Արխիվային փորձագիտական բովանդակություն և լուրջ ռիսկ. հոդվածը պահպանում է թեքության կայունության պատմական պատմությունը, խորհրդանիշները, բանաձևերը և դիագրամները բնօրինակ տեքստից: Այն երկրատեխնիկական ուսումնասիրություն, պեղումների կամ թմբերի նախագիծ չէ, կայունության հաշվարկ, ջրահեռացման պլան, սողանքների գնահատում կամ աշխատանքային հրահանգներ: Անկայուն լանջը կարող է հանկարծակի թաղել մարդկանց, շենքերը և ճանապարհները. նկատված ճաքերը, ուռուցիկները, պղտոր ջուրը, հանկարծակի նստեցումը կամ տեղաշարժը պետք է դիտարկվեն որպես վտանգի գոտուց հեռանալու և հրատապ մասնագիտական գնահատման պատճառ:
Հարակից տեղեկություններ: Փայտե պատուհաններ՝ պատրաստված ըստ Ձեր նախագծի։ · Պատվերով պատրաստված փայտ-ալյումինե պատուհաններ. · Պատվերով պատուհաններ տների, նախագծերի և արտահանման համար։ · Պատվերով փայտյա և փայտաալյումինե դռներ։ · Ուղարկեք գնանշման հարցում:
Կառուցված հողային աշխատանքների դեպքում, ինչպիսիք են հատումները, թմբերը և ջրանցքները, վերջնական լանջերը երբեմն փլուզվում են: Իսկ բնական թեքությունը, առանց արհեստական աշխատանքների, կարող է շարժվել հանկարծակի ու մեծ ուժով կամ շատ դանդաղ։ Այս երևույթները երկար ժամանակ եղել են երկրաբանական և գեոմեխանիկական ուսումնասիրությունների առարկա՝ նպատակ ունենալով գնահատել կայունությունը հողի ֆիզիկական բնութագրերից և յուրաքանչյուր առանձին դեպքի պայմաններից։
Երկրի զանգվածների շարժման պատճառները
Ցանկացած հողի կայունության պայմանը, լինի դա արհեստական հողային օբյեկտ, թե բնական հող, այն է, որ հավասարակշռություն լինի արտաքին ուժերի և հողի ներքին դիմադրության միջև: Արտաքին ուժերը հիմնականում հողի սեփական քաշն են, որը սովորաբար միակ արտաքին ուժն է, որին հաջորդում է լանջի վրա գործող ցանկացած այլ արտաքին բեռ՝ մշտական կամ շարժվող: Ներքին դիմադրությունը բաղկացած է միաձուլությունից և շփումից կապված հողում, և միայն շփումից՝ չկապված հողում։
:Չամրացված հողաթմբի թեք հատված
Նկ. 1: Չամրացված հողաթմբի թեքություն
Եթե դիտարկենք h բարձրության թմբը, որը կազմված է ամբողջովին չամրացված հողից, օրինակ՝ չոր սեղմված ավազից, ապա կորոշենք, որ այդ թմբի թեքությունը դեպի հորիզոնական թեքված է β անկյան տակ (նկ. 1): β անկյան չափը կախված է մի քանի գործոններից, ինչպիսիք են հատիկի չափը, հատիկի ձևը և խտությունը: Եթե նույն խտացման նույն չկապված նյութով բարձրացնենք թմբի բարձրությունը h մինչև h1, h2 և այլն, ապա β անկյունը չի փոխվի, թմբի թեքությունը կմնա նույն թեքության վրա մինչև անսահմանափակ բարձրություն h: Տրված չամրացված հողի համար լանջի բնական անկյունը β անկախ է լանջի բարձրությունից h: Չամրացված հողում β անկյան չափը կախված է հողի ներքին շփման անկյունից φ և ենթադրվում է, որ նրանից մի փոքր փոքր է կամ հավասար է նրան, β ≤ φ։
