Μελέτη Βραχοκατάπτωσης & Τεχνικογεωλογική Ανάλυση Θέσης στον οικισμό Πλωμαρίου, Λέσβου με την Συνδρομή ΣΜΗΕΑ και Υπολογιστικών Μεθόδων = Study of Rockfall & Engineering Geological Assessment of the Site in Plomari, Lesvos via UAV and Computational Methods.

Ευστάθιος Λυμπέρης


Στις 24 Νοεμβρίου 2018, μια σημαντική βραχοκατάπτωση  έλαβε χώρα στον οικισμό του Πλωμαρίου στην ΝΔ Λέσβο. Τριάντα επτά (37) άνθρωποι εκκένωσαν τα σπίτια τους. Το συμβάν αποτελεί το πιο πρόσφατο εντός μιας σειράς φυσικών καταστροφών που έχουν πλήξει το νησί τα τελευταία χρόνια, μεταξύ των οποίων κυριότερος υπήρξε ο σεισμός της 12ης Ιουλίου 2016, μεγέθους 6.1   . Στην παρούσα εργασία επιστρατεύτηκαν σύγχρονα τεχνικά μέσα , σε συνδυασμό με κλασσικές τεχνικογεωλογικές προσεγγίσεις, για την διερεύνηση του μηχανισμού της αστοχίας και των καταλυτικών παραγόντων που συντέλεσαν σε αυτή καθώς και την περαιτέρω τεχνικογεωλογική μελέτη της στενής περιοχής: παράλληλα με τα κλασσικά εργαλεία υπαίθριας έρευνας (σκαριφήματα, δείγματα, πυξίδα, προφιλόμετρο, σφύρα Schmidt κλπ) χρησιμοποιήθηκε ένα ελικοφόρο Μ.Ε.Α. για την εναέρια αποτύπωση της θέσης και την κατασκευή ενός τριδιάστατου μοντέλου (νέφους σημείων) υψηλής χωρικής ακρίβειας μέσω φωτογραμμετρίας. Το αρνητικό εκμαγείο του τεμάχους που κατέπεσε ανακατασκευάστηκε από το νέφος σημείων σε AutoCAD και χρησιμοποιήθηκε για την διενέργεια ανάστροφης ανάλυσης και την διευκρίνηση των συνθηκών αστοχίας και των αιτίων της. Ο μηχανισμός αστοχίας περιγράφηκε ως συνδυασμός επίπεδης ολίσθησης και ανατροπής και η πίεση του νερού ως ο παράγοντας εναύσματος μετακίνησης. Παράλληλα κατασκευάστηκε ένα τεχνικογεωλογικό μοντέλο το οποίο περιγράφει τον μηχανισμό απόρριψης μάζας στην θέση και χρησιμοποιήθηκε για την διερεύνηση πιθανών μελλοντικών αστοχιών. Επιπλέον μετρήσεις εκμαιεύθηκαν με την μεθοδολογία του Riquelme από το νέφος σημείων και χρησιμοποιήθηκαν για την κινηματική ανάλυση του πρανούς, ενώ συντέθηκε και εφαρμόστηκε ένας αλγόριθμος υπολογισμού δυναμικού αστοχίας με βάση το τεχνικογεωλογικό μοντέλο και ειδικά για την συγκεκριμένη θέση. Τα αποτελέσματα των παραπάνω συνδυάστηκαν για τον προσδιορισμό επισφαλών τεμαχών. Προέκυψε ένα μεγάλο τέμαχος που θεωρήθηκε επιδεκτικό σε αστοχία, για το οποίο πραγματοποιήθηκε ανάλυση ευστάθειας σε ειδικό λογισμικό, με τον υπολογισμό του Συντελεστή Ασφαλείας σε διαφορετικές συνθήκες.

