CCF20110115004

Warunek równowagi granicznej (drugi sposób ujęcia współczynnika pewnościCstosowany jest w szer/guNmetod graficznych,Vdzie odchylenia .reakcji a kąt marcia wewnętrznego (k zmienia się /przezy wprowadzanie łcolejnyrni przybliżeniami różnych wartości współczynnik^ pewności aż do momentu zamknięcia wieloboku sił.

Stosowanie wspó ł ozy n ników cząstkowych jest Majbardziej \ydaśęiWyrti sposóbem\ uwzględnienia wszystkich czynnjkóy/ wpływających na stateczność. Pomimo to, sposob ten nie znalazł dotychczas praktycznego za-stosowaiaia. Zasadniczą trudność stanowi brak dostatecznych podstaw do przeprowadzenia odpowiedniej selekcji i określenia właściwych wartości poszczególnych współczynników.

7.1.4. Przypadki sprawdzania stateczności zapory

Stateczność zapory sprawdzana jest w następujących przypadkach:

a. W przypadku budowlanym obejmującym okres budowy aż do momentu zakończenia robót ziemnych. W tym czasie występują największe obciążenia ciężarem własnym, a konsolidacja gruntu korpusu zapory i podłoża nie zakończyła się jeszcze całkowicie. W części korpusu wykonanej z gruntów spoistych mogą wystąpić w okresie budowy duże wartości ciśnienia wody w porach, stwarzające niebezpieczeństwo naruszenia stateczności korpusu zarówno od strony wody górnej, jak i dolnej. Na ogół wartość ciśnienia wody w porach w tym okresie nie jest znana, co uniemożliwia określenie naprężeń efektywnych oraz zmusza do wyznaczania naprężeń całkowitych i korzystania z danych otrzymanych z badań laboratoryjnych typu Q, odpowiednio do stanu konsolidacji (por. rozdz. 2).

Jeżeli podczas sypania korpusu zapory są prowadzone stale obserwacje ciśnienia wody w porach za pomocą specjalnie zainstalowanej aparatury lub istnieją podstawy do wyznaczenia jego wartości ze wzorów teoretycznych, możliwe jest przeprowadzenie korekty obliczeń stateczności zapory w oparciu o naprężenia efektywne i odpowiednie badania laboratoryjne. Konieczność sprawdzenia stateczności nasypu w czasie prowadzenia robót często występuje przy wykonywaniu zapór metodą hydrauliczną. Chociaż do nasypu stosowany jest grunt sypki, to jednak silne nawodnienie środkowej części nasypu, gdzie skoncentrowane są najdrobniejsze ziarna, powoduje występowanie znacznych ciśnień wody w porach gruntu. Czasami zbyt szybkie wznoszenie zapory przy powolnym odpływie wody z korpusu i wzroście ciśnienia w porach może doprowadzić do powstania zsuwów skarp.

b. W okresie eksploatacji przy ustalonej filtracji. W tym okresie stateczność sprawdza się dla przypadku, gdy zwierciadło wody w zbiorniku znajduje się na poziomie odpowiadającym normalnemu piętrzeniu oraz przy przejściu wody miarodajnej i kontrolnej. W zależności od

rodzaju przepływu wody (miarodajnej lub kontrolnej) wymagane są różne współczynniki pewności przy czym wartości ich są mniejsze przy przejściu wód kontrolnych, gdy poziom wody w zbiorniku układa się wyżej. Przy małej różnicy poziomu wody miarodajnej i kontrolnej w stosunku do wysokości zapory można się ograniczyć do przeprowadzenia analizy stateczności dla przepływu wody miarodajnej.

W przypadkach ustalonej filtracji sprawdza się stateczność odpowietrz-nej części zapory, będącej pod działaniem sił wywieranych przez filtrującą wodę. Możliwość ustalenia ciśnienia w porach pozwala na stosowanie naprężeń efektywnych na podstawie badań laboratoryjnych typu S.

c.    W przypadku szybkiego obniżenia zwierciadła wody w zbiorniku. Wskutek opróżniania zbiornika, najczęściej w specjalnych okolicznościach np. awarii, stateczność skarpy od strony zbiornika może być naruszona. Woda znajdująca się w porach gruntu zaczyna odpływać z odsłoniętych stref zapory. W zależności od rodzaju gruntu oraz czasu, w którym przebiega obniżanie się poziomu wody w zbiorniku, nastąpi bądź odpływ wody z gruntu powodujący niewielkie ciśnienie spływowe, bądź też pozostanie w nim, wywołując pewne ciśnienie w porach i dodatkowe obciążenia. Pierwszy przypadek dotyczy gruntów sypkich o dużym współczynniku filtracji, natomiast drugi obejmuje przede wszystkim środkowe części zapór zbudowanych z gruntów spoistych.

Sprawdzanie stateczności odwodnej części zapory przeprowadzane jest przy wykorzystaniu parametrów gruntu uzyskanych z badań laboratoryjnych typu R, tj. przy bezodpływowym obciążeniu próbki do stanu zniszczenia po wstępnej konsolidacji odpowiadającej okresowi eksploatacji przed momentem obniżenia się zwierciadła wody w zbiorniku.

d.    W przypadkach specjalnych. Przypadki te mogą zaistnieć przy obciążeniach w szczególnych warunkach. A więc mogą to być przypadki uwzględniające wpływ trzęsienia ziemi, oddziaływania wstrząsów innego rodzaju (np. spowodowanego materiałami wybuchowymi), obciążeń specjalnymi urządzeniami i maszynami itp.

7.2. Graniczne nachylenie skarpy (stateczność nieskończenie ługiej skarpy)

Równowaga skąrpy z uwagi na powstanie płytkićh zsńwów powierzchniowy cftyzalejy^od jej nachylenia. Kaędy jpatbriał sypki, a więc i\grunt, z którego zbudowana jest zapora, charakteryzuje się pewnym kątem stoku naturalnego o wartości bardzo zbliżonej lub równej kątowi tsarcia wewnętrznego. Przekroczenie nachylenia odpowiadającego wartości kąta

257

17 — Zapory ziemne