:Կտրվածքի թեք հատվածը համակցված հողում
Նկ. 2: Կտրող թեքություն համակցված հողում
Եթե նայենք կապված հողի վրա կատարված կտրվածքին, ապա կտեսնենք, որ կտրվածքի թեքությունը պահպանվում է ավելի ուժեղ թեքության տակ։1:m, այսինքն՝ ավելի մեծ անկյան տակ β՝ պայմանավորված այն հանգամանքով, որ կապված հողի ներքին դիմադրությունը մեծանում է միաձուլման շնորհիվ, որը գոյություն չունի չոր ավազի մեջ (նկ.2) Հողի որոշակի տեսակներում, ինչպիսիք են չոր լյոսը, համախմբվածությունը կարող է այնքան մեծացնել ներքին դիմադրությունը, որ հողը կարողանա պահել ուղղահայաց կտրված կողմով, այսինքն՝ β = անկյան տակ:90°. Այնուամենայնիվ, եթե մենք ավելացնենք կտրման բարձրությունը h կապված հողում մինչև h1, հ2 և այլն, կտրվածքի β թեքության թեքության անկյունը պետք է կրճատվի՝ թեքությունը կայունության մեջ պահպանելու համար: Տրված սահմանափակ հողում կտրվածքի թեքության β անկյան յուրաքանչյուր լանջի համար կա մեկ կրիտիկական բարձրություն hc: Եթե մենք գերազանցենք այս բարձրությունը, ապա AB թեքությունը հավասարակշռված չի լինի և այն կսահի սահող CD մակերեսի վրա (նկ.3) Սահքը տեղի է ունեցել արտաքին ուժի, երկրային զանգվածի սեփական քաշի և ներքին դիմադրության միջև հավասարակշռության խախտման պատճառով, որն այլևս բավարար չէր աճող արտաքին ուժին դիմակայելու համար, այսինքն՝ հողի զանգվածի ավելացմանը՝ պայմանավորված h լանջի բարձրությամբ:
Պատկեր93Կտրված լանջի սայթաքման նախշը համակցված հողում
Սլ.3. Կտրվածքի թեքություն համակցված հողում
Վերոգրյալից հետևում է, որ հողի բնական թեքության անկյունը չի կարող հաստատուն արժեք ընդունվել տվյալ հողի համար, քանի որ մնացած բոլոր պայմաններում դրա արժեքը կախված է թեքության բարձրությունից և նվազում է այս բարձրության բարձրացման հետ։ Այնուամենայնիվ, այն հաճախ ընդունվում է փոքր բարձրությունների լանջերի համար որպես հաստատուն արժեք՝ կախված հողի ներքին շփման անկյունից φ։
Հավասարակշռության խախտում կարող է առաջանալ նաև առանց կտրվածքի h բարձրության մեծացման, օրինակ, երբ հողի ներքին դիմադրությունը նվազում է: Կապված հողի ներքին դիմադրության տարրերը՝ համախմբվածություն և շփում, խիստ փոփոխական են և կախված են հողի ջրի քանակից: Հետևաբար, շատ դեպքերում սահելու պատճառը ջրով կապված հողի գերհագեցվածությունն է, որը կարող է այնքան մեծ լինել, որ հողն այլևս չի կարող իրեն պահել որևէ թեքության տակ, բայց սահում է սեփական քաշի պատճառով։
:Նկար 94. սահող մակերեսներ թափանցելի և անթափանց հողի շերտերով
Նկ. 4: Հողի սահում սահող մակերեսների առաջացման պատճառով
