पृथ्वीच्या उतारांची स्थिरता

अर्कायव्हल तज्ञ सामग्री आणि गंभीर जोखीम: लेख मूळ मजकूरातील उतार स्थिरता, चिन्हे, सूत्रे आणि आकृत्या यांचे ऐतिहासिक खाते जतन करतो. हा भू-तांत्रिक अभ्यास, उत्खनन किंवा तटबंध प्रकल्प, स्थिरता गणना, ड्रेनेज योजना, भूस्खलन मूल्यांकन किंवा कामाच्या सूचना नाही. एक अस्थिर उतार अचानक लोक, इमारती आणि रस्ते दफन करू शकतो; दिसलेली तडे, फुगे, ढगाळ पाणी, अचानक कमी होणे किंवा विस्थापन हे धोक्याच्या क्षेत्रापासून दूर जाण्याचे कारण मानले पाहिजे आणि त्वरित व्यावसायिक मूल्यांकन केले पाहिजे.

संबंधित माहिती: तुमच्या प्रकल्पानुसार बनवलेल्या लाकडी खिडक्या. · ऑर्डर-टू-ऑर्डर लाकडी-ॲल्युमिनियम खिडक्या. · घरे, प्रकल्प आणि निर्यातीसाठी कस्टम विंडो. · ऑर्डर-टू-ऑर्डर लाकडी आणि लाकूड-ॲल्युमिनियम दरवाजे. · कोट विनंती पाठवा.

कट, बंधारे आणि कालवे यासारख्या बांधलेल्या मातीकामांसाठी, अंतिम उतार कधीकधी कोसळतात. आणि नैसर्गिक उतार, कृत्रिम कामांशिवाय, अचानक आणि मोठ्या शक्तीने किंवा खूप हळू हलू शकतो. या घटना दीर्घकाळापासून भूवैज्ञानिक आणि भू-यांत्रिक अभ्यासाचा विषय आहेत, ज्याचा उद्देश मातीच्या भौतिक वैशिष्ट्यांवरून स्थिरतेचे मूल्यांकन करणे आणि प्रत्येक वैयक्तिक केसची परिस्थिती आहे.

पृथ्वीच्या वस्तुमानाच्या हालचालीची कारणे

कोणत्याही मातीच्या स्थिरतेची अट, मग ती कृत्रिम मातीची वस्तू असो किंवा नैसर्गिक माती, ही आहे की बाह्य शक्ती आणि मातीची अंतर्गत प्रतिकारशक्ती यांच्यात संतुलन असते. बाह्य शक्ती हे प्रामुख्याने मातीचे स्वतःचे वजन असते, जे सहसा फक्त बाह्य शक्ती असते, त्यानंतर उतारावर कार्य करणारे, कायमस्वरूपी किंवा हलणारे इतर कोणतेही बाह्य भार असतात. अंतर्गत प्रतिकारामध्ये बांधलेल्या मातीमध्ये एकसंधता आणि घर्षण असते आणि केवळ अनबाउंड मातीमध्ये घर्षण असते.

क्र.1. सैल मातीच्या बांधाचा उतार

जर आपण पूर्णपणे सैल मातीपासून बनवलेला h उंचीचा तटबंध पाहिला, उदाहरणार्थ कोरड्या संकुचित वाळूचा, तर त्या बांधाचा उतार क्षैतिज (अंजीर 1) β या कोनात कललेला आहे हे आपण निश्चित करू. कोनाचा आकार β अनेक घटकांवर अवलंबून असतो जसे की धान्य आकार, धान्य आकार आणि कॉम्पॅक्शन. जर आपण तटबंदीची उंची h ते h1, h2, इ. समान कॉम्पॅक्शनच्या समान अनबाउंड सामग्रीसह वाढवली, तर कोन β बदलणार नाही, तटबंदीचा उतार त्याच उतारावर अमर्यादित_h_h उंचीपर्यंत राहील. दिलेल्या सैल मातीसाठी, नैसर्गिक उताराचा कोन β हा उताराच्या उंचीपेक्षा स्वतंत्र असतो. अनबाउंड मातीसाठी β कोनाचा आकार जमिनीतील अंतर्गत घर्षण φ च्या कोनावर अवलंबून असतो आणि तो त्याच्यापेक्षा किंचित लहान किंवा β ≤ φ.

