Maʻiʻo loea waihona a me ka pōʻino koʻikoʻi: mālama ka ʻatikala i ka moʻolelo mōʻaukala o ka paʻa ʻana o ka pali, nā hōʻailona, nā ʻano a me nā kiʻi mai ka kikokikona kumu. ʻAʻole ia he noiʻi geotechnical, ʻeli ʻana a i ʻole papahana embankment, helu kūpaʻa, hoʻolālā hoʻolālā, loiloi ʻāina a i ʻole nā ʻōlelo aʻoaʻo hana. Hiki i kahi pali paʻa ke kanu koke i nā kānaka, nā hale a me nā alanui; ʻike ʻia nā māwae, nā puʻupuʻu, ka wai ʻohu, ka hāʻule koke ʻana a i ʻole ka neʻe ʻana e pono ke mālama ʻia i kumu no ka neʻe ʻana mai kahi pōʻino a me ka loiloi ʻoihana wikiwiki.
I kēia lā, nānā ʻo Savo Kusić i nā puka makani lāʻau, mau pukaaniani laau-aluminika, pukapuka maʻamau, puka a me noi no ka haʻi ʻōlelo. He waihona ʻenehana kēia ʻatikala a ʻaʻole ia he hāʻawi no ka hoʻolālā geotechnical, ka nānā ʻana a i ʻole ka hoʻokō ʻana i nā hana honua.
I ka hihia o nā hana lepo i kūkulu ʻia e like me nā ʻokiʻoki, nā pā a me nā kahawai, hāʻule nā pali hope i kekahi manawa. A ʻo kahi pali kūlohelohe, me ka hana ʻole ʻia, hiki ke neʻe koke a me ka ikaika nui a i ʻole lohi loa. Ua lōʻihi kēia mau hanana i ke kumuhana o nā haʻawina geological a me geomechanical, me ka manaʻo e loiloi i ke kūpaʻa mai nā ʻano kino o ka lepo a me nā kūlana o kēlā me kēia hihia.
Nā kumu o ka neʻe ʻana o ka honua
ʻO ke kūlana no ka paʻa ʻana o kekahi lepo, inā he mea lepo i hana ʻia a lepo maoli paha, ʻo ia ke kaulike ma waena o nā ikaika o waho a me ke kūpaʻa kūloko o ka lepo. ʻO ka ikaika o waho ke kaumaha ponoʻī o ka lepo, ʻo ia wale nō ka ikaika o waho, a ukali ʻia e kekahi ukana ʻē aʻe e hana ana ma ka pali, mau a neʻe paha. ’O ke kū’ē i loko ka hui ’ana a me ke ku’eku’e ma ka lepo i ho’opa’a ’ia, a ’o ke ku’i wale ’ana ma ka lepo pa’a ’ole.
Fig. 1. Pili o ka ʻili lepo paʻa
Inā ʻike mākou i kahi pā o ke kiʻekiʻe h i hana ʻia me ka lepo paʻa loa, no ka laʻana i kahi one maloʻo i hoʻopaʻa ʻia, e hoʻoholo mākou i ka piʻi ʻana o ia ʻauamo ma kahi kihi β i ka ʻili (fig.1). ʻO ka nui o ka angle β e pili ana i kekahi mau mea e like me ka nui o ka palaoa, ke ʻano o ka palaoa a me ka compaction. Inā mākou e hoʻonui i ke kiʻekiʻe o ka pā h i h1, h2 a pela aku me ka mea like ole o ka hoopili like ana, aole e loli ka huina β, e mau ana ka pali o ka embankment ma ka pali hookahi a hiki i ke kiekie palena ole h. No ka lepo pa’ū i hā’awi ’ia, kū’oko’a ka angle slope maoli β i ke ki’eki’e slope h. ʻO ka nui o ka huina β ma ka lepo paʻa ma muli o ke kihi o ka ʻili o ka lepo i loko φ a ua manaʻo ʻia he liʻiliʻi iki ma mua o ia, a i ʻole like me ia, β ≤ φ.