Գոյություն ունեն ներքին դիմադրության նվազման պատճառով հողի սահելու տարբեր դեպքեր, որոնցից այստեղ կնշենք մի քանի բնորոշ:
Լոգարիթմական մակերեսների կրթություն
Եթե թափանցելի հողի մակերեսային շերտից ցածր լանջին կա կավի անթափանց շերտ (նկ.4ա), կամ եթե կավե շերտում կա ավազի թեք շերտ (նկ.4բ), որտեղ կարող է հասնել մթնոլորտային կամ մակերևութային ջուրը (օրինակ՝ անտեսված դրենաժային փոսից), տեղանքը կարող է սահել: Ավելի մեծ քանակությամբ ջուր անցնում է թափանցելի շերտով դեպի կավե շերտը, որը մեծապես թրջում է՝ նվազեցնելով դրա դիմադրությունը մակերեսի վրա, որտեղ վերին շերտը սահում է։
Հավասարակշռության խախտում՝ կտրվածքը կտրելով
Երկաթուղիների և ճանապարհների կառուցման ժամանակ կտրվածքը կտրելով՝ խախտվում է նախկին հավասարակշռության վիճակը, քանի որ կտրված պրոֆիլում հողը մնում է առանց հենարանի և ձգողականության հետևանքով հակված է դեպի վար շարժվել։ Հավասարակշռության վիճակը կարող է պահպանվել, եթե հողի ներքին դիմադրությունը բավականաչափ մեծ է՝ հակազդելու այս միտումին, ինչը հնարավոր է նաև, երբ կտրված հողը բաղկացած է կտրվածքի նկատմամբ խիստ թեքված շերտերից:
Պատկեր95կտրատել փոփոխական թափանցելի և անթափանց շերտերով
Նկ. 5. Շերտավոր հողում հատման պատճառով տեղանքի սահում
Սակայն, եթե հերթափոխով անթափանց և թափանցելի հողի շերտերը կտրվեն (նկ. 5), կա թափանցելի հողի տարրալվացման և անթափանց հողի թրջման հավանականություն, որի վրա կարող է առաջանալ սայթաքում։
Հողի անհամասեռություն
Անթափանցելի հողից պատրաստված թմբում գտնվող անթափանց նյութի բարակ շերտերը, այսպես կոչված, կավե ոսպնյակները (նկ. 6), կարող են նաև սայթաքել, եթե մեծ քանակությամբ ջուր հասնի դրանց և ձևավորի սահող մակերես:
:Նկար 96. թմբի սահում կավե ոսպնյակի պատճառով
Նկ. 6: Անմիատար կազմի պատճառով թմբի սահելու դեպք
Սառնամանիքի ազդեցությունը
Ցրտահարության ազդեցության տակ մակերեսային շերտում ջուրը կուտակվում է սառցե ոսպնյակների տեսքով։ Հալեցման ժամանակ սառցե ոսպնյակները վերածվում են ջրի, որը գերհագեցնում է հողը մինչև սառնամանիքի գործողության խորությունը, ինչի արդյունքում այն դառնում է հեղուկ զանգված և կորցնում է իր կայունությունը։
Այս դեպքը տեղի է ունենում միայն ցրտահարության համար վտանգավոր հողերում և ցրտահարության ավելի երկար տևողությամբ, քանի որ շատ ժամանակ է պահանջվում սառցե ոսպնյակների առաջացման համար։
Ստորերկրյա ջրերի մակարդակի իջեցում
Երբ ստորերկրյա ջրերի մակարդակը ընդմիշտ իջնում է, օրինակ՝ հողում աշխատանքներ կատարելու պատճառով, տեղի է ունենում հողի չորացում, և եթե այն կավ է, որն ունի մեծ ուռածություն, առաջանում են ճաքեր։ Մակերեւութային և մթնոլորտային ավելի մեծ քանակությամբ ջուր է մտնում դրանց մեջ՝ թրջելով հողը և նվազեցնելով դրա ներքին դիմադրությունը, ինչը կարող է նաև հանգեցնել սողանքների։