चित्र. 2. बांधलेल्या मातीत उतार कापणे

जर आपण बांधलेल्या मातीत बनवलेला कट पाहिला तर आपल्याला आढळेल की कटाचा उतार अधिक मजबूत उताराखाली ठेवला आहे.1:m, म्हणजे मोठ्या कोनात β या वस्तुस्थितीमुळे बद्ध मातीचा अंतर्गत प्रतिकार सुसंगततेने वाढतो, जो कोरड्या वाळूमध्ये अस्तित्वात नाही (अंजीर.2). विशिष्ट प्रकारच्या मातीमध्ये, जसे की कोरड्या लोस, एकसंधपणामुळे अंतर्गत प्रतिकार इतका वाढू शकतो की माती उभ्या कापलेल्या बाजूने, म्हणजे β = कोनात धरली जाऊ शकते.90° तथापि, जर आपण कटिंगची उंची h बांधलेल्या जमिनीत h पर्यंत वाढवली1, ह2 इ., बेव्हलला स्थिरता राखण्यासाठी कट β च्या कलतेचा कोन कमी करणे आवश्यक आहे. दिलेल्या बांधलेल्या मातीत कटाच्या उताराच्या β प्रत्येक उताराच्या कोनासाठी एक गंभीर उंची hc आहे. जर आपण ही उंची ओलांडली तर उतार AB समतोल राखला जाणार नाही आणि तो सरकत्या पृष्ठभागावर सरकला जाईल CD (अंजीर.3). बाह्य शक्ती, पृथ्वीच्या वस्तुमानाचे स्वतःचे वजन आणि अंतर्गत प्रतिकार यांच्यातील समतोल बिघडल्यामुळे स्लाइडिंग झाली, जी यापुढे वाढलेल्या बाह्य शक्तीला, म्हणजे उताराची उंची h वाढल्यामुळे मातीच्या वस्तुमानाच्या वाढलेल्या वजनाला विरोध करण्यासाठी पुरेशी नव्हती.

क्र.3. एकसंध मातीत कापलेला उतार

वरीलवरून असे दिसून येते की जमिनीच्या नैसर्गिक उताराचा कोन दिलेल्या मातीसाठी स्थिर मूल्य म्हणून स्वीकारला जाऊ शकत नाही, कारण इतर सर्व परिस्थितींमध्ये त्याचे मूल्य उताराच्या उंचीवर अवलंबून असते आणि ही उंची वाढल्याने कमी होते. तथापि, जमिनीच्या अंतर्गत घर्षण φ च्या कोनावर अवलंबून स्थिर मूल्य म्हणून लहान उंचीच्या उतारांसाठी हे सहसा स्वीकारले जाते.

समतोल गडबड देखील h कट उंची न वाढवता येऊ शकते, उदाहरणार्थ जेव्हा जमिनीची अंतर्गत प्रतिकारशक्ती कमी होते. बांधलेल्या मातीच्या अंतर्गत प्रतिकाराचे घटक, एकसंधता आणि घर्षण हे अत्यंत परिवर्तनशील आणि जमिनीतील पाण्याच्या प्रमाणावर अवलंबून असतात. त्यामुळे, बऱ्याच प्रकरणांमध्ये, सरकण्याचे कारण म्हणजे पाण्याने बांधलेल्या मातीचे ओव्हरसॅच्युरेशन, जे इतके मोठे असू शकते की माती यापुढे कोणत्याही उताराखाली स्वतःला आधार देऊ शकत नाही, परंतु स्वतःच्या वजनामुळे स्लाइड करते.

चित्र. 4. सरकत्या पृष्ठभागांच्या निर्मितीमुळे माती सरकते

अंतर्गत प्रतिकारशक्ती कमी झाल्यामुळे माती सरकण्याची विविध प्रकरणे आहेत, त्यापैकी काही वैशिष्ट्यपूर्ण बाबी आम्ही येथे नमूद करू.

