Ο υγιής γνεύσιος χαρακτηρίζεται από υψηλή αντοχή και μαζώδη δομή. Σε αυτές τις περιπτώσεις υπάρχουν ελάχιστα προβλήματα κατά κατασκευή τεχνικών έργων. Η βασική επιφάνεια ασυνέχειας του πετρώματος είναι η γνευσιακή υφή που είναι αποτέλεσμα της μεταμόρφωσης του πετρώματος.  Η ποιότητα του απομειώνεται όταν είναι επηρεασμένος από την τεκτονική και την αποσάθρωση που μπορεί να δρα μέσω των τεκτονικών δομών σε μεγαλύτερα βάθη. Η αυξανομένη επίδραση της αποσάθρωσης στην βραχομάζα περιγράφεται με βαθμούς αποσάθρωσης (I.S.R.M, 1978). Η δομή και  τα επίπεδα ασυνεχειών αποτελούν τους σημαντικότερους παράγοντες αστοχίας του σχηματισμού υπό την επίδραση της αποσάθρωσης. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι ο προσδιορισμός της τεχνικογεωλογικής συμπεριφοράς των γνευσιακών σχηματισμών και η ευστάθεια βραχοσφηνών που δημιουργούνται από τα γεωμετρικά στοιχεία των ασυνεχειών κατά την εκσκαφή απογείων έργων. Η περιοχή έρευνας αναφέρεται στο τμήμα της Εγνατίας Οδού, Πολύμυλος - Λευκόπετρα που διασχίζει την δυτική Μακεδονία, καλύπτει μήκος 12,9km και ενώνει την περιοχή με την υπόλοιπη Μακεδονία. Πιο συγκεκριμένα, εξετάζονται τέσσερις δίδυμες σήραγγες, οι 10, Σ11, Σ12 και Σ13. Η ευρύτερη περιοχή έρευνας ανήκει στην Πελαγονικής ζώνη, η οποία αποτελείται από μεταμορφωμένα και εκρηξιγενή πετρώματα. Οι σχηματισμοί που συναντώνται σε αυτή τη ζώνη είναι γνεύσιοι, γνευσιοσχιστόλιθοι, γνευσιογρανίτες, σχιστογνεύσιοι, γρανιτογεύσιοι και απλιτογρανίτες. Η τεκτονική δραστηριότητα είναι εμφανής κυρίως μέσω των ζωνών διάρρηξης που εντοπίζονται στην περιοχή. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν προέρχονται από τη βάση δεδομένων ‹‹TIAS›› και αφορούν εργαστηριακές δοκιμές, γεωτρήσεις και γεωμετρικά στοιχεία ασυνεχειών. Χρησιμοποιώντας τα παραπάνω πραγματοποιήθηκε στατιστική επεξεργασία, τεκτονικά διαγράμματα και η ανάλυση ευστάθειας. Η τεχνικογεωλογική αξιολόγηση βασίζεται σε στατιστική επεξεργασία των δεδομένων με την χρήση ιστογραμμάτων και διαγραμμάτων διασποράς. Τα αποτέλεσμα δείχνουν ότι η τιμές της μονοαξονικής θλιπτικής αντοχής κυμαίνεται για το μεγαλύτερο ποσοστό του σχηματισμού στην κατηγορία 25-50Mpa  με την μέση τιμή να είναι σci=41 Mpa. Από την συσχέτιση της δοκιμής προσδιορισμού του δείκτη σημειακής φόρτισης με το σci παρατηρείται η ιδιά κατηγοριοποίηση. Βάση του δείκτη ποιότητας πετρώματος (RQD%) η ποιότητα των σχηματισμών χαρακτηρίζεται ως πτωχή ενώ η αποσάθρωση για το μεγαλύτερο ποσοστό του κυμαίνεται στους βαθμούς II-IV με το μεγαλύτερο ποσοστό να περιγράφεται από τον βαθμό II. Το GSI κυμαίνεται σε εύρος 30-40 που με βάση το διάγραμμα GSI για τον γνεύσιο προσδιορίζει μετρίως αποσαθρωμένο σχηματισμό ενώ η περιγραφή αυτή μπορεί να συσχετιστεί με το εύρος τιμών του σci.  Η κατηγοριοποίηση με βάση το σύστημα ταξινόμησης Q περιγράφει πτωχή ποιότητα βραχομάζας. Από την τεκτονική ανάλυση των γεωμετρικών στοιχείων των ασυνεχειών βρέθηκαν μέσω στατιστικής ανάλυσης τα βασικά συστήματα ασυνεχειών που επηρεάζουν την περιοχή ερευνάς. Χρησιμοποιήθηκε επίσης για την ανάλυση  μέση τιμή γωνίας τριβής φpeak=35ο που προσδιορίστηκε από δεδομένα διατμητικής αντοχής ασυνεχειών. Για τον έλεγχο ευστάθειας επισφαλών βραχοσφηνών πραγματοποιήθηκε παραμετρική ανάλυση ως προς της παραμέτρους διατμητικής αντοχής ασυνεχειών με σκοπό να προσδιοριστεί ο συντελεστής ασφάλειας για διαφορετικούς βαθμούς αποσάθρωσης και να προταθούν μετρά υποστήριξης των διαφορετικού όγκου βραχοσφηνών. Τέλος πραγματοποιήθηκε ανάστροφη ανάλυση για τον προσδιορισμό των οριακών παραμέτρων διατμητικής αντοχής ασυνεχειών που χαρακτηρίζουν ευσταθής συνθήκες.  Η απομείωση της ποιότητας των ασυνεχειών μέσω της αποσάθρωσης φαίνεται να δημιουργεί δυσμενείς συνθήκες ως προς την ευστάθεια των γνευσιακών σχηματισμών.

