Jamova 2 Univerza 1000 Ljubljana, Slovenija v Ljubljani telefon (01) 47 68 500 Fakulteta za faks (01) 42 50 681 gradbeništvo in fgg@fgg.uni-lj.si geodezijo UNIVERZITETNI ŠTUDIJ GRADBENIŠTVA KONSTRUKCIJSKA SMER Kandidatka: LIDIJA AVSENIK VAROVANJE ARHEOLOŠKIH NAJDIŠČ IN SITU S PREKRIVANJEM Diplomska naloga št.: 3212/KS PROTECTION OF ARCHAELOGICAL SITES BY INTENTIONAL BURIAL Graduation thesis No.: 3212/KS Mentor: Predsednik komisije: izr. prof. dr. Janko Logar doc. dr. Tomo Cerovšek Somentor: doc. dr. Vlatko Bosiljkov Ljubljana, 30. 3. 2012 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. i Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. STRAN ZA POPRAVKE Stran z napako Vrstica z napako Namesto Naj bo ii Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. IZJAVA O AVTORSTVU Podpisana Lidija Avsenik izjavljam, da sem avtorica diplomske naloge z naslovom: »Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem«. Izjavljam, da je elektronska različica v vsem enaka tiskani različici. Izjavljam, da dovoljujem objavo elektronske različice v repozitoriju UL FGG. Ljubljana, 6.3.2012 (podpis) Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. iii Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. BIBLIOGRAFSKO - DOKUMENTACIJSKA STRAN IN IZVLEČEK UDK: 624.131:902.2:004.056.5(043.2) Avtor: Lidija Avsenik Mentor: izr. prof. dr. Janko Logar Somentor: doc. dr. Vlatko Bosiljkov Naslov: Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem Obseg in oprema: 152 str., 44 pregl., 117 sl., 45 en. Ključne besede: varovanje in situ, arheološka najdišča, prekrivanje, deformacije, zaščitni sloj, nasipni material, geosintetik Izvleček V diplomski nalogi sem preverjala vpliv prekrivanja kot način varovanja in situ na arheološke najdbe. Pri mnogih novogradnjah, še posebej pri gradnji prometnic, se je odkrilo veliko arheoloških najdišč. Njihovo ohranjanje je pomembno in po navodilih stroke je najbolj primeren način ohranjanje in situ. Ena izmed možnosti je prekrivanje, ki sem ga obravnavala v diplomskem delu. Z numeričnimi simulacijami sem izračunala deformacije, ki nastanejo v različnih temeljnih tleh in pod različno visokimi zaščitnimi sloji. Izračunala sem deformacije v glinenih in peščenih tleh, ki predstavljata dve zelo različni vrsti temeljnih tal, ki jih lahko najdemo v Sloveniji. Kot obtežbo sem upoštevala lastno težo nasipa, obtežbo minihidravličnega bagra, ki ga uporabljamo med gradnjo nasipa in obtežbo tovornjaka, ki ga upoštevam na že zgrajenem nasipu kot možno obliko kasnejše rabe. Z ukrepi, kot so: uporaba različnega nasipnega materiala in uporaba geosintetikov sem skušala zmanjšati deformacije, ki nastanejo, in tako zmanjšati možnosti poškodb arheoloških najdb. S primerjavo nastalih deformacij v temeljnih tleh sem določila višino, pri kateri bodo morebitne arheološke najdbe optimalno zaščitene pred poškodbami zaradi zaščitnega ukrepa. Predpostavila sem, da se bodo najdbe deformirale enako kot zemljina, v kateri se nahajajo. Na koncu diplomske naloge sem zapisala mejne vrednosti deformacij, ki jih materiali, ki sestavljajo artefakte, lahko prenesejo, ne da bi se poškodovali. Kot mejne deformacije sem določila elastične deformacije, saj so plastične že nepovratne, čemur pa se moramo izogniti. iv Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. BIBLIOGRAPHIC - DOCUMENTALISTIC INFORMATION UDC: 624.131:902.2:004.056.5(043.2) Author: Lidija Avsenik Supervisor: associate prof. Janko Logar, Ph. D. Co supervisor: assistant prof. Vlatko Bosiljkov, Ph. D. Title: Protection of Archaeological Sites by Intentional Burial Notes: 152 p., 44 tab., 117 fig., 45 eq. Key words: preserving in situ, archaeological sites, intentional site burial, deformations, embankment, fill materials, geosynthetics Abstract In my thesis I examined the effects of intentional site burial on archaeological sites as a mean of in situ protection. A significant number of archaeological sites has been found during the construction of new buildings and especially the construction of roads. Their conservation is important. Experts suggest that the most appropriate manner is in situ protection. One option is intentional site burial, which I discussed in the thesis. Using the finite element method, I calculated deformations that occur in different types of soil because of embankment, which is used for protection of archaeological sites. I calculated deformations in clay and sand, which represent two very different types of foundation soil that can be found in Slovenia. For the weight-load I took into account the embankment's own weight, the weight of the hydraulic excavator, which was used during the construction, and the weight of the truck which might be used after the archaeological site is cleared. I tried to reduce deformations with various measures, such as using different fill materials and the use of geosynthetics, in order to reduce the potential damage to archaeological sites. After the calculations, I determined the optimal height of embankment by comparison of deformation so that the potential archaeological sites would be perfectly protected from damage. I presumed that archaeological founds deform to the same extent as the surrounding soil. At the end of thesis I listed limit values that materials found in archaeological sites can withstand without damaging. For the limit values I used elastic deformations because plastic deformations are already irreversible, which is precisely what we must avoid. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. v Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. KAZALO VSEBINE 1 UVOD 1 1.1 Splošno 1 1.2 Prekrivanje kot možna oblika varovanja 2 1.3 Zakonodaja v Sloveniji na področju varovanja kulturne dediščine 7 1.4 Namen in cilj 8 2 ZAŠČITNI SLOJ ZA VAROVANJE ARHEOLOŠKIH NAJDB 10 2.1 Preiskovanje temeljnih tal, v katerih je najdišče 10 2.2 Gradnja zaščitnega sloja 10 2.3 Zgoščevanje zemljin 12 2.4 Materiali za izgradnjo zaščitnega sloja 13 2.5 Ukrepi za zmanjšanje deformacij v temeljnih tleh 16 2.5.1 Nasipni materiali z majhno prostorninsko težo 16 2.5.2 Uporaba geosintetikov 16 2.6 Napetosti v temeljnih tleh zaradi zaščitnega sloja [14] 18 3 RAČUNSKI MODELI 24 3.1 Programska oprema Plaxis 24 3.2 Obtežbe in materialne karakteristike zemljin 25 3.3 Izbira materialnega modela 32 4 DEFORMACIJE V TEMELJNIH TLEH 34 4.1 Deformacije v glinenih temeljnih tleh 34 4.1.1 Uporaba običajnega nasipnega materiala 39 4.1.2 Uporaba nasipnega materiala z majhno prostorninsko težo 46 4.2 Deformacije v peščenih temeljnih tleh 54 4.2.1 Uporaba običajnega nasipnega materiala 54 4.2.2 Uporaba nasipnega materiala z majhno prostorninsko težo 61 5 DOLOČITEV VIŠINE ZAŠČITNEGA SLOJA 70 5.1 Mejne deformacije materialov 70 5.2 Višina zaščitnega sloja na glinenih temeljnih tleh 75 5.2.1 Uporaba običajnega nasipnega materiala 75 5.2.2 Uporaba nasipnega materiala z majhno prostorninsko težo 77 5.3 Višina zaščitnega sloja na peščenih temeljnih tleh 78 vi Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.3.1 Uporaba običajnega nasipnega materiala 78 5.3.2 Uporaba nasipnega materiala z majhno prostorninsko težo 80 5.4 Primerjava deformacij pod optimalnim nasipom iz običajnega materiala in iz lažjega materiala 81 5.4.1 Primerjava deformacij v glinenih temeljnih tleh 82 5.4.2 Primerjava deformacij v peščenih temeljnih tleh 87 5.5 Uporaba geosintetika pod izbranimi optimalnimi višinami zaščitnega sloja 92 5.5.1 Uporaba geosintetika v glinenih temeljnih tleh 92 5.5.2 Uporaba geosintetika v peščenih temeljnih tleh 97 5.6 Primerjava deformacij pod izbranimi višinami zaščitnega sloja z uporabo geosintetika 103 5.7 Razpored deformacij po celotnih temeljnih tleh pri izbranih višinah zaščitnega sloja 115 5.7.1 Glinena temeljna tla, nasip 40 cm iz običajnega materiala 116 5.7.2 Glinena temeljna tla, nasip 80 cm iz materiala z majhno prostorninsko težo 118 5.7.3 Peščena temeljna tla, nasip 60 cm iz običajnega materiala 120 5.7.4 Peščena temeljna tla, nasip 40 cm iz material z majhno prostorninsko težo 122 5.8 Poškodbe najdb pod optimalnim zaščitnim nasipom 124 5.8.1 Poškodbe najdb v glinenih temeljnih tleh 125 5.8.2 Poškodbe najdb v peščenih temeljnih tleh 129 5.9 Vpliv togosti najdb 133 5.9.1 Vpliv togosti najdb v glinenih temeljnih tleh 134 5.9.2 Vpliv togosti najdb v peščenih temeljnih tleh 140 6 ZAKLJUČEK 147 VIRI 149 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. vii Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. KAZALO PREGLEDNIC Preglednica 1: Model propadanja delov najdišča [3] 5 Preglednica 2: Materialne karakteristike glinenih temeljnih tal 29 Preglednica 3: Materialne karakteristike peščenih temeljnih tal 29 Preglednica 4: Materialne karakteristike prve plasti nasipa 30 Preglednica 5: Materialne karakteristike druge plasti nasipa 30 Preglednica 6: Materialne karakteristike nasipa 31 Preglednica 7: Materialne karakteristike prve plasti ekspandirane gline 31 Preglednica 8: Materialne karakteristike druge plasti ekspandirane gline 32 Preglednica 9: Materialne karakteristike ekspandirane gline 32 Preglednica 10: Uporaba HS in HS small modela pri glinenih temeljnih tleh brez nasipa 33 Preglednica 11: Uporaba HS in HS small modela pri peščenih temeljnih tleh brez nasipa 33 Preglednica 12: Volumske deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 40 Preglednica 13: Strižne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 41 Preglednica 14: Nateznih horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 43 Preglednica 15: Tlačne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 44 Preglednica 16: Tlačne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 46 Preglednica 17: Volumske deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 47 Preglednica 18: Strižne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 49 Preglednica 19: Natezne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 50 Preglednica 20: Tlačne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 52 Preglednica 21: Vertikalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 53 Preglednica 22: Volumske deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 55 Preglednica 23: Strižne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 56 Preglednica 24: Natezne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 58 Preglednica 25: Tlačne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 59 Preglednica 26: Vertikalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 61 Preglednica 27: Volumske deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 62 Preglednica 28: Strižne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 64 Preglednica 29: Natezne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 65 Preglednica 30: Tlačne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 67 Preglednica 31: Tlačne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje 68 Preglednica 32: Trdnosti in deformacije človeške stegnenice v odvisnosti od starosti [23] 73 Preglednica 33: Mehanske lastnosti materialov [24]-[35] 74 Preglednica 34: Višina zaščitnega sloja iz običajnega materiala in globina najdbe, pri kateri so presežene mejne vrednosti deformacij v glinenih temeljnih tleh 76 viii Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 35: Višina zaščitnega sloja iz lažjega materiala in globina najdbe, pri kateri so presežene mejne vrednosti deformacij v glinenih temeljnih tleh 78 Preglednica 36: Višina zaščitnega sloja iz običajnega materiala in globina najdbe, pri kateri so presežene mejne vrednosti deformacij v peščenih temeljnih tleh 80 Preglednica 37: Višina zaščitnega sloja iz lažjega materiala in globina najdbe, pri kateri so presežene mejne vrednosti deformacij v peščenih temeljnih tleh 81 Preglednica 38: Materialne karakteristike geosintetika 1 92 Preglednica 39: Materialne karakteristike geosintetika 2 92 Preglednica 40: Primerjava deformacij, ki nastanejo v glinenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 40 cm (običajen material) in 80 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 104 Preglednica 41: Primerjava deformacij, ki nastanejo v peščenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 60 cm (običajen material) in 40 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 105 Preglednica 42: Vrsta in smer deformacije, ki povzroča poškodbe najdb na različnih globinah v glinenih temeljnih tleh pod optimalno določenimi višinami nasipa v obravnavanih primerih 127 Preglednica 43: Vrsta in smer deformacije, ki povzroča poškodbe najdb na različnih globinah v peščenih temeljnih tleh pod optimalno določenimi višinami nasipa v obravnavanih primerih 131 Preglednica 44: Materialne karakteristike kamnitega nagrobnika 133 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. ix Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. KAZALO SLIK Slika 1: Shematski prikaz prekrivanja 1 Slika 2: Faktorji razpada in njihova relativna pomembnost (povzeto iz [4]) 4 Slika 3: Prikaz zgoščevanja zemljine 11 Slika 4: Krivulja zgoščevanja 13 Slika 5: Materiali z majhno prostorninsko težo (LWA) v nasipu 16 Slika 6: Ločilni geosintetik preprečuje mešanje dveh vrst materialov in na dolgi rok ohranja kakovost in debelino vgrajene plasti iz kamnitega materiala 17 Slika 7: Primer diagrama totalnih in efektivnih vertikalnih napetosti v temeljnih tleh zaradi lastne teže tal 19 Slika 8: Primer diagrama efektivnih vertikalnih in vodoravnih napetosti v temeljnih tleh zaradi lastne teže tal 20 Slika 9: Obremenitev temeljnih tal s pasovno obtežbo 20 Slika 10: Smeri dodatnih glavnih napetosti v temeljnih tleh zaradi pasovne obremenitve 22 Slika 11: Obnašanje tal pri majhnih deformacijah [15] 25 Slika 12: Potek gradnje nasipa v treh horizontalnih korakih in delovanje obtežbe minihidravličnega bagra in tovornjaka 26 Slika 13: Minihidravlični bager CAT 301.6C [17] 26 Slika 14: Tovornjak JCB 714 [18] 27 Slika 15: Obtežba minihidravličnega bagra med gradnjo 20 cm nasipa [cm] 28 Slika 16: Obtežba tovornjaka na zgrajenem 20 cm nasipu [cm] 28 Slika 17: Volumske deformacije zaradi tovornjaka na nasipu in označen prerez A-A 35 Slika 18: Strižne deformacije zaradi tovornjaka na nasipu in označen prerez A-A 35 Slika 19: Horizontalne deformacije zaradi tovornjaka na nasipu in označen prerez A 36 Slika 20: Vertikalne deformacije zaradi tovornjaka na nasipu in označen prerez A-A 36 Slika 21: Pomiki zaradi tovornjaka na najvišjem nasipu 37 Slika 22: Horizontalne napetosti zaradi tovornjaka na nasipu 37 Slika 23: Vertikalne napetosti zaradi tovornjaka na nasipu 38 Slika 24: Strižne napetosti zaradi tovornjaka na nasipu 38 Slika 25: Potek volumskih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 39 Slika 26: Potek strižnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 41 Slika 27: Potek nateznih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 42 Slika 28: Potek tlačnih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 44 Slika 29: Potek vertikalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 45 Slika 30: Potek volumskih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 47 Slika 31: Potek strižnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 48 x Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 32: Potek nateznih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 50 Slika 33: Potek tlačnih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 51 Slika 34: Potek vertikalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 53 Slika 35: Potek volumskih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 54 Slika 36: Potek strižnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 56 Slika 37: Potek nateznih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 57 Slika 38: Potek tlačnih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 59 Slika 39: Potek vertikalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 60 Slika 40: Potek volumskih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 62 Slika 41: Potek Strižnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 63 Slika 42: Potek nateznih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 65 Slika 43: Potek tlačnih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 66 Slika 44: Potek vertikalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 68 Slika 45: Primerjava mehanskega obnašanja izotropnega in anizotropnega materiala [19] 71 Slika 46: Primerjava volumskih deformacij v glinenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala 82 Slika 47: Primerjava strižnih deformacij v glinenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala 83 Slika 48: Primerjava nateznih horizontalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala 84 Slika 49: Primerjava tlačnih horizontalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala 85 Slika 50: Primerjava vertikalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala 86 Slika 51: Primerjava volumskih deformacij v peščenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala 87 Slika 52: Primerjava strižnih deformacij v peščenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala 88 Slika 53: Primerjava nateznih horizontalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala 89 Slika 54: Primerjava tlačnih horizontalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala 90 Slika 55: Primerjava vertikalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala 91 Slika 56: Primerjava volumskih deformacij v glinenenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) 93 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. xi Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 57: Primerjava strižnih deformacij v glinenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) 94 Slika 58: Primerjava nateznih horizontalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) 95 Slika 59: Primerjava tlačnih horizontalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) 96 Slika 60: Primerjava vertikalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) 97 Slika 61: Primerjava volumskih deformacij v peščenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) 98 Slika 62: Primerjava strižnih deformacij v peščenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) 99 Slika 63: Primerjava nateznih horizontalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) 100 Slika 64: Primerjava tlačnih horizontalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) 101 Slika 65: Primerjava vertikalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) 102 Slika 66: Primerjava vertikalnih deformacij, ki nastanejo v glinenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 40 cm (običajen material) in 80 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 106 Slika 67: Primerjava strižnih deformacij, ki nastanejo v glinenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 40 cm (običajen material) in 80 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 107 Slika 68: Primerjava nateznih horizontalnih deformacij, ki nastanejo v glinenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 40 cm (običajen material) in 80 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 108 Slika 69: Primerjava tlačnih horizontalnih deformacij, ki nastanejo v glinenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 40 cm (običajen material) in 80 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 109 Slika 70: Primerjava vertikalnih deformacij, ki nastanejo v glinenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 40 cm (običajen material) in 80 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 110 Slika 71: Primerjava volumskih deformacij, ki nastanejo v peščenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 60 cm (običajen material) in 40 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 111 xii Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 72: Primerjava strižnih deformacij, ki nastanejo v peščenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 60 cm (običajen material) in 40 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 112 Slika 73: Primerjava nateznih horizontalnih deformacij, ki nastanejo v peščenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 60 cm (običajen material) in 40 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 113 Slika 74: Primerjava tlačnih horizontalnih deformacij, ki nastanejo v peščenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 60 cm (običajen material) in 40 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 114 Slika 75: Primerjava vertikalnih deformacij, ki nastanejo v peščenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 60 cm (običajen material) in 40 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 115 Slika 76: Volumske deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu 116 Slika 77: Strižne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu 116 Slika 78: Horizontalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu 117 Slika 79: Vertikalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu 117 Slika 80: Volumske deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 80 cm nasipu iz ekspandirane gline 118 Slika 81: Strižne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 80 cm nasipu iz ekspandirane gline 118 Slika 82: Horizontalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 80 cm nasipu iz ekspandirane gline 119 Slika 83: Vertikalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 80 cm nasipu iz ekspandirane gline 119 Slika 84: Volumske deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 60 cm nasipu 120 Slika 85: Strižne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 60 cm nasipu 120 Slika 86: Horizontalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 60 cm nasipu 121 Slika 87: Vertikalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 60 cm nasipu 121 Slika 88: Vertikalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu iz ekspandirane gline 122 Slika 89: Strižne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu iz ekspandirane gline 122 Slika 90: Horizontalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu iz ekspandirane gline 123 Slika 91: Vertikalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu iz ekspandirane gline 123 Slika 92: Kamniti nagrobnik [36] 133 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. xiii Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 93: Skica položaja nagrobnika v temeljnih tleh pod obtežbo tovornjaka brez zaščitnega nasipa 134 Slika 94: Volumske deformacije, ko je v glinenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik 134 Slika 95: Primerjava volumskih deformacij v glinenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika 135 Slika 96: Povečan prikaz volumskih deformacij v območju nagrobnika 135 Slika 97: Strižne deformacije, ko je v glinenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik 136 Slika 98: Primerjava strižnih deformacij v glinenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika 136 Slika 99: Povečan prikaz strižnih deformacij v območju nagrobnika 137 Slika 100: Horizontalne deformacije, ko je v glinenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik 137 Slika 101: Primerjava horizontalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika 138 Slika 102: Povečan prikaz horizontalnih deformacij v območju nagrobnika 138 Slika 103: Vertikalne deformacije, ko je v glinenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik 139 Slika 104: Primerjava vertikalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika 139 Slika 105: Povečan prikaz vertikalnih deformacij v območju nagrobnika 140 Slika 106: Volumske deformacije, ko je v peščenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik 140 Slika 107: Primerjava volumskih deformacij v peščenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika 141 Slika 108: Povečan prikaz volumskih deformacij v območju nagrobnika 141 Slika 109: Sttrižne deformacije, ko je v peščenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik 142 Slika 110: Primerjava strižnih deformacij v peščenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika 142 Slika 111: Povečan prikaz strižnih deformacij v območju nagrobnika 143 Slika 112: Horizontalne deformacije, ko je v peščenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik 143 Slika 113: Primerjava horizontalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika 144 Slika 114: Povečan prikaz horizontalnih deformacij v območju nagrobnika 144 Slika 115: Vertikalne deformacije, ko je v peščenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik 145 Slika 116: Primerjava vertikalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika 145 Slika 117: Povečan prikaz vertikalnih deformacij v območju nagrobnika 146 xiv Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 1 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 1 UVOD 1.1 Splošno Na prvi pogled se zdi, da obravnavana tema nima veliko skupnega z gradbeništvom, vendar že po krajšem razmisleku ugotovimo, da temu ni tako. V današnjem času hitre gradnje je kulturna dediščina vse bolj ogrožena, zato se moramo zavzemati za njeno zaščito. Najti moramo ravnovesje med gradnjo, ki je potrebna za naše udobje in normalno življenje (širjenje mest, cestno omrežje,…) in ohranjanjem tistega, kar je že bilo ustvarjeno v preteklosti. Zavedati se moramo, da lahko prenagljene odločitve povzročijo več škode kot koristi, zato je potrebno skrbno načrtovanje, da bodo ostala arheološka najdišča za prihodnje generacije dobro ohranjena in avtentična. Ocenjeno je, da je v Sloveniji najmanj 108000 najdišč, od katerih jih je registriranih samo 2158 [1]. To pomeni, da bo v prihodnosti potrebno še veliko dela za njihovo zaščito. V nadaljevanju bom prikazala, da je to možno le z dobrim sodelovanjem več različnih strok (npr. arheologija, geotehnologija, kemija, geologija,...). V tujini tako interdisciplinarno delo že obstaja, v Sloveniji pa ga je potrebno še spodbuditi. V primeru moje diplomske naloge mi bo znanje geotehnike omogočilo razumevanje razmer, ki nastanejo pri prekrivanju kot zaščiti arheoloških najdišč, in njihov vpliv na samo najdišče. Slika 1: Shematski prikaz prekrivanja Prekrivanje najdišča je način varovanja, ki mora biti prilagojeno za vsako posamezno najdišče. Pred začetkom moramo poznati lastnosti zemljine, v kateri so najdbe, da lahko predvidimo njeno nadaljnje obnašanje in vedeti moramo, kje, če sploh, je podtalnica in kakšna bo poznejša raba prostora, da lahko določimo obtežbe. Ko poznamo vse dejavnike, lahko začnemo z načrtovanjem zaščitne plasti, pri tem 2 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. pa moramo imeti v mislih tudi vplive, ki jih bo le-ta povzročila. Tak način zaščite bo učinkovit le v primeru, da bodo skupni vplivi poznejše rabe prostora in zaščitne plasti manjši, kot bi bili, če zaščitne plasti ne bi izvedli. Glavno merilo pri preverjanju učinkovitosti zaščitne plasti bodo deformacije, ki nastanejo v temeljnih tleh. 1.2 Prekrivanje kot možna oblika varovanja Ker gre za način varovanja arheoloških najdišč, ki v Sloveniji še ni pogosto uporabljen, je bilo potrebno najprej najti ustrezno poimenovanje. Po razmisleku lahko rečem, da tehniko varovanja najbolje opišemo s terminom prekrivanje. Pri tem načinu najdišče varujemo tako, da ga prekrijemo z zaščitnim slojem. Pomembno je, da ločimo med terminoma varovanje in ohranjanje. Na to opozarjata Robert M. Thorn in Melissa H. Reams v članku: Ohranjanje je uporaba: Stabilizacija in varovanje arheološkega najdišča kot primarno sredstvo zmanjševanja škode in uničenja virov [2]. Iz vidika