije) prvog je uglavnom normalno na površinu, dok je
kod drugog paralelno. Teoretski, svojstva disperzije površinskih ialasa određena je nekoliko
elastičnih svojstava, uključujući gustinu () i dubinu varijacije brzina S - i P-talasa (Vs. i Vp). Među
ovim parametrima, varijacija dubine Vs. je faktor koji najviše utiče. Zbog toga se površinski talasi
često koriste za izvođenje Vs. svojstva zemljanih materijala blizu površine.

















Sl9.69. Ilustracija aktivnih naspram pasivnih talasa i inline nasuprot offline talasa.
Na površini terena, po profilu, na određenoj udaljenosti od izvora postavljaju se odgovarajući geofoni
koji registruju talase (titraje) i pretvaraju ih u električne napone.



















Sl.9.70.Šematski dijagram istraživanja seizmičke refrakcije - konfiguracija 24-kanalnog seizmografa - seizmički
sistem za prikupljanje podataka (izvor: http://www.parkseismic.com/)

854. 854/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl.9.71. Surface Wave Survey Method - duža talasna dužina utiče na dublji deo zemlje:(a) Ilustracija koja prikazuje
površinski talas veće talasne dužine utiče na materijale veće dubine. U normalnom slučaju povećanja brzine sa
dubinom, duža talasna dužina se širi brže;(b) Disperzione krive za osnovni mod i više modove Rayleighovih talasa.
U poređenju sa upotrebom konvencionalnih metoda seizmičkih talasa za postizanje sličnih Vs.
informacije (na primer, prelamanje S-talasa, refleksija, istraživanja u nizu, unakrsne bušotine),
metoda površinskih talasa ima nekoliko prednosti:
- Prikupljanje podataka na terenu je vrlo jednostavno i tolerantno jer površinski talasi uvek
uzimaju najjaču energiju
- Procedura obrade podataka je relativno jednostavna i laka čak i za neiskusne osobe.
- Velika površina može se pokriti u relativno kratkom vremenskom periodu.
- Zbog svih gore navedenih razloga, vrlo je isplativ i vremenski efikasan.

Seizmičke metode najčešće se primenjuju za istraživanje i određivanje svojstava geološke sredine,
za predviđanje mehaničkog ponašanja u određenim uslovima, za kontrolu izvođenja građevinskog
zahvata.
Seizmičke metode uspešno se primenjuju za laboratorijska i terenska istraživanja. Osnova za
uspešnu ocenu o stanju geomedija leži u adekvatnom izboru i primeni metode, obradi snimljenih
podataka i iskustvu izvođača.
Seizmičke metode spadaju u nedestruktivne ili minimalno destruktivne metode istražvanja i opažanja.
Polazna tačka seizmičkih istraživanja je merenje vremena u kojem se seizmički talasi šire kroz
podzemlje do nekih geoloških granica, na kojima se reflektuju ili refraktuju.
Seizmička istraživanja temelje se na generisanju seizmičkih talasa i analizi njihovih širenja
kroz poroznu sredinu. Merenjem brzine širenja tih talasa i njihovog prigušenja u poroznoj
formaciji dobija se informacija o mehaničkim karakteristikama stene.
Dakle, seizmička istraživanja koriste se za određivanje dubine do čvrste stene, određivanje
litološke strukture, nagib slojeva i dubina do nivoa podzemne vode.
Izvor energije za manje dubine istraživanja može se izazvati udarcem čekića na metalnu ploču, a za
veće dubine eksplozivom.
Srž seizmičke metode je određivanje brzine širenja seizmičkog talasa kroz sredinu, tj. merenje
vremena potrebnog da talas pri širenju kroz medij stigne u razne tačke prostora.

Seizmičke metode spadaju u nedestruktivne i minimalno destruktivne metode istražvanja i opažanja.
Poznavanje osnovnih principa, pomoću kojih se dolazi do konkretnih geotehničkih paramatara,
neophodno je za mogućnost uspešne primene tih parametara u proračunu. Primer je modul
deformacije koji odgovara malim deformacijama (dinamički deformacioni modul), kojeg je
opravdano koristiti isključivo za red deformacija koje odgovaraju elastičnom deformisanju
(deformacije reda veličine 10-2 do 10-5 %).

855. 855/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Jedna od najvećih prednosti seizmičkih metoda (i uopšte geofizičkih metoda), koja je i učinila da
ovaj način istraživanja postane ustaljena praksa, jeste ta što ovakvo istraživanje obuhvata prirodno
stanje napona i deformacija, koje je posebno značajno za stenske mase.
Postoji više vrste deformacija koje se javljaju i koje može homogeno izotropno telo pretrpeti zbog
delovanja spoljnih sila. Jedna je deformacija zapremine (rastezanje), a druga je deformacija oblika.
Deformacije oblika i zapremine se u sredinu prenose odvojeno i različitim brzinama.
Talasi se mogu definisati i kao poremećaji koji putuju kroz sredinu i prenose energiju tog
poremećaja. Obzirom na granične uslove, mogu se posmatrati i analizirati seizmički talasi u
neograničenoj elastičnoj sredini i talasi u blizini granice elastičnog poluprostora (površinski talasi).
Po svojoj prirodi seizmički talasi u neograničenoj elastičnoj sredini mogu biti dvojaki: uzdužni
kompresioni (dilatacioni; kontrakcioni) i poprečni distorzioni (smičući), a označavaju se slovima
P i S. Površinski talasi mogu se eliptično i retrogradno kretati vertikalno na smer širenja u
horizontalnoj ravni (L-Loweovi talasi), odnosno u smeru širenja u horizontalnoj i vertikalnoj ravni
istovremeno (R-Rayleighevi talasi). Uzdužni P talasi su longitudinalni kao talasi zvuka, dok su S
talasi transverzalni i polarizovani kao elektromagnetski talasi.
Ō Postoje dve vrste zapreminskih talasa (body waves), a to su:
Primarni (Uzdužni - longitudinalni) talasi (P- talas - wave):Najbrža vrsta seizmičkog talasa, a
samim tim i prva koja stiže na seizmičku stanicu (geofon). P-talas može se kretati kroz čvrste stene
i tečnosti a manifestuju se kao promena zapremine sredine. Kako čvrsta tela mogu menjati
zapreminu, tečnosti i gasovi, uzdužni talasi šire se kroz sredinu svih agregatnih stanja. P talasi
izazivaju progresivna i regresivna kretanja čestica na pravcu širenja, imaju najveću brzinu širenja i
značajni su za seizmička istraživanja. Podvrgnute P-ev, čestice kreću se u istom smeru u kojem se
kreće talas, a to je smer u kojem energija putuje i naziva se "smer širenja talasa"- (the direction
of wave propagation).


Sl.9.72. Primarni (Uzdužni) talasi (P- wave)











Brzina širenja ovih talasa može se izraziti preko osnovnih parametara elastičnosti koji se koriste
prilikom projektovanja i izvođenja hidrotehničkih građevina.
&#3627408457;
&#3627408477;=√
&#3627408472;+
4
3
.&#3627409159;
&#3627409164;
, gde je: ρ prostorna gustina sredine, k, označava prostorni dinamički modul,a µ je
dinamički modul smicanja.

Sekundarni (Poprečni - transverzalni) talasi (S-talas- wave): Ovi talasi sporiji su od P-talasa, i
stoga će stići posle P-talasa, otuda i naziv „sekundarni“. S-talasi pokušavaju promeniti oblik
strukture medija kroz koji se šire, delujući smičuće. Važni su za čvrste geosredine, koji imaju
smičuću čvrstoću, pa su značajni za seizmička istraživanja i primenu u geotehnici. Ovi talasi mogu
da se kreće samo kroz čvrstu stenu, a ne kroz bilo koji tečni medij. S talasi pomeraju čestice stena
gore-dole, ili sa jedne na drugu stranu vertikalno na smer u kojem talas putuje (smer širenja talasa
- the direction of wave propagation).



Sl.9.73. Sekundarni (p oprečni) talasi (S- wave)







S-talasi
Kretanje čestica

856. 856/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Brzina širenja S - talasa takođe se može izraziti kao funkcija parametra elastičnosti:
&#3627408509;
&#3627408532;=√
&#3627409217;
&#3627409222;
, pa se oba izraza koriste za određivanje potrebnih parametara elastičnosti.
Modul smicanja je praktično nula u tečnosti tako da se S- talasi ne šire u vodi. Uopšte P- talasi imaju
manju amplitudu nego S- talasi, ali se zato brže šire i prvi su koji stižu do postavljenih geofona.
Ō Postoje dve vrste površinskih (surface waves) talasa, (sporiji, ali uzrokuju oštećenja zbog
kretanja tla), a to su: Rejlijevi i Loveovi talasi.
Rejlijevi (Rayleigh wave) talasi (R) su vrsta akustičnog, površinskog talasa koji putuje kroz čvrste
materije. Oni predstavlja kombinaciju longitudinalnog i transverzalnog talasa čijim se
prostiranjem oscilacije čestica sredine vrše u ravni normalnoj na površinu, a paralelnoj pravcu
prostiranja. Šire se uz granicu elastičnog poluprostora, pri čemu pobuđuju čestice u vertikalnoj
ravni na eliptično kretanje. Amplituda talasa brzo se smanjuje sa dubinom sredine ispod površine
ispitivanja. Kretanje čestica je jednako združenom delovanju P i S talasa. Stvaraju se na mnogo
načina, od lokalizovanih udara ili piezoelektričnim transdukcijama i često se koriste u ispitivanjima
kako bi se uočili defekti. Nastaju i usled zemljotresa. Kada se javljaju slojevito onda se nazivaju
Lamb talasi, Rejlijevi-Lamb talasi ili uopšteno Rejlijevi talasi.












Sl.9.74. Rejlijevi (Rayleigh wave) talasi (R- wave)

Karakteristike površinskih Rejlijevih talasa:
- Rejlijevi talasi - poput okeanskih talasa, kretanje površine elipsastom putanjom.
- mogu biti izuzetno destruktivni zbog većeg pokretanja tla i zbog dugotrajnog vremena prolaska
- Fazna brzina je zvisna od brzine S talasa (0,88 - 0,95 brzine S talasa);
- Razlika u talasnoj dužini uzrokuje različitu dubinu posmatranja;
- Povećana efikasnsost energije izvora (Površinski talasi: 67%, S talasi: 26%, P talasi: 7%);
- Laki su za posmatranje;
- Moguće je posmatrati sloj manje brzine ispod sloja veće brzine.
Loveovi (Lowe) talasi (L) su poput S talasa, ali bez vertikalnog pomeranja; pomeranje je u horizontalnoj
ravni, sa leve na desnu stranu.
Javljaju se pri površini ispitivanja kao transverzalni talasi. U situacijama kada sredina manje brzine prekriva
sredinu u kojem elastični talasi imaju veće brzine, javljaju se ti talasi. Pobuda kretanja čestica je u
horizontalnoj ravni.
- horizontalni pomak preseca temelje zgrada;
- ne šire se kroz vodu, tako da se ne mogu osetiti na vodi.









Sl.9.75. Loveovi (Lowe wave) talasi (L- wave)
Bez obzira radi li se o seizmičkim talasima koji se šire u neograničenoj elastičnoj sredini ili se radi
o površinskim talasima, sve osnovne analize širenja talasa u geološkoj sredini temelje se na
zakonima optike. Refleksija, refrakcija, rasip, difrakcija, svojstveni su i seizmičkim talasima.

Rejlijevi (Rayleigh wave) talasi (R)

857. 857/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Dakle, tehnike geofizičkih mehaničkih talasa koriste širenje talasa pri njihovim karakterističnim brzinama
za određivanje slojeva, elastične krutosti i parametara prigušenja. Ovi testovi obično se sprovode na vrlo
malim nivoima naprezanja (c ≈ 10
-3
procenta) i zato su sadržani u elastičnom delu tla. Postoje četiri
osnovna talasna oblika generisana u polu-beskonačnom elastičnom poluprostoru: kompresija (ili P-
talasi), smicanje (ili S-talasi), površinski ili Rejlijevi (R-talasi) i Lovovi (Loweovi) (L-talasi). P- i S-
talasi nazivaju se telesni talasi i najčešće se koriste u geotehničkoj karakterizaciji lokacije (Voods,
1978).






































Sl.9.76. Zbirni šematski prikaz seizmičkih talasa.
















































Legenda:
I – izvor talasa
P1 – prvi prijemnik
P2 – drugi prijemnik
dx – razmak izmeĎu prijemnika
S-talasi
Kretanje čestica

858. 858/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Druga dva tipa su specijalni tipovi hibridnih talasa kompresije/smicanja koji se javljaju na slobodnoj
granici površine tla (R) i interfejsa sloja tla (L).
Talas kompresije (Vp) je najbrži talas i kreće se kao širi sferni front koji izlazi iz izvora. Amplituda
talasa kompresije je optimizovana ako je izvor velikog udarnog tipa (padajuća težina) ili izazvan
eksplozivnim sredstvima (miniranje). Magnitude P-talasa za tla su u tipičnom rasponu od 400 m/s
≤ Vp ≤ 2500 m/s, dok stene mogu pokazivati P-talase između 2000 i 7000 m/s, u zavisnosti od
stepena istrošenosti i lomljenja. Sl.9.77. pokazuje reprezentativne vrednosti za različite
geomaterijale. Pošto voda ima brzinu kompresionog talasa od oko 1500 m/s, merenja Vp za tla ispod
podzemnih voda mogu postati teška i nepouzdana.





Sl.9.77. Representative compression wave
velocitees of various soil and rock materials








Talas smicanja (Vs) je drugi najbrži talas i širi se kao cilindrični front koji ima lokalizovano kretanje
upravno na smer kretanja. Dakle, talas se može polarizovati kao vertikalni (gore/dole) ili horizontalni (sa
jedne na drugu stranu). Pošto voda ne može da izdrži sile smicanja, ona nema smičući talas i stoga ne ometa
Vs merenja u tlu i stenama. Brzine S-talasa tla su uglavnom između 100 m/s ≤ Vs ≤ 600 m/s, iako meki treset
i organska glina mogu imati niže brzine. Reprezentativne vrednosti prikazane su na slici 9-78. U
geomehanici, smičući talas je najvažniji tip talasa jer je direktno povezan sa modulom smicanja. Zato je
razvijeno nekoliko različitih metoda za direktno merenje Vs, kako ih je pregledao Campanella (1994).




Sl.9.78. Representative shear wave velocitees of
various soil and rock materials





Modul smicanja male deformacije ( Gmax ili G0) se procenjuje
iz izraza:
G0 = ρTēVs
2
(5-20)
gde je:
ρT = (γT/g - ukupna gustina mase geomaterijala,
γT - ukupna jedinična težina, i
g = 9,8 m/sec
2
- konstanta gravitacionog ubrzanja.
Imajtući na umu da se ova vrednost modula primenjuje na nivoe smičuće deformacije koji su vrlo
mali (oko 10
-3
%) ili manje većina problema sa temeljima (tj. sleganja) i situacija sa potpornim
zidovima uključuju naprezanja na višim nivoima, reda veličine 0,1 % (Burland, 1989) i zato bi
zahtevali faktor smanjenja modula pored statičkog (monotonog) opterećenja, G0 je koristan u
proceni pomeranja tla tokom seizmičkog pojačanja lokacije i dinamički opterećenih temelja.
Kako je već rečeno, geofizička merenja vrše se sa površine terena, u bušotinama, u iskopima ili u
kombinaciji ovih tačaka gde se postavljaju izvori i detektori.

859. 859/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Uopšte, izbor položaja izvora i detektora treba da je takav da omogućuje dovoljan vremenski
interval i predvidiv trag prostiranja. Takođe, kod primene površinskog detektora, bitno je isti
odmaknuti od bušotine, u cilju sprečavanja prostiranja talasa uz zid bušotine, tzv. „cevni“ talasi.

Postoje:
Ō Površinska (Terenska) seizmička istraživanja i
Ō Seizmička istraživanja u bušotinama

U površinske metode ubrajaju se:
• Seizmička refrakcija
• Seizmička refleksija
• Spektralna analiza površinskih talasa
• Višekanalna analiza površinskih talasa
Bušotinske metode (eng. Hole) su:
• Niz bušotinu/Uz bušotinu
• Između bušotina
• PS merenje u suspenziji
• Seizmički penetracioni opit
• Zvučni karotaž.
U nastavku je dat pregled osnovnih seizmičkih metoda, sa principima izvođenja i naznakama
prednosti i nedostataka pojedinih metoda.

9.7.3. Terenske seizmičke metode Ō Površinska seizmička istraživanja
Primenjena seizmologija jako je razvijena praktična disciplina u naftnoj industriji gde se seizmičke
refleksione metode dosta koriste. Nasuprot naftnoj industriji, u hidrogeologiji, su seizmičke
refrakcione metode korisnije i predmet su geofizičkih istraživanja.
Tehnika seizmičkih ispitivanja zasniva se na pobuđivanju seizmičkih talasa (eksploziv, čekić, pad
tega ili vibrator), a potom na registraciji vremena koje je proteklo od momenta pobude do momenta
nailaska talasa do geofona koji su postavljeni duž seizmičkog profila.
Seizmički talasi šire se slično kao i svetlost, a i ponašaju se po istom zakonu - Huygen-ov zakon.
Ovaj zakon opisuje širenje talasa kao koncentričnih krugova. Svaka tačka u kontaktu sa frontom
talasa postaje izvor talasa za daljnje tačke a svaka čestica koja oscilira prenosi svoje kretanje na
okolne čestice.
Drugi zakon koji je važan u analizi seizmičkih istraživanja je Decartes-ov zakon koji se odnosi na
uglove označene na slici 9.78.
Korišćenjem opisane refrakcione seizmike, debljina nekonsolidiovanih slojeva i nivo podzemne
vode, takođe može se proceniti kao dodatna informacija korisna pri projektovanju i temeljenju
hidrotehničkih građevina. Osnovni nedostatak površinske seizmike je uslov da svaki dublji sloj
mora imati brzinu širenja veću od gornjeg.
Sl.9.79. Dekartov (Decartes) zakon koji se odnosi na uglove







1. Direktni talasi, SR, koji ostaju u sredini 1.
2. Reflektovani talasi, SCR, koji su locirani u

sredini 1, ali su u kontaktu sa tačkom C u sredini 2.
3. Refrakcioni talasi, SABR, koji se šire u sredini 2,
nakon što su prošli kroz sredinu 1.

860. 860/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Razmotrimo primer sa dve litološke formacije u podzemlju kao što je prikazano na slici 9.79 i 9.80.
Za talase generisane u izvoru S, postoje tri vrste talasa koje postavljeni geofoni mogu registrovati.To su:
1. Direktni talasi, AD, koji ostaju u sredini 1.
2. Reflektovani talasi, AED, koji su locirani u sredini 1, ali su u kontaktu sa tačkom E u sredini 2.
3. Refrakcioni talasi, ABCD, koji se šire u sredini 2, nakon što su prošli kroz sredinu 1.








Sl.9.80. Primer sa dve litološke formacije u podzemlju
Interpretacija seizmičkih površinskih istraživanja usredotočena je na opis litologije podzemlja i
geometrijskoj konfiguraciji slojeva.
2












Sl.9. 81. Princip istraživanja geološke sredine seizičkim talasima.
Refrakciona metoda temelji se na refrakciji elastičnih seizmičkih talasa na kontaktu dveju sredina
čije seizmičke karakteristike zadovoljavaju uslov, V2 > V1. Elastični talas generiše se na površini i
počinje se širiti brzinom gornje površinske zone.
Za ovu metodu od presudne je važnosti da talas koji prolazi kroz gornju površinsku zonu stigne na
granicu diskontinuiteta G pod kritičnim uglom ‘i’, uglom totalne refrakcije. On se dalje širi duž tog
kontakta brzinom donje sredine V2 i vraća se na površinu (prema Hygensovom principu), gde se
njegov nailazak registruje geofonima.
Za slučaj totalne refrakcije, važi β2 =90
0
 sin β1 =V1/ V2 .
Pri tom slučaju totalne refrakcije, ugao β1= βL zove se kritični ugao refrakcije i može se izračunati
poznavanjem brzine širenja talasa u dve formacije.

Za uspešnu primenu metode seizmičke refrakcije u određivanju granica različitih sredina po dubini
treba postojati tzv. normalan sled brzina, što znači da se materijali veće brzine elastičnih talasa
trebaju nalaziti iznad onih sa manjom brzinom. U obrnutom slučaju ne može doći do totalne
refrakcije talasa duž ravni diskontinuiteta.
Rezultati seizmičko - refrakcionih merenja obrađuju se na personalnim računalima GRM
metodom po Palmeru (Generalized Reciprocal Method, Palmer,1981 i 1991). Analizom prvih
nailazaka elastičnih valova u S-T dijagramu, dobivaju se dromokrone uzdužnih valova.
Iz njih se izračunaju brzine i debljine zona različitih seizmičkih karakteristika.
Kontinuirano se prate dubine do pojave seizmičkih diskontinuiteta, odnosno lateralne promene
vezane uz izmene litoloških članova po kvalitetu i vrsti, kao i pojave rasednih zona i jače rastrošenih
zona u osnovnoj steni.

E
E

861. 861/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 9.10 - Terenske seizmičke metode

Terenske seizmičke metode
Refrakcija

Prednost: nisu potrebne bušotine.
Nedostatak: Ne detektuje niske brzine (za niske krutosti) u slojevima ispod slojeva sa visokom brzinom.
Ne detektuje tanke slojeve. Problem sa interpretacijom kontinuiranog povećanja brzine sa dubinom. Ne
može se primeniti u slučaju da brzine opadaju sa dubinom, iako su ti slučajevi retki u praksi.
Refleksija

Prednost: Nisu potrebne bušotine.
Nedostatak: Skupa metoda. Efikasna samo u uslojenom tlu.
Up-hole metoda

Prednost: potrebna samo jedna bušotina, može se primeniti u svim vrstama tla i stene.
Prosečna brzina se meri u uslojenim materijalima.
Nedostatak: Neophodna ugradnja plastičnog zacevljenja u cilju osiguranja stabilnosti
bušotine.
Down-hole metoda

Prednost: potrebna samo jedna bušotina, može se primeniti u svim vrstama tla i stene.
Prosečna brzina se meri u uslojenim materijalima. Mogu se koristiti izvori veće energije
(eksploziv) bez da se ošteti bušotina
Nedostatak: Neophodna ugradnja plastičnog zacevljenja u cilju osiguranja stabilnosti
bušotine.
Cross-hole metoda

Prednost: prepoznaje male brzine (u slojevima male krutosti), uz uslov da su ti slojevi
tanki u odnosu na razmak bušotina. Može se primeniti u svim vrstama tla i stene.
Nedostatak: Kvalitet rezultata je nizak za male dubine.
Spektralna analiza površinskih talasa (SASW metoda)

Prednost: Nisu potrebne bušotine. Brza i relativno jednostavna terenksa metoda.
Nedostatak: nema kontrole nad frekvencijama, pa su merenja ograničena frekvencijama
koje se mogu generisati izabranim izvorom seizmičkih talasa. Često je neophodno koristiti
različite izvore energije.



Bez obzira radi li se o seizmičkim talasima koji se šire u neograničenoj elastičnoj sredini ili se
radi o površinskim talasima, sve osnovne analize širenja talasa u geo-sredinama temelje se na
zakonima optike. Refleksija, refrakcija, rasip, difrakcija, svojstveni su i seizmičkim talasima.

Poznavajući vremena dolazaka elastičnih talasa do pojedinih geofona, i brzine prostiranja elastičnih
talasa mogu se interpretirati, odnosno rekonstruisati putevi prostranja seizmičkih talasa. Informacija
o građi proučavane sredine dobija se na osnovu analize puteva rasprostranjenja dveju osnovnih vrsta talasa:
a) refraktovanih talasa koji se, uglavnom, rasprostiru duž graničnih ravni ili površina dva sloja,
tj. skoro horizontalno;
b) reflektovanih talasa koji u početku idu na dole, a zatim se u nekoj tački reflektuju i vraćaju
nazad ka površini, i njihovo rasprostiranje je skoro vertikalno.

Na bazi proučavanja ovih dveju osnovnih vrsta elastičnih talasa razvile su se i dve osnovne metode
primenjene seizmike - refrakciona i reflektivna seizmika. Za obe ove vrste talasa vreme pređenog

862. 862/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
puta zavisi od fizičkih osobina stena i njihovog strukturnog položaja. Cilj seizmičkih ispitivanja je
dobijanje podataka o stenama, posebno o strukturnim oblicima.

Definicija refrakcije i refleksije trebala bi biti jasnija posmatra li se slika 9.80,9.81 i 9.84.
Seizmička refrakcija meri vreme za koje komponenta seizmičke energije iz izvora putuje do sloja
sa različitom gustinom, po tom sloju i nazad do površine, gde je postavljen geofon. Refleksija pak
meri energiju reflektovanu od površine različite gustine pristigla na površinu gde je smešten geofon
u obliku približno vertiklanih talasa.

Metode seizmičke refrakcije (prelamanja) i refleksije (odbijanja) zasnivaju se na merenju brzina
prostiranja dinamički izazvanih deformacionih talasa. Talas se stvara ili eksplozijom ili udarcem
čekića po metalnoj ploči a registruje na odgovarajućoj ploči, odstojanjima veoma osetljivim
prijemnim uređajima, geofonima. Iz brzina prostiranja talasa i vremena pristizanja talasa može se
odrediti dubina stene i izračunati seizmički modul elasičnosti.





Sl.9.82. Skica putanje lomljenih i odbijenih talasa
nastalih upadnim P-talasom.
Brzina u sloju 2 je veća od brzine u sloju 1.








SL.9.83. Dijagram rastojanje - vreme.
Navedene seizmičke metode mere vremenske razlike identifikacije pojedinih vrsta talasa. Najpre
su detektovani P talasi, zatim S talasi, pa reflektovani i refraktovani talasi. Površinski (Rayleigh)
















Sloj 2
Sloj 1
Upadni P - talas Odbijeni (reflektovani)
P - talas
Odbijeni (reflektovani)
S - talas
Lomljeni (refraktovani)
S - talas
Lomljeni (refraktovani)
P - talas
Normala

863. 863/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
talasi koriste se za definisanje profila brzina/dubina. Vredi spomenuti i napomenu kod izvođenja
cross hole metode, a koja kaže da je preporučeno koristiti tri ili više bušotina (od kojih je izvor u
jednoj, a geofon u ostalima). Pored ostalih prednosti, ovakav način izvođenja cross hole metode
omogućava da se razdvoje reflektovani i refraktovani talasi od direktnih.

Sl.9.84.Tragovi direktnih, refraktovanih i reflektovanih seizmičkih talasa (Refleksija i refrakcija).
Seizmička merenja su zbirna metoda geofizičkog istraživanja koja koriste merenje brzine
prodiranja veštački izazvanih elastičnih seizmičkih P i S talasa. Metode plitke seizmike temelje se
na merenju brzine elastičnih talasa kroz tlo i stenu, kao i na izdvajanju brzina različitih elastičnih
konstanti (modul elastičnosti, smicanja i deformabilnosti, Poisson-ov broj i sl.). Seizmički talasi su
veštački inicirani pomoću eksplozije ili jačeg udarca. Osnovne seizmičke metode su seizmička
refrakcija i seizmička refleksija. Refrakcionom metodom moguće je uspešno izdvojiti sredine različitih
elastičnih konstanti naslaga u podlozi (debljina sedimenata iznad osnovne stene, stepen trošnosti i
karstifikacije stenske mase i sl.), a refleksionom metodom geološku građu.

Koriste se različite seizmičke metode za rešavanje različitih problema:
- Reflektivna metoda visoke rezolucije,
- Refraktivna,
- Seizmička tomografija,
- Aktivnu i pasivnu MASW, SASW (Multichannel analysis of surface wave;Spectral analysis
surface wave).

Ō MASW (Multichannel Analysis of Surface Wave)
- Procenjuje tvrdoću (stiffness) tla merenjem brzine smičućeg (transverzalnog) talasa (Vs) od
podzemlјa.
Najčešće dubine do 30 m. Smičući (transferzalni) talas je direktan pokazatelj krutosti materijala
ispod površine terena.
- Kategorizacija tla prema Evrokodu 8 standardu za potrebe projektovanja i izgradnje objekata,
kao i različite tipove geotehničkih inženjerskih projekata.
- Kartiranje tla, otkrivanje anomalija (postojeće komunalne cevi, praznine usled urušavanja, jako
oštećene stene), procena zbijenosti materijala kod izgradnje i rekonstrukcije puteva, procena
fundiranja, računanje Jungovog modula i modula smicanja, ispitivanja na klizištima...

864. 864/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
- Mogućnost izvođenja 1D, 2D i 3D snimanja.
Prednost seizmike nad drugim geofizičkim disciplinama je uslovljena nizom faktora od kojih su
najvažniji sledeći:
a) visoka tačnost dobijenih rezultata;
b) široke mogućnosti rešavanja raznovrsnih problema i zadataka;
c) mogućnost efikasnog proučavanja geoloških preseka i od veoma malih, do dubina i od
nekoliko desetina kilometara.



















Sl.9.85. Metode snimanja površinskih talasa (SASW i MASW) - upoređenje SASW i MASW metoda
U nastavku nešto detaljnije opisane su ostale seizmičke metode

9.7.3.1. Seizmička refrakcija (SRfr)
Seizmička refrakcija je površinska neinvazivna geofizička metoda koja se koristi u terenskim
istraživanjima mehaničkih svojstava tla i stena. Temelji se na merenju vremena širenja elastičnih
seizmičkih talasa od izvora do seizmičkih prijemnika - geofona kroz geološke strukture pod
površinom.
Talasi se odbijaju i lome na granicama materijala različitih gustina i deformacionih svojstava.
Seizmički talas generiše se na površini terena udarcem čekića ili vibratorom. Dolazak talasa na
površinu detektuje se pomoću mernih senzora - geofona.
Generisanje seizmičkog talasa jednako je kao i kod seizmičke refrakcije i refleksije, sl. 9.70 i 9.84.





Sl.9.86. Generisanje seizmičkog talasa










Seizmička refrakcija meri vreme talasa koji putuje od izvora do sloja različite gustine, po tom sloju
i nazad do geofona. Postavljanjem geofona duž pravca dobija se 2D profil brzina širenja talasa. Za
3D profil brzina postavlja se više linija geofona na predefinisanim rasterima na površini terena.
Podaci se prikupljaju kako bi se ustanovila debljina površinske trošne zone, dubina do osnovne stene, njena
raspucanost, eventualno prisustvo raseda ili pukotina u zoni istraživanja i široj zoni lokacije.
Seizmička refrakcija koristi se kada se analiziraju manje dubine temeljnog tla i za utvrđivanje zona trošenja.














Legenda:
I – izvor talasa
P1 – prvi prijemnik
P2 – drugi prijemnik
dx – razmak izmeĎu prijemnika

865. 865/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Seizmička refrakcija generalno koristi se za određivanje dubine do vrlo tvrdih slojeva, kao što je temeljna
stena. Metoda seizmičke refrakcije izvodi se u skladu sa procedurama ASTM D 5777 i uključuje mapiranje
Vp dolazaka korišćenjem linearnog niza geofona širom lokacije, kao što je ilustrovano na slikama 9.70, 9.76
i 9.81. za dvoslojnu stratifikaciju. U stvari, jedan geofonski sistem može se koristiti pomeranjem geofonske
pozicije i ponavljanjem izvornog događaja. U SR metodi, brzina gornjeg sloja mora biti manja od brzine
donjeg sloja. Udar na metalnu ploču služi kao izvor energije P-talasa. U početku, P talasi putuju isključivo
kroz tlo da bi stigli do geofona koji se nalaze dalje od izvora. Na nekoj kritičnoj udaljenosti od izvora, P-
talas može zapravo da putuje kroz stenu-tlo ispod tla da bi stigao do geofona i napravio oznaku na
osciloskopu. Ovo kritično rastojanje (xc) koristi se u proračunu dubine do stene. Podaci SRrf takođe mogu
biti korisni za određivanje stepena kidanja različitih materijala stena upotrebom teške građevinske opreme.
Nedavno, sa poboljšanom elektronikom, profili smičućeg talasa se takođe mogu odrediti pomoću SRrf.
Sl.9.87. Profil seizmičke refrakcije - postavljanje na terenu i procedure za metodu seizmičke refrakcije -
merenja za određivanje dubine do tvrdog sloja.
Slučaj 1: Ravan sloj na drugom sloju sa većom brzinom Vp.









Snell-ov zakon:(Odgovara direktnom talusu).



Snellov zakon opisuje odnos uglova (sobzirom na vertikalu na granici dvaju medija) upadnih,
reflektovanih i refraktovanih talasa P i S talasa i njihovih seizmičkih brzina V. Indeksi 1 i 2
označavaju slojeve, gornji sloj manje, i donji sloj veće brzine.





Snell-ov zakon: Ō

(Kramer S., 1996)

866. 866/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.9.88. Primer refrakcije (loma), primarne i višestruke refleksije - putanje prostiranja seizmičkih talasa
kroz različite vrste stena (After Gadallah i Fisher, 2009, Drijkoningen, 2011).
Najjednostavniji pristup inverznom problemu određivanja brzine na dubini iz vremena putovanja
tretira tlo kao ravne slojeve materijala ujednačene brzine. Osnovna geometrija je sloj debljine h0,
sa brzinom v1, koji prekriva poluprostor sa većom brzinom v2.
Postoje tri osnovne putanje talasa (sl.9.89.1) od izvora na površini u x=0 nultu do površinskog
prijemnika na rastojanju x. Vremena putovanja za ove staze mogu se pronaći pomoću Snelovog zakona.
Prva putanja talasa odgovara direktnom talasu koji putuje kroz sloj sa vremenom putovanja
TD(x) x/v1.
Ova kriva vremena putovanja je linearna funkcija udaljenosti sa nagibom 1/v1 koja prolazi kroz početak
(ishodište).
Slučaj 2: Više vodoravnih slojeva
• U slučaju višestrukih vodoravnih slojeva, grafikon vremena dolaska u odnosu na udaljenost
ima više od jednog preloma, sl.9.88.2.
• Nagibi svake sekcije odgovaraju obrnutoj vrednosti brzina svakog sloja.
• Udaljenosti koje odgovaraju tim prelomima padina i brzinama slojeva mogu se koristiti za
određivanje debljina slojeva, Hk.
• Predpostavlja se da je brzina širenja za svaki sloj veća na većoj dubini.



















Sl.9.89. Više vodoravnih slojeva
Seizmička refrakcija je često korišćena metoda u terenskim istraživanjima dinamičkog ponašanja
tla i stena. Ova metoda omogućuje određivanje brzina elastičnih talasa u uslojenom tlu i steni kao
funkcije dubine. U ovoj metodi precizno se mere nailasci seizmičkih talasa koji uzrokuju promene
u zapremini prostora - tla.