Sl.2. Ke ʻoki ʻana i ka pali ma ka lepo paʻa
Inā mākou e nānā i kahi ʻoki i hana ʻia i ka lepo i hoʻopaʻa ʻia, e ʻike mākou ua mālama ʻia ka pali o ka ʻoki ma lalo o kahi pali ikaika.1:m, ʻo ia hoʻi ma kahi kihi nui β ma muli o ka hoʻonui ʻia ʻana o ke kūpaʻa kūloko o ka lepo i hoʻopaʻa ʻia e ka cohesion, ʻaʻole i loko o ke one maloʻo (fig.2). I kekahi mau ʻano lepo, e like me ka loes maloʻo, hiki i ka cohesion ke hoʻonui i ke kūpaʻa kūloko i hiki ke paʻa i ka lepo me kahi ʻaoʻao i ʻoki ʻia, ʻo ia hoʻi ma kahi kihi β =90°. Eia naʻe, inā mākou e hoʻonui i ke kiʻekiʻe ʻokiʻoki h ma ka lepo paʻa i h1, h2 etc., pono e hoemiia ke kihi o ka inclination o ka bevel o ka oki β no ka malama ana i ka bevel i ka paa. No kēlā me kēia ʻāmi piʻi β o ka pali o ka ʻoki ʻia i loko o ka lepo palena ʻia he hoʻokahi kiʻekiʻe koʻikoʻi hc. Inā ʻoi aʻe mākou i kēia kiʻekiʻe, ʻaʻole mālama ʻia ka slope AB i ke kaulike a paheʻe ia ma kahi ʻili heʻe CD (fig.3). Ma muli o ka pilikia o ke kaulike ma waena o ka ikaika o waho, ke kaumaha pono’ī o ka honua a me ke kū’ē o loko, ʻaʻole i lawa hou e kūʻē i ka hoʻonui ʻana i ka ikaika o waho, ʻo ia hoʻi i ka piʻi ʻana o ke kaumaha o ka lepo ma muli o ka piʻi ʻana o ke kiʻekiʻe o ka pali h.
Sl.3. Pili o ka ʻoki ʻia i ka lepo paʻa
Mai ka mea i luna aʻe nei, ʻaʻole hiki ke ʻae ʻia ka huina o ka pali maoli o ka lepo i waiwai mau no ka lepo i hāʻawi ʻia, no ka mea, ʻo kona waiwai ma lalo o nā kūlana ʻē aʻe a pau e pili ana i ke kiʻekiʻe o ka pali a emi iho me ka piʻi ʻana o kēia kiʻekiʻe. Eia nō naʻe, hoʻohana pinepine ʻia no nā pali o nā kiʻekiʻe liʻiliʻi ma ke ʻano he waiwai mau, e hilinaʻi ana i ke kihi o ka friction lepo i loko φ.
Hiki nō hoʻi ke pilikia o ke kaulike me ka hoʻonui ʻole ʻana i ke kiʻekiʻe ʻokiʻoki h, no ka laʻana, ke emi iho ke kūpaʻa kūloko o ka lepo. ʻO nā mea o ka pale kūloko o ka lepo i hoʻopaʻa ʻia, ka hui ʻana a me ka friction, he loli nui a hilinaʻi i ka nui o ka wai i ka lepo. No laila, i nā manawa he nui, ʻo ke kumu o ka hoʻoheheʻe ʻana ʻo ka oversaturation o ka lepo paʻa i ka wai, hiki ke nui loa i hiki ʻole i ka lepo ke kākoʻo iā ia iho ma lalo o kekahi pali, akā paheʻe ma muli o kona kaumaha ponoʻī.
Sl.4. Paheʻe ka lepo ma muli o ke kūkulu ʻia ʻana o nā ʻili heʻe
Aia nā ʻano like ʻole o ka hoʻoheheʻe ʻana o ka lepo ma muli o ka emi ʻana o ke kūpaʻa kūloko, kahi e haʻi aku ai mākou ma aneʻi i kekahi mau hiʻohiʻona.