praktičnih ciljev je ohranjanje nemogoče, ker ne moremo ustaviti procesa naravnega staranja. Lahko pa ohranjamo nevtralno stanje fizičnih lastnosti najdb, najdišče in njegove dele lahko zaščitimo pred biokemično degradacijo, plenjenjem in vandalizmom. Arheološka najdišča so vir neobnovljivih in bogatih informacij in kot taka niso zanimiva samo za arheologe, ampak tudi za naravoslovne panoge, ki jim arheološke najdbe izboljšajo razumevanje okolja in preteklih dogodkov. Varovanje arheoloških materialov in informacij je zato ključni del arheologije. Razvoj arheologije se je od konca 19. stoletja osredotočal na izkopavanje, ki so ga opravičevale aktivnosti, kot so: postavljanje arheoloških zbirk, reševanje najdišč zaradi krajinskih projektov, terensko učenje študentov. Etika ohranjanja pomeni, da s pravilnim vodenjem ohranjamo vire za naslednje generacije. Napredna tehnologija omogoča, da lahko arheologi pridobijo veliko informacij iz preproste vrtine v tleh. Vendar pa je ta tehnologija neuporabna na izkopanih najdiščih. Vzorci in informacije, ki bi jih lahko analizirali, niso bili odvzeti ali niso bili spravljeni ali pa so ostanke na artefaktih splaknili med standardnim procesom. Nadalje izkop zagotovi dokončno in popolno uničenje neizkopanega materiala. Ta popolna izguba onemogoči, da bi pozneje na najdišču pridobili podatke, ki bi odgovorili na vprašanja novih raziskav ali pa bi jih uporabili v novih tehnikah. Tako imamo koncept, ki daje prednost varovanju in situ v nasprotju z izkopavanjem. Kljub temu, da obstajajo zakoni in določila, ki varujejo ali rešujejo ogrožene arheološke vire, mnogi mislijo, da z izkopavanjem omejujemo uničevanje. V mnogih primerih je bil ta, sicer dokončno uničujoč poseg, primeren odziv na situacijo, v drugih pa bi morali premisliti o uporabi zaščite in ohranitvi najdišča, kot priporočajo zakoni. Učinkovito upravljanje z najdišči vključuje primerno identifikacijo, oceno, ohranjanje in rabo. Običajno obstajajo tri možnosti, ki vključujejo izogibanje najdiščem, dolgoročno Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 3 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. varovanje ali pridobivanje podatkov. Med temi možnostmi je najbolj primerna varovanje najdišč in situ. Varovanje najdišč ima dolgo zgodovino, vendar pa se je varovanje in situ pojavilo pred kratkim. Za pomanjkljivo razvijanje tehnologij za in situ varovanje in dolgotrajno ohranjanje najdišč in objektov je kar nekaj razlogov. Navadno so tehnike razvili v inženirskih panogah in niso bile prilagojene za arheološko ohranjanje. Učinkovit prenos tehnologije je oviralo arheologovo nepoznavanje naravoslovja in inženirskih principov. Hkrati pa inženirji niso poznali potreb in ciljev arheološkega in situ varovanja. Manjkal je pristop, ki bi vključeval več različnih panog. Za zapolnitev te praznine Thorne [2] svetuje naslednje dejavnosti: (1) učenje o primernih tehnologijah za varovanje, (2) preučevanje načinov, s katerimi bi znane tehnologije uporabili za arheološko varovanje, (3) izboljšanje širjenja informacij in koordinacijo, (4) primerno vključitev tehnologije v problem varovanja, (5) zmanjšanje stroškov novih tehnologij in (6) razvoj pravilnikov za uporabo novih tehnologij. V zadnjih letih se je pri ohranjanju arheologije uporabilo veliko tehnologij, ki so bile razvite v drugih disciplinah. To pomeni, da se je izboljšalo sodelovanje med arheologi in inženirji. Zanimanje za posamezna področja ohranjanja arheologije se je povečalo tudi pri drugih strokovnjakih (geologi, biologi, geomorfologi, inženirji). Hkrati so arheologi postali kompetentni za sodelovaje z njimi. Posledica tega je, da je danes tako multidisciplinsko reševanje problemov povsem običajno. Ker ideja o takem varovanju najdišča šele sedaj pridobiva podporo, je mnogo najdišč, sicer z namenom varovanja, poškodovanih ali celo uničenih. Ukrepi za varovanje najdišča ne smejo biti naključni, ampak morajo biti pravilno zamišljeni. Sestavljeni morajo biti iz serije logično organiziranih dejavnosti, ki se začnejo z oceno virov, nadaljujejo z identifikacijo vplivov do izbire in vgradnje ene ali več stabilizacijskih tehnik. Temu naj sledi opazovanje in ocenjevanje, da se prepričamo, če izbrana tehnika pravilno deluje. Ena izmed teh tehnik ohranjanja je tudi prekrivanje. Prekrivanje arheoloških materialov in najdišč pomeni namestitev zaščitne plasti tako, da se izboljša dolgotrajno varovanje. Prekrivanje najdišč ni nov pojem, saj je naravno zasutje poznan pojav (primer rimskih mest Pompeji in Herkulaneum, ki sta zasuti zaradi vulkanske dejavnosti) in je delovalo podobno kot umetno: nekatere najdbe so dobro ohranjene, medtem ko je izguba drugih pospešena. Vendar pa ni znano, kakšni bodo dolgotrajni učinki, saj najdišča, ki so bila prekrita v naravnem ali inženirskem procesu, niso bila sistematsko obravnavana. Dejansko lahko tudi stratigrafijo arheoloških depozitov vidimo kot mikro okolje namernega zasutja. Vsaka naslednja plast pokoplje predhodne depozite in v neki meri zaščiti spodnje plasti pred spremembami, ki so posledica fizičnih in kemičnih procesov na površini. Umetne in okoljske spremembe se zgodijo postopno, zato so vrhnje plasti kemično in biološko kompatibilne s spodnjimi in njihovo propadanje ni pospešeno. 4 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Uspešno načrtovanje zasutja najdišča, kot piše Robert M. Throne v članku Namerno zasutje najdišča: Tehnika varovanja pred naravnimi in umetnimi vplivi [3], vključuje procese, po katerih se: (1) oceni sestavine najdišča, (2) določi potencialne vplive, vključno s procesom razpadanja in cilje varovanja, (3) oceni koristi namernega zasutja in (4) določi metode in procedure za uporabo v projektu, vključno z oceno stroškov. V prvem koraku se na podlagi testiranj določi razpon artefaktov, ki bodo zaščiteni, vključno s kostmi, školjkami, keramiko, lesom, ogljem. Za končno oceno sestavin potrebujemo dodatne informacije, ki niso običajne pri arheološki raziskavi in lahko vključujejo: podatke o vrednosti pH na več mestih najdišča, podatke o dejanski ali potencialni oksidaciji/redukciji, podatke o zemljini najdišča. Poznati moramo podatke o tlačni trdnosti in prepustnosti zemljine. Opazovanja po zasutju se zanašajo na te podatke, ki tvorijo osnovo, na podlagi katere bodo narejene vse ocene. V drugem koraku moramo izmeriti vplive in določiti cilje varovanja. Vsa predvidevanja o prihodnjih reakcijah morajo temeljiti na razumevanju procesov propadanja. Faktorji, ki vplivajo na propadanje najdišč in njegovih delov in njihov relativni pomen za ohranjanje kulturnih vsebin, so prikazani na spodnji sliki: Relativna pomembnost Faktorji razpada Največji vpliv Človeški vpliv in erozija Mokro-suho in zmrzovanje- tajanje Mokro aerobno okolje Oksidacija Tlak Makroorganizmi Zmrzovanje Mokro anaerobno okolje Kislo okolje Mikroorganizmi Premiki Rastlinstvo Bazično okolje Tajanje Sušenje Najmanjši vpliv Nalaganje/sedimentacija Slika 2: Faktorji razpada in njihova relativna pomembnost (povzeto iz [4]) Različni procesi in komponente najdišča združeni v matriko predstavljajo model propadanja delov najdišča. Model je koristen tako pri razumevanju kot tudi pri predvidevanju napredovanja propadanja. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 5 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. DELI ARHEOLOŠKEGA NAJDIŠČA e e b b sti o ajd ajd e a e e k e n e) e n šk e k e e ik sti it ln it lo e i rafija n n e o ščin p g als ljk ta ate) eo b ljin in li o o lje v o to g am ris am eram rh o k p POGOJI NAJDIŠČA iv astlin ajd astn o Ž Šk R O K (k K (zrn K A n L zem K O Izo T Kislo okolje P P Z N N P N N P P N P N Bazično okolje Z Z P N N Z N N P P N N N Suho okolje Z Z Z Z N Z N N N Z N Z N Mokro anaerobno okolje Z Z Z P P P P P P P N P P Tlak P P P P N N P P P N P N P Premikanje N N N P N N N P P N P N P Ciklični mokro-suho P P P P P P P P P P N P P Mikroorganizmi P N P P N N N N N P P P N Makroorganizmi P P P P N P N P P N P N N Mokro aerobno okolje P P P P N P P P P P N P N Ciklično zmrzovanje tajanje P P P P P P P P P N P P P Zmrzovanje P P P P N P P N Z N P Z N Tajanje N N N N N P N N P N P P N Z = pogoj zavira propad P = pogoj pospešuje propad N = pogoj je nevtralen Preglednica 1: Model propadanja delov najdišča [3] Kljub težavam, ki se jim lahko izognemo s skrbnim načrtovanjem, ima tehnika namernega zasutja številne prednosti: varovanje pred umetnimi procesi, kot so vandalizem, plenjenje in vse razvojne dejavnosti. Vandalizem, ki ga opišemo kot namerno ali nenamerno uničenje ali poškodovanje virov, bo popolnoma preprečen, ker bo onemogočen neposredni dostop do najdišča in njegove vsebine. Zasutje bo vsaj otežilo, če že ne preprečilo plenjenje za osebno zadovoljstvo ali denarno korist. Neposredno korist pa zasutje predstavlja pri varovanju pred razvojnimi dejavnostmi, posebej če je ekipa strokovnjakov pri načrtovanju določila take cilje. Premisliti je potrebno tudi o negativnih učinkih. Lahko namreč pride do sprememb v pH pogojih, učinka zbijanja - povečanje pritiska in zgoščevanje vsebine (upoštevati moramo tudi mehanski vpliv zaščitne plasti), nastanejo spremembe v fizičnih, kemičnih in drenažnih lastnostih, artefakti se lahko zlomijo ali pa se spremeni njihov položaj v stratigrafiji, možne so površinske spremembe, ki lahko spremenijo delovanje površinske erozije. Čeprav je trenutna tehnologija omejena pri popolnem ohranjanju, uspešno deluje pri preprečevanju nadaljnje izgube najdb. Če torej premišljujemo o namernem zasutju kot zaščiti, bo verjetno treba nekatere najdbe žrtvovati, da se bodo druge ohranile. Throne v članku [3] zapiše tudi, da mora projektiranje prekrivanja potekati tako, da bo dosežena maksimalna zaščita pri minimalnih negativnih učinkih. Da bi lahko določili najboljši način, mora sodelovati ekipa strokovnjakov iz različnih področij. Ekipo naj sestavljajo arheolog, geolog in inženir 6 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. geotehnike. Njihovo delovanje mora biti povezano, ne pa serija neodvisnih korakov. Arheolog mora definirati različne razrede artefaktov, ki naj bodo ohranjeni in določiti kateri, če sploh, so lahko na koncu nezaščiteni in uničeni. Geolog mora pregledati osnovne zahteve za ohranitev (razrede artefaktov). Razumel naj bi proces razpada in se na podlagi tega odločil za nasipni material, ki bo najustreznejši. Naloga inženirja je projektirati postopek namernega zasutja. Razumeti mora, kako zaščitna plast vpliva na vsebino najdišča. To pomeni, da izračuna vse obtežbe, določi debelino zaščitne plasti, preveri, da deformacije ne bodo poškodovale najdb. Odgovoren je tudi za pravilno namestitev prekrivnega sloja, da se najdišče ne bo sesedlo pod vplivom premikov težke mehanizacije, oziroma zaradi lastne teže nasipnega materiala. Uspešno sodelovanje med strokovnjaki bo odvisno od znanja, ki ga bodo člani ekipe delili med seboj. Po navodilih Thorna [3] mora biti najdišče med mehanskim procesom zasipavanja zaščiteno. S predhodnim testiranjem določimo mejno obtežbo nasutja in opreme, ki ne poškoduje artefaktov in ostalih sestavin najdišča. S povečevanjem debeline zasutja se tlak, ki ga povzroča oprema, zmanjšuje. Prav tako se z globino zmanjšujejo in dušijo vibracije. Premisliti je potrebno o škodi, ki nastane zaradi prometa težke mehanizacije na zgornji plasti. Zato je potrebno, da je prva plast dovolj debela, da deluje kot blažilec. Da bi preprečili nenamerno mešanje materiala iz najdišča in nasutja, je priporočljivo, da ju ločimo s horizontalno oznako. Za to imamo na voljo več ločevalnih tkanin. Kot alternative lahko uporabimo umetno sterilni pesek, prod, žlindro, zaglinjen prod. Paziti moramo, da nov material ne spremeni kemičnih ali hidrostatičnih lastnosti. Očitna prednost namernega zasutja je, da preprečimo površinsko erozijo najdišča. Če nasutje preseže mejo zmrzovanja, preprečimo nadaljnje zmrzovanje in tajanje. Nova površina nudi razbremenitev zaradi absorbiranega kislega dežja in zaščito pred dežjem. S ponovno vegetacijo poskrbimo za utrditev površine, prav tako pa razširimo možnost uporabe nove površine. S primernim projektiranjem lahko najdišče in utrjeno nasutje uporabimo kot dodatni nosilni sloj za parkirišče. Tudi kmetovanje lahko dovolimo po zasutju, vendar moramo z rednim opazovanjem zagotoviti minimalno škodo. Možnosti za kasnejšo rabo se morajo upoštevati že pri načrtovanju zasutja. Pred zasutjem Thorne [3] predlaga, da razmislimo o več stvareh. Ena izmed njih je vzpostavitev sistema za označevanje, da bomo v prihodnosti lahko znova našli najdišče. To je še posebej pomembno, če so za najdišče v prihodnosti načrtovane nadaljnje znanstvene raziskave. Po končanem procesu moramo postaviti pogoje za opazovanje najdišča. V tem primeru to pomeni več kot samo mesečni inšpekcijski obiski. Najnižja stopnja opazovanja pomeni redno pregledovanje površine in zapisovanje teh spoznanj. Na naslednji stopnji se opazuje pogoje najdišča in z nekaj truda se odpravi morebitne težave. Najbolj zahtevno je določanje pogojev pod površino. Ker viri niso dostopni, je potrebno določiti način opazovanja že med projektiranjem. Obstajajo različni senzorji, ki merijo pritiske in premike v vodoravni in navpični smeri. Stabilizacija, varovanje in ohranjanje najdišč Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 7 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. postaja vse pomembnejše, zato je nujno, da so posamezni primeri prakse zapisani in dosegljivi. Moramo vedeti, kateri načini se uporabljajo in ali so uspešni ali ne. Bolje se je učiti iz napak, kot jih slepo ponavljati. Dokumentirani primeri zasutih najdišč lahko služijo kot tehnična in metodološka podpora, vendar mora biti vsako najdišče, ki bo namerno zasuto, obravnavano kot poseben primer. To je pomembno zaradi obsega individualnih spremenljivk posameznega najdišča. Vsako najdišče moramo presojati na podlagi njegovih lastnih notranjih in zunanjih sestavin, čeprav so nekatera najdišča v bližini. Stroški so drugačni za vsako najdišče in so odvisni od več faktorjev. Del stroškov je nespremenljiv. V to štejemo: plače profesionalnih strokovnjakov (za projektiranje in izvedbo) in delavcev, geološke in inženirske vzorce, stroške analiz (za osnovni in nasipni material), postavitev stalnih oznak, stroški za material (oznake, ločilni sloj in njegova namestitev, nasuti material in njegov transport), revegetacija. Potrebno je upoštevati stroške za opazovanje in zagotoviti sredstva za opazovanje v prihodnosti. Dokler ne bodo namerno zasuta najdišča izkopana in preiskana, se procedura šteje kot eksperimentalna. Osnovno pravilo po mnenju Kevina L. Jonesa [5] je, da nasutje ne sme biti debelo več kot 1 meter, oziroma mora biti take debeline, da prepreči motnje, ki bodo nastale v prihodnosti. To bo minimiziralo tveganje zaradi tlaka, hkrati pa bo nudilo dobro zaščito. Premisliti je potrebno tudi o debelini obstoječe vrhnje plasti zemljine, ki prekriva najdišče. Čeprav je del najdišča, jo lahko uporabimo kot zaščitni sloj za varovanje spodnjih plasti. Tanka plast (30 cm) dodane zemljine bo vključila zgornjo plast v zaščitni sloj. Če nasutja ne izvedemo pravilno, lahko izničimo njegov zaščitni učinek. Namesto mehanizacije na kolesih uporabimo stroje na gosenicah. Stroji naj delujejo na zasuti površini in tako hkrati konsolidirajo dodani sloj. Tovornjaki, ki prevažajo material, ga morajo razložiti pred najdiščem, od tam ga bodo prestavili z žerjavom. Preden se bo zakoreninilo spoznanje, da je varovanje najdišč primarna odgovornost, bodo prihodnje generacije raziskovalcev delale z okrnjenimi podatki. Na koncu pa moramo najti način, da zgodovino predstavimo vsem, ne samo strokovnjakom. Profesionalni arheologi, javni zgodovinarji in nadzorniki kulturnih virov predstavljajo majhen procent populacije, odgovorno bi bilo deliti znanje z vsemi, ki jih to zanima. 1.3 Zakonodaja v Sloveniji na področju varovanja kulturne dediščine Državna skrb za ohranjanje dediščine je regulirana z Zakonom o varstvu kulturne dediščine (ZVKD-1) [6], ki določa načine varstva kulturne dediščine in pristojnosti pri tem, z namenom omogočiti celostno 8 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. ohranjanje dediščine (1. člen). Varstvo dediščine je v javno korist. Javna korist varstva dediščine obsega: - identificiranje dediščine, njenih vrednot in vrednosti, njeno dokumentiranje, preučevanje in interpretiranje, - ohranitev dediščine in preprečevanje škodljivih vplivov nanjo, - omogočanje dostopa do dediščine ali do informacij o njej vsakomur, še posebej mladim, starejšim in invalidom, - predstavljanje dediščine javnosti in razvijanje zavesti o njenih vrednotah, - vključevanje vedenja o dediščini v vzgojo, izobraževanje in usposabljanje, - celostno ohranjanje dediščine, - spodbujanje kulturne raznolikosti s spoštovanjem različnosti dediščine in njenih interpretacij ter - sodelovanje javnosti v zadevah varstva. (2. člen) Celostno ohranjanje pomeni sklop ukrepov, s katerimi se zagotavljajo nadaljnji obstoj in obogatitev dediščine, njeno vzdrževanje, obnova, prenova, uporaba in oživljanje (3. člen). V zakonu je zapisano, da so posegi v dediščino tudi vsa dela, ki se štejejo za gradnjo v skladu s predpisi o graditvi objektov. Zakon pa nam nalaga, da moramo z dediščino ravnati tako, da se zagotavlja čim večja ohranitev njenih kulturnih vrednot za prihodnost (36. člen). Vendar pa ZVKD-1 eksplicitno ne določa, s katerimi ukrepi in kako naj zaščitimo dediščino. Slovenija je aprila 1999 sprejela zakon o ratifikaciji Evropske konvencije o varstvu arheološke dediščine (spremenjene) [7], ki je bila sklenjena januarja 1992. S tem se je zavezala, da bo na primeren način zagotovila pravni sistem za varstvo arheološke dediščine, ki med drugim ureja tudi ustanovitev arheoloških rezervatov, tudi če v njih ni vidnih sledov niti na površju zemlje niti pod vodo, zato da bi ohranili materialna pričevanja, ki jih bodo proučevali prihodnji rodovi in da bo arheološka dediščina zavarovana in vzdrževana, in to, če je le mogoče, tam, kjer je (in situ). Na podlagi zgoraj napisanega vidimo, da je prekrivanje primerna rešitev, ki omogoči celostno zaščito arheološkega najdišča in situ. 1.4 Namen in cilj Namen diplomske naloge je raziskati mehanske vplive, ki jih ima prekrivanje na arheološka najdišča. Opisala bom postopek in način izvedbe prekrivnega sloja in uporabljene materiale. Nato bom s programsko opremo Plaxis našteto modelirala in na podlagi rezultatov te analize bom lahko določila, Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 9 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. kako se deformirajo deli arheološke dediščine. To bo služilo kot merilo, ali je postopek primeren za ohranjanje. Posledice, ki jih ima tak način varovanja na samo dediščino, nam bodo torej znane in arheologi se bodo lahko odločili, ali je to primeren način varovanja določenega najdišča. Vsako arheološko najdišče je unikatno in se nahaja v razmerah, ki so značilne samo zanj. Zato bi morali vsako najdišče obravnavati kot samostojno enoto. Tako bi dobili rezultate, ki bi omogočili objektivno oceno tehnike zaščite. V diplomski nalogi bom analize najdišč omejila na dva osnovna primera temeljnih tal in preverila, kako se deformirajo različne arheološke najdbe, ki jih lahko pričakujemo. 10 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 2 ZAŠČITNI SLOJ ZA VAROVANJE ARHEOLOŠKIH NAJDB 2.1 Preiskovanje temeljnih tal, v katerih je najdišče Preden lahko ocenimo vpliv zaščitne plasti na arheološko najdišče, moramo poznati okoliščine, v katerih se le-to nahaja. Prvi korak pri zbiranju informacij je pregled objavljenih del. Tako včasih dobimo rezultate obsežnih del, ki so že bila izvedena na preiskovanem mestu in je potrebno pridobiti malo dodatnih informacij. Pogosto pa dobimo samo splošne informacije o lastnosti zemljin. Pri iskanju informacij si pomagamo z naslednjimi obstoječimi viri [8]: - geološkimi kartami, ki jih izdeluje Geološki zavod Slovenije. Geološka karta je grafični prikaz geološke zgradbe, starosti, litološke sestave in drugih pomembnih pojavov na topografski osnovi. Splošne geološke karte vsebujejo podatke o starosti in sestavi geoloških tvorb, specialne geološke karte prikazujejo teren za potrebe enega geološkega področja (specialke), npr. hidrogeološka, inženirsko geološka, geokemična, geotektonska,… Trenutno je na voljo Osnovna geološka karta Slovenije v merilu 1:100.000 [9]. Preučevanje lokalne geologije nas opozori, na morebitne probleme in nam pomaga pri interpretaciji podatkov, ki smo jih pridobili s površinskimi in podpovršinskimi preiskavami. - Pedološkimi kartami in pedološkimi profili, ki se uporabljajo za kmetijske namene [10], - poročili o geotehnični raziskavi tal projektov v bližini ali celo predhodnih projektov na isti lokaciji. Ta poročila so lahko zelo dragocena, saj vsebujejo informacije o vrtinah, preiskavah tal in druge pomembne podatke. - Podatki o podtalnici, ki jih lahko pridobimo iz zemljevidov in poročil. Iz njih lahko razberemo kritičen primer podtalnice, ki se lahko zgodi v življenjski dobi projekta . Poleg tega, da poznamo lastnosti zemljine in okoliščine, v katerih se nahaja najdišče, mora nekaj zahtev izpolnjevati tudi predviden zaščitni sloj, ki ga bomo izdelali: - nasip mora imeti zadostno nosilnost, da bo podpiral obtežbo kasnejše rabe tal, - nasip mora biti tako zgoščen, da ne bo prevelikih deformacij površine pod kasnejšo obtežbo, - obe zgornji zahtevi morata biti izpolnjeni tudi v primeru, ko je nasipni material moker. 2.2 Gradnja zaščitnega sloja Pred gradnjo zaščitnega sloja moramo ustrezno pripraviti temeljna tla, kjer bo zgrajen. Najprej moramo na zemljišču odstraniti vegetacijo, smeti, humus, ter morebitnih organske ali zelo razmočene plasti temeljnih tal. Pri tem moramo paziti, da ne odstranimo dela zemljine, v kateri so morebitne arheološke najdbe, ki jih hočemo zaščititi. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 11 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Na pripravljena tla nato pripeljemo nasipni material. Material položimo v horizontalnih plasteh, debelih približno 20 centimetrov. Pri vsaki plasti moramo preveriti vlažnost in zgoščenost, preden je položena nova plast. Zato lahko gradimo samo eno plast naenkrat. Da dosežemo največjo zgoščenost zemljine, mora biti primerne vlažnosti. Naravna vlažnost materiala ni nujno primerna za takojšnjo vgradnjo in jo moramo prilagoditi. Če je material presuh, ga moramo navlažiti in nato z mešanjem poskrbeti, da je enakomerno navlažen. V primeru, da je material preveč moker, ga razgrnemo čez večjo površino in sušimo na soncu. V naslednjem koraku nasipni material zgostimo in tako zmanjšamo njegov volumen. Na ta način povečamo suho prostorninsko težo in izboljšamo inženirske lastnosti nasipnega materiala. Ker so deli zemljine in voda nestisljivi in je izcejanje vode med stiskanjem onemogočeno, poteka zgoščevanje na račun zmanjševanja prostornine zraka. Tako ostane prostornina delov zemljine in vode nespremenjna. Slika 3: Prikaz zgoščevanja zemljine K zgoščevanju materiala prispeva že mehanizacija, ki jo uporabljamo med gradnjo. Vendar pa se samo na tako zgoščevanje ne moremo zanašati zaradi naslednjih razlogov: - gradbena mehanizacija je načrtovana tako, da je kontaktni pritisk med gosenicami ali kolesi stroja in zemljino čim manjši, tako da je omogočeno hitrejše premikanje po mehki podlagi, - navadno poteka premikanje strojev po ustaljenih poteh, zato so zgoščeni samo deli nasipa, ne pa celota. Zato moramo uporabljati posebno opremo, namenjeno kompaktiranju. Vsa oprema temelji na enem izmed naslednjih načinov: - kontaktni pritisk mehanizacije, ki povzroči zgoščevanje zemljine, - serija udarcev v zemljino, npr. spuščanje uteži, 12 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. - vibracije. Primeren izbor načina in opreme izberemo glede na tip nasipnega materiala, velikosti projekta, zahtev zgoščevanja,… Ko namestimo zadnjo plast, moramo z zapolnjevanjem in odvzemanjem materiala zagotoviti, da je dosežena načrtovana konfiguracija [8]. 2.3 Zgoščevanje zemljin Zgoščevanje nasipnega materiala je eden izmed najpomembnejših delov gradnje zaščitnega sloja. Na ta način izboljšamo naslednje lastnosti materiala: - povečanje strižne trdnosti, ki poveča nosilnost zaščitnega sloja, - zmanjšanje stisljivosti, kar zmanjša možnosti za velike posedke, - zmanjšanje količnika por, kar zmanjša količino vode, ki je lahko v zemljini in s tem ohrani želene trdnostne lastnosti, - povečanje odpornosti proti eroziji, kar ohrani površino v uporabnem stanju. Stopnja zgoščenosti je odvisna od: - tipa materiala, - metode kompaktiranja, - energije zgoščevanja, - vlažnosti materiala. Za določanje stopnje kompaktiranja uporabljamo suho prostorninsko težo, kjer pomeni višja vrednost boljšo kvaliteto. Eden izmed ključnih vidikov je vpliv vlažnosti na zgoščevanje. Za oceno tega vpliva izvedemo laboratorijski test, Proctorjev preizkus, pri katerem ob konstantni energiji zgoščevanja spremljamo odnos med suho prostorninsko težo in vlažnostjo. Rezultat tega testa je krivulja zgoščenosti, iz katere razberemo vlažnost w0, ki jo imenujemo optimalna, pri kateri ima zemljina največjo suho prostorninsko težo, γd,max. Z večanjem energije zgoščevanja je dosežena največja γd,max pri manjšem w0 [8]. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 13 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 4: Krivulja zgoščevanja Pri gradnji zaščitnega sloja, ki bo varoval arheološke najdbe, moramo upoštevati, da bo zgoščevanje zemljine vplivalo tudi na artefakte v temeljnih tleh. 2.4 Materiali za izgradnjo zaščitnega sloja Različne vrste zemljin se med seboj razlikujejo, kljub temu pa lahko zemljine, ki imajo podobne lastnosti, n.pr. granulometrični sestav, lezne meje, gostota, občutljivost, itd. razvrstimo v skupine z značilnimi lastnostmi, ne da bi s tem podali njihovo splošno kvalifikacijo. Obstoji cela vrsta klasifikacijskih sistemov. Danes se najbolj pogosto uporablja modificirana AC klasifikacija zemljin. Po modificirani AC klasifikaciji razvrščamo zemljine s podobnimi lastnostmi v tri glavne skupine zemljin: - debelozrnate (nekoherentne, sipke, nevezljive) - drobnozrnate (koherentne, vezljive) zemljine in - šote. Prva skupina se deli v dve podskupini: - v gramoze G in - peske S, druga pa v tri podskupine: - v melje M, - organske zemljine O in - gline C. Šot (Pt) ne delimo v podskupine. 