Title Korigirani parametri stijenske raspucalosti i kritički osvrt na ostala empirijska svojstva stijenske mase na primjeru geoloških formacija Dohe, Katar Title (english) Corrected rock fracture parameters and critical review of other empirical properties of rock masses on the example of geological formations of Doha, Qatar Author Hrvoje Vučemilović Mentor Mensur Mulabdić (mentor)Committee member Krunoslav Minažek (predsjednik povjerenstva)Committee member Predrag Miščević (član povjerenstva)Committee member Sanja Dimter (član povjerenstva)Granter Josip Juraj Strossmayer University of Osijek Defense date and country 2023-04-21, Croatia Scientific / art field, TECHNICAL SCIENCES Universal decimal classificationUDC ) 624/625 - Civil and structural engineering. Civil engineering of land transport. Railway engineering. Highway engineering Abstract Ova disertacija uređena je prema sljedećim poglavljima:
Poglavlje 1 ‐ Uvod: Uvodno se daje pozadinski pregled i objašnjenje za disertaciju, osvrćući se na povijest
predmeta koji su razrađeni u njoj. Potom slijedi opis preduvjeta istraživačkog rada da bi se na kraju dao opis
istraživačkih hipoteza.
Poglavlje 2 – Lokalna geologija Dohe i Katra: Dan je pregled lokalne geologije s naglaskom na područje grada
Dohe. Predstavlja se stratigrafija slojeva koji obuhvaćaju cijeli Katar, potom slijedi
... More detaljni opis triju
geoloških članova i njihovih slojeva koji se javljaju ispod grada Dohe te na kraju fotografije s radova iskopa.
Poglavlje 3 – Metode i rezultati ispitivanja: Dan je opis metoda istraživanja, statistika i brojčani rasponi
parametara iz istražnih bušotina, laboratorijskih ispitivanja i stijenskih kartiranja. Dani su standardi po
kojima su izvršena laboratorijska i terenska ispitivanja te kratki opisi ispitnih mehanizama. Na koncu je dan
prikaz rezultata ispitivanja u tekstualnom i tabličnom obliku.
Poglavlje 4 – RQD‐indeks i njegove modifikacije za stijenske mase Dohe i Katra: U ovom poglavlju provedena
je temeljna teorijska analiza RQD‐indeks parametra i većine njegovih modifikacija i alternativa. Iznesena je
rasprava o odnosu dva najbitnija parametra stijenske raspucanosti (RQD‐indeks i λ) te o nedostacima RQDindeksa.
Detaljno su izneseni prethodni prijedlozi više autora o izmjenama i prilagodbama RQD parametra.
Iznosi se rasprava o korištenju RQD‐indeksa kod kartiranja stijenskih površina te se podržava drugačija
inačica imenovanja RQD‐indeksa kod ovog tipa uporabe (RQDG‐indeks).
Poglavlje 5 – RQD‐indeks i λ za stijenske mase Dohe i Katra: U ovom poglavlju nudi se objašnjenje koji od
modificiranih parametara iz poglavlja 4 i zašto je odabran za daljnju razradu spram katarskih stijenskih masa.
Predstavljaju se i detaljno razrađuju dva korigirana parametra stijenske raspucanosti, jedan koji je zasnovan
na RQD‐indeksu te drugi koji je zasnovan na frekvenciji raspucanosti λ te ga prvi put predlaže autor, i to
pomoću zapisa bušotinskog kartiranja i fotografija kutija stijenskih jezgri. Također su dane njihove
probabilističke raspodjele te raspodjele vrijednosti parametara s dubinom. Pokazano je kako povezati dva
parametra različite vrste (iz bušotina te kartiranja površina) putem statističke veze, u ovom slučaju njihovih
srednjih vrijednosti. To je moguće uslijed matematičke prilagodljivosti korigiranog RQD‐indeksa. Također se
ukazuje na poboljšanu međusobnu korelaciju dvaju korigiranih parametara. Na kraju se razmatra utjecaj
razmjera na oba parametra.