9.7.3.2. Seizmička refleksija (SRfl) - Seismic Reflection (SFl)
Seizmička refleksija, kao i sezmička refrakcija, zasniva se na merenju vremena širenja elastičnih
seizmičkih talasa. Razlika ove dve metode je što seizmička refleksija meri vreme seizmičkog talasa
koji se približno vertikalno reflektuje na površini različite gustine i putuje do geofona. Generisanje
seizmičkog talasa jednako je kao i kod seizmičke refrakcije.




Geofon (prijemnik) Izvor
Direktni talas
V2>V1
V1
Velocity V1
Velocity V2

867. 867/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)




Sl.9.90. Generisanje seizmičkog talasa - metod refleksije
- Seizmičkom refleksijom odreĎuje se brzina talasa i debljina slojeva tla.
Seizmička refleksija koristi se kada se analiziraju veće dubine temeljnog tla i za utvrđivanje
oslabljenja poput raseda i kaverni.

Posmatrane prividne brzine donjeg sloja (V2u i V2d na slici 9.92.) značajno se menjaju sa
padinom/kosinom (više od prave brzine za uz padinu, manje za niz padinu). Dubine, dobijene iz
odseka vremena, su nagnute dubine, a ne dubine ispod tačke paljenja. Reverzna paljenja su potrebna
jer se paljenjem iz jednog smera meri samo prividna brzina za drugi sloj.

868. 868/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl.9.91. Prikaz višeslojne horizontalne uslojenosti










Sl.9.92. Primer sa padinom/kosinom

Formula za dubinu nagiba sloja:

Du = V1∙Tiu/(2 cos ŀ)
Dd = V1∙Tid/(2 cos ŀ)
cos ŀ = (V2
2
- V1
2
)
1/2
/V2
gde je:
Du - nagib sloja na donjem delu padine,
Dd - nagib sloja na gornjem delu padine,
V1 - brzina u materijalu gornjeg sloja,
Tiu - secište vremena uz padinu,
Tid - secište vremena niz padinu.

V2 = (2V2u∙2V2d)/(V2u +V2d)cos Ł
V2 - prividna brzina donjeg sloja,
V2u - prividna brzina merena uz kosinu,
V2d - prividna brzina merena niz kosinu,
cos Ł - približna vrednost ugla padine.
&#3627409151;=
1
2
[&#3627408480;&#3627408470;&#3627408475;
−1
(
V1
&#3627408457;
2&#3627408465;
)−&#3627408480;&#3627408470;&#3627408475;
−1
(
&#3627408457;1
&#3627408457;2&#3627408482;
)]

Ō Izračunavanje vremena putovanja reflektovanog talasa od izvora (&#3627408506;) do prijemnika (&#3627408505;), na
osnovu pomaka (&#3627408511; = &#3627408505; − &#3627408506;), dubine (&#3627408513;) i brzine (&#3627408509;).

869. 869/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Izračunavanje vremena putovanja reflektovanog talasa od izvora (&#3627408506;) do
prijemnika (&#3627408505;), na osnovu pomeranja (&#3627408511; = &#3627408505; − &#3627408506;), dubine (&#3627408513;) i brzine (&#3627408509;).

Ō Izračunavanje vremena putovanja za prelomljeni talas koji se prenosi pod kritičnim uglom (glavni
talas).










Ō Pri kom rtastojanju &#3627408511; = &#3627408505; - &#3627408506; će glavni talas stići pre direktnog talasa?
Ulazni podaci: V1 = 1800 m/s, i V2 = 2100 m/s i Z = 350 m


Proračun:

Glavni talas stići će pre direktnog talasa na poprečnom pomeranju koji daje &#3627408485;cross kao što je gore navedeno,
a nakon toga će uvek stići pre direktnog talasa. Kao što je prikazano na donjoj slici.
Ō Pri kom rtastojanju &#3627408511; = &#3627408505; - &#3627408506; će glavni talas stići pre reflektovanog ?
Ulazni podaci: V1 = 1800 m/s, i V2 = 2100 m/s i Z = 350 m





Čeoni (glavni) talas prvi put se pojavljuje pri kritičnom rastojanju &#3627408485;critical, kao što je prikazano gore,
a nakon toga je uvek pre reflektovnog talasa. Dakle, tehnički, na svim rastojanjima gde postoji
glavni talas on stiže (dolazi) pre reflektovanog talasa. Kao što je prikazano na slici 9.93.


Sl.9.93. Princip terenskog merenja brzina seizmičkih talasa - tehnički, na svim rastojanjima gde postoji
glavni talas (direct) on stiže (dolazi) pre reflektovanog talasa

Izračunavanje vremena putovanja za refraktovani (prelomljeni) talas koji
se prenosi pod kritičnim uglom (glavni talas).

870. 870/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
9.7.4. Bušotinske metode
Ispitivanje u bušotini je vrsta ispitivanja na licu mesta koja
uključuje merenje geotehničkih parametara u bušotini. Ova
vrsta ispitivanja obično se koristi u istraživanju minerala, ali
se takođe može koristiti u geotehničkom inženjerstvu i
istraživanjima okoline.
Postoji nekoliko vrsta ispitivanja u bušotini, uključujući:
1. Seizmičko ispitivanje u bušotini: Ovo uključuje mjerenje
brzine i slabljenja seizmičkih talasa u slojevima stena koji
okružuju bušotinu. Ove informacije se mogu koristiti za
zaključivanje elastičnih svojstava stene, što može biti
važno u primenama geotehničkog inženjerstva.
Sl.9.94. Jedna od šema bušotinske metode
2. Snimanje ispod bušotine: Ovo uključuje spuštanje alata za snimanje niz bušotinu radi
merenja različitih svojstava stene, kao što su gustina, poroznost i električna provodljivost. Ove
informacije mogu se koristiti za karakterizaciju geologije i hidrologije podzemne površine, a
mogu biti važne u istraživanju minerala, geotehničkom inženjerstvu i istraživanjima životne
sredine.
3. Ispitivanje propusnosti bušotine: Ovo uključuje ubrizgavanje ili pumpanje vode u bušotinu i
merenje odziva na pritisak. Ove informacije mogu se koristiti za procenu propusnosti okolnih
stena, što može biti važno u hidrogeološkim i geotehničkim inženjerskim primenama.
Sve u svemu, ispitivanje u bušotini može pružiti važne informacije o podzemnoj geologiji i
svojstvima, što može biti važno u širokom spektru primena.
Bušotinske metode (eng. Hole) su:
• Niz bušotinu/Uz bušotinu/U bušotinu;
• Između bušotina;
• PS merenje u suspenziji;
• Seizmički penetracioni opit;
• Zvučni karotaž.
Sl.9.95. Konfiguracija seizmičkih ispitivanja bušotine. (Configuration of borehole seismic tests) i vrste talasa za
konfiguracije bušotina. (Wave types for borehole configurations)








Sl.9.96. Konfiguracija
seizmičkog ispitivanja
unakrsnih bušotina.
(Configuration of
cross-hole seismic test)
Sl.9.97. Konfiguracija
seizmičkog ispitivanja
u bušotini.
(Configuration of in-hole
seismic test)

871. 871/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Seizmička ispitivanja unakrsne bušotine (Cross hole-CS) i seizmička ispitivanja bušotina (Down
hole-DS), i (Up hole - UP) izvode se na lokacijama tla i stena kako bi se izmerili profili brzine
smicanja i pritiska kompresije na i od lokacije tla i stena do dubine. Koristeći ova merenja,
dinamička svojstva tla i stena mogu se izračunati za analize projektnih potresa, studije potencijala
likvifakcije, razvoj lokacije i dinamičke osnovne projekte konstrukcije za objekte -konstrukcije.
Parametri koji se mogu odrediti uključuju Poissonove koeficijente, smičuće i Youngove module.
Osim toga, odlaganje materijala može se proceniti iz rezultata ispitivanja unakrsnih bušotina. Cross
hole je ispitivanje unakrsne bušotine za koje su potrebne najmanje dve bušotine, dok je za ispitivanje
Down hole bušotine potrebna samo jedna.
Određeni parametri
- Izračunavanje modula smicanja, Youngovog modula i Poissonov koeficijent (navedena gustina
je poznata ili pretpostavljena).
- Određivanje klase seizmičkog polja koristeći odgovarajuću građevinsku šifru.
- Procenjivanje potencijala likvifakcije.
9.7.4.1. Niz bušotinu/Uz bušotinu (Downhole Test/ Up Hole Test)

Metoda donja bušotina (down-hole) zahteva izvor energije na površini i senzore unutar bušotine.
Test koristi specifične geofone sastavljene da se spuštaju i fiksiraju u postepeno rastućoj dubini uz
zid kondicionirane bušotine; energiziranjem površine tla (veštački eksplozivnim, udarnim
mehanizmom, itd.) i merenjem vremena dolaska prvog impulsa do geofona, moguće je odrediti
brzinu litotipova koji se susreću u bušenju i njihov modul elastičnosti. Odgovarajućom obradom
može se utvrditi:
- Stratigrafska rekonstrukcija;
- Vrednovanje mehaničkih svojstava tla;
- Analiza stabilnosti na padinama;
- Procena efikasnosti konsolidacije injektiranja;
- Analiza u tunelu;
- Studije o zidanim konstrukcijama;
- Analiza temelja.

Down-Hole ispitivanje je varijanta ispitivanja Cross-Hole, u kojoj se seizmički talas generiše na površini,
u blizini bušotine, u kojem se mere dolasci ptritisnih i smičućih talasa. Površinski izvor je posebno
prilagođen za generisanje smičućih talasa i talasa kompresije. Interpretacija i vraćanje rezultata su slični
onima za Cross-Hole testiranje (CHT). U slučaju jasne anizotropije, parametri određeni na ovaj način mogu
se značajno razlikovati od parametara utvrđenih testiranjem unakrsnih bušotina.
Sl.9.98. a) Proračun brzine smičućih talosa pomoću seizmičkog ispitivanja u bušotini. R1= udaljenost od
izvora do gornjeg geofona i R2= udaljenost od izvora do donjeg geofona; b) Ilustracija seizmičke putanje
talasa tokom VSP-a ili kontrolnog snimanja (levo) i niz bušotine (desno).

872. 872/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ove metode ispitivanja bave se kompresionim (P) i smičućim (S) talasima koji se šire u smeru
naniže u gotovo vertikalnoj ravni. Seizmički talasi mogu se označiti kao PV ili PZ za talas
kompresije koji se širi prema dole i kao SVH ili SZX za silazni i horizontalno polarizovani smičući
talas. SVH ili SZX se takođe naziva SH talas. Ove metode ispitivanja ograničene su na određivanje
intervalnih brzina iz vremena dolaska i relativnog vremena dolaska kompresionih (P) talasa i
vertikalno (SV) i horizontalno (SH) orijentisanih smičućih (S) seizmičkih talasa koji se stvaraju
blizu površine i putuju prema dole na niz vertikalno postavljenih seizmičkih senzora. Razmatraju
se dve metode, koje uključuju korišćenje jednog ili dva senzora (prijemnika) u bušotini.
Sl.9.99. Ispitivanje donje bušotine: (a) opšti raspored akvizicije; b: Šematski niz bušotine do jednog prijemnika, c:
Šematski niz bušotine do dva prijemnika.

Seizmička istraživanja u bušotini (Downhole Seismic DS) slična su CS metodi, ali zahtevaju samo
jednu bušotinu da bi se dobili profili talasa smičuće i kompresione brzine. DS metoda koristi izvor
horizontalnog udara na površini za generisanje smičućih i kompresionih talasa. Par odgovarajućih
trokomponentnih geofonskih prijemnika spušten je niz bušotinu na udaljenosti od 5 do 10 stopa da
bi osetili energiju P-talasa i S-talasa.
Ispitivanje u bušotini (DHT) radi se kako bi se utvrdila fizička svojstva tla na lokaciji koja se
istražuje. On meri vreme putovanja od vremena nastanka talasa do posmatranja od strane prijemnika
i predviđa brzinu prostiranja potrebnu elastičnim talasima, tj. kompresionim i smičućim talasom da
se šire kroz tlo koje se razmatra. Dok je DHT pristup niže rezolucije od unakrsnog testa (CHT),
analiza podataka DHT-a je jednostavna i preciznija.
Položaj prijemnika (dubine) menja se i meri se potrebno vreme. Dobijeni podaci su prikazani kao
dubina u odnosu na vreme. Nagib krive vremena putovanja pomaže u predviđanju profila
kompresije i brzine smičućeg talasa.

CS/DS ili (CHT)/DHT, metoda izvodi se u skladu sa ASTM D4428-D4428M standardnim
metodama ispitivanja za seizmičko ispitivanje unakrsnih bušotina. CS metoda je prihvatljiva
metoda istraživanja za dobijanje ocena klasifikacije tla prema zahtevima IBC/UBC.

Seizmička metoda u dubini (DH) meri vreme potrebno da se P i S talasi kreću između seizmičkog
izvora koji se nalazi na površini tla i prijemnika koji se nalazi unutar bušotine.
Jednom kada unesete informacije za projekat, dostignutu dubinu i vremena putovanja, može se
dobiti:
• udaljenosti od izvora do prijemnika
• korigovana vremena putovanja
• brzine P i S talasa


b: Šematski niz bušotine do jednog prijemnika
c: Šematski niz bušotine do dva prijemnika (a)
(b) (c)

873. 873/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
• važne geotehničke parametre
• grafiku vremena putovanja sa seizmičkim slojevima iz kojih se može odrediti prosečna brzina
u svakom sloju, prosečni geotehnički parametri i VS30
• grafika intervalne brzine P i S talasa i definicija seizmičkog sloja,
• grafika koja se odnosi na geotehničke parametre, izvedena za svaki interval,
• stratigrafija bušotine i
• izraditi završni izveštaj i zaključak o važnim geotehničkim parametrima ispitivanog terena.
Ō Dakle, seizmička metoda u bušotini daje projektantu informacije koje se odnose na brzine
seizmičkih talasa dotičnih materijala. Brzine P-talasa i S-talasa direktno su povezane sa važnim
geotehničkim konstantama elastičnosti Poissonovog koeficijenta, modula smicanja, modula
zapremine i Youngovog modula. Precizni in situ profili brzine P-talasa i S-talasa su od suštinskog
značaja u geotehničkim projektima temelja. Ovi parametri koriste se u obe analize ponašanja tla
pod statičkim i dinamičkim opterećenjima gde su elastične konstante ulazne promenljive u modele
koji definišu različita stanja deformacija kao što su elastično, elastoplastično i loma. Druga važna
upotreba procenjenih brzina smičućeg talasa u geotehničkom projektu je u proceni likvifakcije tla.
Ō Osnovna pretpostavka svojstvena metodama ispitivanja je da se karakteriše bočno homogena
sredina. U bočno homogenom mediju, trajektorije izvora talasa pridržavaju se Snelovog zakona
refrakcije. Još jedna pretpostavka svojstvena metodama ispitivanja je da stratigrafska sredina koju
treba karakterisati može imati poprečnu izotropiju. Poprečna izotropija je posebno jednostavan
oblik anizotropije jer brzine variraju samo sa vertikalnim upadnim uglom, a ne sa azimutom.
Postavljanjem i aktiviranjem seizmičkog izvora na pomacima rotiranim za 90° u planu, moguće je
potvrditi da je za procenu podataka na terenu potreban složeniji model.
Ō U mekom zasićenom tlu, gde je brzina P-talasa u tlu manja od brzine P-talasa vode, koja iznosi
oko 1450 m/s (4750 ft/s), merenje brzine P-talasa prvenstveno kontrolisaće se brzinom vode P-
talasa i direktno merenje brzine P-talasa u tlu neće biti moguće.

9.7.4.2. Uz bušotinu (Up Hole Test)
Uphole je sličan downhole-u, ali sa izvorom u bušotini,
a prijemnikom na površini. Praksa je ograničenija jer S
izvori u bušotinama stvaraju signal koji slabi na relativno
maloj udaljenosti. Čak i za P-talase, sa relativno snažnim
izvorom (sparkerom) potrebno je izvesti veliki broj
udaraca. Međutim, pokazuje se da je, zavisno od
konteksta, moguće dobiti zanimljive rezultate sa P-
talasima. Osim toga, može biti korisno izvršiti uphole
kada je merenje spojeno sa prikupljanjem crosshole
podataka, jer to zahteva samo dodavanje 3-
komponentnog prijemnika na površini.


Sl.9.100. Konfiguracija seizmičkog ispitivanja Up Hole
bušotina.

9.7.4.3. Između bušotina (Unakrsne bušotine - Cross-Hole Test)

Ispitivanje unakrsnih bušotina je geofizička tehnika na licu mesta koja se koristi za određivanje
seizmičkih svojstava tla ili stenskih materijala između dve ili više bušotina.
Cross-Hole Test ispitivanje koristi dve ili više sondi za merenje brzine širenja talasa koji putuju
horizontalno. Najjednostavniji test sastoji se od dve bušotine, jedne u kojoj je ugrađen izvor
energije, a druge u kojoj je ugrađen prijemnik.

874. 874/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Metoda uključuje generisanje seizmičkog talasa u jednoj bušotini koristeći izvor energije kao što je
čekić ili eksploziv i snimanje odgovora na talas u obližnjoj bušotini pomoću geofona ili
akcelerometra. Analizom vremena dolaska, amplitude i frekvencije talasa na prijemniku,
geofizičari mogu odrediti svojstva materijala između bušotina, kao što su seizmička brzina, modul
smicanja i Poissonov koeficijent.
Ispitivanje unakrsnih bušotina obično se koristi za geotehnička i geofizička istraživanja podzemne
površine, kao što je projektovanje temelja, procena seizmičkog rizika i karakterizacija podzemnih voda.






Sl.9.101. Konfiguracija seizmičkog ispitivanja
unakrsnih bušotina. (Configuration of cross-hole seismic test)




Varijanta sa 2 prijemnika i 3 bušotine:
- omogućava da se pročita “interval vremena” i da se
primeni Furijeova analiza.














Sl.9.102. Ilustracija sistema unakrsnih rupa sa 3 bušotine.
Ō Seizmičko ispitivanje unakrsnih bušotina
Seizmičko ispitivanje unakrsnih rupa (Cross hole seismic testing CHST) pristup primenjuje se na određenim
dubinama držeći izvor i prijemnik na jednakim visinama (Sl.9.103).Merenje brzine P-talasa i S-talasa
postaje efikasnije korišćenjem sistema izvor-prijemnik sa preferencijalnim orijentacijama (Wightman i dr.,
2003). Telesni talasi generišu se samo u izvorišnoj bušotini tokom CHST-a, dok površinski talasi nisu i
posledično ne interferišu signale snimljenih telesnih talasa. Postoje dva tipa S-talasa koji se generišu
tokom CHST-a: oni imaju ili vertikalno ili horizontalno kretanje čestica. Alternativno, SH-talasi se
mogu generisati i snimati u CHST. Sl.9.103. ilustruje seriju CHST SV-talasa sa obrnutim
polaritetom primljenih u obe bušotine prijemnika. Primetno je da energija P-talasa ima nižu
amplitudu od energije S-talasa (Vuds, 1994. , Gazetas, 1991.).
Ō Procena geotehničkih parametara tla
Dakle, ispitivanje unakrsnih bušotina sastoji se od merenja vremena putovanja kompresionih (P) i smičućih
(S) seizmičkih talasa između nekoliko bušotina. Omogućava nam da u zavisnosti od dubine odredimo
njihove seizmičke brzine, Vp i Vs, kao i geodinamičke parametre (Youngov modul E, modul smicanja G i
Poissonov odnos ν).

875. 875/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sa brzinom smičućeg talasa Vs, ako su bušotine dovoljno duboke, možemo odrediti prosečnu brzinu
smičućeg talasa u prvih 30 metara, kako je definisano Evrokodom 8, tabela 9.11.
Uopšteno, ispitivanja se provode od površine do dna bušotina. Korak varira u zavisnosti od cilja
studije, ali je tipično dugačak 1 do 5 metara u zavisnosti od dubine bušotine i jačine geoloških
slojeva. Merenje vršimo između sonde seizmičkog predajnika smeštene u bušotini „predajnika“ i
jedne ili više sonde prijemnika smeštenih na istoj dubini u bušotinama „prijemnika“. Test se idealno
provodi sa tri bušotine postavljene u liniji kako bi se izmerila brzina kompresije i smičućeg talasa
razlikom između dve bušotine prijemnika, izbegavajući izvor koji bi mogao stvoriti greške u
merenju. Međutim, u mnogim slučajevima koriste se samo dve bušotine.

Sl.9.103. Seizmičko ispitivanje unakrsne bušotine pomoću
triaksijalnog prijemnika (modifikovano nakon Hossain, 2015. ).
Sl.9.104. Interpretacija seizmičkog testa unakrsnih rupa (izmenjeno prema Wightman et al., 2003 ).
Tabela 9.11- Tipovi temljenog tla prema Evrokodu 8
















Seizmički izvor, koji se nalazi u bušotini „predajnika“, sastoji se od pokretne seizmičke mase i
pneumatskog sistema za lepljenje. Udarajući naizmenično gore i dole, izvor proizvodi alternativno
polarizovani S talas prema gore, a zatim prema dole u isto vreme kada i P talas koji nije polarizovan. Dakle,
S talas je bolje identifikovan u nizu talasa. Masa i sonda su opremljeni senzorom okidača, povezanim sa
snimačem, što omogućava sinhronizaciju udara sa okidačem snimanja.

876. 876/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Seizmički talasi mere se u bušotinama „prijemnika“ pomoću sonde seizmičkog prijemnika koja je takođe
zaglavljena na bušotini putem sistema za sidrenje. Sonde se sastoje od tri senzora, svi orijentisani pod uglom
od 90° jedan od drugog (jedan vertikalni i dva horizontalna pod uglom od 90° jedan od drugog). Ovaj
raspored omogućava, tokom testiranja unakrsnih otvora, dobru identifikaciju nizova S talasa, koji deluju
uglavnom na vertikalne senzore, i nizova P talasa, stavljajući uglavnom opterećenje na horizontalne senzore.
Suprotno se dešava tokom Down Hole testova. Sonde prijemnika su povezane sa seizmičkim snimačem
preko mernog kabla. Mere se preduzimaju na različitim dubinama, obično na svakih 1, 2 ili 3 metra, kako
bi se dobio poprečni presek brzina P i S talasa u funkciji dubine. Geodinamički parametri se tada
izračunavaju koristeći sledeće relacije:
- Youngov modul, u MPa: E = 2λ∙Vs² (1+n)
- Modul smicanja, u MPa : G = λ∙Vs²
- Poissonov koeficijent, broj bez jedinice : ν = (Vp²-2Vs²) / 2 (Vp² - Vs²)
Vs,30 = 30/S Hi/Vs,i sa Hi, Vs,i debljinom i brzinom Vs sloja i na prvih 30 metara
Vp i Vs su, respektivno, brzine kompresije i smičućeg talasa i izražene su u metrima u sekundi (m/s).
Da bismo izračunali E i G, moramo znati ili postaviti hipotezu o gustini ρ presečenog tla.
Kao što je već rečeno, CHST određuje brzine P- i S-talasa za, ovde, sedimente na potrebnim
inženjerskim i ekološkim dubinama. Elastična svojstva ovih naslaga mogu se dobiti merenjem in
situ gustine i VP i VS. Kada su seizmički slojevi grafički definisani, može se dobiti prosečna gustina
(ρ) iz Vp i Vs sa dubinom i dinamičkim parametrima tla. Dinamička svojstva tla mogu se odrediti
pomoću jednačina u tabeli 9. 12 na osnovu odnosa datih u IS: 5249-1992.
Tabela 9.12- Korišćene relacije procene dinamičkih parametara.Mehanički parametri prema Vp, Vs i ρ (iz Bourbié, 1986).









Gde su Vp i Vs brzine P- i
S-talasa.




Ō Prikupljanje podataka
U CHST, vertikalno propagirajući i horizontalno polarizovani smičući talasi i vertikalno šireći kompresioni
talasi putuju od izvora S-talasa i izvora P-talasa, odnosno na površini tla do prijemnika na poznatoj dubini
u bušotini. S- i P-talasi koji vertikalno putuju ne pretvaraju se u druge talase pomoću horizontalne granice.
Horizontalna udaljenost između izvora i bušotine je poznata, a udaljenost između izvora i prijemnika je
izračunata. Na svakoj dubini mere se prva vremena dolaska S- ili P-talasa. Vremenska razlika između
vremena prvog dolaska S ili P-talasa i razlika u udaljenosti između svake dubine koriste se za izračunavanje
brzina talasa. Glavne komponente instrumentacije potrebne za izvođenje CHST-a mogu se podeliti u tri
kategorije:
1) seizmički P- i S- talasni senzori,
2) sistemi za okidanje i
3) sistemi za akviziciju podataka za snimanje izlaznih signala.
Seizmička ispitivanja unakrsnih bušotina vrše se pomoću dve specijalne sonde koje se guraju u tlo uz pomoć
malih uređaja sa hidrauličnim cilindrima. Obe sonde se guraju okomito i paralelno na udaljenosti od ~1,5
m i u malim koracima dubine. Sonde su postavljene na vrh niza šipke i mere brzinu smičućeg talasa između
dve sonde. Generisanje smičućih talasa vrši se udaranjem čekićima potisnih šipki, koje su spojene sa

877. 877/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
sondama u tlo. Jedna sonda deluje kao emiter smičućih talasa, dok druga deluje kao prijemnik generisanih
talasa od strane prve sonde.
U tretiranom projektu izračunato je korigovano vreme za P- i S-talase, tako da je prosječna brzina seizmičkih
talasa u homogenim slojevima tla bila predstavljena nagibom odsečaka linija duž kojih su poređani
eksperimentalni podaci (Sl. 9.105 ).
Sl.9.104. Interpretacija grafikona vremena
putovanja koji se koriste za određivanje vrednosti
brzine za ispitanu bušotinu.








Sl.9.106. Istorijski metod merenja unakrsne rupe, primenjen u Francuskoj
do početka 1980-ih. Dostupno preko licence: CC BY-NC-ND 4.0

9.7.5. Georadar (GPR)
Georadar je elektromagnetski uređaj sa visokom rezolucijom za istraživanje podzemlja. Početak
njegovog razvoja vuče korene još iz 1980. god. Vrlo važna godina u razvoju georadara je bila i
1985., kada je saradnjom Kanadskog geološkog zavoda i firme A-Cubed Inc. razvijen vrlo
kvalitetan digitalni sistem Pulse EKKO III. Danas na tržištu postoji više georadarskih sistema,

Georadar je pretežito namenjen za ispitivanje kompaktnih stena, a sastoji se od prijemne antene,
odašiljačke antene, vremenske jedinice za kontrolu antena i prenosnog računara sa odgovarajućim
softverom.

Sl.9.107. Princip rada georadara


Sl.9.108. 2-D GPR profil i njegova
interpretacija




Princip rada: odašiljačka antena emituje puls elektromagnetske energije (talas). Meri se vreme
putovanja, od antene do neke anomalije i nazad do antene, i registruje se amplituda reflektovanog
elektromagnetskog talasa, slika 9.107. Budući da je brzina talasa poznata, pomoću dobijenih
informacija o vremenu putovanja može se izračunati udaljenost anomalije od antene i generiše se
2-D GPR profil, odnosno radargraf, slika 9.108.

878. 878/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Promene u dielektričnim svojstvima reflektuju relativne promene u tlu. Elektromagnetna
frekvencija i električna provodljivost tla određuju dubinu georadarskih ispitivanja.

U komercijalnoj upotrebi GPR uređaji rade većinom u spektru frekvencija od 40 MHz do 3 GHz.
Frekvencija antene glavni je parametar kojim se određuje penetracija i efikasnost GPR metode.
Sistemi visokih frekvencija (veće od 1 GHz) daju odličnu efikasnost od svega nekoliko milimetra,
dok sistemi niskih frekvencija mogu postići veću dubinu penetracije (do 50 m). Većom dubinom
penetracije smanjuje se rezolucija. Rezolucija se smanjuje, jer sredina kojim se talas širi prigušuje
signal, apsorbuje energiju, a dolazi i do gubitaka tokom refleksije talasa.
















Sl.9.109.Dubina penetracije GPR uređaja na pojedinim frekvencijama u krečnjačkoj steni,
Mats Svensson & BjÖrn MÖller,2001.

GPR metoda primenjuje se kod mapiranja plitke geološke strukture (stratigrafija, diskontinuiteti,
šupljine,...), za lociranje metalnih i nemetalnih infrastruktura (cevi, rezervoarii, kablovi,…) za
detekciju odlagališta otpada i mapiranje arheoloških nalazišta.

GPR metoda može proizvesti detaljnu sliku vertikalne stratigrafije u rasponu dubine od 1.5 do 10
m. Georadarom se relativno jednostavno mogu otkriti dielektrični diskontinuiteti u tlu (zidovi,
grobnice, podrumi, zbijeni sloj, šupljine,...), a može se veoma lako upotrebljavati u urbanim
područjima. Međutim, sastav tla veoma utiče na dubinu penetracije. Npr., u suvi pesak se lako
prodire elektromagnetskim talasima, dok kroz glinu talasi teško prolaze zbog njene veće
provodljivosti. Gruba procena vertikalne rezolucije kreće se oko ¼ talasne dužine centralne frekvencije.

9.8. GEOTEHNIČKI ELABORATI (IZVEŠTAJI)
Za kompletiranje programa terenskih istraživanja i laboratorijskih ispitivanja, geotehnički inženjer
mora sastaviti, proceniti i interpretirati podatke i izvesti inženjersku analizu za temeljenje, stabilnost
kosina, sleganje, vodopropusnost, itd. Zato inženjer geotehničar izrađuje izveštaj (elaborat) kojim
se prezentiuju i u njemu su objedinjene sve informacije dobijene terenskim istražnim radovima, a
osigurava naručiocu radova specifične tehničke preporuke.
Uglavnom postoje tri tipa geotehničkog izveštaja:
- Geotehnički izveštaj o terenskom istraživanju;
- Geotehnički projektni izveštaj;
- Geotehnički izveštaj o uticaju na okolinu.
Vrsta izveštaja koje geotehničar izrađuje zavisi od:
- Zahtevima naručioca radova;
- Dogovora između geotehničara, građevinara i arhitekata;
- Veličine i kompleksnosti objekta koji će se graditi.
Dakle, rezultati istraživanja prikazuju se geotehničkim elaboratom koji predstavlja jednu od podloga za
projektovanje i izvođenje građevinskih objekata.
1. Istraživanja sa površine terena:
- prethodna geološko-geotehnička istraživanja;
- geofizička istraživanja:
* geoelektrične metode,

879. 879/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
* seizmičke metode i
* metode pomoću radioaktivnih izotopa.
2. Dubinska istraživanja:
- sondažne jame,
- sondažni bunari,
- sondažni zaseci, potkopi i galerije i
- sondažne bušotine.
Izvode se:
A. ručnom sondažnom garniturom.
B. mašinskom sondažnom garniturom.
Služi za:
* uzimanje uzoraka tla.
* određivanje nivoa podzemne vode,
* uzimanje uzoraka vode.
* merenje pornog pritiska (piezometri).
* određivanje vodopropustnosti slojeva (crpljenjem, nalivanjem) i
* merenje drugih parametara tla (presiometar, kružna ploča).
- penetraciono sondiranje
* standardna penetracija (SPT),
* statička penetracija (CPT),
* džepni penetrometar.
3. Prikaz istražnih radova
- Profil istražne bušotine,
- Geotehnički profil i
- Prikaz laboratorijskih ispitivanja.
Sadržaj geotehničkog elaborata
Geotehnički elaborat predstavlja završni izveštaj o rezultatima istraživanja.
Faktički, to je završni deo procesa koji je započeo geotehničkim projektovanjem, nastavio se
izvođenjem projektovanih istraživanja i završio izradom geotehničkog elaborata.
Svaki geotehnički elaborat ima tekstualni deo i grafičku dokumentaciju-priloge. U opštoj
dokumentaciji prilažu se odgovarajuće potvrde o pogodnosti firme i pojedinca, koje je propisao zakon.
U elaboratu su, po pravilu, obavezno sledeća osnovna poglavlja:
1. Uvod
2. Prikaz izvedenih istražnih radova
2.1. Prethodni radovi
2.2. Radovi po projektu
3. Prikaz rezulatat istraživanja terena
3.1. Geomorfološka svojstva terena
3.2. Geološka gradja terena
3.2.1. Litološki sastav terena
3.2.2. Starost stenskih masa
3.2.3. Tektonska svojstva terena
3.3. Hidrogeološka svojstva terena
3.4. Fizičko-mehanička svojstva uzoraka i stenskih masa
3.5. Savremeni geološki procesi i njihove tvorevine
4. Analiza geotehničkih uslova izgradnje i eksploatacije objekta
5. Zaključak

880. 880/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Dakle, Geotehnički elaborat treba da sadrži:
• Tehnički izveštaj (podaci o naručiocu, objektu, fazi istraživanja, prethodna istraživanja, opis
lokacije, opis sprovedenih istraživanja, grafičke prikaze rezultata istaživanja, sumirani pregled
rezultata proračuna).
• Situacioni plan istražnog područja sa prikazom položaja istražnih radova - Inženersko-geološku kartu
(situaciju).
• Profile sondažnih bušotina i jama - sondažni preseci bušotine (borehole log),
• Geotehničke profile na potezima duž kojih su izvedeni terenski radovi geological section), profile SPT i
CPT testova,
• Prikaz rezultata sprovedenih terenskih istraživanja i laboratorijskih ispitivanja i
• Interpretaciju rezultata (proračune sleganja i nosivosti) - dijagrame iz edometarskog, testa direktnog
smicanja i opita triaksijalne kompresije.
Slično kao i kod projekata geotehničkih istraživanja, tako i sva poglavlja elaborata doprinose tome da
izveštaj o izvedenim rezultatima bude valjano urađen. I pored takvog stava može se reći da u elaboratu
centralno mesto zauzimaju poglavlja koja se odnose na rezultate istraživanja i ispitivanja i poglavlje u
kome su prikazane analize geotehničkih uslova izgradnje.

9.8.1. Situacioni plan istražnog područja - Plan istraživanja lokacije
Plan lokacije istraživanja treba prikazati na regionalnom ili lokalnom nivou. Topografske karte za smeštaj
istražnih polja mogu se naći na internetu ili dobaviti iz katastarskog ureda. Lokacije svih terenskih testova,
uzorkovanja i istražnih studija trebaju biti prikazane na planu ili mapi specifičnih područja istraživanja. Po
mogućnosti, podloga plana bi trebala biti topografska karta sa konturama nadmorskih visina i sa prikazanim
smerom severa. Reprezentativan prikaz pozicija bušotina dat je na sl. 9.110.