14 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Po tej klasifikaciji se vsaka vrsta zemljine označuje z dvema simboloma - črkama. Prva črka označuje eno od šestih podskupin glavnih vrst zemljin, drugi simbol pa nadaljnjo delitev vsake od podskupin. Za razvrstitev zemljin v skupino debelozrnath zemljin je odločilna zrnavost oz. granulometrični sestav zemljine, razvrstitev zemljin v skupino drobnozrnatih zemljin pa narekuje plastičnost zemljine (meja židkosti wL in indeks plastičnosti Ip). Po modificirani AC klasifikaciji ločimo 15 vrst različnih zemljin: - debelozrnate zemljine ločimo v 8 različnih vrst: gramozi (G): GW, GP, GC, GM, peski (S): SW, SP, SC, SM, - koherentne zemljine pa v 6 različnih vrst: melji (M): ML in MH organske zemljine (O): OL in OH gline (C): CL in CH Drugi indeksi pri označbah debelozrnatih zemljinah imajo sledeč pomen: W ... dobro stopnjevana zrnavost, P ... slabo stopnjevana zrnavost, M ... gramoz (pesek) s preobilno količino melja (zameljen material), C ... gramoz (pesek) s preobilno količino gline (zaglinjen material). Drugi indeksi pri označbah drobnozrnatih zemljin imajo sledeč pomen: H ... zelo stisljiva zemljina, L ... malo stisljiva zemljina [11]. Za gradnjo zaščitnega sloja so nekateri materiali bolj primeri kot drugi [8]: - gramozi (GW, GP, GM, GC) so primeren material za gradnjo zaščitnega sloja, ker imajo visoko trdnost in so malo stisljivi. Trdnost ohranijo tudi, ko so mokri. GW in GP imajo visoko hidravlično prevodnost, ki omogoča hitro dreniranje. Pri kompaktiranju gramozov lahko dosežemo visoko vrednost suhe prostorninske teže pri širokem razponu vlažnosti. - Peski (SW, SP, SM, SC) so dobri materiali za gradnjo nasipa, ker imajo visoko trdnost in so malo stisljivi. SW in SP ohranijo vso trdnost tudi, ko so mokri, SM in SC pa je nekaj izgubijo. Če so peski preveč mokri ali preveč suhi, jih brez težav pripravimo za optimalno vlažnost. Kompaktiramo jih lahko pri širokem razponu vlažnosti. Vse peščene zemljine so izpostavljene površinski eroziji, zato jih moramo zaščititi, npr. z vegetacijo. Če je zmerna hidravlična prevodnost SM in SC sprejemljiva, so to idealni materiali za gradnjo nasipov. - Nizkoplastični melji in gline (ML in CL) so manj zaželeni kot SM ali SC, ker izgubijo več trdnosti, ko so mokri. Zahtevajo več nadzora nad vlažnostjo in jih težje posušimo, če je Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 15 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. njihova vlažnost prevelika. Nagnjeni so tudi k zmrzovanju. Kljub vsemu pa so lahko material za gradnjo nasipa. - Če zahtevamo nizko hidravlično prevodnost, so visokooplastični melji in gline (MH in CH) najbolj primerni materiali. Sicer pa je ravnanje z njimi zahtevno, težko jih kompaktiramo, posebno ko imajo previsoko vlažnost. Ko so mokri, nabreknejo, njihova trdnost pa se močno zmanjša. - Organske zemljine (OL in OH) so slaba izbira za nasipni material in so neprimerne za večino aplikacij. So slabo nosilne, stisljive in težko jih kompaktiramo. Nikoli jih ne namestimo na kritičnih mestih, najbolje je, da jih odstranimo. - Šota (Pt) je zelo slaba za vgradnjo. Ima majhno nosilnost, je stisljiva in neprimerna za podporo stavb in cest. Idealna pa je za krajinsko ureditev, ker je rodovitna. - Odpadni materiali (elektrofiltrski pepel s sloji grušča, steklo, na koščke narezane avtomobilske pnevmatike pomešane z zemljino, ...). Za stabilizacijo materialov se odločamo, ko [12]: - so razpoložljivi materiali prevlažni za vgradnjo (izboljšanje), - izkazujejo prenizke mehanske lastnosti (stabilizacija), - so neodporni na škodljive učinke vode (utrditev). Za izboljšanje zemljin za vgradnjo v nasipe uporabljamo apno, cement, elektrofiltrski pepel, žlindre in njihove kombinacije. Cement, elektrofiltrski pepel in žlindra kot anorganska veziva so primerna za vse grobo in srednjezrnate zemljine ter za nizko plastične drobnozrnate zemljine, ki se dajo predrobiti in homogeno premešati. Njihova uporaba je zlasti primerna za povečanje odpornosti zemljin na škodljive učinke vode (zunanja in notranja erozija, porušitev strukture ter utekočinjenje). Apno je primerno za drobnozrnate in srednjezrnate plastične zemljine, ki se dajo homogeno predrobiti in premešati. Uporaba apna je predvsem primerna za tovrstne zemljine, ki so prevlažne za neposredno vgradnjo v nasip. Uporablja se tudi pri visokoplastičnih zemljinah za znižanje plastičnosti in s tem zmanjša deformabilnost ter pospeši konsolidacija (značilni dodatki apna so 2 do 5% na suho težo zemljine). Elektrofiltrski pepel je primeren tudi za drobnozrnate zemljine s previsoko vlažnostjo. Posebej je uporaba elektrofiltrskega pepela priporočljiva v kombinaciji s cementom ali apnom, saj močno poveča učinke izboljšanja. Izbira materiala je zelo odvisna od masne bilance projekta, razpoložljivih stranskih odvzemov in drugih virov surovin, od geometrije nasipa ter od lastnosti temeljnih tal. 16 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 2.5 Ukrepi za zmanjšanje deformacij v temeljnih tleh 2.5.1 Nasipni materiali z majhno prostorninsko težo Zaščitni sloj, zgrajen iz običajnega materiala, ima veliko lastno težo. To pomeni dodatno obremenitev za arheološke najdbe in lahko povzroča dodatne probleme, kot na primer velike posedke v primeru mehkih tal. Da se izognemo tem težavam, lahko za gradnjo uporabimo posebne materiale z majhno prostorninsko težo. Na voljo je več različnih materialov, kot so cementni materiali s prostorninsko težo med 3,8 in 12,6 kN/m3, razrezane pnevmatike, pomešane z zemljino, ekspandirana glina, penjeno steklo in materiali, kot sta ekspandiran (EPS) in ekstrudiran polistiren (XPS). Njihova prostorninska teža je samo 0,2 kN/m3, pri tem pa imajo dovolj veliko trdnost, da prenašajo velike obtežbe, npr. obtežbe zaradi vozil [8]. V primerih, ki so analizirani v sledečih poglavjih, sem za lažji nasipni material izbrala ekspandirano glino s prostorninsko težo 5 kN/m3. Slika 5: Materiali z majhno prostorninsko težo (LWA) v nasipu 2.5.2 Uporaba geosintetikov Na svetovnem trgu lahko danes najdemo več kot 600 različnih vrst geosintetikov. Izdelani so iz različnih polimernih materialov, po različnih tehnoloških postopkih in imajo zelo različne mehanske in hidravlične lastnosti. Geosintetiki opravljajo šest oz. sedem glavnih funkcij: - ločevanje (separiranje), - filtriranje, - dreniranje, - zaščita in protierozijska zaščita, - ojačitev, - tesnjenje. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 17 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Načrtovanje lastnosti geosintetikov vedno določa njegova primarna vloga, čeprav geosintetik največkrat opravlja tudi več pomožnih vlog. Obremenitve, ki jim je geosintetik izpostavljen v času gradnje, so pogosto veliko večje od obremenitev, ki jim bo izpostavljen kasneje, v življenjski dobi objekta. Med vgradnjo poškodovan geosintetik ne more opravljati svoje vloge. Pri načrtovanju lastnosti geosintetikov je zato vselej potrebno upoštevati pogoje gradnje [13]. Primarna vloga geosintetika v obravnavnih primerih bo ločevanje in ojačevanje. Kadar načrtujemo rabo geosintetika za vgradnjo med glinasto zemljino v temeljnih tleh in peščenim nasipom, je primarna vloga geosintetika ločevanje dveh, po lastnostih povsem različnih geomaterialov: gline in peska. Govorimo o ločilnem in ne o filtrskem geosintetiku, kot se v vsakdanji praksi to pogosto opredeljuje. Vendar pa ima geosintetik tudi vlogo filtra, a je filtriranje v tem primeru šele drugotnega pomena (Slika 6). Na izbiro geosintetika za ločilne plasti, ki je običajno geotekstilija, odločilno vplivajo: - sestava in lastnosti podlage (temeljnih tal), predvsem nosilnost in deformabilnost, - lastnosti nasipnih materialov, velikost zrn, stopnja zaobljenosti zrn, - pogoji vgrajevanja, - prometna obremenitev. Slika 6: Ločilni geosintetik preprečuje mešanje dveh vrst materialov in na dolgi rok ohranja kakovost in debelino vgrajene plasti iz kamnitega materiala Na izbiro geosintetika za ločilne plasti pa na primer ne vpliva gramatura geosintetika. Za ločevanje se največ uporabljajo geotekstilije. Če bo primarna vloga geosintetika ojačitev, potem je konstrukcijsko načelo armiranja zemljin podobno kot pri armiranju betona: v zemljino, ki ima določeno tlačno in strižno trdnost a majhno ali nično natezno odpornost, vgradimo armaturni geosintetik, ki ima visoko natezno trdnost, tako da se napetosti iz osnovnega materiala s trenjem in adhezijo prenesejo na armaturo. Pogosto se uporabljajo 18 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. pri gradnji prometnic za ojačitev mehkih tal, za vgradnjo med nasute plasti iz kamenega agregata z namenom, da preprečimo razrivanje kamnitih zrn ali ustvarjanje prevelikih kolesnic na nevezanih plasteh, zelo obsežno je področje rabe geosintetikov pri armiranju nasipov in gradnji najrazličnejših podpornih konstrukcij. Za armiranje se uporabljajo predvsem geotekstilije in geomreže [13]. 2.6 Napetosti v temeljnih tleh zaradi zaščitnega sloja [14] Temeljna tla sestavljajo različne plasti zemljin in/ali kamnin. Posamezne plasti se med seboj razlikujejo po legi v polprostoru, po debelini in po mehanskih lastnostih (deformabilnost, prepustnost in trdnost). Predvsem za zemljine velja, da so to kompoziti, sestavljeni iz zrnja različnih velikosti in oblik, med zrnjem pa so praznine v celoti zapolnjene z vodo ali z zrakom ali pa deloma z zrakom in deloma z vodo. Vse mehanske lastnosti (deformabilnost, prepustnost in trdnost) so odvisne od gostote (poroznosti). Predpostavim majhne arheološke najdbe, zato njihova togost ne bo vplivala na togost temeljnih tal in se bodo najdbe deformirale tako, kot se bodo deformirala temeljna tla. Gradnja zaščitnega sloja bo povzročila spremembo napetostnega stanja v temeljnih tleh. Ker so deformacijski parametri (n.pr.: elastični modul E, Poissonovo število ν) odvisni od prvotnih in novih napetostnih stanj, moramo poznati prvotno napetostno stanje (običajno zaradi lastne teže tal), dodatne napetosti, ki jih povzročijo obtežbe temeljnih tal (obtežbe nasipa, gradbenih objektov) in nova napetostna stanja. Pri računu deformacij pa predpostavimo, da so se zaradi lastne teže temeljnih tal že izvršile in računamo samo deformacije zaradi obtežbe. Običajno zgodovino napetostnih sprememb simbolično označimo z indeksom (grške črke): - prvotno napetostno stanje tako označimo s: σ ij, α, - dodatne napetosti označimo s: Δσ ij, - novo napetostno stanje pa označimo s: σ ij, β. Novo napetostno stanje v temeljnih tleh (zaradi gradbenega posega) dobimo tako, da k prvotnim napetostim (običajno zaradi lastne teže tal) prištejemo dodatne napetosti (zaradi obtežbe temeljnih tal). Mehanske lastnosti zemljin določamo eksperimentalno s terenskimi ali laboratorijskimi preizkusi. Pogostokrat so mehanske lastnosti (deformabilnost, prepustnost in trdnost) podane v odvisnosti od prvotnih in novih napetostnih stanj. Napetosti v polprostoru zaradi lastne teže tal: Totalne verikalne napetosti: z 2 (1)  ( z )   ( z )   ( z d ) z zz 2 zz 1  z 1 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 19 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Porni tlaki: z 2 u( z )  u( z )   dz 2 1 w  (2) z 1 Efektivne napeosti: z 2 (3)   ( z )   ( z )  u( z )    ( z )  (  ( z)   d ) z zz 2 zz 2 2 zz 1 w  z z 1          K (4) xx yy zz 0          0 xy yz zx (5) K  1  s i n  ,  , K0 = ocena meritev (6) 0 K  0 1   Totalne napetosti:  ( z )    ( z )  u( z ) (7) xx 2 xx 2 2  ( z )    ( z )  u( z ) (8) yy 2 yy 2 2 (9)       0 xy yz zx Napetostno stanje v polprostoru zaradi lastne teže tal je osno-simetrično. Vertikalne napetosti se po posameznemu sloju zemljine, ki sestavlja temeljna tla, spreminjajo (večajo z globino) linearno. Diagram vertikalnih napetosti je z globino zvezen (na mejnicah posameznih slojev ni preskokov). Vodoravne napetosti se po posameznemu sloju zemljine, ki sestavlja temeljna tla, spreminjajo (večajo z globino) linearno. Diagram vodoravnih napetosti z globino ni zvezen (na mejnicah posameznih slojev so preskoki zaradi različnega količnika mirnega zemeljskega pritiska K0). Strižne napetosti so nične zaradi osne simetrije. Slika 7: Primer diagrama totalnih in efektivnih vertikalnih napetosti v temeljnih tleh zaradi lastne teže tal 20 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 8: Primer diagrama efektivnih vertikalnih in vodoravnih napetosti v temeljnih tleh zaradi lastne teže tal Zaščitni sloj je brezkrajna pasovna (trakasta) obtežba na površju temeljnih tal, ki povzroča dodatne napetosti. Slika 9: Obremenitev temeljnih tal s pasovno obtežbo (10) q  q  dx x 2 2 q  dx      xx  2 sin cos (11)   R x  1 x R  R ( x , )   ( x) (12) Do končnega rezultata pridemo lažje, če izvedemo integracijo po spremenljivki ψ. z   d (13) x  z  tan   dx  2 cos  z z cos    R  (14) R cos  Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 21 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer.  z  d  2 q  2    2  2 cos   2 q 2 2 (15)    xx  sin  cos    sin d  z      1       1  cos    2  2 1 1 1 1 1 1 2     (16) sin   d    sin 2         sin 2     sin 2  2 2 1 1  2 4 2 4 2 4    1     1   x x 1 tan   2 tan   1 , 2 (17) z z Uvedemo substituciji: 2      , 2      (18) 2 1 2 1 1  1 1         2 1  sin 2  sin 2  2 1    2 sin  2 cos  2  (19) 2 4 2 q    xx   2  sin  2  cos  2   (20) Celoten napetostni tenzor: q (21)    xx   2  sin  2  cos  2   2 q      2 (22) yy  q (23)    zz   2  sin  2  cos  2      0 xy (24)    0 yz (25) q    sin  2 sin  2 xz (26)  Geometrijske količine: 2      2 1 , 2      2 1 (27) x x (28) 1 tan   2 tan   1 2 z z Brezkrajna linijska obtežba povzroči v polprstoru ravninsko deformacijsko stanje:            yy  xx zz  yy 0 , (29) 22 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. V ravnini (x,z) so vse dodatne napetost neodvisne od kvalitete zemljine. Vsi diagrami dodatnih napetosti, ki jih povzroči brezkrajna linijska obtežba, so z globino zvezni (ni preskokov na mejnicah slojev različnih zemljin). Prirastki glavnih napetosti za brezkrajno pasovno obtežbo (ravninsko deformacijsko stanje): q (30)     1   2 sin  2   q     2   2 sin  2  (31)  2 q         2 3 yy (32)  Smer prirastka večje glavne napetosti oklepa kot ψ z navpično osjo (poteka po simetrali kota med tvorilkama, ki povezujeta točko v polprostoru s krajiščema pasovne obtežbe na površju temeljnih tal). Smer prirastka druge glavne napetosti je pravokotna na smer prirastka prve glavne napetosti, smer prirastka tretje glavne napetosti pa ima smer osi y. Smeri prirastkov glavnih napetosti v ravnini x, z ponazarjajo tangente na hiperbole (σ1) in tangente na elipse (σ2), katerih žarišči sta krajišči pasovne obtežbe na površju tal. Slika 10: Smeri dodatnih glavnih napetosti v temeljnih tleh zaradi pasovne obremenitve Nova napetostna stanja, ki jih v temeljnih tleh povzročijo različne obtežbe temeljnih tal (gradbeni objekti), moramo poznati tudi zato, da lahko presodimo, ali so nova napetostna stanja v temeljnih tleh manjša od mejnih napetostnih stanj. Mejna napetostna stanja so takšna, pri katerih bi prišlo v temeljnih tleh do naraščanja deformacij (premikov) proti brezkrajnim vrednostim do porušitve tal in gradbenega objekta. Deformacije temeljnih tal (zemljine) se zaradi spremembe napetostnih stanj izvršijo na račun zmanjševanja praznin med zrnjem. Običajno se deformacije tal, čeprav jih obremenimo hipno, ne Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 23 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. izvršijo takoj. Zato da se iz praznin med zrnjem iztisne ustrezna prostornina zraka na površje temeljnih tal ali da se iz praznin med zrnjem izcedi ustrezna prostornina vode na površje tal, je potreben ustrezen čas. Pravimo, da se temeljna tla (zemljina) pod obtežbo konsolidirajo (gostijo). V procesu konsolidacije se spreminja razmerje med medzrnskimi tlaki (efektivne napetosti) in med tlakom v prazninah (pornimi tlaki) temeljnih tal (zemljine). Vsaka obtežba temeljnih tal spremeni napetostna stanja v temeljnih tleh (zemljini). Dodatne napetosti, ki jih povzročijo v temeljnih tleh obtežbe na površju tal in ki smo jih izračunali iz ravnovesnih enačb, imenujemo totalne dodatne napetosti. Za zemljine lahko zapišemo naslednje zveze med totalnimi in efektivnimi napetostmi in pornimi tlaki: (33)        u ij ij ij (34)        u ij ij ij ali (35)           u ij ij ij (36)           u ij ij ij Napetosti, ki so dodatno označene s črtico, so efektivne napetosti, druge napetosti (brez črtice) so totalne napetosti. Kroneckerjev simbol δ ij ima vrednost 1, če sta indeksa i in j enaka (normalne napetosti) in 0 če sta indeksa i in j različna (strižne napetosti). Porni tlak (označili smo ga s črko u) je hidrostatska napetost (normalna in enako velika v vseh smereh). Totalne napetosti se s časom ne spreminjajo, pač pa se s časom spreminja razmerje med efektivnimi napetostmi in pornimi tlaki. Ker se zrak in voda iz zemljine iztiskata, se porni tlak zato zmanjšuje, zrnje prehaja v gostejšo lego, na ta račun pa se medzrnski tlaki (efektivne napetosti) povečujejo. Če želimo iz znane vsote dveh količin (totalne napetosti) izraziti eno količino (n. pr. efektivne napetosti), moramo poznati bodisi drugo količino (n. pr. porni tlak) ali pa razmerje med obema količinama. Pri zemljinah lahko pri znani spremembi totalnih napetosti izračunamo v vsakem času spremembo pornih tlakov, torej bomo efektivne napetosti izračunali kot razliko totalnih napetosti in pornih tlakov. 24 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 3 RAČUNSKI MODELI 3.1 Programska oprema Plaxis Vsi izračuni so bili narejeni s programskim orodjem Plaxis 2D 2010, ki je izdelek podjetja Plaxis iz Nizozemske. Plaxis 2D je dvodimenzionalen program, ki temelji na metodi končnih elementov. Uporabljamo ga za izračun deformacij in stabilnosti pri različnih geotehničnih problemih. Program uporablja grafični vmesnik, ki uporabniku omogoča enostavno definiranje geometrije, pripisovanja materialnih karakteristik in generiranje mreže končnih elementov. Mehansko obnašanje zemljin lahko opišemo z različnimi stopnjami natančnosti. Plaxis za to ponuja več različnih modelov. Najenostavnejši je linearen izotropen elastičen način. Ta model ni najbolj primeren, saj je dejansko obnašanje zemljine nelinearno in neelastično. Pri tem modelu napetosti niso omejene, zato ima zemljina neskončno trdnost. Bolj natančen je Mohr-Coulombov model, ki zajema linearno elastično popolno plastično obnašanje, vendar pa ne upošteva, da je togost odvisna od napetosti in anizotropije. Pri modelu utrjevanja zemljine (Hardening soil model) so te značilnosti upoštevane. To je napreden model, ki za opis togosti zemljine uporablja tri različne togosti: triosno togost, E50, triosno razbremenilno togost, Eur in edometerski modul, Eoed. V odsotnosti merjenih vrednosti lahko za različne zemljine upoštevamo naslednje zveze: Eur ≈ 3E50, Eoed ≈ E50, za zelo mehke in toge zemljine pa lahko sami podamo razmerje Eoed / E50. Še nekoliko modificiran in dopolnjen model predstavlja model utrjevanja zemljine z upoštevanjem malih deformacij (HS small). Ta model upošteva povečano togost pri majhnih deformacijah. V večini tal se nepovratne (plastične) deformacije pojavijo pri specifičnih deformacijah, ki so manjše od 0,001% tako, da se izrazito nelinearno napetostno deformacijsko obnašanje nadaljuje pri vseh večjih deformacijah, kot je shematsko prikazano na sliki 11. Ključni parameter te karakteristične togostno-deformacijske krivulje za katerakoli tla je togostni modul G0 pri zelo majhnih specifičnih deformacijah [15]. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 25 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 11: Obnašanje tal pri majhnih deformacijah [15] Pri modelu HS small je ta značilnost opisana s parametroma G 0 in γ0,7. G0 je strižni modul pri zelo majhnih specifičnih deformacijah, γ0,7 je stopnja deformacije, pri kateri se strižni modul G zmanjša na 70 % začetnega strižnega modula G0 [16]. 3.2 Obtežbe in materialne karakteristike zemljin Arheološke najdbe želim varovati pred različnimi obtežbami. V diplomski nalogi bom prikazala varovanje najdb pred obtežbo težkega tovornjaka. Vendar pa bo obtežbo povzročala tudi lastna teža zaščitnega sloja in mehanizacija, ki jo bomo uporabljali med gradnjo. Prvi korak pri preučevanju vpliva nasutja na arheološke najdbe je, da najdemo optimalno višino zaščitne plasti. S preverjanjem različnih višin nasipa bom določila višino, pri kateri so deformacije v temeljnih tleh po izgradnji nasipa zaradi delovanja obtežbe (vozila, druga morebitna raba) in lastne teže nasipa manjše, kot če deluje obtežba neposredno na temeljna tla. Poleg višine nasutja je pomemben tudi potek gradnje nasipa. Nasip gradimo v plasteh višine 20 cm. Vsako plast izvedemo v treh horizontalnih korakih, kot je prikazano na sliki 12. Preverjanje vpliva gradnje je smiselno pri gradnji nasipa višine 20 cm in 40 cm, kasneje pa spodnje plasti že zgrajenega nasipa preprečijo vpliv gradnje višjega nasipa na temeljna tla. 26 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 12: Potek gradnje nasipa v treh horizontalnih korakih in delovanje obtežbe minihidravličnega bagra in tovornjaka Arheološke najdbe so po velikosti majhne in njihova togost ne bo bistveno vplivala na potek deformacij v zemljini, zato jih bom v računskem modelu zanemarila. Predpostavila bom, da deformacije najdb sledijo deformacijam temeljnih tal. Opazovala bom zgornji meter tal, kjer bi lahko bile najdbe. Predpostavila bom, da je celotna debelina temeljnih tal 6 metrov. Pri računih bom upoštevala, da med gradnjo povzroča obtežbo minihidravlični bager, s katerim gradimo nasip, po gradnji pa je na nasipu tovornjak. Obtežbo obeh bom definirala kot linijsko obtežbo, ki je tako široka, kot so široke gosenice bagra oziroma kolesa tovornjaka. Linijska obtežba deluje na znani osni razdalji med gosenicami oziroma kolesi. Določitev obtežbe minihidravličnega bagra (CAT 301.6C), podatke sem poiskala na spletu [17]: Slika 13: Minihidravlični bager CAT 301.6C [17] Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 27 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. masa bagra: m = 1720 kg teža bagra: W = 17200 N = 17,2 kN površina ene gosenice: širina š = 0,23 m, dolžina d = 1,57 5m 2 (37) A  š  d  , 0 23 m  575 , 1 m  0 36225 , m obtežba na eno gosenico: (38) W 17,2 kN kN g    , 23 74 2 2 2 A 2  , 3 6225 m m razdalja med osema gosenic je e = 0,75 m. Določitev obtežbe tovornjaka JCB 714, pred katerim varujemo najdbe, podatke sem poiskala na spletu [18]: Slika 14: Tovornjak JCB 714 [18] masa tovornjaka: m = 23140 kg teža tovornjaka: W = 231400 N = 231,4 kN površina tovornjaka: širina š = 2,5 m, dolžina d = 6,78 m 2 A  š  d  , 6 78 m  5 , 2 m  16 9 , 5 m (37) osna razdalja med kolesi: e = 1,955 m ploskovna obtežba: W 231,4 kN kN (38) g    13,65 2 2 A 16,95 m m pretvorba ploskovne obtežbe v linijsko (obtežba, ki deluje na eno os tovornjaka): kN 1 , 3 65  5 , 2 m 2  _ _ _ 34 1 , 3 linijska na eno g š kN kN m (39) g os     17 0 , 7 2 2 2 m m pretvorba linijske obtežbe na ploskovno obtežbo koles tovornjaka: kN linijska _ na _ eno _ os 17 ,07 ploskovna obtežba koles g kN _ _ m g    3 , 1 32 (40) 2 s 0,545 m m 28 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. kjer je s širina kolesa: s  š  e  m 5 , 2  9 , 1 5 m 5  5 , 0 4 m 5 (41) Postavitev obtežbe minihidravličnega bagra med gradnjo in obtežbe tovornjaka na nasipu: Slika 15: Obtežba minihidravličnega bagra med gradnjo 20 cm nasipa [cm] Slika 16: Obtežba tovornjaka na zgrajenem 20 cm nasipu [cm] V obravnavanih primerih so temeljna tla v prvem primeru homogen glinen sloj, ki je definiran v preglednici 3, v drugem primeru pa peščen sloj, katerega lastnosti so predstavljene v preglednici 4. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 29 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 2: Materialne karakteristike glinenih temeljnih tal Materialni model HS small Natezna trdnost kN/m2 0 γunsat kN/m3 18 Kriterij porušitve Mohr-Coulomb γsat kN/m3 19 K0 nastavitve Togost K0,x 0,5933 E50ref kN/m2 6250 Prekonsolidacija Eoed,ref kN/m2 5000 OCR 1 Eur,ref kN/m2 15000 POP kN/m2 0 power (m) 1 Zemljina νur 0 Tip Grob pref kN/m2 100 < 2 μm % 10 Trdnost 2 μm - 50 μm % 13 cref kN/m2 5 50 μm - 2 mm % 77 φ ° 24 Parametri ψ ° 0 kx m/dan 0 Majhne deformacije ky m/dan 0 γ0.7 0,00040 einit 1 G0,ref kN/m2 60000 Preglednica 3: Materialne karakteristike peščenih temeljnih tal Materialni model HS small Natezna trdnost kN/m2 0 γunsat kN/m3 17 Kriterij porušitve Mohr-Coulomb γsat kN/m3 20 K0 nastavitve Togost K0,x 0,4701 E50ref kN/m2 21880 Prekonsolidacija Eoed,ref kN/m2 17500 OCR 1 Eur,ref kN/m2 52500 POP kN/m2 0 power (m) 1 Zemljina νur 0 Tip Grob pref kN/m2 100 < 2 μm % 10 Trdnost 2 μm - 50 μm % 13 cref kN/m2 1 50 μm - 2 mm % 77 φ ° 32 Parametri ψ ° 1 kx m/dan 0 Majhne deformacije ky m/dan 0 γ0.7 0,00010 einit 1 G0,ref kN/m2 120000 V preglednicah 4,5, 6, so podane materialne karakteristike materiala, ki ga bom uporabila za gradnjo nasipa. Kot sem zapisala v poglavju 2.5.1, pa lahko deformacije v temeljnih tleh pod nasipom zmanjšamo z uporabo materiala z majhno prostorninsko težo, kot je na primer ekspandirana glina. Lastnosti ekspandirane gline so podane v preglednicah 7, 8, 9. Arheološke najdbe moramo varovati tudi med gradnjo, zato sta prvi dve plasti nasipa manj zgoščeni in posledično imata manjšo togost. Pri 30 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. višjem nasipu so temeljna tla že zaščitena, zato lahko zaščitni sloj optimalno zgostimo in tako dosežemo večjo togost materiala. V obeh primerih temeljnih tal bom preverjala deformacije pod nasipom iz običajnega materiala in deformacije pod nasipom iz materiala z majhno prostorninsko težo. Preglednica 4: Materialne karakteristike prve plasti nasipa Materialni model HS small Natezna trdnost kN/m2 0 γunsat kN/m3 18 Kriterij porušitve Mohr-Coulomb γsat kN/m3 19 K0 nastavitve Togost K0,x 0,4122 E50ref kN/m2 31250 Prekonsolidacija Eoed,ref kN/m2 25000 OCR 1 Eur,ref kN/m2 75000 POP kN/m2 0 power (m) 1 Zemljina νur 0 Tip Grob pref kN/m2 5 < 2 μm % 10 Trdnost 2 μm - 50 μm % 13 cref kN/m2 10 50 μm - 2 mm % 77 φ ° 36 Parametri ψ ° 1 kx m/dan 0 Majhne deformacije ky m/dan 0 γ0.7 0,00015 einit 1 G0,ref kN/m2 150000 Preglednica 5: Materialne karakteristike druge plasti nasipa Materialni model HS small Natezna trdnost kN/m2 0 γunsat kN/m3 18 Kriterij porušitve Mohr-Coulomb γsat kN/m3 19 K0 nastavitve Togost K0,x 0,4122 E50ref kN/m2 37500 Prekonsolidacija Eoed,ref kN/m2 30000 OCR 1 Eur,ref kN/m2 90000 POP kN/m2 0 power (m) 1 Zemljina νur 0 Tip Grob pref kN/m2 5 < 2 μm % 10 Trdnost 2 μm - 50 μm % 13 cref kN/m2 10 50 μm - 2 mm % 77 φ ° 36 Parametri ψ ° 1 kx m/dan 0 Majhne deformacije ky m/dan 0 γ0.7 0,00015 einit 1 G0,ref kN/m2 150000 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 31 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 6: Materialne karakteristike nasipa Materialni model HS small Natezna trdnost kN/m2 0 γunsat kN/m3 18 Kriterij porušitve Mohr-Coulomb γsat kN/m3 19 K0 nastavitve Togost K0,x 0,4122 E50ref kN/m2 43750 Prekonsolidacija Eoed,ref kN/m2 35000 OCR 1 Eur,ref kN/m2 105000 POP kN/m2 0 power (m) 1 Zemljina νur 0 Tip Grob pref kN/m2 5 < 2 μm % 10 Trdnost 2 μm - 50 μm % 13 cref kN/m2 10 50 μm - 2 mm % 77 φ ° 36 Parametri ψ ° 1 kx m/dan 0 Majhne deformacije ky m/dan 0 γ0.7 0,00015 einit 1 G0,ref kN/m2 150000 Preglednica 7: Materialne karakteristike prve plasti ekspandirane gline Materialni model HS small Natezna trdnost kN/m2 0 γunsat kN/m3 5 Kriterij porušitve Mohr-Coulomb γsat kN/m3 5 K0 nastavitve Togost K0,x 0,3572 E50ref kN/m2 31250 Prekonsolidacija Eoed,ref kN/m2 25000 OCR 1 Eur,ref kN/m2 75000 POP kN/m2 0 power (m) 1 Zemljina νur 0 Tip Grob pref kN/m2 5 < 2 μm % 10 Trdnost 2 μm - 50 μm % 13 cref kN/m2 10 50 μm - 2 mm % 77 φ ° 40 Parametri ψ ° 1 kx m/dan 0 Majhne deformacije ky m/dan 0 γ0.7 0,00015 einit 1 G0,ref kN/m2 150000 32 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 8: Materialne karakteristike druge plasti ekspandirane gline Materialni model HS small Natezna trdnost kN/m2 0 γunsat kN/m3 5 Kriterij porušitve Mohr-Coulomb γsat kN/m3 5 K0 nastavitve Togost K0,x 0,3572 E50ref kN/m2 37500 Prekonsolidacija Eoed,ref kN/m2 30000 OCR 1 Eur,ref kN/m2 90000 POP kN/m2 0 power (m) 1 Zemljina νur 0 Tip Grob pref kN/m2 5 < 2 μm % 10 Trdnost 2 μm - 50 μm % 13 cref kN/m2 10 50 μm - 2 mm % 77 φ ° 40 Parametri ψ ° 1 kx m/dan 0 Majhne deformacije ky m/dan 0 γ0.7 0,00015 einit 1 G0,ref kN/m2 150000 Preglednica 9: Materialne karakteristike ekspandirane gline Materialni model HS small Natezna trdnost kN/m2 0 γunsat kN/m3 5 Kriterij porušitve Mohr-Coulomb γsat kN/m3 5 K0 nastavitve Togost K0,x 0,3572 E50ref kN/m2 43750 Prekonsolidacija Eoed,ref kN/m2 35000 OCR 1 Eur,ref kN/m2 105000 POP kN/m2 0 power (m) 1 Zemljina νur 0 Tip Grob pref kN/m2 5 < 2 μm % 10 Trdnost 2 μm - 50 μm % 13 cref kN/m2 10 50 μm - 2 mm % 77 φ ° 40 Parametri ψ ° 1 kx m/dan 0 Majhne deformacije ky m/dan 0 γ0.7 0,00015 einit 1 G0,ref kN/m2 150000 3.3 Izbira materialnega modela Že na začetku poglavja sem na kratko predstavila več materialnih modelov, s katerimi lahko računamo. Za našo analizo bosta najbolj primerna modela HS oziroma HS small. Preveriti moram, Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 33 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. kakšna je razlika izračunanih deformacij, če uporabim ta modela. Rezultati primerjave so prikazani v preglednici 10 in 11. Preglednica 10: Uporaba HS in HS small modela pri glinenih temeljnih tleh brez nasipa εV,max εV,min γmax γmin εxx,max εxx,min εyy,max εyy,min HS 1,06% -2,01% 6,91% -6,91% 1,86% -1,36% 0,80% -3,46% HS small 0,58% -0,32% 1,71% -1,71% 0,36% -0,35% 0,33% -0,65% Preglednica 11: Uporaba HS in HS small modela pri peščenih temeljnih tleh brez nasipa εV,max εV,min γmax γmin εxx,max εxx,min εyy,max εyy,min HS 0,29% -0,57% 2,75% -2,75% 0,58% -0,53% 0,38% -1,00% HS small 0,27% -0,42% 4,51% -4,52% 0,60% -0,87% 1,00% -0,99% Odstopanja med deformacijami, izračunanimi z različnima modeloma, so velike. Ker me bodo pri diplomski nalogi zanimale majhne deformacije (velikim se moramo izogniti, da ne pride do uničujočih poškodb artefaktov), bom za uporabo izbrala HS small model. Preverjala bom volumske, vertikalne, horizontalne in strižne deformacije v različnih vrstah temeljnih tal in pri različnih nasipnih materialih. Najprej bom preverila, kakšne deformacije povzroči obtežba tovornjaka, ki deluje neposredno na temeljnih tleh, brez zaščitnega sloja. To nam bo služilo za primerjavo, ali se deformacije zmanjšajo zaradi vmesnega sloja ali se povečajo zaradi dodatne obtežbe samega sloja. Nato bom ugotavljala, kakšen je vpliv zaščitnega sloja. 