CCF20110115009

Przegląd metod analizy stateczności 2

2.2. Zakres i rodzaj analizy stateczności

Zaprojektowanie budowli ziemnej nie zagrażającej otoczeniu, a której wymiary będą ekonomicznie racjonalne, wymaga oceny jej stateczności, nie tylko podczas budowy, ale również w trakcie użytkowania. Przypadek budowlany obejmuje okres budowy, aż do momentu zakończenia robót ziemnych. W okresie tym ma miejsce obciążanie ciężarem budowli, w wyniku czego dochodzi do konsolidacji podłoża. W gruntach o małej przepuszczalności powstają nadwyżki ciśnienia wody w porach, które mogą wpływać na obniżenie wytrzymałości podłoża, a w konsekwencji pogorszenie stateczności. Na tym etapie, szczególnie przy posadowieniu na gruntach słabych, ważne jest sprawdzenie, czy dana budowla może zostać wzniesiona jednoetapowo, czy też konieczne jest zastosowanie budowy etapowej, w wyniku której dochodzi do stopniowego wzmocnienia podłoża. W przypadku prowadzenia budowy etapowej szczególnie istotne jest prognozowanie przebiegu wzrostu wytrzymałości podłoża i przyjmowanie aktualnych parametrów wzmocnionego podłoża do analizy stateczności kolejnych etapów.

Przypadek eksploatacyjny dotyczy analizy obiektu przy uwzględnieniu obciążeń użytkowych oraz mogących wystąpić w okresie eksploatacji obciążeń dodatkowych. Należy tu zaznaczyć, że analiza stateczności budowli powinna dotyczyć zarówno skarpy odwodnej (gwałtowne opróżnianie zbiornika), jak i odpowietrznej (napełnianie zbiornika, stany powodziowe). W szczególnych przypadkach należy uwzględniać obciążenia dynamiczne (ruch ciężkich pojazdów, wstrząsy sejsmiczne).

W celu dokonania prawidłowej oceny stateczności należy wybrać odpowiednią metodę, zdecydować czy analiza będzie przeprowadzana w warunkach naprężeń całkowitych czy efektywnych i z jakich badań należy przyjąć parametry wytrzymałościowe, charakteryzujące dany grunt. W przypadku analizy w naprężeniach całkowitych należy właściwie dobrać wytrzymałość na ścinanie w warunkach bez odpływu z uwzględnieniem zmian stanu naprężenia efektywnego. Jest to szczególnie istotne, gdyż zmienność właściwości i geometrii podłoża, zróżnicowanie stanu i historii naprężenia powodują niejednorodny wzrost wytrzymałości na ścinanie w różnych strefach podłoża. Analiza stateczności w naprężeniach efektywnych opiera się na efektywnych parametrach wytrzymałościowych, przy czym warunki odpływu modelowane są za pomocą wartości ciśnienia wody w porach. Zatem konieczna jest nie tylko znajomość początkowego rozkładu ciśnienia wody w porach, ale i prawidłowa prognoza nadwyżek ciśnienia wody w porach, powstałych podczas zwiększania obciążenia. Jest to trudne zwłaszcza w przypadku gruntów organicznych.