Sl.9.110. Plan koji prikazuje predložene lokacije za bušenje i ispitivanje na licu mesta i prikaz
kombinacije terenskih istražnih radova: statički penetracioni test (SPT), dinamički penetracioni test
(CPT) i test sa pljosnatim dilatometrom (DMT)
GIS (geographic information sistem) može se koristiti na projektu istraživanja za dokumentovanje
lokacija istraživanja u odnosu na postojeće objekte, ubrajajući podzemne i nadzemne objekte,

881. 881/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
saobraćajnice, zgrade i ostale građevine. Napredak je postignut u prenosnim uređajima koji koriste
GIS aplikacije, pa daju brzu informaciju o koordinatama istražne lokacije. Kod korišćenja više vrsta
istraživačkih metoda, legende na planu lokacija terenskih istraživanja ukazuju na različite vrste
ispitivanja. Sl.9.110. pokazuje kombinaciju terenskih istražnih radova sa SPT-om, CPT-om i
pljosnatim dilatometrom.




























Sl.9.111.Detaljna geološka karta
područja Čukaru Peki i Nikoličeva,Bor,
Srbija, dostupno preko licence: CC BY i
uobičajeni simboli geoloških karata -
opisuju orijentaciju geoloških svojstava
sa pružanjem i padom.

882. 882/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
9.8.2. Profil sondažne bušotine
Kako je rečeno u delu 9.1. Značaj geotehničkih istraživanja, cilj inženjersko-geoloških istražnih
radova je izrada geoloških profila (sl.9.112.), u kojima su materijali razvrstani prema nekom
klasifikacionom sistemu gde su istaknuta njihova bitna svojstva. Geotehnički profil tla je
pojednostavljeni model prostorne raspodele onih svojstava tla, prvenstveno mehaničkih, koja bitno
utiču na stabilnost, upotrebivost i ekonomičnost razmatrane građevine i njene okoline tokom
izvođenja građevinskih radova i tokom životnog veka građevine. Najčešće se rezultati terenskih i
laboratorijskih ispitivanja dokumentuju u geotehničkom izveštaju (elaboratu). Za svaku istražnu
bušotinu, osim opisa i tabela, izvodi se tzv. sondažni profil (sl.9.113.) u kojem su rezultati
istraživanja pregledno prikazani. Na osnovu sondažnih profila izrađuje se već spomenuti
geotehnički profil kojim se dvodimenzionalno prikazuje raspodela slojeva, nivoa podzemne vode,
odabrana svojstva materijala relevantna za određenu vrstu problema itd. Obim istražnih radova
definisan je regulativom Evrokodom 7, a zavisi od složenosti geoloških uslova u tlu, složenosti
geotehničkog zahvata, složenosti konstrukcije, nameni i uticaju na okolinu.


















Sl. 9.112.Karakteristični-inženjersko-geološki poprečni preseci terena W640
















Sl.9.113. Šematski opis profila geološkog izveštaja.

883. 883/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Profil tla na istraživanim lokacijama prikazan je na sl.9.114 i 9.115. Tlo na lokalitetima uglavnom je bilo
pesak sa različitim procentima mulja i gline. Klasifikovan je kao SM, SC i SP.



















Sl.9.114. Primer sondažnog profila


























Sl.9.115. Profil tla na mestima istraživanja (Soil profile at study sites)
OPIS BUŠOTINE PRIKAZUJE SE NA ODGOVARAJUĆEM
OBRASCU I TREBA DA SADRŽI:
• Naziv izvoĎača.
• Oznaku bušotine.
• Kote i koordinate.
• Vrstu opreme i metode bušenja.
• Granice slojeva sa geotehničkim opisom
materijala i klasifikacionim simbolima.
• Mesta uzimanja pojedinačnih poremećenih i
neporemećenih uzoraka.
• Podatke koji proističu iz izvršenih
laboratorijskih ispitivanja.
• Rezultate standardnih penetracionih opita.
• Nivoe podzemnih voda izmerenih tokom
izvoĎenja sa datumom i vremenom merenja.

884. 884/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
10. INŽENJERSKOGEOLOŠKI USLOVI IZGRADNJE GRAĚEVINSKIH OBJEKATA

Detaljna inženjerska geologija proučava teren kao prirodnu geološku, odnosno radnu sredinu
i uslove vezane za racionalno projektovanje i građenje različitih građevinskih objekata kao
što su: naselja, saobraćajnice, tuneli, mostovi, brane i akumulacije, nasipi, kanali, aerodromi,
pomorske luke, groblja, odlagališta otpada itd.
Prilikom izgradnje novih ili proširenja postojećih objekata neophodno je poznavati i
definisati geološki sastav i sklop terena, morfološka, hidrogeološka i inženjerskogeološka,
odnosno geodinamička svojstva terena.
Osnovni uslovi koji mora da budu zadovoljeni pri izvođenju bilo kojeg građevinskog zahvata
su njegova stabilnost i ekonomičnost građenja. Da bi se ispunili ovi uslovi treba u svakoj
etapi izgradnje i eksploatacije da bude ostvareno optimalno sadejstvo objekta i tla.
S obzirom na različitost objekata koji se grade biće različiti i uticaji terena na objekat,
odnosno objekta na teren. Navedenu interakciju objekta i sredine u svakom pojedinačnom
slučaju treba izraziti i sveobuhvatno odrediti, i to, kako u fazi projektovanja tako i izgradnje
i eksploatacije objekta. Zbog toga inženjer - projektant mora biti detaljno upoznat sa
inženjerskogeološkim karakteristikama terena na kojem je predviđena izgradnja. U
protivnom već u početnoj fazi projektovanja mogu nastati protivurečnosti između koncepcije
projektanta i uslova koje, za realizaciju te koncepcije, pružaju inženjerskogeološke
karakteristike stenske mase - terena.

Sl.10.1.Orijentacija diskontinuiteta:Uticaj strukturno-tektonskih elemenata na stabilnost građevine
Inženjerskogeološke karakteristike stenske mase - terena nemaju isti uticaj na sve vrste
građevinskih objekata. To uslovljava da za svaku karakterističnu grupu objekata treba posebno
proučiti inženjerskogeološke uslove izgradnje.

10.1.Inženjerskogeološki uslovi urbanizacije uslovi izgradnje naselja-Urban Development
Inženjerskogeološka istraživanja terena za potrebe prostornog, odnosno urbanističkog
planiranja i izgradnje novih ili proširenja postojećih naselja treba posmatrati kao deo
celokupnih istraživanja okoline koja zajedno sa drugim vrstama istraživanja doprinose
donošenju optimalnih odluka o urbanizaciji.
Urbanističko planiranje bitno se razlikuje od principa koji se primenjuju pri projektovanju
građevinskih objekata bilo koje vrste.
Osnovne etape prostornog i urbanističkog planiranja su regionalni, generalni i detaljni urbanistički
planovi. Urbanističkim i prostornim planiranjem određuje se raspored svih stambenih, privrednih i
administrativnih objekata, saobraćajnica i drugih objekata elemenata koji obezbeđuju materijalne i
kulturne potrebe naselja.
Prema inžnjerskogeološkim uslovima, odnosno stepenu pogodnosti geološke građe, morfoloških,
hidrogeoloških, geotehničkih i geodinamičkih svojstava terena za izgradnju naselja, tereni se
razvrstavaju u četiri kategorije, i to:
optimalno povoljne, povoljne, uslovno povoljne i nepovoljne terene.
Iskop
(usek)
Nepovoljna
orijentacija Nepovoljna
orijentacija
Nepovoljna
orijentacija
Brana - lukobran

885. 885/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
U urbanom razvoju, inženjerski geolozi i geotehnički inženjeri sarađuju kako bi procenili
svojstva tla i stena, osiguravajući da zgrade (neboderi i sl.) i infrastruktura mogu izdržati
urbane geološke izazove.
Racionalno korišćenje gradske teritorije i perspektiva njenog razvoja u znatnom stepenu
uslovljeni su inženjersko-geološkim karakteristika terena, tabela 10.1.
Tabela 10.1 - Kategorizacija terena za izgradnju naselja
STEPEN POGODNOSTI
LITOLOŠKA VRSTA
TERENA
NAGIB
TERENA
u %
VODOPROPUSNOST
(cm/min)
Maksimalna
dubina do nivoa
izdani (m)
DOZVOLJENO
OPTEREĆENJE
(kN/m
2
)
I
Optimalno povoljni tereni
(tereni bez ikakvog
ograničenja za izgradnju)
Tereni izgraĎeni od
kamenitih stenskih masa i
tereni izgraĎeni od grupa
GW, GP, SW i SP USCS
klasif.
1 – 5 > 0,25 > 12 > 1.000
II
Povoljni tereni (tereni sa
manjim ograničenjima koja
se mogu rešiti bez većih
teškoća)
Tereni izgraĎeni od grupa
GM, GC, SM, SC, ML i CL
USCS klasifikacije
< 1 i 5 - 10 0,05 – 0,25 3 - 12 200 – 1.000
III
Uslovno povoljni tereni
(tereni sa većim teškoćama
koje se ekonomično mogu
rešiti)
Tereni izgraĎeni od grupa
MH, CH, OL i OH USCS
klasifikacije
10 – 20 0,025 – 0,05 1,2 – 3 3 – 12
IV
Nepovoljni tereni (tereni
sa vrlo velikim teškoćama
koje zahtevaju velike i
skupe tehničke
intervencije)
Tereni izgraĎeni od svih
lako rastvorljivih stena,
Ďubrišta i grupe Pt USCS
klasifikacije
> 20 < 0,025 < 1,2 1,2 – 3

Tabela 10.2 - Kategorizacija terena za izgradnju naselja - otpor pri radu, plavljenje, klizanje…
STEPEN POGODNOSTI
Otpor pri radu
Koeficijent
Protodjakonova (f)
POJAVE
PLAVLJENJA
Pojave klizišta,
sipara, odrona i
bujičnih plavina
Seizmičnost
terena prema
MCS skali
(u stepenima)
STABILNOST
I
Optimalno povoljni tereni
(tereni bez ikakvog
ograničenja za izgradnju)
0,5 – 2
bez pojave
plavljenja
bez pojava klizišta,
odrona i bujičnih
plavina
< 5

izuzetno
stabilan
II
Povoljni tereni (tereni sa
manjim ograničenjima koja
se mogu rešiti bez većih
teškoća)
2 – 8
sa vrlo
retkim
pojavama
sa vrlo retkim i
malim pojavama
5 – 6 stabilan
III
Uvslovno povoljni tereni
(tereni sa većim teškoćama
koje se ekonomično mogu
rešiti)
8-20
sa retkim
pojavama
sa retkim većim i
brojnim manjim
pojavama
6 – 9 labilan
IV
Nepovoljni tereni (tereni sa
vrlo velikim teškoćama koje
zahtevaju velike i skupe
tehničke intervencije)
< 1

sa čestim
pojavama
sa čestim i velikim
pojavama
> 9 nestabilan
prema M. Janjiću, 1982.
ěorĎević et all. 2000.

Uticaj geološke građe
Uticaj geološke građe na izgradnju naselja ogleda se u litološkom sastavu i strukturnim
svojstvima stena, stenskih masa i terena.
Optimalno povoljne uslove za građenje pružaju tereni koji su izgrađeni od čvrstih stenskih
masa, kao i dobro granulisanih šljunkova i peskova. Na njima se mogu graditi objekti svih vrsta.
Povoljne uslove za građenje pružaju tereni izgrađeni od materijala nevezanog i poluvezanog
tla predstavljenog prašinastim ili glinovitim šljunkovima i peskovima, kao i nisko plastičnim

886. 886/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
prašinama i glinama. Navedeni materijali pri građenju uslovljavaju manja ograničenja koja
se mogu rešiti bez većih poteškoća.
Kod uslovno povoljnih terena za građenje pojavljuju se veće poteškoće, ali se i one mogu
ekonomično rešiti. U građi ovih terena učestvuju visoko plastične prašine i gline, kao i
muljevi niske i visoke plastičnosti organskog porekla.
Nepovoljni tereni za gradnju su tereni izgrađeni od lako rastvorljivih stena, treseta, muljeva
i đubrišta. U okviru ovih materijala mogu se pojaviti velike poteškoće pri građenju koje
zahtevaju velike i skupe tehničke intervencije.
Kada su tereni izgrađeni od litoloških kompleksa sa čestim smenjivanjem različitih litoloških
tipova, merodavni značaj za izgradnju naselja imaju geomehanički najnepovoljniji litološki tipovi.
Među strukturnim svojstvima, odgovarajući značaj treba dati teksturi i načinu pojavljivanja
stenskih masa (masivnost, slojevitost, škriljavost i lučenje) kao i njihovom prostornom
položaju u odnosu na buduće objekte.
Najpovoljnije uslove za građenje pružaju masivne stenske mase, manje povoljne su slojevite,
dok su najmanje pogodne škriljave stenske mase.
Pojave lučenja u stenskim masama pogoršavaju uslove građenja. Najveće pogoršanje uslova
pruža kuglasto, a najmanje bankovito i stubasto lučenje.
Kod slojevitih i škriljavih stenskih masa najpovoljniji su uslovi pri horizontalnoj ili
vertikalnoj slojevitosti, odnosno škriljavosti.
Kod kose slojevitosti ili škriljavosti povoljniji uslovi građenja ostvaruju se kada slojevi ili
škriljavost padaju „u brdo“, tj. suprotno od pada površine terena, a nepovoljno kada padaju
„niz brdo“, odnosno u pravcu pada površine terena.
Uticaj morfoloških svojstava
Morfološka svojstva koja utiču na izgradnju naselja su: reljefni oblici, visina i nagib
padina/kosina.
Uticaj reljefnih oblika ogleda se kroz njihovu učestalost i veličine visinskih oscilacija.
Najpovoljnije uslove za gradnju pružaju tereni sa retkim i što blažim visinskim oscilacijama.
Tereni na većim nadmorskim visinama nepovoljniji su za gradnju od terena na manjim
nadmorskim visinama, jer ih prate i nepovoljniji meteorološki uslovi i teži uslovi
komunikacije.
Nagib površine terena utiče na veći broj činilaca pri izgradnji naselja kao što su: obim
izvođenja „zemljanih radova“, odvodnja površinskih voda, te izgradnja saobraćajnica,
vodovodne i kanalizacione mreže, komunalnih i drugih objekata.
Stepen pogodnosti terena u odnosu na nagib površine terena može se vrednovati kao u tabeli
10.1, a generalno se može reći da sa povećanjem nagiba površine terena dolazi i do
pogoršanja stepena pogodnosti za gradnju.

Uticaj hidrogeoloških svojstava
Za potrebe urbanizacije među hidrogeološkim svojstvima bitnim se smatraju:
dubina do nivoa izdani i veličina njegovih oscilacija, vodopropusnost, vodoocednost,
hidrogeološke funkcije stenskih masa, strukturni tip akvifera i agresivnost podzemnih voda.
Među napred navedenim hidrogeološkim svojstvima najveći značaj za gradnju imaju dubina
do nivoa izdani i vodopropusnost. Sa povećanjem dubine do nivoa izdani i vodopropusnosti
raste pogodnost terena i obratno (v. tabelu 10.2).

887. 887/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Uticaj geotehničkih svojstava
Među geotehničkim svojstvima za urbanizaciju terena najveći značaj imaju: nosivost
(dozvoljeno opterećenje), stabilnost i otpor pri radu.
Pri sumarnoj oceni uticaja geotehničkih svojstava terena, prednost treba dati dozvoljenom
opterećenju i stabilnosti terena, pa tek onda otporu pri radu.
Uticaj geodinamičkih svojstava
Pri oceni pogodnosti terena za urbanizaciju među najznačajnijim geodinamičkim svojstvima
su pojave klizišta, sipara, odrona, bujičnih plavina, te pojave plavljenja i seizmičnost terena.
Razvoj bilo koje od geodinamičkih pojava, kao i seizmička aktivnost, po pravilu,
pogoršavaju pogodnost terena za urbanu gradnju.
Razvrstavanje terena prema uticaju geodinamičkih pojava može se izvršiti kao što je
prikazano u tabeli 10.2.
Za opštu ocenu pogodnosti terena za gradnju naselja osim navedenih faktora su i: klimatski,
saobraćajni i opšti uslovi vodosnabdijevanja, te ekonomski, socijalni i drugi faktori.
Analiza inženjerskogeoloških uslova i svojstava terena, kao i ostalih faktora omogućava da
se izvrši opšta kategorizacija terena i izdvoje delovi koji najbolje odgovaraju izgradnji
stambenih, industrijskih, saobraćajnih, komunalnih i drugih objekata, kao i sportskih i
rekreacionih površina.
Stambeni rejoni zahvataju približno 40 - 60 % ukupnih gradskih površina.
Ovim rejonima odgovaraju optimalno povoljni i povoljni tereni za zbijenu, odnosno
izgradnju visokih stambenih zgrada, te uslovno povoljni tereni za individualnu, odnosno
izgradnju manjih zgrada.
Za industrijske delove naselja koristi se oko 10 % ukupne površine naselja. Za industrijske potrebe
takođe se koriste kategorije optimalno povoljnih i povoljnih terena, ali i uslovno povoljni delovi
terena, s obzirom da se pri izgradnji industrijskih objekata mogu tolerisati i veći troškovi izgradnje.
U savremenim naseljima, saobraćajnice zahvataju do 20 % ukupne površine naselja. S
obzirom da se saobraćajnice međusobno prožimaju sa stambenim i industrijskim rejonima,
to se i za saobraćajnice koriste iste kategorije terena kao za stambene i industrijske objekte.
Za gradnju sportskih objekata i objekata za rekreaciju obično se koristi do 10 % ukupne
gradske površine. Za ove objekte koriste se pretežno tereni pod nagibom, čiju konfiguraciju
nije preporučljivo menjati, odnosno lošiji delovi terena koji prema merodavnim parametrima
pripadaju kategoriji uslovo povoljnih i nepovoljnih za gradnju.
U slučajevima kada su tereni izgrađeni tako da se često smanjuju pojedini petrogeni članovi
(fliš) koji spadaju u različite grupe prema pogodnosti merodavni značaj za izgradnju imaju
članovi koji pripadaju najnepovoljnijoj grupi.
Uticaj načina pojavljivanja stenskih masa na uslove izgradnje naselja ogleda se kroz
masivnost, slojevitost, škriljavost, lučenjae i prostorni položaj slojevitosti i škriljavosti u
odnosu na površinu terena, tabela 10.1 i 10.3.
Najpovoljnije uslove za građenje pružaju masivne stenske mase. Manje povoljne su
slojevite, dok su najmanje pogodne škriljave stenske mase.
Pojave lučenja u stenskim masama pogoršavaju uslove za građenje. Najveće pogoršanje
uslova pruža kuglasto lučenje, a najmanje bankovito i stubasto lučenje.

888. 888/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Kod slojevitih i škriljavih stenskih masa najpovoljniji uslovi postoje pri horizontalnoj ili
vertikalnoj slojevitosti, odnosno škriljavosti. Međutim, kod kose slojevitosti i škriljavosti
povoljniji uslovi građenja ostvareni su kada slojevi i škriljavost imaju suprotno od pada
površine terena i obrnuto.
Osnovne morfološke karakteristike koje utiču na pogodnost terena za građenje su:
reljefni oblici, visina i nagib padine/kosine.
Uticaj reljefnih oblika ogleda se kroz njihovu učestalost i veličine visinskih oscilacija.
Najpovoljnije uslove za građenje pružaju tereni sa retkim i što blažim visinskim oscilacijama.
Terene koji se nalaze na većim nadmorskim visinama obično prate nepovoljni meteorološki
uslovi i teži uslovi komunikacija. Zbog toga tereni na manjim nadmorskim visinama pružaju
povoljnije uslove za građenje.
Nagib površine terena utiče na: obim izvođenja „zemljanih“ radova, odvođenje površinskih voda,
pogodnos za gradnju saobraćajnica, vodovodne i kanalizacione mreže, kao i komunalnih i drugih objekata.
Stepen pogodnosti terena u odnosu na nagib površine terena može se vrednovati kao što je
ptikazano u tabeli 10.6.
Tereni sa malim nagibom površine terena zahvataju mali obim „zemljanih“ radova i pružaju
mogućnost lakog gravitacionog odvođenja površinskih voda. Međutim, na nagibima blažim od 1%
javljaju se poteškoće pri odvođenju površinskih voda.
Sa povećanjem nagiba površine terena pogoršava se stepen pogodnosti na svim navedenim
činiocima.
Bitni hidrogeološki činioci koji utiču na pogodnost terena za urbanizaciju su: dubina do nivoa
izdani i veličina njegovih oscilacija, vodopropusnost, vodoocednost i hidrološke funkcije stenskih
masa u sklopu terena, strukturni tip izdani i agresivnost podzemnih voda.
Među navedenim činiocima najveći značaj imaju u prvom redu dubina do nivoa izdani, a zatim
vodopropusnost. Sa povećanjem dubine i vodopropusnosti raste pogodnost i obratno, tabela 10.7.
U ternima sa heterogenim svojstvima procena pogodnosti vrši se prema petrogemon članu
čije su hidrogeološke karakteristike najnepovoljnije.
Pored navedenih činilaca važnu ulogu za izgradnju naselja imaju i uslovi snabdevanja
naselja vodom za životinje, industrijske i druge potrebe.
Razvoj bilo koje od pojava, kao i seizmička aktivnost po pravilu pogoršavaju pogodnost
terena za urbanu gradnju, tabela 10.6.
Brojnost ovih procesa, stepen njihove aktivnosti, veličina površine i dubina koja može biti
zahvaćena procesima, kao i obim sanacionih mera vaoma komplikuju uspostavljanje
jedinstvenog kriterijuma za procenu pogodnosti. Zbog toga se uticaj geodinamičkih
svojstava terena treba razmatrati posebno za svaki konkretni slučaj, tabela 10.8.

Opšta procena pogodnosti terena
Inženjerskogeološka istraživanja prostora za izgradnju novih urbanih područja treba
posmatrati kao segment istraživanja celokupne okoline, koja u interakciji sa drugim vrstama
istraživanja doprinosi donošenju optimalnih odluka o urbanizaciji. Ali kod prostornog
planiranja, u domenu geoloških disciplina, nije dovoljno odrediti samo inženjerskogeološka
svojstva, uz zoniranje terena sa tog stajališta i važnost fizičko-mehanićkih svojstava, već je
važno odrediti i litološke, hidrogeološke, seizmotektonske, seizmološke i geomorfološke
karakteristike. Time ukupna geološka svojstva, uz sve ostale (npr. klimatske, pedološke,
hidrografke, saobraćajne, biološke, ekološke...) determinišu teren za izgradnju sa svih

889. 889/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
relevantnih stajališta. Svi oni zajedno čine bazu za donošenje konačne procene o pogodnosti
terena za izgradnju novih ili proširenje postojećih naselja.

Izgradnja naselja obuhvata četiri glavne grupe objekata:

- Stambene reone (40-60% naselja), pri čemu gradnja solitera zahteva terene I i II stepena
pogodnosti, a individualna gradnja se može vršiti i na terenima III stepena pogodnosti.
- Industrijski reoni (10%) zahtevaju terene I, II i III stepena pogodnosti.
- Saobraćajnice (20%) zahtevaju terene I i II stepena eventualno i III stepena pogodnosti
- Sportski tereni, parkovi i objekti slične namene mogu se graditi na terenima svih
pogodnosti, ali se obično planiranju na terenima III i IV stepena pogodnosti.
Skupna analiza inženjerskogeoloških činilaca primenjuje se, osim pri opštoj kategorizaciji
naselja na stambene, spotske, rekreativne, industrijske i druge zone.
Stambene zone najčešće zahvataju 40-60% ukupne površine naselja. Njima odgovaraju
optimalno povoljni i povoljni tereni i to optimalno povoljni tereni za zbijenu izgradnju sa
visokim stambenim i poslovnim zgradama (soliterima) a nepovoljni tereni za individulnu
gradnju manjh zgrada.
Za izgradnju industrijskih zona koristi se obično oko 10% celokupne teritorije naselja i to
tereni koji su procenjeni kao optimalno povoljni i povoljni, ali i uslovno povoljni. Ovi zadnji
iz razloga što se za industrijsku gradnju mogu tolerisati povećani troškovi gradnje u odnosu
na stambene zgrade i saobraćajnice.
Saobraćajnice (putevi, pruge i ulice) u savremenim naseljima zahvataju do 20% celokupne
teritorije. Njima se daje isti značaj kao stambenim naseljima i industijskim zonama, jer se
saobraćajnice sa njima prožimaju.
Tereni predviđeni za sport i rekreaciju obično zahvataju do 10% od ukupne površine
naselja. Za te svrhe koriste se pretežno tereni pod nagibom čiju konfiguraciju nije
preporučljivo menjati.

13.2. Inženjerskogeološki uslovi izgradnje stambenih,poslovnih i industrijski objekata
Svetska i domaća građevinska praksa ukazuju da su deformacije stambenih i privrednih
objekata u najvećem broju slučajeva vezane za nedovoljno obraćanje pažnje
inženjerskogeološkim karakteristikama terena.
Uticaj stabilnosti terena
Izgradnja stambenih, poslovnih i industrijskih građevina u principu se ne preporučuje na
nestabilnim i uslovno stabilnim terenima. Međutim, pri izuzetnim potrebama izgradnja se
sprovodi i na takvim terenima. Tada se mogu javiti dva osnovna slučaja.
a - Nestabilna zona rasprostire se duboko ispod površine terena. U tom slučaju građevinu
treba postaviti u nožici padine. Građevina mora biti masivna, sa odgovarajućim potpornim
zidom prema gornjim delovima padine. Radovi na izvođenju fundiranja su vrlo skupi jer je
potrebno da se preduzmu mere zaštite iskopa temeljne jame i znatno armiranje temelja i
čitave konstrukcije.
b - Nestabilna ili potencijalno nestabilna zona rasprostire se u površinskom delu terena.
Takvi uslovi često se sreću na periferiji gradova. Za građenje potrebno je brzo izvođenje
mera za stabilizaciju terena uz obraćanje pažnje na nagib kosine. Što je nagib kosine oštriji,
to je njegova stabilizacija složenija. Uz to mora se razmatrati mogućnost pojave klizenja u

890. 890/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
procesu izvođenja zemljanih radova, građenja i eksploatacije objekata. Izrada dubokih
iskopa ispod temelja je neophodna, a sve podzemne instalacije treba postaviti niz padinu.
Sanaciju građevinske površine treba izvesti pre početka osnovnih radova.
Složeni uslovi nastaju pri izradi dubokih zaseka na delovima padina ispod postojećih
građevina, jer ovi po pravilu pogoršavaju stabilnost koju je teren dotle imao.
Prirodni ili veštački podzemni otvori (najčešće sinkhole) mogu predstavljati ozbiljnu
opasnost, ako se nalaze ispod građevina. Pretpostavka o postojanju prirodnih otvora može
se postaviti na osnovu saznanja o geološkoj građi terena, ili prema dopunskim lokalnim
ispitivanjima. Podzemni otvori mogu biti vrlo veliki po prostranstvu i dugo vremena neotkriveni.
Veštački otvori sreću se u starim gradskim reonima. Njihovo zatrpavanje iziskuje dodatna,
nekad i znatna sredstva i vremena i zadaje mnogo poteškoća komunalnim službama. Mnogi
otvori na terenu su zaostatak starih rudnika i za njihovo otkrivanje. Treba predvideti posebna
ispitivanja pre izgradnje objekata.
Dakle, za izgradnju novih i proširenje postojećih naselja, kao i za izgradnju, sa njima vezanih,
komunikacionih objekata, potrebna je uz ostalo i veoma detaljna geološka dokumentacija koja bi
trebalo da sadrži podatke o:
- geološkom sastavu terena,
- morfološkim karakteristikama;
- hidrogeološkim karakteristikama (podzemne vode, izvori);
- inženjerskogeološkim karakteristikama tla;
- mineralnim sirovinama na datom području.
Na osnovu ovih podataka donose se zaključci o pogodnosti terena za izgradnju naselja kao jedan
od elemenata GUP-a i DUP-a.
Svaki od pomenutih pokazatelja klasifikuje terene na četiri grupe sa četiri stepena pogodnosti za
izgradnju, tab. 10.3.
Tabela 10.3. Povoljnost terena za izgradnju prema litološkom sastavu













I. Optimalno povoljni tereni su tereni bez ikakvog ograničenja za gradnju.
II. Povoljni tereni su tereni sa manjim ograničenjima koja se mogu otkloniti bez većih teškoća.
III. Uslovno povoljni tereni koji predstavljaju terene sa većim ograničenjima koja se
mogu ekonomično otkloniti.
IV. Nepovoljni tereni su tereni sa velikim ograničenjima koja zahtevaju skupe tehničke
intervencije, tj. velike investicije za njihovo otklanjanje.

STEPEN POVOLJNOSTI LITOLOŠKI SASTAV TERENA
I.
1 2
Optimalni tereni (bez ikakvog
ograničenja za izgradnju)
Tereni izgraĎeni od čvrstih stenskih masa i tereni
izgraĎeni od grupa (granulisanog i negranulisanog šljunka i
peska) - GM, GP, SW i SP USCS klasifikacije
II.
Povoljni tereni (tereni sa
manjm ograničenjima koja se
mogu rešiti bez mnogo teškoća)
Tereni izgraĎeni od manje čvrstih stenskih masa,
nečistih glinovitih stena (šljunkovita i peskovita glina) ili
lesa - grupa GM, GC, SM, SC, ML i SL USCS klasifikacije
III.
Uslovno povoljni tereni (tereni
sa većim teškoćama koje se
ekonomično mogu rešiti)
Tereni izgraĎeni od sipkih nevezanih sedimenata, aktivnih
glina (bubrenje) bogatih organskim primesama - od grupa
MH, CH, CL i CH, USCS klasifikacije
IV.
Nepovoljni tereni (tereni sa
veoma velikim teškoćama koje
zahtevaju velike i skupe
tehničke intervencije)
Tereni izgraĎeni od lako rastvorljivih stena, tresetišta,
močvare, deponije otpada - grupe Pt USCS klasifikacije

891. 891/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Uticaj geološke građe - litološki sastav terena je takođe segment koji direktno utiče na
urbanizaciju odgovarajućeg područja. Terene u kojima se izmenjuju litološki članovi
ratličitih fizičko-mehaničkih svojstava terena treba pažljivo istražiti. Veće značenje za
konačnu odluku ima litološki čllan sa najnepovoljnijim fizičko-mehaničkim svojstvima u
odnosu na sva ostala pozitivna svojstva. S obzirom na litološka svojstva, povoljnost nekog
područja za urbanizaciju delimo u četiri kategotije, tabela 10.3.

Kada su tereni izgrađeni od litoloških kompleksa u kojima se smenjuju članovi različitih
karakteristika kao merodavan kriterijum uzima se nepovoljnija vrsta stenskih masa.
Tabela 10.4 - Povoljnost terena s obzirom na morfološko-litološkom sastavu terena


NEPOVOLJNI USLOVI POVOLJNI USLOVI
Razvijeni reljef:
strme padine, obale sklone rušenju, jaruge
Horizontalni tereni
Različiti slojevi sa velikim nagibima
površina na kontaktima
Različiti slojevi u horizontalnom
položaju
Postojanje tankog površinskog sloja
koji pokriva čvrste stene
Naslage rastresitih nanosa debljine
preko stotinu i hiljadu metara
Raspadnute stene i stene znatno
poremećene fizičko-geološkim procesima.
Spoljni delovi kupe nanosa
Područja dobro složenih sedimenata
Delovi na kojima se u tlu nalaze zaostala
naprezanja od potresa pod delovanjem
gravitacionih sila: klizišta, odroni, osuline,
zarušavanje svodova kraških šupljina i dr.
Delovi bez zaostalih naprezanja
Zone u blizini strmih površinskih tektonskih
kontakata: smicanja, rasedi, navlačenje i sl.
Delovi udaljeni od zona i linija tektonskih
poremećaja


Geodinamička stabilnost - Podaci o geodinamičkoj stabilnosti područja obuhvataju:
1. Pojave sipara, odrona i klizišta,
2. Pojave plavljenja i
3. Seizmičnost terena (koja se daje u stepenima Merkalijeve skale).
Velika pažnja posvećuje se stabilnosti terena kada su u pitanju pojave poput klizišta, siparišta,
plavljenja, bujičnih vodotoka i njihovih nanosa, te seizmotektonskih i seizmičkih svojstava.