Gneissic rock mass has massive structure and it approaches high values of strength. Thus, those cases have minor problems during excavation. The main weakness surface that is contained is foliation, as an outcome of metamorphism. The high quality of the rock mass decreases as a result of tectonism and weathering. Through tectonic structures, weathering has higher impact in greater depths. The increasing influence of weathering had been described by weathering grades by I.S.R.M. The structure and the joint’s surface when weathering increases, play a key role on the type of failure, since sliding happens along them. The study focuses at the geotechnical behavior of gneiss and the stability of rock wedges, that have been formed by discontinuities. Those are the two main parameters that have to be examined extensively for the greater understanding of gneissic’s rock mass behaviour during underground excavation. The study area is located along the part of Polymylos - Lefkopetra, Egnatia highway, that crosses west Macedonia, it connects the area with the rest unit, and It covers distance of 12.9km. Moreover, four twin tunnels, S10, S11, S12 and S13, have been examined for the purpose of this study. This area consists of Pelagonian unit formations, such as metamorphic and igneous rocks. More specifically, gneiss, gneiss with a variable percentage of granite or existence of schistose and frequent aplite veins. Tectonic activity was observed through shear zones. The data that have been used for the analyses are provided by ‹‹TIAS›› database. The statistical analysis is based on data from laboratory tests and boreholes, while stability analysis is based on the geometrical data of discontinuities’ surfaces. The geotechnical analysis includes statistical analysis and evaluation of laboratory and drilling data. The results show that the uniaxial comprehensive strength ranges from 25-50Mpa with the average value σci=41Mpa. The correlation of uniaxial comprehensive strength with PLT shows the same observations. Based on the RQD (%), the rock mass is characterized by poor quality while weathering descriptions range from II-IV, but the higher percentage is related to slightly weathered rock mass (II). The GSI estimations range between 30-40 which describes moderately weathered rock mass through GSI table for gneiss and it can be related with the range of σci. The values of Q classification indicate as well, poor quality of rock mass.  A tectonic analysis showed the main joint sets that can be form wedge geometry. The friction angle that has been used is φpeak=35ο, based on the shear strength tests of the discontinuities. Finally, a parametrical stability analysis was carried out for the unstable units of the rock mass in order to approach the factor of safety and the support measures that can be used for different volume wedges. The main parameter on this analysis is the grade of weathering on discontinuities surface. Finally, through back analysis has been approached the discontinuities’ parameters c and φ that formed wedges can be marginally stable. The stability and back analysis conclude that when weathering increases the factor of safety decreases, leading to instabilities

