Εξώφυλλο

Αξιολόγηση της επικινδυνότητας βραχοκαταπτώσεων με χρήση νέων τεχνολογιών (uav) = Rockfall risk assessment using new technologies (uav).

Κοσμάς Μάρκος Κωστόπουλος

Περίληψη


Στην παρούσα διπλωματική εργασία ερευνάται η επικινδυνότητα βραχοκαταπτώσεων σε περιοχή του Ασβεστοχωρίου, σε χώρο που στο παρελθόν αποτελούσε λατομείο ασβεστόλιθου. Η βραχοκατάπτωση αποτελεί κατολισθητικό φαινόμενο με μεγάλο βαθμό κινδύνου, καθώς μπορεί να πλήξει έργα, οικοδομές, οδικά δίκτυα ή ακόμα να θέσει σε κίνδυνο την ανθρώπινη ζωή. Η αστοχία οφείλεται στα γεωλογικά και γεωμετρικά χαρακτηριστικά του πρανούς και των ασυνεχειών της βραχομάζας. Για το λόγο αυτό, με τη χρήση συμβατικών και σύγχρονων μεθόδων UAV – ΣμηΕΑ (Συστήματα μη Επανδρωμένων Αεροσκαφών) γίνεται καταγραφή αυτών των χαρακτηριστικών, προκειμένου να αναλυθούν οι δυνητικές αστοχίες.
  Στο 1ο κεφάλαιο, αναφέρονται βασικοί ορισμοί των κατολισθήσεων, ταξινομήσεις και παράγοντες που συμβάλλουν στην ευστάθεια του πρανούς. Επίσης, γίνεται αναφορά στη στατιστική εμφάνιση των κατολισθητικών φαινομένων και στις σημαντικότερες βραχοκαταπτώσεις στον Ελληνικό χώρο.
  Στο 2ο κεφάλαιο, περιγράφεται η ευστάθεια των βραχωδών πρανών, σύμφωνα με το σύνολο των ασυνεχειών της βραχομάζας. Στη συνέχεια, αναπτύσσεται η κινηματική ανάλυση και ο υπολογισμός του συντελεστή ασφαλείας. Επίσης, αναφέρονται ορισμένα μέτρα προστασίας αντιστήριξης και  τα βασικά χαρακτηριστικά των UAV.
  Στο 3ο κεφάλαιο, αναφέρονται οι εργασίες που πραγματοποιήθηκαν για την καταγραφή των ασυνεχειών, σύμφωνα με τις κλασικές (γεωλογική πυξίδα) και τις σύγχρονες μεθόδους (UAV). Έπειτα, αναπτύσσεται η μεθοδολογία για την επεξεργασία των μετρήσεων. Για τις νέες μεθόδους χρησιμοποιήθηκαν τα προγράμματα CloudCompare και DSE (Discontinuity Set Extractor). Στην συνέχεια, μετά τη σύγκριση των αποτελεσμάτων, περιγράφεται η κινηματική ανάλυση κάθε βραχομάζας και ο συντελεστής ασφαλείας με τη χρήση προγραμμάτων της Rocscience (Dips, RocPlane, SWedge). Τέλος, προτείνονται τα κατάλληλα μέτρα προστασίας.
  Στο 4ο κεφάλαιο, γίνεται αναφορά στα συμπεράσματα που προκύπτουν από τη χρήση κλασικών και σύγχρονων μεθόδων και τον τρόπο με τον οποίο μπορούν να συνδυαστούν.
 
The current bachelor thesis investigates the risk of rockfalls in the area of Asvestochori in a place that previously was a limestone quarry. Rockfall is a type of landslides with high degree of risk as they can affect construction works, buildings, road networks or even endanger human life. The failure is due to the geological and geometric characteristics of the slope and the discontinuity sets of the rock mass. Therefore, using conventional and modern methods UAV (Unmanned Aircraft Systems) these characteristics are detected in order to analyze potential failures.
 1st chapter refers to basic definitions of landslides, classifications and factors that contribute to slope stability. Also, reference is made to the statistical occurrence of landslides and the most important rockfalls in Greece.
  In the 2nd chapter, the stability of the rock slopes is described according to the total discontinuity sets of the rock mass. Next, the kinematic analysis and the calculation of the safety factor are developed. Also, some protection measures and the basic features of UAVs are mentioned.
  3rd chapter describes the techniques for detecting discontinuities, according to classical (geological compass) and modern methods (UAV). Next, the methodology for processing the measurements is developed. CloudCompare and DSE (Discontinuity Set Extractor) were used for the new methods. Then, after comparing the results, reference is made for the kinematic analysis and the safety factor of each rock mass using Rocscience programs (Dips, RocPlane, SWedge). Finally, appropriate protection measures are proposed.
  4th chapter describes the conclusions that emerge from the use of classical and modern methods and how they can be combined.

Πλήρες Κείμενο:

PDF

Αναφορές


Barton, N., & Choubey, V. (1977). The shear strength of rock joints in theory and practice. Rock mechanics, 10(1), 1-54.

Bishop, A. W. (1955). The use of the slip circle in the stability analysis of slopes. Geotechnique, 5(1), 7-17.