On November the 24th, 2018 a major rockfall occurred in the village of Plomari, in SW Lesvos Island, Greece. Thirty-seven (37) residents were forced to evacuate. The event is the latest one in a series of natural disasters that have plagued the island in the last years, among which the earthquake of July 12, 2016 stands out. In this study, the latest advancements in surveying and computing technology were used in parallel with conventional engineering geological approaches, in order to investigate the mechanism and catalyst factors behind the event, as well as to further assess the site from the perspective of engineering geology: established geological field tools (technical sketches, samples, compass, profilometer, Schmidt hammer) were used in combination with a quadcopter U.A.V.. The vehicle performed an aerial survey from which a high-accuracy 3D model (point cloud) was obtained. The negative space produced by the failing block was directly exploited on the point cloud to reconstruct the block in AutoCAD & Rhino and use it to perform a back-analysis. The latter showcased a complex failure mechanism of slide & topple and suggested that water pressure acted as the triggering factor. An engineering geological model describing the general failure mechanism of the slope was constructed and used to assess the present and future stability of the site. Additional measurements were obtained from the point cloud using Riquelme’s methodology and used for kinematic analysis of the slope, while a custom-made algorithm, based on the engineering geological model was developed and used in combination with the results of the kinematic analysis to identify hazardous blocks. A large unstable block was pinpointed, and its stability was assessed via calculations of the Safety Factor for an array of stress scenarios.

Πλήρες Κείμενο:



Ambraseys, N., & Jackson, J. (1998). Faulting associated with historical and recent earthquakes in the Eastern Mediterranean Region. Geophysical Journal International,133, 390–406.

Barton, N. R., & Bandis, S. (1982). Effects Of Block Size On The Shear Behavior Of Jointed Rock. The 23rd U.S Symposium on Rock Mechanics (USRMS) (σσ. 739-760).

Berkeley, California: American Rock Mechanics Association.

Barton, N. R., & Bandis, S. (1990). Review of predictive capabilities of JRC-JCS model in engineering practice. Στο N. R. Barton, & O. Stephansson (Επιμ.), Rock joints, proc. int. symp. on rock joints (σσ. 603-610). Loen: Rotterdam: Balkema.

Bemis, S., Micklethwaite, S., Turner, D., James, M., Akcize, S., Thiele, S., & Bangash, H. (2014, December). Ground-based and UAV-Based photogrammetry: A multi-scale, high-resolution mapping tool for structural geology and paleoseismology. Journal of Structural Geology, 69(A), σσ. 163-178. Ανάκτηση από https://doi.org/10.1016/j.jsg.2014.10.007

Calvi, V. (1941). Earthquake catalogue Turkey andsome neighboring areas. Ankara: General Directorate of Mineral Research andExploration (MTA).

Chatzipetros, A., Kiratzi, A., Sboras, S., Zouros, N., & Pavlides, S. (2013). Active faulting in the north-eastern Aegean Sea Islands. Tectonophysics 597-598:106. doi:10.1016/j.tecto.2012.11.026

Coulson, J. (1972). Shear strength of flat surfaces in rock stability of rock slopes. Στο E. Cording (Επιμ.), 13th 1971 U.S. Symposium of Rock Mechanics, (σσ. 77-105).

Dong, X. X. (2019, Αύγουστος). Reconstruction of Surficial Rock Blocks by Means of Rock Structure Modelling of 3D TLS Point Clouds: The 2013 Long-Chang Rockfall. Rock

Mechanics and Rock Engineering(53), σσ. 671–689. doi:10.1007/s00603-019-01935-0

Giani, G. P. (1992). Rock Slope Stability Analysis. CRC Press.

Goodman, R. E. (1995, Σεπτέμβριος). Block theory and its application. Géotechnique, 45, σσ. 383-423. doi:10.1680/geot.1995.45.3.383

Harr, M. (1987). Reliability-based design in civil engineering. New York: McGraw-Hill.