Anon. (1995). The description and classification of weathered rocks for engineering purposes. Geological Society Engineering. Group Working Party Report. Quarterly Journal of Engineering Geology, 28, 207-242.

Barton, N., Lien., R., Lunde, J. (1974). Engineering classification of rock masses for the design of rock support. Rock Mechanics 6, 1974, pp.89-116.

Barton, N. (1983). Application of Q-system and index tests to estimate shear strength and deformability of rock masses. Intern. Symp. On Eng. Geol. And Underground Construction, II, pp.51-70.

Barton, N.R. (1987). Predicting the behaviour of underground openings in rock. Manuel Rocha Memorial Lecture, Lisbon. Oslo: Norwegian Geotech. Inst

Barton N., (2002). Some new Q-value correlations to assist in site characterization and tunnel design. Int. J. Rock Mech. & Min. Sci. nr. 39, pp. 185-216.

Barton, N. (1973). Review of a new shear strength criterion for rock joints. Engng. Geol.;7(4):287–332

Barton, N. (1976). The shear strength of rock and rock joints. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences and Geomechanics Abstracts;13(10), 1-24

Barton, N., Choubey, V. (1977). The shear strength of rock joints in theory and practice. RockMechanics;10(1/2):1–54.

Barton, N., Bandis, S. C. (1990). Review of predictive capabilities pf JRC-JCS model in engineering practice. Rock Joints, 603-610.

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

Beavis, F.C., Roberts, I., Minskaya, L., (1982). Engineering aspects of weathering of low grade metapelites in an arid climatic zone. Q. J. Engng Geol. 15, 29–45

Bieniawski, Z.T. (1975). “The point load test in geotechnical practice”. Engng. Geology,9. pp. 1-11

Broch, E., Franklin, J., A. (1972). Point-load strength test. Int J Rock Mech Min Sci 9(6):669–697

BS 5930 (1999). Code of practice for site investigations. British Standard. British Standards Institution, London

Davis, G. H., Reynolds, S. J. (1996). Structural geology of rocks and regions, 2nd edition. John Wiley, New York.

Deere, D.U., Patton, F. D. (1971). Slope stability in residual soils. Prea:. 4th Pan-American Conf. on Soil Mech. Found. Eng., Puerto Rico. VI. 87-170.

Deere, D.U. (1963). “Technical descriprion of rock cores for engineering purposes”, In Rock mechanics and engineering geology 1(1): 18. Vienna: Springer.

Delisio, A., Zhao, J., Einstein, H.H. (2013). Analysis and prediction of TBM performance in blocky rock conditions at the Lötschberg Base Tunnel. Tunnelling and Underground Space Technology, (33), 131-142.

Desio, A. (1973). “Geologia applicate alla ingegneria”. Hoepli, Milano, p, 1194

Dobereiner, L., Porto, C.G., (1993). Consideration on the weathering of gneissic rocks. In: Cripps, J.C., Coulthard, J.M., Culshaw, M.G., Forster, A., Hencher, S.R.,

Moon, C.F. (ds.), The Engineering Geology of Weak Rocks, Proc. 26th Annual Conf. of Engg. Grp. of the Geol. Soc. Leeds, 193–205

Dobereiner, L., Durville, J., L., Restituito, J. (1993) Weathering of the Massiac Gneiss (Massif Central, France). Bull Int Assoc Eng Geol 47:79–96

D'Andrea, D., V., Fisher, R., L., Fogelson, D., E. (1964). Prediction of compression strength from other rock properties, Colorado School of Mines Quarterly, 59(4B), 623-40.