Bonev, N., Marchev, P., Moritz, R., & Filipov, P. (2015). Timing of igneous accretion, composition, and temporal relation of the Kassandra–Sithonia rift-spreading center within the eastern Vardar suture zone, Northern Greece: insights into Jurassic arc/back-arc systems evolution at the Eurasian plate margin. International Journal of Earth Sciences, 104(7), 1837-1864.

Cai, M., Kaiser, P., Uno, H., Tasaka, Y., & Minami, M. (2004). Estimation of rock mass deformation modulus and strength of jointed hard rock masses using the GSI system. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 41(1), 3-19.

Cernica, J. N. (1982). Geotechnical engineering: Harcourt Brace.

Christaras, B., Vouvalidis, K., & Papakonstantinou, M. Rockfalls occurred in the archaeological site of Delphi, Greece.

Cruden, D. M. J. B. o. t. I. A. o. E. G.-B. d. l. A. I. d. G. d. l. I. (1991). A simple definition of a landslide. 43(1), 27-29.

Danzi, M., Di Crescenzo, G., Ramondini, M., & Santo, A. (2013). Use of unmanned aerial vehicles (UAVs) for photogrammetric surveys in rockfall instability studies. Rendiconti Online Societa Geologica Italiana, 24, 82-85.

Fernández, T., Pérez, J., Cardenal, F., López, A., Gómez, J., Colomo, C., . . . Sánchez, M. (2015). Use of a light UAV and photogrammetric techniques to study the evolution of a landslide in Jaén (southern Spain). The International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and

Spatial Information Sciences, 40(3), 241.

Giordan, D., Adams, M. S., Aicardi, I., Alicandro, M., Allasia, P., Baldo, M., . . . Hobbs, P. (2020). The use of unmanned aerial vehicles (UAVs) for engineering geology applications. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 79(7), 3437-3481.

Goodman, R., & Bray, J. (1976). Toppling of rock slopes, rock engineering for foundations and slopes, boulder. Paper presented at the ASCE.

Hoek, E., & Bray, J. D. (1981). Rock slope engineering: CRC Press.

Jordan, B. R. J. G. t. (2015). A bird’s-eye view of geology: The use of micro drones/UAVs in geologic fieldwork and education. 25(7), 50-52.

Kalogirou, K., & Iliaskos, E. (2019). Monitoring of Tempi Valley Critical Rock Masses: Establishment of Special Monitoring Network and Procedures in Aegean Motorway SA Concession Project. Paper presented at the 4th Joint International Symposium on Deformation Monitoring (JISDM).

Koukis, G., Sabatakakis, N., Nikolau, N., & Loupasakis, C. (2005). Landslide hazard zonation in Greece. In Landslides (pp. 291-296): Springer.

Lucieer, A., Jong, S. M. d., & Turner, D. (2014). Mapping landslide displacements using Structure from Motion (SfM) and image correlation of multi-temporal UAV photography. Progress in physical geography, 38(1), 97-116.

Marinos, P., & Hoek, E. (2000). GSI: a geologically friendly tool for rock mass strength estimation. Paper presented at the ISRM international symposium.

Marinos, P., & Rondoyanni, T. (2005). The archaeological site of Delphi, Greece: a site vulnerable to earthquakes, rockfalls and landslides. In Landslides (pp. 241-249): Springer.

Matsakou, A., Papathanassiou, G., Marinos, V., Ganas, A., & Valkaniotis, S. (2021). Development of the coseismic landslide susceptibility map of the island of Lefkada, Greece. Environmental Earth Sciences, 80(13), 1-25.

Papathanassiou, G., Pavlides, S., & Ganas, A. (2005). The 2003 Lefkada earthquake: Field observations and preliminary microzonation map based on liquefaction potential index for the town of Lefkada. Engineering Geology, 82(1), 12-31.

Papathanassiou, G., Valkaniotis, S., Ganas, A., & Pavlides, S. (2013). GIS-based statistical analysis of the spatial distribution of earthquake-induced landslides in the island of Lefkada, Ionian Islands, Greece. Landslides, 10(6), 771-783.

Papazachos, C., Soupios, P., Savvaidis, A., & Roumelioti, Z. (2000). Identification of small-scale active faults near metropolitan areas: an example from the Asvestochori fault near Thessaloniki. Proceedings of the XXXII ESC General Assembly, Lisbon, Portugal, 221-225.

Patton, F. D. (1966). Multiple modes of shear failure in rock. Paper presented at the 1st ISRM Congress.

Riquelme, A. J., Abellán, A., Tomás, R., & Jaboyedoff, M. (2014). A new approach for semi-automatic rock mass joints recognition from 3D point clouds. Computers & Geosciences, 68, 38-52.

Saroglou, C., Asteriou, P., Zekkos, D., Tsiambaos, G., Clark, M., & Manousakis, J. (2018). UAV-based mapping, back analysis and trajectory modeling of a coseismic rockfall in Lefkada island, Greece. Natural Hazards and Earth System Sciences, 18(1), 321-333.

