równanie stateczności - omówienie

OGÓLNE WARUNKI STATECZNOŚCI
(RÓWNANIE STATECZNIŚCI)
Jak wykazują doświadczenia, przy dostatecznie dużych wymuszonych odkształ­ceniach dochodzi do wyczerpania wytrzymałości materiału tworzącego skarpę. Wobec faktu, że poszczególne obszary elementarne gruntu, czy skały mają różną wytrzymałość, należy przypuszczać ,że w strefach mak­symalnych odkształceń "najsłabsze" obszary elementarne przejdą w stan wyczerpania wytrzymałości równowagi granicznej, a gdy wy­muszenie będzie dalej trwało wytrzymałość ich będzie maleć. W konse­kwencji sąsiadujące z nimi obszary, w których nie nastąpił jeszcze spa­dek wytrzymałości, będą musiały przejąć dodatkowe obciążenia i same mogą znaleźć się w stanie równowagi granicznej. Doprowadzi to do ukształtowania się strefy o obniżonej wytrzymałości. Dal­szy rozwój tej strefy może spowodować oddzielenie części masywu skar­py wzdłuż powierzchni, nazywanej powierzchnią poślizgu, i utworzenie się osuwiska . Fazę rozwoju strefy o obniżonej wytrzy­małości nazywamy fazą przygotowawczą osuwiska, prędkości jej prze­mieszczeń i odkształceń są nieznaczne. Wystąpienie monofonicznego przyspieszenia prędkości przemieszczeń powierzchni wskazuje na postę­pujący rozwój strefy o obniżonej wytrzymałości i oznacza przejście do drugiej fazy procesu osuwiskowego, którą nazwiemy fazą ruchów sygnal­nych lub poprzedzających. Po utworzeniu się powierzchni poślizgu wy­stępuje faza ruchów katastrofalnych, w której prędkość ruchu może osiągnąć wartości rzędu metrów na sekundę.
Zgodnie z danymi doświadczalnymi wartości przemieszczeń za­leżą od właściwości mechanicznych materiału tworzącego skarpę ,kąta na­chylenia skarpy a oraz jej wysokości h.
W schematach obliczeniowych zadań stateczności przyjmuje się płaski stan odkształcenia i rozważa jedynie wycinek obiektu o jednakowej grubości. Stateczność mas ziemnych ograniczonych skarpą, możliwa jest dzięki wytrzymałości gruntu. Z chwilą przekroczenia jej w pewnym obszarze może dojść do przemieszczenia mas ziemnych po powierzchni, zwanej powierzchnią poślizgu. Grunt ulegający przemieszczeniu nazywamy klinem odłamu.
Stateczność skarpy będzie zależało od właściwości fizycznych gruntu oraz od obciążeń występujących w obiekcie.
Na obciążenia składa się:
- ciężar własny gruntu,
- obciążenia powodowane na naziomie,
- obciążenia wywołane obecnością wody w gruncie, Metody określania stateczności skarp można podzielić na dwie głów­ne grupy:
a) analizujące możliwość wystąpienia staną granicznego jedynie potencjalnej powierzchni poślizgu,
b) zakładające powstanie stanu granicznego w całym klinie odłamu

(…)

… i sprawdzany jedynie jeden z warunków równowagi, t j. warunek dla rzutów sił na przyjęty kierunek bądź warunek równowagi momentów. Może zatem powstać sytuacja, że pozosta­łe równania równowagi nie są spełnione. Istnieją również propozycje bardziej dokładnego oszacowania stanu naprężenia na powierzchni po­ślizgu, jednak zawsze jest to związane z przyjęciem hipotez co do rozkładu sił wewnętrznych w klinie…
… na dotychczasowych osuwiskach, wymaga to zazwyczaj wykonania kilku obliczeń pozwalających na ustalenie najnie­korzystniejszego przypadku. Za powierzchnie poślizgu przyjmowane są powierzchnie o śladach w przekroju poprzecznym w postaci: wycinka okręgu, spirali logarytmicz­nej, cykloidy itp., lub jest to linia łamana, jeżeli grunt jest nie­jednorodny, zbudowany z warstw o różnych właściwościach wytrzymałoś­ciowych. Przebieg linii poślizgu jest bezpośrednio zwią­zany z budową geologiczną i wiarygodna ocena stateczności będzie możliwa jedynie wówczas, gdy uwzględni się budowę geologiczną rejonu zbo­cza czy skarpy.
Badając stateczność należy klin odłamu podzielić na kilka pasków lub niekiedy większych brył, dla których wyznacza się siły powodujące zsuw - czynne, występujące w płaszczyźnie poślizgu oraz siły…
... zobacz całą notatkę