Upload
duongmien
View
250
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
STABILNOST KOSINA
Klizište
1/ Klizanje kao geološki fenomen: - tektonski procesi - gravitacijske i hidrodinamičke sile
2/ Klizanja nastala djelovanjem ljudi: - iskopi, nasipi, dodatno opterećenje kosina građevinama, promjena vegetacije, promjena režima podzemne vode, natapanje, promjena vodnih tokova
Osnovni tipovi klizanja: a) odron, b) rotacijsko klizište, c) plitko rotacijsko klizište, d)
rotacijsko klizište na konkavnoj plohi općeg oblika, e) složeno klizište, f) g) translacijsko klizište
Vrlo sporo klizanje ⇒ PUZIŠTE
Osnovni elementi klizišta
Odron stijenske mase ("rockfall")
Translacijsko klizanje
Blatni tok
Puzanje
Klizište u Bolu (otok Brač)
Čelo klizišta
Klizište Dugi Rat
Klizište (puzište) Podstrana
RAČUN STABILNOSTI KOSINA Metode računa stabilnosti: - metoda granične ravnoteže (tlo idealno kruto plastično) - metoda teorije plastičnosti - metoda konačnih elemenata (MKE), metoda konačnih razlika METODA GRANIČNE RAVNOTEŽE: Određenje FAKTORA SIGURNOSTI : čvrstoća tla na smicanje FS = ------------------------------------------------------------- posmično naprezanje na odabranoj plohi sloma
ττ
= fsF
τϕσ+
=ττ
='tg''cF nf
s za drenirane uvjete
SILE KOJE DJELUJU NA KLIZNO TIJELO: - težina kliznog tijela (W) - opterećenja na kosini (F)
- porni tlak (U): - kao posljedica razine vode i strujanja - kao posljedica opterećenja na kosini
U
W
F
S
RPV
Računom stabilnosti kosine rješavamo problem ravnoteže promatranog kliznog tijela.
PROBLEM:
U ravnini imamo tri uvjeta ravnoteže:
Σ X = 0; Σ Y = 0; Σ M =0,
a za npr. homogenu kosinu 4 nepoznate veličine:
1/ smjer normalnih naprezanja (ψ) 2/ veličinu normalnih naprezanja (σN) 3/ smjer djelovanja posmičnih naprezanja (τ) 4/ veličina faktora sigurnosti (FS)
JEDINSTVENO RJEŠENJE NIJE MOGUĆE ZA METODU GRANIČNIH STANJA BEZ
UVOĐENJA NEKE PRETPOSTAVKE (pretpostavlja se položaj, smjer, vrijednost neke
veličine).
BESKONAČNA KOSINA U PIJESKU Ravna klizna ploha, bez utjecaja podzemne vode.
klizna ploha
Beskonačna kosina u pijesku (analiza sila na lameli izdvojenoj iz kliznog tijela)
Pretpostavka: E1 = E2
N = W ·cosβ = γ ·a ·d ·cosβ
T= W ·sinβ = γ ·a ·d ·sinβ
=
β
=σ
cosaN
n γ ·d ·cos2β
β
=τ
cosaT = γ ·d ·sinβ ·cosβ (stvarno posmično naprezanje)
τf = σn · tgϕ (posmična čvrstoća)
ττ
= fFs
βϕ
=β⋅β⋅⋅γϕ⋅β⋅⋅γ
=tgtg
cossindtgcosdFs
2
Kosina može imati najveći nagib onda kada je FS=1 (granično stanje, stanje sloma), iz toga
slijedi:
tgβ = tgϕ
Utjecaj vode na trenje između čestica pijeska:
METODA BISHOPA ( analitički postupak metode lamela za cilindrične klizne plohe)
Rαi
αi
N
N
T
T
W1
W1
W2 W2
ob
l
Ei
E-Ei i-1
Ei-1
u
∆x
∆y
0V =Σ
( ) α⋅+α⋅γ⋅⋅+=∆++ sinTcosluNyWW w21 (1)
Ss F'tgN
Fl'cT ϕ
⋅+⋅
= (2)
α⋅ϕ+α
α⋅⋅−γ⋅⋅−∆++=
sinF
'tgcos
sinF
l'cluyWWN
s
sw21
(3)
(2) (3) cos
bl →→α
= (4)
([ ) ]α
⋅ϕ⋅⋅γ⋅−∆+++⋅⋅=m1'tgbuyWWb'c
F1T w21s
(5)
sF'tgsincosm ϕ
⋅α+α=α (6)
Iz uvjeta ravnoteže momenata oko “o”:
iii
ii
sinWRTR α⋅⋅Σ=⋅Σ (7)
( )[ ]
( ) ii2i1i
iiwiiii2i1ii
is sinWW
m1'tgbuyWWb'c
Fα⋅+Σ
⋅ϕ⋅γ⋅⋅−∆+++⋅Σ= α (8)
PRETPOSTAVKA: 0y =Σ∆
( )[ ]
( ) ii2i1i
iiwiii2i1ii
is sinWW
m1'tgbuWWb'c
Fα⋅+Σ
⋅ϕ⋅γ⋅⋅−++⋅Σ= α
Proračun se vrši iterativno.
Određivanje težine lamele u Bishop-ovoj metodi za razne odnose razine podzemne vode, te
površinskog opterećenja:
Proračun težine lamele (G) u Bishop-ovoj metodi za:
a) lamela iznad razine podzemne vode (GW)
b) lamela presijeca razinu podzemne vode
c) lamela ispod razine podzemne vode
P i q su površinska opterećenja.
Potrebno je izvršiti proračun na nizu pretpostavljenih kliznih ploha.
Primjer:
Traži se klizna ploha sa najmanjim faktorom sigurnosti (kritična klizna ploha):
Prema HRN EN 1997-1:2009 za proračun koristiti parcijalne faktore sigurnosti za opterećenje (A), materijal (M) i otpor (R).
Proračun izvršiti s projektnim (proračunskim) parametrima cd i ϕd za drenirane uvjete:
'c
kd
ccγ
=
'tg
kd
tgtgϕγϕ
=ϕ
ili za nedrenirane uvjete:
u
kd
c
uu
cc
γ=
a uvjet stabilnosti izražen "tradicionalnim" faktorom sigurnosti:
0.1F ds ≥
ττ
=
METODE STABILIZACIJE KLIZIŠTA
NAJČEŠĆI UZROCI POJAVE KLIZIŠTA:
- povećanje nagiba kosine
- promjena razine podzemne vode
- smanjenje čvrstoće materijala u kosini
- porast aktivnih sila dodatnim opterećenjem
ZA SMIRENJE NASTALOG KLIZIŠTA PRIMJENJUJU SE MJERE:
A/ Smanjenje posmičnih naprezanja u kosini:
- povoljnim skretanjem strujnog tlaka pomoću dreniranja (kopani ili bušeni drenovi)
- sniženjem razine podzemne vode u kosini
- rasterećenje gornjeg, aktivnog dijela klizišta
- opterećenje donjeg, pasivnog dijela klizišta
- (potpornim konstrukcijama)
- (ugradnjom pilota velikog promjera)
B/ Povećanje čvrstoće materijala u zoni klizišta:
- opterećenje donjeg, pasivnog dijela klizišta
- povećanje efektivnih naprezanja
- posebni postupci (injektiranje, elektrokemijski postupci, termički postupci i sl.)