Saroglou, H. (2013). Rockfall hazard in Greece. Bulletin of the Geological Society of Greece, 47(3), 1429-1438.

Skempton, A., & Hutchinson, J. (1969). Stability of natural slopes and embankment foundations. Paper presented at the Soil Mech & Fdn Eng Conf Proc/Mexico/.

Terzaghi, K. (1950). Mechanism of landslides.

TW, L., & Whitman, R. (1969). Soil mechanics. In: New York, John Wiley and Sons.

Varnes, D. J., & Cruden, D. (1996). Landslide types and processes. Landslides: investigation and mitigation, Transportation Research Board special report, 247.

Varnes, D. J. J. S. r. (1978). Slope movement types and processes. 176, 11-33.

WP, W. (1993). International Geotechnical societies UNESCO Working Party on World Landslide Inventory. Multilingual landslide glossary. In: Richmond: BiTech Publishers Ltd.

WP, W. (1995). International Geotechnical Societies’ UNESCO Working Party on World Landslide Inventory. Working Group on Rate of Movement (Chairman: Ch Bonnard) A suggested method for describing the rate of movement of a landslide. Bull Eng Geol Environ, 52, 75-78.

Zaruba, Q., & Mencl, V. (2014). Landslides and their control: Elsevier.

Βογιατζής, Δ., Δημητρίου, Α., Παπαθανασίου, Γ., Χρηστάρας, Β. Γ., Καντηράνης, Ν., Φιλιππίδης, Α. Α., & Μωραϊτη, Ε. (2004). Καταπτώσεις βράχων κατά το σεισμό της 14/8/03 και πιθανά μέτρα προστασίας στο Ανάντη Πρανές του χωριού Δρυμώνας του Δήμου Σφακιωτών, Ν. Λευκάδας. Δελτίον

της Ελληνικής Γεωλογικής Εταιρίας, 36(4), 1735-1742.

Ζερβοπούλου, Ά. (2010). Νεοτεκτονικά ρήγματα της Ευρύτερης περιοχής της Θεσσαλονίκης σε σχέση με τα εδάφη θεμελίωσης. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ). Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα …,

Οργανισμός Αντισεισμικού Σχεδιασμού και Προστασίας (2013). Σεισμοί και Ελλαδικός Χώρος. Ανάκτηση Μάρτιος.

Κούκης, Γ., & Σαμπατακάκης, Ν. J. Ε. Π., Αθήνα, 489. (2007). Γεωλογία τεχνικών έργων. 516.

Μουντράκης, Δ. (2010). Γεωλογία και γεωτεκτονική εξέλιξη της Ελλάδας. University Studio.

Σαπουντζής, Η. Σ. (1969). Πετρογραφία και γεωλογική τοποθέτησις των πρασίνων γνευσιών της Θεσσαλονίκης. Επιστημονική Επετηρίς: εκδιδόμενη υπό της Σχολής των Φυσικών και Μαθηματικών Επιστημών (ΑΠΘ), 11, 23-124.

Τρανός, Μ. Δ., Κίλιας, Α. Α., & Μουντράκης, Δ. Μ. (1999). Geometry and kinematics of the Tertiary post-metamorphic Circum Rhodope Belt Thrust System (CRBTS), Northern Greece. Δελτίον της Ελληνικής Γεωλογικής Εταιρίας, 33, 5-16.

Χατζηναούμ, Θ. Β. (2020). Υδρογεωλογικές συνθήκες, υδρευτικές ανάγκες, υπόγειο νερό, παροχή γεωτρήσεων, χημικές αναλύσεις νερού= Hydrogeological conditions, water needs, groundwater, drilling supply, chemical analyzes of water. Προ/Μεταπτυχιακές Διατριβές στη Βιβλιοθήκη

Θεόφραστος του Τμήματος Γεωλογίας του ΑΠΘ.

Χρηστάρας, Β. Γ., Παπαθανασίου, Γ., Βουβαλίδης, Κ., & Παυλίδης, Σ. Β. (2010). Preliminary results regarding the rock falls of December 17, 2009 at Tempi, Greece. Δελτίον της Ελληνικής Γεωλογικής Εταιρίας, 43(3), 1122-1130.

Χρηστάρας, Β., Μαρίνος, Β. (2015). Παρουσιάσεις μαθήματος Τεχνικής Γεωλογίας

Δήμου Πυλαίας – Χορτιάτη, 2016. Επιχειρησιακό Πρόγραμμα 2016-2019, Α΄ Φάση – Στρατηγικό

Σχέδιο, Πανόραμα 2016. Θεσσαλονίκη.

https://www.geplus.co.uk/news/rock-fall-closes-norway-motorway-19-12-2019/

https://www.bgs.ac.uk/discovering-geology/earth-hazards/landslides/how-to-classify-a-landslide/

https://www.geostru.eu/blog/2015/08/22/rockfall-analysis/?lang=en

https://www.oasp.gr/node/2391

https://www.greece.com/photos/destinations/Macedonia/Thessaloniki/Town/Asvestochori


Εισερχόμενη Αναφορά

  • Δεν υπάρχουν προς το παρόν εισερχόμενες αναφορές.