Cursuri Geotehnica

40
Geotehnică – note de curs Conf.dr.ing. Irina Lungu, Prof.dr.ing. Anghel Stanciu Cursul nr.11 Bibliografie: A. Stanciu & I. Lungu, FUNDAŢII –I Fizica şi Mecanica Pământurilor, Ed. Tehnică, 2006

description

c11

Transcript of Cursuri Geotehnica

Page 1: Cursuri Geotehnica

Geotehnică – note de cursConf.dr.ing. Irina Lungu, Prof.dr.ing. Anghel Stanciu

Cursul nr.11

Bibliografie: A. Stanciu & I. Lungu, FUNDAŢII – IFizica şi Mecanica Pământurilor, Ed. Tehnică, 2006

Page 2: Cursuri Geotehnica

Pante – teren în pantă

Taluz - o suprafaţă plană, de regulăartificială care mărgineşte o masă deroci, înclinată cu un anumit unghi , înraport cu orizontala şi care asigurălegătura între două planuri de cotediferite

Versantul este constituit dintr-osuccesiune de taluzuri naturale delungimi reduse care aproximează osuprafaţă naturală, spre exemplupanta unui deal.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 3: Cursuri Geotehnica

Taluzuri artificiale

Ca urmare a realizării unor astfel de construcţii în /sau din pământ, are loc o perturbare a echilibruluimasei de pământ, reflectată cantitativ prin modificareastării de tensiuni preexistente.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 4: Cursuri Geotehnica

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

• în punctul M, înanumite condiţii poatefi atinsă starea decedare (plastică), chiardacă iniţial, la execuţiataluzului, pământul segăsea în echilibru.

• dacă acelaşifenomen are loc şi înalte puncte din masivulde pământ, atunci„locul geometric” alacestor puncteformează o zonăplastică continuă, o“suprafaţă” de cedare /lunecare cu grosimeavariabilă de la câţivamilimetri până la zecide centimetri, cedetermină pierdereastabilităţii taluzului şideci găsirea unei noipoziţii de echilibru

Page 5: Cursuri Geotehnica

Stadii de evoluţie

a) alunecările active – fenomenele care se desfăşoară în prezent;b) alunecările stabilizate dar active în trecut;c) alunecările inactive, mai vechi de un an şi care la rândul lor pot fi:

c.1. abandonate: în situaţiile în care cauzele producerii lor au dispărut (ex. râul de bază şi-a schimbat cursul);

c.2. stabilizate: prin diverse metode inginereşti de consolidare; c.3. vechi: care au fost active mii de ani în urmă, dar ale căror urme se pot vedea încă;

d) alunecările reactivate – care au redevenit active după ce au fost inactive;e) alunecări stabilizate.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 6: Cursuri Geotehnica

Elementele descriptive şi dimensiunile unei alunecări

treapta (faţa) de desprindere principală este suprafaţa înclinată sau verticală,concavă ce limitează extremitatea superioară a alunecării şi se prelungeşteîn adâncime cu suprafaţa de alunecare;

coronamentul sau fruntea alunecării este zona situată deasupra feţei dedesprindere principale, puţin afectată de alunecare. Se disting unele fisuri şicrevase determinate de tensiunile de întindere din această zonă;

capul (vârful) alunecării este limita amonte a alunecării sau mai precis,partea din materialul alunecat ce se găseşte în contact cu ruptura principală;

terasa alunecării reprezintă partea de material alunecător cuprins între celedouă rupturi;

flancul (stâng sau drept) reprezintă limita laterală a alunecării, prelungire arupturii principale;

piciorul alunecării corespunde intersecţiei aval a suprafeţei de alunecare cusuprafaţa topografică iniţială a terenului. Acesta este de regulă acoperit deacumulantul de alunecare;

baza alunecării este extremitatea inferioară a acumulantului de alunecare;suprafaţa de rupere sau alunecare este suprafaţa (zona) ce separă masaalunecătoare de roca stabilă (rocă în loc);

corpul alunecării este partea centrală a alunecării care acoperă suprafaţa dealunecare;

fisurile şi crevasele sunt rupturi în masa rocii, individualizate prin fanteimportante de diferite forme în funcţie de solicitarea predominantă ce le-aprodus.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 7: Cursuri Geotehnica

Clasificarea cedărilor taluzurilor / versanţilor se face pe baza următoarelor criterii:

natura rocii; cinematica mişcării; viteza mişcării; morfologia şi tipul de suprafaţă de cedare; vârsta cedării etc.

