Strona głównaOferta | Analiza stateczności

ANALIZA STATECZNOŚCI

PROBLEMATYKA OSUWISK NA SKARPACH I ZBOCZACH

Powierzchnia Ziemi stale się zmienia i eroduje, wskutek wietrzenia utworów przypowierzchniowych,wymywania ich przez rzeki i opady atmosferyczne. Dodatkowym i bardzo istotnym czynnikiem jest działalność człowieka, który poprzez prowadzone prace ziemne i budowlane, zakłóca naturalne procesy erozyjne. Nierzadko podcina zbocza gór, reguluje koryta rzek oraz prowadzi szlaki komunikacyjne przez nachylone rejony. Konstruuje też liczne nasypy budowlane i niekontrolowane oraz tamy, zapory, wały przeciwpowodziowe i wszelkie inne konstrukcje. W wyniku nastąpienia niekorzystnych warunków atmosferycznych i zbytniego obciążenia statycznego (budynki, grunt nasypowy), a także dynamicznego (ruch komunikacyjny), obiekty te również mogą ulec uszkodzeniu i osunięciu.

GeoSpectrum - Zbocze ze znacznymi ruchami osuwiskowymi, u podnóża którego przebiega droga gminna

Zbocze ze znacznymi ruchami osuwiskowymi, u podnóża którego przebiega droga gminna

Pojęcie analizy stateczności, jako kompleksowego określenia stanu równowagi dla układu geometrycznego wszelkich zboczy naturalnych i antropogenicznych, niesie ze sobą konieczność uwzględnienia wielu czynników. Podczas rozwiązywania problemu dotyczącego ruchów osuwiskowych na skarpach i zboczach, najważniejsze jest odpowiednie rozpoznanie ośrodka gruntowo – skalnego. Do takich celów stosuje się geotechniczne badania punktowe oraz geofizyczne badania podłoża. Zakres badań dostosowuje się do stopnia skomplikowania problemu.

GeoSpectrum - Zbocze ze znacznymi ruchami osuwiskowymi, u podnóża którego przebiega droga gminna

WSPÓŁCZYNNIK STATECZNOŚCI F

Rozwiązaniem badania stateczności jest obliczenie za pomocą metod matematycznych współczynnika bezpieczeństwa F dla zadanej geometrii zbocza oraz jego geologii. Przyjmuje się warunek graniczny dla tego współczynnika równy 1, gdzie wartości powyżej tej granicy uznaje się za stateczne. Parametr ten wyznacza się dla potencjalnej, najsłabszej płaszczyzny poślizgu w badanym zboczu. Oczywiście nie jest to klasyfikacja dwuwariantowa. Istnieje szereg bardziej złożonych klasyfikacji, które dobiera się do poszczególnych zagadnień. Obliczenia wykonuje się za pomocą zaawansowanych programów komputerowych, które wykorzystują różne metody obliczeń potencjalnych płaszczyzn poślizgu, wraz z ich współczynnikami bezpieczeństwa. Poprzez zrozumienie zagadnienia oraz poprawny dobór metody obliczeniowej uzyskuje się przybliżoną ocenę stateczności dla zadanych warunków brzegowych i początkowych modelu obliczeniowego.

METODA ANALITYCZNA

Schemat obliczeniowy metody analitycznej opiera się na metodach paskowych, gdzie zbocze zostaje podzielone na równoległe paski pionowe. Ich szerokość dobierana jest odpowiednio do budowy geologicznej oraz ukształtowania powierzchni terenu. Dla każdego z tych pasków następnie zostaje obliczony rozkład sił działających na jego boki. Obliczenia stateczności wykonywane są na podstawie wzajemnych oddziaływań poszczególnych pasków na siebie, według różnych metod analitycznych takich jak Morgenstern – Price?a, Bishopa, Janbu lub innych. Zakłada się tutaj przypuszczalne lokalizacje powierzchni poślizgu, a ich kształt definiują poszczególne metody analityczne.
Metody paskowe sprawdzają się w prostych warunkach geologicznych, gdy płaszczyzny poślizgu nie mają skomplikowanego przebiegu. Płaszczyzny wyznaczane są pojedynczo i osobno dla każdej z nich.

METODA NUMERYCZNA

Bardziej zaawansowaną metodą analizy stateczności jest metoda numeryczna. W odróżnieniu od metod paskowych, podczas obliczeń numerycznych model model pokryty zostaje odpowiednio gęstą siatką. Rozkład sił obliczany jest dla każdego węzła oczka siatki. Takie algorytmy wykonywane są m.in. w metodzie różnic skończonych MRS lub elementów skończonych MES.

Zalety metod numerycznych:

  • wyznaczanie wielu płaszczyzn poślizgu równocześnie,
  • większa dokładność obliczeniowa,
  • zalecana dla złożonych warunków geologicznych,
  • możliwość wykonania szczegółowych analiz dynamicznych, termicznych i hydrogeologicznych.

PRZESTRZENNA ANALIZA STATECZNOŚCI 3D

Dla szerszego zrozumienia skomplikowanych osuwisk, istnieje możliwość analizy stateczności w przestrzennym układzie naprężeń i odkształceń. Dopiero od niedawna moc obliczeniowa komputerów stała się na tyle duża, by móc wykonać tak skomplikowane algorytmy. Analiza 3D pozwala wykryć powierzchniowe zagrożenia ruchami osuwiskowymi w dowolnym kierunku. Metoda 3D jest czasochłonna pod kątem konstrukcji modelu oraz czasu przeliczeń oraz wymaga dobrego rozpoznania badanego ośrodka. Pozwala jednak na o wiele dokładniejsze wyznaczanie osi osuwiskowej oraz rozkładu naprężeń ścinających panujących w górotworze.

ZASTOSOWANIA DLA ANALIZ STATECZNOŚCI

  • ocena stateczności wałów przeciwpowodziowych, zapór, tam przy różnych poziomach wody,
  • stateczność osuwisk, skarp, zbocza i stoków przy różnych warunkach atmosferycznych,
  • ekspertyzy wyjaśniające mechanizm osuwiska w różnych warunkach obciążenia,
  • stateczność nasypów drogowych i kolejowych w różnych wariantach obciążenia dynamicznego,
  • modelowanie numeryczne zachowania się górotworu, wyrobisk górniczych i konstrukcji podziemnych,
  • ocena zagrożenia wystąpieniem ruchów osuwiskowych,
  • stateczność skarp i zboczy na terenach górniczych i pogórniczych,
  • projekty zabezpieczeń osuwisk.

Nasza oferta

Menu