सरकत्या पृष्ठभागांचे शिक्षण

पारगम्य मातीच्या पृष्ठभागाच्या थराच्या खाली उतारावर चिकणमातीचा अभेद्य थर असल्यास (अंजीर 4a), किंवा मातीच्या थरामध्ये वाळूचा कलते थर असल्यास (अंजीर 4b), ज्यामध्ये पाण्याच्या पृष्ठभागावर किंवा वातावरणातून पाणी पोहोचू शकते. खंदक), भूस्खलन होऊ शकते. जास्त प्रमाणात पाणी झिरपणाऱ्या थरातून चिकणमातीच्या थरापर्यंत जाते, जे ते जोरदारपणे ओले करते, पृष्ठभागावरील प्रतिकार कमी करते, जिथे वरचा थर सरकतो.

कट करून संतुलन बिघडते

रेल्वे आणि रस्त्यांच्या बांधकामादरम्यान कट केल्याने, पूर्वीची शिल्लक स्थिती बिघडते, कारण कट प्रोफाइलमध्ये माती आधाराशिवाय राहते आणि गुरुत्वाकर्षणामुळे खाली सरकते. या प्रवृत्तीचा प्रतिकार करण्यासाठी मातीची अंतर्गत प्रतिकारशक्ती पुरेशी मोठी असल्यास समतोल स्थिती राखली जाऊ शकते, जेव्हा कापलेल्या मातीमध्ये कटच्या दिशेने जोरदार झुकलेले थर असतात तेव्हा देखील शक्य होते.

क्र.5. स्तरित माती कापल्यामुळे भूभाग सरकणे

तथापि, जर अभेद्य आणि पारगम्य मातीचे थर वैकल्पिकरित्या कापले गेले (अंजीर.5), पारगम्य मातीची लीचिंग आणि अभेद्य माती ओले होण्याची शक्यता असते, ज्यावर घसरणे होऊ शकते.

मातीची एकसमानता

पारगम्य मातीपासून बनवलेल्या तटबंदीमध्ये अभेद्य सामग्रीचे पातळ थर, तथाकथित. मातीच्या लेन्स (अंजीर.6), मोठ्या प्रमाणात पाणी त्यांच्यापर्यंत पोहोचले आणि एक सरकता पृष्ठभाग तयार केल्यास ते देखील सरकते.

क्र.6. एकसमान रचनेमुळे बांध सरकल्याचे प्रकरण_

दंवचा प्रभाव

दंवच्या प्रभावाखाली, बर्फाच्या लेन्सच्या स्वरूपात पृष्ठभागाच्या थरात पाणी जमा होते. विरघळताना, बर्फाचे लेन्स पाण्यात बदलतात, जे जमिनीला दंव क्रियेच्या खोलीपर्यंत अतिसंतृप्त करते, परिणामी ते द्रव वस्तुमान बनते आणि त्याची स्थिरता गमावते.

हे प्रकरण केवळ दंव-धोकादायक मातीसह आणि दंवच्या दीर्घ कालावधीसह उद्भवते, कारण बर्फाच्या लेन्सच्या निर्मितीसाठी बराच वेळ लागतो.

भूजल पातळी कमी होत आहे

जेव्हा भूजल पातळी कायमची कमी होते, उदाहरणार्थ, जमिनीत काम केल्यामुळे, माती सुकते आणि जर ती चिकणमाती असेल ज्याला मोठी सूज येते, तर भेगा दिसतात. मोठ्या प्रमाणात पृष्ठभाग आणि वातावरणातील पाणी त्यांच्यामध्ये प्रवेश करते, माती ओले करते आणि तिचा अंतर्गत प्रतिकार कमी करते, ज्यामुळे भूस्खलन देखील होऊ शकते.

भूप्रदेश सरकण्याची इतरही अनेक प्रकरणे आहेत, म्हणून असे मानले जाऊ शकते की कोणतीही सुसंगत माती, विशिष्ट परिस्थितीत, त्याचा अंतर्गत प्रतिकार कमी किंवा जास्त प्रमाणात गमावू शकते आणि बाह्य शक्तींच्या प्रभावाखाली, गतिमान होऊ शकते.

