Arxiv ekspertiza mazmuni va jiddiy xavf: maqolada qiyalik barqarorligining tarixiy hisobi, asl matndagi belgilar, formulalar va diagrammalar saqlanib qolgan. Bu geotexnik tadqiqot, qazish yoki qirg’oq loyihasi, barqarorlikni hisoblash, drenaj rejasi, ko’chkini baholash yoki ish ko’rsatmalari emas. Beqaror nishab to’satdan odamlarni, binolarni va yo’llarni ko’mib yuborishi mumkin; kuzatilgan yoriqlar, bo’rtiqlar, bulutli suv, to’satdan cho’kish yoki siljish xavfli zonadan uzoqlashish va shoshilinch professional baholash uchun sabab sifatida ko’rib chiqilishi kerak.
Bugungi kunda Savo Kusić yog’och derazalar, yogʻoch-alyuminiy oynalar, maxsus oynalar, eshik va kotirovka so’rovlari. Ushbu maqola texnik arxiv bo’lib qoladi va geotexnik dizayn, nazorat yoki tuproq ishlarini bajarish taklifini bildirmaydi.
Qismlar, qirg’oqlar va kanallar kabi qurilgan tuproq ishlari uchun oxirgi qiyaliklar ba’zan qulab tushadi. Va tabiiy nishab, sun’iy ishlarsiz, to’satdan va katta kuch bilan yoki juda sekin harakatlanishi mumkin. Ushbu hodisalar uzoq vaqtdan beri tuproqning fizik xususiyatlaridan va har bir alohida holatning sharoitlaridan barqarorlikni baholash uchun geologik va geomexanik tadqiqotlar mavzusi bo’lib kelgan.
Yer massalarining harakatlanish sabablari
Har qanday tuproqning barqarorligining sharti, xoh sun’iy tuproq bo’lsin, xoh tabiiy tuproq bo’lsin, tashqi kuchlar va tuproqning ichki qarshiligi o’rtasida muvozanat mavjudligidir. Tashqi kuchlar, birinchi navbatda, tuproqning o’z og’irligi bo’lib, u odatda yagona tashqi kuch bo’lib, undan keyin qiyalikda harakat qiluvchi, doimiy yoki harakatlanuvchi boshqa har qanday tashqi yuk keladi. Ichki qarshilik bog’langan tuproqdagi kogeziya va ishqalanishdan va faqat bog’lanmagan tuproqdagi ishqalanishdan iborat.
Fig. 1. Bo’sh tuproqli qirg’oqning qiyaligi
Agar biz butunlay bo’shashgan tuproqdan, masalan, quruq siqilgan qumdan yasalgan h balandlikdagi qirg’oqni kuzatsak, biz ushbu qirg’oqning qiyaligi gorizontalga b burchak ostida egilganligini aniqlaymiz (1-rasm). Burchakning o’lchami bir qancha omillarga bog’liq, masalan, don hajmi, don shakli va siqilish. Agar biz qirg’oq balandligini h ga h1, h2 va boshqalarni bir xil siqilishdagi bir xil bog’lanmagan material bilan oshirsak, b burchagi o’zgarmaydi, qirg’oq qiyaligi h cheksiz balandlikka qadar bir xil qiyalikda qoladi. Berilgan bo’shashgan tuproq uchun qiyalikning tabiiy burchagi b nishab balandligi h ga bog’liq emas. Bog’lanmagan tuproq uchun b burchakning o’lchami tuproqning ichki ishqalanish burchagi ph ga bog’liq va undan bir oz kichikroq yoki unga teng deb qabul qilinadi, b ≤ ph.
