Osnovni elementi klizišta

Transcript

1 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

2 Osnovni elementi klizišta Odron stijenske mase ("rockfall")

3 Translacijsko klizanje

4 Blatni tok

5 Puzanje

6 Klizište u Bolu (otok Brač) Čelo klizišta

7 Klizište Dugi Rat Klizište (puzište) Podstrana

8 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 F S = posmično naprezanje na odabranoj plohi sloma τ F s = f τ τf c' +σ' n tgϕ' Fs = = za drenirane uvjete τ τ 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 F RPV W S U Računom stabilnosti kosine rješavamo problem ravnoteže promatranog kliznog tijela.

9 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 (σ N ) 3/ smjer djelovanja posmičnih naprezanja (τ) 4/ veličina faktora sigurnosti (F S ) JEDINSTVENO RJEŠENJE NIJE MOGUĆE ZA METODU GRANIČNIH STANJA BEZ UVOĐENJA NEKE PRETPOSTAVKE (pretpostavlja se položaj, smjer, vrijednost neke veličine).

10 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: E 1 = E 2 N = W cosβ = γ a d cosβ T= W sinβ = γ a d sinβ σ n = N a cosβ = γ d cos 2 β τ = T = γ d sinβ cosβ (stvarno posmično naprezanje) a cos β τ f = σ n tgϕ (posmična čvrstoća) τ Fs = f τ Fs = 2 γ d cos β tgϕ γ d sinβ cosβ = tgϕ tgβ Kosina može imati najveći nagib onda kada je F S =1 (granično stanje, stanje sloma), iz toga slijedi: tgβ = tgϕ

11 Utjecaj vode na trenje između čestica pijeska:

12 W 2 W 2 METODA BISHOPA ( analitički postupak metode lamela za cilindrične klizne plohe) o b α i R W 1 W 1 E i α i u T E i-1 N T y E-E i i-1 l N x Σ V = 0 W1 + W2 + y = ( N + u l γw ) cosα + T sinα (1) c' l tgϕ' T = + N Fs F S (2) c' l W1 + W2 + y u l γw sin α F N = s tgϕ' cosα + sin α Fs (3) b l = cosα (3) (2) (4) 1 1 T = [ c' b + ( W1 + W2 + y u γw b) tgϕ' ] Fs mα (5) tgϕ' mα = cosα + sin α F s (6) Iz uvjeta ravnoteže momenata oko o : Σ R Ti = Σ R Wi sinαi (7) i i

13 F s Σ [ c' b + ( W + W + y u b γ ) tgϕ' ] i i 1i 2i i i i w i i = α i (8) Σ i ( W1i + W2i ) sin αi 1 m PRETPOSTAVKA: Σ y = 0 F Proračun se vrši iterativno. Σ [ c' b + ( W + W u b γ ) tgϕ' ] i i 1i 2i i i w i i i s = α Σ i ( W1i + W2i ) sin αi 1 m 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.

14 Potrebno je izvršiti proračun na nizu pretpostavljenih kliznih ploha. Primjer: Traži se klizna ploha sa najmanjim faktorom sigurnosti (kritična klizna ploha):

15 Prema HRN EN :2009 za proračun koristiti parcijalne faktore sigurnosti za opterećenje (A), materijal (M) i otpor (R). Proračun izvršiti s projektnim (proračunskim) parametrima c d i ϕ d za drenirane uvjete: ck cd = γ tgϕ d c' tgϕ = γ k tgϕ' ili za nedrenirane uvjete: cuk cu = d γ c u a uvjet stabilnosti izražen "tradicionalnim" faktorom sigurnosti: τd Fs = 1.0 τ

16 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.)