1.

Omówić zjawisko osuwiska(zsuwu, spływu) zbocza

Osuwisko jest formą ruchów grawitacyjnych, powodujących w
efekcie osuwania szybkie przemieszczenie mas skalnych zgodnie
z siłami grawitacji. Osuwiska są więc efektem „ruchów masowych”,
w wyniku których materiał na zboczach jest przemieszczany z
wyższych partii zbocza do niższych. Osuwisko to rodzaj ruchów
masowych zachodzący zarówno w środowisku lądowym, jak i
podwodnym, który charakteryzuje się wyraźnym poślizgiem masy
górotworu wzdłuż określonej strefy osłabienia określanej jako
powierzchnia poślizgu. Osuwiska powstają, gdy siły nacisku
określonej masy przekroczą siły oporu, tzn. tarcia i spójności
działające na określonej powierzchni przesuwu. Taka sytuacja może
wynikać z nagłego obciążenia górnej krawędzi skarpy lub
zmniejszenia wytrzymałości na ścinanie. Prędkość przemieszczania
jest pojęciem względnym od kilku minut do kilkunastu dni i dłużej.
Podstawowe dwa rodzaje osuwisk to osuwisko rotacyjne oraz
translacyjne.
Osuwisko rotacyjne (obrotowe) charakteryzuje się wklęsłą
(cylindryczną) powierzchnią poślizgu (cyrk osuwiskowy), która
oddziela masę przesuwającą się od stałej.{osuwisko powstałe w
wyniku przemieszczania utworów w dół stoku po powierzchni
cylindrycznej, przy czym zsuwające się masy skalne ulegają obrotowi
(rotacji).
Osuwisko translacyjne (ślizgowe) lub zsuw translacyjny to takie, w
którym masa gruntu porusza się wzdłuż powierzchni przypominającej
równię pochyłą i która nie ulega rotacji. Taki typ osuwiska najczęściej
powstaje wzdłuż powierzchni warstwowania, spękań i uskoków,
które są nachylone w kierunku nachylenia stoku. {

osuwisko

powstałe w wyniku przemieszczania utworów w dół stoku, po
powierzchni będącej nachyloną płaszczyzną.}
Spełzywanie- jest to powolne przemieszczenie powierzchniowych
mas gruntu, bez wytwarzania powierzchni poślizgu, następujące na
skutek cyklicznych zmian objętościowych.
Spływanie- jest to przyśpieszony proces spełzywania występujący w
postaci potoków błotnych i kamienistych

4. Ogólne zasady sprawdzenia stateczności skarp w gruntach
spoistych
→

przyjmuje się, że powierzchnie poślizgu:

• w gruntach jednorodnych są krzywoliniowe
• w gruntach niejednorodnych mogą być płaszczyznami łamanymi
→

dla założonej powierzchni poślizgu określa się:

• siły zsuwające wydzieloną bryłę
• siły przeciwdziałające zsuwaniu
→

definiuje się współczynnik pewności F jako stosunek sił

utrzymujących do zsuwających
→

poszukuje się powierzchni poślizgu o najmniejszym

współczynniku pewności F

min

→

sprawdza się, czy F

min

≥ F

dop

; F

dop

= (1,1 ÷ 2)

→

skarpy, dla których wzdłuż powierzchni poślizgu istnieje stan

graniczny, co oznacza, że naprężenia ścinające są równe
wytrzymałości gruntu na ścinanie, nazywane są skarpami
granicznymi.
→ istnieje wiele metod do określania warunków stateczności skarp,
znacznie różniących się od siebie założeniami, zalecanymi przez PN
jest metoda Falleniusa i metoda Bishopa.

5. Omówić założenia i tok postępowania w metodzie Felleniusa
Metoda Felleniusa jest najstarszą z metod, które umożliwiają
przeprowadzenie analizy stateczności skarp.
W metodzie Felleniusa przyjęto następujące założenia:
• powierzchnia poślizgu ma kształt walca cylindrycznego,
• siły oddziaływania pomiędzy blokami są równoległe do podstawy
bloku i nie wpływają
na wartość reakcji normalnej do podstawy bloku oraz wartość sił
oporu ścinania,
• wskaźnik stateczności definiowany jest jako stosunek
momentów sił biernych (utrzymujących równowagę) i sił czynnych
(zsuwających).
Przyjmuje się, że dla danego konturu zbocza (skarpy) istnieje
jedna najbardziej niebezpieczna powierzchnia poślizgu,
charakteryzująca się najmniejszym współczynnikiem

