Pracovní list č. 6: Stabilita svahu. Stabilita svahu. Návrh či posouzení svahu zemního tělesa. FS s

Transkript

1 Pracovní lst č. 6: Stablta svahu Stablta svahu 1 - máme-l násyp nebo výkop, uvntř svahu vznká smykové napětí - aktvuje se smykový odpor zemny - porušení - na celé smykové ploše se postupně dosáhne maxma smykového napětí (.tan v každém bodě) => pokles smykového napětí => sesuv, nalezení nové rovnovážné polohy - nejčastější příčna - zemětřesení, vznk pórových napětí (zvednutí HPV) - zemny soudržné rotační smykové plochy - sypké zemny - přímkové smykové plochy Návrh č posouzení svahu zemního tělesa - na počítač - numercká analýza napjatost => kolaps = porušení Mohr-Coulombových podmínek - výpočet podle mezní rovnováhy uvažujeme rovnováhu mez slam kolem smykové plochy (kluzné plochy). Jsou to jednak síly, které sesuv vyvolávají (aktvní - vlastní tíha) a jednak ty, které mu brání (pasvní - tření a soudržnost). - Stupeň stablty svahu moment pasvních sl moment aktvních sl ke střednc smykové plochy s - vlastní tíha se snaží svah na ramen x otočt vůč těžšt, smykové napětí jej naopak drží ve stávající poloze. Momentová podmínka rovnováhy svahu je (uvažujeme šířku b = 1 m): S : x l R 0 Výukový materál pro předmět GZS

2 Pracovní lst č. 6: Stablta svahu - smykové napětí brání sesuvu, dokud > s. V mezním stavu je = s a momentovou podmínku tedy můžeme psát ve tvaru: S : x s l R 0 - odsud úpravou máme: x Rsn sn s l R l R l 2 - dosazením z předchozího vztahu a z Coulombovy rovnce dostaneme vztah pro stupeň stablty svahu: kde l c tan cl N tan sn N cos sn - výpočet tohoto vztahu by byl složtý, neboť.tan je v každém bodě jné. Proto jsou praktcky všechny metody založeny na dělení svahu na proužky, kde lze brát = konstantní - tento výpočet lze provádět pouze na předem dnované smykové ploše. Pokud tedy chceme najít krtckou smykovou plochu, musíme jej provádět opakovaně pro různé smykové plochy a hledat extrém Klascké metody - počítají rovnováhu na jedné zvolené ploše => nezjstíme krtckou plochu - jeden výpočet = 1 kružnce - když chceme zjstt mezní stav, musíme dělat hodně kružnc a hledat extrém - neumějí počítat měnící se stav - počítají nějaký lmtní stav - jsou to proužkové metody - kruhová výseč je rozdělena na proužky - patří sem Pettersonova a Bshopova metoda Pettersonova metoda - Používá svslé proužky bez vzájemného ovlvnění, sečteme jednotlvé proužky a máme: cl N tan - toto je základní koncept, záleží ale na tom, zda bereme ektvní nebo totální parametry - Pettersonova metoda bez vlvu HPV a s užtím totálních parametrů smykové pevnost - pro krátkodobou analýzu: cul N tan u Výukový materál pro předmět GZS

3 Pracovní lst č. 6: Stablta svahu - užívá se, když neznáme u, ale víme, že se moc nemění - Pettersonova se známou HPV s u užtím pórového tlaku vody - dlouhodobá stablta. Pórové tlaky jsou dány pouze ustáleným prouděním (HPV). Počítáme s ektvním parametry => musíme znát u => spočítáme ho z HPV (h p je pezometrcká výška) : u h p pro vlastní tíhu proužku platí: A nadhpv A podhpv - pórový tlak zmenšuje normálovou sílu (vztlak vody působí prot vlastní tíze svahu) => snžuje stabltu: N tot, ul tan c - z předchozího vyplývá, že jednou z cest ke zvýšení stablty svahu je snížení HPV - změna režmu spodních vod je vždy problém, je to nejčastější příčna sesuvu svahu l Bshopova metoda - uvažuje síly od sousedních proužků - momentová výmnka zavádí rovnováhu sl pro jednotlvý proužek - Je to rekurentní vzorec - dosadím prvotní odhad, vyjde m výsledek, ten znovu dosadím => opakuj => po čase se hodnoty ustálí: ( n) 1 sn - opakuj, dokud není 0, 002 ( n) ( n1) u b tan ( n1) c tan sn cos b Výukový materál pro předmět GZS

4 Pracovní lst č. 6: Stablta svahu Stablta sypkých (nesoudržných) zemn - smyková plocha je rovnoběžná s povrchem - pro suchou zemnu: 4 N tan cos tan sn tan tan - sypký materál se nasype pod úhlem právě tehdy, když = 1, pro stablní násyp potřebuj > 1 - pokud bude sypká zemna mokrá, stuace je složtější. Působí pak proudový tlak a ektvní tíha: N ( tan p )cos tan V sn cos tan sn p V ( )cos tan ( )sn sn tan tan 1 tan tan - pokud je část zemny suchá a část mokrá, stačí provést jednoduchou úpravu předchozího vzorce: - m značí, jaká část vrstvy je pod vodou. 1 m tan tan - většna zemn má = 20, = 10 => suché = 2. mokré (přblžně) Výukový materál pro předmět GZS

5 Pracovní lst č. 6: Stablta svahu Sanace svahu - de facto měníme parametry ve vzorečku 5 cl N tan Přtížení paty svahu - dole zvětšíme normálovou sílu => zvětšíme pevnost zemny Změna geometre (sklonu) - co nahoře vykopu, dole přsypu => změna průměrného sklonu. Jíly se udrží do sklonu 1:5 (př malých hloubkách ale v jílech mohou být svslé výkopy - mají nenulovou soudržnost) Změna HPV (odvodnění) - udělá se tzv. dovrchní vrt => funguje jako drén, HPV se k němu skloní => zvýší se stablta svahu. Je to nejčastější způsob sanace přírodních svahů Náhrada materálu - zčást, výměna po žebrech (vykope se jáma, vyplní se štěrkem) Opěrné konstrukce - musí se dělat opatrně, aby nenarušly HPV (to by mohlo naopak urychlt sesuv svahu) Výukový materál pro předmět GZS