Maudhui ya wataalamu wa Kumbukumbu na hatari kubwa: makala huhifadhi akaunti ya kihistoria ya uthabiti wa mteremko, alama, fomula na michoro kutoka kwa maandishi asilia. Sio utafiti wa kijiografia, uchimbaji au mradi wa tuta, hesabu ya uthabiti, mpango wa mifereji ya maji, tathmini ya maporomoko ya ardhi au maagizo ya kazi. Mteremko usio na utulivu unaweza kuzika ghafla watu, majengo na barabara; nyufa, mikunjo, maji yenye mawingu, kutulia kwa ghafla au kuhama kunapaswa kutibiwa kama sababu ya kuhama kutoka eneo la hatari na tathmini ya haraka ya kitaalamu.
Leo, Savo Kusić inaangazia madirisha ya mbao, madirisha ya mbao-alumini, madirisha maalum, mlango na maombi ya nukuu Makala haya yanasalia kama kumbukumbu ya kiufundi na hayawakilishi toleo la muundo wa kijiotekiniki, usimamizi au utekelezaji wa kazi za ardhini.
Kwa kazi za udongo zilizojengwa kama vile mikato, tuta na mifereji, miteremko ya mwisho wakati mwingine huporomoka. Na mteremko wa asili, bila kazi za bandia, unaweza kusonga ghafla na kwa nguvu kubwa au polepole sana. Matukio haya kwa muda mrefu yamekuwa somo la tafiti za kijiolojia na kijiomechanika, kwa lengo la kutathmini uthabiti kutoka kwa sifa za kimwili za udongo na hali ya kila kesi binafsi.
Sababu za harakati za raia wa dunia
Masharti ya uthabiti wa udongo wowote, iwe ni kitu cha udongo bandia au udongo wa asili, ni kwamba kuna uwiano kati ya nguvu za nje na upinzani wa ndani wa udongo. Nguvu za nje ni hasa uzito wa udongo wenyewe, ambao kwa kawaida ni nguvu pekee ya nje, ikifuatiwa na mzigo mwingine wowote wa nje unaofanya kazi kwenye mteremko, kudumu au kusonga. Upinzani wa ndani unajumuisha mshikamano na msuguano katika udongo uliofungwa, na msuguano tu katika udongo usiofungwa.
Mtini. 1. Mteremko wa tuta la udongo uliolegea
Ikiwa tutaona tuta la urefu h lililotengenezwa kwa udongo uliolegea kabisa, kwa mfano mchanga mkavu ulioshikana, tutabaini kwamba mteremko wa tuta hilo umeelekezwa kwa pembe β hadi mlalo (mtini. 1). Ukubwa wa pembe β inategemea mambo kadhaa kama vile ukubwa wa nafaka, umbo la nafaka na mgandamizo. Ikiwa tutaongeza urefu wa tuta h hadi h1, h2, n.k. kwa nyenzo zile zile zisizofungwa za msongamano sawa, pembe β haitabadilika, mteremko wa tuta utabaki kwenye mteremko ule ule hadi urefu usio na kikomo h. Kwa udongo uliotolewa, pembe ya asili ya mteremko β haitegemei urefu wa mteremko h. Ukubwa wa pembe β kwa udongo usiofungwa hutegemea pembe ya msuguano wa udongo wa ndani φ na inachukuliwa kuwa ndogo kidogo kuliko hiyo, au sawa nayo, β ≤ φ.
Mtini. 2. Kukata mteremko kwenye udongo uliofungwa
Ikiwa tunatazama kata iliyofanywa katika udongo uliofungwa, tutagundua kwamba mteremko wa kata huwekwa chini ya mteremko wenye nguvu zaidi.1:m, i.e. kwa pembe kubwa β kwa sababu ya ukweli kwamba upinzani wa ndani wa udongo uliofungwa huongezeka kwa mshikamano, ambao haupo kwenye mchanga kavu (Mtini.2) Katika aina fulani za udongo, kama vile loess kavu, mshikamano unaweza kuongeza upinzani wa ndani kwa kiasi kwamba udongo unaweza kushikiliwa na upande uliokatwa wima, i.e. kwa pembe β =90°. Walakini, ikiwa tutaongeza urefu wa kukata h kwenye udongo uliofungwa hadi h1, h2 nk, angle ya mwelekeo wa bevel ya kata β lazima ipunguzwe ili kudumisha bevel katika utulivu. Kwa kila pembe ya mteremko β ya mteremko wa kukata katika udongo uliowekwa kuna urefu mmoja muhimu hc. Ikiwa tutazidi urefu huu, mteremko AB hautawekwa katika usawa na utateleza kwenye uso wa kuteleza CD (Mtini.3) Kuteleza kulitokea kwa sababu ya usumbufu wa usawa kati ya nguvu ya nje, uzani wa misa ya dunia na upinzani wa ndani, ambao haukutosha tena kupinga kuongezeka kwa nguvu ya nje, i.e. kwa uzito ulioongezeka wa misa ya mchanga unaosababishwa na kuongezeka kwa urefu wa mteremko h.
Sl.3. Mteremko wa kata katika udongo mshikamano
Kutoka hapo juu, inafuata kwamba angle ya mteremko wa asili wa udongo hauwezi kupitishwa kwa thamani ya mara kwa mara kwa udongo uliopewa, kwa kuwa thamani yake chini ya hali nyingine zote inategemea urefu wa mteremko na hupungua kwa ongezeko la urefu huu. Hata hivyo, mara nyingi hupitishwa kwa mteremko wa urefu mdogo kama thamani ya mara kwa mara, inategemea angle ya msuguano wa udongo wa ndani φ.
Usumbufu wa usawa unaweza pia kutokea bila kuongeza urefu wa kata h, kwa mfano wakati upinzani wa ndani wa udongo unapungua. Vipengele vya upinzani wa ndani wa udongo uliofungwa, mshikamano na msuguano, hubadilika sana na hutegemea kiasi cha maji katika udongo. Kwa hiyo, mara nyingi, sababu ya kupiga sliding ni oversaturation ya udongo wa maji, ambayo inaweza kuwa kubwa sana kwamba udongo hauwezi tena kujisaidia chini ya mteremko wowote, lakini slides kutokana na uzito wake mwenyewe.
Mtini. 4. Kuteleza kwa udongo kwa sababu ya muundo wa nyuso zinazoteleza
Kuna matukio mbalimbali ya udongo kuteleza kutokana na kupungua kwa upinzani wa ndani, ambapo tutataja sifa chache hapa.
Elimu ya nyuso za kuteleza
Iwapo kuna safu ya udongo isiyopenyeza kwenye mteremko chini ya safu ya uso ya udongo unaopenyeza (mtini. 4a), au ikiwa kuna safu ya mchanga iliyoinamishwa kwenye safu ya udongo (mtini. 4b), ambayo maji hutiririka kutoka kwa angahewa au uso wa anga (kwa mfano, kwenye angahewa). maporomoko ya ardhi yanaweza kutokea. Kiasi kikubwa cha maji hupitia safu ya kupenyeza hadi kwenye safu ya udongo, ambayo inanyesha sana, na kupunguza upinzani wake juu ya uso, ambapo safu ya juu inateleza.
Usumbufu wa usawa kwa kukata kata
Kukata kata wakati wa ujenzi wa reli na barabara huharibu hali ya awali ya usawa, kwa sababu katika wasifu uliokatwa udongo unabaki bila msaada na huwa na kuelekea chini kutokana na mvuto. Hali ya usawa inaweza kudumishwa ikiwa upinzani wa ndani wa udongo ni mkubwa vya kutosha kukabiliana na tabia hii, ambayo inawezekana pia wakati udongo uliokatwa una tabaka zenye mwelekeo mkali kuelekea kukata.
Mtini. 5. Kuteleza kwa ardhi kwa sababu ya kukatwa kwenye udongo uliowekwa tabaka
Hata hivyo, ikiwa tabaka za udongo usiopenyeza na kupenyeza zitakatwa kwa njia mbadala (Mtini. 5), kuna uwezekano wa kuvuja kwa udongo unaopenyeza na kulowesha udongo usiopenyeza, ambapo kuteleza kunaweza kutokea.
Kutofanana kwa udongo
Tabaka nyembamba za nyenzo zisizoweza kupenyeza kwenye tuta lililotengenezwa kwa udongo unaopenyeza, kinachojulikana kama lenzi za udongo (mtini. 6), pia zinaweza kusababisha utelezi ikiwa maji mengi yatazifikia na kutengeneza sehemu inayoteleza.
Mtini. 6. Kesi ya tuta kuteleza kwa sababu ya utunzi usiofanana
Athari ya barafu
Chini ya athari ya barafu, maji hujilimbikiza kwenye safu ya uso katika mfumo wa lenzi za barafu. Wakati wa kuyeyusha, lenzi za barafu hubadilika kuwa maji, ambayo hujaza udongo kwa kina cha hatua ya baridi, kwa sababu hiyo inakuwa kioevu na kupoteza utulivu wake.
Kisa hiki hutokea tu kwenye udongo hatari wa baridi na kwa muda mrefu wa baridi, kwa sababu inachukua muda mwingi kuunda lenzi za barafu.
Kupungua kwa kiwango cha maji chini ya ardhi
Kiwango cha maji ya chini ya ardhi kinaposhushwa kabisa, kwa mfano kutokana na kazi ya ardhini, udongo hukauka na ikiwa ni mfinyanzi ambao una uvimbe mkubwa, nyufa huonekana. Kiasi kikubwa cha maji ya uso na anga huingia humo, na kulowesha udongo na kupunguza upinzani wake wa ndani, jambo ambalo linaweza pia kusababisha maporomoko ya ardhi.
Pia kuna visa vingine vingi vya kuteleza kwa ardhi, kwa hivyo inaweza kuzingatiwa kuwa udongo wowote unaoshikamana unaweza, chini ya hali fulani, kupoteza upinzani wake wa ndani kwa kiwango kikubwa au kidogo na, chini ya ushawishi wa nguvu za nje, kuanzishwa.
Udongo usioshikamana ni thabiti mradi tu pembe ya mwelekeo wa mteremko ni ndogo kuliko pembe ya msuguano wa ndani wa udongo. Kwa aina hii ya udongo, sliding hutokea tu ikiwa angle ya mteremko ni kubwa kuliko angle ya msuguano wa ndani. Hata hivyo, ikiwa tuta limetengenezwa kwa nyenzo zisizofungwa kwenye udongo wa mfinyanzi, udongo wa mfinyanzi unaweza kuteleza na tuta kuanguka, na ni muhimu kuangalia uthabiti.
Kujaribu uthabiti wa miteremko ya ardhi
Umbo la uso unaoteleza
Hali ya usawa kati ya nguvu za nje na upinzani wa ndani wa udongo iliwekwa na Coulomb na mlingano wake
τ ≤ c + σ tgϕ
ambapo τ ni mkazo wa kunyoa udongo, c ni mshikamano, σ ni mkazo wa kawaida kwenye uso wa kuteleza, ϕ ni pembe ya msuguano wa ndani.
Ikiwa upinzani wa ndani wa udongo, mshikamano c na msuguano σ tgϕ haitoshi kupinga mkazo wa kukatwa kwa udongo, kuteleza hutokea kwenye uso wa kuteleza ndani ya udongo. Kuna aina tofauti za nyuso za kuteleza, ambazo hutegemea sifa halisi za udongo, kuweka tabaka, unyevunyevu, mzigo wa nje na mambo mengine.
Kesi zifuatazo za kawaida za kuteleza hutofautiana kulingana na nafasi:
Mtini. 7. Kesi za kawaida za maporomoko ya ardhi
a) Kuteleza kwa pande za wima za kata. Katika kesi ya njia za ugavi wa maji, maji taka, nk, ambazo huchimbwa kwa pande za wima (mtini 7a), ikiwa urefu muhimu hc, ambayo inategemea mali ya kimwili ya udongo, imezidi, sliding juu ya uso ADC hutokea. Miteremko hii kwa kawaida haiko kwenye urefu wote wa chaneli, lakini imejanibishwa, ambayo inafafanuliwa na nguvu isiyo sawa ya mkavu wa udongo.
b) Kuteleza kwa sehemu (mtini 7b). Miteremko hii mara nyingi huonekana katika chemchemi kwenye vipandikizi vya reli na barabara na ni matokeo ya kujaa kwa udongo kwa maji.
c) Kuteleza kwa mteremko usiku (mtini 7c). Ni kuteleza kwa mteremko mzima wa kata au tuta hadi kwenye mguu C.
d) Kuteleza kwa mteremko chini ya miguu (Mtini. 7d). Ni kupiga sliding ya mteremko mzima wa kukata au tuta na udongo chini ya mguu. Slaidi hii pia inaitwa kuvunjika kwa daraja ndogo au kuvunjika kwa Kiswidi, baada ya Wasweden walioifafanua kwanza.
Kuhusu umbo la uso wa kuteleza, inaweza tu kudaiwa kuwa uso wa kuteleza kwenye udongo uliofungwa haujanyooka, lakini ni uso uliopinda. Waandishi fulani hutumia safu ya duara (Fellenius), logarithmic spiral (Rendulić) au mchanganyiko wa mistari hii iliyopinda (Brinch Hansen) kama umbo la uso wa kuteleza.
Athari ya uchujaji wa maji kwenye uthabiti wa mteremko
Ikiwa kuna maji ya nje mbele ya mteremko na kiwango cha N1 (mtini.8), mtiririko wa maji hutokea kwenye udongo nyuma ya mteremko, ambayo husababisha shinikizo la maji ya ndani katika pores, kwa sababu hiyo msuguano kati ya chembe imara hupungua na mkazo wa shear katika udongo huongezeka.
Ikiwa kiwango ni N1 ya maji mbele ya mteremko safu ya mara kwa mara, ya maji H*γW husababisha shinikizo la maji kwenye pores ya udongo, ambayo hupunguza msuguano kati ya chembe ngumu, kwa sababu hiyo hatari ya sliding ya mteremko huongezeka. Walakini, wakati kiwango ni N1 mara kwa mara, shinikizo la safu ya maji H*γW inasukuma chembe imara kuelekea mambo ya ndani ya udongo, kutokana na ambayo hatari ya sliding ya mteremko imepunguzwa kwa kiasi fulani. Katika kesi hii, kwa kiwango cha maji mara kwa mara N1 mbele ya mteremko, kuna hatari ya kuteleza kwa mteremko wa chini, kwa sababu athari ya uchujaji wa maji kwenye udongo husababisha kusukuma kwa chembe ngumu kuelekea upande wa nje wa mteremko wa chini wa mto.
Sl.8. Athari za uchujaji kwenye uimara wa mteremko wa udongo
Ikiwa kiwango cha maji ya nje kinashuka kwa kasi kutoka kiwango cha N1 kwenye N2 basi utulivu wa mteremko wa juu unatishiwa. Katika kesi hii, maji ya pore ya ndani hutiririka kuelekea upande wa nje wa mteremko wa juu, na kusukuma chembe ngumu kuelekea upande huo.
Kwa sababu ya haya yote, ikiwa mteremko wa udongo unaingizwa ndani ya maji, athari ya filtration ya maji inapaswa pia kuzingatiwa wakati wa kupima utulivu wa mteremko.
Athari za kuchujwa kwa maji kwenye udongo hutegemea mambo kadhaa, muhimu zaidi ni upenyezaji wa udongo, shinikizo la hydrostatic ya maji ya nje, kiwango cha kupungua kwa kiwango cha maji ya nje na homogeneity ya udongo.
Ikiwa tutachukulia kwamba tuta kwenye mtini. 8 ya molekuli ya isotropiki yenye homojeni, chini ya athari ya shinikizo la hydrostatic ya maji ya nje ya kiwango N1, maji yatatiririka kwenye vinyweleo vya tuta kuelekea mteremko wa chini wa mto, ambapo kiwango cha maji ya ardhini kwenye tuta kitapungua kwa urefu wa barabara inayosafirishwa. Ikiwa tutaanzisha mabomba ya piezometa AA’, BB’ na CC’ kwenye tuta (mtini. 9), maji ya pore chini ya athari ya shinikizo la hydrostatic yataingia kwenye mabomba haya na kupanda hadi kiwango cha N1, ambayo inaweza kuwa sawa katika mabomba yote, ikiwa _B hivyo urefu wa_A umechaguliwa. safu ya maji kwenye mabomba ni h1, h2 na h3.
Mtini. 9. Mistari ya usawa na ya sasa
Ikiwa tunaashiria kwa h mwinuko wa kiwango cha maji N1 kuhusiana na baadhi ya ndege iliyochaguliwa kiholela O-O, basi uwezekano wa h kwa pointi zote 3, A, B na C ni sawa. Mstari unaounganisha pointi hizi tatu ni equipotential line. Maji ya ardhini kwenye udongo hayawezi kutiririka kwenye mstari huo, lakini tu kuelekea maeneo yenye uwezo mdogo.
Kwa njia sawa tunaweza kuchagua kwa wingi sawa pointi D, E na F kwa uwezo wa chini h ― Δh. Mstari unaounganisha pointi hizi tatu ni mstari wa usawa wa uwezo h ― Δh. Mtiririko wa maji kutoka sehemu A ya mstari wa equipotential ABC hadi sehemu fulani ya karibu kabisa D ya mstari wa equipotential DEF itakuwepo katika mwelekeo wa kushuka kwa majimaji kubwa zaidi _imax zaidi umbali wa _imax_uelekeo mdogo = ya_ya_max. AD. Hii ina maana kwamba mstari AD ambao maji hutiririka ni sawa na njia zote mbili za usawa, kwa sababu
imax = Δh / Δlmin
ambapo Δlmin ni kawaida kwa njia zote mbili za usawa. Kanuni hizo za mistari ya equipotential ni maelekezo ya mtiririko wa maji katika wingi unaoweza kupenyeza na huitwa mistari ya sasa. Jumuiya ya mistari ya usawa na ya sasa, inayolingana kila moja na nyingine, huunda mtandao wa mtiririko.
Mitandao ya mtiririko ina maumbo tofauti kulingana na upenyezaji wa wingi. Kesi inayojulikana zaidi ni tuta lililotengenezwa kwa wingi wa kupenyeza kwenye udongo usiopenyeza, yaani kwenye udongo ambao unaweza kufanywa kutopenyeza (mtini 10). Katika hali hii, ikiwa kiwango cha maji ya nje ni thabiti, mikondo iko katika sehemu yao ya kati ya parabola.
Mtini. 10. Tiririsha mtandao katika tuta linalopenyeza kwenye udongo usiopenyeza maji
Katika mteremko wa juu wa mto, parabolas huungana na mistari inayoelekea kwenye mteremko, ambayo inawakilisha laini ya equipotential, kwa sababu katika kiwango kisichobadilika cha N1 maji hayatiririki chini ya mteremko. Kwa mteremko wa chini ya mkondo, parabola huisha kwa tangentially kwa mteremko, ambao sio mstari wa equipotential wala mstari wa sasa. Upeo wa udongo usio na maji chini ya tuta ni mkondo, kwa sababu maji chini ya tuta inapita sambamba na uso huu. Katika sehemu ya juu, mtandao wa mtiririko unaisha na parabola ya msingi inayoitwa seepage line, ambayo inawakilisha mpaka wa udongo chini ya hatua ya filtration. Chini ya kikomo hiki, udongo ni chini ya athari ya filtration kutokana na shinikizo la hydrostatic ya maji ya nje H*γW, wakati hakuna filtration katika udongo juu yake. Laini ya maji pia inaitwa mstari wa kueneza, kwa kuwa inachukuliwa kuwa udongo chini yake umejaa maji kabisa, na juu yake umejaa kiasi.
Tathmini halisi ya mteremko lazima ijumuishe uchunguzi, utabakaji, vigezo vya nguvu, maji ya ardhini na usoni, mabadiliko ya kiwango, mifereji ya maji, mitetemo, uchimbaji au kujaza awamu, miundo iliyo karibu na hali ya muda. Uchimbaji bila ulinzi ufaao na kuingia katika eneo la uwezekano wa maporomoko ya ardhi si salama kulingana na maandishi ya jumla au umbo la mteremko wenyewe.