pewności. Zakłada się przy tym najczęściej
możliwość poślizgu w powierzchniach walcowych
przechodzących przez dolną krawędź skarpy. Położenie
środka obrotu, wokół którego może powstać poślizg
skarpy o najmniejszym współczynniku bezpieczeństwa,
w najogólniejszym przypadku należy wyznaczyć na
podstawie prób. Obliczenia te są bardzo czasochłonne.
W ramach ćwiczeń z przedmiotu Mechanika Gruntów i
Fundamentowanie, w celu ograniczenia nakładu pracy
sprawdzenie stateczności skarpy w każdym przypadku
zostanie przeprowadzone tylko dla jednej powierzchni
poślizgu, której położenie należy wyznaczyć, korzystając
z zaleceń Z. Wiłuna „Zarys Geotechniki”,
wykład……………………
Założenia:
→ przyjęciu cylindrycznej powierzchni osuwiskowej
→ bryłę osuwającego się gruntu w chwili rozpoczęcia się
zsuwu uważa się za sztywną
→ w celach obliczeniowych dokonuje się podziału bryły na
„i” bloków
→ przyjmuje się jednostkowy wymiar bloków w kierunku
prostopadłym do powierzchni przekroju poprzecznego
skarpy b = 1

Metoda Felleniusa jest najstarszą z metod, które
umożliwiają przeprowadzenie analizy stateczności dla
różnych od prostoliniowej powierzchni poślizgu.
Opracowana ona została na podstawie wyników badań
Szwedzkiej Komisji Geotechnicznej, której prace
prowadzone były w latach 1916-1925. Metoda ta
wykorzystuje podział potencjalnej bryły osuwiskowej na

bloki (paski) pionowe. Z powyższych względów metoda ta
znana jest również pod nazwą metody Pettersona-
Felleniusa lub metody szwedzkiej. W metodzie Felleniusa
przyjęto następujące założenia:

powierzchnia poślizgu ma kształt walca cylindrycznego,

siły oddziaływania pomiędzy blokami sąrównoległe do

podstawy bloku i nie wpływają na wartość reakcji
normalnej do podstawy bloku oraz wartość sił oporu
ś

cinania,

wskaźnik stateczności definiowany jest jako stosunek

momentów sił biernych (utrzymujących równowagę) i sił
czynnych (zsuwających).

6. Omówić założenia i tok postępowania w metodzie
Bishopa
Założenia:
Metoda Bishopa zakłada walcowa powierzchnie poślizgu.
Położenie najniebezpieczniejszego punktu obrotu ustala
się w sposób identyczny jak w metodzie Felleniusa.

Metoda Bishopa jest pewną modyfikacją metody
Felleniusa, polegającą na innym określeniu
współczynnika bezpieczeństwa i odmiennym sposobie
określenia sił działających na bokach każdego paska. Jej
podstawowe założenia są takie, jak dla metody Felleniusa,
z tym, że siły między blokami są skierowane poziomo –
ich rzut na kierunek pionowy jest równy zeru, a ich
wartość określa się za pomocą kolejnych przybliżeń
z zastosowaniem ogólnych równań równowagi
wewnętrznej, wartość normalnej określa się z sumy
rzutów na kierunek pionowy. W równaniu równowagi
momentów sił względem środka potencjalnej
powierzchni poślizgu, z którego określa się wskaźnik

stateczności F, nie uwzględnia się oddziaływania
pomiędzy blokami – ich wypadkowa wywołuje moment
przy analizie pojedynczego bloku, ale traktowane są one
jako siły wewnętrzne, więc wywołany przez nie moment
dla całej bryły jest równy zeru. Współczynnik
bezpieczeństwa przyjęto jako stosunek wytrzymałości
na ścinanie τ f do rzeczywistych naprężeń ścinających
obliczonych w naprężeniach efektywnych w podstawie
paska.