Կան նաև տեղանքի սահման բազմաթիվ այլ դեպքեր, ուստի կարելի է համարել, որ ցանկացած կցված հող կարող է որոշակի հանգամանքներում մեծ կամ փոքր չափով կորցնել իր ներքին դիմադրությունը և արտաքին ուժերի ազդեցության տակ շարժվել:
Անհամապատասխան հողը կայուն է այնքան ժամանակ, քանի դեռ թեքության անկյունը փոքր է հողի ներքին շփման անկյունից: Այս տեսակի հողի դեպքում սահելը տեղի է ունենում միայն այն դեպքում, եթե թեքության անկյունը ավելի մեծ է, քան ներքին շփման անկյունը: Այնուամենայնիվ, եթե կավե հողի վրա թմբը պատրաստված է չկապված նյութից, կավե հողը կարող է սահել և թմբը փլուզվել, և անհրաժեշտ է ստուգել կայունությունը:
Հողային լանջերի կայունության փորձարկում
Լոգարիթմական մակերեսի ձև
Արտաքին ուժերի և հողի ներքին դիմադրության հավասարակշռության պայմանը սահմանել է Կուլոնը՝ իր
τ ≤ c + σ tgϕ
որտեղ τ-ը հողի կտրվածքի լարումն է, c-ը համախմբվածությունն է, σ-ը սահող մակերեսի վրա նորմալ լարվածությունն է, ϕ՝ ներքին շփման անկյունը:
Եթե հողի ներքին դիմադրողականությունը, համախմբվածությունը c և շփումը σ tgϕ բավարար չեն հողի կտրվածքային լարվածությանը դիմակայելու համար, հողի ներսում սահող մակերեսի վրա սահում է տեղի ունենում: Գոյություն ունեն սահող մակերեսների տարբեր ձևեր, որոնք կախված են հողի ֆիզիկական հատկություններից, շերտավորությունից, խոնավությունից, արտաքին ծանրաբեռնվածությունից և այլ գործոններից։
Հետևյալ բնորոշ սայթաքման դեպքերը տարբերվում են ըստ դիրքի՝
:Նկար 97. ուղղահայաց կողմի, թեքության և հիմքի բնորոշ սայթաքման ձևեր
Նկ. 7: Սողանքների բնորոշ դեպքեր
ա) Կտրվածքի ուղղահայաց կողմերի սահում. Ջրամատակարարման, կոյուղու և այլն խողովակների դեպքում, որոնք փորված են ուղղահայաց կողմերով (նկ. 7a), եթե գերազանցվում է հողի ֆիզիկական հատկություններից կախված hc կրիտիկական բարձրությունը, տեղի է ունենում մակերեսի վրա սահում ADC: Այս սլայդները սովորաբար ոչ թե ալիքի ողջ երկարությամբ են, այլ տեղայնացված են, ինչը բացատրվում է հողի անհավասար կտրվածքային ուժով:
b) Մասնակի թեքության սահում (նկ. 7b): Այս սայթաքումները հաճախ հայտնվում են գարնանը երկաթուղու և ճանապարհների հատումների վրա և հողի ջրով գերհագեցման արդյունք են։
c) Լանջի սահում գիշերը (նկ. 7c): Դա կտրվածքի կամ թմբի ամբողջ թեքության սահումն է դեպի C ոտքը:
d) Ոտքի տակ սահող լանջ (նկ. 7d): Դա կտրվածքի կամ թմբի ամբողջ թեքության սահումն է և ոտքի տակ գտնվող հողը: Այս սլայդը կոչվում է նաև ստորգետնյա կոտրվածք կամ շվեդական կոտրվածք՝ այն շվեդների անունով, ովքեր առաջին անգամ նկարագրել են այն:
