Архивын шинжээчийн агуулга, ноцтой эрсдэл: нийтлэлд налуугийн тогтвортой байдлын түүхэн бүртгэл, тэмдэглэгээ, томъёо, диаграммыг эх бичвэрээс хадгалсан болно. Энэ нь геотехникийн судалгаа, малталт, далангийн төсөл, тогтвортой байдлын тооцоо, ус зайлуулах төлөвлөгөө, хөрсний гулсалтын үнэлгээ, ажлын заавар биш юм. Тогтворгүй налуу нь хүмүүс, барилга байгууламж, замыг гэнэт булж болно; ажиглагдсан хагарал, товойсон, үүлэрхэг ус, гэнэтийн суулт, нүүлгэн шилжүүлэлтийг аюулын бүсээс холдуулах шалтгаан болгон авч үзэж, яаралтай мэргэжлийн дүгнэлт гаргана.
Өнөөдөр Саво Кусич нь модон цонх, мод-хөнгөн цагаан цонх, захиалгат цонхнууд, хаалга болон үнийн санал авах хүсэлт. Энэ нийтлэл нь техникийн архивын хувьд хэвээр байгаа бөгөөд газар шорооны ажлын геотехникийн зураг төсөл, хяналт, гүйцэтгэлийг санал болгодоггүй.
Тасралт, далан, суваг зэрэг баригдсан газар шорооны ажлын хувьд эцсийн налуу нь заримдаа нурж унадаг. Хиймэл ажилгүй байгалийн налуу нь гэнэт, асар их хүчээр эсвэл маш удаан хөдөлж чаддаг. Эдгээр үзэгдлүүд нь хөрсний физик шинж чанар, тухайн тохиолдол бүрийн нөхцөл байдлаас тогтворжилтыг үнэлэх зорилготой геологи, геомеханикийн судалгааны сэдэв байсаар ирсэн.
Дэлхийн массын хөдөлгөөний шалтгаан
Хиймэл шороон биет ч бай, байгалийн хөрс ч бай аливаа хөрсний тогтвортой байдлын нөхцөл нь гадны хүч ба хөрсний дотоод эсэргүүцлийн тэнцвэртэй байх явдал юм. Гадны хүч нь үндсэндээ хөрсний өөрийн жин бөгөөд энэ нь ихэвчлэн цорын ганц гадаад хүч бөгөөд дараа нь налуу дээр үйлчилж буй байнгын эсвэл хөдөлж буй бусад гадны ачаалал юм. Дотоод эсэргүүцэл нь холбосон хөрсөн дэх нэгдэл ба үрэлтээс бүрдэх ба холбоогүй хөрсөнд зөвхөн үрэлтээс бүрдэнэ.
Зураг. 1. Сул хөрсний далангийн налуу
Хэрэв бид h өндөртэй бүрэн сул хөрс, жишээлбэл, хуурай нягтруулсан элсээр хийсэн даланг ажиглавал тэр далангийн налуу нь хэвтээ чиглэлд β өнцгөөр налуу байгааг тодорхойлно (зураг 1). β өнцгийн хэмжээ нь ширхэгийн хэмжээ, ширхэгийн хэлбэр, нягтрал зэрэг хэд хэдэн хүчин зүйлээс хамаарна. Хэрэв бид далангийн өндрийг h хүртэл h1, h2 гэх мэт ижил нягтаршилтай бондлогдоогүй материалаар нэмэгдүүлбэл β өнцөг өөрчлөгдөхгүй, далангийн налуу нь h хязгааргүй өндөр хүртэл ижил налуу хэвээр үлдэнэ. Өгөгдсөн сул хөрсний хувьд налуугийн байгалийн өнцөг β нь налуугийн өндрөөс h хамааралгүй байна. Холбогдсон хөрсний β өнцгийн хэмжээ нь хөрсний дотоод үрэлтийн өнцгөөс φ хамаарах ба түүнээс арай бага буюу β ≤ φ-тэй тэнцүү гэж үзнэ.