Tabela 10.5 - Povoljnost terena za izgradnju u odnosu na egzodinamičke inženjerskogeološke procese i pojave


Uticaj morfoloških karakteristika
Prostorni položaj stena u terenu, njihova morfološko-petrografska i strukturna svojstva
takođe bitno utiču na urbanizaciju. Posebno je važno definisati geotektonske i neotektonske
pojave u cilju prognoziranja seizmičkih efekata na teren i objekte.
U morfološkom smislu valja proučiti svojstva reljefa i nagibe/kosine. Uopšteno, reljef ima
veliko značenje u planiranju i izgradnji gradskih i industrijskih sadržaja, posebno u
projektovanju i izradi odvodnjavanja, kako površinskih, tako i otpadnih voda.
Teren se, u pogledu povoljnosti izgradnje u odnosu na nagib, takođe može podeliti u četiri
kategorije (tabela 10.3 - 10.6.)
STEPEN POVOLJNOSTI Sipari, odroni klizišta Pojave plavljenja Seizmičnost terena
I. Optimalno povoljni Bez pojava Bez pojave < 5
II. Povoljni tereni Retke i male pojave Veoma retke 5-6
III. Uslovno povoljni Retke veće, brojne male Retka plavljenja 6-9
IV. Nepovoljni tereni Učestale i velike Učestale pojave ˃ 9

892. 892/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Od ovih kriterijuma najznačajniji su nagibi padina/kosina, visina i oblik reljefa; od njih zavisi
obim zemljanih radova koji je potrebno izvoditi.
Tabela 10.6.- Povoljnost terena s obzirom na nagib padina i obim zemljanih radova





Hidrogeološka svojstva
Površinske vode mogu izazvati plavljenje hipsometrijski nižih delova, zamočvarenje terena
i erodiranje, posebno bujičnim vodotocima. Podzemne vode visokog nivoa otežavaju
gradnju i eksploataciju objekata, pogoršavajući sanitarne uslove ipridonose aktiviranju
klizišta. Sniženje nivoa podzemnih voda uspešno se obavlja drenažnim sistemima. Pri tome
odluka o najvišem dozvoljenom nivou podzemne vode donosi se u zavisnosti od
karakteristika objekta. U pravilu, maksimalni nivo podzemnih voda sme biti do 0,5 m od dna
temelja. Za uspešno projektovanje drenaže treba poznavati inženjerskogeološke i
hidrogeološke karakteristike terena, a posebno položaj vodonepropusnih i vodopropusnih
slojeva, debljinu vodonosnog sloja, brzinu i smer tečenja, promene nivoa i hemijski sastav
vode (zbog agresivnosti).
Za urbanizaciju nekog područja od hidrogeoloških osobina najznačajnije su:
- vodopropusnost,
- nivo izdani i njegova oscilacija,
- ocednost i
- mogućnost vodosnabdevanja.
Tabela 10.7 - Povoljnost terena s obzirom na nagib padina i obim zemljanih radova
STEPEN POVOLJNOSTI Vodopropusnost, cm/min Dubina izdani, m
I. Optimalno povoljni ˃ 0,25 ˃ 12
II. Povoljni tereni 0,05 - 0,25 3-12
III. Uslovno povoljni 0,025 - 0,05 1-3
IV. Nepovoljni tereni < 0,025 < 1
Bez obzira na dubinu izdani povoljni su svi tereni gde je maksimalni nivo izdani na dubini
većoj od 2 m ispod najniže kote fundiranja. U protivnom se pojavljuje pokazatelj
agresivnosti izdani o čemu je već bilo reči (agresivnost na beton, gvožđe i kamen - osnovne
materijale fundamenta).Ocednost zavisi od nagiba terena, pri čemu je na terenima I i II
stepena pogodnosti laka i pod uticajem gravitacije, a na terenima III i IV stepena velika i
zahteva dopunsko ograničavanje ocednosti zbog denudacije i erozije.
Kategorizacija terena prema dozvoljenoj nosivosti stena i njihovoj stabilnosti u odnosu na
zahvate u njima, tabela 10.8.
Tabela 10.8- Povoljnost terena prema dozvoljenoj nosivosti i stabilnosti stena u odnosu na zahvate u njima



STEPEN POVOLJNOSTI Nagib, % Obim zemljanih radova, m
3

1. Optimalno povoljni 1 – 5% Mali
2. Povoljni tereni < 1 i 5-10 Povećan
3. Uslovno povoljni 10 - 20 Znatan
4. Nepovoljni tereni ˃ 20 Veliki
STEPEN POVOLJNOSTI
DOZVOLJENA
OPTEREĆENJA (kN/m
2
)
STABILNOST
OTPOR PRI RADU
Koeficijent ProtoĎakonova, f
1 2 3 4
I. Optimalan teren ˃ 1000 Izuzetno stabilan 0,5 - 2
II. Povoljan teren 200 - 1000 Stabilan 2-8
II. Uslovno povoljan teren 50 - 200 Labilan 8-20
IV. Nepovoljan teren < 50 Nestabilan < 0,5

893. 893/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Rezultati svih geoloških istraživačkih radova mogu, u pet različitih karata, prezentovati
model prirodnog sistema kejeg želimo urbanizovati. Zadatak tih karata, uz pojednostavljeni opis,je:
- Litološki (prikazuje vrstu stena i njihov međusobni odnos, te njihove fizičko-mehaničke
karakteristike, nezavisno od geološke sredine);
- Inženjerskogeološki (prikazuje i daje prognozu stabilnosti i nosivosti, prognozu
mogućih promena u terenu tokom izgradnje - ali i u fazi eksploatacije objekta, preporuke
za očuvanje prirodnih uslova i podatke o njihovoj prilagođavanju);
- Hidrogeološki (registruje sve pojave vode, uz naznaku mogućnosti vodosnabdevanja i
mogućnosti zagađenja i zaštite od zagađenja);
- Seizmotektonski - seizmološki (prikazuje geotektonsku i neotektonsku rejonizaciju i
interpretira tektonsku evoluciju terena uz procenu delovanja seizmičkih sila na prostor
predviđen za urbanizaciju);
- Sintetizuje (na osnovu podataka prethodno izrađenih karata omogućuje sintezu i
precizira interakciju sa rezultatima drugih istraživača, a prikazuje najvažnije elemente
koji direktno utiču na izradu prostornog plana).
Podaci o geomorfološkim karateristikama, dobijeni sa terena, unose se u seizmotetktonsko-
seizmološku, a podaci o mineralnim sirovinama, prema potrebi, u litološku kartu.
Provedena istraživanja omogućavaju rejonizaciju urbanih celina za izgradnju objekata
različite namene (stambena područja, industrijske zone, područja za sport i rekreaciju,
saobraćajnice i sl.) zavisno od povoljnosti terena, te je potrebno uvek obavezno provesti pre
prostornog planiranja.

Uticaj strukturno tektonskih elemenata na građevine
Slojevi, bore, rasedi, navlake i pukotine determinišu niz pojava kao što su pravci toka
podzemnih voda, raspodela podzemnih napona, mogućnost klizanja, prevrtanja, odrona,
loma itd…Upravo zbog toga je izuzetno veliki značaj definisanje prostornog odnosa objekta
i svih strukturno-tektonskih elemenata u njegovom okruženju.
Bora koncentriše materijal na užem prostoru, stvara povoljne uslove za akumulaciju vode,
nafte i sl. Pojačava ili ublažuje napone, ponekad može stvoriti uslove za gorski udar.
Rased uvek komplikuje strukturu terena, razbija homogenost, smanjuje stabilnost, povećava
sekundarnu propusnost i sl. Zatvoreni rased omogućuje nagomilavanje vode ili gasa a
otvoreni poboljšava prohodnost gasova i tečnosti (izvori, terme, ponori) zavisno od ostalih
uslova. Rased pojačava delovanje potresa.
Navlaka je kombinacija bore i raseda, pa je i njeno delovanje takvo - kombinovano.
Pukotine rastresaju (razrahljuju) teren i kao takav je manje pogodan za građenje.
Orijentacija i tipovi loma
Uticaj orijentacije procenjuje se samo subjektivno u smislu povoljnosti u odnosu na
potencijalni lom klizanjem ili rotacijom.

894. 894/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)


UCS varijacija u blokovima škriljaca sa dobro
definisanim pukotinama (klivaž)


Sl.10.2. Uticaj strukturno-tektonskih elemenata na stabilnost građevine - stabilnost kosina useka i zaseka
u terenima sa različitim položajem slojeva: + (povoljan položaj) - stabilna kosina; (nepovoljan položaj) -
nestabilna kosina.
Hrapavost loma utiče na njegovu čvrstoću na smicanje. Smicanje vrlo grubih pukotina
zahteva dilataciju stenske mase jer nepravilnosti prevladavaju jedna drugu.
Napomena: Hrapavost je teško proceniti i izmeriti…

10.3. Inženjerskogeološki uslovi izgradnje saobraćajnica
Saobraćajnica je karakterističan prostorni objekat sa jasno definisanim prostornim,
funkcionalnim i konstruktivnim karakteristikama.
Polazeći od osnovnog polazišta i urbanističkih postavki, saobraćajnica se u prostor smešta
tako da zadovolji sve društveno-ekonomske funkcije koje su joj namenjene. Prilikom
projektovanja uglavnom se teži da se obezbede što povoljniji tehnički elementi
saobraćajnice: što manje uspona i padova, manje krivina i to sa što većim radijusima i dr.,
dok se, vrlo često, zanemari kuda trasa prolazi, kroz kakve predele, pejzaže i druge atraktivne
prostore. Saobraćajnica, kao karakterističan prostorni objekat, sa jasno definisanim
prostornim, funkcionalnim i konstruktivnim karakteristikama, kako po obimu, tako i po
raznolikosti uticaja, jedan je od najvećih zagađivača životne sredine. Iz tih razloga
neophodno je, pri izradi ovakvih objekata, uzimati u obzir i probleme zaštite i unapređenja
životne sredine u svim fazama realizacije: planiranje, projektovanje, građenje, eksploatacija
i održavanje. Građenje saobraćajnica, po prirodi stvari, ima uticaj na pejzaž kroz koji prolazi,
ali i na ostale elemente okoline i radne sredine. Najviše propusta i nedostataka se manifestuje
pri izradi useka, nasipa, zaseka ili pak kod izrade pratećih objekata, jer ove površine se
najčešće nepravilno i nedovoljno obrađuju. Veliki zemljani radovi ostavljaju velike
nezaštićene površine koje su izložene destrukciji atmosferilija.
Radi sprečavanja ili bar umanjenja štetnog dejstva atmosferilija koriste se razna tehnička
rešenja uz upotrebu različitih materijala, od klasičnih do bioloških. Zaštita kosina može se
vršiti raznim prefabrikovanim betonskim elementima, zatravljivanjem, sadnjom drveća ili
pak plastičnim proizvodima (geosinteticima) - plastična pletiva, lepljive emulzije, raster
elementi itd. U zavisnosti od sistema, vida saobraćaja, stabilnosti kosina i uslova radne
sredine, za obezbeđenje kosina koristite se razni materijali. Tom prilikom najbitnije je

895. 895/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
odabrati najpovoljniji način i odgovarajući materijal za određeni lokalitet, kako bi se
obezbedila trajna mehanička zaštita, a predelu dao lep i prirodan izgled.
Saobraćajnice kao izrazito linijski objekti sa specifienim geometrijskim oblicima u planu i
vertikalnom profilu izložene su čestim promenama inženjersko geoloških karakteristika na
pojedinim potezima. Njihova niveleta se mestimično useca u teren, izdiže iznad njegove
površine, ili se poklapa sa njom, Zbog toga stenske mase i maju trostruku ulogu.
One predstavljaju podlogu na kojoj se gradi (nasipi, kolovozne konstrukcije u nivou terena,
mostovi i propusti), sredinu kroz koju se gradi (useci, tuneli), kao i materijale sa kojima se
gradi. Vrste stenskih masa koje se nalaze u zoni građenja saobraćajnica najčešće su različite
i zato se uslovi građenja ne mogu jednostavno odrediti.
Pri tome kod izgradnje saobraćajnica cena kvadratnog metra je izuzetno niska u odnosu na
građevine drugih vrsta. Ovi činioci uslovljavaju da se za istraživanja terena ne mogu izdvojiti
odgovarajuća sredstva. Kod građevinskih objekata drugih vrsta (industrijskih i stambenih zgrada,
brana i mostova) uslovi su drugačiji, cena kvadratnog metra je veća, a zbog njihove znatno manje
dužine nego kod saobraćajnica inženjerskogeološke karakteristike terena su obično jednostavnije.
Principi za uspostavljanje skladnog odnosa između saobraćajnica i okoline (pejzaž)
Kako su vodeni tokovi, najčešće reke i njene pritoke, pravac trasiranja (linija najmanjeg
otpora) i definisanja prostora za život, neophodno je analizirati i definisati saobraćajne i
ostale objekte koji se grade, kako za kanalisanje tokova, tako i izgradnju „životnih“ objekata
u prostoru kojim oni „gospodare“.
Sa aspekta planiranja prostora i celokupnog razvoja društva, infrastrukturni objekti
(saobraćajnice, hidrotehnički objekti, telekomunikacioni i drugi slični objekti), kičma su
razvoja društva. To su objekti koji razvijaju i modeluju prostor i, zapravo, utiču na celokupni
razvoj države i društva uopšte. Međutim, sa svim svojim pozitivnim uticajima, saobraćajnice
mogu imati i značajne negativne uticaje na životnu sredinu. Saznanja o postojanju širokog
spektra negativnih uticaja zahtevaju da se savremeni procesi planiranja, projektovanja,
izgradnje i eksploatacije saobraćajnica već danas primene sve adekvatne mere bezbednosti i
trajnosti tih objekata kao i o očuvanju i zaštiti životne sredine.
Pojam trase - prostorno vođenje trase puta
Trasa predstavlja prostornu konstrukciju u kojoj su objedinjeni svi elementi u prostoru - prostorna
slika puta definisana sa sve tri koordinate (&#3627408459;,&#3627408460;,&#3627408461;). Cilj je projektovati funckionalnu trasu, pouzdanu
i stabilnu u inženjerskom pogledu, estetski oblikovanu i uklopljenu u pejzaž uz racionalne troškove
izgradnje. Trasa je multifunkcionalan proizvod - veliki izazov i odgovornost projektanta, lična
veština i inženjerski osećaj, kao i iskustvo. Zato je neophodno poštovati osnovne principe pri
vođenju trase - planerski principi vođenja trase i inženjersko tehnički principi vođenja trase.
 Planerski principi:
- Odnos trase prema naseljima i
- Odnos trase prema prirodnoj sredini.
 Inžinjersko tehnički principi:
- faktori koji utiču na projekat kolovoza
- primena tehničkih i zakonskih propisa.

896. 896/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Faktori koji utiču na projektovanje kolovoza
Mnogi faktori poput broja vozila, brzine, klimatskih uslova i drugih faktora utiču na projekat
kolovoza. Kolovozi su noseći konstruktivni element saobraćajnica - puteva, pisti, parkirališta itd.
Dakle, projektovanje i izgradnju kolovoza treba izvesti tako da izdrži projektovani vek.















Sl.10.3. Naponi u tlu - tačkasto opterećenje (Stress Caused by point load)














Sl.10.4. Faktori koji utiču na projektovanje i opterećenja na kolovoze uz primenu geosintetika kod izgradnje
saobraćajnica - stabilnost kosina i potpornih zidova, nasipa i useka ojačanih geosinteticima




Sl.10.5.Karakteristični presek kolovoza sa opterećenjem






FAKTORI KOJI UTIČU NA
PROJEKTOVANJE KOLOVOZA
Faktori mogu biti opterećenje, okolina,
korišćeni materijali itd., npr.:
1. Opterećenje točkova,
2. Konfiguracija osovine,
3. Kontaktni pritisak,
4. Brzina vozila,
5. Ponavljanje opterećenja,
6. Podgradni tip tla ,
7. Temperatura i
8. Padavine.

897. 897/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Osnovna podela saobaćajnica - odnos trase prema naseljima
Lokalni putevi služe za povezivanje naselja koja predstavljaju glavne izvore i ciljeve
putovanja (svakodnevni radni saobraćaj vezan za proizvodnju i aktivnosti stanovništva,
industrija, poljoprivreda, poslovanje...)
Regionalni putevi nose privredni i radni saobraćaj većeg dometa, do 60 km, obilaze manja
mesta seoskog tipa, tangiraju veća naselja, a prolaze kroz gradove sa 20.000 stanovnika i više.
Na regionalne puteve se vezuje mreža lokalnih puteva, dok se oni vezuju na magistralne puteve.
Magistralni putevi su osnova državne putne mreže, saobraćaj velikog dometa, obilaze sva
naselja i gradove do 20.000 stanovnika, tangiraju gradove srednje veličine (od 20.000 do
50.000 stanovnika), prolaze kroz gradove koji imaju značaj regionalnih centara.
Autoputevi su najviša tehnička klasa magistralnih puteva, obilaze sva naseljena mesta,
tangiraju gradove sa 50.000-500.000 stanovnika, prolaze kroz gradove sa preko 500.000
stanovnika, gde 75% saobraćaja sa autoputa ima svoj cilj.
Prema značaju za saobraćaj i funkcije povezivanja u prostoru, Zakon o javnim putevima
Srbije, javni putevi su kategorisani prema značaju, funkciji, veličini saobraćaja, tabela 10.9.
Tabela 10.9 - Kategorizacija javnih puteva












Odnos trase prema prirodnoj sredini
Gradnja saobraćajnica (puteva, železnice, aerodroma, plovnih puteva,luka..)-tj. modelovanje
životne sredine, najčešće sadrži rešenja protiv sebe ili protiv generacija koje dolaze, te zato
svaka intervencija u prostoru mora biti osmišljena tako da ne ugrožava prirodno nasleđe i ne
pogoršava uslove za budući razvoj Pažljivo preispitivanje putnog koridora kroz naselja ili u
blizini izgrađenih objekata (buka, aerozagađenje, zagađenje voda).
Sl.10.6.Trup saobraćajnice:1- u nasipu; 2- u zaseku i nasipu; 3- u useku;4- u podseku (galerija); 5- u tunelu.
Principi za uspostavljanje skladnog odnosa između puta i prirodne sredine
Veoma je važno ne narušavati postojeće ambijentalne celine: kompaktni šumski kompleksi,
voćnjaci, vinogradi, obradivo zemljište, prirodni rezervati, izvorišta, istorijske celine...
Put ne sme postati veštačka prepreka koja remeti ustaljene delatnosti ili mikroklimatske
karakteristike, narušavanje ambijentalne celine - najčešće greške iz ekonomskih razloga
(dilema) - nasip ili vijadukt?

898. 898/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)






Sl.10.7.Vođenje trase izvan naseljenih mesta

Sl.10.8. Primer skladno projektovane trase - deonica
utoputa
Inženjersko tehnički principi
Principi za uspostavljanje skladnog odnosa između puta i prirodne sredine:
- očuvati likovnu i fizičku ravnotežu okoline pravilnim izborom položaja puta u poprečnom
i podužnom profilu i
- trasa puta treba biti stabilna i pouzdana u svim uslovima eksploatacije, najkraći potez za
obavljanje transportnih zadataka sa najmanjim troškovima eksploatacije (održavanje),
najmanje investicionih troškova.
Položaj trase u poprečnom profilu na strmoj padini - Vododelnice i uzdužni grebeni najčešće
pružaju povoljne uslove za vođenje trase, ocedne su i geološki stabilne, ali su i izložene
vetrovima i snežnim nanosima. Zato se mora voditi računa o nadmorskoj visini, klimatskim
i meteorološkim uslovima
Položaj trase u poprečnom profilu - U ravničarskim predelima trasu voditi plitkim nasipom
visine 1- 2 m - put je pregledan, jednostavno je odvodnjavanje, minimalno zavijavanje i lako
čišćenje puta u zimskim uslovima, dobro uklapanje trase u okolni pejzaž. Osim navedenih
principa, stalno imati na umu činjenicu da stabilnost direktno zavisi od efikasnosti sistema
za prihvatanje površinskih i podzemnih voda - “MEMENTO AQUA”!
Primeri uspešnog i neuspešnog vođenja trase na strmim padinama.




Sl.10.9.Položaj trase u poprečnom profilu na strmoj
padini





Sl.10.10. Položaj trase na strmoj padini i
uskog rečnog toka.





















Široke rečne doline, trasa je uz ivicu padine, a ne uz rečno korito - trasa se oslanja na
stabilnije tlo, omogućava se pristupačnost rečnim obalama, ne sprečava se razvoj doline,
koristi se reka.

899. 899/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)


Sl.10.11. Pravilan položaj trase u širokim rečnim dolinama
Kod uskih rečnih dolina sa izraženim sekundarnim
pritokama treba odustati od praćenja doline, ako to ima
za posledicu neprekidno zasecanje trase u isturene
delove padine, trasu voditi vrhom padine ili
vododelnicom.

Sl.10.12. Pravilan položaj trase u uskim rečnim dolinama





Kod izduženih padina u brdovitom terenu trasa se
vodi osunčanom stranom - geotehnička stabilnost,
oceđivanje i prosušivanje kolovoza, manje
zaleđivanje...






Sl.10.13. Pravilan položaj trase kod izduženih padina u
brdovitom terenu.

Na prelasku rečnih dolina birati najuža mesta sa zdravim padinama i stabilnim
hidrauličkim režimom vodotoka, mostovi podređeni trasi - mogu biti u horizontalnoj i
vertikalnoj krivini, izuzev kod plovnih reka.


Sl.10.14. Pravilan položaj trase na prelasku rečnih dolina





Vododelnice i uzdužni grebeni najčešće pružaju
povoljne uslove za vođenje trase, ocedne su i geološki
stabilne, ali su i izložene vetrovima i snežnim
nanosima. Zato se mora voditi računa o nadmorskoj
visini, klimatskim i meteorološkim uslovima. U ravničarskim predelima trasu voditi plitkim
nasipom visine 1-2 m - put je pregledan, jednostavno je odvodnjavanje, minimalno
zavijavanje i lako čišćenje puta u zimskim uslovima, dobro uklapanje trase u okolni pejzaž.
Prostorno trasiranje
Pored značajnog udela u stabilnosti putne konstrukcije, kosine imaju značajnu ulogu u likovnom
uklapanju trupa puta u teren, a takođe i u poboljšanju vizuelnih utisaka sa pozicije oka vozača.
U odnosu na uslove temeljenja ostalih građevinskih objekata postoje i druge specifičnosti.
Temelji ostalih objekata dimenzionišu se pretežno na statičko, a ređe na dinamičko
opterećenje. Dubina temeljenja koja je veća od 0,8 m. uvek je ispod granice mržnjenja tla.
Kod saobracajnica opterećenja imaju pretežno dinamički karakter, a područje temeljenja je

900. 900/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
izloženo raznim i promenljivim klimatskim uticajima. Kolovozi ne spadaju u konstrukcije
koje se mogu rigorozno proračunati, kao što se računaju konstrukcije od armiranog ili
prednapregnutog betona i čelika.

Za potrebe građenja saobraćajnica neophodno je da se prouče pozajmišta geološko-
građevinskih materijala, a ne samo tereni zahvaćeni gabaritima saobracajnica.
Navedene specifitnosti koje postoje kod saobraćajnica utiču da se njihovo projektovanje i
građenje uskladi sa više razlititih inženjersko geoloških činilaca od kojih su najbitniji: reljef,
geološka građa, hidrološka i hidrogeološka svojstva terena.

















Sl.10.15. Prelaz doline pojedinačnim elementima i jedinstvenim tokom i trasa preko brda i uvala sa više
preloma i povoljniji tok
Uticaj reljefa terena
Na uslove izgradnje saobracajnica uticaj reljefa najizrazitije se ogleda preko dva
karakteristična oblika: ravničarskog i brežuljkastog (brdsko - planinskog).
Kod ravničarskog terena hipsometrijske razlike su male, a razuđenost površine je neznatna.
Takve karakteristike reljefa su najpovoljnije za izgradnju saobraćajnica premda i one sadrže
izvesne nedostatke kao što su: otežano prikupljanje i odvođenje površinskih voda,
mestimične pojave močvarnih površina i bara. Na ovim terenima obično nisu zastupljena
pozajmišta građevinskog kamena, a ponekad i kvalltetnog peska i šljunka.
Osim pojava močvara i bara u raviničarskim terenima često su razvijeni:fluvijalna erozija,
podlokavanje i odronjavanje delova obala, a pored vodotoka može bti razvijena i mehanička
sufozija.
Brežuljkasti, brdoviti i planinski tereni pružaju složenije uslove za trasiranje i izgradnju
saobraćajnica. Hipsometrijske razlike između bliskih tačaka, razuđenost površine i
raznovrsnost reljefnih oblika mogu biti čak i vrlo izraženi.

Obim i raznovrsnost " zemljanih" radova su veći nego kod ravničarskih terena. Uobičajeno
je da se pri projektovanju i izvodjenju ovih radova obraća pažnja na "izravnanje masa" tj.
trasa saobraćajnica treba da se uklopi u teren tako da pri građenju budu količinski što
približnije kubature iskopanog i nasutog materijala. Ova j princip nije obavezan, a u nekim
slučajevima može biti i pogrešan. Na primer kada se u usecima i zasecima nalaze geološko
gradjevinski materijali koji su nepovoljni za ugradnju i nasipe princip izravnanja masa
predstavlja pogresno resenje.

901. 901/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
U odnosu na nagib reljefa vođenje trase saobraćajnica može biti: podnožjem padina,
padinsko, vododelničko i poprečno vododelnitko.














Sl.10.16. Stvaranje bezbednnih uslova korišćenja saobraćajnice skidanjem mase tla iznad
Duž podnožja padina nagibi površine terena reljefni oblici su blaži, sa manje izraženim
visinskim oscilacijama, uslovi za izravnanje masa, izvođenje radova i pristupi gradilištu su
relativno povoljni. Međutim, postoji mogućnost plavljenja i nanošenja bujičnog materijala.
Pri padinskom vođenju saobraćajnica prednost se daje padinama sa blažim nagibima i sa
manjom razuđenošću površine terena. Pri tome treba voditi računa da se na padinama sa
relitivno blagim nagibima mogu javiti tecišta, klizišta i puzišta, a na strmijim padinama
odroni i sipari.
Uslovi za izvođenje radova pogoršavaju se sa povećanjem nagiba padina, jer su zasecanja
dublja, a dužine zaseka i useka veće. Mestimično se javljaju potrebe za izradom galerija i tunela.
Pristup gradilištima, transport materijala i rad mehanizacije su otežani. Sa povećanjem
nagiba površine terena u većini slučajeva se povećava čvrstoća stenskih masa, smanjuje
debljina kore raspadanja, a raste potreba za primenom eksploziva pri izvodjenju "zemljanih" radova.



Sl.10.17.Pri padinskom vođenju saobraćajnica
prednost se daje padinama sa blažim nagibima i sa
manjom razuđenošću površine terena - treba voditi
računa da se na padinama sa relitivno blagim
nagibima mogu javiti tecišta, klizišta i puzišta, a na
strmijim padinama odroni i sipari.




Vođenje vododelničkih i poprečnovododeničkih trasa utoliko je povoljnije ukoliko su
vododelnice šire, a njihovi nagibi blaži.Tada je odvodnjavanje jednostavnije, a i "zemljani"
radovi su manji. Nepovoljnu okolnost predstavlja direktna izloženost udarima vetra i snežnih
nameta. Uslovi za pristup gradilištima, transport materijala i rad mehanizacije su obično
povoljniji nego kod padinskih trasa.
Prevođenje saobraćajnica iz jedne doline u drugu obavlja se prevojima ili tunelima. U prvom
slučaju prevođenje se vrši kada postoje povoljni uslovi za prilaze sa obe strane vododelnice.
Kada ti uslovi nisu ispunjeni prevođenje se vrši tunelima. U oba slučaja treba voditi računa
o tome da na hipsometrijski najnižim prevojima geoloških uslova obično nisu najpovoljniji,
jer je mehanička otpornost stenskih masa manja, a usled toga je dejstvo erozije veće. U
takvim uslovlma otežano je i izvođenje dubljih zahvata u terenu.

NEPOVOLJNO
POVOLJNO
MOGUĆE UZ SKIDANJE
OPTEREĆUJUĆE MASE TLA
IZNAD SAOBRAĆAJNICE
(š je eliki p a )

902. 902/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Uticaj geološke građe terena
Uticaj geološke građe terena na izbor optimalnih trasa saobraćajnica ogleda se kroz: način postanka,
petrogeni sastav, geološku staros t i tektonsku građu.
Način postanka stenskih masa posmatran uopšteno svrstava iste prema pogodnostlma za izgradnju
saobraćajnica sledećim redosledom: magmatske stene, kao najpovoljnije, čvrsto vezane sedimentne
i masivne metamorfne stene kao povoljne, suve i ocedne sedimentne i metamorfne stene kao
relativno povoljne do dobre, dok su slabo konsolidovani, raskvašeni i vrlo stišljivi sediment i loši.
Petrogeni sastav terena neposredno je povezan sa načinom postanka stenskih masa. Magmatske
stene, kada su sveže, odlikuju se velikom čvrstoćom i malom deformabilnošću, a stabilnost padina
je povoljna. Međutim, u površinskim delovima terena stvara se kora raspadanja čija debljina može
dostizati 10-20 ređe i više metara. Zbog toga uslovi za vođenje saobraćajnica mogu biti osetno
promenljivi, čak i u granicama istog stenskog masiva. Uz raspadanje na pogodnost za građenje utiču
još i svežina, lučenje, žilavost i čvrstoća stenskih masa.
Pri trasiranju saobraćajnica u terenima sa hidrotermalno izmenjenim magmatskim stenama i
tufovima svih, vrsta magmatskih stena potrebna je opreznost i kad god je to moguće treba izbegavati
strmije padine pokrivene grusom. One mestimitno mogu biti nestabilne. Zato se useci i zaseci ne bi
smeli ostavljati neobezbeđeni iako bi njihove kosine privremeno bile stabilne.
Upotreba magmatskih stena kao materijala za izgradnju saobraćajnica je raznovrsna. U svežem
stanju one predstavljaju najpogodniji materijal za ugradnju u donji stroj (nasip) i kolovozne zastore,
ali i za izradu potpornih zidova, asfaltnih i betonskih mešavina, kao i za oblaganje kosina. Međutim,
u raspadnutom stanju mogu se jedino upotrebiti za ugradnju u nasipe.
Vođenje trase saobraćajnica preko terena izgrađenih od svežih čvrsto vezanih sedimentnih i
masivnih metamorfnih stena uslovljeno je pre svega čvrstoćom veziva i načinom njihovog
zaleganja.
Najnepovoljniji uslovi obično su vezani za površinsku zonu, ali u nekim slučajevima mogu biti i
ispod nje.
U površinskoj zoni poteškoće su najčešće vezane za visok stepen erodibilnosti terena sa relativno
dubokim jarugama, pojave klizišta i ređe tecišta, a u terenima sa krečnjacima i dolomitima i za
izrazitu i neravnomernu karstifikovanost, kao i za pojavu odrona i osulina na padinama.
Na pogoršanje pgodnosti u dubljim delovima terena naročito utiču slab kvalitet veziva (u brečama,
konglomeratima i peščarima) i pojave kaverni i pećina (u krečnjacima i dolomititima).
U slučajevima kada su ove stene slojevite na pogodnost terena utiče položaj slojeva u odnosu na
površinu terena. Najnepovoljniji položaj imaju slojevi čiji je pravac pada prema površini padine i
to pod uglom koji je blaži od nagiba padine/kosine (sl.10.18.a-c.).
U takvim slučajevima već pri manjim inženjerskim zahvatima mogu se formirati klizišta velikih
razmera. Za stabilnost kosina najpovoljniji slučaj je onaj pri kojem je pravac pada slojeva orijentisan
suprotno nagibu padine, sl.10.18. b-d.











Sl.10.18. Uticaj uzajamnog položaja nagiba slojeva i površina kosina nastabilnost terena.+ stabilne
kosine,a - nestabilne kosine.

903. 903/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sveže čvrsto vezane sedimentne i masivne metamorfne stene kao materijali za izgradnju
saobraćajnica skoro su slične magmatskim stenama od koji odstupaju jedino po tome što
nisu pogodne za izradu habajućih slojeva na fleksibilnim (asfaltnim) kolovoznim konstrukcijama.
Tereni izgrađeni od suvih i ocednih sedimenata (sljunak, pesak glina) i škriljavih
metamorfnih stena pružaju relativno povoljne, ali neujednačene uslove za trasiranje
saobraćajnica. U njima treba očekivati česte i nagle promene fizičko mehanitkih svojstava,
a u vezi sa njima i oscilacije nosivosti, deformabilnosti i stabilnosti padina. Posebna
opreznost potrebna je pri razmatranju stabilmosti terena, kako pre tako i pri izgradnji i
eksploataciji saobraćajnica.

Sl.10.19. Stabilnost zaseka i useka u zavisnosti od geoloških karakteristika stenske ma se (tla i stene):
1.a - zasek u magmatskim stenama, stabilan pri vrlo strmom nagibu; b - zasek u krečnjacima, stabilan s
obzirom na slojevitost u odnosu na pružanje trase; c - zasek u krečnjacima, nestabilan s obzirom na nagib
slojeva prema trasi saobraćajnice;
2. a - usek u magmatskim stenama sa oba stabilna boka; b - usek ukrečnjacima, nesimetričan radi postizanja
stabilnosti oba boka u odnosu na slojevitost; c - usek u krečnjacima sa stabilnim levim bokom i desnim
bokom sklonim klizanju po slojnim površinama (diskontinuitetima).

Svi sedimenti koji ulaze u sastav ovih terena mogu se ugrađivati u nasipe, a šljunak i pesak
još i u pojedine delove kolovoznih konstrukcija puteva (sloj čistoće, stabilizacije, donji
noseći sloj - tampon, bitumenizirani šljunak i beton).
Tereni izgrađeni od slabo konsolidovanih, raskvašenih i vrlo stiš1jivih sedimenata tzv.
"slabo nosivo tlo" pružaju nepovoljne uslove za građenje i eksploataciju saobracajnica. Njih
projektanti obično izbegavaju. U slučajevima kada je to neizbežno treba očekivati znatne
poteškoće u radu kao i potrebe za primenom specijalnih tehničkih zahvata u cilju poboljšanja
postojećeg stanja.
Zemljani radovi mogu se izvoditi ručno i primenom mehanizacije, ali u oba slučaja sa
poteškoćama koje se ogledaju pre svega u znatnoj raskvašenosti i lepljivosti za alat i oruđa.
Kretanje mehanizacije je vrlo otežano sa čestim zastojima zbog zaglavljivanja, a primena
teške mehanizacije je praktitno neizvodljiva.
Za ugradnju u saobraćajnice ovi materijali su neupotrebljivi, čak se često mora vršiti njihova
zamena materijalima povoljnijih svojstava, kao što su kamena drobina, šljunak ili pesak.
Starije stenske mase izložene su dugotrajnije procesima fizičko hemijskog raspadanja. Zbog
toga su intezitet i dubina raspadanja kod starijih stena obično veći, nego kod mlađih stena.
Na osnovu ove činjenice može se vršiti gruba prognoza kvaliteta stenskih masa kao podloge,
sredine ili materijala za izgradnju saobraćajnica.

1)
2)

A -
B +

904. 904/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tektonski poremećaji po pravilu pogoršavaju pogodnost terena za vođenje trase
saobraćajnica. Stepen tektonske oštećenosti najveći je u zonama raseda, aksijalnih ravni
bora, navlaka i kraljušti. Te zone pri vođenju trasa saobraćajnica treba izbegavati.
Ako to nije izvodljivo najnepovoljniji uslovi nastaju kada se trasa vodi paralelno sa pružanjem
ovih zona, a najpovoljniji kada je trasa saobracajnica upravna na pružanje tektonske zone.
Uticaj fizičko mehaničkih svojstava stena
Poznavanje fizičko mehaničkih svojstava stenskih masa koje ulaze u sastav terena ima
višestruki značaj. Na osnovu njih mogu se proceniti: stabilnost terena pre, tokom izgrmdnje
i eksploatacije, uslovi građenja, izbor alata i oruđa, kao i pogodnost lokalnih
geološkograđevinskih materijala za građenje. Za te svrhe najneophodnija fizičko mehanička
svojstva su: zapreminska težina, čvrstoća na pritisak, otpornost na smicanje, karakteristike
deformabilnosti, žilavost, poroznost i vodnofizička svojstva.
Uticaj inženjerskogeoloških procesa
Postojanje inženjerskogeoloških procesa (npr. rasedi, klizišta, erozija...), njihova aktivnost
i obim pogoršavaju uslove vođenja trase
saobraćajnica. Njih po pravilu treba izbegavati.
Ako je to nemoguće posebno treba obratiti paižnju
razmatranju uslova stabilnosti terena i
saobraćajnica, kao i izboru optimalnih metoda
sanacije.

