Politechnika Wrocławska

Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

Instytut Geotechniki i Hydrotechniki

Zakład Geomechaniki i Budownictwa Podziemnego

Studia Stacjonarne

Mechanika Gruntów

Ćwiczenie projektowe nr 2

SPRAWDZENIE STATECZNOŚCI SKARPY GRUNTOWEJ

Rok studiów 2 Opracowała:

Semestr 4 Ewelina Butyńska

Rok akademicki 2012/2013 nr 191240

Prowadzący: Dr inż. Maciej Hawrysz

Opis obiektu

Przedmiotem analizy jest skarpa będąca wałem przeciwpowodziowym na terenach okresowo podtapianych. Z przeprowadzonych pomiarów wynika, że projektowana skarpa będzie podtapiana do wysokości 5 metrów przez okres od marca do sierpnia. Na danym terenie nie występują intensywne opady pogarszające stan gruntów, obciążenia sejsmiczne (np. szkody górnicze). Przewiduje się obciążenie na długości 5 metrów o wartości 300kPa oraz kąt nachylenia skarpy 1:2. Obiekt należy do kategorii II.

• Warstwa 1 – glina piaszczysta (2m)

• Warstwa 2 – piasek pylasty (4m)

• Warstwa 3 – pospółka

Założenia:

• Płaski stan odkształcenia

• Powierzchnia poślizgu po okręgu (wycinek)

• Nie uwzględniamy oddziaływania między paskami (nie ma deformacji wewnętrznej)

• Jednoczesny poślizg klina odłamu wzdłuż powierzchni poślizgu

• 1 warunek dla całego klina odłamu (warunek momentów)

Parametry geotechniczne

Grunt	hi	Stan zawilgocenia	ID	IC	IL	wn [%]	ρ [t/m^3]	ρs [t/m^3]	ρd [t/m^3]
clSa	2	-	-	0,75	0,25	14,5	2,15	2,67	1,88
siSa	4	mw	0,38	-	-	6	1,65	2,65	1,56
grSa	∞	w	0,6	-	-	12	1,9	2,65	1,70
Grunt	e [-]	n [-]	wsat [%]	Sr [-]	γ [kN/m^3]	γ' [kN/m^3]	γsat [kN/m^3]	Φ' [^o]	C' [kPa]
clSa	0,42	0,30	15,80	0,92	21,09	11,52	20,47	19	30
siSa	0,70	0,41	26,51	0,23	16,19	9,51	17,65	33	-
grSa	0,56	0,36	21,21	0,57	18,64	10,36	18,90	37	-

1. skarpa zbiornika wodnego przed wypełnieniem wodą

E_d = ΣM_obl*R/ϒ_F = 1565,45*R/1 = 1565,45*R

R_d = ΣM_utrz*R/ ϒ_F = 2598,61*R/1 = 2598,61*R

F_a = R_d/E_d = (2598,61*R)/(1565,45*R) = 1,66

Warunek został spełniony

1. skarpa zbiornika wodnego po jego wypełnieniu wodą

E_d = ΣM_obl*R/ϒ_F = 1562,93*R/1 = 1562,93*R

R_d = ΣM_utrz*R/ ϒ_F = 2780,12*R/1 = 2780,12*R

F_b = R_d/E_d = (2780,12*R)/(1562,93*R) = 1,78

Warunek został spełniony

Wnioski:

• współczynnik pewności skarpy F jest wyższy dla sytuacji po zalaniu (F_b > F_a)

• współczynnik pewności jest większy od 1, więc możemy przyjąć, że skarpa spełnia warunki bezpieczeństwa

• wypełnienie zbiornika nie zmniejsza jej bezpieczeństwa