Зураг. 2. Хялбар хөрсөн дэх налууг огтлох
Хэрэв бид бариулсан хөрсөнд хийсэн зүслэгийг харвал зүсэлтийн налууг илүү хүчтэй налуу дор байлгахыг олж мэдэх болно.1:m, өөрөөр хэлбэл хуурай элсэнд байхгүй уялдаа холбоотой хөрсний дотоод эсэргүүцэл нэмэгддэг тул илүү том өнцгөөр β (зураг 1).2). Хуурай лесс гэх мэт зарим төрлийн хөрсөнд нэгдэл нь дотоод эсэргүүцлийг ихэсгэж, хөрсийг босоо зүсэгдсэн талтай, өөрөөр хэлбэл β = өнцгөөр барьж болно.90°. Гэсэн хэдий ч хэрэв бид хөрсөн дэх h зүсэлтийн өндрийг h хүртэл нэмэгдүүлбэл1, h2 гэх мэт, налууг тогтвортой байлгахын тулд зүсэлтийн β налуугийн налуу өнцгийг багасгах шаардлагатай. Өгөгдсөн хязгаарлагдмал хөрсөн дэх зүсэлтийн налуугийн β налуугийн өнцөг бүрт нэг чухал өндөр hc байна. Хэрэв бид энэ өндрийг хэтрүүлбэл AB налуу тэнцвэрт байдалд үлдэхгүй бөгөөд гулсах гадаргуу CD дээр гулсах болно (зураг 1).3). Гадны хүч, дэлхийн массын өөрийн жин ба дотоод эсэргүүцлийн хоорондын тэнцвэр алдагдсанаас үүссэн гулсалт нь гадаад хүчний өсөлтийг, өөрөөр хэлбэл налуугийн өндөр h нэмэгдсэнээс үүссэн хөрсний массын жингийн өсөлтийг эсэргүүцэх боломжгүй болсон.
Sl.3. Нэгдмэл хөрсөн дэх зүсэлтийн налуу
Дээрхээс харахад хөрсний байгалийн налуу өнцгийг тухайн хөрсөнд тогтмол утга болгон авч үзэх боломжгүй, учир нь бусад бүх нөхцөлд түүний үнэ цэнэ нь налуугийн өндрөөс хамаардаг бөгөөд энэ өндрийг нэмэгдүүлэх тусам буурдаг. Гэсэн хэдий ч хөрсний дотоод үрэлтийн φ өнцгөөс хамааран бага өндөртэй налууг тогтмол утга болгон ашигладаг.
Тэнцвэрийн эвдрэл нь зүсэлтийн өндрийг h нэмэгдүүлэхгүйгээр, жишээлбэл, хөрсний дотоод эсэргүүцэл буурах үед ч тохиолдож болно. Холбогдсон хөрсний дотоод эсэргүүцлийн элементүүд, нэгдэл ба үрэлт нь маш их хувьсах чадвартай бөгөөд хөрсөн дэх усны хэмжээнээс хамаардаг. Иймээс ихэнх тохиолдолд гулсах шалтгаан нь устай хөрсний хэт ханасан байдал бөгөөд энэ нь маш их байх тул хөрс нь ямар ч налуу дор өөрийгөө даах чадваргүй, харин өөрийн жингийн улмаас гулсдаг.
Зураг. 4. Гулсан гадаргуу үүссэний улмаас хөрс гулсах
Дотоод эсэргүүцэл багассанаас хөрс гулсах янз бүрийн тохиолдол байдаг бөгөөд тэдгээрийн цөөн хэдэн онцлог шинжийг энд дурдъя.
Гулсах гадаргуугийн боловсрол
Хэрэв нэвчдэг хөрсний гадаргын давхаргын доорх налуу дээр ус үл нэвтрэх шавар давхарга байгаа бол (зураг 4a), эсвэл шавар давхаргад налуу элсний давхарга байгаа бол (зураг 4b), агаар мандалд (жишээлбэл, гадаргаас ус нэвтэрч болно). суваг), хөрсний гулгалт үүсч болно. Илүү их хэмжээний ус нэвчих давхаргаар дамжин шавар давхарга руу орж, түүнийг хүчтэй норгож, дээд давхарга нь гулсдаг гадаргуу дээрх эсэргүүцлийг бууруулдаг.
Таслах замаар тэнцвэр алдагдах
Төмөр зам, авто зам барих явцад огтлолтыг огтолсноор өмнөх тэнцвэрт байдал алдагддаг, учир нь зүссэн профилд хөрс нь тулгуургүй хэвээр үлдэж, таталцлын нөлөөгөөр доошоо шилжих хандлагатай байдаг. Хэрэв хөрсний дотоод эсэргүүцэл нь энэ хандлагыг эсэргүүцэх хангалттай том бол тэнцвэрт байдлыг хадгалах боломжтой бөгөөд энэ нь зүссэн хөрс нь зүсэлт рүү хүчтэй налуу давхаргаас бүрдэх үед боломжтой юм.