Uticaj hidroloških i hidrogeoloških činilaca
Od hidroloških činilaca za trasiranje saobracajnica
osnovni značaj imaju karakteristike hidrografske
mreže. Sl.10.20.Nasipi na slabo nosivom tlu
U tom pogledu povoljniji su oni tereni koji su
ispresecani sa manjima brojem površinskih tokova, kao i tokovi čiji su protoci ujednačeniji
i ne prouzrokuju plavljenje terena. Uticaj hidrogeoloških činilaca na pogodnost terena ogleda
se preko vrsta izdani, položaja i veličina oscilacija nivoa izdani, brzine i pravca kretanja
podzemnih voda.
Uslovi za vođenje trasa saobraćajnica povoljniji su na ocednim terenima koji se lako
dreniraju, a uz to su bez izvora, ili sa što manje izvora, izdanskih oka i pištevina. Povoljni
uslovi vladaju u terenima sa dubokim nivoima izdani i sa njihovim malim oscilacijama tako
da podzemna voda ne dopire do površine terena ili pojedinih elemenata saobraćajnica.
Kada ovi uslovi nisu ispunjeni treba pri projektovanju predvideti mere kojima će se sprečiti
štetno dejstvo podzemne vode kao što su raskvašavanje, bubrenje i visoko kapilarno penjanje.
Uslovi izgradnje useka i zaseka i nasipa
Zasecanje i usecanje terena, kao i nasipavanje pojedinih njegovih delova, u funkciji su
realizacijeputnih saobraćajnica i železničkih pruga. Cilj im je postizanje projektovane nivelete u
visinskom i prostornom smislu.
Zaseci i useci izvode se u morfološki razvedenom terenu, u svim slučajevima kada je kota nivelete
trase oispod kote terena, neposredno u padini (zaseci) ili području niskih brežuljaka (useci). Time
se izbegavaju visoki stepeni nagiba trase i njeno produženjeobilaženjem prepreke.

905. 905/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
U čvrstim, vezanim stenskim masama izrada zaseka i useka, odnosno određivanje nagiba
kosine, kod koje će bokovi biti stabilni, zavise od litološkog sastava, razlomljenosti stenske
mase, prostornog položaja pukotina i njihovog međusobnog odnosa te (u slojevitim stenama)
od odnosa nagiba slojnih ravni prema pružanju zasečene padine ili izvedenog nasipa (sl
10.20).

Zaštita kosina od uticaja savremenih egzodinamičkih faktora (errozije, odronjavanja,
osipanja), a radi povećanja stepena sigurnosti i stabilnosti, posvećuje se pažnja u
razlomljenim stenama. U tu svrhu izvode se potporni i obložni zidovi, gabionski madraci,
postavljaju se usidrene žičane mreže sa zategama , izgrađuju se kontraforovi sa sidrenjem u
stenskoj masi, ili se stenska masa zaštićuje mlaznim (torkret) betonom ( najbolja primena je
u flišnim naslagama i raspadnutim laporcima i sličnim stenama izloženim atmosferilijama).
U ternima izgrađenim od nevezanih i poluvezanig sedimenata, stabilnost kosina zavisiće od
granulometrijskog i petrografskog sastava, uugla unutrašnjeg trenja materijala, kohezije,
poroznosti, vodopropusnosti, klimatskim faktorima (zamrzavanje), nivoa podzemnih voda i
njhovih oscilacija, od proslojaka i sočiva materijala različitih granulometrijskih i fizičko-
mehaničkih svojstava. Uopšteno, u takvim terenima važno je studiozno proučiti sve
relevantne faktore, posebno one koji zbog zadiranja u takve sedimente mogu izazvati pojave
klizanja. Zbog toga su nagibi kosina i useka u nevezanim i poluvezanim sedimentima po
pravilu veoma blagi, prilagođeni njihovim karakteristikama u pogledu stepena otpornosti
materijala na smicanje.
Nasipi su takođe objekti koji se izvode na putnim i železničkim saobraćajnicama, u
slučajevima kada je kota nivelete trase iznad kote terena. Za izradu nasipa najpovoljniji je
lomljeni, dobro složeni kamen, povoljnih petrografskih i fizičko-mehaničkih karakteristika.
Ako nema kamena (u terenima izgrađenim od poluvezanih i nevezanih sedimenata), za
nasipanje se koriste šljunak, pesak i glina.
Stabilnost kosina, u nagibu 1:1 i većem, postiže se kamenom. Ostali materijali zahtevaju
blaže nagibe. Šljunak, pesak i glina u nasipima su stišljivi, odnosno podložni sleganju tokom
vremena. Konsolidacija nasipa u šljunkovima traje relativno kratko (slično je i kod peskova).
U glinama to je značajno dug proces, koji traje godinama. Nasipanje se obavlja u slojevima
debljine do maksimalno 60 cm, uz trajno zbijanje vibrovaljcima i osiguranje
optimalnevlažnosti. Za izradu nasipanisu povoljni materijali podložni trošenju i raspadanju
(laporci, posebno oni sa većom količinom glinene komponenre), ali ni građevinski otpad,
prašina (silt) i gline sa organskim materijama.
Pri projektovanju i izgradnji useka i zaseka primenjuju se principi mehanike tla i inženjerske
geologije. Njihovi pristupi rešavanja problema su razlititi.
Principima mehanike tla mogu se projektovati kosine primenom statičkih proračuna kojima
se pouzdano određuje naponsko stanje u bilo kojoj tački kosine uz usvajanje heterogenosti i
anizotropije tla. Za ove proračune treba da se pruže izvorne karakteristike terena na osnovu
inženjersko-geoloških principa, ali su mogućnosti njihovog određivanja ograničene.
Pouzdano se mogu odrediti svi neophodni parametri iz homogenog, tektonski malo
oštećenog tla. Suprotno tome sistemi površina koje nastaju usled različitih procesa u tlu
mogu biti toliko složeni da su elementi njihovog opisa samo približni.

906. 906/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Nagibi kosina useka i zaseka uslovljeni su pretežno geološkom građom terena, ispucalošću
i raspadnutošću stenskih masa.
U kamenitim stenskim masama koje su masivne ili slojevite sa horizontalnim položajem
slojeva nagibi kosina mogu biti vrlo strmi, a kod plićih useka i zaseka čak i vertikalni. Kod
nagnutih slojeva nagib kosine uslovljen je pravcem i uglom pada slojeva. Karakteristični
primeri prikazan i su na sl.10.4. i 10.20.
U nevezanim (nekoherentnim) sedimentima nagibe kosina useka i zaseka treba prilagoditi
otpornosti na smicanje i visinama kosina. Problemi se mogu javiti ako se na kosinama
javljaju proslojci i sočiva sitnozrnijih sedimenata.
U takvim slučajevima nagibe kosina treba izvoditi pod blažim uglovima.
Projektovanje kosina useka i zaseka u koherentnim sedimentima uvek je predmet diskusije.
Pri rešavanju ovih problema treba obratiti pažnju na prisustvo i značaj nepovoljnih geoloških
pojava koje su obično povezane sa konkretnim uslovima na terenu.
Pri projektovanju kosina useka i zaseka treba obratiti pažnju na potencijalne pojave klizenja.
U principu na kosinama mogu nastati, kako plitka, tako i duboka klizenja sa cilindritnim ili
ravnim površinama klizenja.
Plitka klizenja mogu nastati na niskim kosinama koje se izvedu sa nagibima većim od
dozvoljenih zbog toga što nije obraćena pažnja na uticaj podzemne vode. Gubljenje čvrstoće
nastaje pod dejstvom atmosferskih voda koje proniču u tlo. Stabilnost raskvašene kosine još
više se pogoršava usled zamrzavanja tla zasićenog vodom i efekta absorbcije vode iz nižih
delova tla koji prati mržnjenje tla. Takve pojave nastaju na kosinama čiji su nagibi blaži od
20
0
, a mogu se sprečiti pokrivanjem kosina busenjem trave ili slojem peska (debljine oko 0,5 m).
Slične pojave mogu nastati i usled pronicanja atmosferskih voda kroz prsline u tlu koje
nastaju usled sušenja glina.
Stabilnost kosina može biti narušena kada se nivo podzemne vode nalazi iznad dna zaseka.
Duboka klizenja najčešće nastaju u prekonsolidovanim glinama, u kojima je moguća pojava
dilatancije. Pri tome klizenje mase vrši se sa rotacijom. Utrošak energije na razvoj
mehanizma dilatancije prouzrokuje da klizne površine često imaju površine koje nisu kružno
cilindrične. Na delu gde je normalan napon mali tj. u nožičnom delu klizna površi zalazi
dublje u kosinu približavajući se pri tome vertikalnom položaju. Ta pojava utiče na
smanjenje koeficijenta sigurnosti odprilike za 7% u odnosu na klasično rešenje.
Dilatancija prouzrokuje povećanje zapremine tla u zoni klizne površine, usled čega se
njegova vlažnost povećava pribliino za 5%. Zbog toga određivanje otpornosti na smicanje
treba izvoditi pri odgovarajućim naponskim uslovima.
Povećanje vlažnosti dešava se lagano da bi tlo u zoni klizne površine moglo da absorbuje
vodu iz okolne sredine. U vezi sa tim kosine se mogu ostaviti nekoliko dana sa povećanim
nagibom. Ta činjenica ima praktični značaj pri projektovanju zaštite kosina bankinama.
U nožičnim delovima, gde su normalni naponi mali, rasterećeno glinovito tlo absorbuje vodu
više nego na drugim delovima. Stabilnost kosine smanjuje se pri izlasku vode na površinu,
što iziskuje da se nožični deo optereti bankinom od vodoocednog materijala koja se oslanja
na mali potporni zid. Vodopropusnost materijala u bankini mora biti deset puta veća nego u kosini,
ali po granulometrijskom sastavu on ne sme biti pogodan za razvoj procesa mehaničke sufozije.
Drugi faktor koji utiče na oblik klizne površine je anizotropija tla u kosinama useka i zaseka.

907. 907/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Pojava velikih horizontalnih unutrašnjih (rezidualnih) napona u tlu prouzrokuje povećanje
njegove zapremine na dnu useka ili zaseka. Usled toga dno useka se izdiže, a kosine se
međusobno približavaju za nekoliko centimetara, što dovodi do razvoja napona na zatezanje
na površini tla u gornjim delovima kosine i pojave klizenja na ovim mestima. Ove pojave
mogu se sprečiti i zradom bermi u gornjim delovima kosina. Veću opasnost predstavlja
obrazovanje lokalnih kliženja koja zahvataju teren na znatnom rastojanju od gornje ivice
kosine. Takve pojave mogu se sprečiti smanjenjem nagiba kosina, što predstavlja
neekonomično resenje. Sprečavanje se može postići izradom drenažne bankine u nožici
kosine. Pouzdano, ali skupo sprečavanje postiže se izradom masivnog potpornog zida.
Prekonsolidovane gline pokazuju svojstva kontrakcije pri relativno niskim naponima. U nizu
slučajeva tkave gline pokazale su plastitno deformisanje pri smanjenju normalnog napona
za 0, 2 MPa. Takvi uslovi mogu se javiti na kosinama čije su visine veće od 10 m. Klizenja
izazvana ovom pojavom razvijaju se vrlo brzo, pretežno još u vreme izvođenja "zemljanih"
radova, Pri tome se klizna površina ne javlja, već se formira gusta mreža od površina loma.
Samo se na krajevima zone klizenja, usled malih normalnih napona i pojave dilatancije,
javlja jedna ili nekoliko uočljivih kliznih površina. Zbog toga se preporučuje da se u statičke
proračune stabilnosti kosina uvode parametri otpornosti na smicanje koji odgovaraju
deformacijama pri nastanku dilatancije i kontrakcije. U takvim proračunima veličina
koeficijenta sigurnosti može biti mala, pribliino 1,2. Pri konstrukciji pretpostavljene zone
klizenja treba i mati u vidu da ona zalazi dublje u kosinu nego klizna površina koja se formira
u normalnim uslovima.
U slučajevima kada su na lokacijama useka i zaseka zastupljene ispucale gline treba imati u
vidu da u statičkim proračunima treba usvojiti niže vrednosti otpornosti na smicanje nego
kada su gline kontinualne (neispucale). Pogodno svojstvo ovih glina je što se mogu drenirati
horizontalnim bušotinama. Jedan od načina narušavanja stabilnosti kosina u ispucalim
glinama je otvaranje pukotina pod uticajem rasterećenja i pronicanje atmosferskih voda u
njih. U vezi sa tim neophodno je blagovremeno pokrivanje kosina busenjen trave i izrada
bankine ili potpornog zida u podnožju kosine. Takođe je neophodna i zastita od zamrzavanja
tla. Treba izbegavati izradu dubokih drenaža ispod sabirno odvodnih kanala, pošto tokom
izrade istih može biti izazvana pojava klizenja.
Ō Podzemne vode u kosinama snižavaju efektivne napone između čestica gline i
smanjuju otpornost tla na smicanje, smanjuju stabilnost kosine.
U usecima i zasecima u flišu pojave klizenja mogu nastati u slučajevima kada vodopropusne
gline pokrivaju manje raspadnuti fliš sa većom vodopropusnošću koji se periodično zasićuje
vodom. U podnožju kosine povećava se hidrostatički pritisak koji izaziva pojavu klizenja i to
ne samo u kosini već i u delu kolovoza. U zavisnosti od veličine hidrostatičkog pritiska klizenje se
razvija i na kosinama sa nagibom 12-14
0
a u izuzetnim slučajevima i pri nagibima manjim od 10
0
.
Uslovi izgradnje nasipa
Pri izgradnji nasipa inženjerskogeološke karakteristike terena imaju dvostruku ulogu. Na
osnovu njih određuju se uslovi stabilnosti i pogodnost geološkograđevinskih materijala za
ugradnju u nasipe.

908. 908/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
U cilju smanjenja sleganja materijala ugrađenog u nasipe vrši se zbijanje istog. Taj činilac
predstavlja jedan od osnovnih kriterijuma pri proceni pogodnosti različitih geološko-
građevinskih materijala za izradu nasipa.
Oni su prema stepenu pogodnosti poređani sledećim redom:
- kamena drobina,
- dobro granulisan šjunak (GW),
- dobro granulisan pesak (SW),
- slabo granulisani šljunak (GP),
- glinoviti šljunak (GC),
- slabo granulisan pesak (SP)
- prašinasti pesak (SM) i
- glinovit pesak (SC).
Prašinasti pesak (SM), nisko i srednje plastična glina (CL i CI) takođe se mogu koristiti, ali
pri tome treba imati u vidu njihove ograničene mogućnosti u uslovima povećane vlažnosti,
što važi još i za prašine i škriljce.
Zbijanje može biti efikasno ako geološkograđevinski materijali sadrže najviše 40% čestica
manjih od 2 mm, a da njihova granica tečenja ne prelazi 50%.
Stabilnost nasipa uslovljena je karakteristikama njegove podloge a računa se primenom
geostatičkih metoda. Pri tome treba obratiti pažnju na inženjerskogeološke uslove koji se
ponekad u računima zanemaruju. Takve su na primer pojave visokih hidrostatičkih pritisaka
prouzrokovane specifičnom geološkom građom terena,ili neadekvatno dreniranje podloge nasipa.
Inženjerska svojstva tla koja se koriste za nasipe, kao što su njihova čvrstoća na smicanje i
stišljivost, su pod uticajem količine zbijenosti kojoj su prošli. U skladu sa tim, željena količina
zbijenosti se utvrđuje u odnosu na inženjerska svojstva potrebna da nasip izvede svoj projekat.
Način sabijanja koji se koristi zavisi od vrste tla, uključujući njegovu klasu i sadržaj vlage u
vreme zbijanja; ukupna količina materijala, debljina sloja i brzina kojom se treba sabiti; i
geometrija predloženih zemljanih radova.
Nasip na slabo nosivom tlu
Geomreže ili geomati mogu se koristiti u izgradnji nasipa na slabom terenu bez potrebe za
iskopavanjem tla i zamensko granulisano punjenje. Oni mogu omogućiti ubrzanje
postavljanja punjenja često u kombinaciji sa vertikalnim trakastim drenovima. Slojevi
geomreže ili geotekstila mogu se koristiti u podnožju nasipa za presecanje potencijalnih
dubokih pukotina ili za pomoć u izgradnji nasipa preko naslaga treseta.
Geomreže se takođe mogu koristiti za kapsuliranje drenažnog sloja zrnastog materijala na dnu
nasipa. Upotreba traka ili drenažnog sloja pomaže u smanjenju i regulaciji diferencijalnog sleganja.

909. 909/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)




Sl.10.21.Nasipi na slabo nosivom tlu - ojačanje kosina nasipa, između ostalog - smanjuje se zona
Geocell geosaće (Geocells)-Proširiva trodimenzionalna struktura slična saću može se konstruisati
na dnu nasipa koji se gradi na mekom tlu. Ćelije su uglavnom visoke oko 1 m i ispunjene su
zrnastim materijalom. Ovo takođe deluje kao drenažni sloj.
Sl. 10. 22. Primer ugrađivanja geomreža i interakcija sa tlom














Sl. 10.23. Prikaz koji pokazuje ograničavanje u geoćeliji - izometrijski prikaz sloja geoćelije i opterećenja
Madrac preseca potencijalne ravni loma, a njegova krutost ih tera dublje u čvršće tlo. Grubo
sučelje u podnožju dušeka osigurava mobilizaciju maksimalnog smičućeg kapaciteta temeljnog
tla i značajno povećava stabilnost. Diferencijalno sleganje i bočno širenje su minimizirani.

Stabilizacija tla i izgradnja saobraćajnica
Kada inženjerska svojstva tla koja se koriste za nasipe, kao što su njihova čvrstoća na
smicanje i stišljivost, nisu dobra ili ne mogu zadovoljiti tražene parametre za građenje,
neophodno je poboljšati njegova svojstva. Poboljšanje stabilnosti zapremine, čvrstoće i
svojstva naprezanja i deformacije, propusnost i trajnost postiže se raznim metodama
poboljšanja - primena aditiva sa tlom ili premena geosintetika kao stabilizatora.
U glinovitim tlima bubrenje i skupljanje mogu se smanjiti. Dobro mešanje stabilizatora sa
tlom je najvažniji faktor koji utiče na kvalitet rezultata. Cement i kreč su dva najčešće
korišćena aditiva.

910. 910/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)




















Sl.10.24.Naponi u proširenim geoćelijama pod pritiskom opterećenja (Hegde i Sitharam, uz dozvolu ASCE).
U tabeli 10.10 dati su izrazi i parametri za proračun pritisaka i deformacija u geoćeliji.
Tabela 10.10 - Izrazi za proračun pritisaka i deformacija na površini geoćelije













Kako je već rečeno, saobraćajnica (saobraćajna infrastruktura) je kapitalna investicija kojoj
se vrednost postupno, unutar predviđenog veka upotrebe, smanjuje napredovanjem procesa
njene degradacije.U današnje vreme zbog povećanih osovinskih opterećenja, rastasaobraćaja
teških teretnih vozila, ali i zbog sve veće starosti kolovoza, dolazi do ubrzanog propadanja
slojeva kolovozne konstrukcije prvenstveno asfaltnih. Zbog nedovoljnih financijskih
sredstava za održavanje saobraćajnica danas je česta pojava da su asfaltni slojevi kolovoznih
konstrukcija koje su u upotrebi već dugi niz godina u velikoj meri ispucani.
Tabela 10.11 - Izrazi za proračun pritisaka i deformacija na površini geoćelije

911. 911/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Pri izgradnji ili održavanju (popravci) saobraćajnica, primenjuju se plastične mreže -
geosintetici. Ove mreže primaju zatežuće sile u kolovoznoj konstrukciji, tj. imaju ulogu
armature. Najčešća primena im je pri izgradnji visokih nasipa sa strmim kosinama (1:1, 3:2
ili 2:1), ili pri sanaciji deformisanog trupa puta. Danas su najčešće u upotrebi plastične
jednoaksijalne mreže (napone primaju u podužnoj osi) i dvoaksijalne mreže (napone primaju
u oba pravca), sl.10.25.
Sl.10.25. Čvrstoća geomreže i interakcija sa tlom (uklještenje zrna) povećavaju čvrstoću tla
Geosintetici su uspešno korišćeni za ispunjavanje niza funkcija koje značajno doprinose
dobrim performansama saobraćajnica. Oni uključuju funkcije separacije, filtracije, ojačanja,
učvršćiivanja, drenaže, barijere i zaštite. Jedna ili više od ovih višestrukih funkcija je
korišćeno u najmanje šest važnih aplikacija na putu - saobraćajnici.
Primeri uključuju migraciju reflektirajućih pukotina u asfaltnim slojevima, separaciju,
stabilizaciju kolovoznih podloga, stabilizaciju koovoznih mekih podloga i bočnu drenažu.

Ojačano tlo (zemlja) - armirano tlo
Armirano tlo definiše se kao kompozit tla i geosintetičke armature, najčešće geotekstila ili
geomreže, polimernih ili metalnih traka ili ređe metalnih mreža. Tehnikom armiranja tla
mogu se izvesti potporni zidovi, strmi nagibi nasipa, stabilizovati nestabilne kosine,
poboljšati temeljno tlo i ojačati nosive slojeve saobraćajnica. Primenom geosintetika u ovim
radovima pojavila su se pitanja o mehanizmima delovanja između tla i geosintetika kao
armature i efikasnosti i ekonomičnosti primene različitih tipova geosintetika za različite
uslove u tlu. Ova tehnika armiranja tla pokrenula je razvoj istraživanja mehanizama
interakcije tla i armature kroz razvoj teorijskih i numeričkih modela, modelskih ispitivanja i
ispitivanja na konstrukcijama. Kod svakog od mogućih mehanizama unutrašnjeg loma u
nasipu od armiranog tla (sl.10.26) armatura sa tlom ostvaruje interakciju na različit način. U
zavisnosti od mehanizma loma razvijeni su različiti modeli ispitivanja interakcije tla i armature.
Efikasnost armature zavisi od njene zatezne čvrstoće i veze koju razvija sa okolnim tlom.
Takođe je potrebno obezbediti neki oblik barijere za zadržavanje tla na ivici armiranog tla
konstrukcije. Ova obloga može biti fleksibilna ili kruta, ali mora biti dovoljno čvrsta da
zadrži tlo i omogući da se na njega pričvrsti armatura. Budući da je armirano tlo fleksibilno
i da se strukturne komponente grade u isto vreme kada se postavlja zatrpavanje, posebno je
pogodno za korišćenje preko stišljivih temelja gde može doći do diferencijalnog sleganja
tokom ili ubrzo nakon izgradnje.

912. 912/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)














Sl.10.26. Presek nasipa/zida od armiranog tla sa mehanizmima loma i postupci ispitivanja koji
odgovaraju određenom mehanizmu loma, preuzeto i dorađeno, E.M.Palmeira,2008.
Sl.10.27. Tri modela (načina) loma za armirane nasipe
Osim toga, kako armirani zemljani zid koristi male prefabrikovane komponente i ne zahteva
oplate, može se prilagoditi potrebnim varijacijama visine ili oblika.

Analiza i proračun za ojačane zemljane potporne zidove vezani su za spoljne, unutrašnje,
globalne i uticaje na fasadnom - čeonom delu. Proračun se radi pomoću standardne metode
analize stabilnosti kosine.
Granularno punjenje je najpogodnije po tome što slobodno drenira i nije podložno mrazu,
kao i praktično nije korozivno što se tiče elemenata za ojačanje. Takođe je relativno stabilan,
eliminiše pomeranja nakon izgradnje. Ipak, sitnozrni materijali se mogu koristiti kao ispuna,
ali je neophodan sporiji raspored izgradnje.
Na lokaciju autoputeva i drugih putnih pravaca u prvom redu utiče topografija. Nasipi, useci,
tuneli i mostovi (vijadukti) mogu se graditi za provođenje puteva i železničkih pruga sa
prihvatljivim nagibima kroz područja težeg terena. Očigledno, izgradnja ovakvih objekata
povećava poteškoće, vreme i troškove izgradnje trasa.

913. 913/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl. 10.28. Faze - postupak projektovanja zidova sa geotekstilom i geomrežama















Sl. 10.29. Primarne funkcije geosintetika
Sl. 10.230. Primarna funkcija geosintetika - razdvajanje – separacija (Separation)
Sl.10.31. Primarna funkcija geosintetika - ojačanje (Reinforcement)

914. 914/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Sl. 10.32. Primarna funkcija geosintetika -učvršćivanje (stiffening)
Sl. 10.33. Primarna funkcija geosintetika - filtracija (Filtration)
Sl.10.34. Tipičan presek zidova sa geosinteticima











Sl.10.35. Oblasti upotrebe geosintetika
Geološki uslovi, posebno svojstva tla, potencijalna relativna pomeranja tla i potencijalna
horizontalna i vertikalna raspodela deformacija moraju se uzeti u obzir pri projektovanju
trasa u seizmički aktivnim regionima.
Rasedi i nasipi u rudarskim područjima mogu koncentrisati efekte sleganja, dovodeći do
površinskih pukotina, što može dovesti do ozbiljnog površinskog oštećenja saobraćajnice.
Prirodne šupljine i šupljine u stenskim masama takođe mogu predstavljati potencijalne

915. 915/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
probleme sleganja u izgradnji trase. Urušavanje vrtače ispod puta može biti odgovorno za
katastrofalne posledice.
Geomreže se sada koriste u izgradnji puteva u područjima gde bi sleganje, zbog prirodnih
uzroka ili rudarstva, moglo predstavljati buduću pretnju.
Očigledno, pažnja se mora posvetiti stabilnosti padina/kosina. Male varijacije u čvrstoći,
razmaku diskontinuiteta ili stepenu istrošenosti stenskih masa mogu uticati na brzinu
iskopavanja. Geološke karakteristike kao što su rasedi, zone drobljenja i pukotine, kao i
karakteristike koje je napravio čovek, kao što su napušteni rudarski radovi, mogu uzrokovati
poteškoće tokom izgradnje.
10.4. Inženjerskogeološki uslovi izgradnje železničkih pruga
Kod projektovanja železničkih pruga, u pogledu nagiba nivelete u usponu i padu i veličini
radijusa krivine, važe strožiju kriterijumi, nego što je slučaj kod putnih saobraćajnica. Zato
se pri istraživanjima za potrebe projektovanja železničkih pruga velika pažnja posvećuje
karakteristikama reljefa. Kako je reljef posledica delovanja celokupnih geoloških faktora od
postanka do danas, očito je da u inženjerskogeološkom smislu treba istražiti teren, posebno
njegovu stabilnost. To se odnosi na savremene inženjerskogeološke egzodinamičke procese
i pojave (klizišta, erozija, siparišta, odroni) i na pojavu bujičnih vodotoka i njihovih nanosa,
kao i na hidrogeološke karakteristike terena i delovanje površinskih voda, koje mogu ugroziti
trup pruge.
U kraškim terenima važno je otkriti eventualno postojanje podzemnih šupljina plitkog svoda
ispod trupa pruge da bi se izbegla pojava proloma (kolapsa).
U brežuljkastim i brdovitim terenima sa jakim uticajem vetra, zbog mogućnosti pojave
snežnih nanosa i lavina, udara odronjenog kamenja, važno je istražititeren radi optimalnog
rešenja žaštite voza i pruge (posebno nakon izlaska iz useka). Zaštita se izvodi pomoću
pregrada, biljnog rastinja, betonskim ili kamenim zidovima i drvenim gredama, složenim
između profila od betona ili gvožđa koji su izvedeni za tu svrhu. Zaštita od odronjavanja
najefikasnija je ako se izgradi u obliku galerije sa određenim nagibom svoda, koji amortizuje
udarce i usmerava odronjeno kamenje (masu) u podnožje brda.
U pogledu povoljnosti terena za temeljenje pruge, najbolje karakteristike imaju sve sveže
magmatske stene, vezane sedimentne stene i metemorfne stene, osim onih koje omaju
izrazito škriljavu teksturu. U železničkim tunelima, usecima i zasecima treba obratiti pažnju
površinama diskontinuiteta. Kod izrade nasipa treba odabrati kamen male poroznosti,
nestišljiv, velike čvrstoće i žilavosti, otporan na atmosferilije i druge spoljne faktore.
Ostale karakteristike inženjerskogeoloških istraživanja slične su kao kod istraživanja za
putne saobraćajnice ili za tunele.
10.5. Uslovi izgradnje mostova i vijadukata
Izgradnja mostova i vijadukata zahteva izuzetno poznavanje geoloških uslova koji okružuju
vodna tela (stubove). Inženjerska geologija i geotehnička stručnost su kritične za
projektovanje stabilnih temelja mosta.
Mostovi i vijadukti izvode se u sklopu saobraćajnica, zbog morfoloških karakteristika terena.
Most je objekat koji spaja obale neke reke, odnosno rečne doline, a vijadukt objekat koji
premošćuje suvu dolinu, zbok skraćivanja dužine puta i troškova koji bi nastali obilaženjem,
a takođe i zbog poboljšanja saobraćajnih karakteristika trase.

916. 916/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Neki opšti slučajevi postavljanja mosta u različitim tlocrtnim dispozicijama prikazani su na crtežu- sl.10.36.






Sl.10.36. Moguće situacione (tlocrtne) dispozicije mosta
Relevantni geološki podaci, koji su važni pri projektovanju i izgradnji mostova i vijadukata,
odnose se na litološki sastav terena, tektonske i strukturnogeološke karakteristike, fizičko-
mehanička, hidrogeološka svojstva i uticaj savremebih inženjersko-geoloških procesa i pojava.
U litološkom smislu, za temeljenje mostova i vijadukata povoljne su sve sveže čvrste stene
koje odgovaraju kriterijumima nosivosti. U takvim stenama istraživačkim radovima u svim
fazama projektovanja treba definisati svojstva bitna za gradnju i bezbednost u eksploataciji.
Tektonska i strukturnogeološka svojstva su bitna kod određivanja lokacija temelja stubova i
iskopa za temelje (radi njihove stabilnosti i otpornosti na seizmičke uticaje i postizanja
dozvoljene nosivosti). U tom smislu nepovoljna svojstva imaju stene koje su jako razlomljene
i trošne, posebno ako je temelj lociran u rasednoj zoni ili u razlomljenom temenu antiklinale.
Fizičko-mehanička svojstva koja utiču na stabilnost temelja stubova mostova i vijadukata
(a time i na celokupnu konstrukciju) su: čvrstoća na pritisak, gustina, zapreminska masa,
poroznost, žilavost, otoprnost na zamrzavanje, otpornost na uticaj vode otpornost na udar.
Hidrogeološka svojstva bitna za sigurnost temeljne konstrukcije su: podzemni tokovi vode
i veličina slivnog područja sa kojeg voda gravitira lokacijama stubova, vodopropusnost i
nivoi kolebanja podzemne vode.
Savremeni inženjersko-geološki procesi koji utiču na stabilnost mostova i vijadukata su:
fluvijalna (rečna) erozija (veoma i trajno izražena na obalama koje spaja most, a povremeno,
u slučaju bujičnih vodotoka, i kod vijadukata), odronjavanje delova stenske mase, osipanje
i klizanje po površinama (ravnima) diskontinuiteta.
U slučaju izrade temelja stubova mostova i vijadukata u nevezanim i poluvezanim stenskim
masama, velika pažnja posvećuje se debljini sloja, granulometrijskom i petrografskom
sastavu, koheziji, uglu unutrašnjeg trenja, poroznosti, složenosti zrna, nivou podzemnih voda i
njenom kolebanju, stišljivosti, bubrenju, tiksotropiji, sufoziji i likvifakciji, od čega će zavisiti

917. 917/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
način temeljenja (plitko temeljenje ili temeljenje na bušenim ili zabijenim stubovima (pilotima).
U sadašnje vreme izgradnja mostova dostigla je visoki tehnički nivo. Njeno uspešno
sprovođenje uslovljava više činilaca: morfološka svojstva, petrogeni sastav, strukturna
svojstva, fizičko-mehanička svojstva, hidrogeološka svojstva stenskih masa i postojanje ili
mogućnost razvoja inženjersko-geoloških procesa.
Među morfološkim svojstvima bitni uticaj imaju: širina i visina doline, nagib dolinskih
strana, kao i simetričnost dolina. Za izgradnju mostova najpovoljniji su suženi delovi dolina
jer je na njima dužina mostova manja. Pri istoj dužini mosta kod niskih dolinskih strana
visina radne skele je manja, a stubovi su niži nego kod visokih dolinskih strana. Usled toga
uslovi građenja su lakši, vreme građenja je kraće, a cena je manja. Kod dolinskih strana čiji
su nagibi blaži uslovi građenja su lakši nego kod strmijih dolinskih strana. Simetrične doline
pružaju povoljnije uslove projektovanja i građenja nego asimetritne.
Uticaj petrogenog sastava ogleda se kroz čvrstoću i način zaleganja stenskih masa. Ukoliko
je čvrstoća veća, utoliko je otpornost na smicanje veća, a deformabilnost manja, što
omogućuje izradu statički osetljivih konstrukcija mostova. Masivne stenske mase pružaju
povoljnije uslove od slojevitih. Pri istom litološkom sastavu i istim debljinama slojeva
sleganje temeljnih stopa je veće ako su slojevi horizontalni, a manje kada su vertikalni.
Međutim, ako je čvrstoća slojeva različita, horizontalni slojevi pružaju ujednačenije uslove
u spojnici temelja i tla. Kod kosih slojeva stabilnost temeljnih stopa veća je na onoj obali
gde slojevi padaju suprotno od nagiba obale a najmanje je kada padaju ka obali i to pod
uglom blažim od nagiba obale. Najnepovoljnije uslove za temeljenje mostovskih stubova
pružaju muljevi zbog njihove male otpornosti na smicanje i velike stiš1jivosti.
Strukturna svojstva terena manifestuju se njegovom ubranošću i rasedanošću. Sa
povećanjem ubranosti pogoršava se pogodnost terena za izgradnju mostova. Međutim, pri
istom stepenu ubranosti povoljniji uslovi vladaju kada su naslage horizontalne i
konkordantne. Najnepovoljniji su tereni u kojima su formirane kraljušti.
Rasedne zone pružaju povoljne uslove za formiranje rečnih korita jer su u njima stenske
mase najviše izlomljene ili čak izdrobljene, ali su zato uslovi za građenje mostova nepovoljni.
Značaj fizičko mehaničkih svojstava ogleda se kroz potrebu za primenom njihovih
numeričkih vrednosti pri izvođenju proračuna stabilnosti, pre svega dozvoljenog opterećenja
i sleganja tla kao i stabilnosti ivica temeljnih iskopa.
Hidrogeološka svojstva koja bitno utiču na uslove građenja mostova su: položaj nivoa
podzemne vode, vodopropusnost stenskih masa, hidraulička veza podzemnih i površinskih
voda i agresivnost podzemnih voda. Pri visokom nivou podzemnih voda i velikoj
vodopropusnosti priticaj podzemne vode u temeljne iskope je veliki. Na taj način se otežava
izvođenje i održavanje iskopa, kao i betonranje temeljnih stopa. Pri velikom doticanju
podzemnih voda u temeljne iskope potrebno je intezivno crpljenje, pobijanje talpi ili primena
kesona. Ovi zahvati usporavaju rad i povećavaju cenu građenja. Slični uslovi vladaju pri
postojanju hidrauličke veze između podzemnih i površinskih voda.Agresivne podzemne
vode deluju štetno na beton i gvozdene delove konstrukcija pogoršavajući tokom vremena
sve više stabilnost konstrukcije mosta.
Važniji inženjersko geološki procesi koji utiču na uslove izgradnje i stabilnost su
podlokavanje, klizenje, odronjavanje, mehanička sufozija i likvifakcija.