34 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 4 DEFORMACIJE V TEMELJNIH TLEH Najprej bom prikazala deformacije, ki nastanejo v glinenih temeljnih tleh zaradi nasipa iz običajnega materiala in zaradi materiala z majhno prostorninsko težo. Potem bom na enak način prikazala deformacije, ki nastanejo v peščenih temeljnih tleh. Največje deformacije nastanejo pod gosenicami minihidravličnega bagra oz. pod kolesi tovornjaka in na stiku brežine nasipa, ki nastane med njegovo gradnjo, in temeljnih tal. Zato bom v teh področjih preverila potek deformacij v prerezu zgornjega metra temeljnih tal. Največje vrednosti deformacij bom zapisala v preglednice. Zanimale nas bodo deformacije, ki nastanejo v temeljnih tleh, to so tla pod zaščitnim nasipom. Obravnavala sem zgornji meter temeljnih tal, saj tam pričakujemo najdbe. Volumske deformacije so povsod tlačne, natezne so samo v zgornjih centimetrih tal neposredno ob obtežbi, zato jih ne bom prikazala v prečnem prerezu. Tlačne in pozitivne strižne deformacije naj bi bile po velikosti enake, zaradi kotnega zasuka pa bi se razlikovale samo v predznaku. Ker je v naši analizi nekaj asimetrije (med gradnjo nasipa) in zaradi mreže končnih elementov, deformacije niso čisto simetrične. Za njihovo vrednost sem zato upoštevala največjo absolutno vrednost med nastalimi tlačnimi in nateznimi strižnimi deformacijami. Natezne vertikalne deformacije so v primerjavi s tlačnimi tako majhne, da ne povzročajo škode na arheoloških najdbah. 4.1 Deformacije v glinenih temeljnih tleh Na spodnjih slikah vidimo razporeditev deformacij, pomikov, napetosti, ki nastanejo zaradi tovornjaka na nasipu. Razporeditev je podobna ne glede na višino nasipa, spreminjajo pa se velikosti količin. Zato nam slike od 17 do 24 služijo, da si predstavljamo nastalo stanje pod nasipom zaradi obtežbe tovornjaka. Označeni so tudi prerezi A-A, kjer so deformacije največje in v katerih sem odčitavala deformacije, ki sem jih v nadaljevanju obravnavala. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 35 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 17: Volumske deformacije zaradi tovornjaka na nasipu in označen prerez A-A Slika 18: Strižne deformacije zaradi tovornjaka na nasipu in označen prerez A-A 36 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 19: Horizontalne deformacije zaradi tovornjaka na nasipu in označen prerez A Slika 20: Vertikalne deformacije zaradi tovornjaka na nasipu in označen prerez A-A Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 37 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Na vzorčnem primeru bom prikazala še pomike in napetosti, ki nastanejo v obravnavanih temeljnih tleh. Tudi za te količine velja, da je potek pod različno visokimi nasipi podoben, spreminja pa se velikost. Slika 21: Pomiki zaradi tovornjaka na najvišjem nasipu Slika 22: Horizontalne napetosti zaradi tovornjaka na nasipu 38 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 23: Vertikalne napetosti zaradi tovornjaka na nasipu Slika 24: Strižne napetosti zaradi tovornjaka na nasipu Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 39 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Podobno stanje in posledično tudi izbor prerezov, kjer sem odčitavala deformacije, nastane tudi v ostalih primerih. Zgornje slike tako služijo za prikaz stanja tudi v drugih obravnavanih primerih, to velja za razpored deformacij, ne pa tudi za njihovo velikost. 4.1.1 Uporaba običajnega nasipnega materiala Deformacije so izračunane v glinenih temeljnih tleh, ki so opisane v preglednica 2 in zaradi tovornjaka na nasipu iz običajnega nasipnega materiala (preglednice 4, 5, 6) 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo 40 l [m cm nasipa 5.6 ta tovornjak na 40 ih cm nasipu eljnm tovornjak na 60 tea cm nasipa in 5.4 blo tovornjak na 80 G cm nasipu tovornjak na 100 cm nasipu 5.2 tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 140 cm nasipu 5 -0.50% -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 25: Potek volumskih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 40 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 12: Volumske deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Volumske deformacije εV [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n k n k k k asip k asip k asip a [m asip asip asip asip asip asip ja n n n n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja ja in asip b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 IN A G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- -3,59 -4,48 -1,23 -2,12 -1.23 -1,94 -2.32 -3,37 -3,77 -4,82 -4,82 -1,23 5,81 5,80- -1,77 -2,20 -0,56 -1,21 -0.64 -1,29 -1.49 -1,73 -1,87 -2,66 -2,66 -0,56 5,61 5,60- -0,93 -1,21 -0,38 -0,86 -0,49 -0,98 -1,14 -1,33 -1,39 -1,79 -1,79 -0,38 5,41 5,40- -0,49 -0,71 -0,29 -0,66 -0,40 -0,79 -0,93 -1,08 -1,18 -1,47 -1,47 -0,29 5,21 5,20- -0,22 -0,47 -0,23 -0,54 -0,34 -0,66 -0,78 -0,91 -1,06 -1,33 -1,33 -0,22 5,00 MIN -3,59 -4,48 -1,23 -2,02 -1,23 -1,94 -2,32 -3,37 -3,77 -4,82 -4,82 MAX -0,22 -0,47 -0,23 -0,54 -0,34 -0,66 -0,78 -0,91 -1,06 -1,33 -0,22 Največje volumske deformacije po celotnem prerezu nastanejo zaradi tovornjaka na 140 cm nasipu, največjo vrednost, -4,8‰, dosežejo neposredno pod nasipom. Deformacije se večajo z višanjem nasipa, izjema so tiste, ki jih povzroča tovornjak na 20 cm nasipu. Te deformacije so v zgornjih 40 cm manjše samo od tistih zaradi tovornjaka na 140 cm nasipu. Deformacije, ki nastanejo, ko zaščitni sloj ni zgrajen, so v zgornjih 20 cm med večjimi nato pa se tako zmanjšajo, da so na globini enega metra najmanjše. Vse deformacije se z globino manjšajo. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 41 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo [m 40 cm nasipa l 5.6 ta tovornjak na ihn 40 cm nasipu elj tovornjak na tem 60 cm nasipu ain 5.4 b tovornjak na lo 80 cm nasipu G tovornjak na 100 cm nasipu 5.2 tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 140 cm nasipu 5 0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00% 1.25% 1.50% 1.75% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 26: Potek strižnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal Preglednica 13: Strižne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Strižne deformacije γxy [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n n asip asip asip asip asip k asip asip k asip k asip k k a [m n n n asip ja n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja jak in b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 A IN G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- 17,28 7,22 6,03 5,57 5,12 4,79 5,38 4,32 3,37 3,09 17,28 3,09 5,81 5,80- 4,02 2,04 0,53 0,53 0,54 0,46 0,50 0,50 0,43 0,54 4,02 0,43 5,61 5,60- 1,58 0,91 0,38 0,32 0,37 0,34 0,34 0,32 0,37 0,46 1,58 0,32 5,41 5,40- 0,77 0,52 0,29 0,27 0,29 0,29 0,30 0,30 0,31 0,38 0,77 0,27 5,21 5,20- 0,37 0,32 0,23 0,24 0,24 0,26 0,27 0,27 0,27 0,32 0,37 0,23 5,00 MAX 17,28 7,22 6,03 5,57 5,12 4,79 5,38 4,32 3,37 3,09 17,28 MIN 0,37 0,32 0,23 0,24 0,24 0,26 0,27 0,27 0,27 0,32 0,23 42 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Največja strižna deformacija nastane zaradi obtežbe tovornjaka neposredno na temeljnih tleh in je velika 17,3‰. Tudi v večjih globinah povzroča največje deformacije. Deformacije, ki nastanejo, ko zaščitni sloj ni zgrajen, so precej večje od ostalih. Pod 20 cm nasipom se deformacije v zgornjih 40 cm skoraj razpolovijo, deformacije zaradi tovornjaka na ostalih nasipih so precej manjše in so med seboj podobno velike. Deformacije se v prvih 20 cm pod nasipi višjimi od 20 cm zmanjšajo za desetkrat. Tovornjak na 140 cm nasipu povzroča najmanjše deformacije. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo l [m 40 cm nasipa 5.6 taih tovornjak na 40 cm nasipu eljnm tovornjak na tea 60 cm nasipu in 5.4 blo tovornjak na G 80 cm nasipu tovornjak na 100 cm nasipu 5.2 tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 5 140 cm nasipu 0.00% 0.05% 0.10% 0.15% 0.20% 0.25% 0.30% 0.35% 0.40% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 27: Potek nateznih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 43 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 14: Nateznih horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Natezne horizontalne deformacije εxx [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n k n k k k asip k asip k asip a [m asip asip asip asip asip asip ja n n n n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja ja in asip b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 A IN G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- 3,94 1,86 0,60 0,76 0,36 0,65 0,59 0,54 0,45 0,43 3,94 0,36 5,81 5,80- 0,76 0,74 0,17 0,41 0,13 0,30 0,28 0,27 0,25 0,26 0,76 0,13 5,61 5,60- 0,49 0,56 0,10 0,27 0,09 0,21 0,21 0,21 0,22 0,23 0,56 0,09 5,41 5,40- 0,45 0,41 0,08 0,19 0,08 0,15 0,16 0,16 0,14 0,13 0,45 0,08 5,21 5,20- 0,23 0,28 0,07 0,14 0,07 0,12 0,13 0,13 0,11 0,10 0,28 0,07 5,00 MAX 3,94 1,86 0,60 0,76 0,36 0,65 0,59 0,54 0,45 0,43 3,94 MIN 0,23 0,28 0,07 0,14 0,07 0,12 0,13 0,13 0,11 0,10 0,07 Največja natezna horizontalna deformacija (3,9‰) nastane tik pod površino, ko nasip še ni zgrajen. Deformacije, ki nastanejo tik pod površino, so pri katerikoli višini nasipa največje in se zmanjšujejo z višanjem nasipa. Najmanjše deformacije nastanejo pod 140 cm nasipom. 44 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] [m med gradnjo l 5.6 40 cm nasipa taihn tovornjak na elj 40 cm nasipu tema tovornjak na in 5.4 b 60 cm nasipa loG tovornjak na 80 cm nasipa 5.2 tovornjak na 100 cm nasipa tovornjak na 120 cm 5 nasipa -0.45% -0.35% -0.25% -0.15% -0.05% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 28: Potek tlačnih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal Preglednica 15: Tlačne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Tlačne horizontalne deformacije εxx [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n k n k k k asip k asip k asip a [m asip asip asip asip asip asip n n n asip ja n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja ja in b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 IN A G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- -3,61 -2,84 -3,74 -2,90 -3,87 -3,93 -2,56 -2,37 -3,79 -1,70 -3,93 -1,70 5,81 5,80- -0,40 -0,36 -0,11 -0,15 -0,13 -0,17 -0,17 -0,17 -0,17 -0,16 -0,40 -0,11 5,61 5,60- -0,21 -0,23 -0,05 -0,10 -0,07 -0,12 -0,11 -0,10 -0,10 -0,10 -0,23 -0,05 5,41 5,40- -0,08 -0,14 -0,03 -0,08 -0,05 -0,10 -0,09 -0,10 -0,11 -0,12 -0,14 -0,03 5,21 5,20- -0,01 -0,07 -0,02 -0,07 -0,04 -0,08 -0,09 -0,09 -0,11 -0,11 -0,11 -0,01 5,00 MIN -3,61 -2,84 -3,74 -2,90 -3,87 -3,93 -2,56 -2,37 -3,79 -1,70 -3,93 MAX -0,01 -0,07 -0,02 -0,07 -0,04 -0,08 -0,09 -0,09 -0,10 -0,10 -0,01 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 45 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Največja vrednost tlačnih horizontalne deformacije znaša -3,9‰ zaradi tovornjaka na 120 cm nasipu. Pod vsemi višinami nasipov so največje deformacije, ki jih povzroča tovornjak, tik pod površino (od - 1,7‰ do -3,9‰), nato pa se po zgornjih 20 cm zmanjšajo tudi do tridesetkrat. Velikosti deformacij, ki jih povzroča tovornjak na nasipih višjih od 20 cm, so v globini med 5,8 in 5,4 m približno enako velike, globje pa so podobne tudi velikosti deformacij, ko nasip ni zgrajen in zaradi tovornjaka na 20 cm nasipu. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo l [m 40 cm nasipa 5.6 taih tovornjak na 40 cm nasipu eljnm tovornjak na tea 60 cm nasipu in 5.4 blo tovornjak na G 80 cm nasipu tovornjak na 100 cm nasipu 5.2 tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 140 cm nasipu 5 -0.80% -0.70% -0.60% -0.50% -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 29: Potek vertikalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 46 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 16: Tlačne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Vertikalne deformacije εyy [‰] 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 4 ] a 2 2 a 4 4 a 6 a 8 a 1 a 1 a 1 a n jo n jo n n n n n k u n a k u n a k u k u k u k u k u a [m asip ja rad ja rad ja ja ja ja ja in asip asip asip asip asip asip asip asip asip b rn rn rn rn rn rn rn o g g n n o n n o n o n o n o n o n X lo rez n v ed v ed v v v v v IN A G b to cm m cm to cm m cm to cm to cm to cm to cm to cm M M 6,00- -7,03 -6,27 -1,82 -2,73 -1,63 -2,60 -2,63 -2,98 -3,17 -4,58 -7,03 -1,63 5,81 5,80- -2,62 -2,91 -0,74 -1,58 -0,71 -1,53 -1,69 -1,94 -2,22 -2,71 -2,91 -0,71 5,61 5,60- -1,53 -1,77 -0,49 -1,13 -0,51 -1,14 -1,27 -1,46 -1,67 -1,63 -1,77 -0,49 5,41 5,40- -0,93 -1,10 -0,37 -0,85 -0,42 -0,90 -1,03 -1,19 -1,37 -1,36 -1,37 -0,37 5,21 5,20- -0,41 -0,74 -0,30 -0,68 -0,36 -0,75 -0,86 -1,00 -1,13 -1,28 -1,28 -0,30 5,00 MIN -7,03 -6,27 -1,82 -2,73 -1,63 -2,60 -2,63 -2,98 -3,17 -4,58 -7,03 MAX -0,41 -0,74 -0,30 -0,68 -0,36 -0,75 -0,86 -1,00 -1,13 -1,28 -0,30 Največjo vertikalno deformacijo (-7,0‰) povzroča tovornjak tik pod površjem temeljnih tal, ko nasip ni zgrajen, v globini od 5,9 do 5,5 m nastanejo največje deformacije zaradi tovornjaka na 20 cm nasipu, v spodnji polovici prereza pa zaradi tovornjaka na najvišjem nasipu. Na spodnji meji odčitavanja rezultatov se vidi, kako deformacije naraščajo z višanjem nasipa. 4.1.2 Uporaba nasipnega materiala z majhno prostorninsko težo Deformacije pod zaščitnim slojem lahko zmanjšamo z uporabo nasipnega materiala z majhno prostorninsko težo. Tako bo obtežba zaradi nasipa manjša, ker ima manjšo lastno težo. V mojem primeru sem za nasipni material izbrala ekspandirano glino. Njene karakteristike so podane v preglednicah 7, 8 in 9. Tudi v teh primerih bo gradnja nasipa potekala v 20 cm plasteh in v treh horizontalnih korakih, kot je prikazano na sliki 10. Material temeljnih tal bo enak kot v prejšnjem primeru, njegove karakteristike so podane v preglednici 2. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 47 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo l [m 40 cm nasipa 5.6 taih tovornjak na 40 cm nasipu eljnm te tovornjak na a 60 cm nasipu in 5.4 blo tovornjak na G 80 cm nasipu tovornjak na 5.2 100 cm nasipu tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 5 140 cm nasipu -0.55% -0.45% -0.35% -0.25% -0.15% -0.05% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 30: Potek volumskih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal Preglednica 17: Volumske deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Volumske deformacije εV [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n k n k k k asip k asip k asip a [m asip asip asip asip asip asip n n n asip ja n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja ja in b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 IN A G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- -3,59 -5,25 -0,71 -1,40 -0,61 -1,02 -0,98 -1,00 -1,02 -1,03 -5,25 -0,61 5,81 5,80- -1,77 -2,08 -0,36 -0,77 -0,35 -0,68 -0,67 -0,68 -0,70 -0,73 -2,08 -0,35 5,61 5,60- -0,93 -1,06 -0,26 -0,52 -0,27 -0,52 -0,53 -0,54 -0,56 -0,59 -1,06 -0,26 5,41 5,40- -0,49 -0,61 -0,21 -0,41 -0,22 -0,42 -0,44 -0,45 -0,47 -0,50 -0,61 -0,21 5,21 5,20- -0,22 -0,39 -0,17 -0,35 -0,18 -0,36 -0,37 -0,39 -0,41 -0,46 -0,46 -0,17 5,00 MIN -3,59 -5,25 -0,71 -1,40 -0,61 -1,02 -0,98 -1,00 -1,02 -1,03 -5,25 MAX -0,22 -0,39 -0,17 -0,35 -0,18 -0,36 -0,37 -0,39 -0,41 -0,46 -0,17 48 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Največja volumska deformacija (-5,3‰) nastane tik pod nasipom zaradi tovornjaka na 20 cm nasipu. V zgornjih 70 cm nastanejo največje deformacije zaradi tovornjaka na 20 cm visokem nasipu, šele v spodnjih 30 cm večje deformacije povzroča tovornjak na 140 cm nasipu. Tik pod površino tovornjak, ki ni na nasipu, povzroča deformacije velikosti -3,6‰, tovornjak na 40 cm nasipu -1,4‰ velike deformacije, zaradi tovornjaka na ostalih nasipih pa nastanejo deformacije velike okoli -1‰. Deformacije, ki nastanejo, ko ni zaščitnega sloja, so v spodnjih 30 cm najmanjše. Potek deformacij pri nasipih višjih od 40 cm je zelo podoben. V najnižji točki odčitavanja rezultatov vidimo, da deformacije naraščajo z višanjem nasipa, izjema so deformacije pod 20 cm nasipom. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo 40 [m cm nasipa 5.6 tal ih tovornjak na 40 eljn cm nasipu m tovornjak na 60 a tein 5.4 cm nasipu blo tovornjak na 80 G cm nasipu tovornjak na 5.2 100 cm nasipu tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 5 140 cm nasipu 0.00% 0.30% 0.60% 0.90% 1.20% 1.50% 1.80% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 31: Potek strižnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 49 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 18: Strižne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Strižne deformacije γxy [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo jo n n n n n n asip n asip n asip asip asip asip asip asip asip a [m n n n asip jak n rad n jak n rad n jak n jak n jak jak jak in b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 A IN G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- 17,28 6,82 3,46 3,42 3,33 3,35 3,09 3,36 3,28 3,19 17,28 3,09 5,81 5,80- 4,02 2,34 0,34 0,61 0,29 0,40 0,38 0,35 0,35 0,33 4,02 0,29 5,61 5,60- 1,58 1,07 0,22 0,36 0,21 0,31 0,29 0,27 0,26 0,25 1,58 0,21 5,41 5,40- 0,77 0,61 0,17 0,26 0,17 0,26 0,24 0,23 0,21 0,20 0,77 0,17 5,21 5,20- 0,37 0,39 0,14 0,20 0,14 0,22 0,21 0,20 0,18 0,17 0,39 0,14 5,00 MAX 17,28 6,82 3,46 3,42 3,33 3,35 3,09 3,36 3,28 3,19 17,28 MIN 0,37 0,39 0,14 0,20 0,14 0,22 0,21 0,20 0,18 0,17 0,14 Največje deformacije nastanejo, ko je tovornjak neposredno na temeljnih tleh (17,3‰). Z izgradnjo 20 cm nasipa se deformacije pod površino zmanjšajo na 3,5‰, pod ostalimi nasipi pa so velike med 3,1‰ in 3,4‰. Z višanjem nasipa se deformacije manjšajo. Tovornjak na temeljnih tleh povzroča največje deformacije po celotnem prerezu, razen v spodnjih 20cm, kjer večje deformacije nastanejo zaradi tovornjaka na 20 cm nasipu. Deformacije zaradi tovornajaka na nasipih, višjih od 20 cm, so si med seboj zelo podobne in so v zgornji polovici pol manjše od tistih, ki nastanejo zaradi tovornjaka na 20 cm nasipu. 50 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo [ml 40 cm nasipa 5.6 taih tovornjak na n 40 cm nasipu elj tovornjak na tema 60 cm nasipu in 5.4 blo tovornjak na G 80 cm nasipu tovornjak na 100 cm nasipu 5.2 tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 5 140 cm nasipu -0.05% 0.00% 0.05% 0.10% 0.15% 0.20% 0.25% 0.30% 0.35% 0.40% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 32: Potek nateznih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal Preglednica 19: Natezne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Natezne horizontalne deformacije εxx [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n k n k k k asip k asip k asip a [m asip asip asip asip asip asip n n n asip ja n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja ja in b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 A IN G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- 3,94 3,96 0,43 0,61 0,29 0,45 0,37 0,37 0,36 0,34 3,96 0,29 5,81 5,80- 0,76 0,71 0,13 0,30 0,10 0,19 0,16 0,14 0,13 0,12 0,76 0,10 5,61 5,60- 0,49 0,45 0,07 0,21 0,06 0,13 0,11 0,10 0,09 0,09 0,49 0,06 5,41 5,40- 0,45 0,34 0,05 0,15 0,05 0,10 0,09 0,08 0,08 0,07 0,45 0,05 5,21 5,20- 0,23 0,25 0,05 0,12 0,05 0,08 0,08 0,07 0,07 0,06 0,25 0,05 5,00 MAX 3,94 3,96 0,43 0,61 0,29 0,45 0,37 0,37 0,36 0,34 3,96 MIN 0,23 0,25 0,05 0,12 0,05 0,08 0,08 0,07 0,07 0,06 0,05 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 51 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Največje natezne horizontalne deformacije so največje tik pod površino zaradi tovornjaka na 20 cm nasipu (4,0‰). Potek deformacij, ki nastanejo zaradi tovornjaka na temeljnih tleh in tovornjaka na 20 cm nasipu, je zelo podoben. Deformacije zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu so približno za polovico manjše, še vedno pa so dvakrat večje od deformacij, ki nastanejo zaradi tovornjaka pod ostalimi nasipi. Deformacije se z višanjem nasipa manjšajo in so tako najmanjše po 140 cm nasipom. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo [m 40 cm nasipa 5.6 tal ih tovornjak na 40 cm nasipu eljn tovornjak na a tem 60 cm nasipa in 5.4 blo tovornjak na G 80 cm nasipa tovornjak na 100 cm nasipa 5.2 tovornjak na 120 cm nasipa tovornjak na 140 cm nasipa 5 -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 33: Potek tlačnih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 52 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 20: Tlačne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Tlačne horizontalne deformacije εxx [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n k n k k k asip k asip k asip a [m asip asip asip asip asip asip n n n asip ja n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja ja in b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 IN A G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- -3,61 -2,36 -1,50 -2,38 -2,08 -2,09 -1,96 -1,20 -2,36 -2,21 -3,61 -1,20 5,81 5,80- -0,40 -0,38 -0,08 -0,11 -0,08 -0,11 -0,11 -0,10 -0,09 -0,08 -0,40 -0,08 5,61 5,60- -0,21 -0,21 -0,04 -0,08 -0,04 -0,08 -0,07 -0,06 -0,05 -0,05 -0,21 -0,04 5,41 5,40- -0,08 -0,13 -0,02 -0,06 -0,03 -0,06 -0,05 -0,04 -0,04 -0,03 -0,13 -0,02 5,21 5,20- -0,01 -0,08 -0,01 -0,05 -0,02 -0,05 -0,04 -0,04 -0,03 -0,03 -0,08 -0,01 5,00 MIN -3,61 -2,36 -1,50 -2,38 -2,08 -2,09 -1,96 -1,20 -2,36 -2,21 -3,61 MAX -0,01 -0,08 -0,01 -0,05 -0,02 -0,05 -0,04 -0,04 -0,03 -0,03 -0,01 Največje tlačne horizontalne deformacije (-3,6‰) nastanejo tik pod površino zaradi tovornjaka neposredno na temeljnih tleh. Z izgradnjo zaščitne plasti se te deformacije zmanjšajo za približno 1,5‰. Največje deformacije v zgornjih 60 cm povzroča tovornjak, ki ni na nasipu, nižje pa tovornjak na 20 cm nasipu. Deformacije se manjšajo z višanjem nasipa. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 53 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo [ml 40 cm nasipa 5.6 taih tovornjak na n 40 cm nasipu elj tovornjak na tema 60 cm nasipu in 5.4 blo tovornjak na G 80 cm nasipu tovornjak na 100 cm nasipu 5.2 tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 140 cm nasipu 5 -0.80% -0.60% -0.40% -0.20% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 34: Potek vertikalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal Preglednica 21: Vertikalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Vertikalne deformacije εyy [‰] 0 0 0 0 0 0 u u u ] a 2 2 a 4 4 a 6 a 8 a a a a n jo n jo n n n n n k u n a k u n a k u k u k asip k asip k asip a [m ja n n n rad ja rad ja ja ja ja ja in asip asip asip asip asip asip asip b rn rn rn rn rn rn rn o g g n n o n n o n o n o cm o cm o cm X lo 0 0 0 rez n v ed v ed v v v 0 v 2 v 4 IN A G b to cm m cm to cm m cm to cm to cm to 1 to 1 to 1 M M 6,00- -7,03 -7,66 -1,13 -1,99 -0,90 -1,48 -1,37 -1,38 -1,37 -1,35 -7,66 -0,90 5,81 5,80- -2,62 -2,82 -0,48 -1,06 -0,42 -0,85 -0,82 -0,82 -0,83 -0,84 -2,82 -0,42 5,61 5,60- -1,53 -1,61 -0,33 -0,74 -0,32 -0,63 -0,63 -0,65 -0,66 -0,67 -1,61 -0,32 5,41 5,40- -0,93 -0,94 -0,27 -0,56 -0,28 -0,51 -0,52 -0,54 -0,55 -0,57 -0,94 -0,27 5,21 5,20- -0,41 -0,63 -0,23 -0,45 -0,24 -0,43 -0,45 -0,46 -0,48 -0,49 -0,63 -0,23 5,00 MIN -7,03 -7,66 -1,13 -1,99 -0,90 -1,48 -1,37 -1,38 -1,37 -1,35 -7,66 MAX -0,41 -0,63 -0,23 -0,45 -0,24 -0,43 -0,45 -0,46 -0,48 -0,49 -0,23 54 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Največje deformacije v obravnavanih temeljnih tleh nastanejo v primeru tovornjaka na 20 cm nasipu (- 7,7‰). Tudi nasip 40 cm povzroča opazno večje deformacije kot ostale višine. Tovornjak na nasipih višjih od 40 cm povzroča med seboj zelo podobne deformacije. Pri nasipih višjih od 40 cm velja, da se deformacije zaradi tovornjaka na nasipu večajo z višanjem nasipa. Deformacije pa se z naraščanjem globine zmanjšujejo. 4.2 Deformacije v peščenih temeljnih tleh 4.2.1 Uporaba običajnega nasipnega materiala Sedaj bom preverila še deformacije, ki nastanejo v peščenih temeljnih tleh (lastnosti so podane v preglednici 3) zaradi enakega nasipa, kot sem ga uporabila v zgornjih primerih (lastnosti materiala so podane v preglednicah 4, 5, 6). 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo [m 40 cm nasipa 5.6 tal tovornjak na ihn 40 cm nasipu elj tovornjak na tema 60 cm nasipu in 5.4 blo tovornjak na G 80 cm nasipu tovornjak na 100 cm nasipu 5.2 tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 140 cm nasipu 5 -0.50% -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 35: Potek volumskih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 55 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 22: Volumske deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Volumske deformacije εV [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n n asip asip asip asip asip k asip asip k asip k asip k k k a [m n n n asip ja n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja ja in b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 IN A G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- -3,94 -3,43 -1,58 -2,63 -1,76 -2,42 -2,59 -2,85 -3,20 -3,68 -3,94 -1,58 5,81 5,80- -2,98 -1,88 -0,57 -1,19 -0,64 -1,40 -1,50 -1,70 -2,08 -2,40 -2,98 -0,57 5,61 5,60- -2,32 -1,08 -0,31 -0,60 -0,39 -0,97 -1,11 -1,32 -1,67 -2,00 -2,32 -0,31 5,41 5,40- -1,72 -0,57 -0,22 -0,46 -0,29 -0,53 -0,63 -0,81 -1,10 -1,45 -1,72 -0,22 5,21 5,20- -1,12 -0,34 -0,15 -0,32 -0,21 -0,38 -0,48 -0,66 -0,93 -1,29 -1,29 -0,15 5,00 MIN -3,94 -3,43 -1,58 -2,63 -1,76 -2,42 -2,59 -2,85 -3,20 -3,68 -3,94 MAX -1,12 -0,34 -0,15 -0,32 -0,21 -0,38 -0,48 -0,66 -0,93 -1,29 -0,15 Najprej vidim, da največjo volumsko deformacijo tik pod površjem povzroča tovornjak na 140 cm nasipu (-3,7‰). Volumske deformacije, ki jih povzroča tovornjak neposredno na tleh, so večje od vseh ostalih v globini med 5,9 in 5,3 m. Višji kot je nasip večje deformacije (izjema je tovornjak na 20 cm nasipu) povzroča. Najmanjše deformacije, če izvzamemo tiste, ki nastanejo med gradnjo, povzroča tovornjak na 40 cm nasipu. 