Sl.5. Давхаргатай хөрсөнд зүсэгдсэний улмаас газар гулсах
Гэсэн хэдий ч ус үл нэвтрэх ба нэвчилттэй хөрсний давхаргыг ээлжлэн огтолж авбал (зураг 1).5), нэвчилттэй хөрсийг уусгах, ус үл нэвтрэх хөрсийг норгох, хальтиргаа үүсэх боломжтой.
Хөрсний нэгэн төрлийн бус байдал
Нэвчилттэй хөрс гэж нэрлэгддэг далан дахь ус үл нэвтрэх материалын нимгэн давхарга. шавар линз (зураг.6), их хэмжээний ус тэдэнд хүрч, гулсах гадаргуу үүсгэдэг бол гулсах шалтгаан болдог.
Sl.6. Нэг төрлийн найрлагатай далан гулсах тохиолдол
Хүйтний нөлөө
Хүйтний нөлөөн дор ус нь мөсөн линз хэлбэрээр гадаргуугийн давхаргад хуримтлагддаг. Гэсгээх явцад мөсний линз нь ус болж хувирдаг бөгөөд энэ нь хөрсийг хярууны гүнд хүртэл дүүргэж, улмаар шингэн масс болж, тогтвортой байдлаа алддаг.
Энэ тохиолдол нь зөвхөн хүйтэн жавартай хөрс, хүйтэн жавар удаан үргэлжилдэг тул мөсөн линз үүсэхэд маш их цаг хугацаа шаардагддаг.
Газар доорх усны түвшин буурах
Газар доорх усны түвшин бүрмөсөн буурахад, жишээлбэл, газар дээр ажил хийснээс болж хөрс хатаж, хэрэв шавар нь том хавдсан бол хагарал үүсдэг. Гадаргуугийн болон агаар мандлын ус их хэмжээгээр тэдгээрт нэвтэрч, хөрсийг норгож, дотоод эсэргүүцлийг бууруулж, улмаар хөрсний гулгалт үүсгэдэг.
Газар дээрх гулсах өөр олон тохиолдол байдаг тул аливаа уялдаатай хөрс нь тодорхой нөхцөлд дотоод эсэргүүцлээ их бага хэмжээгээр алдаж, гадны хүчний нөлөөгөөр хөдөлгөөнд орж болно гэж үзэж болно.
Налуугийн налуу өнцөг нь хөрсний дотоод үрэлтийн өнцгөөс бага байвал уялдаа холбоогүй хөрс тогтвортой байна. Энэ төрлийн хөрсөнд налуугийн өнцөг нь дотоод үрэлтийн өнцгөөс их байвал гулсах болно. Харин шаварлаг хөрсөнд наалдаагүй материалаар далан хийсэн тохиолдолд шаварлаг хөрс гулсаж, далангийн нуралт үүсч болзошгүй тул тогтвортой байдлыг шалгах шаардлагатай.
Газрын налуугийн тогтвортой байдлыг шалгах
Гулсах гадаргуугийн хэлбэр
Гадны хүч ба хөрсний дотоод эсэргүүцлийн тэнцвэрийн нөхцлийг Кулон өөрийн тэгшитгэлээр тогтоосон
τ ≤ c + σ tgϕ
энд τ - хөрсний шилжилтийн ачаалал, c - нэгдэл, σ - гулсах гадаргуу дээрх хэвийн хүчдэл, ϕ - дотоод үрэлтийн өнцөг.
Хэрэв хөрсний дотоод эсэргүүцэл, нэгдэл c ба үрэлтийн σ tgϕ нь хөрсний зүслэгийн ачааллыг тэсвэрлэхэд хангалтгүй бол хөрсний доторх гулсах гадаргуу дээр гулгах үүснэ. Хөрсний физик шинж чанар, давхаргажилт, чийгшил, гадаад ачаалал болон бусад хүчин зүйлээс шалтгаалж гулсах гадаргуугийн янз бүрийн хэлбэрүүд байдаг.
Дараах ердийн гулсах тохиолдлууд нь байрлалаас хамааран өөр өөр байдаг:
Зураг. 7. Хөрс нуралтын ердийн тохиолдол
a) Зүсэлтийн босоо талуудын гулсах. Усан хангамж, ариутгах татуурга зэрэгт зориулсан сувгийн хувьд босоо талтай (зураг 7a) ухсан тохиолдолд хөрсний физик шинж чанараас хамаарах hc эгзэгтэй өндрөөс хэтэрсэн тохиолдолд ADC гадаргуу дээр гулсах үүснэ. Эдгээр гулсалт нь ихэвчлэн сувгийн бүхэл бүтэн уртын дагуу биш, харин орон нутгийн шинж чанартай байдаг нь хөрсний зүсэлтийн жигд бус бат бэхтэй холбоотой юм.