918. 918/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Podlokavanje može nastati usled stvaranja vrtloga
oko stubova i rečne erozije na obalama. Pri
vrtloženju oko stubova vrši se odnošenje nanosa
oko i ispod temeljne stope stuba usled čega ovj gubi
oslonac. Dejstvom rečne erozije može nastati
podlokavanje obale ili se mogu formirati klizišta i
odroni u zoni temeljnih stopa obalnih stubove.
U priobalnim terenima koji su izgradjeni od
prašinastih ili peskovitih sedimenata sa
odgovarajutim granulometrijskim sastavom pri
naglim oscilacijama nivoa podzemne vode ili
vodostaja može se razviti mehanička sufozija, a pri
zemljotresima likvifakcija.
Sl.10.37. Most (Vijadukt).
One mogu ugroziti stabllnost temelja mostovskih
stubova. Slični efekti mogu se javiti i pri dejstvu
vestatkih vibracija u slučajevima kada su temeljne
stope mosta fundirane u tiksotropnim glinama.
Nepovoljne inženjersko-geološke karakteristike terena mogu se odraziti štetno i pri izradi
temeljnih jama za mostovske stubove. U dubljim temeljnim jamama sa vertikalnim ili vrlo
strmim stranama koje se izvode u koherentnim i nekoherentnim sedimentima ili mehanički
oštećenim stenama pri nesolidnom podgrađivanju dolazi do zarušavanja
ivica pod dejstvom bočnih pritisaka na ivice temeljnih jama.
Pri kopanju temeljnih jama u vodom zasićenim peskovima i prašinastim,
ili muljevitim peskovima usled razlike hidrostatičkog pritiska mogu
nastati pojave tečljivih masa. Uobičajeno je da se mehanizam ove pojave
detaljnije prikazuje u mehanici tla.

Sl.10.38. Linije toka u struji reke oko stuba mosta

13.6. Inženjerskogeološki uslovi izgradnje tunela
Tuneli su podzemni objekti koji se grade u sklopu saobraćajnica (putnih i železničkih,
potkovičastog oblika) i hidrotehničkih objekata (hidrotehnički tuneli su pod pritiskom,
kružnog oblika). S obzirom na različitost u sastavu, fizičke i mehaničke karakteristike,
različite stene u podzemlju različito reaguju kod izvođenja radova. Tuneli se, zavisno od
geoloških svojstava stenske mase u kojoj se planira njihovo građenje, dele na:
- laki tuneli: u čvrstim stenama, velike tvrdoće i žilavosti (sveže magmatske stene,
kompaktni krečnjaci, peš i konglomerati i metamorfne stene homogemne građe ili
škriljave, kada škriljavost ne predstavlja naglašene diskontinuitete). Nema pritiska, pa su
pogdrada i oblaganje nužni samo u eventualno jače razlomljenim zonama. Oblaganje se u
celosti izvodi samo u tunelima hidrotehničke namene.
- srednje teški tuneli: u poluokamenjenim stenama manje čvrstoće, jače oštećenim
čvrstim stenama i stenama u procesu raspadanja. Razvija se manji vertikalni a
mestimično i bočni pritisak, pa su obavezni podgrada i oblaganje.

919. 919/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
- teški tuneli: u slabo vezanim, plastičnim, veoma raspadnutim i razlomljenim stenama, u
kojima se razvija snažan podzemni pritisak, pa je potrebna jaka podgrada i odgovarajuće
oblaganje.
- veoma teški tuneli: u slabo vezanim i nevezanim stenama sa znatnim količinama vode i
vlage. U ovim stenama razvija se snažan podzemni pritisak, pa su obavezne jaka podgrada i
debela ili armirana obloga. U ovim sredinama mogća su bubrenja sa svih strana, pa i u podu tunela.
Za razliku od većine drugih građevina koje se nalaze na površini terena, ili su delimieno ukopane,
tuneli se u celosti rasprostiru unutar stenskih masa. Zbog toga ni jedna druga oblast
građevinarstva/rudarstva nije tako tesno povezana sa geologijom kao što je to građenje tunela.
Kvalitetno projektovanje, građenje i uspešna eksploatacjia tunela ne mogu se realizovati bez dobrog
poznavanja karakteristika terena. Važniji među njima su: petrogeni sastav, fizičko mehanička
svojstva i način zaleganja stenskih masa, tektonske i hidrogeološke karakteristike terena, kao i
geološke i inženjerskogeološke pojave u tunelima.
Ključni koraci procesa geotehničkog projektovanja tunela:
Projekat tunela je važan jer osigurava sigurnost, funkcionalnost i trajnost tunela. Projekat mora uzeti
u obzir različite faktore kao što su geologija, hidrologija, saobraćaj i ventilacija. Osim toga, projekat
mora biti u skladu sa relevantnim kodeksima i standardima kako bi se osiguralo da će tunel biti u
stanju izdržati sile prirode i ljudske upotrebe. Odgovarajući projekat takođe osigurava da se tunel
može izgraditi efikasno i isplativo.
Geotehničko projektovanje uključuje primenu principa mehanike tla i mehanike stena za
predviđanje ponašanja tla i stena i temelja i drugih konstrukcija koje se grade na ili u zemlji.
Proces geotehničkog projektovanja obično uključuje nekoliko ključnih koraka:
1. Istraživanje lokacije:
Ovo uključuje prikupljanje podataka o stanju tla i stena na gradilištu kroz tehnike kao što su
uzorkovanje tla i stena, bušenje bušotina i ispitivanje na licu mesta.
2. Karakterizacija tla i stena:
Prikupljeni podaci se analiziraju kako bi se odredila svojstva tla i stene, kao što su smičuća
čvrstoća, kompresibilnost i propusnost.
3. Projekat temelja:
Na osnovu svojstava tla i stena, projekti temelja kao što su plitki temelji, duboki temelji i temelji
od šipova su odabrani i projektovani koji mogu izdržati opterećenja nametnuta konstrukcijom i
odoleti pomeranju zbog faktora kao što su zemljotresi i erozija tla.
4. Analiza stabilnosti kosina:
Za kosine, potporne zidove i druge vrste zemljanih radova, analiza stabilnosti kosina se radi kako
bi se osiguralo da su kosine stabilne i da neće propasti pod opterećenjem koje nameće
konstrukcija i drugim faktorima kao što su padavine i zemljotresi.
5. Projektovanje zemljanih radova i drenaže:
Na osnovu stanja tla i stena, zemljani radovi kao što su iskopi i nasipanje, te sistemi za
drenažu su projektovani koji će sprečiti oštećenje konstrukcije usled faktora kao što su
poplave i erozija.
6. Sveukupno, geotehničko projektovanje pomaže da su konstrukcije sigurne i održive za
njihovu nameravanu upotrebu uzimajući u obzir karakteristike tla i stena na gradilištu i
projektovanjem temelja i drugih konstrukcija koje mogu izdržati opterećenja koja im se nameću.

920. 920/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Geološki faktori koji utiču na izgradnju tunela
Geološki faktori igraju značajnu ulogu u izvodljivosti i dizajnu projekta izgradnje tunela.
Neki od važnih geoloških faktora koji utiču na izgradnju tunela su:
1. Vrsta stene ili tla: Vrsta stene ili tla kroz koje je tunel izgrađen značajno će uticati na
njegov projekat, stabilnost i način izgradnje.
2. Kvalitet stenske mase: Kvalitet stenske mase, uključujući njenu čvrstoću, stabilnost i
karakteristike deformacije, može uticati na projekat tunela, metodu iskopa i zahteve za podgradu.
3. Geološke strukture: Geološke strukture kao što su rasedi, pukotine, slojevi i bore mogu
značajno uticati na projekat tunela, metodu iskopa i zahteve za podgradu.
4. Podzemne vode: Prisustvo i protok podzemne vode može uticati na izgradnju tunela
povećavajući rizik od prodora vode i izazivajući nestabilnost okolne stenske mase ili tla.
5. Seizmičnost: Tuneli izgrađeni u seizmički aktivnim područjima moraju biti projektovani
tako da izdrže napone i naprezanja uzrokovana zemljotresima.
6. Stabilnost kosina: Stabilnost okolnih kosina (padina - nagiba) i obronaka može uticati na
konstrukciju i sigurnost tunela.
7. Razmatranja životne sredine: Tuneli izgrađeni u ekološki osetljivim područjima moraju
biti projektovani tako da se njihov uticaj na okolni ekosistem svede na najmanju moguću meru.
Sve u svemu, detaljna istraga lokacije je ključna za razumevanje geoloških faktora koji
mogu uticati na izgradnju tunela i razvoj odgovarajućeg projekta tunela i plana izgradnje.
Na slici je prikazan izgled tradicionalnog norveškog sistema oblaganja tunela sa dve opcije.
Sl.10.39. Kvalitet stenske mase i izgled tradicionalnog norveškog sistema oblaganja tunela, NPRA 2012
Ō Istraživanje lokacije je važan aspekt izgradnje tunela jer pomaže u identifikaciji
potencijalnih geoloških opasnosti i drugih faktora koji bi mogli uticati na proces izgradnje.
Temeljna istraga lokacije može pomoći u određivanju karakteristika tla i stena, prisutnosti
podzemnih voda i potencijala seizmičke aktivnosti. Ove informacije mogu se koristiti za
razvoj odgovarajućeg projekta tunela, kao i za identifikaciju svih potencijalnih rizika ili
izazova koji bi mogli biti rešeni tokom procesa izgradnje. Dodatno, istraživanje lokacije
može pomoći da se identifikuju potencijalni ekološki ili društveni uticaji projekta, koji se
mogu rešiti odgovarajućim merama ublažavanja. Sve u svemu, istraživanje lokacije je
kritičan korak u procesu izgradnje tunela,
Ō Uticaj diskontinuiteta (Geološke strukture) na stabilnost tunela
Većina problema koji se odnose na stabilnost nastaju zbog toga što tunel seče ravni
diskontinuiteta (slika 10.40.).

921. 921/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)


Sl. 10.40. Položaj tunela u različitim položajima prema diskontinuitetima - tunel seče ravni diskontinuiteta
Pravi se razlika između sistematskih i pojedinačnih diskontinuiteta. U prvu grupu spadaju
površine koje stvaraju pukotine, ravni slojeva i škriljaca.
Sistematski diskontinuiteti su prisutni u praktično svim stenskim masama, sa većom
učestalošću u plićim zonama gde su češći procesi trošenja i gde otvor između takvih
diskontinuiteta takođe može omogućiti protok vode i sadržavati glinenu ispunu. Zbog
efekata ograničavajućeg pritiska, otvori u diskontinuitetima su manji na velikim dubinama i
mogu biti čvrsto zatvoreni.

Što se tiče stabilnosti, jedan od najvažnijih tipova diskontinuiteta su lomovi. To su geološke
strukture koje su tokom svoje geološke istorije pretrpele lom i deformacije i zato je njihova
čvrstoća vrlo mala; Prisustvo raseda i milonitskih ispuna daje poželjne puteve protoka za
cirkulaciju vode.
Rasedi takođe mogu akumulirati značajne tektonske napone.

Ō Rasedi su jedna od najvažnijih geoloških karakteristika koje treba istražiti za potrebe
projektovanja tunela. Treba proučavati sledeće predmete:
- Rasedi u odnosu na regionalnu i lokalnu tektonsku strukturu.
- Rased u okviru strukturne geološke analize.
- Identifikacija i klasifikacija raseda na osnovu njihovog porekla, starosti, tipa i geometrije.
- Identifikacija punjenja loma, zajedno sa njihovom snagom i potencijalom bubrenja.
- Uticaj raseda na protok podzemnih voda; bilo da deluju kao prepreke protoku ili kao
odvodi i kanali za protok.
- Uticaj prisutnih raseda na napon na licu mesta i seizmičnost, ako je primenjivo.

Ako se projekat i metodologija podgrade zasnivaju isključivo na preliminarnom
geotehničkom istraživanju, a ne prilagođavaju se u realnom vremenu prema projektovanom
3D kartiranju, neizbežno je da će doći do prekoračenja ove podgrade u tunelu.
Zanemarivanje ovoga može biti rizično i može dovesti do gubitka života i imovine osim što
utiče na kašnjenje i trajnost projekta.
"Kinematička analiza" za "zid tunela - oporac" i "krov - kalotu" je od suštinske važnosti za
analizu "gravitacije izazvanog loma" stenske mase na osnovu "Stereonet" projekcija
različitih diskontinuiteta kao prisutnih i ispravnog identifikovanja istih kroz geološka
mapiranja i istraživanja.

922. 922/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
…lokacija secišta osovina tunela sa dve ili više pukotina i treba je pažljivo zabeležiti i proučiti,
…, dubina tunela utiče na uticaj koji će ovi imati...
… mehanizme loma u konstrukciji tunela, tj. lom krova (svoda), bočne zidove (oporce) i klina koristeći
stereografske projekcije kako bi se odabrala optimalna orijentacija poravnanja tunela.

Obloga tunela je važna i treba da bude dovoljno jaka da izdrži eventualni lom bočnih zidova
- “oporca", “ krova - kalote” i klina.
… Ovo je osnovi i najvažniji pravac istraživanja. Pukotine su samo jedan od nekoliko faktora
i koje se ne mogu uvek videti (u dubini) i prikazati. Pretpostavke dubinske pukotine mogu
se predvideti na osnovu pukotina na površini iskopa.
Posebnost podzemnih radova, koja je dobro poznata projektantima i građevinskim -
rudarskim inženjerima, ali im nije uvek pripisana adekvatna težina, je da vrlo često faza u
kojoj je konstrukcija podložna najvećim naponima nije završna faza, kada je tunel završen i
podložan spoljnim opterećenjima predviđenim u fazi projektovanja, ali u međufazi
izgradnje. Ovo je mnogo delikatniji trenutak jer efekti poremećaja uzrokovanih iskopom još
uvek nisu u potpunosti ograničeni završnom oblogom u ovoj fazi kada već postojeći naponi
u stenskoj masi odstupaju otvaranjem šupljine i kanalisani oko njega (efekat luka ⭕) kako
bi se stvorile zone povećanog naprezanja na zidovima iskopa.
Delikatnost ove međufaze postaje jasna ako se
uzme u obzir da upravo od pravilnog
kanalisanja naprezanja oko šupljine (iskopa)
zavisi integritet i životni vek tunela. Kanalisanje
može se izvesti, zavisno od veličine naprezanja
u igri i svojstvima čvrstoće i deformacije tla, na
sledeći način (sl.10.41):
1. blizu profila iskopa,
2. daleko od profila iskopa i
3. nikako.

Sl.10.41. deformacije tla oko šupljine (iskopa)

- Prvi slučaj (blizu profila iskopa) dešava se kada tlo oko šupljine izdrži devijantni tok
naprezanja oko šupljine, reagujući elastično u smislu čvrstoće i deformacije.
- Drugi slučaj (daleko od profila iskopa) događa se kada tlo oko šupljine (otvora - iskopa)
nije u stanju izdržati devijantni tok naprezanja i reaguje elastično, plastificirajući se i
deformirajući proporcionalno zapremini tla koje je uključeno u fenomen plastifikacije.
Potonji, koji često uzrokuje povećanje zapremine zahvaćenog tla, širi se radijalno i odstupa
od kanalisanja napona prema spolja u stensku masu sve dok troosno naponsko stanje ne bude
kompatibilno sa svojstvima čvrstoće tla.
- Treći slučaj (nikako) se dešava kada tlo oko šupljine nije u potpunosti u stanju da izdrži
devijantni tok naprezanja i reaguje u obimu loma stvarajući kolaps šupljine (iskopa).

Na sličan način kao i linije toka u toku reke, koje odstupaju od stuba mosta i povećavaju
brzinu dok se kreću oko njega, linije toka polja naprezanja u stenskoj masi odstupaju se za
otvor šupljine i kanališu se oko nje kako bi se stvorila zona povećanog naprezanja oko zidova
iskopa. Kanalisanje toka naprezanja oko šupljine naziva se efekat luka. Efekat luka
osigurava da je kavitet stabilan i da će trajati tokom vremena.

923. 923/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Upravo iskopavanje pomoću TBM ili austrijske metode uzrokuje oslobađanje naprezanja
praćeno obično promenom deformacije ili deformacionog otvrdnjavanja na materijalima kao
što su istrošene do netaknute stene na jalovini. Treba usvojiti otporan peojekat i održivu
konstrukciju.



Sl.10.42. Linije strujanja u naponskom polju tla
oko šupljine.


- Šta je delovanje luka - Kada je luk podvrgnut opterećenju, opterećenje se prenosi na
nosače ili oporce luka, koji odolevaju opterećenju i sprečavaju urušavanje luka.
- Akcija luka u tunelima - Delovanje luka pomaže u ravnomernijoj raspodeli opterećenja
na luk tunela, smanjujući potencijal za lokalizovana naprezanja koja mogu dovesti do loma.
Zbog toga se tuneli u obliku luka obično koriste za transportne sisteme i podzemnu
infrastrukturu, jer pružaju snažnu i stabilnu strukturu koja može izdržati težinu i pritisak
okolnog tla ili stena.
&#3627932745; Dok se tunel iskopava, nosač u obliku luka ravnomerno raspoređuje težinu okolnog tla ili
stene po obodu tunela, stvarajući kontinuiranu putanju opterećenja sa jedne strane tunela na drugu.
Time se težina tla ili stene raspoređuje na bočne zidove tunela, koji su sposobniji da se
odupru pritisku.

Vođenje trase tunela - Inženjering tunela (Tunnel Engineering)
Izgradnja tunela uključuje iskopavanje kroz različite vrste stena i formacije tla. Integracija
geološkog i geotehničkog znanja je od vitalnog značaja za osiguranje stabilnosti tunela i
sprečavanje urušavanja.






Sl.10.43. Elementi poprečnog preseka tunela







Sl.10.44. Podužni geološki preseka tunela

924. 924/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Određivanje položaja tunela
Na definisanje položaja tunela u “prepreci” koju treba savladati utiče veliki broj faktora.
Najznačajniji su: geološki, hidrogeološki, klimatski i ekonomski.
Ō Geološki uslovi, uslovi izgradnje i eksploatacije tunela u mnogome zavise od geološkog
sastava terena, strukturnih osobina masiva, hidroloških uslova i stepena raspadnutosti stena
kroz koje treba izgraditi tunel. Od većine ovih činilaca zavisi i veličina podzemnog pritiska,
pa samim tim i stabilnost prostorije u toku izgradnje i kasnije u toku eksploatacije.
Pored litološkog sastava stenskog masiva u kojem se grade podzemni objekti, nosioci većeg
broja poteškoća kod izrade i eksploatacije tunela su oštećenja stenske mase, koja mogu biti
mehaničke ili hemijske prirode. Od obima i karaktera ovih oštećenja zavisi težina izgradnje
tunela i troškovi vezani za održavanje i eksploataciju.
Kod izgradnje tunela od posebnog značaja su mehanička oštećenja stenske mase, koja se
manifestuju u obliku mreže pukotina ili značajno usitnjenog materijala. Obično zone
ovakvih mehaničkih oštećenja predstavljaju i puteve kojima se kreće podzemna voda, koja
ukoliko se javlja u većim količinama može da stvori velike teškoće pri izgradnji tunela.
Uporedo sa mehaničkim oštećenjem stenske mase prisutna je i pojava hemijskog oštećenja,
koje se javlja u vidu izmena u steni izazvanih hemijskim delovanjem vode, gasova i
temperature. Ova pojava obično prati mehanički najviše oštećen deo stenskog masiva, kao
što su rasedne zone, ubrani delovi stenske mase i deo masiva neposredno na površini terena.
S obzirom da oštećeni delovi stenske mase, zajedno sa nepovoljnim položajem slojeva
(banaka) u odnosu na trasu tunela i stena sa lošim mehaničkim karakteristikama,
predstavljaju nepovoljne uslove za tunel kao objekat, to proizilazi da tunele treba locirati u
zdravoj i kompaktnoj steni.
Medutim, ovom uslovu vrlo često nije moguće udovoljiti. Na osnovu mnogobrojnih primera iz
prakse moguce je izdvojiti više slučajeva u kojima je položaj tunela nepovoljan i koje treba
izbegavati. Tako na primer, kod slojevitih stena i stena sa jasno izraženom bankovitošću i
škriljavošću, iz odnosa položaja ose tunela i položaja slojeva, banaka ili ravni škriljavosti mogu da
nastanu tri razlicita slučaja (sl.10.45).









Sl.10.45. Šema položaja slojeva (banaka) u odnosu na osu tunela
Sa stanovišta povoljnosti odnosa slojeva i ose tunela, odnosno pravca izrade, najnepovoljniji je
slučaj prikazan na slici 10.45.a, kada su ravni slojevitosti, bankovitosti ili škriljavosti paralelne osi
tunela, a slojevi padaju vertikalno ili pod nekim strmim uglom.






Sl.10.46.Pravac tunal se poklapa sa ravni slojevitosti Sl. 10.47. Horizontalno pružanje slojeva
a)
b) c)

925. 925/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
U slučaju da ne postoje veze između slojeva ili banaka, tada slojevi celom svojom težinom
opterećuju krovinski deo tunela (sl.10.46.b), što u podgradi izaziva veoma visoke i
neravnomerne pritiske. Nešto povoljniji je slučaj prikazan na sl. 10.46.a.
Ukoliko se slojevi (banci ili pukotine) horizontalni ili skoro horizontalni (sl.10.45.b i sl.
10.47.), tada se smatra da je ovo nesto povoljniji slučaj u odnosu na prethodni, jer postoje
svi preduslovi da ukoliko dođe do razaranja stenskog materijala prvo dođe do razaranja u
krovini, što uslovljava pojavu uvećanog svoda prirodne ravnoteže. Međutim, ukoliko slojevi
nisu oštećeni pukotinama i raspolažu određenom mehaničkom čvrstoćom i stabilnošću, tada
pogodnim sistemom izrade tunela i podgrađivanja napred navedena nepodobnost se može izbeći.
Kada su slojevi vertikalni ili skoro vertikalni, a ravni slojevitosti (bankovitosti ili
škriljavosti) upravne ili pod nekim uglom u odnosu na osu tunela (sl.10.45.c i sl.10.48.), to
predstavlja povoljnu geološku situaciju. U ovom slučaju podzemni pritisak se ravnomerno
raspoređuje po celom obimu tunela, a stenska masa se ponaša kao da se tunel gradi u
masivnoj steni.


Sl.10.48. Vertikalni slojevi (banci)







Svakako da osim ova tri ekstremna slučaja u prirodnoj stenskoj sredini postoje još i mnogi
drugi, a koji se po položaju slojeva u odnosu na osovinu tunela nalaze između ova tri osnova slučaja.
Rasedne zone predstavljaju posebnu opasnost, jer duž rasednih linija postoji mogućnost da
pojedini blokovi ili veća masa sklizne i ugrozi radove ili već izgrađen objekat (sl.10.49.a).
Osim toga, duž tektonskih pukotina obično cirkulišu i veće količine podzemne vode (sl.
10.49.b). Naravno da ovakve zone treba izbegavati i tunel locirati van raseda ili rasednih
zona. Rased i rasedne zone nije moguće u potpunosti izbeći, ali treba težiti da je osovina
tunela što više upravna na rased ili rasednu zonu. Ovim se postiže da je dužina tunela koja
prolazi kroz rased minimizirana.








Sl.10.49.a) jednostrano opterećenje podgrade; b) položaj tunela u odnosu na rased
Tektonski rovovi takođe predstavljaju nepovoljna mesta za lociranje podzemnih prostorija. Tako
se, na primer, spušteni deo stenske mase u tektonskom rovu odlikuje veoma visokim podzemnim
pritiskom i znatnim dotokom podzemne vode (sl.10.50.a), što sve otežava i poskupljuje izradu tunela.
Medutim,podzemni pritisak u bočnim krilima ovog rova je niži i ovi delovi predstavljaju znatno
povoljniju radnu sredinu, mada postoji mogućnost da i u krilima dođe do znatnog pritoka vode i gasa.
Sasvim drugačiju sliku imamo u slučaju tektonskog grebena, kod koga nepovoljniji deo stenskog
masiva predstavljaju krila, u kojima zbog kretanja i ukleštenja dolazi do znatno većih pritisaka i
promena (sl.10.50.b).
Kao pravilo, koje kako se to pokazalo ima i izuzetaka (slučaj Sen-Gothardskog tunela), može
se reći da delovi stenskog masiva koji su tektonikom poremećeni i spušteni ne predstavljaju
pogodne radne sredine i treba ih izbegavati.

926. 926/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)






Sl.10.50. Šerma tunela u: a) tektonskom rovu,
b) tektonskom grebenu



Delovi stenskog masiva koji su usled velikih poremećaja bili izloženi veoma visokim
naprezanjima i raspolažu sa velikom količinom akumulirane energije, predstavljaju
nepovoljne sredine, jer usled neuravnoteženog unutrašnjeg naponskog stanja dolazi do
kretanja materijala u pravcu izrađene podzemne prostorije i pojave velikih pritisaka. U
ovakvim uslovima nije retkost ni pojava podzemnog udara.
Kod izrade mnogih tunela pokazalo se da dolazi do teškoća i kada se tuneli izrađuju u
antiklinalnim delovima stenskog masiva. U slučaju da se osa tunela poklapa sa osom
nerazorene antiklinale, pritisak na podgradu tunela biće minimalan zahvaljujući položaju
slojeva koji štite objekat jednim svodom prirodne ravnoteže, jer ovaj na sebe prima
spoljašnje opterećenje (sl.10.51., levo).
Međutim, sasvim je drugačiji slučaj ako se tunel locira u jednom od krila antiklinale, gde
pored velikog vertikalnog pritiska, podgrada tunela mora da se suprotstavi i pojačanom
nesimetričnom bočnom opterećenju (sl.10.51. u sredini).
Posebno nepovoljan slučaj nastaje ako se tunel radi po osi sinklinale (sl.10.51. desno), gde
veličine vertikalnih i bočnih pritisaka mogu dostići veoma velike vrednosti. U ovoj zoni se
takođe očekuje i veliki priliv podzemne vode.
Na slici 10.51. vidi se uticaj veličine podzemnog
pritiska na podgradnu konstrukciju ako se tunel
izrađuje u pravcu pružanja antiklinale, odnosno
sinklinale. Međutim, nije neinteresantno analizirati
ni slučaj kada je osa tunela upravna na antiklinalu,
odnosno sinklinalu, što je šematski prikazano na
slici 10.52., sa koje se mogu pratiti promene pritiska
u zavisnosti od položaja slojeva.










Sl.10.51. Položaj tunela u odnosu na antiklinalu i sinklinalu i zavisnost veličine i pravca podzmenih pritiska

Neprijatnosti, kako kod izrade, a posebno kod eksploatacije tunela, mogu izazvati i
sekundarni procesi raspadanja stena izazvani intenzivnijim kretanjem vode, koje je
prouzrokovala izgrađena podzemna šupljina (u ovom slučaju tunel). Ovakve stene trebalo bi
izbegavati, jer vremenom, sa povećanjem stepena raspadanja, obično dolazi do povećanja
podzemnog pritiska, prskanja podgradne konstrukcije i obrušavanja. Ovakve stene su obično
ispresecane veoma gustom mrežom pukotina, pa i u toku same izrade javljaju se teškoće ne
samo u vezi održavanja već i kod bušenja i miniranja (bušeće dleto se zaglavljuje, bušotina
se krivi i veoma brzo zatvara, što onemogućava punjenje bušotine eksplozivom itd).

927. 927/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)








Sl.10.52. Pritisci duž tunela koji je postavljen upravno na osu pružanja: a) antiklinale; b) sinklinale

Sl.10.53. Nepovoljna - opasna situacija u kojoj
tunel preseca: a) vodonosni sloj koji ima vezu sa
jezerom na površini; b) zapunjeno rečno korito






Na posebne teškoće se nailazi kod izrade tunela u glini, glinovitim peskovima i sličnim
stenama, a koje su sklone bubrenju. Kod ovakvih stena, usled osobine bubrenja, podzemni
pritisak ne samo da je veliki iz krova već i iz bokova i poda, i vremenom se još i povećava.
U takvim slučajevima podgradna konstrukcija mora biti veoma snažna i vodonepropusna.

Ō Hidrogeološki uslovi
Teškoće kod izrade tunela ne nastaju samo kada se tunel radi u heterogenom stenskom
materijalu i u složenim geološkim i tektonskim uslovima, već mogu da nastanu i kod rada u
homogenim i geološki mirnim sredinama. Tipični primeri su
radovi u glini i sredinarna bogatim vodom. Kako je svaka
podzemna prostorija, pa i tunel, istovremeno i drenažna, to
okolna voda sa višeg nivoa (ukoliko tunel nije pod
hidrostatičkim pritiskom) gravitira ka izrađenoj šupijini.
Priliv vode u tunel zavisi od veličine poprečnog preseka
tunela i njegove dužine, zatim koeficijenta filtracije i količine
vode u steni. Sl.10.54. Vrlo nepovoljan položaj tunela u karstu
Kod izgradnje podzemnih objekata najveći značaj imaju vode regionalnog i lokalnog
rasprostiranja, koje se obično nalaze unutar stenske mase u vidu vodonosnih horizonata ili
podzemnih akumulacija. Ali nisu bez značaja ni površinske vode, koje veoma često dubokim
pukotinama ili duž raseda mogu da prodru duboko u stenski masiv.
Najveću opasnost kod izrade tunela predstavljaju vode pukotinsko-žičnog tipa u zonama
tektonskih poremećaja, koje obično obiluju velikim količinama vode i velikom izdašnošću,
što može da bude katastrofalno za podzemni objekat u izgradnji. Nisu retki slučajevi da kada
se preseče jedna ovakva zona gradilište bude poplavljeno i dalji rad na izradi onemogućen.
Prilikom izgradnje tunela naročito su opasni nagli prodori vode i mulja, koji onemogućavaju
dalji rad i za sanaciju, pored velikih materijalnih izdataka, traže i znatno vreme. Na slici
10.53.a prikazan je slučaj kada je tunel presekao vodonosni sloj koji ima direktnu vezu sa
jezerom na površini, a na slici 1.53.b slučaj kada tunel prosjeca zapunjeno korito reke.
Obično su u ovakvim slučajevima dalji radovi onemogućeni i u tom pravcu se moraju obustaviti.
U kraškim terenima, koji obiluju velikim kraškim šupljinama ispunjenim vodom, teškoće mogu biti
vezane za nagle izlive vode ili oštećenje delova podgradne konstrukcije ili čitavih deonica, što sve

928. 928/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
zavisi od položaja tunela u odnosu na podzemno jezero ili akumulaciju (sl.10.54). U ovakvim
slučajevima, najčešće se radovi mogu nastaviti po isticanju vode iz podzemne akumulacije.
Ō Klimatski i ekonomski uslovi
Prilikom potrebe prelaza preko vododelnice, građenjem tunela ispod nje skraćuje se trasa
saobraćajnice i ublažavaju usponi, a samim tim smanjuju se troškovi eksploatacije i
održavanja. U ovom slučaju tunel se može postaviti
bliže vrhu vododelnice i tada se naziva vršni tunel, za
razliku kada trasa prolazi iz jedne doline u drugu pri dnu
planinskog ili brdskog masiva (bez razvijanja trase po
padini) kada se takav tunel naziva bazišni tunel, (sl.10.54).


Sl.10.55.Uticaj klimatskih uslova na visinski položaj tunela


Pored ekonomskih parametara često se kao opredjeljujući faktor za odlučivanje o visinskom
položaju tunela pojavljuju klimatski uslovi, prvenstveno zona dugotrajnog zadržavanja
snijega i leda na osojnim (neosunčanim) stranama brda ili planine.
Ekonomska analiza u kojoj se troškovi gradenja i eksploatacije jednog tunela i pripadajuće
saobraćajnice upoređuju sa troškovima gradenja i eksploatacije za drugi tunel i pripadajuću
saobraćajnicu daje najpovoljnije rešenje. Naime cijena građenje tunela po jedini dužine je
veće od cijene građenja puta po jedinici dužine, pa se optimalni položaj tunela nalazi iz
uslova minimum cijene izrade ukupne dionice. Takođe je potrebno odrediti i najpovoljniji
položaj tunela za dato saobraćajno opterećenje. Određivanje najpovoljnijeg položaja tunela
s obzirom na visinu (Hi) vrši se na osnovu troškova gradenja (G), troškova pogona (P),
troškova održavanja (O) i troškova saobraćaja (S).
Za različite položaje tunela sa utvrđenim saobraćajnim opterećenjem određuju se ukupni
troškovi predstavljeni sumarnom linijom G + P + O + S. Horizontalna tangenta povučena na
ekstremni položaj sumarne krive, daje optimalnu visinu Hopt za izbor položaja tunela (sl.10.56.).
Tunel kroz greben (obronak)-optimizacija položaja tunela kroz greben












Sl.10.56. Određivanje napovoljnijeg
položaja tunela.

929. 929/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)


















Sl.10.57. Zaštita tunela izradom galerije, useka i preduseka i portala kod nekih položaja tunela
Ō Opravdanost građenja tunela ili useka
- Kada je nadsloj mali (ispod 30 m) postavlja se pitanje opravdanosti izgradnje tunela ili useka
- Geologija ima znatan uticaj u procesu odlučivanja
- Treba težiti da trasa ide ili pliće od 25 m tako da useci budu plitki ili trasu treba postaviti
dublje gde je tunele obično lakše graditi
Ō Optimizacija pozicioniranja portala - preduseka tunela
- U boljim stenskim masama H je manje, u lošijim H je veće
- Položajem nivelete treba izbeći dugačke visoke preduseke tunela
10.6.1. Inženjersko geološke podloge
U cilju definisanja geološke građe terena kroz koji treba da se izvrši iskop tunela ili podzemnog
objekta izvode se istražni radovi. Prije početka istražnih radova izrađuje se projekat istražnih radova
na osnovu kog se izvode istražni radovi. Istražni radovi obuhvataju obilazak terena, kartiranje,
izvođenje istražnih bušotina, galerija, raskopa itd. Rezultati istraživanja se interpretiraju kroz
geleoške karte, geološke profile, zapisnike sondažnih bušenja i sl.
Geološke podloge sadrže podatke o vrstama stena koje se nalaze na određenom području,
genezi, prostornom položaju, pružanju slojeva, vodopropusljivosti itd. koje se prezentuju kroz
pisane izveštaje, geološke karte i prognozne geološke profile.
Za projektovanje podzemnih objekta pored prezentacije geološke situacije izrađuju se posebno i
inženjersko geloške karte, prognozni profili i tabele u kojima se prezentuju podaci bitni za
projektovanje i građenje objekta. Na inženjersko geološkim izveštajima (karte, profili, tabele)
prezentuju se mehaničke osobine pojednih grupa stena koje egzistiraju na predmetnoj lokaciji.
Oblik njegovog preseka, metodologija i uslovi izvođenja radova uslovljeni su dobrim poznavanjem
petrogenog sastava terena. Mineralni sastav, struktura, tekstura i stepen svežine stenske mase utiču
na otpore koje ona pruža pri bušenju, miniranju i iskopu.