जोपर्यंत उताराचा झुकण्याचा कोन जमिनीच्या अंतर्गत घर्षणाच्या कोनापेक्षा लहान असतो तोपर्यंत विसंगत माती स्थिर असते. या प्रकारच्या मातीसह, उताराचा कोन अंतर्गत घर्षणाच्या कोनापेक्षा जास्त असेल तरच सरकते. तथापि, जर बंधारा चिकणमाती मातीवर अनबाउंड सामग्रीचा बनलेला असेल, तर चिकणमाती माती सरकते आणि बांध कोसळू शकतो आणि त्याची स्थिरता तपासणे आवश्यक आहे.

पृथ्वीच्या उतारांची स्थिरता तपासणे

सरकत्या पृष्ठभागाचा आकार

बाह्य शक्ती आणि अंतर्गत मातीचा प्रतिकार यांच्यातील संतुलनाची स्थिती कुलॉम्बने त्याच्या समीकरणाने सेट केली होती

τ ≤ c + σ tgϕ

जिथे τ हा मातीच्या कातरण्याचा ताण आहे, c हा संयोग आहे, σ हा सरकत्या पृष्ठभागावरील सामान्य ताण आहे, ϕ हा अंतर्गत घर्षणाचा कोन आहे.

जर मातीचा अंतर्गत प्रतिकार, संयोग c आणि घर्षण σ tgϕ मातीच्या कातरलेल्या ताणाला विरोध करण्यासाठी पुरेसा नसल्यास, जमिनीच्या आत सरकत्या पृष्ठभागावर सरकता येते. सरकत्या पृष्ठभागाचे वेगवेगळे प्रकार आहेत, जे जमिनीचे भौतिक गुणधर्म, स्तरीकरण, आर्द्रता, बाह्य भार आणि इतर घटकांवर अवलंबून असतात.

खालील ठराविक स्लाइडिंग केस स्थितीनुसार भिन्न आहेत:

चित्र. 7. भूस्खलनाची विशिष्ट प्रकरणे_

a) कटच्या उभ्या बाजूंचे सरकणे. पाणी पुरवठा, मलनिस्सारण ​​इ.च्या वाहिन्यांच्या बाबतीत, ज्या उभ्या बाजूंनी (अंजीर 7a) खोदल्या जातात, जर गंभीर उंची hc, जी मातीच्या भौतिक गुणधर्मांवर अवलंबून असते, ओलांडली तर, पृष्ठभागावर सरकणे ADC उद्भवते. या स्लिप्स सामान्यत: वाहिनीच्या संपूर्ण लांबीच्या बाजूने नसतात, परंतु स्थानिकीकृत असतात, जे मातीच्या असमान कातरणेच्या ताकदीद्वारे स्पष्ट केले जाते.

b) आंशिक स्लोप स्लिप्स (अंजीर 7b). या स्लिप्स बहुतेक वेळा रेल्वे आणि रस्त्यांच्या कटिंग्जवर वसंत ऋतूमध्ये दिसतात आणि पाण्याने मातीच्या अतिसंपृक्ततेचा परिणाम आहेत.

c) रात्री स्लोप सरकते (अंजीर 7c). हे कट किंवा बांधाच्या संपूर्ण उताराचे पाय C.

d) पायाखाली सरकणारा उतार (चित्र 7d). हे कटिंग किंवा बांधाच्या संपूर्ण उताराचे सरकते आणि पायाखालची माती असते. या स्लाईडला सबग्रेड फ्रॅक्चर किंवा स्वीडिश फ्रॅक्चर असेही म्हणतात, ज्यांनी स्वीडिश लोकांनी याचे प्रथम वर्णन केले.

सरकत्या पृष्ठभागाच्या आकाराबाबत, असा दावा केला जाऊ शकतो की बांधलेल्या मातीमध्ये सरकणारा पृष्ठभाग सरळ नसून तो वक्र पृष्ठभाग आहे. काही लेखक गोलाकार चाप (फेलेनियस), लॉगरिदमिक सर्पिल (रेंडुलिक) किंवा या वक्र रेषांचे संयोजन (ब्रिंच हॅन्सन) सरकत्या पृष्ठभागाचा आकार स्वीकारतात.

उताराच्या स्थिरतेवर पाणी गाळण्याचा परिणाम

N च्या पातळीसह उताराच्या समोर बाह्य पाणी असल्यास1 (अंजीर.8) उताराच्या मागे असलेल्या जमिनीत पाण्याचा प्रवाह होतो, ज्यामुळे छिद्रांमध्ये पाण्याचा अंतर्गत दाब निर्माण होतो, परिणामी घन कणांमधील घर्षण कमी होते आणि जमिनीतील कातरणे ताण वाढते.

जर पातळी N असेल1 उतारासमोरील पाण्याचा एक स्थिर, पाण्याचा स्तंभ H*γW मुळे मातीच्या छिद्रांमध्ये पाण्याचा दाब निर्माण होतो, ज्यामुळे घन कणांमधील घर्षण कमी होते, परिणामी उतार सरकण्याचा धोका वाढतो. तथापि, जेव्हा पातळी N असते1 स्थिर, पाण्याच्या स्तंभाचा दाब H*γW घन कणांना जमिनीच्या आतील बाजूस ढकलतो, ज्यामुळे उतार सरकण्याचा धोका काही प्रमाणात कमी होतो. या प्रकरणात, सतत पाण्याच्या पातळीवर N1 उताराच्या समोर, उताराचा उतार सरकण्याचा धोका असतो, कारण जमिनीतील पाण्याच्या गाळण्याच्या परिणामामुळे घन कणांना उताराच्या बाहेरील बाजूच्या दिशेने ढकलले जाते.

क्र.8. जमिनीच्या उताराच्या स्थिरतेवर गाळण्याचा परिणाम

जर बाह्य पाण्याची पातळी N पातळीपासून झपाट्याने खाली आली1 वर N2 तर अपस्ट्रीम उताराची स्थिरता धोक्यात येते. या स्थितीत, अंतर्गत छिद्राचे पाणी अपस्ट्रीम उताराच्या बाहेरील बाजूकडे वाहते, घन कणांना त्या बाजूला ढकलतात.

या सर्वांमुळे, मातीचा उतार पाण्यात बुडल्यास, उताराच्या स्थिरतेची चाचणी घेताना पाणी गाळण्याचा परिणाम देखील विचारात घेतला पाहिजे.

जमिनीतील पाणी गाळण्याचा परिणाम अनेक घटकांवर अवलंबून असतो, त्यापैकी सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे जमिनीची पारगम्यता, बाह्य पाण्याचा हायड्रोस्टॅटिक दाब,बाह्य पाण्याची पातळी कमी होण्याचा दर आणि मातीची एकरूपता.

आम्ही अंजीर मध्ये तटबंदी असे गृहीत धरल्यास.8बाह्य पाण्याच्या पातळीच्या हायड्रोस्टॅटिक दाबाच्या प्रभावाखाली एकसंध समस्थानिक वस्तुमान N1 बंधाऱ्याच्या छिद्रांमध्ये पाण्याचा प्रवाह उताराच्या दिशेने असेल, ज्यामुळे बंधाऱ्यातील भूगर्भातील पाण्याची पातळी रस्त्याच्या लांबीसह कमी होईल. जर आपण पायझोमीटर पाईप्स _AA’,BB’ आणि CC’ बांधात आणले (चित्र.9), हायड्रोस्टॅटिक दाबाच्या प्रभावाखाली छिद्रातील पाणी या पाईप्समध्ये प्रवेश करेल आणि N स्तरावर जाईल1, जे सर्व पाईप्समध्ये समान असू शकते, जर बिंदू A, B आणि C निवडले असतील तर पाईप्समधील पाण्याच्या स्तंभाची उंची h असेल1, ह2 आणि h3.

क्र.9. समर्थक आणि वर्तमान रेषा

जर आपण h ने चिन्हांकित केले तर पाण्याच्या पातळीची उंची N वाढेल1काही अनियंत्रितपणे निवडलेल्या विमान O-O च्या सापेक्ष, नंतर संभाव्य सर्वांसाठी h आहे3गुण, A, B आणि C समान. या तीन बिंदूंना जोडणारी रेषा ही equipotential line आहे. जमिनीतील भूजल त्या रेषेने वाहू शकत नाही, परंतु केवळ कमी क्षमता असलेल्या बिंदूंच्या दिशेने वाहू शकते.

त्याचप्रकारे, आपण समान वस्तुमानात D, E आणि  F हे बिंदू कमी संभाव्य h ― Δh निवडू शकतो. या तीन बिंदूंना जोडणारी रेषा ही संभाव्य h ― Δh. बिंदू A पासून ABC समतुल्य रेषा DEF च्या काही अमर्याद जवळच्या बिंदू D पर्यंत पाण्याचा प्रवाह संभाव्य h ― _Δh ची समतुल्य रेषा आहे. = AD. याचा अर्थ असा की AD ही रेषा ज्याच्या बाजूने पाणी वाहते ती दोन्ही समतुल्य रेषांना लंब आहे, कारण ती आहे

imax = Δh / Δlmin

जिथे Δlmin दोन्ही समतुल्य रेषांसाठी सामान्य आहे. समतुल्य रेषांच्या त्या सामान्य म्हणजे पारगम्य वस्तुमानातील पाण्याच्या प्रवाहाच्या दिशा आहेत आणि त्यांना वर्तमान रेषा म्हणतात. समतुल्य आणि वर्तमान रेषांचा समुदाय, एकमेकांना लंबवत, एक प्रवाह नेटवर्क तयार करतो.

फ्लो नेटवर्क्सचे वस्तुमान पारगम्यतेनुसार वेगवेगळे आकार असतात. सर्वात सामान्य केस म्हणजे अभेद्य मातीवर, म्हणजे अभेद्य बनवता येणाऱ्या मातीवर (अंजीर 10) पारगम्य वस्तुमानापासून बनवलेले तटबंध. या प्रकरणात, जर बाह्य पाण्याची पातळी स्थिर असेल, तर प्रवाह पॅराबोलाच्या मध्यभागी असतात.

चित्र. 10. अभेद्य मातीवर पारगम्य तटबंदीमध्ये प्रवाह जाळे

वरच्या उतारावर, पॅराबोलस उताराला लंब असलेल्या रेषांशी जोडतात, जे समतुल्य रेषेचे प्रतिनिधित्व करतात, कारण स्थिर स्तरावर N1 पाणी उतारावरून खाली वाहत नाही. डाउनस्ट्रीम स्लोपसह, पॅराबोलस स्पर्शकपणे स्लोपवर संपतात, जी समतुल्य रेषा किंवा वर्तमान रेषा नसते. तटबंदीच्या खाली असलेल्या अभेद्य मातीचा पृष्ठभाग एक प्रवाही आहे, कारण तटबंदीच्या तळाशी असलेले पाणी या पृष्ठभागाला समांतर वाहते. वरच्या भागात, प्रवाह नेटवर्क सीपेज लाइन नावाच्या मूलभूत पॅराबोलासह समाप्त होते, जे गाळण्याची क्रिया अंतर्गत मातीची सीमा दर्शवते. या मर्यादेच्या खाली, बाहेरील पाण्याच्या हायड्रोस्टॅटिक दाबामुळे माती गाळण्याच्या प्रभावाखाली असते H*γW, तर त्यावरील मातीमध्ये गाळण्याची प्रक्रिया नसते. सीपेज रेषेला संपृक्तता रेषा असेही म्हणतात, कारण असे गृहीत धरले जाते की तिच्या खालची माती पाण्याने पूर्णपणे संतृप्त आहे, तर तिच्या वरती ती अंशतः संतृप्त आहे.

वास्तविक उतार मूल्यांकनामध्ये तपासणी, स्तरीकरण, ताकद मापदंड, भू आणि पृष्ठभागावरील पाणी, पातळीतील बदल, ड्रेनेज, भूकंप, उत्खनन किंवा भरण्याचे टप्पे, समीप संरचना आणि तात्पुरती परिस्थिती समाविष्ट करणे आवश्यक आहे. योग्य संरक्षणाशिवाय उत्खनन करणे आणि संभाव्य भूस्खलनाच्या झोनमध्ये प्रवेश करणे सामान्य मजकूर किंवा उताराच्या आकारावर आधारित सुरक्षित नाही.