Poglavlje 6 – Kartiranje izloženih stijenskih površina u Dohi i Katru: U ovom poglavlju predstavljeni su podaci
prethodnih autora i ovog istraživanja te koje se korelacije mogu uspostaviti između sustava klasifikacije
stijenskih masa GSI, Q vrijednosti i RQDG‐indeksa, dobivenih kartiranjem stijenskih površina katarskih
stijenskih masa te do kojih statističkih zaključaka se može doći. Također se nudi rasprava o primjenjivosti
Hoek‐Brown kriterija na katarske stijenske mase, temeljena na komponentnom parametru Q sustava
(parametar broja setova pukotina Jn) te na ranijim Hoekovim razmatranjima.
Poglavlje 7 – Svojstva intaktnih stijena Dohe i Katra: nudi raspravu o svojstvima nataknute stijene koja su
dobivena laboratorijskim ispitivanjima uzetim u razmatranje u ovom istraživanju. Rezultati uključuju
jednoosnu tlačnu čvrstoću, indeks točkaste čvrstoće, troosnu čvrstoću te vlačnu čvrstoću brazilskom
metodom. Dana je detaljna analiza za rezultate vlačne čvrstoće brazilskom metodom troosne čvrstoće na
katarskim stijenskim uzorcima.
Poglavlje 8 ‐ Zaključak
Dodatak A.1 – Hoek Brown i drugi modeli za stijene Doha i Katra: detaljno razlaže Hoek‐Brownov kriterij i
neke druge modele te njihovu primjenjivost na katarske stijenske mase. Rezultati brazilske vlačne čvrstoće
su konvertirani u jednoosnu vlačnu čvrstoću putem izraza drugih autora. R‐indeks vrijednosti su izračunate
i za konvertirane i nekonvertirane rezultate vlačne čvrstoće te se primjenjuju tranzicijski ekvivalenti Hoek‐
Brownovih parametara za meke stijene. Raščlanjuju se troosna ispitivanja katarskih komercijalnih
laboratorija te se objašnjava zbog čega ovakva ispitivanja ne mogu polučiti koherentan parametar mi. Na
koncu, nudi se rasprava o konverziji Hoek‐Brownovih parametara u Mohr‐Coulombove parametre te se
pokazuje koji postupak je prema stavu autora najprikladniji, koji su najvjerojatniji rasponi MC parametara
te su podastrti dokazi u prilog tvrdnjama.
Dodatak A.2 – Svojstva stijenskih masa Doha i Katra: Hoek‐Brownov kriterij i drugi modeli primijenjeni su za
izračun parametara stijenske mase katarskih stijena. Pokazano je da se tim izrazima mogu dobiti uski
rasponi za tlačnu i vlačnu čvrstoću stijenske mase te modul elastičnosti stijenske mase, potvrdom od više
autora. Na kraju je iznesen zaključak o svrstavanju katarskih stijenskih masa u kontekstu tipova stijenskih
masa iz literature.
Dodatak B – Tablice sustava klasifikacije: Dane su tablice sustava klasifikacija stijenskih masa prema
sustavima RMR, Q, GSI te EN ISO 14689:2017
Dodatak C – Objavljeni članci: Dana su dva objavljena članka autora na engleskom jeziku koji su prethodili
disertaciji.
Zaključak dodataka Less Abstract (english) This thesis is organized under following chapters:
Chapter 1 ‐ Introduction: Introduction is given which first provides an overview of the background and
rationale for the dissertation, by giving a history of subjects which are elaborated in it. This is followed by a
description of premises for this research endeavours, which is followed by a description of research
hypotheses.
Chapter 2 – Local geology of Doha and Qatar: A review of the local geology is given with the emphasis on
the
... More area of the city of Doha. Stratigraphy of layers encompassing the whole of Qatar is presented, followed
by a detailed description of three geological members and related layers that occur below the city of Doha,
accompanied with some photographic records from excavations.
Chapter 3 – Methods and results of tests: The test methods, statistics and numerical ranges for the
presented data from boreholes, lab tests and rock exposures mappings are presented in this section.
Standards are listed which were followed during the execution of laboratory and field tests and short
descriptions of test mechanisms are added as well. This is followed by test results summaries in both textual
and tabular form.
Chapter 4 – RQD and its modifications for rock masses of Doha and Qatar: An in‐depth and theoretical
analysis of the RQD parameter and most of its modifications and alternatives is conducted in this section.
Relationship between two principal rock fracture parameters is discussed first (RQD and λ). Shortcomings
of RQD are discussed as well. Previous published proposals from multiple authors on RQD modifications
and alternatives are discussed in detail. Usage of RQD in rock exposures mapping is discussed and different
variant for RQD parameter is presented for this type of usage (RQDG).