Sl.0.58. Geološki profil terena i klasifikacija stenske mase na trasi tunela

930. 930/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Stene sa povećanim sadržajem kvarca, feldspata, amfibola, piroksena i olivina pružaju veći otpor
pri izbijanju tunela, vise habaju oruđa i uslovljavaju veću potrošnju eksploziva nego stenske mase
izgrađne od mekših minerala (na primer krečnjaci i dolomititi). Sličan uticaj kod klastitnih
sedimenata ima tvrdoća mineralnog veziva.
Uticaj strukture na uslove rada može biti različit. Žilavost koju zadobijaju stenske mase od ofitske
strukture utiče na otežane uslove rada, dok stenske mase sa porfiroidnom strukturom pružaju manje
otpore pri radu.
Štetni minerali kao što su: pirit, anhidrit i gips svojim rastvorima vrše razaranje betonske obloge
tunela.
Izbor tipa i dimenzionisanje konstrukcije tunelske obloge kao i metode izvođenja radova
neposredno zavisi od fizičko mehaničkih svojstava stenskih masa. Njihovo određivanje vrši se na
osnovu ispitivanja uzoraka izvađenih iz bušotina ili neposrednim ispitivanjima na terenu. Prvi način
je lakši i vezan je sa malim utroškom sredstava i vremena, ali pruža manje pouzdane podatke u
odnosu na druge postupke.
Karakteristično svojstvo stenskih masa je njihova znatno veća čvrstoća na pritisak od čvrstoće na
zatezanje, koja je 10 - 20 puta manja od čvrstoće na pritisak. Zato pri izvođenju podzemnih radova
treba nastojati da se po konturi otvora ne pojave naponi zatezanja tj. maksimalno koristiti čvrstoću
stenskih masa na pritisak, čime se smanjuje opterećenje na noseću konstrukciju podzemnog objekta.
Kontinualnost i diskontinualnost stenskih masa utiču na uslove izvođenja radova, veličine i
raspored pritisaka na oblogu a u vezi sa tim i na dimenzije obloge.
Poroznost uslovljava čvrstoću i deformabilnost stenskih masa. Nezaštićena površina poroznih
stenskih masa relativno brzo podleže raspadanju pod dejstvom vode, vazduha i oštrih kolebanja
temperature.
Vodopropusnost stenskih. nasa neposredno u tiče na mogućnost priticanja podzemnih voda u
podzemne iskope tj. na uslove rada, ali i na raspodelu hidrostatičkih pritisaka na konstrukciju
podzemnog objekta.
Rastvorljivost je povećana u stenskim masama kao što su gipsit, anhidritit, krečnjak i dolomitit.
Izgradnja i eksploatacija podzemnih objekata u ovim stenama vezana je sa znatnim teškoćama u
prvom redu zbog pojave šupljina ispunjenih vodom.
Neophodno je napomenuti da se fizičko mehanička svojstva niža stenskih masa (krečnjak, kreda,
argilošist i ts1.) nakon otkrivanja podzemnim otvorima znatno menjaju pod dejstvom spoljašnjih
činilaca.
Među nabrojanim činiocima za izgradnju tunela najznačajniji su čvrstoća, deformabilnost i tvrdoća.
One se definišu koeficijentom čvrstoće koji je predložio M. M. Protođakonov početkom prošlog
veka i široko se primenjuje i danas.
Za kamenite i polukamenite stenske mase M, M. Protođakonov predaže da se koeficijent čvrstoće
(f) određuje u zavisnosti od čvrstoće na pritisak (R) izražene u MPa:
f = 0,1 R (10.1)
Kod sipkih i glinovitih sedimenata koeficijent čvrstoće (f) izražen je u funkciji ugla unutrasnjeg
trenja (Ņ): f = tg Ņ (10.2)

Obično su transportni tuneli na malim dubinama, a na malim dubinama tlo je u tlu ili u mekim
stenama/visoko trošenim stenama. Tuneli u mekom tlu su skloniji nestabilnosti i mogu uzrokovati
sleganje na površini tla.
Ovde se govori o tunelima iskopanim NATM metodom. Izrada tunela sa mašinom za
bušenje tunela takav problem se možda neće pojaviti jer nema vremena za stajanje za
nepodgrađeni tunel, tuneli se trenutno podupiru kroz segmentnu oblogu.

931. 931/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)


U kasifikaciji M. M. Protođakonova stenske mase su
podeljene na petnaest kategorija koje su prikazane
u tabeli 10.5.1.




















Šta je metoda kišobranskog luka?
UAM je metoda koja se široko koristi kao pred-podupiranje čela-lica tunela, u složenim
geološkim uslovima. Ova metoda se smatra za pružanje predpodrške za čelo tunela, kao i za
tlo ispred lica i održava tunel stabilnim dok podupire nakon prvog iskopa. Takođe
obezbeđuje siguran radni prostor.
“Fore-polling” je jedan od elemenata koji se koristi za postizanje efekta luka na bočnim
stranama i krune na tunelu. Ova metoda koristi se više u mekim terenima gde treba
stabilizovati tlo, stenu vrlo slabe čvrstoće. Ova metoda se koristi zajedno sa NATM
metodom.













Sl.10.59. Mehanizam ojačanja metodom luka kišobrana (Song et al., 2013.)

Na ovaj način prednji stub podržava vertikalni pritisak zbog mekog tla. Prednji stubovi i
injekciona masa formiraju kompozitni sloj “zemljanog betona” visoke čvrstoće oko
periferije tunela kao što je prikazano na slici 10.59 i 10.60. Prilikom projektovanja tunela sa
prednaprezanjem, koristiti modul i druge parametre zemljanog betona (kompozitni presek) i
modelisan poseban sloj oko periferije tunela, onda koristiti istu metodologiju kao za
projektovanje tunela metodom NATM.


Efekat prethodnog ankerisanja na stabilnost nepodgrađenog tunela
Postoji mnogo faktora koji utiču na efikasnost delovanja “luka kišobrana” usled
premeravanja.

932. 932/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)











Sl.10.60. Projektni parametri
Faktori koji utiču na obradivost luka kišobrana su sledeći:
1. Dužina prednjeg stuba
2. Ugao cevi sa horizontalom
3. Dužina nepodgrađenog tunela
4. Dužina preklapanja cevi
5. Razmak cevi duž periferije tunela
Kada je čvrstoća tla niska ili ima drugih problema, poput onih povezanih sa nestabilnošću
ili dotokom vode unutar iskopa, potrebno je posebno poboljšanje tla. Njegova primena ima
različite svrhe: konsolidaciju i armiranje i hidroizolaciju ili drenažu (slika u prilogu).

Tehnike poboljšanja tla uključuju:
- Injektiranje: zavisno od njihove namene, tehnike injektiranja mogu se koristiti za
konsolidaciju tla i smanjenje propusnosti ili hidroizolacije.
- Mlazno injektiranje: može se koristiti u vrlo rastresitim materijalima (zone smicanja i
breče, vrlo trošene stene, itd.), celi perimeter tunela poprečni presek može se ojačati
tehnikama mlaznog injektiranja. Kroz ovo ojačanje formira se luk oko krune tunela koji
pruža sigurnost i stabilnost prednjem delu tunela.
- Tehnike drenaže koriste se za kontrolu curenja. Obično se prave drenažne rupe i otvori.
- Zamrzavanje koristi se samo u vrlo posebnim slučajevima. Materijali bi trebali biti
zasićeni ili barem imati visok sadržaj vode. Ovo je veoma specijalizovana i skupa tehnika.
Stabilnost tunela obezbeđuje podgrada koja ispunjava sledeće ciljeve:
- Sprečavanje gubitka čvrstoće tla.
- Sprečavanje pada stenske mase sa nestabilnog tla tokom procesa iskopavanja.
- Ograničavanje deformacija oko stvorene šupljine.
- Kontrola prodiranja i zaštita stena izloženih u tunelu od vremenskih uticaja.
- Pružanje sigurnosti za radnike i instalacije.
Transformacija naprezanja oko podzemnih tunela
Maksimalna in situ naprezanja temelje se na pritisku otkrivke i maksimalnom horizontalnom
naponima i minimalnim horizontalnim naponima, kao i na faktorima KoH i
Koh. Transformaciju napona je veoma važno utvrditi prilikom numeričke analize tunela u
2D FEM softveru i treba je primeniti pre iskopa tunela, to su in situ naponi. Ovi naponi
izračunavaju se u vertikalnom i paralelnom smeru ose tunela.

933. 933/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl.10.61.Metode poboljšanja tla.
U nastavku je prikazan primer radi boljeg razumijevanja načina na koji se izračunavaju
transformacioni naponi i kako smer tunela utiče na vrednosti tih napona.

Transformisani naponi izračunavaju se na osnovu ugla koji stvara maksimalno glavno
naprezanje (Ń - sigma H) sa linijom normalnom na osu tunela. Formula usvojena za
pronalaženje transformisanih napona duž i vertikalno na osu tunela.






















Sl.10.62. Maksimalni in situ napon u steni - Formula ransformacije naprezanja

934. 934/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
10.7. Geološki kriterijumi za izgradnju brana
Projekat brane uključuje niz razmatranja i faktora, uključujući izbor tipa brane, izbor
materijala i tehnika izgradnje, te projekat različitih komponenti i karakteristika. Neki od
ključnih aspekata projekta brane uključuju:
1. Osnovna razmatranja projekta: Ovo uključuje faktore kao što su namena brane, predviđeni
zahtevi za skladištenje i ispuštanje vode i očekivani vek trajanja brane.
2. Temelj brane i krila (upornjaci):Temelj i upornjaci moraju biti projektovani tako da izdrže
težinu brane i vode koju zadržava, kao i sva seizmička ili druga opterećenja koja mogu
biti nametnuta.
3. Prelivi i ispusti: Oni su projektovani da ispuštaju vodu iz rezervoara kako bi sprečili
prelivanje brane i poplave nizvodno. Veličina i vrsta preliva i ispusta zavise od
projektovanog protoka i drugih faktora.
4. Projekat nasipa i betona: Projekat nasipa ili betonskih komponenti brane mora uzeti u
obzir faktore kao što su stabilnost, kontrola proceđivanja i zaštita od erozije.
5. Instrumentacija i nadzor: Razni senzori i instrumenti mogu se instalirati u i oko brane za
merenje faktora kao što su nivoi vode, curenje i kretanje tla. Monitoring je važan aspekt
sigurnosti brana i upravljanja rizikom.
Sve u svemu, dizajn brane mora uravnotežiti niz faktora, uključujući sigurnost, uticaj na okolinu,
troškove izgradnje i dugoročne zahteve za održavanjem.
Postoji nekoliko faktora koji utiču na projekat i izgradnju brana, uključujući:
1. Topografija i geologija: Topografija i geologija lokacije brane mogu uticati na tip brane koja se
gradi, kao i na njenu veličinu i oblik.
2. Hidrologija i upravljanje vodama: Količina vode koju je brana projektovana da skladišti ili
reguliše, kao i karakteristike toka reke ili potoka na kojem je izgrađena, važna su razmatranja u
projektovanju brane.
3. Klima i vremenski uslovi: Klima i vremenski uslovi mogu uticati na projektovanje i
izgradnju brane.
4. Seizmičnost i opasnosti od potresa: Brane koje se nalaze u područjima podložnim
potresima moraju biti projektovane i izgrađene tako da izdrže seizmičke sile.
5. Okolina i društveni faktori: Uticaj brane na lokalno okruženje i zajednice mora se uzeti
u obzir tokom procesa projektovanja i izgradnje.
6. Istraživanje lokacije i geološka razmatranja: Za procenu geologije potrebno je temeljno
istraživanje lokacije.


Sl.10.63. Brana - poprečni presek i izgled izgrađene brane sa opisima delova brane.

935. 935/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Izbor brane u osnovi zavisi od sledećih faktora:
- Kapacitet sliva (zapremina rezervoara).
- Vodonepropusni uslovi rezervoara.
- Uslovi okoline.
- Povoljni geomorfološki, geološki i geotehnički uslovi.
- Vrednost poplavljenog zemljišta (sela, infrastrukture, itd.).
- Dostupnost građevinskog materijala u blizini brane.
- Povoljni uslovi za postavljanje preliva, koferdama i drugih pomoćnih objekata.
Za dostupnost građevinskog materijala, oni su potrebni i za betonske brane (agregate) i za
nasipne brane koje u osnovi zavise od raspoloživog materijala. Vrsta materijala može uticati
na važne aspekte brane kao što su uslovi proceđivanja i merenja za njihovu kontrolu. Na
primer, dve brane izgrađene od različitih vrsta materijala na istoj lokaciji mogu generisati
sasvim različite mreže u temeljima.

Sl.10.64. Istražne bušotine za branu



















Sl.10.65.Geološka istraživanja za brane (Geological investigation for dams)

936. 936/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Na slici 10.66. slučaj a) prikazuje poprečni presek brane homogenog nasipa sa prosečnom
propusnošću k = 10 - 6 cm/s;
slučaj b) prikazuje poprečni presek zonirane brane iste visine gde jezgro takođe ima
propusnost k = 10 - 6 cm/s i gde su uzvodna i nizvodna brana stene vrlo propusna. Protok
vode u svakom slučaju je potpuno drugačiji zavisno od hidrauličnim nagibima. Protok u
slučaju b) je 5 puta veći jer:
V = Ki
sa i = h/L, gde je h razlika između nivoa vode nizvodno i maksimalnog nivoa vode u
akumulaciji. Kao rezultat toga, u slučaju a) protok koji prolazi kroz temelj može se smatrati
dovoljno niskim da ne treba tretman kako bi se učinio vodonepropusnim, dok u slučaju b)
sigurnost i funkcionalnost brane zahtevaju odgovarajući tretman tla, koji može biti veoma skup.

Kada je odlučeno koja je od različitih prvobitno odabranih alternativnih lokacija
najpogodnija za zatvaranje doline, tip brane se odabire korišćenjem analize troškova i koristi
koja pruža detaljnu analizu mogućih tipova brana sa različitih tačaka pogleda. Jedna od
najvažnijih tačaka gledišta je ona za geološke uslove.











Sl.10.66.Poprečni presek brane homogenog nasipa
i zonirane brane sa koeficijentom propusnosti






Faktori koje treba uzeti u obzir u ovoj analizi uključuju:
- Visinu brane.
- Geomorfološki uslovi lokacije brane.
- Geološki, hidrogeološki i geotehnički uslovi temelja.
- Dostupnost građevinskog materijala.
- Geološke opasnosti.
Međutim, izbor tipa brane ne sledi fiksna pravila, jer svaka lokacija ima svoje karakteristike;
ne postoje dve lokacije sa istim geološkim uslovima i samim tim problemima izgradnje. To
znači da je neophodno uzeti u obzir kriterijume stručne inženjerske geologije (Kanji, 1994).
Slučaj a) tip brane (homogena zemljana naslaga) predlaže se za visine manje od 5 m na
lokacijama niske opasnosti, dok se zemljani nasip za zonirane brane predlaže za visinu
manju od 20 m na lokacijama niske do srednje opasnosti.
Geološki materijali za izgradnju brana
Izgradnja brane zahteva znatnu količinu materijala. Nasipne brane u osnovi zavise od vrste
raspoloživog materijala. Odabrani materijali moraju kombinovati sledeće uslove:
- Odgovarajuću zapreminu.
- Adekvatan kvalitet.

937. 937/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
- Operativna udaljenost.
- Lakoća vađenja.
- Odgovarajući uslovi okoline
Materijali:
Geomehanička istraživanja počinju u početnim fazama studija izvodljivosti brane i
nastavljaju se tokom celog projekta i tokom izgradnje. Geološka istraživanja su zasnovana
na geološkom kartiranju i foto-interpretaciji. Prema preliminarnoj proceni, locirana su
moguća pozajmišta i kamenoloma. U kasnijoj fazi izvode se izviđačka bušenja, probne jame
i geofizička istraživanja (seizmička refrakcija i geoelektrični profili). Dobijaju se i uzorci tla
za klasifikaciju, indeksna svojstva i ispitivanja zbijanja. U potencijalnim pozajmištima i
kamenolomima uzimaju se u obzir litologija, strukturni podaci, vremenski uslovi,
hidrogeološki i geomorfološki uslovi i stabilnost padina. Geomehanička svojstva materijala
ocenjuju se laboratorijskim ispitivanjima na reprezentativnim uzorcima dobijenim iz posuda
ili kamenoloma.
Zavisno od njihove upotrebe, materijali za brane su
grupisani u sledeće kategorije pogodni za:
- Jezgra.
- Nasute stene i pukotine.
- Filtere i odvode.
- Agregate.






Sl.10.67. Prikaz tipičnih materijala za izgradnju
nasipnih brana


Kontrola curenja u temeljima brane
Do curenja može doći i kroz temelje i bazen rezervoara. Propuštanje se procenjuje prema
hidrogeološkim metodama, pri čemu je jedna od najčešće korišćenih flownet analiza. Koja
god metoda da se koristi, koeficijent propusnosti tla mora se dobiti pomoću testova. U
istraživanjima gradilišta za brane, Lugeon test se široko koristi za određivanje kapaciteta
unosa vode u uslovima ispitivanja. Lugeon test se može koristiti ograničavanjem pritiska do
praga hidrauličkog loma ili kritičnog pritiska testa.
Jednom kada se utvrde propusnost i protočne mreže ispod brane, analiziraju se uslovi
propusnosti kako bi se utvrdilo da li su prihvatljivi i da li su sile proceđivanja i pritisci
uzgona kompatibilni sa zahtevima za projektovanje brane. Ako nisu, proceđivanje se mora
kontrolisati smanjenjem hidrauličkih nagiba i pritisaka uzgona korišćenjem nekog načina
obrade tla kako bi se smanjila propusnost ili visina ispod brane i/ili merenja drenaže.
Kontrolna merenja curenja uključuju:
- Injektiranje kontaktne površine između brane i temelja.
- Izgradnju nepropusnih pokrivača koji se sastoje od zbijenih glinenih materijala niske
propusnosti koji se protežu od jezgra do uzvodno od brane.
- Izgradnju nepropusnih odsečenih zidova zavese ili dijafragme kako bi se sprečilo curenje ispod

938. 938/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
brane; ovi odseci mogu biti kontinuirani i mogu se formirati od betona, gline, bentonite cementa
ili injekcione mase.
Injektiranje, sl.10.68. i 10.69., je najčešća metoda kontrole curenja za temelje brana; sastoji se od
ubacivanja fluida u pukotine, šupljine i diskontinuitete ubrizgavanjem kroz bušotine pod određenim
pritiskom. Uobičajeni materijali za injektiranje uključuju cemente, smole i gelove.
Potreba za ubrizgavanjem cementa može se proceniti prema sledećim kriterijima (ICOLD, 1993):
- Za vrednosti ispod 1 Lugeon jedinice (1 LU), pod pretpostavkom da je 1 Lugeon ekvivalent
1,3×10-5 cm/s, injektiranje nije potrebno.
- Za 10 LU i više potrebno je injektiranje.
- Za 100 LU injektiranje je neophodno za popunjavanje otvorenih pukotina, diskontinuitete
ili šupljina.










Sl.10.68.Konsolidacija i injektiranje zastora u temeljima brane.Modif. od Jaoui et al,1982;u Wyllieju,1999.
Merenja poboljšanja temelja za branu
U većini temelja brana, posebno betonskih, potrebni su konsolidacioni tretmani kako bi se
poboljšala ili temeljna površina koja podržava branu ili samu stenu temelja. Iskop temelja
podrazumeva promene naprezanja koje zahtevaju posebna merenja kako bi se izbegao gubitak
čvrstoće stenske mase i poboljšala svojstva tla. Neka od ovih merenja uključuju:
Ʀ Kontrola iskopa:
- Kontrola miniranja radi spečavanja oštećenja stena (glatko miniranje - smooth blasting i
prethodno cepanje - pre-splitting ili slične tehnike).
- Glatka površina iskopa ključna za stabilne brane nasipa. Izbjegavajte oštre/nepravilne
površine i strme padine.
- Nagnuti uzvodni podovi iskopa povećavaju otpornost na klizanje za kontakt brane i stijene,
što je ključno za gravitacijske brane.
Ʀ Priprema nosivih površina:
- Čišćenje i uklanjanje erodibilnih materijala i labavih blokova.
- Zaptivanje lomova, šupljina i otvorenih pukotina.
- Ispunjavanje šupljina i diskontinuiteta (pukotina) ili istrošenih zona.

939. 939/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ʀ Merenja konsolidacije i kontrole curenja. Ako temelj nije dovoljno čvrst, ima visoku
deformabilnost ili probleme sa ceđenjem, moraju se provesti mere konsolidacije i kontrole
curenja kako bi se povećala čvrstoća stenske mase, smanjila deformabilnost i kontrolisano curenje.
Ove mere uključuju:
Injektiranje - deformabilnost se može poboljšati ako se lomovi injektiraju jer modul
deformacije zavisi uglavnom od otvora pukotina. Tehnike injektiranja su uopšte
najzadovoljavajuće metode koje se koriste.
Sl.10.69. Šematski prikaz vrste injektiranja: 1-Kontaktno injektiranje-klakaža, 2-Konsolidaciono
injektiranje - (kompakcija), 3-Penetraciono injektiranje, 4- Mlazno (naponsko) injektiranje - (jet
grouting), 5- Injektiranje pratećih pukotina (Welsh i sar., 1986, dorađeno M. Stanković 2021.)
Zavese i odseci - visoke vrednosti propusnosti obično su koncentrisane u otvorenim
prelomima gde se uopšte koriste zavese za injektiranje ili odseci. Pritisci podizanja se
smanjuju pomoću injekcionih zavesa i/ili drenaža, što rezultira povećanom stabilnošću brane.



Sl.10.70. Izvođenje i primena injekcionih zavesa na branama,(dorađeno M. Stanković 2021.)
Brane u proseku traju oko 50 godina. Mnoge rade duže od projektovanog veka trajanja.
https://bit.ly/3t02b9q.
Do 2050. godine većina ljudi na Zemlji će živeti nizvodno od desetina hiljada velikih brana
izgrađenih u 20. veku, a mnoge od njih već rade u ili nakon svog projektnog veka, prema analizi
Univerziteta UN-a.


1 2 3
4
5

940. 940/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Generalno:
58.700: velike brane registrovane u bazi podataka Međunarodne komisije za velike brane (ICOLD),
velika brana je definisana kao visina od 15+ metara, mereno od najnižeg temelja do vrha, ili visoka
od 5 do 15 metara koja zahvata više od 3 miliona kubnih metara (0,003 km
3
). Unutar ukupno 58.700
velikih brana, otprilike svaka osma ima kapacitet od 100 miliona kubnih metara (0,1 km
3
)
7.000 do 8.300 km
3
: zapremina vode koja se skladišti iza velikih brana širom sveta - oko jedne
šestine svih reka u svetu svake godine - dovoljna da pokrije otprilike 80% kopnene mase Kanade
ispod metra vode.
50 do 100 godina: projektni vek brana izgrađenih između 1930. i 1970. (kada je izgrađena većina
postojećih velikih brana). Prosečan životni vek: 50 godina
~ 16.000: velike brane stare 50 do 100 godina u Severnoj Americi i Aziji.
~ 2.300: velike brane stare 100+ godina u Severnoj Americi i Aziji.

10.8. Inženjerskogeološki uslovi izgradnje aerodroma
Aerodromi (vazdušne luke) su objekti koji se sastoje od objekata na zemlji (poletno-sletne staze,
rulne staze, avionska stajališta - stajanke i pristanišne zgrade, sl.10.69. i neposredne vazdušne zone.
Aerodromi mogu biti izgrađeni u nizijskom terenu, u rečnim dolinama, u brdsko-planinskom i
planinskom terenu, na različitim vrstama stenskih masa.
U inženjerskogeološkom smislu zanimljivi su svi objekti na zemlji. Neposredna vazdušna zona
proučava se sa stajališta meteorologije i klimatologije, posebno smera, jačine i učestalosti vetra
(ruža vetrova), učestalosti magle, snega i leda, što bitno utiče na izbor lokacije aerodroma (vazdušne
luke).



















Sl.10.71. Osnova aerodroma (malog i velikog kapaciteta)
U nizijskim područjima sa preovladajućim nevezanim i poluvezanim sedimentima, te visokim
nivoom podzemne vode, koja se u maksimalnim kotama može podignuti do površine terena i
ugroziti vazdušni saobraćaj, velika se pažnja posvećuje efikasnoj drenaži. Zbog stabilnosti objekata,
posebno poletno-sletne staze, rulne staze i stajanke, maksimalne visine podzemnih voda u
peskovitim i šljunčanim sedimentima moraju biti niže od nivoa temelja najmanje 0,5 m. U
peskovitim glinama smeju dostići nivo do 1,0 m, a u glinama do 1,5 m od kote temeljenja.
Slični problem postoje i u proširenim rečnim dolinama. U takvim područjima, uz
inženjerskogeološke, morfološke i ostale prirodne okolnosti, trajnu pažnju treba posvetiti drenaži i
onemogućavanju ispiranja sitnih čestica, uz kontrolu stabilnosti i stišljivosti terena.

941. 941/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Laboratorijskim ispitivanjem na uzorcima i in situ ispitivanjem u terenima nevezanih i poluvezanih
stena važno je odrediti granulometrijski sastav, petrografski sastav fragmenata, gustinu i
zapreminsku masu, stepen vlažnosti, koheziju, ugao unutrašnjeg trenja, koeficijent filtracije,
granicu plastičnosti, granicu tečenja, složenost zrna i, prema potrebi, hemijska svojstva.
Brdsko-planinska područja su pretežno izgrađena od čvrstih, vezanih stena različitog sastava i
starosti, pa u inženjerskogeološkom smislu treba istražiti petrografski sastav, diskontinuitete (njihov
položaj, međusobne odnose, širinu i ispunu), stepen trošnosti površinskog dela, poroznost, čvrstoću
na pritisak i udar, gustinu, zapreminsu masu, kao i otpornost na zamrzavanje i uticaj vode.To će
poslužiti kod proračuna dozvoljenog opterećenja na kontaktnoj površini objekta i terena. I u takvim
terenima treba računati sa količinom i uticajem površinskih i podzemnih voda. U brdsko-planinskim
područjima moguće je izgraditi podzemne hangare za avione. U kraškim terenima pojavljuju se
problem zbog postojanja manjih ili većih kaverni i šupljina u podzemlju, praznih ili ispunjenih
produktima trošenja nastalih in situ, ali i transpotrovanim podzemnim vodenim tokovima. Zbog
toga je potrebno obaviti detaljna istraživanja, kartiranjem i određivanjem strukturnogeoloških
svojstava. Obavezno treba geofizčkim istraživanjima, istražnim buženjem i laboratorijskim i in situ
marenjima što detaljnije upoznati podlogu, kako bi se u celosti osigurala stabilnost poletno-sletne
staze i ostalih objekata, i postigla odgovarajuća nosivost (npr.:kod sletanja avion točkovima pritiska
podlogu minimalnom silom od 200 Kn/m
2
do maksimalno 1.500 Kn/m
2
).
U planinskim područjima grade se “Altiporti” (planinski aerodromi) koji prate konfiguraciju
terena uz dodatnu doradu, uz vertikalno vođenje nivelete PPS. Ovih aerodroma im mnogo jer
planinske države sa razvojem razvijaju i planinski turizam. Prikaz nekih “Altiporta”, kako sledi.
ŌAerodrom Courchevel (Francuska)
To je aerodrom koji opslužuje Courchevel, skijalište u francuskim Alpima. Aerodrom ima vrlo
kratku pistu od samo 537 metara, sl.10.72.








Sl.10.72. Poprečni i podužni presek PSS aerodroma Courchevel (Francuska)
Aerodrom se smatra opasnim, jer ima težak prilaz, uzbrdicu i ski staze u susednom području.
Program History Channel-a Most Extreme Airports svrstava ga kao sedmi najopasniji aerodrom na
svetu. Aerodrom se nalazi visoko u brdima. Opet, doslovno, poletanje se obavlja nizbrdo, a sletanje uzbrdo.
Courchevel altiport je jedan od devet visinskih aerodroma u
francuskim Alpima sa oznakom "altiport". Mreža visinskih luka,
koje su poboljšane i generalno popločane, upotpunjuje niz „visinskih
površina“ koje uključuju travnate staze u letnim mesecima, te glečere ili
snegom prekriven teren pogodan za sletanje aviona opremljenih skijama
zimi.







Sl.10.73. Aerodrom Courchevel (Francuska): zimi, leti i situaciono rešenje

942. 942/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ō Telluride - Kolorado - Najviši komercijalni aerodrom
Telluride Regional, u Koloradu, najviši je komercijalni aerodrom u SAD-u i drugi najviši aerodrom u celom
svetu, posle Leadvila u Koloradu. Nalazi se na vrhu litice i ima sistem za zaustavljanje od građevinskih
materijala (EMAS) za sprečavanje prekoračenja piste.
Smešten na 9070 stopa (2.765 metara) na vrhu Dove Creek Mesa,
Telluride Regional Airport (TEX) je komercijalni aerodrom na
najvišoj nadmorskoj visini u Sjedinjenim Državama. Poznato je
po svom izazovnom sletanju uzrokovanom žestokim planinskim
vetrovima tokom zime.
Obuhvata 542 hektara, postoji jedna pista na TEX 9/27. Dugačak
je 6.911 stopa (2.232 m) i širok 100 stopa (30,40 m). Pista u TEX-
u jedna je od najopasnijih i najlepših za sletanje u Americi.

Sl.10.74. Aerodrom Telluride - Kolorado.
Ō Lukla, Solukhumbu, Nepal: Aerodrom Tenzing - Hillary, jedan od najopasnijih aerodroma na svetu
zbog svoje kratke i strme piste.
Pista je 527 m (1.729 ft) × 30 m (98 ft) sa nagibom od 11,7% . Nadmorska visina aerodroma je 9.334 stopa
(2.845 m). Aerodrom se koristi za putničke letove i za prevoz većine građevinskog materijala i tereta do
Lukle i drugih gradova i sela severno od Lukle, jer put za ovo područje ne postoji.

Sl.10.75. Aerodrom Lukla, Solukhumbu, Nepal
Ō Aerodrom „Kraljica Tamar“ , Svaneti, Gruzija
Aerodrom se nalazi na nadmorskoj visini 1.456 nm. Elementi aerodroma prikazani su tabelarno.








Sl.10.76. Pista aerodroma „Kraljica Tamar“, Svaneti, Gruzija.


Kod izbora terena za izgradnju aerodroma posebnu pažnju treba posvetiti analizi
morfoloških, geoloških, hidrogeoloških i klimatskih svojstava. Pri određivanju dužine, širine
i prostornog položaja aerodroma uzima se u obzir i vrsta aviona.
Za izgradnju aerodroma najpovoljniji su ravničarski tereni izgrađeni od debelih naslaga
šljunka i šljunkovitog peska, a zatim, tereni izgrađeni od prašinastog peska, lesa i glina, kod
kojih uslovi izgradnje dobrim delom zavise od procentualnog sadržaja glina i zasićenosti
vodom. Izgradnja aerodroma na terenima od čvrstih stena, u pravilu, znači veći obim
„zemljanih“ radova, a kraški tereni mogu imati problema i zbog pojave prikrivenih kaverni
i drugih kraških šupljina.
Najnepovoljniji tereni za izgradnju aerodroma su močvare, tresetišta i muljišta.
Poletno-sletna staza (PSS)
Smer
Dužina PSS
Površina
m ft
02/20 1.158 3.800 Beton

943. 943/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Takvi tereni imaju malu nosivost, u njima podzemne vode deluju agresivno na beton, asfalt
i druge građevinske materijale.
Pri izgradnji aerodroma teren treba da zadovolji sledeće uslove:
- površina terena treba biti dovoljno duga, široka i ravna, jer se na poletnosletnoj stazi
(pisti) ne dozvoljava nagib veći od 1,5 %, a na letnom polju od 2 do 2,5 %;
- kod aerodroma sa travnatim pokrivačem, neravnine u mikroreljefu ne smeju biti veće
od 10 cm, na dužini kraćoj od 10 m;
- nosivost terena mora biti zadovoljavajuća, odnosno podloga mora podneti maksimalno
opterećenje na površini poletno-sletnih staza, koje stvara avion pri sletanju (tada pritisak
avionskih točkova iznosi 200 - 1.500 kN/m
2
);
- maksimalni nivo podzemnih voda ispod zastora poletno-sletne staze ne sme biti plići od
0,5 m za šljunkovito-peskovita tla, odnosno od 1,0 m u peskovitim glinama, te 1,5 - 2,0
m u glinama. Ako je nivo podzemne vode plići od 3,0 m, obavezno se mora osmatrati
kolebanje NPV-a i utvrditi uticaj podzemnih voda na nosivost i ostala svojstva terena;
- pri izgradnji aerodroma sa zastorom na poletno-sletnoj stazi, potrebno je da u
neposrednoj okolini ima dovoljno šljunka, peska, kamena i drugih prirodnih geološko-
građevinskih materijala, potrebnih za izgradnju;
- u okolini aerodroma treba biti dovoljno vode za vodosnabdevanje kako vodom za piće,
tako i vodom za tehničke potrebe, koje za velike aerodrome mogu iznositi i preko 10 l/s
(zavisno od veličine aerodoroma);
- za izgradnju tzv.„vojnih“ aerodroma poželjno je da se u njihovoj neposrednoj okolini nalaze deblje
sedimentne naslage ili brdski masivi kako bi se mogli graditi hangari i drugi podzemni objekti.