b) Хэсэгчилсэн налуу гулсалт (зураг 7b). Эдгээр гулсалт нь ихэвчлэн хаврын улиралд төмөр зам, авто замын зүслэгт гарч ирдэг бөгөөд хөрсийг усаар хэтрүүлсний үр дүн юм.
c) Шөнө гулгах налуу (зураг 7c). Энэ нь огтлолт буюу далангийн налууг бүхэлд нь C хөл рүү гулсах явдал юм.
d) Хөл доогуур гулсах налуу (Зураг 7d). Энэ нь огтлолт буюу далангийн налууг бүхэлд нь гулсуулж, хөлийн доорх хөрс юм. Энэ гулсуурыг анх тайлбарласан Шведүүдийн нэрээр доод давхаргын хугарал эсвэл Шведийн хугарал гэж нэрлэдэг.
Гулсах гадаргуугийн хэлбэрийн тухайд, гулсах гадаргуу нь шулуун биш, харин муруй гадаргуутай гэж хэлж болно. Зарим зохиогчид дугуй нум (Fellenius), логарифм спираль (Rendulić) эсвэл эдгээр муруй шугамын хослолыг (Бринч Хансен) гулсалтын гадаргуугийн хэлбэр болгон ашигладаг.
Усны шүүлтүүрийн налуугийн тогтвортой байдалд үзүүлэх нөлөө
Хэрэв налуугийн урд талд N1 түвшний гаднах ус байгаа бол (зураг 8) налуугийн ард хөрсөнд усны урсгал үүсч, нүх сүв дэх усны дотоод даралтыг бий болгож, үүний үр дүнд хөрсний хатуу ширхгийн хоорондох үрэлт ба хатуу ширхгийн даралтыг бууруулдаг. нэмэгддэг.
Хэрэв налуугийн өмнөх N1 усны түвшин тогтмол байвал H*γW усны багана нь хөрсний нүх сүв дэх усны даралтыг үүсгэж, хатуу хэсгүүдийн хоорондох үрэлтийг багасгаж, улмаар налуу гулсах аюул нэмэгддэг. Харин N1 түвшин тогтмол байх үед усны баганын H*γW даралт нь хатуу тоосонцорыг хөрсний дотор тал руу түлхдэг бөгөөд үүний улмаас налуу гулсах аюул тодорхой хэмжээгээр буурдаг. Энэ тохиолдолд налуугийн урд талд N1 тогтмол усны түвшинтэй байх үед хөрсний ус шүүлтийн үйл ажиллагаа нь хатуу тоосонцорыг голын доод налуугийн гадна тал руу түлхэхэд хүргэдэг тул урсах налуу гулсах аюултай.
Зураг. 8. Шүүлтүүрийн хөрсний налуугийн тогтвортой байдалд үзүүлэх нөлөө
Хэрэв гаднах усны түвшин N1-аас N2 хүртэл огцом буурч байвал дээд талын налуугийн тогтвортой байдалд заналхийлнэ. Энэ тохиолдолд дотоод ус нь нүх сүвээр урсах налуугийн гадна тал руу урсаж, хатуу хэсгүүдийг тэр тал руу түлхдэг.
Учир нь хэрэв хөрсний налуу усанд живсэн бол налуугийн тогтвортой байдлыг шалгахдаа усны шүүлтүүрийн нөлөөг мөн харгалзан үзэх шаардлагатай.
Хөрсөн дэх усны шүүлтүүрийн нөлөө нь хэд хэдэн хүчин зүйлээс хамаардаг ба эдгээрээс хамгийн чухал нь хөрсний нэвчилт, гадны усны гидростатик даралт, _гадна усны түвшин буурах хурд, хөрсний нэгэн төрлийн байдал.
Хэрэв бид зураг дээрх далан гэж үзвэл. Нэг төрлийн изотроп масстай 8, N1 түвшний гаднах усны гидростатик даралтын нөлөөгөөр голын доод налуу чиглэлд ус далангийн нүх сүвээр урсах бөгөөд ингэснээр далан дахь гүний усны түвшин замын уртыг дагаж багасна. Хэрэв бид пьезометрийн хоолойг AA’, BB’ ба CC’ далан руу оруулбал (зураг 9) гидростатик даралтын нөлөөгөөр нүх сүвний ус эдгээр хоолойд орж N1 түвшинд хүртэл өсөх бөгөөд энэ нь бүх хоолойд ижил байж болно. хоолойд h1, h2 болон h3.
