Η αντοχή σε διάτμηση των γεωυλικών είναι καθοριστικής σημασίας για τη μηχανική συμπεριφορά των γεωλογικών σχηματισμών στα πλαίσια της κατασκευής τεχνικών έργων. Στην περίπτωση των βραχωδών σχηματισμών η συμπεριφορά αυτή εξαρτάται τόσο από τα μηχανικά χαρακτηριστικά του άρρηκτου πετρώματος όσο και από τον προσανατολισμό και τα γεωμετρικά και μηχανικά χαρακτηριστικά των ασυνεχειών. Η διατμητική αντίσταση άρρηκτων βραχωδών υλικών εξετάζεται πληρέστερα με τη βοήθεια της δοκιμής τριαξονικής θλίψης ενώ η διατμητική αντίσταση κατά μήκος ασυνεχειών προσδιορίζεται με τη δοκιμή άμεσης διάτμησης.
Αντικείμενο της διδακτορικής διατριβής αποτελεί η γεωτεχνική διερεύνηση μολασσικών σχηματισμών της λεκάνης των Γρεβενών και χαρακτηριστικών πετρωμάτων από τις παρυφές της λεκάνης στα όρια της Πίνδου (οφιολιθικό σύμπλεγμα), με εστίαση στη διερεύνηση των παραμέτρων διατμητικής αντοχής μέσω δοκιμών τριαξονικής θλίψης άρρηκτου υλικού και δοκιμών άμεσης διάτμησης κατά μήκος φυσικών και τεχνητών ασυνεχειών.  
Προς την κατεύθυνση αυτή, πραγματοποιήθηκαν δυο ανεξάρτητες σειρές εργαστηριακών δοκιμών, που η μία καλύπτει τη μηχανική συμπεριφορά σε τριαξονική θλίψη επιλεγμένων τύπων άρρηκτων πετρωμάτων και η δεύτερη τη μηχανική συμπεριφορά σε άμεση διάτμηση τεχνητών και φυσικών ασυνεχειών των ιδίων πετρωμάτων.
Εξετάστηκαν πέντε διαφορετικοί τύποι πετρωμάτων της περιοχής μελέτης, στους οποίους περιλαμβάνονται  ψαμμίτης (3 τύποι), ασβεστόλιθος και σερπεντινίτης.  Πραγματοποιήθηκαν σειρές δοκιμών σε τριαξονική θλίψη, σε εύρος πλευρικών πιέσεων 0-70 MPa, προσδιορίστηκαν οι παράμετροι διατμητικής αντοχής, και αναλύθηκε η συμπεριφορά των υλικών, ιδιαίτερα στις υψηλότερες τιμές πλευρικής πίεσης, κατά τις οποίες το δοκίμιο μεταβάλλει σταδιακά τη συμπεριφορά του από ψαθυρή σε όλκιμη.
Συνολικά, στα πλαίσια της έρευνας λήφθηκαν βραχώδη τεμάχη από τέσσερις θέσεις δειγματοληψίας και πυρήνες από μία δειγματοληπτική γεώτρηση της ΕΓΝΑΤΙΑΣ ΟΔΟΥ, από τα οποία διαμορφώθηκαν και εξετάστηκαν ως προς τις φυσικές, δυναμικές και μηχανικές τους ιδιότητες 317 δείγματα βραχώδους υλικού. Ειδικότερα πρόκειται για 2 θέσεις δειγματοληψίας με ψαμμιτικούς σχηματισμούς (128 δοκίμια), 1 θέση με ασβεστολιθικούς σχηματισμούς (89 δοκίμια), 1 θέση με σερπεντινίτες (88 δοκίμια) και 1 θέση από γεώτρηση της ΕΓΝΑΤΙΑΣ ΟΔΟΥ για την λήψη δειγμάτων λεπτόκοκκου ψαμμίτη (12 δοκίμια).
Έτσι, συνολικά εκτελέστηκαν:
    • 100 δοκιμές προσδιορισμού του πορώδους, ξηρής πυκνότητας,
    • 83 δοκιμές προσδιορισμού της ταχύτητας διάδοσης των επιμήκων κυμάτων υπερήχων
    • 100 δοκιμές προσδιορισμού της σκληρότητας Schmidt
    • 56 δοκιμές προσδιορισμού του δείκτη σημειακής φόρτισης
    • 10 δοκιμές προσδιορισμού της αντοχής σε μονoαξονική θλίψη
    • 42 δοκιμές προσδιορισμού της αντοχής σε έμμεσο εφελκυσμό σt (Βραζιλιανή δοκιμή)
    • 192 δοκιμές άμεσης διάτμησης ασυνεχειών
    • 92 δοκιμές τριαξονικής θλίψης άρρηκτου υλικού
Πραγματοποιήθηκαν σειρές δοκιμών σε τριαξονική θλίψη, σε εύρος πλευρικών πιέσεων 0-70 MPa, προσδιορίστηκαν οι παράμετροι διατμητικής αντοχής, και εξετάστηκε η συμπεριφορά των υλικών, ιδιαίτερα στις υψηλότερες τιμές πλευρικής πίεσης, κατά τις οποίες το δοκίμιο μεταβάλλει σταδιακά τη συμπεριφορά του από ψαθυρή σε όλκιμη .