56 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo [ml 40 cm nasipa 5.6 ta tovornjak na ihn 40 cm nasipu elj tovornjak na tema 60 cm nasipu in 5.4 blo tovornjak na G 80 cm nasipu tovornjak na 100 cm nasipu 5.2 tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 140 cm nasipu 5 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 36: Potek strižnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal Preglednica 23: Strižne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Strižne deformacije γxy [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n k n k k k asip k asip k asip a [m asip asip asip asip asip asip ja n n n n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja ja in asip b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 A IN G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- 46,29 7,89 9,41 9,45 10,88 8,51 8,46 8,54 9,30 7,39 46,29 7,39 5,81 5,80- 8,70 1,69 0,40 0,33 0,32 0,33 0,29 0,32 0,21 0,12 8,70 0,12 5,61 5,60- 4,02 0,56 0,21 0,17 0,17 0,16 0,16 0,14 0,15 0,18 4,02 0,14 5,41 5,40- 1,97 0,18 0,13 0,11 0,11 0,11 0,12 0,14 0,19 0,17 1,97 0,11 5,21 5,20- 1,07 0,10 0,11 0,10 0,09 0,10 0,11 0,12 0,18 0,17 1,07 0,09 5,00 MAX 46,29 7,89 9,41 9,45 10,88 8,51 8,46 8,54 9,30 7,39 46,29 MIN 1,07 0,10 0,11 0,10 0,09 0,10 0,11 0,12 0,15 0,12 0,09 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 57 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Največje strižne deformacije vzdolž celotnega prereza nastanejo zaradi obtežbe tovornjaka na temeljnih tleh in znašajo tik pod površjem 4,6%. Z izgradnjo nasipa se deformacije v celotni globini zmanjšajo. V prvih 20 cm se deformacije zmanjšajo tudi do štirikrat, nižje pa se zmanjšajo tudi do nekaj desetkrat. Velikosti deformacij so si po izgradnji katerekoli višine nasipa zelo podobne. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo l [m 40 cm nasipa 5.6 taih tovornjak na eljn 40 cm nasipu m tea tovornjak na in 5.4 b 60 cm nasipu loG tovornjak na 80 cm nasipu 5.2 tovornjak na 100 cm nasipu tovornjak na 120 cm nasipu 5 tovornjak na 0.00% 0.10% 0.20% 0.30% 0.40% 0.50% 140 cm Deformacije v temeljnih tleh [%] nasipu Slika 37: Potek nateznih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 58 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 24: Natezne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Natezne horizontalne deformacije εxx [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n k n k k k asip k asip k asip a [m asip asip asip asip asip asip ja n n n n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja ja in asip b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 A IN G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- 4,75 1,50 0,85 0,93 0,82 0,87 0,92 0,90 0,87 0,84 4,75 0,82 5,81 5,80- 0,84 0,37 0,14 0,39 0,12 0,33 0,26 0,27 0,32 0,33 0,84 0,12 5,61 5,60- 0,24 0,24 0,03 0,17 0,02 0,11 0,08 0,03 0,08 0,11 0,24 0,02 5,41 5,40- 0,18 0,21 0,04 0,10 0,03 0,05 0,04 0,04 0,08 0,12 0,21 0,03 5,21 5,20- 0,18 0,17 0,04 0,06 0,03 0,05 0,06 0,07 0,10 0,13 0,18 0,03 5,00 MAX 4,75 1,50 0,85 0,93 0,82 0,87 0,92 0,90 0,87 0,84 4,75 MIN 0,18 0,17 0,03 0,06 0,02 0,05 0,04 0,03 0,08 0,11 0,02 Tovornjak neposredno na temeljnih tleh povzroča največje natezne horizontalne deformacije (4,8‰). Po izgradnji nasipa nastanejo največje deformacije zaradi tovornjaka na 20 cm nasipu, najmanjše deformacije pa povzroča tovornjak na 80 cm ali 100 nasipu. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 59 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo [ml 40 cm nasipa 5.6 ta tovornjak na ihn 40 cm nasipu elj tovornjak na tema 60 cm nasipu in 5.4 b tovornjak na loG 80 cm nasipu tovornjak na 100 cm nasipu 5.2 tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 140 cm nasipu 5 -1.20% -1.00% -0.80% -0.60% -0.40% -0.20% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 38: Potek tlačnih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal Preglednica 25: Tlačne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Tlačne horizontalne deformacije εxx [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n n asip asip asip asip asip k asip asip k asip k asip k k k a [m n n n asip ja n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja ja in b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 IN A G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- -11,56 -2,45 -1,25 -1,04 -1,50 -2,37 -1,58 -1,84 -0,78 -1,75 -11,56 -0,78 5,81 5,80- -1,19 -0,07 -0,07 -0,09 -0,08 -0,10 -0,11 -0,06 -0,06 -0,05 -1,19 -0,05 5,61 5,60- -0,40 -0,03 -0,02 -0,04 -0,03 -0,06 -0,07 -0,06 -0,02 -0,01 -0,40 -0,01 5,41 5,40- -0,12 -0,03 -0,01 -0,04 -0,02 -0,05 -0,06 -0,07 -0,07 -0,07 -0,12 -0,01 5,21 5,20- -0,08 -0,03 -0,01 -0,04 -0,02 -0,05 -0,06 -0,07 -0,07 -0,08 -0,08 -0,01 5,00 MIN -11,56 -2,45 -1,25 -1,04 -1,50 -2,37 -1,58 -1,84 -0,78 -1,75 -11,56 MAX -0,08 -0,03 -0,01 -0,04 -0,02 -0,05 -0,06 -0,06 -0,02 -0,01 -0,01 60 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Največje tlačne horizontalne deformacije (-11,6‰) povzroča tovornjak, ki ni na nasipu. Te deformacije so največje po celotnem prerezu. Deformacije pod vsemi višinami nasipom so po 10 cm približno velike med 0,8‰ do 2,5‰., nižje pa so velike do 0,1‰. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo l [m 40 cm nasipa 5.6 taih tovornjak na 40 cm nasipa eljnm tovornjak na tea 60 cm nasipa in 5.4 blo tovornjak na G 80 cm nasipa tovornjak na 100 cm nasipa 5.2 tovornjak na 120 cm nasipa tovornjak na 140 cm nasipa 5 -0.80% -0.70% -0.60% -0.50% -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 39: Potek vertikalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 61 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 26: Vertikalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Vertikalne deformacije εyy [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n n asip asip asip asip asip k asip asip k asip k asip k k k a [m n n n asip ja n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja ja in b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 IN A G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- -7,76 -4,84 -2,33 -3,39 -2,38 -3,28 -3,19 -3,68 -4,18 -4,40 -7,76 -2,33 5,81 5,80- -4,22 -2,11 -0,75 -1,51 -0,78 -1,48 -1,50 -1,70 -2,06 -2,30 -4,22 -0,75 5,61 5,60- -2,91 -1,27 -0,32 -0,95 -0,38 -1,02 -1,14 -1,33 -1,60 -2,00 -2,91 -0,32 5,41 5,40- -2,10 -0,80 -0,23 -0,48 -0,30 -0,55 -0,64 -0,79 -1,07 -1,37 -2,10 -0,23 5,21 5,20- -1,38 -0,49 -0,18 -0,34 -0,24 -0,41 -0,50 -0,66 -0,94 -1,26 -1,38 -0,18 5,00 MIN -7,76 -4,84 -2,33 -3,39 -2,38 -3,28 -3,19 -3,68 -4,18 -4,40 -7,76 MAX -1,38 -0,49 -0,18 -0,34 -0,24 -0,41 -0,50 -0,66 -0,94 -1,26 -0,18 Največje deformacije po skoraj celotnem prerezu povzroča tovornjak, ki ni na zaščitnem sloju, v spodnjih 10 cm so največje zaradi tovornjaka na najvišjem nasipu. Deformacije, ki jih povzroča tovornjak na nasipu, se večajo z višanjem nasipa, izjema pri tem so deformacije zaradi tovornjaka na 20 cm nasipu. Deformacije se z globino zmanjšujejo. 4.2.2 Uporaba nasipnega materiala z majhno prostorninsko težo Z bolj primernim nasipnim materialom lahko zmanjšamo deformacije v tleh. Tak nasipni material je material, ki ima majhno prostorninsko težo. Njegove lastnosti so podane v preglednici 7, 8 in 9. Deformacije, ki jih povzroča, pa bodo prikazane na spodnjih slikah in preglednicah. 62 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo [ml 40 cm nasipa 5.6 ta tovornjak na ihn 40 cm nasipu elj tovornjak na tema 60 cm nasipu in 5.4 blo tovornjak na G 80 cm nasipu tovornjak na 100 cm nasipu 5.2 tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 140 cm nasipu 5 -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 40: Potek volumskih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal Preglednica 27: Volumske deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Volumske deformacije εV [‰] 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 4 ] a 2 2 a 4 4 a 6 a 8 a 1 a 1 a 1 a n jo n jo n n n n n k u n a k u n a k u k u k u k u k u a [m asip ja rad ja rad ja ja ja ja ja in asip asip asip asip asip asip asip asip asip b rn rn rn rn rn rn rn o g g n n o n n o n o n o n o n o n X lo rez n v ed v ed v v v v v IN A G b to cm m cm to cm m cm to cm to cm to cm to cm to cm M M 6,00- -3,94 -3,11 -1,20 -2,12 -1,26 -2,02 -2.,02 -2,04 -2,08 -2,11 -3,94 -1,20 5,81 5,80- -2,98 -1,68 -0,30 -0,95 -0,28 -0,59 -0,60 -0,64 -0,58 -0,59 -2,98 -0,28 5,61 5,60- -2,32 -0,94 -0,16 -0,40 -0,14 -0,33 -0,34 -0,34 -0,34 -0,35 -2,32 -0,14 5,41 5,40- -1,72 -0,52 -0,11 -0,21 -0,10 -0,20 -0,20 -0,20 -0,21 -0,21 -1,72 -0,10 5,21 5,20- -1,12 -0,26 -0,08 -0,15 -0,08 -0,16 -0,16 -0,16 -0,16 -0,17 -1,12 -0,08 5,00 MIN -3,94 -3,11 -1,20 -2,12 -1,26 -2,02 -2,02 -2,04 -2,08 -2,11 -3,94 MAX -1,12 -0,26 -0,08 -0,15 -0,08 -0,16 -0,16 -0,16 -0,16 -0,17 -0,08 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 63 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Največje volumske deformacije v zgornjih 20 cm povzroča tovornjak, ki ni na nasipu (-3,9‰). Tik pod površino nastane največja deformacija zaradi tovornjaka na 20 cm nasipu, že 5 cm nižje so deformacije, ko nasip ni zgrajen, večje, in tako ostane po celotnem prerezu. Deformacije zaradi tovornjaka na 20 cm nasipu so za več kot 1‰ manjše kot v primeru, ko temeljna tla niso zaščitena, deformacije pod 40 cm visokim nasipom pa so še nekoliko manjše. Najmanjše deformacije nastanejo pod nasipi višjimi od 40 cm in so si med seboj podobne. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo l [m 40 cm nasipa 5.6 taih tovornjak na eljn 40 cm nasipu m te tovornjak na ain 5.4 60 cm nasipu blo tovornjak na G 80 cm nasipu tovornjak na 5.2 100 cm nasipu tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 5 140 cm nasipu 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 41: Potek Strižnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal 64 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 28: Strižne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Strižne deformacije γxy [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n k n k k k asip k asip k asip a [m asip asip asip asip asip asip ja n n n n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja ja in asip b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 A IN G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- 46,29 7,02 6,92 5,72 6,99 6,86 5,50 7,02 6,42 3,34 46,29 3,34 5,81 5,80- 8,70 1,62 0,32 0,45 0,22 0,35 0,37 0,45 0,39 0,39 8,70 0,22 5,61 5,60- 4,02 0,53 0,12 0,15 0,09 0,15 0,16 0,15 0,22 0,24 4,02 0,09 5,41 5,40- 1,97 0,13 0,09 0,10 0,07 0,10 0,11 0,10 0,16 0,20 1,97 0,07 5,21 5,20- 1,07 0,07 0,07 0,09 0,06 0,09 0,10 0,09 0,11 0,16 1,07 0,06 5,00 MAX 46,29 7,02 6,92 5,72 6,99 6,86 5,50 7,02 6,42 3,34 46,29 MIN 1,07 0,07 0,07 0,09 0,06 0,09 0,10 0,09 0,11 0,16 0,06 Največja strižna deformacija (46,3‰) nastane tik pod površjem, ko je tovornjak na temeljnih tleh. V zgornjih 20 cm so najmanjše deformacije pod nasipom 140 cm, nižje pa pod 40 cm nasipom, vendar so si deformacije pod ostalimi (izjema je 20 cm nasip) med seboj zelo podobne. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 65 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu med ] gradnjo 40 l [m 5.6 cm nasipa ta tovornjak ih na 40 cm eljn nasipu m tovornjak tea na 60 cm in 5.4 b nasipu lo tovornjak G na 80 cm nasipu tovornjak na 100 cm 5.2 nasipu tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 140 cm 5 nasipu 0.00% 0.10% 0.20% 0.30% 0.40% 0.50% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 42: Potek nateznih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal Preglednica 29: Natezne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Natezne horizontalne deformacije εxx [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n n asip asip asip asip asip k asip asip k asip k asip k k k a [m n n n asip ja n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja ja in b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 A IN G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- 4,75 2,54 2,40 2,45 2,32 2,44 2,47 2,48 2,45 2,42 4,75 2,32 5,81 5,80- 0,84 0,22 0,16 0,18 0,12 0,19 0,17 0,24 0,21 0,22 0,84 0,12 5,61 5,60- 0,24 0,19 0,07 0,12 0,04 0,09 0,07 0,05 0,03 0,03 0,24 0,03 5,41 5,40- 0,18 0,14 0,04 0,05 0,02 0,04 0,02 0,02 0,04 0,06 0,18 0,02 5,21 5,20- 0,18 0,09 0,03 0,04 0,02 0,04 0,02 0,02 0,05 0,08 0,18 0,02 5,00 MAX 4,75 2,54 2,40 2,45 2,32 2,44 2,47 2,48 2,45 2,42 4,75 MIN 0,18 0,09 0,03 0,04 0,02 0,04 0,02 0,02 0,03 0,03 0,02 66 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Največje natezne horizontalne deformacije nastanejo v nezaščitenih tleh in dosežejo vrednost 4,8‰ tik pod površino. Deformacije pod zaščitnimi sloji so tik pod nasipom pol manjše. Potek in velikost deformacij zaradi tovornjaka na nasipih višjih od 40 cm je zelo podoben, zaradi tovornjaka pod ostalimi nasipi pa so deformacije nekoliko večje. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo l [m 40 cm nasipa 5.6 taih tovornjak na 40 cm nasipu eljnm te tovornjak na a 60 cm nasipu in 5.4 blo tovornjak na G 80 cm nasipu tovornjak na 5.2 100 cm nasipu tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 5 140 cm nasipu -1.20% -1.00% -0.80% -0.60% -0.40% -0.20% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 43: Potek tlačnih horizontalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 67 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 30: Tlačne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Tlačne horizontalne deformacije εxx [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n n asip asip asip asip asip k asip asip k asip k asip k k k a [m ja n n n n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja ja in asip b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 IN A G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- -11,56 -9,15 -12,85 -5,78 -10,98 -10,07 -11,68 -8,64 -11,63 -13,27 -13,27 -5,78 5,81 5,80- -1,19 -0,09 -0,10 -0,11 -0,10 -0,12 -0,14 -0,14 -0,12 -0,11 -1,19 -0,09 5,61 5,60- -0,40 -0,04 -0,03 -0,05 -0,04 -0,07 -0,08 -0,08 -0,05 -0,06 -0,40 -0,03 5,41 5,40- -0,12 -0,03 -0,02 -0,04 -0,03 -0,05 -0,06 -0,07 -0,04 -0,05 -0,12 -0,02 5,21 5,20- -0,08 -0,03 -0,01 -0,03 -0,02 -0,05 -0,06 -0,07 -0,08 -0,07 -0,08 -0,01 5,00 MIN -11,56 -9,15 -12,85 -5,78 -10,98 -10,07 -11,68 -8,64 -11,63 -13,27 -13,27 MAX -0,08 -0,03 -0,01 -0,03 -0,02 -0,05 -0,06 -0,07 -0,04 -0,05 -0,01 Največje tlačne horizontalne deformacije nastanejo zaradi tovornjaka na 140 cm nasipu (-13,3‰). Pod vsemi nasipi so deformacije zaradi tovornjaka tik pod površino zelo velike v primerjavi s nateznimi horizontalnimi deformacijami. Vendar se že v zgornjih 20 cm zmanjšajo na stotino največje vrednosti. Deformacije pod vsemi nasipi so podobno velike, v zadnjih 20 cm so tudi deformacije zaradi tovornjaka brez nasipa v tem velikostnem redu, sicer so večje. Najmanjše deformacije nastanejo zaradi tovornjaka na 40 cm visokem nasipu. 68 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa med gradnjo 20 cm nasipa 5.8 tovornjak na 20 cm nasipu ] med gradnjo 40 [ml cm nasipa 5.6 taih tovornjak na 40 n cm nasipu elj tovornjak na 60 tema cm nasipu in 5.4 blo tovornjak na 80 G cm nasipu tovornjak na 100 cm nasipu 5.2 tovornjak na 120 cm nasipu tovornjak na 140 cm nasipu 5 -0.80% -0.70% -0.60% -0.50% -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 44: Potek vertikalnih deformacij v zgornjem metru temeljnih tal Preglednica 31: Tlačne horizontalne deformacije po prerezih zaradi obtežbe tovornjaka in gradnje Vertikalne deformacije ε_yy [‰] u u u ] a u a a u a a u a u a a a a n jo n jo n n n n n k n n asip asip asip asip asip k asip asip k asip k asip k k k a [m n n n asip ja n rad n ja n rad n ja n ja n ja ja ja in b rn rn rn rn rn rn rn o g o g o o o cm o cm o cm X lo cm cm cm cm cm cm 0 0 0 rez n v 0 ed 0 v 0 ed 0 v 0 v 0 v 0 v 2 v 4 IN A G b to 2 m 2 to 4 m 4 to 6 to 8 to 1 to 1 to 1 M M 6,00- -7,76 -5,31 -4,22 -5,09 -4,00 -4,92 -5,19 -5,47 -5,89 -6,18 -7,76 -4,00 5,81 5,80- -4,22 -2,24 -0,98 -1,78 -1,08 -1,79 -1,93 -2,15 -2,47 -2,77 -4,22 -0,98 5,61 5,60- -2,91 -1,22 -0,42 -1,08 -0,50 -1,11 -1,22 -1,34 -1,71 -2,08 -2,91 -0,42 5,41 5,40- -2,10 -0,73 -0,23 -0,57 -0,31 -0,71 -0,74 -0,93 -1,19 -1,50 -2,10 -0,23 5,21 5,20- -1,38 -0,39 -0,16 -0,38 -0,22 -0,44 -0,55 -0,73 -0,99 -1,29 -1,38 -0,16 5,00 MIN -7,76 -5,31 -4,22 -5,09 -4,00 -4,92 -5,19 -5,47 -5,89 -6,18 -7,76 MAX -1,38 -0,39 -0,16 -0,38 -0,22 -0,44 -0,55 -0,73 -0,99 -1,29 -0,16 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 69 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Tudi največje vertikalne deformacije (-7,8‰) nastanejo v primeru, ko nasip ni zgrajen, sicer niso tik pod površjem ampak na globini 5 cm. Na sliki 31 vidim, da se deformacije z višino nasipa zmanjšujejo, izjema so deformacije zaradi tovornjaka na 20 cm nasipu. Najmanjše deformacije nastanejo zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu. Z oddaljevanjem od površja se deformacije manjšajo. 70 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5 DOLOČITEV VIŠINE ZAŠČITNEGA SLOJA 5.1 Mejne deformacije materialov Sedaj, ko sem izračunala deformacije v tleh, moram ugotoviti, kaj to pomeni za arheološke najdbe. Kot sem že na začetku povedala, sem predpostavila, da se bodo najdbe deformirale tako kot temeljna tla. Če poznam mejne deformacije materialov, ki sestavljajo artefakte, lahko ocenim, ali jih bo prekrivni sloj zaščitil pred poškodbami ali ne. V primeru, da so deformacije tal zaradi obtežbe nasipa in tovornjaka manjše od mejnih vrednosti deformacij materialov, je zaščita z nasipom učinkovita. Med arheološkimi najdbami najdemo različne materiale, najpogostejši pa so: steklo, kosti, keramika, bron, baker, železo, les, kamen. Ker imajo vsi ti materiali različne mehanske lastnosti, se na enako obtežbo različno odzivajo. Odvisnost med obtežbo in pomiki (napetostmi in deformacijami) opisujejo materialne ali konstitutivne enačbe. Odvisnosti se pri različnih materialih močno razlikujejo. Na mehansko obnašanje snovi odločilno vpliva njena struktura. To je način, kako so molekule sestavljene v kompaktno celoto. Trdne snovi glede na strukturo delimo v amorfne, kristalne in kristalaste snovi. Amorfne snovi so sestavljene iz popolnoma naključno razvrščenih in medsebojno povezanih osnovnih delcev. Med amorfne materiale spadajo steklo, smole in podobne snovi. Kristalno strukturo opazimo predvsem pri mineralih. Za kristalne snovi je značilna po posebnih zakonitostih urejena razvrstitev in medsebojna povezanost molekul. Kristalaste snovi so sicer sestavljene iz pravilnih kristalov, ki pa so lahko različnih oblik in orientacije ter brez posebnega pravila povezani med seboj. Kristalasta struktura je značilna za kovine. Med kristalaste snovi uvrščamo tudi sestavljene materiale, kot je na primer beton, pri katerem so mineralna zrna različnih velikosti in leg s cementnim vezivom povezana med seboj. Od strukture je v največji meri odvisno, ali se snov obnaša izotropno ali anizotropno. Izotropija je lastnost snovi, da se obnaša enako v vseh smereh, in je posebej značilna za amorfne snovi. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 71 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 45: Primerjava mehanskega obnašanja izotropnega in anizotropnega materiala [19] Tudi kristalaste snovi imajo navadno izotropne lastnosti. Čeprav je vsak od kristalov, ki sestavljajo tako snov, sam zase anizotropen, se telo zaradi njihove naključne razporeditve v celoti obnaša kot izotropno. Snovi s kristalno strukturo pa se pravilom obnašajo anizotropno, kar pomeni, da so njihove mehanske lastnosti v različnih smereh različne. [20] Napetosti povzročajo deformacije, ki so sprva v elastičnem območju. Če pride v tem območju do razbremenitve, poteka razbremenitev po enaki poti kot obremenitev. Elastična deformacija popolnoma izgine in snov se vrne v nedeformirano stanje. Snov je v elastičnem območju, dokler napetost ne doseže meje elastičnosti. Nad to mejo že majhno povečanje napetosti povzroči velik prirastek deformacije. V tem območju se po razbremenitvi snov ne vrne v začetno stanje in obliko, ampak obdrži plastične deformacije. Za mejne deformacije materialov bom določila deformacije, ki so še elastične. V linearno elastičnem območju je odvisnost med vzdolžno deformacijo in napetostjo opisana s Hookovim zakonom: (42)   E  l l oziroma:  . (43) l   l E Parameter E imenujemo modul elastičnosti ali Youngov modul. Prečna deformacija je v linearno elastičnem območju premosorazmerna vzdolžni deformaciji:            (44) p l l E Konstantni brezdimenzijski parameter ν≥0, ki je znan kot koeficient prečne kontrakcije ali Poissonov količnik. 72 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Zveza med strižno napetostjo in strižno deformacijo je v linearno elastičnem območju podana z enačbo:   G  (45) Parameter G imenujemo strižni modul. [20] Steklo Steklo je eno najstarejših gradiv, ki jih je naredil človek. Uporabljali so ga za izdelavo orožij, orodij in nakita. Po mnenju zgodovinarjev so steklo začeli proizvajati približno 5000 let pred našim štetjem na območju današnje Sirije. Osnovna surovina za izdelavo stekla je kremenčev pesek (kremen, SiO2). Z dodajanjem različnih kovinskih oksidov se dosega barvitost stekla. [21] Železo V zemeljski skorji je okoli 4,7% železa, zato je bila njegova uporaba razširjena pri mnogih starih civilizacijah. Ker je čisto železo razmeroma mehka kovina, so njegovo uporabnost povečali z legiranjem z ogljikom in tako dobili jeklo ali lito železo. Železo se pridobiva s plavžnim procesom, ki je redukcija oksidnih železovih rud s koksom. Železove rude so magnetit, hematit, takonit, siderit, limonit in pirit. [21] Baker Baker je kovina, ki jo človeštvo uporablja že od zgodnjih začetkov civilizacij. Odkritje se pogosto pripisuje Egipčanom (3500 let pr.n.š). Prvotno so ga obdelovali s kovanjem in vlivanjem. V naravi se nahaja v številnih rudah. Tudi bakrene zlitine sodijo med najstarejše kovine, ki jih človek uporablja. Zlitine na osnovi bakra tvorijo dve veliki skupini, znani kot medenine in broni. Medenine so zlitine bakra in cinka z manjšim deležem ostalih kovin, broni pa zlitine bakra in različnih kovin. [21] Les Les je od nekdaj predstavljal eno izmed osnovnih dobrin, ki si jih je prisvojil človek. Njegovo vrednost in plemenitost dokazuje uporaba od prvih bivališč dalje in sodobna uporaba za mnoge namene, od katerih je vloga odličnega gradiva samo ena izmed njih. V tehničnem smislu je les naravni, vlaknasti, organski kompozitni material, ki je večinoma sestavljen iz celuloze, olesenel del pa je zaradi vložkov iz lignina. [21] Keramika Stopnjo razvitosti starih civilizacij je opredeljevala tudi stopnja razvitosti veščin za izdelovanje keramik. Surovinska osnova vsebuje dva najbolj razširjena elementa v litosferi – kisik in silicij, ki v obliki kremena (SiO2) predstavljata osnovo surovine za izdelavo keramike, ki se imenuje glina. Ta je produkt razpadanja silikatnih kamnin. Glina se oblikuje v tekočem, plastičnem, polplastičnem, suhem Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 73 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. ali praškastem stanju. Izdelki se sušijo ali pečejo na različnih temperaturah in s tem dobijo določene mehanske lastnosti. [21] Kosti Kosti so togi organi, ki predstavljajo del endoskeleta vretenčarjev. Živalske kosti, rogovje in zobje so bili v kameni dobi zelo pomembne surovine za izdelavo različnega orodja in orožja, pa tudi okrasnih predmetov. Kosti so dragocena priča vsakdanjega življenja in obnašanja ljudi [22]. Kosti so različnih oblik in imajo zapleteno notranjo in zunanjo strukturo. Njihove materialne karakteristike so odvisne od vrste, starosti, anatomske lege, vsebnosti tekočine,… Preglednica 32: Trdnosti in deformacije človeške stegnenice v odvisnosti od starosti [23] Starost (v letih) Lastnosti 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 Trdnost [MPa] Nateg 114 123 120 112 93 86 86 Tlak - 167 167 161 155 145 - Upogib 151 173 173 162 154 139 139 Torzija - 57 57 52 52 49 49 Mejna deformacija [%] Nateg 1,5 1,4 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 Tlak - 1,9 1,8 1,8 1,8 1,8 - Torzija - 2,8 2,8 2,5 2,5 2,7 2,7 Kamen V času kamene dobe so ljudje svoja orodja in orožja izdelovali predvsem iz kamna. Fizikalne in mehanske lastnosti kamenin so odvisne od geoloških razmer, pri katerih so nastale (poznejše geološke spremembe vplivajo na dodatne spremembe lastnosti), razporeditve kamnitih masivov, plastovitosti itd. [21] 74 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 33: Mehanske lastnosti materialov [24]-[35] l u a] a] a] ] d P P P ] sti o o ] m [M [M [M ) [‰ e) l n i a] a a ) [‰ n u Pa n P zn st a st n st k iž d o čn o o ateg ] o stič n n n [G riž [G ate d la d riž d  M ela E St G N tr T tr St tr   (n  (tla γ (str [‰ 200- 200- 5,73- Medenina 96-110 36-41 235 0,34 2,08-5,64 (36%) 620 620 6,53 200- 200- 3,84- Bron 96-120 36-44 169 0,34 2,08-6,92 (37%) 830 830 4,69 2,90- Lito železo 83-170 32-69 200 201 260 0,3 1,18-2,41 (2%) 6,25 234– 234– 193– 2,57- Kovano železo 190-210 75 0,3 1,23-1,77 (15%) 372 373 310 4,96 Baker in 3,58- 110-120 40-47 220 221 143 0,34 1,83-2 (36%) bakrove zlitine 3,04 0,18- 0,63- Steklo 48-83 19-35 30-70 950 11,44 0,3 0,84 Hrastov les (pravokotno na 0,75 0,7 0,6 8,8 3,8 0,3 0,80 11,73 5,43 vlakna) Hrastov les (vzporedno z 9,40 0,7 24 26 3,8 0,3 2,55 2,77 5.43 vlakni) Borov les (pravokotno na 0,37 0,69 0,4 0,53 2,5 0,3 1,08 1,43 3,62 vlakna) Borov les (vzporedno z 11,00 0,69 14 21 2,5 0,3 1,27 1,91 3,62 vlakni) 0,1- 0,75- Beton 18-30 0,8-12,5 1-11,5 10-115 3-11 0,35 3,5 0,2 3,75 0,1- Keramika 10-207 2-138 5-1043 1-5 0,67 100- 0,1- 1,43- 0,58- Kamen (granit) 10-70 24 7-25 14-50 0,1-2,5 250 0,3 25 2,08 172- 0,21- 3,58- Porcelan 48-70 10-17 344 0,24 4,91 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 75 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. V zgornji preglednici so podane elastične vrednosti mejnih deformacij. Kovine lahko izven elastičnega območja prenesejo večje deformacije, preden se poškodujejo, zato je v oklepajih zapisana tudi vrednost prestrižne deformacije. Po primerjavi mejnih deformacij materialov, ki so zapisane v preglednicah 32 in 33, z izračunanimi deformacijami v temeljnih tleh pod zaščitnim slojem optimalne višine, ki so zapisane v preglednicah 40 in 41, lahko ocenimo, ali se bodo najdbe poškodovale. Najvišja natezna deformacija, ki jo bodo prenesle vse najdbe brez poškodb, mora biti manjša od 0,1‰, pri večji deformaciji bo najprej prišlo do poškodb keramičnih najdb. Za tlačne deformacije je mejna vrednost deformacij, ki še ne povzroča poškodb -1‰, pri večjih deformacijah pa se bodo najprej poškodovale kamnite najdbe. Največja strižna deformacija brez poškodb najdb je 0,75‰, pri večjih deformacijah se bodo kot prve poškodovale najdbe iz betona. 