Fig. 2. Bog’langan tuproqdagi qiyalikni kesish
Agar biz bog’langan tuproqda qilingan kesmani ko’rib chiqsak, kesmaning qiyaligi kuchliroq nishab ostida saqlanishini topamiz.1:m, ya’ni kattaroq burchakda b bog’langan tuproqning ichki qarshiligi quruq qumda mavjud bo’lmagan kogeziya bilan kuchayganligi sababli (1-rasm).2). Tuproqning ayrim turlarida, masalan, quruq lyossda, kogeziya ichki qarshilikni shunday darajada oshirishi mumkinki, tuproq vertikal kesilgan tomoni bilan, ya’ni b = burchak ostida ushlab turilishi mumkin.90°. Biroq, agar bog’langan tuproqdagi h kesish balandligini h ga oshirsak1, h2 va boshqalar, qiyalikning barqarorligini ta’minlash uchun kesmaning qiyalik burchagini kamaytirish kerak. Berilgan chegaralangan tuproqdagi kesma qiyaligining har bir nishab burchagi b uchun bitta kritik balandlik hc bo’ladi. Agar biz bu balandlikdan oshib ketsak, AB qiyaligi muvozanatda saqlanmaydi va u CD sirpanish yuzasida sirpanadi (1-rasm).3). Sirpanish tashqi kuch, er massasining o’z og’irligi va ichki qarshilik o’rtasidagi muvozanatning buzilishi tufayli yuzaga keldi, bu kuchayib borayotgan tashqi kuchga, ya’ni h qiyalik balandligining oshishi natijasida tuproq massasining ortishiga qarshi turish uchun etarli bo’lmagan.
Sl.3. Birikkan tuproqdagi kesmaning qiyaligi
Yuqoridagilardan kelib chiqadiki, tuproqning tabiiy qiyaligi burchagini berilgan tuproq uchun doimiy qiymat sifatida qabul qilib bo’lmaydi, chunki uning boshqa barcha sharoitlarda qiymati qiyalik balandligiga bog’liq va bu balandlikning oshishi bilan kamayadi. Biroq, u ko’pincha ichki tuproq ishqalanish burchagi ph ga bog’liq doimiy qiymat sifatida kichik balandlikdagi qiyaliklar uchun qabul qilinadi.
Muvozanatning buzilishi kesish balandligini h oshirmasdan ham sodir bo’lishi mumkin, masalan, tuproqning ichki qarshiligi pasayganda. Bog’langan tuproqning ichki qarshiligi, kogeziya va ishqalanish elementlari juda o’zgaruvchan va tuproqdagi suv miqdoriga bog’liq. Shuning uchun, ko’p hollarda, sirpanishning sababi suv bilan bog’langan tuproqning haddan tashqari to’yinganligi bo’lib, u shunchalik katta bo’lishi mumkinki, tuproq endi har qanday nishab ostida o’zini ushlab turolmaydi, lekin o’z og’irligi tufayli siljiydi.
Fig. 4. Toymasin yuzalar hosil boʻlishi natijasida tuproq sirpanishi
Ichki qarshilikning kamayishi tufayli tuproq sirpanishining turli holatlari mavjud, biz bu erda bir nechta xarakterlilarini aytib o’tamiz.
Sürgülü yuzalarni o’qitish
Agar oʻtkazuvchan tuproqning sirt qatlami ostidagi qiyalikda suv oʻtkazmaydigan loy qatlami boʻlsa (4a-rasm) yoki loy qatlamida eğimli qum qatlami mavjud boʻlsa (4b-rasm), unga suv taʼsiridan atmosfera yoki suv taʼsiriga tushishi mumkin. ariq), ko’chkilar sodir bo’lishi mumkin. Kattaroq miqdorda suv o’tkazuvchan qatlam orqali gil qatlamiga o’tadi, u kuchli namlaydi, yuqori qatlam sirpanib ketadigan sirtdagi qarshiligini pasaytiradi.
Kesish orqali muvozanatning buzilishi
Temir yo’l va avtomobil yo’llarini qurishda kesmani kesish orqali oldingi muvozanat holati buziladi, chunki kesilgan profilda tuproq tayanchsiz qoladi va tortishish ta’sirida pastga qarab harakat qiladi. Muvozanat holati saqlanishi mumkin, agar tuproqning ichki qarshiligi bu tendentsiyaga qarshi turish uchun etarlicha katta bo’lsa, kesilgan tuproq kesilgan tomonga kuchli moyil bo’lgan qatlamlardan iborat bo’lganda ham mumkin.
Sl.5. Qatlamli tuproqda kesish natijasida erning sirpanishi
Biroq, agar suv o’tkazmaydigan va o’tkazuvchan tuproq qatlamlari navbatma-navbat kesilsa (1-rasm).5), suv o’tkazuvchan tuproqni yuvish va suv o’tkazmaydigan tuproqni namlash ehtimoli mavjud bo’lib, unda sirpanish paydo bo’lishi mumkin.
