Viac

10.1: Pevnosť svahu - Geovedy


K hromadnému plytvaniu dochádza, keď zlyhá svah. Stabilitu svahu nakoniec určujú dva hlavné faktory: uhol sklonu a pevnosť podkladového materiálu. Gravitačná sila, ktorá sa podieľa na hromadnom plytvaní, je na povrchu Z väčšej časti konštantná, aj keď existujú malé variácie v závislosti od výšky a hustoty podložnej horniny. Na obrázku je blok skaly situovaný na svahu gravitačnou silou (fg) stiahnutý smerom do stredu Zeme. Gravitačná sila pôsobiaca na svah sa dá rozdeliť na dve zložky: šmyková alebo hnacia sila (fs) tlačiaca blok dole zo svahu a normálna alebo odporová sila (fn) tlačiaca do svahu, ktorá vytvára trenie. Vzťah medzi šmykovou silou a normálnou silou sa nazýva šmyková sila. Keď je normálna sila, tj. Trenie, väčšia ako šmyková sila, potom sa blok stane nie presunúť sa nadol. Ak sa však uhol sklonu strmšie alebo ak je zemský materiál oslabený, šmyková sila presahuje normálnu silu, kompromituje sa šmyková pevnosť a dôjde k pohybu smerom dole.

Na obrázku sa silové vektory menia so zvyšujúcim sa uhlom sklonu. Gravitačná sila sa nemení, ale šmyková sila rastie, zatiaľ čo normálna sila klesá. Najstrmší uhol, pod ktorým je hornina a pôdny materiál stabilný a bude nie pohyb dole sa nazýva uhol odpočinku. Uhol odpočinku sa meria relatívne k horizontále. Keď je sklon v uhle uloženia, je šmyková sila v rovnováhe s normálnou silou. Ak je svah len mierne strmší, šmyková sila presahuje normálnu silu a materiál sa začne pohybovať z kopca. Uhol uloženia sa líši pre všetok materiál a svahy v závislosti od mnohých faktorov, ako sú veľkosť zrna, zloženie zrna a obsah vody. Obrázok ukazuje uhol uloženia piesku, ktorý sa naleje na hromadu na rovnom povrchu. Zrná piesku kaskádujú po stranách hromady, až kým sa nezastavia v uhle uloženia. V tomto uhle sa základňa a výška hromady naďalej zväčšujú, ale uhol strán zostáva rovnaký.

Voda je bežným faktorom, ktorý môže významne zmeniť šmykovú pevnosť konkrétneho svahu. Water sa nachádza v pórovitých priestorov, čo sú prázdne vzdušné priestory v sedimentoch alebo horninách medzi zrnami. Napríklad predpokladajme, že hromada suchého piesku má uhol uloženia 30 stupňov. Ak sa do piesku pridá voda, uhol odpočinku sa zvýši, možno na 60 stupňov alebo dokonca 90 stupňov, napríklad na pláži postavený hrad z piesku. Ale ak sa do pórových priestorov hradného piesku pridá príliš veľa vody, voda zníži pevnosť v šmyku, zmenší uhol uloženia a pieskový hrad sa zrúti.

Ďalším faktorom ovplyvňujúcim šmykovú pevnosť sú roviny zoslabenia sedimentárnych hornín. Roviny podložia (pozri kapitolu 5) môžu pôsobiť ako významné roviny oslabenia, ak sú rovnobežné so svahom, ale o to menej, ak sú kolmé na sklon [1]. polohy A a B je podstielka takmer kolmá na svah a relatívne stabilná. V mieste D je podstielka takmer rovnobežná so svahom a je dosť nestabilná. V mieste C je podstielka takmer vodorovná a stabilita je medzi ostatnými dvoma extrémami [1]. Okrem toho, ak sa ílovité minerály tvoria pozdĺž rovín podložia, môžu absorbovať vodu a stať sa hladkými. Keď sa podstielka bridlice (hlina a bahno) nasýti, môže to znížiť pevnosť v šmyku horninového masívu a spôsobiť zosuv pôdy, ako napríklad na sklze Gros Ventre vo Wyomingu z roku 1925. Podrobnosti o tomto a ďalších zosuvoch pôdy nájdete v časti prípadové štúdie.


Trojrozmerná nehomogénna analýza zlyhania svahu metódou redukcie pevnosti a metódou lokálnej redukcie pevnosti

Numerický model trojrozmerných (3D) analýz stability starodávneho zosuvu pôdy je metódou lokálnej redukcie sily (LSRM) a metódou redukcie sily (SRM). Numerický model trojrozmerných (3D) analýz stability starodávneho zosuvu pôdy je metódou lokálnej redukcie pevnosti (LSRM) a metódou redukcie sily (SRM). Je však zrejmé, že sklon je nestabilný, keď je kĺzavá pôda dostatočne oslabená. V tomto dokumente je prijatý LSRM, ktorý predstavuje šmykovú zónu oslabenú starodávnym zosuvom pôdy vo FLAC3D. Autori založili veľa neočakávaných výsledkov o hodnote FOS, výpočtovom čase a symetrickom posunutí roviny porovnaním LSRM a SRM. Tiež sa zistilo, že hodnota FOS 3D svahu so slabou vrstvou úzko súvisí s lokálnym zaťažením.

Toto je ukážka obsahu predplatného, ​​prístup prostredníctvom vašej inštitúcie.


Analýza porúch svahu skalného rezu tvoreného vrstvenými blokmi vo Fort Munro v Pakistane

Porucha bloku je bežným typom neistoty v blokovaných a vrstvených svahoch hornín. Jedným z najkritickejších typov zlyhania bloku je skĺznutie svahovitého ohybu do vrchu. V súčasnom výskume sa tento druh zlyhania bloku študuje prostredníctvom numerického modelovania. Za týmto účelom sa uskutočňovali rozsiahle terénne výskumy a laboratórne testy na stanovenie štrukturálnej geológie a pevnostných parametrov. Teória blokov bola použitá v sieti nástrojov geotechnickej štruktúry a analýzy modelu (GeoSMA-3D) na identifikáciu kľúčových posuvných blokov. Metóda redukcie pevnosti (SRM) bola vybraná v počítačovom programe konečných rozdielov FLAC 3D na preskúmanie mechanizmu zlyhania celého sklonu rezu. Objem posuvných blokov, klzných plôch blokov, horizontálne posunutie a zodpovedajúci bezpečnostný faktor (FS) boli vyhodnotené pomocou softvéru. Výsledky naznačili, že sklon svahu je nestabilný a v hornej časti svahu môže dôjsť k čiastočnému zlyhaniu bloku a ohybu. Výsledky naznačujú, že deformácia horných vrstiev svahu rezu bola viac v porovnaní s deformáciami dolných vrstiev. Zistenia z tejto štúdie možno použiť na operatívne bezpečnostné ošetrenie svahu vrstveného rezu v Pakistane.

Toto je ukážka obsahu predplatného, ​​prístup prostredníctvom vašej inštitúcie.


Pozri si video: Star Size Comparison 1 HD (Október 2021).