Στους ίδιους τύπους πετρωμάτων, πραγματοποιήθηκαν σειρές δοκιμών άμεσης διάτμησης σταθερής ορθής τάσης στο εύρος 0-2 MPa, σε φυσικές και τεχνητές ασυνέχειες. Η συνολική διατμητική μετατόπιση σε όλες τις δοκιμές ήταν τουλάχιστο 5% του μήκους του δοκιμίου. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην λεπτομερή καταγραφή της διαστολής του δοκιμίου, με τη βοήθεια της οποίας έγινε ανάλυση της διατμητικής αντοχής σε συνιστώσα τριβής και συνιστώσα διαστολής λόγω τραχύτητας.
Επίσης, με τη βοήθεια λογισμικού επεξεργασίας εικόνας, πραγματοποιήθηκε προσδιορισμός των πραγματικών επιφανειών επαφής των δύο τοιχωμάτων των ασυνεχειών, και εκτιμήθηκε η τιμή της επ’ αυτών αναπτυσσόμενης πραγματικής ορθής τάσης.  Από τη συσχέτιση της τιμής αυτής της τάσης με την τάση που αντιστοιχεί στην μετάβαση από ψαθυρή σε όλκιμη συμπεριφορά κατά την τριαξονική θλίψη του άρρηκτου πετρώματος, προέκυψαν χρήσιμα συμπεράσματα για την ερμηνεία των τιμών των παραμέτρων διατμητικής αντοχής με τους δυο τύπους εργαστηριακών δοκιμών.
Τα αποτελέσματα συμβάλλουν στην κατανόηση του μηχανισμού της διάτμησης των ασυνεχειών, στο ρόλο της διαστολής και στη σχέση τους με την τριαξονική αντοχή του άρρηκτου πετρώματος στη μεταβατική περιοχή αλλαγής συμπεριφοράς από ψαθυρή σε όλκιμη.

The shear strength of geological materials is of great importance for the mechanical behavior of geological formations within the framework of construction of technical works. In the case of rock formations, this behavior depends on both the mechanical characteristics of the intact rock material and the orientation and the geometric and mechanical characteristics of the discontinuities. The shear resistance of intact rock materials is best examined by triaxial compression testing, while the shear resistance along discontinuities is determined by direct shear testing.
    The aim of the thesis is the geotechnical investigation of three rock types from the molassing formations of Grevena basin and two characteristic rocks from its western border with Pindos mountain (ophiolite complex). The  study is focused on the of shear strength parameters through triaxial testing of intact rock material and direct shear testing  along natural and artificial discontinuities.
    Towards this goal, we conducted two independent series of laboratory tests: one covering the mechanical behavior in triaxial compression of selected types of intact rocks and the second one covering the shear  behavior of artificial and natural discontinuities of the same rock.
    Five different rock types from the study area were investigated, including three types of sandstone, one limestone and one serpentinite. Triaxial test series were performed at confining pressures range of 0-70 MPa, the shear strength parameters were determined, and the behavior of the materials was examined, especially at the highest confining pressures, where the sample gradually changes its behavior from brittle to ductile.
Several rock blocks were obtained from four sampling sites and from one borehole drilling of Egnatia Motorway, from which 317 specimens of intact rock material were prepared and investigated in terms of their physical, and mechanical properties. Two of these sampling sites were in sandstone formations (128 specimens), one site in limestone formation (89 specimens) and one site with serpentinites (88 specimens). Finally, 12 specimens were prepared from  borehole cores drilled during the construction of Egnatia Motorway.
The properties and the number of tests performed for the determination of their values are:
    • Porosity  and dry density: 100
    • P-wave velocity : 83
    • Schmidt hardness tests: 100
    • Point load strength: 56
    • Unconfined compressive strength : 10
    • Indirect tensile strength (Brazilian test): 42
    • Triaxial compression of intact rock: 92                
    • Shear tests on discontinuities: 192
    A series of triaxial compression tests were performed at confining pressures in the range of 0-70 MPa. The shear strength parameters were determined, and the behavior of the materials was studied, especially at the highest confining  pressures, approaching the brittle-ductile transition.
Another series of direct shear tests on natural and artificial discontinuities of the same rock types, was carried out,  under constant normal load conditions, under normal stresses in the range of 0-2 MPa. The total shear displacement in all tests was at least 5% of the specimen length. Particular emphasis was placed on the detailed recording of the dilation of the top block of the specimen during shearing and the dilation  component of shear strength was accurately determined.     
The real area of contact between the two walls of  the discontinuities were determined for all direct shear tests, using  ImageJ, a public domain processing and analysis  program, and the value of the real normal stress developed on the contact spots was estimated. From the correlation between the real normal stress at peak and the brittle-ductile transition pressure of intact specimens as determined from the triaxial compression tests, useful conclusions have been drawn for the interpretation of the values of shear strength parameters by the two types of laboratory tests.
    The results of the thesis provide an interpretation of the shearing mechanism of discontinuities, the role of dilation, and their relationship to the triaxial strength of intact rock in the brittle-ductile transition.