Chapter 5 – RQD and λ for rock masses of Doha and Qatar: In this section the explanation is offered which
of the modified parameters from chapter 4 and why, has been chosen for detailed elaboration on the Qatari
rock masses. Two corrected rock fracture parameters, one based on RQD, and the other based on the
fracture frequency λ, which is proposed for the first time by the author, are presented and elaborated in
detail with aid of logging records and core box photographs, including their probabilistic distributions and
value vs. depth distributions. It is shown how to connect two parameters of different origin (from boreholes
and from exposures mapping) via a statistical connection, in this case their mean values. This is possible
due to mathematical adaptability of the corrected RQD. Likewise, the improved mutual correlation is
demonstrated between the two corrected borehole parameters. Lastly, scale considerations for the two
parameters are considered.
Chapter 6 – Rock face mapping in Doha and Qatar: In this section data is presented from previous authors
and this research and what correlations can be drawn between rock mass classification systems GSI, Q and
RQDG, acquired through exposures mapping of Qatari rock masses, and what statistical conclusions can be
reached. Also, a discussion is offered on the applicability of Hoek‐Brown criterion to Qatari rock masses,
based on the component parameter of the Q system (joint set number parameter Jn) and earlier
considerations from Hoek.
Chapter 7 – Properties of intact rocks of Doha and Qatar: In this chapter, intact tock properties are
discussed which were yielded by lab tests considered by the research. The results include uniaxial
compressive strength, from which also secant elasticity modulus is obtained, point load index, triaxial
strength, and Brazilian tensile strength. Detailed analysis is provided for BTS and triaxial test results for
Qatari rock samples.
Chapter 8 ‐ Conclusion
Appendix A.1 – Hoek‐Brown and other models applied to rocks of Doha and Qatar: This section presents in
detail the Hoek Brown criterion and some other models and their application to Qatari rocks. Brazilian
tensile test results are converted to uniaxial tensile results via formulas from other authors. R‐index values
are calculated for both converted and unconverted tensile results, and transitional equivalents of Hoek‐
Brown parameters for soft rocks are applied as well. Triaxial test from Qatari commercial geotechnical labs
are analyzed in detail and it is elaborated why these tests cannot give a coherent mi parameter. Finally,
conversion of Hoek‐Brown parameters to Mohr‐Coulomb parameters is discussed and it is demonstrated
which procedure in the opinion of the author is the most appropriate, what are the likeliest MC parameters
spans, and evidence is provided to substantiate the claims.
Appendix A.2 – Properties of rock masses of Doha and Qatar: Hoek‐Brown law and other models are applied
to calculate rock mass values for Qatari rock masses. It is shown that by applying these formulas narrow
ranges can be obtained for rock mass compressive and tensile strength and rock mass elasticity modulus
by corroboration from multiple authors. At the end a statement is offered on the classification of Qatari
rock masses in the context of rock mass types discussed in the literature.
Appendix B: Classification systems tables: Tables are given of rock mass classification systems RMR, Q, GSI
and EN ISO 14689:2017
Appendix C: Published papers: Two published papers are given in English language which predate this
dissertation.
Conclusion of appendices Less Keywords
Doha Katar
korigirani parametri stijenske raspucanosti
svojstva stijenske mase
svojstva netaknute stijene
empirijski izrazi
bušotinski parametri
parametri kartiranja stijenskih površina
Hoek–Brownov kriterij
Mohr Coulombov kriterij
troosno ispitivanje stijena
prijelazna zona stijena ka tlima
Keywords (english)
Doha Qatar
Corrected rock fracture parameters
Rock mass properties
Intact rock properties
Empirical relations
Borehole parameters
Rock exposure mapping parameters
Hoek–Brown criterion
Mohr Coulomb criterion
Triaxial rock testing
Rock to soil transition zone
Language croatian URN:NBN urn:nbn:hr:133:533759 Promotion 2023 Study programme Title: Postgraduate university study program in civil engineering Catalog URL http://161.53.208.100/cgi-bin/lb04/unilib.cgi?form=010000000199990&id=1880333001 Type of resource Text File origin Born digital Access conditions Open access Terms of use Created on 2023-05-23 08:16:39