Wartość tak określonego współczynnika bezpieczeństwa
jest jednakowa dla spójności i dla tarcia wewnętrznego
gruntu. Jest również stała wzdłuż całej linii poślizgu. W
metodzie tej operuje się naprężeniami czynnymi
(efektywnymi), a siły działające na wydzielone paski
spełniają równania równowagi momentów dla całej
bryły oraz warunki równowagi sumy rzutów sił na oś
pionową dla poszczególnych pasków.
Podstawowe załoŻenia metody Bishopa są podobne jak w
metodzie Felleniusa. Podstawowe róŻnice sprowadzają się
do odmiennych załoŻeń odnośnie sił oddziaływania
pomiędzy blokami. ZałoŻenia metody Bishopa są
następujące:
*powierzchnia poślizgu ma kształt walca cylindrycznego,

*siły oddziaływania pomiędzy blokami są nieznane, a ich wartość
określa się metodą kolejnych prób przy zastosowaniu ogólnych
równań równowagi wewnętrznej.
*wartość reakcji normalnej w podstawie bloku określa się z warunku
rzutów sil na kierunek pionowy,
*wskaźnik stateczności określany z równania równowagi momentów
sił względem środka potencjalnej powierzchni poślizgu. W równaniu
tym nie uwzględnia się sił oddziaływania pomiędzy blokami.
Wypadkowa sił oddziaływania pomiędzy blokami wywołuje
wprawdzie moment przy analizie pojedynczego bloku, ale ze względu
na wewnętrzny charakter tych sił wywołany przez nie moment dla
całej bryły względem dowolnego punktu powinien być równy zeru.

7. Omówić założenia i tok postępowania w metodzie Morgensterna
Pricea
Metoda Morgensterna-Price’a umożliwia badanie stateczności skarp
dla dowolnych powierzchni poślizgu. Zakłada się w niej, że szerokość
paska ma szerokość nieskończenie małą, która wynosi dx. Przy takim
założeniu, równania równowagi Mają postać równań różniczkowych.
W metodzie tej wykorzystuje sięnastępujące równania równowagi:
*równanie równowagi momentów względem środka podstawy
paska,
*równanie rzutów na kierunek styczny do podstawy paska,
*równanie rzutów na kierunek normalny do podstawy paska.
Sposób przeprowadzenia obliczeńpowinien przebiegaćwg
następującego schematu:
1. Przyjmuje się kształt powierzchni poślizgu i dzieli ośrodek
gruntowy na pionowe paski.
2. Zakłada się postać funkcji f(x).
3. Dla każdego paska oblicza się wartości współczynników A, B, p, q,
k i m.
4. Przyjmuje się początkowe wartości współczynnika λ i wskaźnika
stateczności FS.
5. Oblicza się siłę E oraz moment M dla poszczególnych pasków,
sprawdzając, czy końcowe wartości E n i M n Są równe zeru. Tylko w
wyjątkowych przypadkach zdarza się, że jużw pierwszym kroku
obliczeniowym wartości te są równe zeru. Jeżeli to nie wystąpi, to
należy przeprowadzać obliczenia iteracyjne zmieniając wartości λ i
wskaźnika stateczności FS dopóty, dopóki warunki te nie zostaną
spełnione z odpowiednią, założoną dokładnością.
6. Dla tej samej powierzchni poślizgu przyjmuje się inną postać
funkcji f(x) i cały proces obliczeniowy powtarza się. W ten sposób, w
zależności od ważności zagadnienia, analizuje się kilkanaście a nawet
kilkadziesiąt różnych funkcji.
7. Przyjmuje się inny kształt lub położenia powierzchni poślizgu i cały
proces powtarza się do uzyskania najmniejszej wartości wskaźnika
stateczności, który jest miarą stateczności skarpy lub zbocza.
Z przedstawionego sposobu postępowania wynika, Że
przeprowadzenie obliczeń wskaźnika stateczności metodą
Morgensterna-Price’a bez posiadania odpowiednich programów
obliczeniowych jest praktycznie niemoŻliwe. NaleŻy jednocześnie
podkreślić, Że stosowanie metody Morgensterna-Price’a
wymaga sprawdzania dodatkowych warunków, których spełnienie
warunkuje poprawność uzyskanych wyników.
*sprawdzanie znaku wyraŻenia Kx+L .Ze wszystkich moŻliwych
rozwiązańλ i FS właściwe są te, dla których powyŻsze wyraŻenie jest
dodatnie,
* dla uzyskanej, najmniejszej wartości wskaźnika stateczności naleŻy
Sprawdzić przebieg sił parcia pomiędzy blokami. Siły te nie powinny
Wychodzić poza obrys potencjalnej bryły osuwiskowej.
* napręŻenia styczne do bocznych powierzchni pasków nie powinny
Przekracza wartości zmobilizowanych sił oporu ścinania gruntów

2. Zasady obliczeń stateczności zboczy w gruntach
niespoistych. 3. Omówić wpływ ciśnienia spływowego
stateczność zboczy gruntach niespoistych