10.9. Inženjerskogeološki uslovi izgradnje pomorskih, jezerskih i rečnih luka
Pomorske luke su objekti izgrađeni na obalu mora/jezera/reka. Temeljeni sun a dubinama
koje omogućavaju pristajanje plovnih objekata odgovarajućeg gaza - deplasmana plovila.
Pri izboru dela obale za izgradnju pristaništa i komunikacija, bitno je istražiti geološku građu
i topografiju dna vode, delovanje talasa i vodenih struja i topografiju i geološku građu
obalnog (pristanišnog) dela.
Inženjersko-geološka svojstva dna (nanosa) i stena koje izgrađuju dno određuju način
temeljenja pristaništa i mogućnosti produbljavanja dna u slučaju potrebe. Uzorci iz čvrstih
stena uzimaju se istražnim bušenjem. U nekonsolidovanom nanosuuzorci se uzimaju
specijalno izrađenim priborom, koji se u nju utiskuje, pri tome određujući debljinu i sastav
nanosa. Reljev vodenih dna (morsko, jezersko, rečno) određuje se dubinomerima, vodenim
profilografom ili uz pomoć ronioca. Kod toga bitno je znati da su obalni i vodeni reljef u
međusobnoj interakciji. Uz strme stenovite obale, npr. kod mora, dno na većoj dubini i ono
je stenovito i obično bez bitnijih debljina nanosa. Slično tome je i kod jezera, dok kod rečnih
tokova je prilično drugačije ali i tu zavisi od stenskih karakteristika lokacije. Obale mogu
biti i blago zaravnjene – u blagom nagibu nastavljaju ka vodenoj površini, po pravilu sa većom
količinom i debljinom sitnozrnog nanosa, a kod rečnih obala i sa više sadržaja glinoviti komponenti.
Talasi i vodene, posebno morske, struje na pristaništa deluju razarajuće. Zbog toga se
posebna pažnja posvećuje izradi talasobrana, posebno u pogledu karakteristika
upotrebljenog kamena, njegove veličine i načina slaganja. Kamen za nasip mora biti veoma

944. 944/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
male poroznosti, žilav, otporan na udar i smrzavanje, ali i na delovanje organizama, posebno prstaca
(na moru), koji tokom rasta izlučuju različite agresivne komponente koje mogu razoriti kamen.
Ipak, najvažnije je odrediti najsigurnije mesto luke i njenih dokova u pogledu delovanja
vodenih struje. One veoma utiču na izbor mesta izrade pristaništa. Naime, iz svog iskustva
pri izgradnje pristanišnog mola za potrebe brodogradilišta u Vela luci na Korčuli, imao sam
veliki problem pri izvođenju radova. Taman izradim deo mola, za par dana, deo konstrukcije
se slegne - “propadne”. Tako na nekoliko mesta. Nakon razmatranja problema, uz pomoć
Vojnog Hidrografskog Instituta iz Splita, ustanovljeno je da tu deluju vrlo jake vodene struje.
Posle “pomeranja “ objekta za 17 (sedamnaest) metara nije bilo nikakvih problema u daljoj
izgradnji predmetnog objekta.
Topografija i geološka građa obalnog dela u luci mora omogućiti izgradnju stabilne i
dovoljno prostrane operativne zone, za utovar i istovar sa brodova i laku izradu, kako
manipulativnih, tako i voznih saobraćajnica.

10.10. Inženjerskogeološki uslovi izgradnje temelja
Temelj je deo konstrukcije koji omogućuje da se opterećenje sa „ležajeva“ konstrukcije
raspodeli na toliku površinu tla, kolika je potrebna kako bi se postigla potrebna sigurnost od
loma tla, a da pri tom deformacije (sleganje tla) omogućuju funkcionalnost građevine.
- Temelji su delovi građevinske konstrukcije koji prenose opterećenja objekta na podlogu,
koja može biti tlo ili stena.
- Konstruktivni oblici temelja zavise od vrste opterećenja i karakteristika temeljnog tla.
- Prema načinu prenošenja opterećenja razlikujemo plitke i duboke temelje.
- Plitki temelji opterećenje sa objekta prenose na podlogu preko naležuće površine temelja
(temeljne spojnice), koja je najčešće oblika pravougaonika ili kvadrata (BxL).
- Temelj se smatra plitkim kada je njegova širina veća od dubine ugradnje (D f ≤ B).
- Rastojanje od kote terena do kote temeljne spojnice naziva se dubina fundiranja (Df).
- Duboki temelj je vrsta temelja koja se postavlja na većoj dubini ispod površine tla i prenosi
opterećenja konstrukcije na zemlju na dubini. Odnos dubine i širine takvog temelja obično je veći
od 4 do 5.
Kada je nivo površine tla različit između dve strane temelja (sl.1), njegova dubina ugradnje definiše
se na osnovu donje strane.
Plitki temelji moraju zadovoljiti određene zaheve projekta:
- Sigurnost od nosivosti, tj. jačine smicanja koja premašuje podzemno tlo - Dovoljan faktor
sigurnosti F (obično 3) protiv smicanja (problem nosivosti).
- Ukupno i diferencijalno sleganje ne može premašiti nivoe tolerancije. Kontrola prekomernih
sleganja koja mogu biti štetna za prekrivajuću strukturu ili uticati na funkcionalnost.
Dozvoljena nosivost je maksimalno naprezanje koje se može primeniti na temeljno tlo tako da su
ispunjeni gore navedeni zahtevi.
Plitki temelji, često nazivani podlogama, nalaze se ispod najnižeg dela strukture. Temelj je
prvi konstruisani element konstrukcije koji se gradi nakon iskopavanja tla. Uopšte, dubina
plitkog temelja je manja od njegove širine.
Plitki temelji se obično koriste jer su najekonomičniji sistem temelja i relativno su
jednostavni za izgradnju. Pažljivo istraživanje lokacije temelja i detaljne informacije o
podpovršinskom sloju neophodno je za projektovanje temelja i izbegavanje bilo kakve
buduće degradacije performansi temelja.

945. 945/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)

Sl.10.77. Slika plitkog temelja

Duboki temelj je vrsta temelja koja se postavlja na većoj dubini ispod površine tla i prenosi
opterećenja konstrukcije na tlo na dubini. Odnos dubine i širine takvog temelja obično je veći od 4 do 5.
Proces izgradnje dubokog temelja je složeniji i skuplji od plitkih temelja. Međutim, kada se radi o
lošim uslovima tla na maloj dubini, velikim projektnim opterećenjima i ograničenjima na lokaciji,
duboki temelji će verojatno biti optimalno rešenje.





Sl.10.78. Slika dubokog temelja



Dakle, osnovna funkcija temeljenja neke građevine je prenošenje opterećenja objekta na podlogu
(tlo), uz zahtevanu stabilnost i bezbednost. Kod projektovanja i izgradnje temelja važne su
inženjerskogeološka svojstva terena i njihovim izučavanjem i poznavanjem omogućava da
metodama mehanike tla (za nekoherentne i koherentne stene) i mehanike stena (za čvrste, vezane
stene) reše problem deformacija i eventualnog sleganja (jednolikog i diferencijalnog), i odrediti
dozvoljeno opterećenje koje podloga može preuzeti bez loma ispod građevine. Bitnu ulogu imaju
parametri otpornosti na smicanje: kohezija (c) i ugao unutrašnjeg trenja (Ņ), i to ne samo u
neposrednij kontaktnoj zoni temelj - podloga, već i u dubini do koje objekat deluje na stensku masu.
Poznavanjem parametara nekoherentnih i koherentnih stenskih masa, njihove građe i sastava
po dubini, metodama proračuna iz domena mehanike tla dobijaju se pouzdani podaci o svim
relevantnim karakteristikama temeljenja. Danas temeljenje na takvim materijalima ne
predstavlja veliki problem.
U čvrstim, vezanim stenskim masama, koje su po pravilu heterogene i anizotropne sa brojnim
deformacijama u svojoj građi i sa određenim prirodnim i naponskim stanjima, problemi temeljenja
ponekad mogu biti veoma složeni. Ako se još doda i sasvim određeni, a za svaku vrstu stena i
različit način deformisanja, koji zavisi od brojnih faktora, biće jasno da, uz definisanje
inženjerskogeoloških karakteristika, treba istražiti i niz drugih parametara, bitnih za određivanje
postojećih napona u masivu, s obzirom na dodatne napone kojima se deluje na stenu, a koji mogu
dovesti do njenog loma. Takva situacija upućuje na važnost interdisciplinarnog pristupa temeljenju
na stenskoj masi, kao jedinog ispravnog puta rešavanju problema. Temeljenje na stenskoj masi
može se izvesti neposredno (bez temeljne stope) i sa temeljnom stopom određenih dimenzija. U
slučajevima većih defekata u građi stenske mase, temeljenju prethode konsolidacioni radovi -
poboljšanje stenskih masa (injektiranje, čišćenje pukotina od slabe ispune i njihovo plombiranje
betonom ili nekom drugom - ličnom injekcionom ispunom).

946. 946/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Inženjerskogeološkim istraživanjima obrađuju se: litološka svojstva stenske mase, položaj slojeva,
položaj diskontinuiteta i njihov međusobni odnos, pukotinska ispuna i njena svojstva, uzimaju se
intaktni i poremećeni uzorci za laboratorijska ispitivanja. Na uzorcima određuju se parametri
otpornost na smicanje, kako monolitnog tako i pukotinske ispune, čime se dobijaju podaci za
projektovanje dozvoljenog opterećenja i dimenzija temelja. Na rezultate utiču parametri c i Ņ
čvrstoća na pritisak, zateztanje i smicanje, deformabilnost, karakteristike pukotina (hrapavost,
dužina, smer i ugao nagiba, širina, ispuna) i uticaj vode. Razlike raspodele napona ispod temelja za
homogen izotropan elastičan poluprostor i za stenske mase sa diskontinuitetima pod različitim uglovima.
Krajnji nosivi kapacitet
Do sada ne postoji analitičko rešenje zatvorenog oblika u problemu izračunavanja konačne
nosivosti qŀŃt. Predložena rešenja zasnivaju se na pretpostavkama pojednostavljenja. Na slici 3(a)
prikazan je mehanizam loma koji je predložio Terzaghi (1943) koji je najčešće korišćeno rešenje.
Zona tla koja se razmatra u ovom problemu je EčĽĐďBAE. Zona ċČĽ je u elastičnoj ravnoteži i
smatra se delom osnovnog sistema. Rešenja AĽčEA i BĽĐďB su u stanju plastične ravnoteže i
konkretnije za zone AĽčA i BĽĐB primenjuje se stanje radijalnog smicanja, dok se za zone AčEA
i BĐďB primenjuje pasivno Rankinovo stanje.

















Sl. 10.79. Mehanizam loma koji je predložio Terzaghi (1943)
Za trakasti temelj, krajnji nosivi kapacitet dat je jednačinom:

(1) Temelj širine B (Terzaghi, 1943.)
gde je:
ΰ - jedinična težina tla;
b - širina podloge;
Df - dubina ugrađivanja;
c - kohezija zemljišta;
Ņ - ugao unutrašnjeg trenja
Faktori nCNc i Nq su bezdimenzionalni i procenjuju se kao funkcija ugla unutrašnjeg trenja Ņ, kao
što je prikazano na slici 10.79(b).

Za kvadratne, pravougaone i kružne podloge preporučuju se sledeće modifikacije od (1):


(2) Kvadrat (B=L )ili pravougaoni (Hansen,1966.)


(3) Kružna podloga prečnika B (Terzaghi, 1943.)

koeficijent Nc i Nq Na osnovu slike 10.79(b), kao i do sada.

947. 947/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tercaghijeva opšta jednačina nosivosti, koja se koristi za određivanje krajnjeg kapaciteta tla
(Qult, ako QH ).
Qult = Ah (c'NC + q'Nq + 0,5γ'BNγ)
gde je:
- Ah projektovana površina heliksa,
- c kohezija tla,
- q' efektivni pritisak otkrivke,
- B širina podnožja (osnovna širina),
- ΰ' efektivna jedinična težina tla i
- NC, Nq, Nΰ = faktori nosivosti.
Ova opšta jednačina nosivosti za plitke i duboke temelje u tlu može se naći u svakom udžbeniku
za temeljno inženjerstvo i predstavlja tradicionalni pristup projektovanju temelja pod
kompresionim opterećenjem.
Za krute temelje važna su analitička rešenja pristupa elastičnog poluprostora. Pretpostavlja se
linearna raspodela naprezanja, pa se ne uzima u obzir da li je podloga tla kohezivna ili bez kohezije.
Modul reakcije podloge ili statičke krutosti K je funkcija sledećeg:
- Svojstva tla (tj. modul smicanja, G, Poissonov koevficijent, ν).
- Magnituda(e) opterećenja.
- Oblik, dimenzije i krutost temelja.
Osim vertikalne statičke krutosti tla, mogu se odrediti i horizontalni, rotacioni i torzioni
koeficijenti krutosti.
U sledećim paragrafima temelj se smatra krutim, pa se pretpostavlja da je njegova krutost mnogo
veća od krutosti tla.
Efekat oblika temelja
Uticaj oblika temelja igra važnu ulogu u proceni statičke krutosti sistema tlo-temelj. Statička krutost
kružnog i trakastog temelja (slika 10.80.) može se odrediti kao što je prikazano u tabeli
10.12. (Gazetas, 1983.).



Sl.10.80. Kružni i trakasti temelji na izotropnom, elastičnom i
homogenom poluprostoru.



Uticaj dimenzija temelja
Da bi se objasnio uticaj dimenzija temelja na statičku krutost sistema, temelj proizvoljnog oblika
mora se izvesti u oblik pravougaonika čija je dužina ( 2L ) veća od širine ( 2B ). Ova modifikacija
može se napraviti koristeći jednostavnu pretpostavku kao što je prikazano na slici 10.81. Statička
krutost za opšte oblikovani temelj koji je preveden u pravougaoni (2B,2L), kao i odgovarajuće
krutosti za idealizovani slučaj kvadratnog temelja, prikazani su u tabeli 10.13. (Gazetas, 1983).




Sl.10.81. Određivanje opisanog pravougaonika koji će zameniti temelj
proizvoljnog oblika.

948. 948/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 10.12- Statička tvrdoća (krutost) sistema podloga-temelj za kružne i trakaste temelje na homogenom,
izotropnom elastičnom poluprostoru.











Uticaj debljine sloja tla
Osim elastičnih parametara podloge (npr. G,v), još jedan parametar koji igra važnu ulogu na statičku
krutost sistema tlo-temelji je debljina sloja tla, pod pretpostavkom da se ispod nalazi kruta stena,
(slika 10.82).

Naime, deblji sloj tla (u odnosu na
dimenzije temelja) rezultira smanjenom
krutošću u odnosu na tanji sloj. Jednačine
koje uzimaju u obzir debljinu sloja tla za
kružne i trakaste sisteme temelja prikazane
su u tabeli 10.14, (Gazetas, 1983).



Sl.10.82. Uticaj debljine sloja tla na statičku
tvrdoću (krutost)








Tabela 10.13- Statička tvrdoću (krutost)
podloge za kvadratni i proizvoljno
oblikovan temelj na homogenom,
izotropnom, elastičnom poluprostoru.

949. 949/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Tabela 10.14 - Statička tvrdoću (krutost) sistema podloga (tlo) - temelj, za kružne i trakaste temelje na
homogenom, izotropnom elastičnom poluprostoru s obzirom na debljinu sloja tla.














Efekat povećanja modula smicanja sa dubinom
Elastična svojstva podzemlja često se smatraju konstantnim u praksi geotehničkog
inženjerstva, budući da se laboratorijska ispitivanja i ispitivanja na licu mesta ne mogu uvek
provoditi na uzorcima/tlima na različitim dubinama.
Ipak, istraživanja su pokazala da modul smicanja nije konstantan, već je funkcija dubine.
Tipičan odnos varijacije modula smicanja sa dubinom je sledeći:

gde je:
G0 - modul smicanja tla na površini tla,
B - polovina širine temelja (2B za trakaste temelje ili 2R za kružne temelje)
Z - dubina od površine tla,
a, m - konstantni parametri.

Skladno tome, statička krutost sistema tlo-temelj, za kružne i trakaste temelje, uzimajući u
obzir povećanje modula smicanja sa dubinom, može se izvesti pomoću jednačina prikazanih
u tabeli 10.15, (Gazetas, 1983).

Tabela 10.15- Statička krutost za kružne i trakaste temelje uzimajući u obzir povećanje modula smicanja sa dubinom.

950. 950/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Izvori literature, slika i crteža:
Acocella, V., Gudmundsson, A. & Funiciello, R. (2000): Interaction and linkage of extension fractures and normal faults:
examples from the rift zone of Iceland.- Journal of Structural Geology, 22, 9, 1233-1246.
AGS (2007a). Guidelines for landslide susceptibility, hazard and risk zoning for land use planning, Australian Geomechanics,
Vol 42 No 1, March 2007. Landslide Zoning Guidelines.
AGS (2007c).Practice Note guidelines for landslide risk management,Australian Geomechanics,Vol42No1,March2007. Practice Note.
Allmendinger, R.W. (1999): Introduction to Structural Geology.- Cornell University, 279 str.
Anđelić M. (1990): Geomorfologija. Beograd, Vojnogeografski institut
A. Verruijt (2001: „Soil Mechanics“, Delft University of Technology.
Barazangi, M. & Dorman, J. (1969): World seismicity maps compiled from ESSA, Coast and Geodetic Survey, epicenter data,
1961-1967.- Bull. Seism. Soc. Amer,. 59, 369-380.
Banjac Nenad (1994), SEIZMOLOGIJA, Petničke sveske br. 34, Istraživačka stanica Petnica, Valjevo
Basma, A. A. (2003.): Design of Reinforced Earth Walls. Advanced Foundation Engineering, (www.sarajah....)
Bates, R.L.and J.A. Jackson (eds.),1987,Glossary of Geology.American Geological Institute, Alexandria,VA,788 p.
Bauer (2004.): (www.bauer...)
Berza, T. (1997): A hundred years of tectonic studies in South Carpathians: the state of the art. International Symposium
“Geology in the Danube Gorges”; Geoinstitut special publication 25, Belgrade, p. 271-276
B. M. Das (2007): „Principles of Geotechnical Engineering“, Adapted International Student Edition, International Thompson
Publishing, Canada.
Bognar, A. (1987.):Reljef i geomofološke osobine Jugoslavije. Veliki geografski atlas Jugoslavlije, SN Liber, Zagreb.
Burbank, D.W.&Anderson, R.S.(2001):Tectonic Geomorphology.-Blackwell Science Pub.,Oxford,274 str.
Collinson, J.D. & Thompson (1988): Sedimentary Structures.- Unwin-Hyman, London, 207 str.
Davis, G.H. & Reynolds, S.J.(1996): Structural Geology of Rocsk and Regions.-John Wiley & Sons, Inc.,New York, 776 str.
D.Cruden and D.F.Van Dine (2013).Classification, Description, Causes And Indirect Eff ects-Canadian Technical Guidelines
and Best Practices related to Landslides:a national initiative for loss reduction,Geological Survey of Canada Open File7359, 2013.
CIRIA C562:„Geophysics in Engineering Investigations“, London 2002.
Deborah Underwood,GEOMETRICS Inc:„Near Surface Seizmic Refraction Surveying Field Method“,San Jose,California,
Septembar 2009.
DeGraff, J.M. & Aydin, A. (1987): Surface morphology of columnar joints and its significance to mechanics and direction of
joint growth.- Geological Society of America, 99, 605-617.
D.F. Van Dine (2012). Risk Management-Canadian Technical Guidelines and Best Practices related to Landslides: a national
initiative for loss reduction, Geological Survey Of Canada Open File 6996.
Dimitrijević M. (1964): Strukturna geologija. Beograd, Rudarsko-geološki fakultet, Laboratorija za metode geološkog kartiranja.
Dubrova, G.A. (1963.) Interaction of Soil and Structures. Izd. Rechniy Transport, Moskva
Donath, F.A. (1970): Some information squeezed out of rock.- American Scientist, 58, 54-72.
Dragutin Jevremović, Inženjerska geologija, Građevinsko-arhitektonski fakultet, Univerzitet u Nišu, Niš, 2003, strana 10
Encyclopædia Britannica Online (2012):Ockham's razor-http://www.britannica.com/Ebchecked/topic/424706/Ockhams - razor
Eyal, Y., Gross, M.R., Engelder, T. & Becker, A. (2001): Joint development during fluctuation of the regional stress field in
southern Israel.- Journal of Structural Geology, 23, 2/3, 279-296.
Ford, D.C.,Williams, P.W.(1989):Karst Geomorphology and Hydrology.Unwin Hyman,London, pp.1-601
Fossen, H. & Johansen, T.E.S. (2005): Structural geology: e-learning modules.
Gazetas G. (1983). Analiza vibracija temelja mašina: stanje tehnike.Međunarodni časopis za dinamiku tla i inženjerstvo
zemljotresa, svezak 2, broj 1, https://doi.org/10.1016/0261-7277(83)90025-6 .
Gavrilović,S. (1972): Inženjering o bujičnim tokovima i eroziji. Časopis "Izgradnja", specijalno izdanje. Beograd.
Geologija Srbije VIII-2 Inženjerska geologija, Beograd, 1978, strana 1
Geološka terminologija i nomenklatura VIII-2 Inženjerska geologija, Zavod za regionalnu geologiju i paleontologiju Rudarsko-
geološkog fakulteta, Univerzitet u Beogradu, Beograd, 1978.
Gillespie, P.A., Walsh, J.J., Watterson, J., Bonson, C.G. & Manzocchi, T. (2001): Scaling relationships of joint and vein arrays
from The Burren, Co.Clare, Ireland.- Journal of Structural Geology, 23, 2/3,183-201.
Grass Concrete Limited: Erosion control systems, Wakefield, West Yorkshire, uputstva i prospekti, 96;
Grenerczy, G., Kenyeres, A., Sella, G. & Stein, S. (2005):Tectonic implications of the GPS velocity field in the northern Adriatic
region.- Geophys. res. Lett.,32, L16311.
Janjić,M. (1979): Osnovi geologije i inžinjerske geologije. Građevinski fakultet. Univerzitet u Beogradu. Beograd.
Janjić, M. (1979): Inženjerska geodinamika, Univerzitet u Beogradu, Beograd.
Janjić, M. (1982): Inženjerska geologija sa osnovama geologije, Naučna knjiga, Beograd.
Jovanović, P. (1984): Izrada podzemnih prostorija velikog profila, Građevinska knjiga, Beograd.
Jovanović, V i Srećković-Batoćanin, D.:"Osnovi geologije"- Zavod za udžbenike i nastavna sredstva, Beograd, 2006.
Keller, E.A.& Pinter, N.(2002):Active Tectonics:Earthquake, Uplift, and Landscape, 2nd ed.- Prentice Hall,New Yersey,362 str.
Kirschbaum, D.B., Adler, R., Hong, Y., Hill, S., and Lerner-Lam, A. A.: global landslide catalog for hazard implications:method,
results, and limitations, Nat. Hazards, 52, 561–575, 2010.

951. 951/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Handin, J., Hager, R.V., Friedman, M. & Feather, J.N. (1963): Experimental deformation of sedimentary rocks under confining
pressure: pore pressure tests.- Amer. Asocc. Petrol. Geol. Bull., 47, 717-755.
Highland, L.M., and Bobrowsky, Peter (2008). The landslide handbook-A guide to understan ding landslides: Reston, Virginia,
U.S. Geological Survey Circular 1325, 129 p.
Лазаревић,Р.идр.(1983).Ϟϴ̄̆ϴ Ϲ̄̂ϻϼ̛Ϲ ϥϤ ϥ̄ϵϼ̛Ϲ 1:500.000.Београд: Институт за шумарство и дрвну индустрију.
Лазаревић, Р. (2000). ϞϿϼϻϼ̌̆ϴ. Београд: Друштво бујичара Југославије.
Learning Geology, 2015, 2016: How Do Extrusive and Intrusive Environments Differ? Minerals, Petrography, Rock
Deformation, Classes of sedimentary rocks, Studying Rock, The Basis of Rock Classification, Movement and Solidification of
Molten Rock, Geometric description of folds, What Causes Earthquakes?, Types of Metamorphic Rocks, Sedimentary Basins,
Relation of Volcanism to Plate Tectonics,Groundwater Flow,Limestone,Siltstone,Dolomite,Sandstone, Breccia, Conglomerate..
Lisowski, M., Savage, J.C. & Prescott, W.H. (1991): The velocity field along the San Andreas Fault in central and southern
California.- Journal of Geophysical Research, 96, 8369-8389.
Lowrie, W. (1997): Fundamentals of Geophysics.- Cambridge Univ. Press, CAmbridge,354 str.
Lokin, P. (1990): Parametri i klasifikacije ispucalsti stenskih masa,Seminar: Metodologija istraživanja ispuca
losti stenskih masa u geotehnici, Rudarsko-geološki fakultet Univerziteta u Beogradu, Beograd
Maksimović, (2008): Mehanika tla, Beograd AGM knjiga
Maksimović, M. i Santrač, P. (2010):„Zbirka Zadataka iz Osnova Mehanike Tla“,6. Dopunjeno izdanje, AGM Knjiga,Beograd
Marović, M., Grubić, A., Ěoković, I., Toljić, M., Vojvodić, V. (1997): The Neoalpine tectonic pattern of Djerdap region.
International Symposium “Geology in the Danube Gorges”; Geoinstitut special publication 25, Belgrade, p. 111-115
Marković M.,Pavlović R.,ČupkovićT.2003.Geomorfologija.Beograd:Zavod za udžbenike i nastavna sredtsva
Maslov N.N. i grupa autora (1975.):Složeno fundiranje, stabilnost kosina i drenaže. Građevinska knjiga, Beograd
Mats Svensson & BjÖrn MÖller:Geophysics in soil mechanics,Swedish Geotechnical Institute, SE-581 93 Linköping, 2001.
Matthew P.Hergert:A Comparison of Surface Wave Tests for Pavement System Thicknesses/Moduli, Rutherford, New Jersey -
Socorro, New Mexico USA
McConaughy, D.T.,& Engelder,T.2001):Joint initiation in bedded clastic rocks. Journal of Structural Geology,23,2/3,203-221.
Nelson, S.A. (2007): Petrology.- http://www.tulane.edu/~sanelson/geol212/intro&textures.htm
Netlon Limited: "Tensar" geogrids in civil engineering, Blackburn, uputstva i prospekti, 1996;
Nonveiller, E.,Klajner, I Korošec, I. i dr. (1969-70):Mehanika tla (geomehanika) - autorizovana predavanja kadetimaVojne
akademije Inžinjerijskog školskog centra (IŠC), Karlovac-Zagreb
Nonveiller, E. (1990):Mehanika tla i temeljenje građevina, Školska knjiga, Zagreb.
Panjukov,P.N. (1965): Inženjerska geologija. Građevinska knjiga. Beograd.
Passchier, C.W. & Trouw, R.A.J. (1996): Microtectonics.- Springer-Verlag, Berlin, 289 str.
Perry, B. (2008): Metamorphic Rocks Tour.-http://seis.natsci.csulb.edu/bperry/metarock/ HOMEPAGE. htm
Pešić L. (2001):Opšta geologija - Egzodinamika. Beograd, Rudarsko - geološki fakultet Univerziteta u Beogradu
Pešić L. (2002):Opšta geologija - Endodinamika. Beograd, Rudarsko-geološki fakultet
Plummer, Ch.C.,McGeary, D. (1993): Physical Geology.WCB. USA.
Popov, I. V. (1959.): Inženjernaja geologija. MGU, Moskva.
Rawnsley, K.D., Peacock, D.C.P., Rives, T. & Petit, J-P. (1998): Joints in the Mesozoic sediments around the Bristol Channel
Basin.- Journal of Structural Geology, 20/12, 1641-1661.
Rey, F Patrice. (2016): Introduction to Structural Geology, Sydney
Roberts, J.L. (1989): The Macmillian Field Guide to Geological Structures.The Macmillian Press Ltd., London, 250 str.
Rock Identification, lab-study-guide, geology.com
Roglić, J. (1959): Odnos riječne erozije i krškog procesa. Zbornik 5. kongresa geografa Jugoslavije, Cetinje, p. 263-273
Roje-Bonacci, T. (2003.): Mehanika tla. Građevinski fakultet Sveučilišta u Splitu
Stanković, M.: Hidrotehnički radovi. Udžbenik za SVŠ i VA, VIZ, Beograd, 1979.
Stanković, M.: Projekat zaštite kosnina useka objekata "torkret" betonom. VP 4416 Split, 1980.
Stanković, M.: Uloga ankera u podzemnim radovima. VP 4416 Split, 1985.
Stanković,M.:Zaštita kosina saobraćajnica savremenim materijalima.Put i životna sredina,II jugoslovenski naučni skup,Žabljak '98.
Stanković, M.: Arhivski projekat kao osnova efikasnog i racionalnog građenja i održavanja saobraćajnica, Magistarska teza,
Beograd, 1994, 1-206;
Statut Međunarodne Asocijacije za Inženjersku geologiju (IAEG), Kjoto, 1992.
Zoran M. Berisavljević; Definisanje parametara čvrstoće na smicanje kod izvođenja kosina u ispucalom stenskom masivu,
doktorska disertacija, UDK: 622:622.271, Beograd, 2015
Terzaghi, K. (1972.): Teorijska mehanika tla, Naučna knjiga. Beograd
Tomlinson, M. J. (1980.): Foundation Design and Construction. Pitman Press,Boston, London.
Thompson, G.R. & Turk, J. (1999): Earth Science and the Environment. Saunders College Publishing, pp. 589, New York.
Poglavlja: - I Earth Materials and Time (15-82 str.),- II Internal Processes (83-174 str.)
Tucker, M.E. & Wright, V.P. (1990): Carbonate sedimentology.- Blackwell Sci. Publ., Oxford, 482 str.
SchoIle, P.A. & Ulmer-Scholle, D.S. (2003): A Color Guide to the Petrography of Carbonate Rocks: Grains, Textures, Porosity,
Diagenesis.- AAPG Memoir 77, Tulsa, 474 str.

952. 952/952 Mirko Stanković
Autor:MSc Mirko Stanković,dipl.inž.,Beograd,Gen.Štefanika 20/17,[email protected][phone](063/281-371)
Ivars, DM; Pierce, ME; Darcel, C.; Reyes-Montes, J.; Potyondy, DO; Young, RP; Cundall, PA. Sintetička stenska masa pristup
za modelovanje ispucale stenske mase. Int. J. Rock Mech. Min. 2011, 48, 219–244. [CrossRef]
https://www.researchgate.net/publication/366266174_Study_on_Excavation_Damage_Characteristics_of_Surrounding_Rock_i
n_Deeply_Buried_Tunnels_by_Particle_Flow_Code_Simulation [accessed Nov 19 2024].
Sonmez. H.andUlusay, R., 2002. A discussion on the Hoek-Brown failure criterion and suggested modifications to the criterion
verified by slope stability case studies. Yerbilimleri, 26, 77-9.
Sharifikia, M. (2008.) Landslide hazard zonation in hilly area of Southern Caspian Sea - Iran -bases on RS & GIS tools.
Department of Geology University of Delhi. Published in : (Map India 2008)
Varnes, D. J. (1988.): Landslide Types and Pmeesses. "Landslides and Engineering Practice" Highway Research Board, Special
Report 29, Washington, D. C.
V.N.S. Murthy (2003): Geotechnical Engineering : Principles and Practices of Soil Mechanics and Foundation Engineering,
Marcel Dekker Inc, New York
Worthington, S.R.H. (1991): The karst hydrogeology of the Canadian Rocky Mountains. McMaster University, unpublished
Ph.D. thesis, pp.1-227
ASTM 2008. Standard Test method for Slake Durability of Shales and Similar Weak Rocks (ASTM D4644‒08. West
Conshohocken, PA)
ASTM International. (3195). Standard Test Method for Performing Electronic Friction Cone and Piezocone Penetration
Testing of Soils. ASTM D 5778-95.
Dhakal, G.,Yneda,T.,Kata,Y.and Kaneko,K.,2002. Slake durability and mineralogical properties of some pyroclastic and
sedimentary rocks.Engineering Geology.v.65(1),pp.31-45. https://doi.org/10.1016/S0013-7952(01)00101-6
Youn H.and Tonon F.,2010.Effect of air-drying duration on the engineering properties of four clay-bearing rocks in Texas.
Engineering Geology, v.115, pp. 58‒67. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2010.06.012
Mayne, Paul W., et. al. (2000). Site Characterization of Piedmont Residual Soils at the NGES,Opelika, Alabama. ASCE
Geotechnical Special Publication (GSP) No. 93 - NationalGeotechnical Experimentation Sites (NGES), Ed. by Jean Benoit &
Alan Lutenegger,ASCE, Reston/VA, April 2000, pp. 160-185.
Mayne, P., 2001, Stress-strain-strength-flow parameters from enhanced in-situ tests. Proceedings,International Conference on
In-Situ Measurement of Soil Properties & Case Histories In-Situ 2001, Bali,Indonesia, May 21-24, 2001, p. 27-48.
(8) (PDF) Computational Geotechnics. Available from:
https://www.researchgate.net/publication/331937552_Computational_Geotechnics [accessed Mar 15 2024].
Kleyn, E. G. (1975). The use of the dynamic cone penetrometer (DCP). Transvaal Provincial Administration.
Kleyn, E. G., & Savage, P. F. (1982). Application of the Pavement DCP to Determine the Bearing Properties and Performance
of Road Pavements.
ASTM International. (2003). Standard Test Method for Use of the Dynamic Cone Penetrometer in Shallow Pavement
Applications. ASTM D6951-03.
Tissoni, A. (1987). La prova SPT e SPTC a confronto nei terreni fluvioglaciali della pianura torinese. Geologia Tecnica.
Skempton, A. W. (1986). Standard penetration test procedures and the effects in sands of overburden pressure, relative density,
particle size, ageing and overconsolidation. Geotechnique.
Liao, S.S.,&Whitman,R.V.(1986).Overburden correction factors for SPT in sand.Journal of geotechnical engineering.
Visual Dictionary Online, visual.merriam-webster.com
Šestanović, S. (1993): Osnove inženjerske geologije – primjena u graditeljstvu, Sveučilište u Splitu, Split
http://www.geologija.org/articles/geo.php?t=2
http://www.google.com
http://www.nat-hazards-earth-syst-sci.net/15/1821/2015/nhess-15-1821-2015.pdf
http://billy.geo.uib.no/struct/emodules.html
http://www.world-stress-map.org
http://landslides.usgs.gov/learn/prepare.php
http://www.ready.gov/landslides-debris-fl ow
http://www.redcross.org/prepare/disaster/landslide
https://www.achievesolutions.net/achievesolutions/en/Content.do?contentId=17630
http://landslides.usgs.gov/learn/prepare.php
http://www.ready.gov/landslides-debris-flow
http://www.redcross.org/prepare/disaster/landslide
https://www.achievesolutions.net/achievesolutions/en/Content.do?contentId=17630
http://www.scribd.com/doc/125871021/Eolski-reljef
http://www.geologyin.com/2014/10/whats-difference-between-active-and.html#oz6vJhde8ZcMpvXs.
http://www.seismo.gov.rs Prezentacija Republičkog seizmološkog zavoda Srbije.
http://www.soest.hawaii.edu/coasts/lecture/gg170/resources.html Elementi fizičke geologije.
http://www.geology.wisc.edu/courses/g594/Lectures/index.html Tekstovi i slike vezani za geologiju.
https://www.achievesolutions.net/achievesolutions/en/Content.do?contentId=17630
http://www.geo-online.org Geofizika.