Hasan Sözbilir, Ö. S. (2016). Kinematic analysis and palaeoseismology of theEdremit Fault Zone: evidence for past earthquakesin the southern branch of the North AnatolianFault Zone, Biga Peninsula, NW Turkey. Geodinamica Acta,. doi:10.1080/09853111.2016.1175294

Hasan Sözbilir, Ö. S. (2016, April 27). Kinematic analysis and palaeoseismology of theEdremit Fault Zone: evidence for past earthquakesin the southern branch of the North AnatolianFault Zone, Biga Peninsula, NW Turkey. Geodynamica Acta, σσ. 273-294,. doi:10.1080/09853111.2016.1175294

Hecht, J. (1972). Γεωλογικός Χάρτης της Ελλάδος -Νήσος Λέσβος, Φύλλο Πλωμάριον-Μυτιλήνη. Ελλάδα: Εθνικό Ίδρυμα Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών.

Hoek, E. (1989). A limit equilibrium analysis of surface crown pillar stability. Surface crown pillar evaluation for active and abandoned metal mines, 3-13. (M. Betourney, Συντάκτης) Ottawa: Dept. Energy, Mines & Resources Canada.

Hoek, E., & Bray, J. W. (1981). Rock Slope Engineering. Revised 3rd Edition. London: The Institution of Mining and Metallurgy.

I.S.R.M. (1977). Suggested methods for determining the strength of rock materials in triaxial compression. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences &

Geomechanics(15), σσ. 47-51.

Lato, M., Diederichs, M. S., Hutchinson, D. J., & Harrap, R. (2009). . Optimization of LiDAR scanning and processing for automated structural evaluation of discontinuities in rockmasses. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 46(1), 194–199. Ανάκτηση από https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2008.04.007

Makropoulos, Κ., Kaviris, G., & Kouskouna, V. (2012). An updated and extended earthquake catalogue for Greece and adjacent areas since 1900. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 12, 1425-1430. Ανάκτηση από https://doi.org/10.5194/nhess-12-1425-2012

Miller, S., Whyatt, J., & McHugh, E. (2004). Applications of the Point Estimation Method for stochastic rockslope engineering. ARMA/NARMS 04-517. Houston, TX: American Rock Mechanics Association. Ανάκτηση από https://www.semanticscholar.org/paper/Applications-Of-The-Point-Estimation-Method-For-Miller-Whyatt/be1e36487aa67f97365a5f809a5f14ed4278a58b

Mountrakis, D., Sapountzis,E., Kilias,A., Eleftheriadis,G. , & Christofides G. (1983). Paleogeographic conditions in the western Pelagonian margin in Greece during the initial rifting of the continental area. Can. J. Earth Sci., vol.20, pp.1673-1681.

Musson, R. M., Grünthal, G., & Stucchi, M. (2009). The comparison of macroseismic intensity scales. Journal of Seismology, Springer Verlag, 2009, 14 (2), pp.413-428. doi:10.1007/s10950-009-9172-0

NTUA/EDCM (Επιμ.). (2017). Σεισμός Λέσβου Mw 6.3, 12/6/2017. ESRI. Ανάκτηση από https://www.arcgis.com/apps/MapSeries/index.html?appid=5c7fa279f842492d9c86cd384679d74f

Öcal, N. (1968). Seismicity andearthguake geography in Turkey, earthquake cataloque for1850–1960 (Vol. 8). Instanbul: Publications of KandilliObservatory Publications (in Turkish).

Palmström, A. (2000). BLOCK SIZE AND BLOCK SIZE DISTRIBUTION. Melbourne: GeoEng2000.

Palmstrom, A. (2001). Measurement and characterization of rock mass jointing. Στο V. M. Sharma (Επιμ.), In-situ characterization of rocks. Rotterdam, Netherlands: A. A. Balkema.

Palmström, A., & Singh, R. (2001). THE DEFORMATION MODULUS OF ROCK MASSES - COMPARISONS BETWEEN IN SITU TESTS AND INDIRECT ESTIMATES. Tunnelling and Underground Space Technology, Vol. 16(3), σσ. 115-131.

Pavlides, S., Chatzipetros, A., & Sboras, S. (2018). Active faults as seismogenic sources in the Aegean region. 9th International INQUA Meeting on Paleoseismology, Active Tectonics and Archeoseismology, Conference Paper.