Ինչ վերաբերում է սահող մակերեսի ձևին, ապա կարելի է միայն պնդել, որ կապված հողի մեջ սահող մակերեսը ուղիղ չէ, այլ ավելի շուտ կոր մակերես է: Որոշ հեղինակներ ընդունում են շրջանաձև աղեղը (Fellenius), լոգարիթմական պարույրը (Rendulić) կամ այս կոր գծերի համակցությունը (Brinch Hansen) որպես սահող մակերեսի ձև:
Ջրի զտման ազդեցությունը թեքության կայունության վրա
Եթե թեքության դիմաց արտաքին ջուր կա N մակարդակով1 (նկ.8), ջրի հոսք է առաջանում լանջի հետևում գտնվող հողում, որն առաջացնում է ջրի ներքին ճնշում ծակոտիներում, ինչի հետևանքով պինդ մասնիկների միջև շփումը նվազում է և հողի կտրվածքային լարվածությունը մեծանում է։
Եթե մակարդակը N է1 լանջի դիմաց ջրի մշտական, ջրի սյուն H*γW առաջացնում է ջրի ճնշում հողի ծակոտիներում, ինչը նվազեցնում է պինդ մասնիկների միջև շփումը, ինչի հետևանքով մեծանում է լանջի սահելու վտանգը։ Այնուամենայնիվ, երբ մակարդակը N է1 հաստատուն, ջրի սյունի ճնշումը H*γW մղում է պինդ մասնիկները դեպի հողի ներսը, ինչի պատճառով թեքության սահելու վտանգը որոշ չափով նվազում է։ Այս դեպքում մշտական ջրի մակարդակում Ն1 թեքության դիմաց առկա է հոսանքն ի վար լանջի սահելու վտանգ, քանի որ հողում ջրի զտման ազդեցությունը առաջացնում է պինդ մասնիկների հրում հոսանքն ի վար լանջի արտաքին կողմի ուղղությամբ։
Պատկեր115ջրի զտում հողի լանջով
Սլ.8. Զտման ազդեցությունը հողի թեքության կայունության վրա
Եթե արտաքին ջրի մակարդակը կտրուկ իջնի N մակարդակից1 վրա _ Ն2_ ապա վտանգված է հոսանքն ի վեր լանջի կայունությունը։ Այս դեպքում ներքին ծակոտի ջուրը հոսում է դեպի վերևի լանջի արտաքին կողմը՝ պինդ մասնիկները հրելով դեպի այդ կողմը։
Այս ամենի պատճառով, եթե հողի թեքությունը սուզվում է ջրի մեջ, ապա թեքության կայունությունը ստուգելիս պետք է հաշվի առնել նաև ջրի զտման ազդեցությունը։
Հողի մեջ ջրի ֆիլտրացման ազդեցությունը կախված է մի քանի գործոններից, որոնցից ամենակարևորներն են՝ հողի թափանցելիությունը, արտաքին ջրի հիդրոստատիկ ճնշումը, արտաքին ջրի մակարդակի անկման արագությունը և հողի միատարրությունը:
Եթե ենթադրենք, որ նկ. Միատարր իզոտրոպ զանգվածի 8, N1 մակարդակի արտաքին ջրի հիդրոստատիկ ճնշման ազդեցության տակ, ջուրը կհոսի թմբի ծակոտիներում՝ հոսանքին ներքևի լանջի ուղղությամբ, ինչի հետևանքով թմբում ստորերկրյա ջրերի մակարդակը կնվազի ճանապարհի երկարության հետ: Եթե թմբի մեջ մտցնենք պիեզոմետրային խողովակներ AA’, BB’ և CC’ (նկ. 9), ծակոտկեն ջուրը հիդրոստատիկ ճնշման ազդեցության տակ կմտնի այս խողովակներում և կբարձրանա մինչև N1 մակարդակը, որը կարող է նույնը լինել բոլոր խողովակներում, եթե A, C խողովակների բարձրությունը սյունակի և B կետերն են: h1, h2 և h3.