Tuproqning bir jinsliligi
O’tkazuvchan tuproq deb ataladigan suv o’tkazmaydigan materialning yupqa qatlamlari. loy linzalari (rasm.6), shuningdek, agar katta miqdordagi suv ularga etib borsa va toymasin sirt hosil qilsa, sirg’alishga olib kelishi mumkin.
Sl.6. Bir hil bo’lmagan tarkib tufayli qirg’oqning siljishi holati
Ayozning ta’siri
Ayoz ta’sirida suv muzli linzalar shaklida sirt qatlamida to’planadi. Eritish vaqtida muz linzalari suvga aylanadi, bu esa tuproqni sovuq ta’sirining chuqurligigacha to’yintiradi, buning natijasida u suyuq massaga aylanadi va barqarorligini yo’qotadi.
Bu holat faqat sovuqqa xavfli tuproqda va sovuqning uzoq davom etishi bilan sodir bo’ladi, chunki muz linzalari shakllanishi uchun ko’p vaqt talab etiladi.
Er osti suvlari sathining pasayishi
Er osti suvlari sathi doimiy ravishda pasayganda, masalan, erdagi ishlar tufayli, tuproq quriydi va agar u katta shishgan gil bo’lsa, yoriqlar paydo bo’ladi. Ularga katta miqdorda er usti va atmosfera suvlari kirib, tuproqni namlaydi va uning ichki qarshiligini pasaytiradi, bu ham ko’chkilarga olib kelishi mumkin.
Shuningdek, relyefning siljishining boshqa koʻplab holatlari ham bor, shuning uchun har qanday kogerent tuproq maʼlum sharoitlarda oʻzining ichki qarshiligini u yoki bu darajada yoʻqotishi va tashqi kuchlar taʼsirida harakatga kelishi mumkin deb hisoblash mumkin.
Qiyaning qiyalik burchagi tuproqning ichki ishqalanish burchagidan kichikroq bo’lsa, inkogerent tuproq barqaror bo’ladi. Ushbu turdagi tuproq bilan, nishab burchagi ichki ishqalanish burchagidan kattaroq bo’lsa, sirpanish sodir bo’ladi. Biroq, agar qirg’oq loyli tuproqda bog’lanmagan materialdan yasalgan bo’lsa, gilli tuproq sirpanishi va qirg’oq qulashi mumkin va buning barqarorligini tekshirish kerak.
Yer yonbagʻirlarining barqarorligini tekshirish
Sürgülü sirt shakli
Tashqi kuchlar va ichki tuproq qarshiligi o’rtasidagi muvozanat sharti Coulomb tomonidan o’zining tenglamasi bilan o’rnatildi
t ≤ c + s tgϕ
bu yerda t - tuproqning siljish kuchlanishi, c - kogeziya, s sirpanish yuzasidagi normal kuchlanish, ϕ - ichki ishqalanish burchagi.
Agar tuproqning ichki qarshiligi, kogeziyasi c va ishqalanish s tgϕ tuproqning siljish kuchlanishiga qarshi turish uchun etarli bo’lmasa, tuproq ichidagi sirpanish yuzasida sirpanish sodir bo’ladi. Tuproqning fizik xususiyatlariga, qatlamlanishiga, namligiga, tashqi yukiga va boshqa omillarga bog’liq bo’lgan surma yuzalarning turli shakllari mavjud.
Quyidagi tipik sirpanish holatlari joylashuviga qarab farqlanadi:
Fig. 7. Ko’chkilarning odatiy holatlari
a) Kesimning vertikal tomonlarini siljitish. Vertikal tomonlari bilan qazilgan suv ta’minoti, kanalizatsiya va boshqalar uchun kanallarda (rasm 7a), agar tuproqning fizik xususiyatlariga bog’liq bo’lgan kritik balandlik hc oshib ketgan bo’lsa, ADC yuzasida sirpanish sodir bo’ladi. Ushbu sirpanishlar odatda kanalning butun uzunligi bo’ylab emas, balki mahalliylashtirilgan bo’lib, bu tuproqning notekis kesish kuchi bilan izohlanadi.
b) Qisman qiyalik sirpanishlari (rasm 7b). Bunday siljishlar ko’pincha bahorda temir yo’l va yo’l kesishmalarida paydo bo’ladi va ular tuproqning suv bilan to’yinganligi natijasidir.
c) Kechasi qiyalik sirpanishi (rasm 7c). Bu kesma yoki qirg’oqning butun qiyaligining C oyog’iga siljishi.
d) Qiya oyoq ostida sirpanish (7d-rasm). Bu kesma yoki qirg’oqning butun nishabi va oyoq ostidagi tuproqning siljishi. Bu slayd, uni birinchi bo’lib tasvirlagan shvedlarning nomidan kelib chiqqan holda, taglik sinishi yoki shved sinishi deb ham ataladi.
Silma sirtining shakliga kelsak, faqat bog’langan tuproqdagi sirpanish yuzasi tekis emas, balki egri sirt ekanligini da’vo qilish mumkin. Ayrim mualliflar sirkulyar yoyni (Fellenius), logarifmik spiralni (Rendulić) yoki bu egri chiziqlarning kombinatsiyasini (Brinch Hansen) sirpanish yuzasi shakli sifatida qabul qiladilar.
Suv filtratsiyasining qiyalik barqarorligiga ta’siri
Agar nishab oldida N1 darajasidagi tashqi suv bo’lsa (8-rasm) qiyalik orqasida tuproqda suv oqimi sodir bo’ladi, bu esa g’ovaklardagi suvning ichki bosimini keltirib chiqaradi, buning natijasida qattiq zarrachalar orasidagi ishqalanish va qattiq zarrachalar orasidagi kuchlanish kamayadi. ortadi.
Agar qiyalik oldidagi suv sathi N1 doimiy boʻlsa, H*gW suv ustuni tuproq gʻovaklarida suv bosimini keltirib chiqaradi, bu esa qattiq zarrachalar orasidagi ishqalanishni kamaytiradi, buning natijasida qiyalik sirpanish xavfi ortadi. Biroq, N1 darajasi doimiy bo’lganda, H*gW suv ustunining bosimi qattiq zarrachalarni tuproqning ichki qismiga suradi, buning natijasida qiyalikning sirpanish xavfi ma’lum darajada kamayadi. Bunday holda, qiyalik oldidagi doimiy suv sathi N1 bo’lganda, qiyalikning quyi oqimida sirpanish xavfi mavjud, chunki tuproqdagi suv filtratsiyasi ta’siri qattiq zarrachalarning quyi oqim qiyalikning tashqi tomoniga surilishiga olib keladi.
Fig. 8. Filtrlanishning tuproq qiyaligining barqarorligiga ta’siri
Agar tashqi suv sathi N1 darajasidan N2 gacha keskin pasayib ketsa, yuqori oqim qiyalikning barqarorligiga tahdid soladi. Bunday holda, ichki suv teshiklarda yuqori oqim qiyalikning tashqi tomoniga oqib o’tadi va qattiq zarrachalarni o’sha tomonga suradi.
Shuning uchun, agar tuproq qiyaligi suvga botgan bo’lsa, nishabning barqarorligini tekshirishda suv filtrlash ta’sirini ham hisobga olish kerak.
Tuproqdagi suv filtratsiyasining ta’siri bir qancha omillarga bog’liq bo’lib, ulardan eng muhimi tuproqning o’tkazuvchanligi, tashqi suvning gidrostatik bosimi, tashqi suv sathining pasayish tezligi va tuproqning bir hilligi.
Agar biz shakldagi qirg’oq deb faraz qilsak. 8 bir jinsli izotropik massa, N1 darajadagi tashqi suvning gidrostatik bosimi ta’sirida suv qirg’oqning g’ovaklarida quyi qiyalik yo’nalishi bo’yicha oqadi, bunda qirg’oqdagi er osti suvlari sathi bosib o’tgan yo’l uzunligi bilan kamayadi. Agar AA’, BB’ va CC’ pyezometr quvurlarini to’siqga kiritadigan bo’lsak (9-rasm), gidrostatik bosim ta’sirida g’ovak suv bu quvurlarga kiradi va N1 darajasiga ko’tariladi, bu barcha quvurlarda bir xil bo’lishi mumkin, agar nuqtalar A va suv ustunlari _C A ning balandligi shunday tanlangan bo’lsa. quvurlarda h1, h2 va h3.