5.2 Višina zaščitnega sloja na glinenih temeljnih tleh Vse višine zaščitnega sloja, ki jih bom določila v tem poglavju, se nanašajo na obravnavane pogoje in jih ni možno povzeti kot splošno pravilo, ki bi veljalo v vseh primerih. 5.2.1 Uporaba običajnega nasipnega materiala Če bi izbirala optimalno višino zaščitnega sloja samo na podlagi volumskih deformacij (slika 24, preglednica 12), bi izbrala 40 cm. Tik pod površino so v tem primeru deformacije večje kot pod nasipi višine 60 cm, vendar pa se to spremeni že po prvih 5 cm. V naslednjem delu so deformacije pod nasipom višine 60 cm najmanjše (manjše deformacije nastanejo samo med gradnjo nasipa). V zadnjih 40 cm pa nižji nasip 20 cm povzroča manjše deformacije. Pravzaprav bi bila za najdbe, ki ležijo več kot pol metra pod površino možna rešitev tudi, da nasipa sploh ne bi zgradili. Deformacije so v tem primeru v zgornjih 20 cm med večjimi, vendar pa so v spodnjih 40 cm večje samo od tistih, ki nastanejo med gradnjo 20 cm nasipa. Če torej najdbe ležijo v zgornjih 50 cm, jih varujemo z 40 cm zaščitnim slojem, sicer pa nasip ni smiseln. Če presojam smiselno višino nasipa glede na strižne deformacije (slika 25, preglednica 13), vidim, da tovornjak, ki ni na zaščitnem sloju, povzroča po celotni globini največje deformacije. Torej bo vsaka višina zaščitnega sloja izboljšala stanje. Za zaščito pred nateznimi deformacijami izberem 140 cm, saj so v tem primeru najmanjše. Za zmanjšanje tlačnih deformacij pa bi za najdbe v zgornjih 30 cm izbrala nasip višine 100 cm, za nižje ležeče najdbe pa nasip višine 40 cm. Največja razlika med deformacijama pri obeh nasipih je tik pod površjem in znaša 0,5‰. Pri nateznih deformacijah so razlike med deformacijami pod različnimi višinami nasipov zelo majhne, zato za optimalno višino odločim na podlagi tlačnih strižnih deformacij. 76 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Horizontalne deformacije (sliki 26 in 27, preglednici 14 in 15) so največje v zgornjih 20 cm, ko nasip ni zgrajen. Za varovanje arheoloških najdb pred nateznimi horizontalnimi deformacijami izberem nasip višine 140 cm, za varovanje pred tlačnimi deformacijami pa nasip višine 40 cm. Za varovanje pred vertikalnimi deformacijami (slika 28, preglednica 16) je najbolj primerna višina nasipa 40 ali 60 cm. Oba nasipa povzročata podobne velikosti deformacij. S tako višino nasipa bodo zaščitene najdbe v zgornjih 60 cm tal. Nižje pa so manjše deformacije, če nasipa ne zgradim. Ker moram najdbe hkrati ščititi pred deformacijami v vseh smereh, moram sedaj izbrati primerno višino nasipa in pri tem upoštevati zgornje ugotovitve. Po pregledu vseh slik in preglednic ugotovim, da se volumske in vertikalne deformacije v zgornjem sloju temeljnih tal z višanjem nasipa večajo. Strižne deformacije zmanjšamo z vsakim nasipom, za zaščito pa izberem nasip višine 100 cm. Horizontalne deformacije so približno enako velike ne glede na višino nasipa, izjema je nasip višine 20 cm, kjer so deformacije podobno velike, kot če zaščitnega sloja ni. Zato za zaščito pred horizontalnimi deformacijami izberem nasip višine 40 cm. Za optimalno višino varovanja arheoloških najdb v obravnavnih pogojih izberem 40 cm visok nasip. Niso vse deformacije pod tako visokim nasipom najmanjše, predstavlja pa ta višina kompromis za vse vrste deformacij. Preglednica 34: Višina zaščitnega sloja iz običajnega materiala in globina najdbe, pri kateri so presežene mejne vrednosti deformacij v glinenih temeljnih tleh Deformacije Višina zaščitnega nasipa [cm] [‰] Globina 0 20 40 60 80 100 120 140 najdb [cm] γ γ γ γ γ γ 0 - 20 ε - - xy<0,75 xy<0,75 xy<0,75 xy<0,75 xy<0,75 xy<0,75 xx > -1 εxx > -1 ε - - - - - - xx > -1 εxx > -1 εxx > -1 εxx > -1 εxx > -1 εxx > -1 20 - 40 εV > -1 εV > -1 εV > -1 ε 40 - 60 ε V > -1 yy > -1 ε γ yy > -1 εyy > -1 εV > -1 xy< 0,75 ε 60 - 80 γ V > -1 xy< 0,75 εyy > -1 εyy > -1 εyy > -1 εV > -1 εV > -1 80 - 100 εxx+<0,1 εxx+<0,1 εx+<0,1 εx+<0,1 εx+<0,1 εx+<0,1 εyy > -1 εyy > -1 εx+<0,1 εx+<0,1 volumske deformacije: εV, strižne deformacije: γxy , natezne/tlačne horizontalne deformacije: εxx+/-, vertikalne deformacije: εyy V zgornji preglednici 34 je zapisano, pri kateri globini izračunane deformacije povzročajo škodo na najdbah. Višje ležeče najdbe bodo poškodovane zaradi deformacij enake vrste in smeri, nižje ležeče Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 77 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. najdbe pa ne, ker se deformacije manjšajo z večanjem globine. Kot mejno vrednost deformacije sem upoštevala tisto deformacijo, ki jo prenesejo vsi materiali brez poškodb. To pomeni, da se pri globinah, določenih v preglednici 34, zaradi izračunanih deformacij ne bodo poškodovale vse najdbe. Enako velja tudi za rezultate zapisane v naslednjih treh preglednicah (preglednice 35, 36, 37). 5.2.2 Uporaba nasipnega materiala z majhno prostorninsko težo Določitev optimalne višine zaščitnega sloja na podlagi volumskih deformacij (slika 29, preglednica 17) je enostavna, saj sem že prej zapisala, da se deformacije večajo z višanjem nasipa. Kot je že omenjeno, 20 cm nasip povzroča največje deformacije v zgornjem delu, 40 cm nasip pa povzroča veliko deformacijo tik pod nasipom, nižje je potek deformacij podoben kot pod višjimi nasipi. Razlike med 80 in 140 cm nasipom so pri površju majhne, nato se z globino večajo, zato bom za optimalno višino določila 60 cm nasip. Če se najdbe nahajajo v spodnjih 30 cm obravnavanega prereza, ni potreben zaščitni sloj, saj so deformacije v tem primeru najmanjše. Največje strižne deformacije (slika 30, preglednica 18) nastanejo pod obtežbo tovornjaka, ko nasipa ni in pod najnižjim nasipom. Ker se deformacije manjšajo z višanjem nasipa, je primerna izbira za zaščito pred strižnimi deformacijami nasip čim večje višine (140 cm), pod katerim so deformacije najmanjše. Tudi horizontalne deformacije (sliki 31 in 32, preglednici 19 in 20), ki nastanejo pod nasipi višine 80, 100, 120 in 140 cm, so približno enako velike. Velja, da se deformacije manjšajo z višanjem nasipa, torej izberem zaščitni sloj višine 140 cm. Vertikalne deformacije (slika 33, preglednica 21) so podobne volumskim. Največje deformacije nastanejo, ko nasipa ni, ter pod 20 in 40 cm visokim nasipom. Pri višjih nasipih sta si potek in velikost deformacij med seboj zelo podobna (nekoliko odstopajo deformacije pod 60 cm visokim nasipom v zgornjih 20 cm), velja pa, da deformacije naraščajo z višanjem nasipa. Torej je za varovaje arheoloških najdb v analiziranih primerih najprimernejši nasip višine 80 cm. Če sedaj pogledam celotno sliko, je najprimernejša višina 80 cm. Pri vseh deformacijah namreč velja, da so tiste, ki nastanejo, ko ni zaščitnega sloja in pod najnižjima nasipoma, precej večje kot deformacije pod višjimi nasipi. Vidimo tudi, da so deformacije pod nasipi višjimi od 40 cm podobno velike. Če primerjam deformacije pod obema vrstama nasipa, vidim, da pod lažjim nasipnim materialom nastajajo manjše deformacije. To je še posebej očitno pri volumskih, horizontalnih in vertikalnih 78 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. deformacijah, medtem, ko je pri strižnih deformacijah razlika manjša, še posebej pri višjih nasipih. Če izberem višino nasipa iz materiala z majhno prostorninsko težo na podlagi tega, da bodo deformacije manjše kot so pri navadnem nasipu, potem zadostuje višina 40 cm. Vendar je 80 cm tista višina, pri kateri so vse deformacije pri analizi najmanjše. Pričakovala sem, da bo v drugem primeru potreben nižji nasip, vendar temu ni tako. To je zaradi tega, ker pri običajnem materialu višji nasipi povzročajo večje deformacije, zato težimo k temu, da najdemo optimalno višino pri čim nižjem nasipu. Ker pa pri materialih z majhno prostorninsko težo tega problema ni, vidimo, da višji nasip bolje zaščiti temeljna tla. Preglednica 35: Višina zaščitnega sloja iz lažjega materiala in globina najdbe pri kateri so presežene mejne vrednosti deformacij v glinenih temeljnih tleh Deformacije Višina zaščitnega nasipa [cm] [‰] Globina 0 20 40 60 80 100 120 140 najdb [cm] ε ε ε ε ε ε V > -1 V > -1 V > -1 V > -1 V > -1 V > -1 γ γ γ γ γ 0 - 20 ε - - xy<0,75 xy<0,75 xy<0,75 xy<0,75 xy<0,75 xx > -1 εxx > -1 γxy < 0,75 ε - > -1 ε - > -1 ε - > -1 ε - > -1 ε - > -1 ε - xx xx xx xx xx xx > -1 εyy > -1 εyy > -1 εyy > -1 εyy > -1 εyy > -1 20 - 40 εV > -1 εyy > -1 εxx+<0,1 εxx+<0,1 εV>-1 40 - 60 εyy > -1 γxy< 0,75 εxx+<0,1 εxx+<0,1 εyy > -1 60 - 80 γxy< 0,75 εxx+<0,1 80 - 100 εxx+<0,1 εxx+<0,1 εxx+<0,1 volumske deformacije: εV, strižne deformacije: γxy , natezne/tlačne horizontalne deformacije: εxx+/-, vertikalne deformacije: εyy 5.3 Višina zaščitnega sloja na peščenih temeljnih tleh 5.3.1 Uporaba običajnega nasipnega materiala Izbira optimalne višine zaščitnega sloja na podlagi volumskih deformacij (slika 34, preglednica 22) je enostavna, saj sem že prej zapisala, da se deformacije večajo z višanjem nasipa, izjema je nasip višine 20 cm. V zgornjih 10 cm najmanjše deformacije nastanejo pod 60 cm nasipom, nižje pa pod 40 cm Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 79 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. nasipom. Zato izberem nasip višine 40 cm. Tudi gradnja nasipa ni problematična saj povzroča manjše deformacije. Tako natezne kot tlačne strižne deformacije (slika 35, preglednica 23), so v primeru brez nasipa nekajkrat večje, kot če imamo zaščitni sloj. Razlike v deformacijah tik pod površino so večje kot v nižjih plasteh (pri nateznih so razlike med deformacijami pod zgrajenimi nasipi do 3,5‰, v spodnjih 20 cm pa so razlike velike samo še 0,08‰, pri tlačnih deformacijah pa so zgoraj razlike do 2,61‰, spodaj pa 0,04‰). Kot optimalno višino nasipa izberem 80 cm. Glede na natezne horizontalne deformacije (slika 36, preglednica 24) bi bila najboljša izbira višina nasipa 80 cm. V zgornjih 20 cm so pod nekaterimi nasipi res manjše deformacije, vendar so razlike zelo majhne. Za zaščito pred tlačnimi deformacijami (slika 37, preglednica 25) pa izberem nasip višine 120 cm. Pod tako visokim nasipom so deformacije tik pod površjem, kjer nastanejo največje deformacije, najmanjše, v večjih globinah pa so razlike med deformacijami zelo majhne. Kot je že napisano, se vertikalne deformacije večajo z višanjem nasipa, izjema je 20 cm nasip. Deformacije pod 40 in 60 cm visokim nasipom so si zelo podobne. Za varovanje pred vertikalnimi deformacijami (slika 38, preglednica 26) izberem višino 40 cm. Sedaj moramo določiti višino nasipa, ki bo arheološke najdbe najbolje zaščitil pred vsemi deformacijami. V tem primeru bo to kar zahtevno, saj je za varovanje pred volumskimi in vertikalnimi deformacijami najboljši 40 cm nasip, za zaščito pred horizontalnimi deformacijami pa višji nasipi. Izbira višine nasipa bo kompromis, ki bo najboljše zaščitil najdbe pred vsemi deformacijam. Za izbrane podatke izberem nasip višine 60 cm. 80 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 36: Višina zaščitnega sloja iz običajnega materiala in globina najdbe pri kateri so presežene mejne vrednosti deformacij v peščenih temeljnih tleh Deformacije Višina zaščitnega nasipa [cm] [‰] Globina 0 20 40 60 80 100 120 140 najdb [cm] γ γ γ γ γ γ 0 - 20 ε xy<0,75 xy<0,75 xy<0,75 xy<0,75 xy<0,75 xy<0,75 xx- > -1 εxx- > -1 εxx- > -1 εxx- > -1 εxx- > -1 εxx- > -1 εxx- > -1 ε 20 - 40 ε V > -1 xx- > -1 γxy<0,75 ε ε V > -1 εxx+<0,1 εxx+<0,1 yy > -1 ε ε ε ε 40 - 60 ε V > -1 yy > -1 V > -1 V > -1 xx+<0,1 εyy > -1 εxx+<0,1 εyy > -1 εyy > -1 ε 60 - 80 ε V > -1 xx+<0,1 εyy > -1 εV > -1 ε γ V > -1 80 - 100 xy<0,75 ε ε ε xx+<0,1 εxx+<0,1 yy > -1 yy > -1 ε ε xx+<0,1 xx+<0,1 volumske deformacije: εV, strižne deformacije: γxy , natezne/tlačne horizontalne deformacije: εxx+/-, vertikalne deformacije: εyy 5.3.2 Uporaba nasipnega materiala z majhno prostorninsko težo Najboljšo zaščito pred volumskimi deformacijami (slika 39, preglednica 27), dosežemo z nasipom višine 60 cm. Pri nižjih nasipih so deformacije večje, pri višjih pa so podobno velike, tako da 60 cm izberemo na podlagi ekonomičnosti in racionalnosti porabe materiala. Pred strižnimi deformacijami (slika 40, preglednica 28) temeljna tla najbolje zaščitimo z nasipom višine 140 cm. Pod nižjimi nasipi nastanejo v zgornjih 20 cm precej večje deformacije (razlika je tudi 2,16‰ in več), nižje pa so deformacije pod najvišjim nasipom sicer večje, vendar so razlike med deformacijami pod nižjimi nasipi zelo majhne. Največje natezne horizontalne deformacije (slika 41, preglednica 29) nastanejo, ko temeljna tla niso zaščitena z nasipom, torej bo vsaka višina nasipa doprinesla k izboljšavi. Razlike med deformacijami, ki nastanejo pod različno visokimi nasipi, so zelo majhne. Izberem višino nasipa 40 cm. Pri tlačnih deformacijah (slika 42, preglednica 30) je situacija podobna, samo razlike v zgornjih 20 cm so večje. Na podlagi teh razlik določim višino nasipa 40 cm. Največje vertikalne deformacije nastanejo, ko ni zgrajen zaščitni sloj. Z višanjem nasipa se deformacije večajo, izjema je 20 cm visok nasip. Izberemo 40 cm za višino zaščitnega sloja, saj v tem primeru nastanejo najmanjše deformacije. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 81 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Na podlagi zgoraj napisanega, vseh slik in preglednic določim 40 cm kot optimalno višino zaščitnega sloja iz materiala z majhno prostorninsko težo za obravnavane primere. Ker sem pri glinenih temeljnih tleh določila višji nasip iz materiala z majhno prostorninsko težo, kot je nasip iz običajnega materiala, sem pričakovala podoben rezultat tudi pri peščenih temeljnih tleh. Vendar se je izkazalo, da mora biti nasip iz navadnega materiala višji kot nasip iz lažjega materiala. Pod lažjim nasipom so torej nastale manjše deformacije, zato je potreben tudi nižji nasip za varovanje arheoloških najdb. Preglednica 37: Višina zaščitnega sloja iz lažjega materiala in globina najdbe pri kateri so presežene mejne vrednosti deformacij v peščenih temeljnih tleh Deforma Višina zaščitnega nasipa [cm] cije [‰] Globina najdb 0 20 40 60 80 100 120 140 [cm] εV > -1 εV > -1 εV > -1 εV > -1 εV > -1 εV > -1 0 - 20 εxx- > -1 γxy<0,75 γxy<0,75 γxy<0,75 γxy<0,75 γxy<0,75 γxy<0,75 εxx- > -1 εxx- > -1 εxx- >-1 εxx- > -1 εxx- > -1 εxx- > -1 ε 20 - 40 ε V> -1 xx- > -1 ε γ xx+<0,1 εxx+<0,1 εxx+<0,1 εxx+<0,1 εxx+<0,1 xy<0,75 ε 40 - 60 ε yy > -1 ε yy > -1 ε yy > -1 εyy > -1 εyy > -1 xx+<0,1 60 - 80 εxx+<0,1 εyy > -1 εV > -1 γ 80 - 100 xy<0,75 ε ε yy > -1 yy > -1 εxx+<0,1 volumske deformacije: εV, strižne deformacije: γxy , natezne/tlačne horizontalne deformacije: εxx+/-, vertikalne deformacije: εyy 5.4 Primerjava deformacij pod optimalnim nasipom iz običajnega materiala in iz lažjega materiala Na spodnjih slikah so prikazane primerjave deformacij, ki nastanejo v temeljnih tleh pod izbranimi optimalnimi višinami zaščitnega sloja, če uporabimo običajen nasipni material ali pa material z majhno prostorninsko težo. 82 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.4.1 Primerjava deformacij v glinenih temeljnih tleh 6 brez nasipa 5.8 tovornjak na 40 cm nasipu iz ] običajnega [m materiala 5.6 tal ihn tovornjak na 80 elj cm nasipu iz tem običajnega ain 5.4 materiala bloG tovornjak na 40 cm nasipu iz lažjega 5.2 materiala tovornjak na 80 cm nasipu iz lažjega 5 materiala -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 46: Primerjava volumskih deformacij v glinenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala Na zgornji sliki vidimo, da so razlike med volumskimi deformacijami, ki nastanejo pod različno visokima nasipoma iz običajnega materiala, približno enake po celotnem obravnavanem prerezu, pod nasipom iz lažjega materiala pa se razlike manjšajo in je potek deformacij v spodnji polovici (0,5 m) skoraj enak. Pod nasipom iz lažjega materiala nastanejo manjše deformacije. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 83 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 tovornjak na 40 cm nasipu iz ] običajnega [m materiala l 5.6 taih tovornjak na 80 n elj cm nasipu iz običajnega tema materiala in 5.4 blo tovornjak na 40 G cm nasipu iz lažjega materiala 5.2 tovornjak na 80 cm nasipu iz lažjega materiala 5 0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00% 1.25% 1.50% 1.75% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 47: Primerjava strižnih deformacij v glinenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala Strižne deformacije, ki nastanejo pod običajnim nasipnim materialom, so si podobne. Tik pod nasipom iz lažjega materiala nastanejo manjše deformacije kot pod običajnim nasipom, globlje pa je potek strižnih deformacij skoraj enak. 84 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 tovornjak na 40 cm nasipu iz ] običajnega [m materiala l 5.6 taih tovornjak na 80 n cm nasipu iz elj običajnega tem materiala ain 5.4 blo tovornjak na 40 G cm nasipu iz lažjega materiala 5.2 tovornjak na 80 cm nasipu iz lažjega materiala 5 0.00% 0.05% 0.10% 0.15% 0.20% 0.25% 0.30% 0.35% 0.40% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 48: Primerjava nateznih horizontalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala Pri nateznih horizontalnih deformacijah je razlika med različnimi višinami nasipov enako velika tako pri običajnem nasipnem materialu, kot tudi pri lažjem nasipnem materialu. Deformacije pod nižjim nasipom (40 cm) iz težjega materiala sovpadajo z deformacijami, ki nastanejo pod še enkrat tako visokem (80 cm) nasipu iz lažjega materiala. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 85 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 tovornjak na 40 cm nasipu iz ] običajnega [m materiala l 5.6 taih tovornjak na 80 n cm nasipa iz elj običajnega tema materiala in 5.4 blo tovornjak na 40 G cm nasipu iz lažjega materiala 5.2 tovornjak na 80 cm nasipu iz lažjega materiala 5 -0.40% -0.35% -0.30% -0.25% -0.20% -0.15% -0.10% -0.05% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 49: Primerjava tlačnih horizontalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala Potek tlačnih horizontalnih deformacij je ne glede na izbiro nasipnega material podoben. Velike deformacije tik pod nasipom se zaradi izbire lažjega nasipnega materiala ne zmanjšajo. 86 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 tovornjak na 40 cm nasipu iz ] običajnega [m materiala l 5.6 taih tovornjak na 80 n cm nasipu iz elj običajnega tema materiala in 5.4 blo tovornjak na 40 G cm nasipu iz lažjega materiala 5.2 tovornjak na 80 cm nasipu iz lažjega materiala 5 -0.80% -0.70% -0.60% -0.50% -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 50: Primerjava vertikalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala Če je nasip iz običajnega materiala, so deformacije v prerezu pod višjim (80 cm) nasipom večje od tistih pod nižjim (40 cm) nasipom. Če pa je nasip iz lažjega materiala, so deformacije pod 80 cm nasipom manjše od tistih pod 40 cm nasipom. Deformacije se z uporabo lažjega nasipnega materiala zmanjšajo, razlika med tistimi, ki nastanejo pod nasipom iz običajnega materiala in iz lažjega materiala, je približno enaka pri obeh višinah nasipa. Z uporabo lažjega nasipnega materiala se volumske, natezne horizontalne in vertikalne deformacije zmanjšajo po celotnem prerezu, ostale deformacije pa se tik pod površjem zmanjšajo, nižje pa je potek podoben kot pod nasipom iz običajnega materiala. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 87 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.4.2 Primerjava deformacij v peščenih temeljnih tleh 6 brez nasipa 5.8 tovornjak na 40 cm nasipu iz običajnega ] materiala [ml 5.6 taih tovornjak na 60 cm nasipu iz eljnm običajnega materiala a tein 5.4 blo tovornjak na 40 G cm nasipu iz lažjega materiala 5.2 tovornjak na 60 cm nasipu iz lažjega materiala 5 -0.50% -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 51: Primerjava volumskih deformacij v peščenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala Volumske deformacije, ki nastanejo v temeljnih tleh pod 40 cm nasipom iz običajnega materiala so manjše kot tiste, ki nastanejo pod 60 cm nasipom. Pod nasipom iz lažjega materiala pa so volumske deformacije pod višjim (60 cm) nasipom manjše kot tiste pod nižjim (40 cm) nasipom. Če nasip zgradimo iz lažjega nasipnega materiala, se deformacije zmanjšajo glede na uporabo navadnega nasipnega materiala. 88 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 tovornjak na 40 cm nasipu iz ] običajnega [m materiala l 5.6 taih tovornjak na 60 n elj cm nasipu iz običajnega tema materiala in 5.4 blo tovornjak na 40 G cm nasipu iz lažjega materiala 5.2 tovornjak na 60 cm nasipu iz lažjega materiala 5 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 52: Primerjava strižnih deformacij v peščenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala Strižne deformacije se zmanjšajo, če nasip zgradimo iz lažjega nasipnega materiala. Vendar se zmanjšajo zelo malo in samo v delu, ki je tik pod površino temeljnih tal. V večjih globinah je potek deformacij ne glede na vrsto nasipnega materiala podoben. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 89 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 tovornjak na 40 cm nasipu iz ] običajnega [m materiala l 5.6 taih tovornjak na 60 n cm nasipu iz elj običajnega tema materiala in 5.4 blo tovornjak na 40 G cm nasipu iz lažjega materiala 5.2 tovornjak na 60 cm nasipu iz lažjega materiala 5 0.00% 0.10% 0.20% 0.30% 0.40% 0.50% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 53: Primerjava nateznih horizontalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala Natezne horizontalne deformacije so pod nasipoma višine 40 cm iz obeh materialov podobno velike. Razlika med deformacijami nastane pri višjem (60 cm) nasipu, kjer se deformacije zmanjšajo, če uporabimo lažji nasipni material. Razlike med deformacijami pod zaščitnimi nasipi so zelo majhne, so pa v zgornjih 30 cm opazno manjše, kot če zaščitni nasip ni zgrajen. 90 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 tovornjak na 40 cm nasipu iz ] običajnega [m materiala l 5.6 taih tovornjak na 60 n cm nasipu iz elj običajnega tema materiala in 5.4 blo tovornjak na 40 G cm nasipu iz lažjega materiala 5.2 tovornjak na 60 cm nasipu iz lažjega materiala 5 -1.20% -1.00% -0.80% -0.60% -0.40% -0.20% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 54: Primerjava tlačnih horizontalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala Pri tlačnih horizontalnih deformacijah izbira nasipnega materiala ne igra pomembne vloge, saj vidimo, da so si deformacije zelo podobne. Tiste deformacije, ki nastanejo pod višjim (60 cm) nasipom, so večje od tistih pod nižjim (40 cm) nasipom, pri tem pa material, iz katerega je nasip, ni pomemben. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 91 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 tovornjak na 40 cm nasipa iz običajnega ] materiala l [m 5.6 taih tovornjak na 60 cm nasipa iz eljnm običajnega tea materiala inb 5.4 loG tovornjak na 40 cm nasipu iz lažjega materiala 5.2 tovornjak na 60 cm nasipu iz lažjega materiala 5 -0.80% -0.70% -0.60% -0.50% -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 55: Primerjava vertikalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh pod optimalnim nasipom iz običajnega in lažjega materiala Vertikalne deformacije, ki nastanejo pod nasipom iz lažjega nasipnega materiala, so manjše kot tiste, ki nastanejo pod nasipom iz običajnega materiala. Deformacije v temeljnih tleh pod navadnim nasipnim materialom so pod višjim nasipom večje kot pod nižjim, pri uporabi lažjega nasipnega materiala pa je ravno obratno. Podobno kot velja za glinena temeljna tla, lahko zapišemo tudi za peščena. Vertikalne in volumske deformacije se zaradi lažjega nasipnega materiala zmanjšajo po celotnem prerezu, ostale deformacije pa se zmanjšajo predvsem tik pod nasipom, nižje je potek podoben tistim deformacijam, ki nastanejo pod nasipom iz običajnega materiala. 92 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.5 Uporaba geosintetika pod izbranimi optimalnimi višinami zaščitnega sloja Z uporabo geosintetika želimo deformacije pod optimalno visokimi zaščitnimi sloji še dodatno zmanjšati. Preverjali bomo vpliv dveh geosintetikov z različno togostjo. Prvi geosintetik ima nosilnost 100 kN/m pri deformaciji 10%, drugi ima desetkrat večjo nosilnostjo pri enaki deformaciji (togost prvega je 1000 kN/m, drugega pa 10000 kN/m). Preglednica 38: Materialne karakteristike geosintetika 1 Materialni model Elastičen Togost EA kN/m 1000 Preglednica 39: Materialne karakteristike geosintetika 2 Materialni model Elastičen Togost EA kN/m 10000 Na naslednjih slikah so prikazane deformacije, ki nastanejo brez oziroma z uporabo geosintetika. Geosintetik smo položili na temeljna tla pred pod prvo plast nasipa. Preverjali smo njegov vpliv pri izbrani višini nasipa iz običajnega materiala, pa tudi pod nasipom iz materiala z manjšo prostorninsko težo. 5.5.1 Uporaba geosintetika v glinenih temeljnih tleh Geosinteiki so nameščeni pod optimalnimi višinami zaščitnih nasipov, ki so določene za analizirane primere. To za glinena tla pomeni 40 cm visok nasip iz običajnega materiala in 80 cm visok nasip iz materiala z manjšo prostorninsko težo. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 93 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 tovornjak na 40 cm nasipu 5.8 tovornjak na 40 cm nasipu- geosintetik 1 ] [ml tovornjak na 40 5.6 ta cm nasipu- ihn geosintetik 2 elj tem tovornjak na 80 ain 5.4 cm eg nasipu bloG tovornjak na 80 cm eg nasipu- 5.2 geosintetik 1 tovornjak na 80 cm eg nasipu- geosintetik 2 5 -0.25% -0.20% -0.15% -0.10% -0.05% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 56: Primerjava volumskih deformacij v glinenenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) Volumske deformacije v glinenih tleh se po uporabi geosintetika pod nasipom iz navadnega materiala zmanjšajo v zgornjih 40 cm, pod nasipom iz lažjega materiala pa se zmanjšajo v zgornjih 20 cm, če je v uporabi geosintetik 2, če pa uporabimo geosintetik 1, se deformacije ne zmanjšajo. Najbolj se deformacije zmanjšajo tik pod nasipom, kjer so tudi največje. Pod navadnim nasipom je razlika pri uporabi geosintetika večja kot pod nasipom iz lažjega materiala. Deformacije se bolj učinkovito zmanjšajo pri geosintetiku z večjo togostjo. 94 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 tovornjak na 40 cm nasipu tovornjak na 5.8 40 cm nasipu- geosintetik 1 ] [m tovornjak na l 5.6 40 cm nasipu- taih geosintetik 2 n elj tovornjak na tema 80 cm eg in 5.4 b nasipu loG tovornjak na 80 cm eg nasipu- 5.2 geosintetik 1 tovornjak na 80 cm eg nasipu- 5 geosintetik 2 0.00% 0.25% 0.50% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 57: Primerjava strižnih deformacij v glinenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) Potek strižnih deformacij pod različnima nasipoma lahko opazujemo v zgornjih 20 cm, potem so razlike med deformacijami zelo majhne. Geosintetika pod obema nasipoma za polovico zmanjšata deformacije. Tako se največje deformacije tik pod nasipom prepolovijo. Uporaba geosintetika bolj vpliva na zmanjšanje deformacij pod običajno težkim nasipom. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 95 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 tovornjak na 40 cm nasipu 5.8 tovornjak na 40 cm nasipu- geosinteik 1 ] [ml tovornjak na 40 5.6 ta cm nasipu- ihn geosintetik 2 elj tovornjak na 80 tema cm eg nasipu in 5.4 bloG tovornjak na 80 cm eg nasipu- geosintetik 1 5.2 tovornjak na 80 cm eg nasipu- geosintetik 2 5 0.00% 0.02% 0.04% 0.06% 0.08% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 58: Primerjava nateznih horizontalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) Natezne horizontalne deformacije pod lažjim nasipom so manjše od tistih pod težjim po celotni globini. Vpliv geosintetika pod navadnim nasipom je možno zaznati po celotni globini. Geosintetik 2 v zgornji polovici bolj uspešno zmanjša deformacije, v spodnji polovici je njegov učinek podoben geosintetiku z manjšo nosilnostjo. Tudi pod nasipom iz lažjega materiala geosintetik 2 bolj učinkovito zmanjša deformacije. Vendar se deformacije zaradi geosintetikov zmanjšajo samo v zgornjih 30 cm, nižje pa opazne razlike ni več. 96 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 tovornjak na 40 cm nasipu 5.8 tovornjak na 40 cm nasipu- geosintetik 1 ] l [m tovornjak na 40 5.6 ta cm nasipu- ih geosintetik 2 eljnm te tovornjak na 80 ain cm eg nasipu 5.4 bloG tovornjak na 80 cm eg nasipu- 5.2 geosintetik 1 tovornjak na 80 cm eg nasipu- geosintetik 2 5 -0.30% -0.25% -0.20% -0.15% -0.10% -0.05% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 59: Primerjava tlačnih horizontalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) Vidimo, da so deformacije tik pod nasipom po namestitvi geosinteikov, še posebej geosintetika 2, precej manjše kot sicer. Vendar pa se horizontalne deformacije v zgornjih 10 cm zmanjšajo iz 0,3% na približno 0,01% tudi brez geosinteikov. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 97 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 tovornjak na 40 cm nasipu 5.8 tovornjak na 40 cm nasipu- geosintetik 1 ] [ml tovornjak na 40 5.6 ta cm nasipu- ihn geosintetik 2 elj tem tovornjak na 80 a cm eg nasipu in 5.4 bloG tovornjak na 80 cm eg nasipu- 5.2 geosintetik 1 tovornjak na 80 cm eg nasipu- geosintetik 2 5 -0.30% -0.25% -0.20% -0.15% -0.10% -0.05% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 60: Primerjava vertikalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) Vertikalne deformacije, ki nastanejo pod 40 cm nasipom iz navadnega materiala, so večje kot deformacije pod višjim nasipom iz lažjega materiala. Tudi zmanjšanje deformacij po uporabi geosintetika je večje pod prvim nasipom. Deformacije se pod prvim nasipom zmanjšajo v zgornjih 40 cm, pod drugim nasipom pa v zgornjih 20 cm. Bolj učinkovito deluje geosintetik z večjo nosilnostjo. V spodnji polovici obravnavanega prereza ni opaziti učinka delovanja geosintetikov, ker so deformacije enako velike pred in po njegovi uporabi. 5.5.2 Uporaba geosintetika v peščenih temeljnih tleh Geosintetiki na peščenih tleh so nameščeni pod 60 cm visokim nasipom iz navadnega materiala in pod 40 cm visokim nasipom iz ekspandirane gline. 98 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 tovornjak na 60 cm nasipu 5.8 tovornjak na 60 cm nasipu- geosintetik 1 ] [ml tovornjak na 60 5.6 ta cm nasipu- ihn geosintetik 2 elj tovornjak na 40 tema cm eg nasipu in 5.4 bloG tovornjak na 40 cm eg nasipu- geosintetik 1 5.2 tovornjak na 40 cm eg nasipu- geosintetik 2 5 -0.35% -0.25% -0.15% -0.05% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 61: Primerjava volumskih deformacij v peščenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) Volumske deformacije v peščenih temeljnih tleh so pod nasipom iz težjega materiala večje, kot tiste pod nasipom iz lažjega materiala. Pod nasipom iz navadnega materiala se deformacije zaradi geosintetika 1 zmanjšajo v zgornjih 40 cm, zaradi geosintetika 2 pa v zgornjih 60 cm. V spodnjem delu ni vpliva geosintetikov na potek deformacij. Med zmanjšanjem deformacij zaradi geosintetikov 1 in 2 ni tako velike razlike kot je bila pri glinenih temeljnih tleh. Geosintetika pod nasipom iz ekspandirane gline zmanjšata deformacije v zgornjih 40 cm, nižje pa nimata več vpliva. Deformacije so po uporabi geosintetikov približno enako velike. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 99 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 tovornjak na 60 cm nasipu 5.8 tovornjak na 60 cm nasipu- geosintetik 1 ] [ml tovornjak na 60 5.6 ta cm nasipu- ihn geosintetik 2 elj tem tovornjak na 40 ain 5.4 cm eg nasipu bloG tovornjak na 40 cm eg nasipu- 5.2 geosintetik 1 tovornjak na 40 cm eg nasipu- geosintetik 2 5 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 62: Primerjava strižnih deformacij v peščenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) Strižne deformacije so tik pod nasipom iz navadnega materiala velike 8,5‰ po uporabi geosintetika 1 2,25%, šele geosintetik 2 jih zmanjša na 0,56‰. Deformacije pod nasipom iz lažjega materiala so tik pod nasipom velike 5,7‰. Z uporabo geosintetika 1 so deformacije skoraj enako velike, 5,2‰, zmanjšajo se šele z uporabo geosintetika z večjo nosilnostjo, 3,3‰. Potek deformacij lahko opazujemo v zgornjih 15 cm, nižje so razlike med deformacijami zelo majhne. 100 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 tovornjak na 60 cm nasipu 5.8 tovornjak na 60 cm nasipu- ] geosintetik 1 [ml 5.6 ta tovornjak na 60 ihn cm nasipu- elj geosintetik 2 temain 5.4 tovornjak na 40 blo cm eg nasipu G tovornjak na 40 5.2 cm eg nasipu- geosintetik 1 tovornjak na 40 5 cm eg nasipu- 0.00% 0.02% 0.04% 0.06% 0.08% 0.10% geosintetik 2 Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 63: Primerjava nateznih horizontalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) Natezne horizontalne deformacije so največje v zgornjih 20 cm potem so razlike med njimi majhne in njihov potek je medseboj podoben. Tik pod nasipom iz navadnega materiala nastane največja deformacija, ki pa jo z uporabo geosintetikov zmanjšamo. Geosintetika deformacije pod navadnim nasipom v zgornjih 20 cm zmanjšata, nato pa nekoliko povečata v naslednjih 20 cm. Deformacije pod nasipom iz lažjega materiala so precej manjše, z geosintetikoma pa jih še dodatno zmanjšamo. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 101 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 tovornjak na 60 cm nasipu 5.8 tovornjak na 60 cm nasipu- geosintetik 1 ] [ml tovornjak na 60 5.6 ta cm nasipu- ihn geosintetik 2 elj tem tovornjak na 40 a cm eg nasipu in 5.4 bloG tovornjak na 40 cm eg nasipu- 5.2 geosintetik 1 tovornjak na 40 cm eg nasipu- geosintetik 2 5 -0.60% -0.50% -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 64: Primerjava tlačnih horizontalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) Tlačne horizontalne deformacije so pod obema vrstama nasipa podobno velike. Uporaba geosintetikov deformacije zmanjša. Pri uporabi geosintetikov pod nasipom iz lažjega materiala nastanejo najmanjše deformacije. Geosintetik z večjo togostjo bolj učinkovito zmanjša deformacije. 102 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 tovornjak na 60 cm nasipa 5.8 tovornjak na 60 cm nasipu- geosintetik 1 ] [m tovornjak na 60 5.6 cm nasipu- tal ih geosintetik 2 eljn a tem tovornjak na 40 inb cm eg nasipu 5.4 loG tovornjak na 40 cm eg nasipu- 5.2 geosintetik 1 tovornjak na 40 cm eg nasipu- geosintetik 2 5 -0.35% -0.25% -0.15% -0.05% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 65: Primerjava vertikalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh (optimalna višina nasipa z/brez geosintetika) Vertikalne deformacije so pod nasipom iz lažjega materiala manjše kot tiste pod nasipom iz navadnega materiala. Z uporabo geosintetika 1 in 2 se dodatno zmanjšajo. Vendar je vpliv geosintetika samo v zgornjih 30 cm, potem so deformacije z oziroma brez uporabe geosintetikov približno enake. Tudi deformacije pod navadnim nasipom se zmanjšajo, če uporabimo geosintetik. Vpliv geosintetikov je možno zaznati v zgornjih 60 cm. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 103 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.6 Primerjava deformacij pod izbranimi višinami zaščitnega sloja z uporabo geosintetika Sedaj, ko smo izračunali vpliv geosintetikov pod izbranimi višinami zaščitnega sloja, lahko prikažemo najmanjše deformacije, ki nastanejo, ko arheološko najdišče varujemo s prekrivanjem. Pri glinenih in peščenih temeljnih tleh so deformacije pod obema vrstama nasipa najmanjše po uporabi geosintetika z večjo togostjo. V preglednicah 37 in 38 so prikazane deformacije, ki nastanejo pod izbranimi optimalnimi višinami. To je 40 cm za navaden nasipni material in 80 cm za nasip zgrajen iz ekspandirane gline na glinenih temeljnih tleh in 60 cm za nasip iz običajnega materiala in 40 cm za nasip iz ekspandirane gline na peščenih temeljnih tleh. 104 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 40: Primerjava deformacij, ki nastanejo v glinenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 40 cm (običajen material) in 80 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 εV γxy εxx+ εxx- εyy 2 2 2 2 2 a) - a) - a) - a) - a) - cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm 0 tetik 0 lin 0 tetik 0 lin 0 tetik 0 lin 0 tetik 0 lin 0 tetik 0 lin ] a 4 sin a 8 . g a 4 sin a 8 . g a 4 sin a 8 . g a 4 sin a 8 . g a 4 sin a 8 . g a n eo n sp 2 a n eo n sp 2 a n eo n sp 2 a n eo n sp 2 a n eo n sp 2 a [m asip jak - g jak (ek teik asip jak - g jak (ek teik asip jak - g jak (ek teik asip jak - g jak (ek teik asip jak - g jak (ek teik in u u u u u u u u u u b rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn o o sin o o sin o o sin o o sin o o sin lo rez n v asip v asip eo rez n v asip v asip eo rez n v asip v asip eo rez n v asip v asip eo rez n v asip v asip eo G b to n to n g b to n to n g b to n to n g b to n to n g b to n to n g 6,00-5,81 -3,59 -1,54 -0,90 17,28 1,25 0,82 3,94 0,29 0,15 -3,61 -0,47 -0,24 -7,03 -1,80 -1,03 5,80-5,61 -1,77 -1,15 -0,67 4,02 0,41 0,35 0,76 0,29 0,13 -0,40 -0,12 -0,09 -2,62 -1,44 -0,80 5,60-5,41 -0,93 -0,86 -0,53 1,85 0,31 0,27 0,49 0,23 0,10 -0,21 -0,09 -0,07 -1,53 -1,09 -0,64 5,40-5,21 -0,49 -0,67 -0,44 0,77 0,26 0,23 0,45 0,17 0,09 -0,08 -0,08 -0,05 -0,93 -0,84 -0,52 5,20-5,00 -0,22 -0,55 -0,37 0,37 0,23 0,20 0,23 0,13 0,08 -0,01 -0,07 -0,05 -0,41 -0,67 -0,45 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 105 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 41: Primerjava deformacij, ki nastanejo v peščenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 60 cm (običajen material) in 40 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 εV γxy εxx+ εxx- εyy 2 2 2 2 2 a) - a) - a) - a) - a) - cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm 0 tetik 0 lin 0 tetik 0 lin 0 tetik 0 lin 0 tetik 0 lin 0 tetik 0 lin ] a 6 sin a 4 . g a 6 sin a 4 . g a 6 sin a 4 . g a 6 sin a 4 . g a 6 sin a 4 . g a n eo n sp 2 a n eo n sp 2 a n eo n sp 2 a n eo n sp 2 a n eo n sp 2 a [m asip jak - g jak (ek teik asip jak - g jak (ek teik asip jak - g jak (ek teik asip jak - g jak (ek teik asip jak - g jak (ek teik in u u u u u u u u u u b rn rn rn rn rn rn rn rn rn rn o o sin o o sin o o sin o o sin o o sin lo rez n v asip v asip eo rez n v asip v asip eo rez n v asip v asip eo rez n v asip v asip eo rez n v asip v asip eo G b to n to n g b to n to n g b to n to n g b to n to n g b to n to n g 6,00-5,81 -3,94 -2,28 -1,66 46,29 5,56 3,27 4,75 0,24 0,29 -11,56 -1,48 -0,55 -7,76 -2,91 -1,59 5,80-5,61 -2,98 -1,42 -0,75 8,70 0,27 0,46 0,84 0,25 0,11 -1,19 -0,08 -0,04 -4,22 -0,76 -0,88 5,60-5,41 -2,32 -0,84 -0,39 4,02 0,16 0,18 0,24 0,08 0,10 -0,40 -0,05 -0,03 -2,91 -0,70 -0,51 5,40-5,21 -1,72 -0,51 -0,23 1,92 0,11 0,07 0,18 0,05 0,07 -0,12 -0,05 -0,03 -2,10 -0,58 -0,31 5,20-5,00 -1,12 -0,39 -0,16 1,07 0,10 0,05 0,18 0,05 0,04 -0,08 -0,05 -0,03 -1,38 -0,46 -0,22 106 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 ] l [m 5.6 taihn elj tovornjak na 40 m cm nasipu, tea geosintetik 2 in 5.4 bloG 5.2 tovornjak na 80 cm eg nasipu, geosintetik 2 5 -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 66: Primerjava vertikalnih deformacij, ki nastanejo v glinenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 40 cm (običajen material) in 80 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 107 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 ] l [m 5.6 taihn elj tovornjak na 40 m cm nasipu, tea geosintetik 2 in 5.4 bloG 5.2 tovornjak na 80 cm eg nasipu, geosintetik 2 5 0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00% 1.25% 1.50% 1.75% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 67: Primerjava strižnih deformacij, ki nastanejo v glinenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 40 cm (običajen material) in 80 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 108 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 ] l [m 5.6 taih eljn tovornjak na 40 m cm nasipu, tea geosintetik 2 in 5.4 bloG 5.2 tovornjak na 80 cm eg nasipu, geosintetik 2 5 0.00% 0.10% 0.20% 0.30% 0.40% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 68: Primerjava nateznih horizontalnih deformacij, ki nastanejo v glinenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 40 cm (običajen material) in 80 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 109 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 ] l [m 5.6 taih eljnm tovornjak na 40 te cm nasipu, ain 5.4 geosintetik 2 bloG 5.2 tovornjak na 80 cm eg nasipu, geosintetik 2 5 -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 69: Primerjava tlačnih horizontalnih deformacij, ki nastanejo v glinenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 40 cm (običajen material) in 80 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 110 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 ] l [m 5.6 taihn elj tovornjak na 40 m cm nasipu, tea geosintetik 2 in 5.4 bloG 5.2 tovornjak na 80 cm eg nasipu, geosintetik 2 5 -0.80% -0.70% -0.60% -0.50% -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v teneljnih tleh [%] Slika 70: Primerjava vertikalnih deformacij, ki nastanejo v glinenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 40 cm (običajen material) in 80 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 111 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 ] [m 5.6 tal ihn elj tovornjak na 60 cm nasipu, tema geosintetik 2 in 5.4 bloG 5.2 tovornjak na 40 cm eg nasipu, geosintetik 2 5 -0.50% -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 71: Primerjava volumskih deformacij, ki nastanejo v peščenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 60 cm (običajen material) in 40 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 112 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 ] l [m 5.6 taihn elj tovornjak na 60 m cm nasipu, tea geosintetik 2 in 5.4 bloG 5.2 tovornjak na 40 cm eg nasipu, geosintetik 2 5 0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00% 1.25% 1.50% 1.75% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 72: Primerjava strižnih deformacij, ki nastanejo v peščenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 60 cm (običajen material) in 40 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 113 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 ] l [m 5.6 taih tovornjak na 60 eljn cm nasipu, m te geosintetik 2 ain 5.4 bloG 5.2 tovornjak na 40 cm eg nasipu, geosintetik 2 5 0.00% 0.10% 0.20% 0.30% 0.40% 0.50% Deformacije v teneljnih tleh [%] Slika 73: Primerjava nateznih horizontalnih deformacij, ki nastanejo v peščenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 60 cm (običajen material) in 40 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 114 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 ] [m 5.6 tal ihn elj tovornjak na 60 tem cm nasipu, ain 5.4 geosintetik 2 bloG 5.2 tovornjak na 40 cm eg nasipu, geosintetik 2 5 -1.20% -1.00% -0.80% -0.60% -0.40% -0.20% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 74: Primerjava tlačnih horizontalnih deformacij, ki nastanejo v peščenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 60 cm (običajen material) in 40 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 115 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 brez nasipa 5.8 ] l [m 5.6 taih tovornjak na 60 eljnm cm nasipu, te geosintetik 2 ain 5.4 bloG 5.2 tovornjak na 40 cm eg nasipu, geosintetik 2 5 -0.80% -0.60% -0.40% -0.20% 0.00% Deformacije v teneljnih tleh [%] Slika 75: Primerjava vertikalnih deformacij, ki nastanejo v peščenih temeljnih tleh zaradi tovornjaka, ki ni na nasipu, 60 cm (običajen material) in 40 cm (ekspandirana glina) nasipu z uporabo geosintetika 2 5.7 Razpored deformacij po celotnih temeljnih tleh pri izbranih višinah zaščitnega sloja Sedaj, ko sem določila optimalne višine zaščitnega sloja, bom na spodnjih slikah prikazala razpored deformacij pod celotnim nasipom in ne samo v najbolj kritičnih prerezih. Pod nasipom je nameščen geosinteik 2. 116 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.7.1 Glinena temeljna tla, nasip 40 cm iz običajnega materiala Slika 76: Volumske deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu Slika 77: Strižne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 117 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 78: Horizontalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu Slika 79: Vertikalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu 118 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.7.2 Glinena temeljna tla, nasip 80 cm iz materiala z majhno prostorninsko težo Slika 80: Volumske deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 80 cm nasipu iz ekspandirane gline Slika 81: Strižne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 80 cm nasipu iz ekspandirane gline Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 119 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 82: Horizontalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 80 cm nasipu iz ekspandirane gline Slika 83: Vertikalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 80 cm nasipu iz ekspandirane gline 120 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.7.3 Peščena temeljna tla, nasip 60 cm iz običajnega materiala Slika 84: Volumske deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 60 cm nasipu Slika 85: Strižne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 60 cm nasipu Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 121 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 86: Horizontalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 60 cm nasipu Slika 87: Vertikalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 60 cm nasipu 122 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.7.4 Peščena temeljna tla, nasip 40 cm iz material z majhno prostorninsko težo Slika 88: Vertikalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu iz ekspandirane gline Slika 89: Strižne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu iz ekspandirane gline Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 123 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 90: Horizontalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu iz ekspandirane gline Slika 91: Vertikalne deformacije v temeljnih tleh zaradi tovornjaka na 40 cm nasipu iz ekspandirane gline 124 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Na slikah od 76 do 91 vidim, da je potek deformacij podoben, razlike nastanejo pri velikostih deformacij. 5.8 Poškodbe najdb pod optimalnim zaščitnim nasipom Kako bomo najdbe varovali, je odvisno predvsem od tega, iz kakšnega materiala so, na kateri globini in v kakšni vrsti tal se nahajajo. Če poznamo material, ki sestavlja najdbo, bomo poznali mejne deformacije, ki povzročajo nepovratne poškodbe in uničenje. Največ težav pri varovanju predstavljajo najdbe, ki so sestavljene iz materialov, ki imajo majhno nosilnosti v nategu. Taki materiali so npr.: beton, kamen, keramika, porcelan. Pomembna je tudi vrsta in smer deformacije glede na položaj najdbe, saj so npr. horizontalne deformacije precej manjše kot vertikalne. Tudi sprememba višine nasipa deluje različno pri različnih deformacijah, vertikalne in volumske deformacije se z višanjem nasipa večajo, strižne pa manjšajo. Iz grafov in preglednic vidimo, da se deformacije po globini spreminjajo, z globino se manjšajo. V večji nevarnosti so torej najdbe, ki ležijo bližje površja. Vse deformacije, ki sem jih izračunala, veljajo za temeljna tla, vendar sem predpostavila, da se bodo najdbe enako deformirale. Na deformacije pa poleg vrste tal vpliva tudi izbira nasipnega materiala. Pri izbiri materiala z manjšo prostorninsko težo smo deformacije v tleh zmanjšali. V računih sem uporabila ekspandirano glino, ki ima prostorninsko težo 5 kN/m3 (preglednice 7, 8, 9). Navaden nasipni material ima zasičeno prostorninsko težo vsaj 19 kN/m3, nezasičeno pa 18 kN/m3 (preglednice 4, 5, 6). Torej je lastna teža nasipa, grajenega iz lažjega materiala, manjša za približno 3,5 krat glede na običajne nasipne materiale. Dodatno zmanjšanje deformacij smo dosegli z uporabo geosintetikov pod nasipom. Bolj učinkovit je tisti, ki ima večjo togost, to pomeni večjo nosilnost pri enaki deformaciji (v naših primerih je to geosintetik 2). Geosintetiki zmanjšajo deformacije v zgornji polovici opazovanega prereza (do globine okrog 0,5m), nižje pa ne vplivajo. Tudi to je dovolj, saj v tem delu nastanejo največje deformacije. Treba je preveriti, ali je bolj smiselno uporabiti geosintetik ali pa nasip iz lažjega materiala ali morda oboje. Zaščitni sloj zgradimo, da zavarujemo predvidene arheološke najdbe pred poškodbami. Po izgradnji pa lahko zaščitni nasip uporabljamo za različne namene (kmetijstvo, parkirišče, prometnice), vendar moramo to predhodno upoštevati pri projektiranju nasipa. V zgornjih analizah sem poskušala s čim nižjim nasipom doseči manjše deformacije, vendar pa je v nekaterih primerih kasnejše rabe (prometnice) potrebno imeti določeno debelino nasipa za ustrezno izvedbo zgornjega in spodnjega ustroja. V takih primerih je torej višji zaščitni nasip celo zaželen. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 125 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.8.1 Poškodbe najdb v glinenih temeljnih tleh Kakšne so torej primerne odločitve, če se arheološko najdišče nahaja v glinenih tleh? Najprej je potrebno vedeti, kakšne materiale lahko pričakujemo na določenih globinah. Na podlagi rezultatov iz razpredelnice 37 se nato odločimo za vrsto nasipnega materiala. Višina zaščitnega sloja je že določena tako, da povzroča najmanjše deformacije. Po potrebi uporabimo tudi geosintetik. V preglednici 40 so podani rezultati z uporabo geosintetika, za primerjavo ali je potreben, pa moramo pregledati tudi druge preglednice (preglednice 12-21). Če ne bi bilo zaščitnega sloja, bi nepopravljivo škodo doživele vse najdbe v zgornjih 20 cm temeljnih tal, ne glede na vrsto materiala, saj nastanejo v obravnavanih prerezih prevelike deformacije. Nižje bi ostali nepoškodovani tisti materiali, ki imajo ustrezno natezno nosilnost. Najbolj kritične so najdbe v zgornjih 20 cm, kjer so deformacije največje. V zgornjih 20 cm bi se, ob predpostavki, da se najdbe deformirajo enako kot zemljina, pod nasipom iz navadnega materiala, zaradi volumskih deformacij, poškodovale najdbe iz kovine, mehkega lesa in kamna, 20 cm nižje pa samo še izdelki iz litega železa. Nižje pa izračunane deformacije ne poškodujejo najdb. Če bi uporabili geosintetik, bi bile nevarnosti poškodb v zgornjih 20 cm za izdelke iz litega železa, mehkega lesa obremenjenega pravokotno na vlakna in kamna. 20 cm nižje se lahko poškodujejo samo še kamnite najdbe, v nižjih globinah pa so zaščitene vse najdbe. Če bi nasip zgradili iz materiala z manjšo prostorninsko težo, uporaba geosintetika ne bi bila potrebna, saj so deformacije premajhne, da bi se najdbe v obravnavanem prerezu lahko poškodovale. Najdbe, ki jih moramo zaščititi pred strižnimi deformacijami, ležijo v zgornjih 20 cm, nižje pa so deformacije premajhne, da bi lahko povzročale škodo. Brez uporabe geosintetika bi bile pod navadnim nasipom v nevarnosti najdbe iz lesa, kamna, betona, kovin, z izjemo medeninastih najdb. Po namestitvi geosintetika se deformacije tako zmanjšajo, da so v nevarnosti za poškodbe samo betonske in kamnite najdbe. Če uporabimo nasip iz lažjega materiala brez geosintetika, so v nevarnosti najdbe iz železa, bakra, kamna in betona, ostali materiali pa nastale strižne deformacije prenesejo brez poškodb. Po uporabi geosintetika se v zgornjih 20 cm zaradi strižnih deformacij poškodujejo samo betonske in kamnite najdbe. Pod nasipom iz navadnega materiala nastanejo v zgornjih 20 cm tako velike natezne horizontalne deformacije, da se poškodujejo materiali z majhno natezno nosilnostjo (beton, steklo, porcelan, kamen). 40 cm nižje so deformacije še vedno tako velike, da poškodujejo porcelanaste najdbe. Betonske najdbe pa se bodo poškodovale do 40 cm globine. Kamnite in keramične najdbe se zaradi nateznih horizontalnih deformacij poškodujejo v vsaki globini. Tlačne horizontalne deformacije v 126 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. zgornjih 20 cm ne poškodujejo najdb iz stekla, trdega lesa obremenjenega pravokotno na vlakna, betona in porcelana. Nižje so izračunane deformacije premajhne, da bi lahko škodovale najdbam. Po uporabi geosintetika se lahko zaradi nateznih deformacij poškodujejo porcelansti izdelki v zgornjih 40 cm, kamniti in keramični izdelki v celotnem prerezu, tlačne deformacije pa so tako majhne, da ne poškodujejo nobenih najdb. Pod nasipom z majhno prostorninsko težo nastanejo v zgornjih 20 cm prevelike natezne horizontalne deformacije za izdelke iz porcelana in betona, 40 cm nižje pa izdelke iz kamna in keramike. Tlačne horizontalne deformacije v prvih 20 cm poškodujejo najdbe iz železa, bakra, mehkega lesa in betona. Nižje tlačne horizontalne deformacije ne uničujejo najdb. Po uporabi geosintetika se deformacije zmanjšajo, poškodovale se bodo kamnite in keramične najdbe zaradi horizontalnih nateznih deformacij v zgornjih 60 cm. Če najdbe ščitimo samo z navadnim nasipom, se bodo v zgornjih 20 cm zaradi vertikalnih deformacij poškodovale vse kovine, mehek les in kamnite najdbe, 20 cm nižje pa najdbe iz kamna, litega in kovanega železa in mehkega lesa, ki so obremenjene pravokotno na vlakna. Z geosintetikom zmanjšamo deformacije tako, da so v zgornjih 40 cm nevarne samo za izdelke iz železa, mehkega lesa obremenjenega pravokotno na vlakna in kamna. Druge najdbe v ostalih globinah niso v nevarnosti za poškode zaradi vertikalnih deformacij. Če uporabim olažji nasipni material, potem so v zgornjih 20 cm v nevarnosti izdelki iz železa in kamna. Nižje so deformacije premajhne, da bi povzročale nevarnost za poškodbo. V primeru, da uporabimo obe izboljšavi, lažji nasipni material in geosintetik, pa po celotnem prerezu preprečimo poškodbe najdb. V spodnji preglednici 42 bom prikazala zgoraj zapisano besedilo. Velja, da pri globini, pri kateri sta zapisani vrsta in smer deformacije, te deformacije začnejo povzročati škodo na najdbah. Ker se deformacije manjšajo z globino, so nižjeležeče najdbe na varnem, višjeležeče pa se bodo poškodovale. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 127 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 42: Vrsta in smer deformacije, ki povzroča poškodbe najdb na različnih globinah v glinenih temeljnih tleh pod optimalno določenimi višinami nasipa v obravnavanih primerih e v b a a ro it) n z n z ajd ak o o o o a ran b tn n tn n a a n in železo les les o o o v k v les k les ik (g in e o a) red i) v o a) v red i) b ] en n železo an lo n o n n o n n en v er in ro ro lo ed ro rcelan ito o ak tek rasto rav lak rasto zp lak o rav lak o zp lak eto eram am o G [cm M B L K B zlitin S H (p v H (v v B (p v B (v v B K K P Brez nasipa ε ε ε ε ε ε V, γxy, V, γxy, ε ε ε 0 - 20 V, εxx+, V, εxx+, ε V, εxx+, V, γxy, ε ε ε V, εxx-, V, γxy, γ V, γxy, ε xx+, εxx- εxx+, εxx- xx+, εxx-, xx+, εxx-, xx+, εxx- εxx+, εxx- xy, εxx- xx- εxx- εxx- εxx-, εyy ε ε ε ε yy xx-, εyy xx-, εyy yy εyy γxy, ε 20 - 40 γ V, γxy, xy, εyy εV, γxy εV, γxy γxy, εyy εxx+ ε ε ε V, γxy ε V yy yy 40 - 60 ε ε ε yy εyy yy yy 60 - 80 γ xy, εxx+ 80 - 100 ε xx+ εxx+ εxx+ Zaščitni nasip višine 40 cm iz običajnega materiala ε ε ε ε ε ε ε 0 - 20 V, εxx-, V, γxy, γ V, γxy, V, γxy, ε V, γxy, V, γxy, γ V, γxy, ε xy, εxx- xx+ γxy γxy, εxx- xy εxx- yy εxx-, εyy εxx- εxx-, εyy εxx- εxx-, εyy εxx- 20 - 40 ε ε ε ε V, εyy εyy yy xx+ yy 40 - 60 ε xx+ 60 - 80 80 - 100 ε xx+ εxx+ se nadaljuje… 128 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer nadaljevanje Preglednice 42… Zaščitni nasip višine 40 cm iz običajnega materiala z uporabo geosintetika 2 0 - 20 ε ε γ γ V V xy xy 20 - 40 ε ε ε yy εyy yy V, εyy εxx+ 40 - 60 60 - 80 80 - 100 ε xx+ εxx+ Zaščitni nasip višine 80 cm iz ekspandirane gline γ γ γ 0 - 20 xy, εxx-, xy, εxx-, γ ε xy, εxx-, ε ε xy, εxx- xx- εxx- xx+ εyy, γxy εxx+ yy εyy εxx+ 20 - 40 40 - 60 ε xx+ 60 - 80 ε xx+ 80 - 100 Zaščitni nasip višine 80 cm iz ekspandirane gline z uporabo geosintetika 2 0 - 20 γ γ xy xy 20 - 40 40 - 60 ε xx+ εxx+ 60 - 80 80 - 100 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 129 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.8.2 Poškodbe najdb v peščenih temeljnih tleh V peščenih tleh nastanejo večje deformacije. Deformacije, ki nastanejo pod optimalnimi nasipi in so dodatno zmanjšane z uporabo geosintetikov, so zapisane v preglednici 41. Deformacije, ki nastanejo pod katerokoli višino nasipa in brez zaščite z geosintetikom, so zapisane v preglednicah 22-31. V peščenih tleh bi se brez zaščitnega nasipa poškodovale najdbe iz kateregakoli materiala v celotnem obravnavanem prerezu. Volumske deformacije, ki nastanejo pod nasipom iz navadnega materiala, z uporabo ali brez uporabe geosintetika, bi povzročile škodo na vseh najdbah v zgornjih 20 cm, razen na steklu, porcelanu, betonu in trdem lesu obremenjenem vzporedno z vlakni. 20 cm nižje so možnosti poškodb za železne najdbe, ne glede na to ali uporabimo geosintetik ali ne. V nižjih globinah pa so vse najdbe pod nasipom iz navadnega materiala zaščitene pred poškodbami. Z izbiro lažjega nasipnega materiala, brez uporabe geosintetika, nastanejo poškodbe zaradi volumskih deformacij na najdbah iz železa, bakra in njegovih zlitin in mehkega lesa v zgornjih 20 cm. Če pa pod nasip namestimo geosintetik, v globini do 20 cm, zavarujemo tudi bakrene najdbe in najdbe iz mehkega lesa obremenjenega vzporedno z vlakni. V večjih globinah so najdbe pred poškodbami zaščitene tudi, če ne uporabimo geosintetika. Strižne deformacije so, ne glede na vrsto nasipnega materiala in uporabo geosintetika, nevarne samo v zgornjih 20 cm, nižje pa so tako majhne, da ne bodo povzročile škode. Če poleg preglednic pogledamo še sliki 35 in 40, vidimo, da so deformacije nevarno velike pravzaprav samo v zgornjih 10 cm. Ker so tako velike, je potrebno najdbe zaščititi z nasipom iz lažjega materiala in z uporabo geosintetika. Tudi s temi zaščitnimi ukrepi so možnosti za poškodbo pri železnih, bakrovih, kamnitih, betonskih izdelkih in izdelkih iz mehkega lesa. Tudi pri horizontalnih deformacijah se deformacije po zgornjih 20 cm tako zmanjšajo, da nižje za večino materialov niso več nevarne. Če uporabimo navaden nasipni material, brez geosintetika, potem so pred tlačnimi deformacijami v zgornjih 20 cm varne samo najdbe iz stekla, trdega lesa, betona in keramike. Natezne deformacije bodo v tej globini poškodovale najdbe iz stekla, trdega lesa obremenjega pravokotno na vlakna, porcelana, betona, kamna in keramike. 20 cm nižje bodo pred tlačnimi horizontalnimi deformacijami varne vse najdbe, natezne horizontalne deformacije pa povzročajo škodo na porcelanastih, betonskih, keramičnih in kamnitih najdbah. Natezne horizontalne deformacije 40 cm nižje poškodujejo najdbe iz keramike in kamna. Po namestitvi geosintetika se bodo zaradi nateznih deformacij poškodovale v zgornjih 40 cm porcelanaste najdbe, 20 cm nižje pa tudi najdbe iz kamna in keramike. Zaradi tlačnih horizontalnih 130 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. deformacij se bodo v zgornjih 20 cm poškodovale najdbe iz železa, kamna in mehkega lesa, ki je obremenjen pravokotno na vlakna. Nižje ni nevarnosti poškodb zaradi tlačnih horizontalnih deformacij. Horizontalne deformacije pod optimalnim nasipom iz ekspandirane gline so v zgornjih 20 cm obravnavanega prereza precej večje kot pod izbranim nasipom iz navadnega materiala. Horizontalnih deformacij z lažjim nasipnim materialom dejansko ne zmanjšamo. Nastale tlačne horizontalne deformacije bi v zgornjih 20 cm prenesli samo stekleni izdelki in izdelki iz trdega lesa obremenjenega pravokotno na vlakna, natezne horizontalne deformacije bi poškodovale vse najdbe razen tistih, ki so iz trdega lesa obremnenjenega vzporedno z vlakni, 40 cm nižje pa keramične in kamnite najdbe. Tako moramo pod nasipom iz ekspandirane gline nujno uporabiti geosintetik, zaradi katerega se deformacije zmanjšajo do take mere, da se lahko poškodujejo v zgornjih 20 cm porcelanaste najdbe, 40 cm nižje pa kamnite in keramične najdbe. V večjiih globinah ni nevarnosti poškodb zaradi horizontalnih deformacij. Vertikalne deformacije, ki nastanejo pod navadnim optimalnim nasipom, brez dodanega geosintetika, lahko poškodujejo v zgornjih 20 cm vse najdbe razen tistih, ki so iz stekla, betona, porcelana in trdega lesa obremenjenega pravokotno na vlakna. 20 cm nižje se deformacije zmanjšajo in so v nevarnosti izdelki iz železa, kamna in mehkega lesa obremenjenega pravokotno na vlakna, nižje pa deformacije ne bodo poškodovale najdb. Če namestimo geosintetik, so v zgornjih 20 cm še vedno tako velike deformacije, da so ogrožene enake najdbe kot pred uporabo geosintetika, vendar pa so v večjih globinah deformacije premajhne, da bi ogrožale najdbe. Z uporabo lažjega nasipnega materiala so nevarnosti poškodb v zgornjih 20 cm za najdbe iz kovin, mehkega lesa, trdega lesa obremenjenega vzporedno z vlakni, betona, kamna in porcelana. 20 cm nižje se lahko poškodujejo najdbe iz železa, kamna in mehkega lesa obremenjenega pravokotno na vlakna. 20 cm nižje pred deformacijami še vedno niso zaščitene kamnite najdbe. V spodnjih 40 cm so deformacije premajhne, da bi lahko poškodovale najdbe. Po uporabi geosintetika se deformacije zmanjšajo in v zgornjih 20 cm so v nevarnosti najdbe iz železa, kamna in mehkega lesa obremenjenega pravokotno na vlakna. Nižje so vse najdbe zavarovane pred poškodbami. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 131 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Preglednica 43: Vrsta in smer deformacije, ki povzroča poškodbe najdb na različnih globinah v peščenih temeljnih tleh pod optimalno določenimi višinami nasipa v obravnavanih primerih b e a a it) n z n z ajd o o o o a ran tn n tn n a a n in železo les les o e zlitin o o v k v les k les ik (g in v o a) red i) v o a) v red i) b ] en n železo an lo n o n n o n n en v er in ro ro ro lo ed ro rcelan ito o ak ak tek rasto rav lak rasto zp lak o rav lak o zp lak eto eram am o G [cm M B L K B b S H (p v H (v v B (p v B (v v B K K P Brez nasipa 0 - 20 εxx+, εxx- εxx+, εxx- εxx+ εxx+ εxx+, εxx- εxx- εxx- εxx+, εxx- εxx+, εxx- εxx+, εxx- εxx- εxx- ε xx- 20 - 40 ε ε ε ε xx- εxx- xx+ εxx+ xx+ xx- 40 - 60 ε xx+ 60 - 80 ε ε ε ε ε ε ε ε ε ε ε ε ε ε 80 - 100 V, γxy, V, γxy, V, γxy, V, γxy, V, γxy, V, γxy, V, γxy, V, γxy, V, γxy, V, γxy, V, γxy, V, γxy, V, γxy, V, εyy εyy εyy εyy εyy εyy εyy εyy εyy εyy εyy εyy, εxx+ εyy, εxx+ γxy, εyy Zaščitni nasip višine 60 cm iz običajnega materiala ε ε ε ε ε ε ε γ ε ε V, 0 - 20 V, γxy, V, γxy, γ V, γxy, γ V, γxy, γ V, γxy, V, γxy, xy, V, γxy, V, γxy, γ ε xy, εxx- γxy, εxx- xy, εxx+ xy, εyy xy, yy, εxx- εyy, εxx- εyy, εxx- εxx+ εyy, εxx- εxx- εxx+ εyy εxx- εxx- 20 - 40 ε ε ε V, εyy εV, εyy yy yy εxx+ 40 - 60 ε xx+ εxx+ 60 - 80 80 - 100 se nadaljuje… 132 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. nadaljevanje Preglednice 43… Zaščitni nasip višine 60 cm iz običajnega materiala z uporabo geosintetika 2 ε γ 0 - 20 ε V, εxx-, xy, εxx-, V, εyy εV, εyy εxx-, εyy εxx-, εyy εV, εyy ε ε V εyy ε V, εyy εxx+ εV, εyy yy εyy 20 - 40 ε ε V εV xx+ εV, εxx+ εxx+ 40 - 60 60 - 80 80 - 100 Zaščitni nasip višine 40 cm iz ekspandirane gline γ ε ε xy, ε γ ε ε V, γxy, γ ε V, γxy, γ ε 0 - 20 xx-, εxx+, xy, εxx-, V, γxy, V, γxy, ε γ xy, εxx-, V, γxy, ε xy, εxx-, γ xx-, ε xx-, εxx+, xy, εxx+ γxy, εxx+ xx-, εxx+, xy, εxx- γxy, εxx- yy εxx+, εyy εxx-, εxx+ εxx-, εxx+ ε ε_x- ε ε ε_y xx+, εyy ε yy, εxx+ xx+, yy εyy 20 - 40 ε ε yy εyy yy 40 - 60 ε xx+ εyy, εxx+ 60 - 80 80 - 100 Zaščitni nasip višine 40 cm iz ekspandirane gline z uporabo geosintetika 2 ε ε ε 0 - 20 V, γxy, V, γxy, γ V, γxy, γ γ ε xy xy γxy xy, εyy εxx+ yy εyy εyy 20 - 40 40 - 60 ε xx+ εxx+ 60 - 80 80 - 100 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 133 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.9 Vpliv togosti najdb V vseh prejšnjih analiziranih primerih temeljnih tal sem predpostavila majhne arheološke najdbe, ki bistveno ne spremenijo (povečajo) togosti tal in zaradi tega lahko rečemo, da se bodo najdbe deformirale enako kot temeljna tla v okolici. Vse deformacije so zato izračunane samo za temeljna tla. V primerih večjih najdb (nagrobniki, zidovi) pa ne moremo pričakovati, da se bodo deformirale enako kot zemljina okoli njih. Njihova togost bo večja, zato bodo deformacije manjše. V spodnjih primerih bom pregledala, kaj se zgodi z večjo kamnito najdbo v enakih temeljnih tleh in pod enako obtežbo kot v prejšnjih analizah. Slika 92: Kamniti nagrobnik [36] Za večjo kamnito najdbo sem izbrala nagrobnik, ki je prikazan na zgornji sliki. Nagrobnik je visok 86 cm, širok 73 cm, globok je 16 cm. V Plaxisu sem ga modelirala kot linearno elastičen model. Materialne karakteristike so podane v preglednici 44. Preglednica 44: Materialne karakteristike kamnitega nagrobnika Materialni model Linearno elastičen γ kN/m3 25 Togost E kN/m2 60000000 G kN/m2 24000000 Eoed kN/m2 72000000 ν 0,25 134 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Zanimajo me deformacije, ki nastanejo v najbolj obremenjenih prerezih temeljnih tal. Zato sem nagrobnik postavila pod kolo tovornjaka. Upoštevala sem, da nagrobnik v temeljnih tleh leži. Slika 93: Skica položaja nagrobnika v temeljnih tleh pod obtežbo tovornjaka brez zaščitnega nasipa 5.9.1 Vpliv togosti najdb v glinenih temeljnih tleh Največja verjetnost za poškodbe najdb je v primeru, ko niso zaščitene z nasipom. Zato bom preverila, kako se deformira kamniti nagrobnik v takem primeru. Nagrobnik leži blizu površja (8 cm pod površino), saj so tam največje deformacije. Na označenih prerezih sem odčitala deformacije, ki sem jih primerjala s tistimi, ko v temeljnih tleh ni nagrobnika. Slika 94: Volumske deformacije, ko je v glinenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 135 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 5.8 Nagrobnik brez nasipa ] l [m 5.6 taih eljnm teain 5.4 bloG brez nasipa - nagrobnik 5.2 5 -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 95: Primerjava volumskih deformacij v glinenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika 5.9 5.85 ] l [m 5.8 taih eljn 5.75 m a teinb 5.7 loG -0.00010% -0.00005% 0.00000% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 96: Povečan prikaz volumskih deformacij v območju nagrobnika 136 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 97: Strižne deformacije, ko je v glinenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik 6 5.8 brez nasipa ] l [m 5.6 taihn eljm teain 5.4 bloG brez nasipa - nagrobnik 5.2 5 -0.25% 0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00% 1.25% 1.50% 1.75% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 98: Primerjava strižnih deformacij v glinenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 137 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.9 ] 5.85 l [m taih 5.8 eljnm teainb 5.75 loG 5.7 -0.00005% 0.00000% 0.00005% 0.00010% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 99: Povečan prikaz strižnih deformacij v območju nagrobnika Slika 100: Horizontalne deformacije, ko je v glinenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik 138 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 5.8 brez nasipa ] l [m ta 5.6 ih eljnm tea 5.4 inbloG brez nasipa - nagrobnik 5.2 5 -0.10% 0.00% 0.10% 0.20% 0.30% 0.40% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 101: Primerjava horizontalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika 5.9 ] 5.85 l [m taih eljn 5.8 m a teinb 5.75 loG 5.7 -0.00005% 0.00005% 0.00015% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 102: Povečan prikaz horizontalnih deformacij v območju nagrobnika Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 139 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 103: Vertikalne deformacije, ko je v glinenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik 6 5.8 brez nasipa ] l [m ta 5.6 ih eljnm tea 5.4 inbloG brez nasipa - nagrobnik 5.2 5 -0.80% -0.70% -0.60% -0.50% -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 104: Primerjava vertikalnih deformacij v glinenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika 140 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.9 ] 5.85 l [m taihn 5.8 elj tema 5.75 inbloG 5.7 -0.00010% -0.00006% -0.00002% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 105: Povečan prikaz vertikalnih deformacij v območju nagrobnika Na zgornjih slikah vidimo, da se kamniti nagrobnik ne bo poškodoval, tudi če zaščitni nasip ni zgrajen. S svojo togostjo je tudi zmanjšal deformacije v zemljini v okolici. Na povečanih prikazih vidimo, da deformacije v nagrobniku nastanejo, vendar so zelo majhne. 5.9.2 Vpliv togosti najdb v peščenih temeljnih tleh Preverila bom tudi, kakšen je vpliv kamnitega nagrobnika v peščenih temeljnih tleh, kjer so deformacije večje kot v glinenih temeljnih tleh. Lastnosti in položaj nagrobnika sta enaka kot v zgornji analizi. Slika 106: Volumske deformacije, ko je v peščenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 141 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 5.8 ] brez nasipa l [m ta 5.6 ih eljnm a te 5.4 inbloG brez nasipa 5.2 - nagrobnik 5 -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 107: Primerjava volumskih deformacij v peščenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika 5.9 ] 5.85 l [m taih eljn 5.8 m a teinblo 5.75 G 5.7 -0.00005% 0.00000% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 108: Povečan prikaz volumskih deformacij v območju nagrobnika 142 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 109: Sttrižne deformacije, ko je v peščenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik 6 5.8 brez nasipa ] l [m ta 5.6 ih eljnm teain 5.4 bloG brez nasipa - nagrobnik 5.2 5 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 110: Primerjava strižnih deformacij v peščenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 143 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.9 ] 5.85 l [m taih eljn 5.8 m teainblo 5.75 G 5.7 0.00000% 0.00001% 0.00002% 0.00003% 0.00004% 0.00005% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 111: Povečan prikaz strižnih deformacij v območju nagrobnika Slika 112: Horizontalne deformacije, ko je v peščenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik 144 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 5.8 brez nasipa ] l [m 5.6 taih eljnm teain 5.4 bloG brez nasipa - nagrobnik 5.2 5 -0.10% 0.00% 0.10% 0.20% 0.30% 0.40% 0.50% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 113: Primerjava horizontalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika 5.9 ] 5.85 l [m taihn elj 5.8 m teainblo 5.75 G 5.7 -0.0010% -0.0005% 0.0000% 0.0005% 0.0010% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 114: Povečan prikaz horizontalnih deformacij v območju nagrobnika Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 145 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. Slika 115: Vertikalne deformacije, ko je v peščenih temeljnih tleh kamniti nagrobnik 6 5.8 brez nasipa ] l [m 5.6 taihn eljm teain 5.4 bloG brez nasipa - nagrobnik 5.2 5 -0.80% -0.70% -0.60% -0.50% -0.40% -0.30% -0.20% -0.10% 0.00% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 116: Primerjava vertikalnih deformacij v peščenih temeljnih tleh z/brez nagrobnika 146 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 5.9 ] 5.85 l [m taih eljn 5.8 m teainb 5.75 loG 5.7 -0.00010% -0.00006% -0.00002% Deformacije v temeljnih tleh [%] Slika 117: Povečan prikaz vertikalnih deformacij v območju nagrobnika Tudi v peščenih tleh se kamniti nagrobnik ne bi poškodoval, saj ima večjo togost kot zemljina okoli njega in se zato manj deformira. Najbolj opazno je zmanjšanje volumskih in vertikalnih deformacij v območju nagrobnika. Horizontalne in strižne deformacije so tik pod površino manjše predvsem zaradi tega, ker so merjene v drugem prerezu, kamniti nagrobnik jih ne zmanjša tako veliko. Se pa vidi, da ga tudi te deformacije ne morejo poškodovati. Na povečavah je prikazano, da se nagrobnik zelo malo deformira. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 147 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. 6 ZAKLJUČEK Primernost prekrivanja kot varovanja arheoloških najdišč in situ sem preverila s pomočjo računalniškega programa Plaxis. Rezultati so pokazali, da je izbira optimalne višine zaščitnega sloja odvisna od več faktorjev: globine, v kateri se najdba nahaja, vrste in smeri deformacije, vrste nasipnega materiala, uporabe geosintetikov. Tako sem posebej določila višino nasipa na peščenih in glinenih tleh, nato pa še glede na vrsto nasipnega materiala. Pod temi izbranimi višinami sem preverila še vpliv delovanja geosintetikov. Po primerjavi rezultatov sem ugotovila, da je metoda prekrivanje primerna za varovanje arheoloških najdb. V zgornjih analizah sem izračunala, da se brez zaščitnega nasipa v glinenih temeljnih tleh poškodujejo vse najdbe v zgornji polovici (0,5 m) obravnavanega prereza, v peščenih temeljnih tleh pa se najdbe poškodujejo v celotnem prerezu. S prekrivanjem se deformacije v temeljnih tleh zmanjšajo. Po izgradnji nasipa: - iz običajnega materiala so se deformacije v temeljnih tleh zmanjšale po celotnem prerezu in v obeh primerih temeljnih tal, - z uporabo materiala z manjšo prostorninsko težo za gradnjo zaščitnega nasipa, po celotnem prerezu v obeh primerih temeljnih tal so nastale še manjše deformacije, - po namestitvi geosintetikov pod nasip se deformacije zmanjšajo v zgornji polovici obravnavanega prereza, nižje ne vplivajo na deformacije. Ker so v višjih slojih temeljnih tal večje deformacije, je tudi ta delni učinek koristen. S primerno izbranim zaščitnim slojem (višina, vrsta materiala, geosintetik) lahko deformacije zmanjšamo tako, da se najdbe ne poškodujejo oz. da so poškodbe čim manjše. Višina nasipa, ki je potreben za varovanje najdbe, je odvisna tudi od globine, v kateri se nahajajo najdbe. Večja verjetnost za poškodbo najdb bo v zgornjem delu temeljnih tal, kjer so deformacije največje. Z globino se deformacije nižajo, najdbe pa so z višjimi sloji temeljnih tal dodatno zaščitene pred vplivi. V dejanskih razmerah bi bilo potrebno upoštevati namen rabe prostora nad najdbami ter ekonomičnost. Vse optimalne višine nasipov sem določila samo na podlagi velikosti deformacij, ki nastanejo v temeljnih tleh. Analize kažejo, da na rezultate vplivajo mnogi parametri, kar pomeni, da je za realne projekte varovanja arheoloških najdišč nujno izvesti namenske raziskave lastnosti tal ter specifične analize glede na vse značilnosti najdišča. Za bolj natančno obravnavo bi bilo potrebno upoštevati tudi vibracije in druge vplive, ki nastanejo med gradnjo nasipa, vendar pa je to presegalo okvir tega diplomskega dela. Prekrivanje kot način varovanja in situ ima številne prednosti, med katerimi so: časovni in denarni prihranek v primerjavi z arheološkimi izkopavanji, varovanje pred umetnimi procesi, kot so vandalizem, plenjenje in vse razvojne dejavnosti, preprečena površinska erozija najdišča, lahko 148 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. preprečimo zmrzovanje in tajanje, nova površina nudi razbremenitev zaradi absorbiranega kislega dežja in zaščito pred dežjem, ponovna vegetacija utrdi površine, razširimo možnost uporabe nove površine. Da bi dobili dejanski vpogled v obnašanje tal in najdb v tleh po zgraditvi zaščitnega sloja, bi bilo dobro narediti poskusno polje v naravi. Merjene deformacije bi lahko primerjali z izračunanimi in tako preverili računska predvidevanja. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 149 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. VIRI [1] Djurić, B. 2007. Preventive archaeology and archaeological service in Slovenia, European preventive archaeology: papers of the EPAC Meeting, Vilnius 2004 / edited by Katalin Bozóki- Ernyey, [S. l.] : National Office of Cultural Heritage, Hungary - Council of Europe, 2007 [2] Thorne, R. M., Reams, M. H. 1991. Preservation Is a Use : Archaeological Site Stabilization and Protection as Primary Means of Reducing Resources Damage and Destruction.The Public Historian, Vol. 13, No. 3, Preservation Technology pp. 139-145. [3] Thorne, R. M. 1989. Intentional Site Burial: A Technique to Protect Against Natural and Mechanical Loss. Technical Brief 5. Washington, D.C.: U. S. Department of the Interior, National Park Service Archeology Program. DOI Departmental Consulting Archeologist/NPS Archeology Program, National Park Service, Washington, DC. [4] Nickens, P. R. 2001. Technologies for In-Place Proection and Long Term Conservation of Archaeological Sites. Archives and Museum Informatics 13: 383-405, 1999/2001. [5] Jones, K. L. 2007. Caring for archaeological sites Practical guidelines for protecting and managing archaeological sites in New Zealand. Wellington, Science and technical publishing, Department of conservation: 60-62. [6] Zakon o varstvu kulturne dediščine (ZVKD). Uradni list RS št. 16/2008: 1121, 1122, 1129. [7] Zakon o ratifikaciji Evropske konvencije o varstvu arheološke dediščine (spremenjene) (MEKVAD). Uradni list RS št. 24/1999: 185, 186. [8] Coduto, D. P., Yeung, M. R., Kitch, W., A. 2011. Geotechnical engineering: principles and practices. Boston, Pearson: 86,87, 212-234, 255-261. [9] Geološki zavod Slovenije. 2008. http://www.geo-zs.si/podrocje.aspx?id=49 (Pridobljeno 6. 8. 2011). [10] Pedološke karte in pedološki profili. Ministrsvo za kmetijstvo in okolje. 2007. http://rkg.gov.si/GERK/ (Pridobljeno 6. 8. 2011). 150 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. [11] Mehanika tal. Laboratorijske vaje – lastnosti zemljin. http://www.fgg.uni-lj.si/kmtal-gradiva/VKI-UNI/MT/Vaje%20in%20priloge/2%20lab_vaja.pdf (Pridobljeno 6. 8. 2011). [12]Logar, J. Priprava temeljnih tal. http://www.fgg.uni-lj.si/kmtal- gradiva/Gradiva%20za%20vec%20predmetov/Skripta%20Janko%20Logar/Gradnja%20nasipov.pdf (Pridobljeno 6. 8. 2011). [13] Petkovšek, A. Geosintetiki – ali jih znamo pravilno uporabljati? http://www.ravago.si/docs/geosintetiki_ali_jih_znamo_pravilno_uporabljati.pdf (Pridobljeno 12. 8. 2011). [14] Napetosti v temeljnih tleh. http://gradbenik.files.wordpress.com/2010/01/3-napetosti-v-polprostoru.pdf (Pridobljeno 8. 8. 2011). [15] Material models manual. 2010. http://www.plaxis.nl/files/files/2D2010-3-Material-Models_02.pdf (Pridobljeno 8. 9. 2011). [16] Jovičić, V. Meritve in interpretacija togosti tal pri majhnih specifičnih deformacijah. http://www.sloged.si/LinkClick.aspx?fileticket=p6Hs%2BD69gAE%3D&tabid=127 (Pridobljeno 8. 9. 2011). [17] Mini Hydraulic excavator. http://www.norfolkplanthire.co.uk/Documents/CAT%20301_6C%20-%20Mini%20Digger.pdf (Pridobljeno 6. 8. 2011). [18] Articulated Dump Truck. http://www.jcb.com/products/MachineProduct.aspx?RID=9&PID=71 (Pridobljeno 6. 8. 2011). [19] Mechanical properties of bones. http://www.feppd.org/ICB-ent/campus/biomechanics_in_dentistry/ldv_data/mech/basic_bone.htm (Pridobljeno 26. 9. 2011) [20] Srpčič, S. 2003. Mehanika trdnih teles. Ljubljana, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo: 297-299, 314. Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. 151 Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. [21] Žarnić, R. 2005. Lastnosti gradiv. Ljubljana, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo: 45, 61, 67, 68, 73, 141, 142, 171, 173, 259. [22] Debeljak, I. Arheozoologija. 2008. http://arheologija.ff.uni-lj.si/studij/gradivo/zoo/Arheozoologija.pdf (Pridobljeno 1. 10. 2011) [23] Young Modulus of Elasticity for Metals and Alloys. http://www.engineeringtoolbox.com/young-modulus-d_773.html (Pridobljeno 26. 9. 2011) [24] Modulus of Elasticity, Strength Properties of Non- metals Ultimate Strength, Yield Strength, Modulus of Elasticity. http://www.engineersedge.com/manufacturing_spec/strength_properties_non_ferrous_metals.htm (Pridobljeno 26. 9. 2011) [25] http://www.essom.com/backend/data-file/engineer/engin23_1.pdf (Pridobljeno 26. 9. 2011) [26] Shear strength of materials. http://www.roymech.co.uk/Useful_Tables/Matter/shear_tensile.htm (Pridobljeno 26. 9. 2011) [27] Wikipedija. Natezna trdnost. http://en.wikipedia.org/wiki/Tensile_strength (Pridobljeno 26. 9. 2011) [28] Wikipedija. Strižni modul. http://en.wikipedia.org/wiki/Shear_modulus (Pridobljeno 26. 9. 2011) [29] Mehanske lastnosti lesa. Napetost in deformacija. http://les.bf.uni-lj.si/uploads/media/09_Mehanske_lastnosti_lesa.pdf (Pridobljeno 26. 9. 2011) [30] Askeland, D. R., Fulay, P. P., Wendelin, W. J. 2010. The Science and Engineering of Materials. Congage Learning, Stamford: 575. [31] http://higheredbcs.wiley.com/legacy/college/callister/0470125373/sa/ch_07.html (Pridobljeno 18. 2. 2012) [32] Metallurgy and material engineering. http://met-engineering.blogspot.com/2009/02/tension-test-3.html (Pridobljeno 18. 2. 2012) 152 Avsenik, L. 2012. Varovanje arheoloških najdišč in situ s prekrivanjem. Dipl. nal. - UNI. Ljubljana, UL FGG, odd. za gradbeništvo, konstrukcijska smer. [33] Singh, R. Introduction to basic manufacturing processes and workshop technology. 2006. http://books.google.si/books?id=zQmoRhFyirEC&pg=PA123&lpg=PA123&dq=stress- strain+curve+for+wrought+iron+-cast&source=bl&ots=R- hLWHfmjO&sig=KiwXQQOsUcoiWZDMNFlOAHpawrY&hl=sl&sa=X&ei=Pi9BT77zKorAswbe7 Nm6BA&ved=0CCcQ6AEwAQ#v=onepage&q=stress- strain%20curve%20for%20wrought%20iron%20-cast&f=false (Pridobljeno 18. 2. 2012) [34] http://people.exeter.ac.uk/TWDavies/solid%20mechanics/lecture%202/Lecture%202.htm (pridobljeno: 18.2.2012) [35] Some Useful Numbers on the Engineerin Properties of Materials (Geologic and Otherwise). http://www.stanford.edu/~tyzhu/Documents/Some%20Useful%20Numbers.pdf (Pridobljeno: 26. 1. 2012) [36] Slovenski muzeji in galerije. Nagrobna plošča za Kvinkta. http://www.google.si/imgres?imgurl=http://museums.si/Documents/ARTWORKS/kpm/10064/99b5d2 4ffba24468885c322e831c5837_max_130x80.jpg&imgrefurl=http://museums.si/Search/advanced/obje ctsearch%3Fcollection%3DArheologija&usg=__zYC45Pii0cnyaKQ7wnM2XCAqfOs=&h=80&w=87 &sz=10&hl=sl&start=10&sig2=ripjfKwKXltiBwQaZTUQTA&zoom=1&tbnid=9SKYvIJ7ACTuwM: &tbnh=71&tbnw=77&ei=-w0nT6GTMIm8- Qae54TmCg&prev=/search%3Fq%3Dnagrobna%2Bplo%25C5%25A1%25C4%258Da%2Bdimenzije %2B-ponudba%2B-kamnosek%2B-zaloga%2B- produkt%26um%3D1%26hl%3Dsl%26sa%3DN%26gbv%3D2%26tbm%3Disch&um=1&itbs=1 (Pridobljeno: 26. 1. 2012) Document Outline LIDIJA AVSENIK Avsenik.pdf LIDIJA AVSENIK