Acordând prioritate unuia sau altuia dintre criteriile prezentate mai sus,rezultă o multitudine de clasificări ce diferă funcţie de autor.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 8: Cursuri Geotehnica

Alunecări de depozite superficiale (luturi de pantă, deluviu) datorită în special agenţilor de suprafaţă:

curgeri lente de deluviu sau grohotiş; alunecări lamelare; curgeri de pământ; curgeri torenţiale, lichefieri de nisipuri

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 9: Cursuri Geotehnica

Alunecări de roci pelitice neconsolidate sau parţial consolidate (argile, marne, argilite, şisturi pelitice), care se produc în următoarele condiţii:

pe suprafeţe cilindrice, când rezistenţa la forfecare este depăşită;

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 10: Cursuri Geotehnica

pe suprafeţe preexistente sau vechi planuri de separaţie;

prin refularea straturilor mai de dedesubt (incluzând alunecareaumpluturilor, datorită aceluiaşi proces).

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 11: Cursuri Geotehnica

Alunecări de roci stâncoase: alunecări pe suprafeţe preexistente (de strat, de şistuozitate, planuri de

contact sau dislocare); deformaţii lente de lungă durată ale versanţilor de munte; prăbuşiri de roci.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 12: Cursuri Geotehnica

În afara acestor criterii, prezentate mai sus, se întâlnesc în literatura de specialitate clasificări ale alunecărilor în funcţie de:

adâncimea suprafeţei de alunecare; viteza de alunecare;

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Clasificarea alunecărilor după adâncimea suprafeţei de alunecare

Alunecări Adâncimea suprafeţei de alunecare în metri

de suprafaţă < 1,00 de mică adâncime 1,00÷5,00

adânci 5,00÷20 foarte adânci > 20,00

Alunecare Varnes Schuster-

Fleming (1982) Clasificare veche (1958)

Clasificare nouă (1978)

extrem de rapidă

v>3 m/s v>5 m/s >10 m/s

foarte rapidă 3 m/s ÷ 0,3 m/min

3 m/min ÷ 5 m/s 1 m/min ÷ 10 m/s

rapidă 0,3 m/min ÷ 1,5 m/zi

1,8 m/oră ÷ 3 m/min

1 m/zi ÷ 1 m/min

moderată 1,5 m/zi ÷1,5 m/lună

1,5 m/lună ÷1,8 m/oră

1 m/lună ÷1m/zi

lentă 1,5 m/lună ÷ 1,5 m/an

1,6 m/an ÷ 13 m/lună

1 m/an ÷ 1 m/lună

foarte lentă 1,5 m/an ÷ 0,06 m/an

16 mm/an ÷ 1,6 m/an

1 cm/lună ÷ 1cm/an

extrem de lentă

v < 0,06 m/an v < 16 mm/an < 1 cm/an

Clasificarea alunecărilor după viteza de alunecare

Page 13: Cursuri Geotehnica

după direcţia de evoluţie a alunecărilor pe versant: Alunecări delapsive, ce încep de la baza versantului şi se propagă spre versant în

sens invers alunecării, deci cu un caracter regresiv (a); Alunecări detrusive, ce încep în partea superioară a versantului şi evoluează în

direcţia alunecării versantului, deci cu un caracter progresiv (b).

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 14: Cursuri Geotehnica

după poziţia suprafeţei de alunecare în raport cu stratificaţia versanţilor: alunecări consecvente; alunecări insecvente; alunecări asecvente.

după vârsta alunecărilor: alunecări actuale (de ordin I); alunecări vechi (de ordinul II), neacoperite sau îngropate de deluvii sau alte

formaţiuni acoperitoare.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 15: Cursuri Geotehnica

Cauze şi acţiuni care determină alunecările de teren Cedarea taluzurilor şi versanţilor, care se materializează sub forma tipurilor de alunecări

prezentate anterior, are drept unică cauză, însumătoare a altora, depăşirea rezistenţei laforfecare a rocilor constituente, pe anumite planuri din “punctele” versanţilor sau ale taluzurilor, alcăror ansamblu poate constitui, prin convenţie, o suprafaţă idealizată de alunecare.

Depăşirea rezistenţei la forfecare ( ), privită prin prisma criteriului de plasticitate(cedare) Mohr - Coulomb, într-un anumit punct din interiorul masivului de pământ, pe un anumitplan, se poate produce prin:

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

solicitare forfecareτ τ≥

Page 16: Cursuri Geotehnica

Acţiunile permanente care se exercită în mod continuu cu o intensitatepractic constantă în timp, grupează în principal mişcările tectonice,subsidenţa regională, eroziunea bazei versanţilor şi greutatea proprie aversanţilor, cu valoarea medie a acestora.

Acţiunile temporare de lungă durată sunt acele acţiuni ce au intensităţirelativ constante pe durate de timp îndelungate, dar mai mici decât duratade existenţă a versantului sau taluzului. Dintre aceste acţiuni, cele ale apeisubterane au o influenţă determinantă asupra stabilităţii taluzurilor şiversanţilor prin: modificarea greutăţii volumice a pământului; variaţii ale rezistenţei la forfecare a pământului; subpresiunea şi presiunea ce iau naştere în lentilele permeabile, respectiv în

fisurile din corpul versantului; efectul hidrodinamic al apei în mişcare.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 17: Cursuri Geotehnica

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 18: Cursuri Geotehnica

Acţiunile temporare de scurtă durată se consideră cele determinate deprecipitaţiile atmosferice, circulaţia vehiculelor şi modificări ale stării detensiune provocate de intervenţia omului. Caracteristica acestor acţiuni estevariabilitatea intensităţii lor în timp sau duratele reduse de aplicare.

Acţiunile extraordinare cauzate de mişcările seismice, explozii sau scăderiibruşte a nivelului apei subterane, intervin foarte rar sau niciodată pe duratavieţii omului (60-80 de ani), aparent întâmplător, în intervale de timp scurtdar cu intensităţi maxime.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 19: Cursuri Geotehnica

Estimarea stabilităţii taluzurilor şi versanţilor

Prin studii la scară locală se evaluează riscul de alunecare sau gradul desiguranţă al lucrării ori amplasamentului privitor la pierderea stabilităţii, înbaza conceptului de factor de stabilitate (Fs) sau coeficient de siguranţă.Acesta, pentru lucrarea respectivă (baraj, dig, terasament, etc.) realizată dinmateriale locale (fie că este o problemă de dimensionare sau de verificare),sau pentru un anumit versant dintr-o anumită regiune (zonă) cartată sau nu,trebuie să îndeplinească condiţia:

- reprezintă coeficientul de siguranţă (sau factorul stabilitate factor of safety) efectiv al lucrării sau al versantului, estimat prin diferite metode de calcul;

- coeficientul de siguranţă admis prin norme sau bună practică cu un caracter mai mult sau mai puţin convenţional, pentru tipuri de lucrări sau versanţi.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

admisbilsefectivs FF ,, ≥efectivsF ,

admisiblsF ,

Page 20: Cursuri Geotehnica

Dimensionarea taluzurilor lucrărilor de construcţii din şi în pământ, din punct devedere al asigurării stabilităţii, presupune parcurgerea următoarelor etape: Predimensionarea, respectiv alegerea apriorică a pantelor taluzurilor în baza tabelelor

prezentate mai sus, rezultate în urma experienţei de proiectare; Analiza stabilităţii şi selectarea coeficientului de siguranţă, efectiv al lucrării, pentru

geometria dată; Comparaţia cu coeficienţi de siguranţă admisibili şi modificarea pantelor, dacă este

cazul, astfel încât să fie îndeplinită restricţia

Problematica estimării stabilităţii versanţilor comportă două aspecte: observaţii şi informaţii, respectiv cercetări pe teren pentru evaluarea gradului de risc al

alunecării şi poziţionarea, în adâncime, a zonei care poate include potenţialelesuprafeţe de alunecare;

selectarea unor profile transversale caracteristice şi în raport de natura pământurilordin profilul stratigrafic şi caracteristicile acestora, considerarea mai multor suprafeţepotenţiale de cedare în zona poziţionată anterior, cu luarea în considerare avariabilităţii parametrilor (ipoteza cea mai defavorabilă şi calculul factorilor de stabilitateFs);

calibrarea modelului de calcul, în cazul existenţei unor măsurători ale deplasărilor dinteren, printr-un calcul invers de stabilitate

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 21: Cursuri Geotehnica

Metode de estimare a stabilităţii taluzurilor şi versanţilor -Metode care consideră echilibrul limită Această categorie include metodele care

impun suprafaţa de cedare prin formadirectoarei acestora (linie dreaptă, cerc,spirală, logaritmică, linii compuse) şicalculul coeficientului de siguranţă Fsprin analiza echilibrului static al masei depământ ce tinde să lunece, prindiscretizarea acesteia în fâşii, subacţiunea greutăţii proprii, a forţelormasice exterioare, ca efect al fâşiiloradiacente, admiţând, în lungul suprafeţeide rupere adoptate, criteriul deplasticitate (cedare) Mohr-Coulomb

metodele stabilesc, din analiza pe fâşiisau globală a echilibrului static,rezistenţa la forfecare medie necesarăpentru asigurarea echilibrului limită şi ocompară cu rezistenţa la forfecaredisponibilă, comparaţii ce îmbracă formarelaţiilor de definire a coeficienţilor desiguranţă

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 22: Cursuri Geotehnica

Metoda blocurilor în analiza stabilităţii versanţilor masa deluviului este divizată într-o succesiune de blocuri,

numerotate din amonte spre aval, funcţie de schimbărilede pantă ale patului de rocă subiacent acestuia

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

[ ] ( )[ ] iiiiiiiiiiii tgUGlcGEE αφααα cos'cos'cossin1 ⋅⋅−⋅+⋅−⋅⋅+= −

Page 23: Cursuri Geotehnica

Pe baza relaţiei se pot calcula succesiv, plecând de la primul bloc (pentru care Ei-1= 0), împingerile Ei şi se va trasa astfel diagrama împingerilor.

Diagrama împingerilor poate avea alura uneia din cele patru diagrame din figură şi din analiza acestora se pot formula următoare concluzii de ordin calitativ:

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 24: Cursuri Geotehnica

Metoda fâşiilor (Fellenius) pentru analiza stabilităţii taluzurilor

este cea mai simplă şi cunoscută;

analizează stabilitatea taluzurilor după suprafeţe de cedare cilindro-circulare cu ax orizontal;

are la bază următoarele ipoteze: masa alunecătoare este împărţită în fâşii cu frontiere verticale; reacţiunile la nivelul frontierelor laterale considerate paralele cu baza fiecărei fâşii

sunt neglijate; rezistenţa la forfecare mobilizată în lungul suprafeţei de cedare corespunde

aceleiaşi deformaţii.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 25: Cursuri Geotehnica

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

( )

∑ ⋅+⋅=⇒= n

i

n

iiii

sm

rs

T

lctgRF

MMF

1

iiiiiii GRNRNR αcos0 ⋅=⇒=⇒=−

Ti = Gi · sinαi

( )

⋅+⋅⋅= n

ii

n

iiiii

s

G

lctgGF

1

1

sin

cos

α

φα

Page 26: Cursuri Geotehnica

Metoda cercului de fricţiune (Taylor) determine coeficientul de siguranţă al unui taluz, existent sau realizat într-o

rocă omogenă (φ, γ, c – constant), prin analiza echilibrului static al maseialunecătoare, delimitată de o suprafaţă cilindro-circulară de cedare,considerată în ansamblu, fără a fi discretizată în fâşii.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 27: Cursuri Geotehnica

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

nec

dis

nec

diss c

ctgtgF +=φφ

Corpul ABCDA, care constituie masaalunecătoare, considerat ca un rigid, trebuiesă fie în echilibru sub acţiunea următoarelorforţe:

unde φnec = φ0 şi cnec = c0,reprezintă unghiul de frecareinterioară necesar asigurăriiechilibrului limită (Fs =1)considerându-se c = 0 şirespectiv coeziunea necesarăasigurării echilibrului limităpentru φ=0.

Page 28: Cursuri Geotehnica

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Determinarea parametrilor φnec , cnec (sau φ0 , c0), necesari determinării coeficientului de siguranţă seobţin din analiza echilibrului static al masei alunecătoare, considerată a fi acţionată de următoarele treiforţe, rezultate prin compunerea vectorială a forţelor prezentate anterior (Q; G; N; S) şi anume:

Page 29: Cursuri Geotehnica

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

• rezultanta R se obţine dincompunerea forţelor G şi Q;

• componenta rezistenţei laforfecare Sc, datorată coeziunii,va fi paralelă cu coarda AC şisituată la distanţa

• componenta NΦ, ca rezultantă acomponentei rezistenţei laforfecare datorată frecării interneva fi tangentă la un cerc de razăr.sinΦ, numit cerc de fricţiune.