Fig. 9. Ekvipotentsial va oqim chiziqlari
Agar suv sathining N1 balandligini h bilan belgilasak, ixtiyoriy ravishda tanlangan O-O tekisligiga nisbatan, barcha 3 nuqtalari, A, B va C uchun potentsial h bir xil bo’ladi. Bu uch nuqtani tutashtiruvchi chiziq ekvipotensial chiziqdir. Tuproqdagi er osti suvlari bu chiziq bo’ylab oqishi mumkin emas, faqat potensiali pastroq nuqtalar yo’nalishi bo’yicha.
Shunga o’xshab biz bir xil massada h ― Dh potentsialiga ega D, E va F nuqtalarini tanlashimiz mumkin. Bu uch nuqtani tutashtiruvchi chiziq h ― Dh potentsialning ekvipotentsial chizig’idir. ABC ekvipotentsial chizig’ining A nuqtasidan DEF ekvipotensial chizig’ining qandaydir cheksiz yaqin D nuqtasigacha bo’lgan suv oqimi eng katta gidravlik pasayish yo’nalishi bo’yicha mavjud bo’ladi imax.l yo’nalishda eng kichik D_i. AD. Bu shuni anglatadiki, suv oqadigan AD chizig’i ikkala ekvipotensial chiziqlarga perpendikulyar, chunki
imax = Dh / Dlmin
bu erda Dlmin har ikkala ekvipotensial chiziqlar uchun normaldir. Ekvipotentsial chiziqlar uchun normalar o’tkazuvchan massadagi suv oqimining yo’nalishlari bo’lib, ular oqim chiziqlari deb ataladi. Bir-biriga o’zaro perpendikulyar bo’lgan ekvipotentsial va oqim chiziqlari jamiyati oqim tarmog’ini hosil qiladi.
Oqim tarmoqlari massa o’tkazuvchanligiga ko’ra turli shakllarga ega. Eng keng tarqalgan holat suv o’tkazmaydigan tuproqda, ya’ni suv o’tkazmaydigan qilib qo’yilishi mumkin bo’lgan tuproqda o’tkazuvchan massadan yasalgan qirg’oqdir (10-rasm). Bunday holda, agar tashqi suv sathi doimiy bo’lsa, oqim chiziqlari parabolaning o’rta qismida joylashgan.
Fig. 10. Su o’tkazmaydigan tuproqdagi suv o’tkazuvchan qatlamdagi oqim tarmog’i
Oqimning yuqori qismidagi qiyalikda parabolalar ekvipotensial chiziqni ifodalovchi qiyalikka perpendikulyar chiziqlar bilan tutashadi, chunki doimiy darajada N1 suv nishabdan pastga tushmaydi. Pastki qiyalik bilan parabolalar tangensial ravishda qiyalikka tugaydi, bu na ekvipotensial chiziq, na oqim chizig’i emas. To‘g‘ridan-to‘g‘ri suv o‘tkazmaydigan tuproqning to‘g‘ridan-to‘g‘ri ostidagi yuzasi oqim chizig‘i hisoblanadi, chunki to‘g‘onning pastki qismidagi suv shu yuzaga parallel ravishda oqadi. Yuqori qismda oqim tarmog’i filtratsiya ta’sirida tuproqning chegarasini ifodalovchi seepage chizig’i deb nomlangan asosiy parabola bilan tugaydi. Bu chegaradan pastda tuproq tashqi suvning H*gW gidrostatik bosimi ta’sirida filtratsiya ta’sirida bo’ladi, uning ustidagi tuproqda esa filtratsiya bo’lmaydi. Oqish chizig’i to’yinganlik chizig’i deb ham ataladi, chunki uning ostidagi tuproq suv bilan to’liq to’yingan, yuqorida esa qisman to’yingan deb taxmin qilinadi.
Haqiqiy nishabni baholash tadqiqot, qatlamlanish, mustahkamlik parametrlari, er osti va er usti suvlari, sathning o’zgarishi, drenaj, seysmik, qazish yoki to’ldirish bosqichlari, qo’shni tuzilmalar va vaqtinchalik sharoitlarni o’z ichiga olishi kerak. Tegishli himoyasiz qazish va koʻchki boʻlishi mumkin boʻlgan hududga kirish umumiy matn yoki qiyalikning oʻzi shakliga koʻra xavfsiz emas.