:Պատկեր 116. պիեզոմետրային խողովակներ, համարժեք և ընթացիկ գծեր
Նկ. 9: Հավասար պոտենցիալ և ընթացիկ գծեր
Եթե h-ով նշանակենք N1 ջրի մակարդակի բարձրությունը կամայականորեն ընտրված O-O հարթության նկատմամբ, ապա h պոտենցիալը բոլոր 3 կետերի, A, B և C-ի համար նույնն է: Այս երեք կետերը միացնող գիծը _հավասարակշռող գիծն է: Հողի ստորերկրյա ջրերը չեն կարող հոսել այդ գծով, այլ միայն ավելի ցածր պոտենցիալ ունեցող կետերի ուղղությամբ։
Նույն ձևով մենք կարող ենք նույն զանգվածում ընտրել D, E և F կետերը, որոնք ունեն h ― Δh ավելի ցածր պոտենցիալ: Այս երեք կետերը միացնող գիծը h ― _Δh պոտենցիալի հավասարազոր գիծն է: Ջրի հոսքը ABC պոտենցիալ հավասարաչափ գծի A կետից մինչև DEF համարժեք գծի ինչ-որ անվերջ մոտ D կետ գոյություն կունենա ամենամեծ հիդրավլիկ անկման imax ուղղությամբ, այսինքն՝ _AD_min ամենափոքր հեռավորության վրա: Սա նշանակում է, որ AD գիծը, որով հոսում է ջուրը, ուղղահայաց է երկու պոտենցիալ գծերին, քանի որ
imax = Δh / Δlmin
որտեղ Δlmin նորմալ է երկու պոտենցիալ հավասար գծերի համար: Այդ նորմերը պոտենցիալ գծերի նկատմամբ ջրի հոսքի ուղղություններն են թափանցելի զանգվածում և կոչվում են հոսանքի գծեր: Իրար փոխադարձաբար ուղղահայաց ներուժի և հոսանքի գծերի համայնքը կազմում է հոսքային ցանց։
Հոսքային ցանցերն ունեն տարբեր ձևեր՝ ըստ զանգվածի թափանցելիության: Ամենատարածված դեպքը թափանցելի զանգվածից անջրանցիկ հողի վրա, այսինքն՝ անանցանելի հողի վրա կազմված թմբ է (նկ. 10)։ Այս դեպքում, եթե ջրի արտաքին մակարդակը մշտական է, հոսքագծերը գտնվում են պարաբոլայի իրենց միջին մասում։
:Նկար 117. հոսքի ցանց և արտահոսքի գիծ թմբում
Նկ. 10: Հոսքի ցանց թափանցելի հողի վրա թափանցելի հողի վրա
Հոսանքի վերին լանջին պարաբոլները միանում են թեքությանը ուղղահայաց գծերին, որը ներկայացնում է պոտենցիալ համարժեք գիծը, քանի որ N1 հաստատուն մակարդակում ջուրը չի հոսում լանջով: Հոսանքի ներքևի թեքությամբ պարաբոլաները շոշափում են թեքությանը, որը ոչ համարժեք գիծ է, ոչ էլ հոսանքի գիծ: Թմբից ներքեւ գտնվող անթափանց հողի մակերեսը հոսքագիծ է, քանի որ թմբի հատակի ջուրը հոսում է այս մակերեսին զուգահեռ: Վերին մասում հոսքային ցանցն ավարտվում է հիմնական պարաբոլայով, որը կոչվում է թափման գիծ, որը ներկայացնում է հողի սահմանը ֆիլտրման գործողության ներքո: Այս սահմանից ցածր հողը գտնվում է ֆիլտրման ազդեցության տակ՝ արտաքին ջրի H*γW-ի հիդրոստատիկ ճնշման պատճառով, մինչդեռ դրա վերևում գտնվող հողում զտում չկա։ Կեղտաջրերի գիծը կոչվում է նաև հագեցվածության գիծ, քանի որ ենթադրվում է, որ դրանից ներքևում գտնվող հողը լիովին հագեցած է ջրով, իսկ վերևում այն մասամբ հագեցած է:
Փաստացի թեքության գնահատումը պետք է ներառի ուսումնասիրություն, շերտավորում, ամրության պարամետրեր, ստորերկրյա և մակերևութային ջրեր, մակարդակի փոփոխություններ, դրենաժային, սեյսմիկ, փորման կամ լցման փուլեր, հարակից կառույցներ և ժամանակավոր պայմաններ: Առանց պատշաճ պաշտպանության պեղումները և հնարավոր սողանքի գոտի մտնելը անվտանգ չեն՝ հիմնվելով ընդհանուր տեքստի կամ բուն լանջի ձևի վրա: