КРИТИЧНИЙ ОГЛЯД МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ СТІЙКОСТІ УКОСІВ І СХИЛІВ

Мета. У багатьох випадках при інженерних розрахунках і проєктуванні необхідно оцінити стійкість території, що забудовується, особливо розташованої поблизу схилів або укосів. Виконати критичний огляд методик розрахунку стійкості зсувонебезпечних схилів і укосів. Методика. Розглянуті варіанти методів розрахунку стійкості укосів різними авторами. Існує багато методик з розрахунку стійкості укосів, всі вони зводяться до трьох базових класів методів: методи граничної рівноваги; метод скінченних елементів; комбіновані методи. Під час перевірки стійкості найпоширенішими є інженерні методи, засновані на силових схемах рівноваги ґрунтових масивів. Одним з найбільш важливих питань при розрахунку стійкості є правильний вибір поверхні, за якою можливе зміщення ґрунту. Результати. Вибір тих чи інших методів насамперед визначається типом зсувного процесу та механізмом можливого зміщення зсувних мас. Кожен оригінальний спосіб розрахунку характеризується своєю оригінальною системою, отриманою в даному способі з використанням того чи іншого припущення, необхідність якого пов’язана зі статичною невизначеністю завдання. Наукова новизна. Приведені формули по визначенню коефіцієнта стійкості укосу для практичного використання. Аналіз стійкості зсувного схилу із залученням розрахункових методів виконується як складовий елемент комплексної інженерно-геологічної оцінки та прогнозу стійкості зсувного схилу в природних умовах та з урахуванням наміченого його використання. Практична значимість. У проєктній практиці застосовуються інженерні методи розрахунку стійкості схилу, що містять різноманітні спрощувальні припущення. Найбільш поширений з них – метод круглоциліндричних поверхонь ковзання, що відноситься до схеми плоскої задачі. Визначення коефіцієнта стійкості є необхідною умовою для висновку про можливість використання схилів для будівництва.

Посилання

Abramson, L. W., Lee, T. S., Sharma, S., & Boyce, G. M. (2002). Slope Stability and Stabilization Methods. New York: John Wiley & Sons. (in English)

Albataineh, N. (2006). Slope stability analysis using 2D and 3D methods. Ohio, United States: The University of Akron. (in English)

Bishop, A. W. (1955). The use of the slip circle in the stability analysis of slopes. Géotechnique, 5(1), 7-17. (in English)

Bromhead, E. N. (2005). The stability of slopes. London and New York: Taylor & Francis. (in English)

Dubinchyk O., Petrenko V., Ihnatenko D., & Kildieiev V. (2019). Comprehensive analysis of the retaining pile structure with the determining the stability factor by numerical methods. E3S Web of Conferences, 109. 1-8. (in English)

Fellenius, W. (1936). Calculation of the Stability of Earth Dams. 2nd Int. Congress on Large Darns, Int. Commission on Large Dams, Washington, DC, 445-459. (in English)

Janbu, N. (1954). Application of composite slip surface for stability analysis. Proc. Euro. conf. on stability of Earth slopes, Stockholm, Sweden, 43-49. (in English)

Petrenko, V. D., Tiutkin, O. L., Ihnatenko, D. Y., & Kovalchuk, V. V. (2018). Comparative Calculation of the Stability of the Landslide Slope in the Software Complexes «Otkos» and «Lira-Cad 2017». Bridges and tunnels: Theory, Research, Practice, 14, 101-109. (in English)

DBN V.1.1-12:2006 (2007). Zakhyst vid nebezpechnykh heolohichnykh protsesiv, shkidlyvykh ekspluatatsiinykh vplyviv, vid pozhezhi. Budivnytstvo u seismichnykh raionakh Ukrainy. Kyiv: Minbud Ukrainy. (in Ukrainian)

DBN V.1.1-24:2009 (2010). Zakhyst vid nebezpechnykh heolohichnykh protsesiv. Osnovni polozhennia proektuvannia. Kyiv: Minrehionbud. (in Ukrainian)

Zotsenko, M. L., Kovalenko, V. I., Khilobok, V. H., & Yakovliev, A. V. (2004). Inzhenerna heolohiia: Mekhanika gruntiv, osnovy ta fundamenty. Kyiv: Vyshcha shkola. (in Ukrainian)

Tiutkin, O. L., Dubinchyk, O. I., & Kildieiev, V. R. (2018). Analiz rezultativ stiikosti pryrodnykh skhyliv, skladenykh neodnoridnymy ta sharuvatymy gruntamy. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 14, 81-92. (in Ukrainian)

Tiutkin, O. L., Dubinchyk, O. I., Kildieiev, V. R., & Novik, R. B. (2022). Analiz metodiv rozrakhunku stiikosti zsuvonebezpechnykh skhyliv. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 22, 85-92. (in Ukrainian)

Розрахунок стійкості схилів, укосів та ярів

Безперечно, сприятливою ділянкою для зведення будівлі є рівна поверхня. Але, водночас, доводиться зіштовхуватися з проєктами, де ділянка під забудову розміщується на схилі або укосі. Це є причиною додаткових труднощів, оскільки для такого типу рельєфу характерними є низький коефіцієнт стійкості і загроза нерідких зсувів і їх наслідків. Внаслідок цього негативного впливу зазнають експлуатаційні характеристики і цілісність будівлі, що може спричинити появу різноманітних деформацій, або ж, навіть, суцільну руйнацію будівлі. Саме тому перед тим, як розпочати будівництво, важливо звернутися до інженерів-геодезистів. Високий рівень професійності та використання сучасної техніки дозволяють максимально точно визначити коефіцієнт стійкості схилу. Одержані дані допоможуть визначитися з методом укріплення території для забезпечення надійності будівельного об’єкта.

Можливі причини втрати стійкості схилу

Крім того, оцінювання стійкості ґрунту на схилах, відкосах і ярах дозволить спрогнозувати зміни цієї стійкості, викликані будівництвом і іншими чинниками. Наприклад, втрата стійкості може бути викликана:

• підрізанням схилу для вирівнювання будмайданчика;
• будівельними роботами, складуванням всіляких матеріалів, що також можуть спричинити вплив на стійкість;
• високим рівнем вологості ґрунту;
• сейсмічними процесами;
• підняттям рівня ґрунтових вод;
• впливом антропогенних факторів (рух транспорту, механічні впливи на ґрунт тощо);
• ослаблення структурних зв’язків у складі ґрунту.

Для повноцінного дослідження ділянки під забудову паралельно із здійсненням розрахунків геомеханічної стійкості схилів важливо зробити аналіз хімічного складу ґрунту і ґрунтових вод.

Методи розрахунків

Наразі, існує багато різних способів розрахунків ступеня стійкості ґрунту. Але на практиці використовується декілька. Перелічимо їх:

• метод круглоциліндричної поверхні;
• метод горизонтальних сил Маслова-Берера;
• графоаналітичний метод Fp.

Зараз немає потреби заглиблюватися в особливості кожного з цих методів, оскільки ця стаття є оглядовою.

Якщо ви маєте намір побудувати будинок на схилі, в жодному разі не ігноруйте дану процедуру, адже від цього залежить надійність будівлі і безпека тих, хто перебуватиме в ньому. Компанія «Топограф» готова вам допомогти і розрахувати стійкість схилу чи укосу. Високий рівень кваліфікації спеціалістів, сучасне геодезичне обладнання – все це дозволяє нам надати точні дані і перелік рекомендацій по укріпленню схилу.