Gupta, A.S., Rao, K., S. (2000). Weathering effects on the strength and deformational behaviour of crystalline rocks under uniaxial compression state. Engineering

Geology 56 (3-4), 257-274

Hassani, F., P., Scoble, M., J., Whittaker, B., N. (1980). Application of point load index test to strength determination of rock and proposals for new size-correction chart. In: Summers DA (ed) Proceedings of the 21st US symposium on rock mechanics. University of Missouri Press, Rolla, pp 543–564

Higgins, M. W. (1971). Cataclastic rocks. Professional Paper, U.S. Geological Survey #687.

Hoek, E. (2004). Rockmass classification. Hoek’s Corner < www.rockscience.com > (accessed December 2004)

Hoek, E., Marinos, P. (2000). Predicting tunnel squeezing problems in weak heterogeneous rock masses. Tunnels and Tunnelling International, Part 1-November 2000, Part

-December 2000.

Hoek, E., Brown, E. (1997). Practical estimates of rock mass strength. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 34:1165–1186

Hoek, E., Brown, E. T. (1980). "Underground excavations in rock". London: Inst. Min. and Metall. p. 527

Hulin, C. D. (1929). Structural control of ore deposition. Economic Geol. 24, 15–49.

ISRM (2015). The ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 2007-2014. Springer International Publishing, Cham.

ISRM (1985). ISRM suggested methods. Suggested method for determining point-load strength. Int J Rock Mech Min Sci 22: 53–60

ISRM, (1981). Rock characterization, testing and monitoring–ISRM suggested methods. In: Brown, E.T. (Ed.), International Society of Rock Mechanics. Pergamon, Oxford.

ISRM, (1978). International Society for Rock Mechanics. Suggested methods for determining tensile strength of rock materials. Int. J. Roch Mech. & Min. Sci. Geomech.

Abs 15:99-103

Kaiser, P.K., Cai, M., (2013). Keynote lecture on rockburst damage mechanisms and supportdesign principles. Proceedings of RaSiM 2008.

Laws, S., Eberhardt, E., Loew, S., Descoeudres F. (2003). Geomechanical Properties of Shear Zones in the Eastern Aar Massif, Switzerland and their Implication on Tunnelling. Rock Mech. Rock Engng. 36 (4), 271–303

Marinos, V., Prountzopoulos, G., Fortsakis P., Koumoutsakos D., Korkaris, K., Papouli, D. (2012). ‘‘Tunnel Information and Analysis System’’: A Geotechnical Database for Tunnels. In: J Geotech Geol Eng, special issue “Information Technology for Geotechnical Engineering”

Marinos, V. Applications of the GSI system to the classification of soft rocks

Marinos, V., Carter, T., G. (2018). Maintaining geological reality in application of GSI for design of engineering structures in rock. Engineering Geology 239, 282-297

Marinos, V. (2007). Geotechnical classification and engineering geological behaviour of weak and complex rock masses in tunneling, Doctoral thesis, School of Civil Engineering, Geotechnical Engineering Department, National Technical University of Athens (NTUA), Athens. (In greek)

Marinos, V., (2010). Geological behaviour of rock masses in underground excavations. Bulletin of the geological society of Greece. 43, 3, 1238-1247.

Monticelli, J., P., Ribeiro, R., Futai, M. (2020). Relationship between durability index and uniaxial compressive strength of a gneissic rock at different weathering grades. Bulletin of Engineering Geology and the Environment 79, pages1381–1397

Mountrakis, D. (2010). "Geology and geotectonic evolution of Greece. University Studio Press, Thessaloniki".

Norbury, D., R. (1986). The point load test. In: Hawkins AB (ed) Site investigation practice: assessing BS 5930, Geological Society, pp 325–329.

Ortlepp, W.D..Stacey, T.R. (1994). Rockburst Mechanisms in Tunnels and Shafts 55-65

Passchier, C. W., Trouw, R. A. J. (1996). Microtectonics. Springer, Berlin, 289 p.

Ramsay, J. G., Huber, M. (1987). The techniques of modern structural geology, Vol. II. Academic Press, London

Rehbock-Sander, M., Jesel, T. (2018). Fault induced rock bursts and micro-tremors–Experiences from the Gotthard Base Tunnel. Tunnelling and Underground Space Technology, vol. 81, pp. 358–366.

Reichmuth, D., R., (1968). Point load testing of brittle materials to determine tensile strength and relative brittleness. In: Grosvener NE, Paulding BW (eds) Proceedings of the 9th US symposium on rock mechanics. Port City Press, Baltimore, pp 134–159

Sabatakakis, N., Koukis, G., Tsiambaos, G., Papakli, S. (2008). Index properties and strength varietions controlled by microstructure for sedimentary rocks. Engineering Geology, 97(1-2), 80-90.

Saratsis, G., Stavropoulou, M. (2013). São Paulo cavern-shaft collapse viewed as a trap-door problem.

Shrestha, P., K., Panthi, K., K. (2014). Analysis of the plastic deformation behavior of schist and schistose mica gneiss at Khimti headrace tunnel, Nepal. Bull Eng Geol Environ, 73, 759-773.

Sibson, R. H. (1977). Fault rocks and fault mechanisms. J. Geol. Soc. London 133, 191–213.

Smith, J. V., (2018). Rock structure characterization of a magnetite gneiss with foliation-parallel discontinuities for footwall slope design. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 108:105–117.

Sowers, G., F. (I988). Foundation problems in residual soils. Int. Conf. on Eng. Problems of Regional Soils, Beijing. China, 154-71.

Tsiambaos, G., Sabatakakis, N. (2004). Considerations on strength of intact sedimentary rocks. Engng. Geol. 72, pp. 261 – 273.

Tziallas, G., Tsiambaos, G., Sarglou, H., (2009). Determination of rock strength and deformability of intact rocks. Electronic Journal of Geotechnical Engineering,; 14: 1–12.

Wise, D. U., Dunn, D. E., Engelder, J. T., Geiser, P. A., Hatcher, R. D., Kish, S. A., Odom, A. L., Schamel, S. (1984). Fault-related rocks: suggestions for terminology. Geology 12, 391–394.

Ziegler, H.J., Giovanoli, F., Isler, A., (2008). Basis tunnel Steg/Raron Geologischer Bericht. Raron-Ferden, Lötschberg Basis tunnel Schlussdokumentation. Unpublished Report.142A. Delisio et al./Tunnelling and Underground Space Technology 33 (2013) 131–142

Κούκης, Γ., Σαμπατακάκης, Ν. (2007). Γεωλογία Τεχνικών Έργων.

Κούκης, Γ., Σαµπατακάκης, Ν. (2002). "Τεχνική Γεωλογία". Εκδόσεις Παπασωτηρίου

Σεφέρογλου, Κ., Ντούλης, Γ. (1999). Διημερίδα "ΟΙ ΣΗΡΑΓΓΕΣ ΤΗΣ ΕΓΝΑΤΙΑΣ ΟΔΟΥ" σήραγγες τμήματος 5.1 σε γνευσιακά/σχιστογνευσιακά πετρώματα

Τιτίρλα, Μ., Δ., (2018). Προσεγγίσεις με χρήση τεχνητών νευρωνικών δικτύων στο χρονικό προγραμματισμό τεχνικών έργων

http://www.egnatia.gr/page/default.asp?la=1&id=69&pl=363&pk=31&ap=362