Riquelme, A. J. (2014, Ιούλιος). A new approach for semi-automatic rock mass joints recognition from 3D point clouds. Computers & Geosciences, 68, σσ. 38-52. Ανάκτηση από https://doi.org/10.1016/j.cageo.2014.03.014

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, Vol. 68, 38-52. Ανάκτηση από https://doi.org/10.1016/j.cageo.2014.03.014

Riquelme, A., Abellan, A., & Tomás, R. (2015, June). Discontinuity spacing analysis in rock masses using 3D point clouds. Engineering Geology(195).

Rosenblueth, E. (1975). Point Estimates for probability moments. 72(10 (Mathematics)), 3812-3814. Proc. National Academy of Sci.

SKOURTSOS, E. L.-I. (2019). Landslides induced by the 2017 Lesvos (North Eastern Aegean Sea) earthquake and engineering measures for landslide disaster mitigation. 15th International Congress of the Geological Society of Greece. Athens: Bulletin of the Geological Society of Greece, Sp. Pub. 7.

Varnes, D. (1978). Slope movement types and processes. (R. Schuster, & R. Krizek, Επιμ.) Special Report 176: Landslides: Analysis and control, σσ. 11-33.

Varnes, D. J. (χ.χ.). Slope movement types and processe. Washington D.C. : Special Report 176: Landslides: Analysis and control (Eds: Schuster, R.L and Krizek, R.J), Transportation and Road research board, National Academy of Science.

Wald, D. J., Quitoriano, V., Heaton, T. H., & Kanamori, H. (1999, August). Relationships between Peak Ground Acceleration, Peak Ground Velocity, and Modified Mercalli

Intensity in California. Earthquake Spectra, Vol. 15, No. 3, pp. 557-564.

Θωμαϊδου, Ε. Λ. (2009). Η Γεωλογική δομή της νήσου Λέσβου. Διδακτ. Διατρ. Α.Π.Θ.

Κατσικάτσος Γ., Ματαράγκας Δ., Μιγκίρος Γ. , & Τριανταφύλλης Μ. (1982). Γεωλογική Μελέτη της Νήσου Λέσβου. Αθήνα: Ι.Γ.Μ.Ε.

Κούκης, Γ. Χ., & Σαμπατακάκης, Ν. Σ. (2002). Τεχνική Γεωλογία. Παπασωτηρίου.


ΣΑΡΩΤΗ LiDaR ΣΤΗ ΠΕΡΙΟΧΗ «ΑΠΟΘΗΚΕΣ», ΣΑΝΤΟΡΙΝΗ, ΕΛΛΑΔΑ. 66. Θεσσαλονίκη: Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Βιβλιοθήκη τμ. Γεωλογίας 'Θεόφραστος΄.

Ανάκτηση από http://geolib.geo.auth.gr/index.php/grelit/article/view/12397

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

Παπαδημητρίου, Π. (2018). The 12 th June 2017 M w = 6.3 Lesvos earthquake from detailed seismological observations. Journal of Geodynamics 115:23-42. doi:10.1016/j.jog.2018.01.009

Παπαζάχου, Κ., & Παπαζάχος, Β. (2003). Οι Σεισμοί της Ελλάδας. Θεσσαλονίκη: Εκδόσεις Ζήτη.

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

Τσελεπίδης, Β. (2007). Παλαιοντολογική και στρωματογραφική μελέτη των αμμωνιτοειδών της Επιδαύρου. Συμβολή στη γνώση της παλαιογεωγραφικής εξάπλωσης της φάσης Hallstatt στις ελληνίδες. Διδακτ. Διατρ. Α.Π.Θ.

Φαρμάκης, Ι. Γ. (2018). Χαρακτηρισμός βραχομάζας με τη χρήση επίγειου σαρωτή LiDA

R για την εκτίμησητης επιδεκτικότητας έναντι βραχοκαταπτώσεων στην περιοχή της Περίσσας, Θήρα. . Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία,Τμήμα Γεωλογίας Α.Π.Θ.,86σελ.

Εισερχόμενη Αναφορά

  • Δεν υπάρχουν προς το παρόν εισερχόμενες αναφορές.