Hoʻokumu ʻana i nā ʻili heʻe
Inā loaʻa kahi papa palolo impermeable ma ka pali ma lalo o ka papa honua o ka lepo permeable (Fig.4a), aiʻole inā aia kahi ʻāpana one ma ka papa pālolo (fig.4b), kahi e hiki ai i ka lewa a i ʻole ka wai ʻili (no ka laʻana mai kahi ʻauwai i mālama ʻole ʻia), hiki ke paheʻe ka ʻāina. ʻO ka nui o ka wai e hele i loko o ka papa permeable i ka papa lepo, kahi e pulu nui ai, e ho’ēmi ana i kona kū’ēʻana ma luna o kaʻili, kahi e paheʻe ai ka papa luna.
Hoʻopilikia i ke kaulike ma ka ʻoki ʻana i ka ʻoki
ʻO ka ʻoki ʻana i nā ʻoki i ka wā o ke kūkulu ʻia ʻana o nā alahao a me nā alanui e hoʻopau i ke kūlana kaulike ma mua, no ka mea ma ka ʻaoʻao oki ʻia ka lepo me ke kākoʻo ʻole a neʻe i lalo ma muli o ka umekaumaha. Hiki ke mālama ʻia ke kūlana kaulike inā ʻoi aku ka nui o ke kūpaʻa kūloko o ka lepo e kūʻē i kēia ʻano, hiki nō hoʻi ke loaʻa ke ʻano o ka lepo i ʻoki ʻia me nā papa kuhikuhi ikaika i ka ʻoki.
Fig. 5. Hee ka ʻāina ma muli o ka ʻoki ʻana i ka lepo paʻa
Akā, inā e ʻoki like ʻia nā papa o ka lepo impermeable a me ka lepo permeable (Fig. 5), hiki ke hoʻoheheʻe ʻia ka lepo permeable a pulu i ka lepo impermeable, kahi e hiki ai ke pahee.
Ka like ole o ka lepo
ʻO nā ʻāpana lahilahi o nā mea impermeable i loko o kahi pā i hana ʻia me ka lepo permeable, ka mea i kapa ʻia nā lens pālolo (fig. 6), hiki ke hoʻoheheʻe ʻia inā hiki ka wai nui iā lākou a lilo i mea paheʻe.
Fig. 6. Ke hee ana ka pahu ma muli o ka hana like ole
Ka hopena o ka hau
Ma lalo o ka hopena o ka hau, hōʻiliʻili ka wai i ka papa honua ma ke ʻano o nā aniani hau. I ka wā e hoʻoheheʻe ʻia ai, lilo nā aniani hau i wai, kahi e hoʻonui ai i ka lepo a hiki i ka hohonu o ka hana hau, a no laila lilo ia i wai nui a nalowale kona kūpaʻa.
Hiki wale kēia hihia i ka lepo weliweli a me ka lōʻihi o ka hau, no ka mea, lōʻihi ka manawa no ka hana ʻana i nā aniani hau.
Ke emi iho nei ka pae wai
Ke hoʻohaʻahaʻa mau ʻia ka ʻilikai o ka lepo, no ka laʻana ma muli o ka hana ʻana i ka lepo, maloʻo ka lepo a inā he pālolo ka pehu nui, ʻike ʻia nā māwae. ʻOi aku ka nui o ka ʻilikai a me ka wai o ka lewa e komo i loko, e hoʻomaloʻo i ka lepo a e hōʻemi ana i kona kūʻē ʻana i loko, a hiki ke alakaʻi i ka hili ʻāina.
He nui nō hoʻi nā hihia ʻē aʻe o ka hoʻoheheʻe ʻana o ka ʻāina, no laila hiki ke noʻonoʻo ʻia e hiki i kēlā me kēia lepo paʻa, ma lalo o kekahi mau kūlana, ke nalowale i kona kūpaʻa kūloko i ka nui a i ʻole ka liʻiliʻi a, ma lalo o ka mana o nā mana o waho, e hoʻoneʻe ʻia.