Зураг. 9. Потенциал ба гүйдлийн шугамууд
Хэрэв бид N1-ийн зарим дур мэдэн сонгосон O-O хавтгайтай холбоотой усны түвшний өндрийг h-ээр тэмдэглэвэл бүх 3 цэгүүд, A, B, C цэгүүдийн потенциал h ижил байна. Эдгээр гурван цэгийг холбосон шугам нь _эквипотенциал шугам юм. Хөрсөн дэх гүний ус энэ шугамын дагуу урсах боломжгүй, харин зөвхөн боломж багатай цэгүүдийн чиглэлд урсах болно.
Үүнтэй адилаар бид ижил массаар D, E ба F цэгүүдийг h ― Δh бага потенциалтай сонгож болно. Эдгээр гурван цэгийг холбосон шугам нь h ― Δh потенциалын эквипотенциал шугам юм. ABC_ эквипотенциал шугамын А цэгээс DEF эквипотенциал шугамын зарим хязгааргүй ойр D цэг хүртэлх усны урсгал нь хамгийн том гидравлик уналтын imax.l чиглэлд байх болно, хамгийн бага Δ_-ийн зай AD. Энэ нь ус урсдаг AD шугам нь эквипотенциал шугамын аль алинд нь перпендикуляр байна гэсэн үг, учир нь
imax = Δh / Δlmin
энд Δlmin нь потенциалын тэнцүүлэх шугамын аль алинд нь хэвийн байна. Эквипотенциал шугамын эдгээр нормууд нь ус нэвчүүлэх масс дахь усны урсгалын чиглэл бөгөөд гүйдлийн шугамууд гэж нэрлэгддэг. Бие биедээ перпендикуляр болох эквипотенциал ба гүйдлийн шугамуудын нэгдэл нь урсгалын сүлжээг бүрдүүлдэг.
Урсгалын сүлжээ нь масс нэвчих чадвараас хамааран өөр өөр хэлбэртэй байдаг. Хамгийн түгээмэл тохиолдол бол ус үл нэвтрэх хөрсөн дээр, өөрөөр хэлбэл ус үл нэвтрэх боломжтой хөрсөн дээр нэвчдэг массаар хийсэн далан юм (зураг 10). Энэ тохиолдолд гаднах усны түвшин тогтмол байвал урсгалын шугамууд параболын дунд хэсэгт байна.
Зураг. 10. Нэвчилтгүй хөрсөн дээрх ус нэвтрүүлдэг далан дахь урсгалын сүлжээ
Голын дээд талын налуу дээр параболууд нь эквипотенциал шугамыг илэрхийлдэг налуутай перпендикуляр шугамуудтай холбогддог, учир нь тогтмол түвшинд N1 ус налуу уруу урсдаггүй. Урсгалын доод талын налуутай үед параболууд налуу руу тангенциал байдлаар төгсдөг бөгөөд энэ нь эквипотенциал шугам ч биш, одоогийн шугам ч биш юм. Далангийн ёроолын ус энэ гадаргуутай зэрэгцээ урсдаг тул далангийн доорх ус үл нэвтрэх хөрсний гадаргуу нь урсгал шугам юм. Дээд хэсэгт урсгалын сүлжээ нь шүүлтийн үйлчлэлээр хөрсний хил хязгаарыг илэрхийлдэг нэвчих шугам гэж нэрлэгддэг үндсэн параболоор төгсдөг. Энэ хязгаараас доош хөрс нь гаднах усны H*γW гидростатик даралтын нөлөөгөөр шүүлтийн нөлөөнд автдаг бол түүнээс дээш хөрсөнд шүүлтүүр байхгүй. Доорх хөрс нь усаар бүрэн ханасан, дээрээс нь хэсэгчлэн ханасан гэж үздэг тул шүүрэлтийн шугамыг мөн ханалтын шугам гэж нэрлэдэг.
Бодит налуугийн үнэлгээнд судалгаа, давхаргажилт, бат бэхийн үзүүлэлтүүд, газрын болон гадаргын ус, түвшний өөрчлөлт, ус зайлуулах суваг, газар хөдлөлт, малталт эсвэл дүүргэлтийн үе шат, зэргэлдээх байгууламж, түр зуурын нөхцөл зэргийг багтаасан байх ёстой. Зохих хамгаалалтгүй малталт хийх, гулгалт үүсч болзошгүй бүсэд орох нь ерөнхий бичвэр болон налуугийн хэлбэрт тулгуурлан аюулгүй биш юм.