Paʻa ka lepo incoherent inā ʻoi aku ka liʻiliʻi o ke kihi o ka piʻi ʻana ma mua o ke kihi o ka friction kūloko o ka lepo. Me kēia ʻano lepo, ʻoi aku ka paheʻe inā ʻoi aku ka nui o ke kihi o ka slope ma mua o ke kihi o ka friction kūloko. Eia nō naʻe, inā hana ʻia kahi pā me nā mea i hoʻopaʻa ʻole ʻia ma ka lepo pālolo, hiki i ka lepo pālolo ke paheʻe a hāʻule ka pā, a pono e nānā i ke kūpaʻa.
Ke ho’āʻo nei i ke kūpaʻa o nā pali honua
ʻano hoʻoheheʻe ʻia
ʻO ke kūlana o ke kaulike ma waena o nā ikaika o waho a me ke kūʻē ʻana o ka lepo i loko i hoʻonohonoho ʻia e Coulomb me kāna hoʻohālikelike
τ ≤ c + σ tgϕ
ma kahi o τ ke koʻikoʻi ʻāwili lepo, c ka hui pū ʻana, σ ke koʻikoʻi maʻamau ma ka ʻili hoʻoheheʻe, ʻo ϕ ka huina o ke kuʻekuʻe kūloko.
Inā ʻaʻole lawa ke kūpaʻa kūloko o ka lepo, ka hui ʻana c a me ka friction σ tgϕ e kūʻē i ke koʻikoʻi ʻoki o ka lepo, hiki mai ka paheʻe ʻana ma kahi ʻili heʻe i loko o ka lepo. Aia nā ʻano ʻano like ʻole o ka sliding surfaces, e hilinaʻi ana i nā waiwai kino o ka lepo, ka waiho ʻana, ka haʻahaʻa, ka ukana waho a me nā mea ʻē aʻe.
Ma muli o ke kūlana, ʻokoʻa nā hihia slip maʻamau:
Sl.7. Maʻamau maʻamau o nā hiʻohiʻona hili
a) Ka paheʻe ʻana o nā ʻaoʻao kū pololei o ka ʻoki. I ka hihia o nā kahawai no ka hoʻolako ʻana i ka wai, sewerage, etc., i ʻeli ʻia me nā ʻaoʻao kū pololei (fig.7a), inā ʻoi aku ke kiʻekiʻe koʻikoʻi hc, e hilinaʻi ana i nā waiwai kino o ka lepo, e paheʻe ana ma ka ʻili ADC. ʻAʻole maʻamau kēia mau paheʻe ma ka lōʻihi holoʻokoʻa o ke kahawai, akā he sporadic, i wehewehe ʻia e ka ikaika ʻole ʻole o ka lepo.
b) Paliʻi hapa hapa (fig.7b). Hōʻike pinepine ʻia kēia mau paheʻe i ka pūnāwai ma ke ala kaʻa a me nā ʻoki alanui a ʻo ia ka hopena o ka hoʻonui ʻana o ka lepo me ka wai.
c) Ka hee ana me na wawae (fig.7c). ʻO ia ka paheʻe ʻana o ka pali holoʻokoʻa o ka ʻoki a i ʻole ka pae i ka wāwae C.
d) Ka hee ana ma ke kumu o ka wawae (fig.7d). ʻO ia ka paheʻe ʻana o ka pali holoʻokoʻa o ka ʻoki a me ka lepo ma lalo o ka wāwae. Ua kapa ʻia kēia ʻauheʻe he haʻi haʻahaʻa a i ʻole he haki ʻo Suedena, ma hope o ka poʻe Swedes nāna i wehewehe mua.
E pili ana i ke ʻano o ka ʻili hoʻoheheʻe, hiki ke hoʻopaʻapaʻa wale ʻia ʻaʻole pololei ka ʻili i loko o ka lepo cohesive, akā ʻo ka ʻili curved. Hoʻohana kekahi mau mea kākau i ka pōʻai pōʻai (Fellenius), he spiral logarithmic (Rendulić) a i ʻole ka hui pū ʻana o kēia mau laina curved (Brinch Hansen) e like me ke ʻano o ka ʻili hoʻoheheʻe.
Ka hopena o ka kānana wai i ka paʻa o ka pali
Ina he wai waho ma ke alo o ka pali me ka pae o N1 (fig.8), kahe ka wai i loko o ka lepo ma hope o ka pali, kahi e hoʻoulu ai i ke kaomi wai i loko o nā pores, ma muli o ka emi ʻana o ka friction ma waena o nā ʻāpana paʻa a piʻi ke koʻikoʻi ʻoki i ka lepo.
Inā he N ka pae1 o ka wai ma ke alo o ka pali he kolamu wai mau H*γW ke kumu o ke kaomi wai iloko o na pores lepo, ka mea e hoemi ai i ke ku’i ma waena o na mea pa’a, a ma muli o ka pi’i ’ana o ka pilikia o ka slope sliding. Eia naʻe, i ka wā ʻo N1 mau, ʻo ke kaomi o ke kolamu wai H*γW e hoʻokuke i nā ʻāpana paʻa i loko o ka lepo, no laila e hoʻemi ʻia ka pōʻino o ka heʻe ʻana o ka pali. I kēia hihia, ma ka pae wai mau N1 i mua o ka pali, aia ka pilikia o ka paheʻe ʻana o ka pali o lalo, no ka mea, ʻo ka hopena o ka kānana wai i ka lepo ke kumu o ka hoʻokuke ʻana i nā ʻāpana paʻa i ka ʻaoʻao o waho o ka pali o lalo.
Sl.8. Ka hopena o ka kānana ʻana i ke kūpaʻa o ka pali o ka lepo
Inā hāʻule nui ka pae wai o waho mai ka pae N1 ma N2 a laila, hoʻoweliweli ʻia ke kūpaʻa o ka pali o luna. I kēia hihia, kahe ka wai pore o loko i ka ʻaoʻao o waho o ka pali o luna, e hoʻokuke ana i nā ʻāpana paʻa i kēlā ʻaoʻao.
Ma muli o kēia mau mea a pau, inā e hoʻoheheʻe ʻia ka lepo i ka wai, pono e noʻonoʻo ʻia ka hopena o ka kānana wai i ka wā e hoʻāʻo ai i ke kūpaʻa o ka pali.
ʻO ka hopena o ka kānana wai i loko o ka lepo e pili ana i kekahi mau kumu, ʻo ka mea nui loa ʻo ia ka permeability o ka lepo, hydrostatic pressure o ka wai waho, rate o ka emi ʻana o ka pae wai o waho a me homogeneity o ka lepo.
Inā manaʻo mākou ʻo ka pā ma ka fig. 8 o ka homogenously isotropic mass, ma lalo o ka hopena o ka hydrostatic pressure o ka wai o waho o ka pae N1, e kahe ana ka wai ma na pores o ka pa i ke ala o ka pali lalo, kahi e emi ai ke kilika o ka wai i loko o ka pa me ka loihi o ke alanui e hele ai. Inā mākou e hoʻokomo i nā paipu piezometer AA’, BB’ a me CC’ i loko o ka pā (fig. 9), e komo ka wai pore ma lalo o ka hopena o ke kaomi hydrostatic i kēia mau paipu a piʻi aʻe i ke kiʻekiʻe N1, hiki ke like i nā paipu a pau, inā i koho ʻia nā kiko B_A, _ ke kiʻekiʻe o ka wai. ʻO nā paipu he h1, h2 a me h3.
! Kiʻi 116: paipu piezometer, equipotential a me nā laina o kēia manawa
Fig. 9. Lālani kūpono a me kēia manawa
Inā hōʻike mākou ma h ke kiʻekiʻe o ka ʻilikai wai N1 e pili ana i kekahi mokulele O-O i koho wale ʻia, a laila ua like ka h no nā kiko 3 a pau, A, B a me C. ʻO ka laina e hoʻopili ana i kēia mau kiko ʻekolu, ʻo ia ka laina kaulike. ʻAʻole hiki ke kahe ka wai o ka lepo ma ia laina, akā ma ka ʻaoʻao o nā kiko haʻahaʻa.
Ma ke ʻano like, hiki iā mākou ke koho i ka nui like i nā kiko D, E a me F me ka hiki haʻahaʻa h ― Δh. ʻO ka laina e hui pū me kēia mau kiko ʻekolu, ʻo ia ka laina kaulike o ka hiki h ― Δh. Kahe ʻana o ka wai mai ke kiko A o ka laina kaulike ABC a i kahi kiko kokoke loa D o ka laina kaulike DEF e noho ma ke ala o ka hāʻule hydraulic nui loa imax, ʻo ia hoʻi = ma ke kuhikuhi _AD min. ’O ia ho’i, ’o ke kaha AD kahi e kahe ai ka wai, pili pono ia i na kaha kaulike elua, no ka mea,
imax = Δh / Δlmin
kahi Δlmin maʻamau i nā laina kaulike ʻelua. ʻO kēlā mau mea maʻamau i nā laina kaulike, ʻo ia nā kuhikuhi o ke kahe wai i loko o ka nui permeable a ua kapa ʻia ʻo nā laina o kēia manawa. ʻO ke kaiāulu o nā laina kaulike a me nā laina o kēia manawa, e kū pono ana kekahi i kekahi, e hana i kahi pūnaewele o nā au.
Loaʻa nā ʻano like ʻole o nā ʻupena kahe e like me ka nui permeability. ʻO ka hihia maʻamau he pā i hana ʻia me ka nui permeable ma ka lepo impermeable, ʻo ia hoʻi ma ka lepo i hiki ke hana ʻia (Fig.10). I kēia hihia, inā mau ka pae wai o waho, aia nā kahawai ma ko lākou ʻāpana waena o ka parabola.
Sl.10. Kahe ʻana i ka ʻupena i loko o kahi pā paʻa ma ka lepo impermeable
Me ka pali o luna, ua hoʻopili ʻia nā parabola i nā laina e kū pono ana i ka pali, e hōʻike ana i ka laina kaulike, no ka mea ma kahi pae mau N1 ʻaʻole kahe ka wai i ka pali. Me ka pali lalo, pau nā parabola i ka pali, ʻaʻole ia he laina kaulike a i ʻole laina o kēia manawa. ʻO ka ʻili o ka lepo ʻaʻohe ma lalo o ka pā he kahawai, no ka mea, kahe ka wai ma lalo o ka pā e like me kēia ʻili. Ma ka ʻaoʻao kiʻekiʻe, hoʻopau ka ʻupena kahe me kahi parabola kumu i kapa ʻia ʻo seepage line, e hōʻike ana i ka palena o ka lepo ma lalo o ka hana o ka kānana. Ma lalo o kēia palena, aia ka lepo ma lalo o ka hopena o ka kānana ma muli o ke kaomi hydrostatic o ka wai waho H*γW, ʻoiai ʻaʻohe kānana i ka lepo ma luna. Ua kapa ʻia ka laina seepage he laina saturation, no ka mea, ua manaʻo ʻia ua piha piha ka lepo ma lalo i ka wai, a ma luna aʻe ua māʻona hapa.
Pono e hoʻokomo ʻia ka loiloi slope maoli i ka hoʻokolokolo, stratification, nā palena ikaika, ka wai lepo a me ka wai ʻili, nā loli pae, ka hoʻoheheʻe ʻana, ka seismic, ka ʻeli ʻana a i ʻole ka hoʻopiha piha ʻana, nā hale pili, a me nā kūlana pōkole. ʻAʻole palekana ka ʻeli ʻana me ka ʻole o ka pale pono ʻana a me ke komo ʻana i ka ʻāpana o ka hili ʻāina ma muli o ke kikokikona maʻamau a i ʻole ke ʻano o ka pali ponoʻī.