Page 30: Cursuri Geotehnica

În baza acestor concluzii, care constituie de faptelementele de fundament principial al metodeicercului de fricţiune, se dezvoltă următoareametodologie grafo-analitică de obţinere aparametrilor (φnec , cnec) necesari precizăriicoeficientului de siguranţă al taluzului. În acestscop se consideră în general, prin ipoteză, douăcazuri posibile:

Cazul 1 în care se presupune că valoareamobilizată, cmob = cdis, a coeziunii în lungulsuprafeţei potenţiale de cedare este egală cuvaloarea coeziunii efective a rocii şi se ceredeterminarea valorii unghiului de frecareinterioară necesară atingerii echilibrului limită(φnec).

Se determină mărimea şi poziţia rezultantei R, setrasează coarda AC, se duce paralele la AC ladistanţa “d” calculată şi se construieşteparalelogramul forţelor R, Sc, NΦ;

Se trasează cercul cu centrul în “O”, tangent lasuportul rezultantei NΦ şi se măsoară raza la scaradesenului dφ=r⋅sinφnec, de unde se deduceφnec.=arcsin(dφ/r).

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 31: Cursuri Geotehnica

Cazul 2 în care se presupune unghiul de frecareinternă complet mobilizat (φm = φdis.) şi se ceredeterminarea coeziunii necesare cnec asigurăriiechilibrului limită, comportă în baza aceloraşiipoteze următoarele etape:

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 32: Cursuri Geotehnica

Influenţa acţiunii apei de infiltraţie asupra stabilităţii taluzurilor şi versanţilor

Metodologiile prezentate anterior, privind analizastabilităţii taluzurilor, concretizate în relaţii decalcul sau algoritmi ai coeficientului de siguranţăconţin explicit sau implicit presiunea apei din poriui.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

În cazul lucrărilor cu caracter de retenţie, diguri, baraje din materiale locale, calculele de stabilitate se facpentru următoarele etape:

în timpul construcţiei şi imediat după construcţie când presiunea apei din pori, din corpul lucrării, esteestimată pe baza coeficienţilor presiunii apei din pori a lui Skempton, sau a coeficientului deproporţionalitate al presiunii apei din pori (ru) şi este influenţată în cea mai mare parte de compactareamaterialului din corpul barajului;

în timpul exploatării atunci când barajul este pe cale de a fi umplut şi presiunea apei din pori estedeterminată în principal de curentul de infiltraţie al apei din aceste lucrări, caracterizat prin spectrulhidrodinamic, constituit din ansamblul liniilor de curent şi al echipotenţialelor;

în timpul exploatării, în cazul unei goliri bruşte, când presiunea apei din pori se determină în bazaspectrului hidrodinamic în ipoteza golirii bruşte.

Page 33: Cursuri Geotehnica

( )[ ]

⋅⋅+⋅⋅−⋅= n

ii

n

iiiiiiii

s

G

bctgbuGF

1

1

2

sin

cos1''cos

α

αφα

Cum trasarea spectrului hidrodinamic necesită operaţii relativ complexe sau chiar experimentăripe baza analogiei electrice, în practica curentă pentru lucrări obişnuite, se pot accepta procedeeaproximative în determinarea parametrului hwi atât în ipoteza exploatării curente cât şi în ipotezagolirii bruşte, bazate pe cunoaşterea poziţiei liniei de saturaţie şi aproximare cu segmente dedreaptă a curbelor echipotenţiale.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Cunoscând poziţia liniei desaturaţie, diagramapresiunilor neutrale se poatetrasa aproximând liniileechipotenţiale prin drepteperpendiculare pe linia desaturaţie, iar presiunileneutrale orientate pe direcţianormalei la suprafaţa decedare, devin:

Rezultanta presiunilor neutrale se obţine ca intensitate, prin construcţia poligonului forţelor ( )iar dreapta suport, prin ducerea unei paralele, prin centrul suprafeţei de cedare Oi , la rezultanta U dinpoligonul forţelor. Presiunile ui astfel determinate, se introduc direct în relaţiile de calcul a coeficienţilor desiguranţă, specifice metodelor bazate pe împărţirea în fâşii verticale (Fellenius) iar rezultanta U estecomponentă a rezultantei totale R ce acţionează asupra masei alunecătoare, în cadrul metodelor globalede analiză a stabilităţii taluzurilor - metoda cercului de fricţiune.

∑ ∆⋅= ii suU

wii hu γ⋅=

Page 34: Cursuri Geotehnica

Acţiunea seismică determină o micşorare a coeficientului de siguranţă, atât prin forţele de inerţieseismică induse în masa lucrărilor din pământ, cât şi prin micşorarea, în anumite limite a valoriirezistenţei la forfecare a pământului. Asigurarea taluzurilor împotriva fenomenelor de cedare, caurmare a unei acţiuni seismice, se face prin limitarea valorilor coeficienţilor de siguranţă sub celecorespunzătoare nivelului de solicitate statică (Fs ≈ 1,10 – 1,15) sau prin indicarea pantelortaluzurilor în funcţie de gradul de intensitate seismică.

Estimarea coeficientului de siguranţă, în condiţii de solicitare seismică se face cu metodelespecifice solicitărilor statice (Fellenius, cerc de fricţiune etc.), cu considerarea forţelor dinamice caacţiuni statice echivalente, acţionând în centrele de greutate ale fâşiilor (sau în centrul de greutateal bazei fâşiilor) în care este discretizată masa alunecătoare (metoda pseudostatică).

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Influenţa acţiunii seismice asupra stabilităţii taluzurilor şi versanţilor

Pantele taluzurilor de CF (h> 2,00 m) şi de drumuri (h>4,00 m) în funcţie de gradele de intensitate seismică

Page 35: Cursuri Geotehnica

Forţele seismice (Si) a căror direcţie se considerăde regulă orizontală (sau înclinată dirijată în suspentru taluzurile necoezive şi în jos pentru cele dinpământuri coezive), se determină pe bazagradului de intensitate seismică al zoneloramplasamentului şi a coeficienţilor seismiciconvenţionali (Ks = ac/g; ac – acceleraţia maximă amişcării seismice şi g – acceleraţia gravitaţională),corespunzători fiecărui grad de intensitateseismică (P100-92; P100/1-2004), cu relaţia

Coeficientul seismic (Ks = ag/g) este raportul dintreacceleraţia orizontală a terenului pentru proiectare(ag) şi acceleraţia gravitaţională (g). Valorileacceleraţiei ( ag=Ks g), pentru teritoriul României.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

isii KGS ⋅=

Forţele seismice aferente fiecărei fâşii şi, respectiv forţa seismică totală, se iau în considerare ladeterminarea momentului motor ce tinde să producă cedarea taluzului în cazul metodelor deanaliză a stabilităţii bazate pe discretizarea masei alunecătoare în fâşii verticale (Fellenius) şirespectiv la stabilirea mărimii şi poziţiei rezultantei în cazul metodelor globale de analiză astabilităţii (metoda cercului de fricţiune etc.).

Greutatea unei fâşii oarecare (i), se calculează considerându-se volumele aferente, înmulţite cugreutatea volumică γ, deasupra curbei de saturaţie şi γsat pentru zonele situate sub aceasta.

Page 36: Cursuri Geotehnica

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Zonarea teritoriului României în termeni de valori de vârf ale acceleraţiei terenului de proiectare pentru cutremure având intervalul mediu de recurenţă IMR=100 ani

Page 37: Cursuri Geotehnica

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Greutatea unei fâşii oarecare (i),se calculează considerându-sevolumele aferente, înmulţite cugreutatea volumică γ, deasupracurbei de saturaţie şi γsat pentruzonele situate sub aceasta.

iii GGG ′′+′=

γ⋅′=′ ii VGisii KGS ′⋅′=′

iii SSS ′′+′=i i satG V γ′′ ′′= ⋅

isii KGS ′′⋅′′=′′

( ) iiiiii SdSdSd /′′⋅′′+′⋅′=Iar braţul de pârghie este

Forţa seismică totală şi respectiv braţul de pârghie în raport cu centrul suprafeţei de cedare rezultă:

∑=n

iSS1

( )∑ ⋅=n

ii SdSd1

/( )

∑⋅

+⋅

⋅+⋅⋅= n

iiii

n

iiiii

s

RdSG

lctgGF

1

1

)sin(

cos

α

φα

Page 38: Cursuri Geotehnica

Principii de prevenire, combatere şi stabilizare ale alunecărilor de terenAlunecările de taluzuri şi versanţi în zone urbane, în zonele agricole, de-a lungul căilor de comunicaţii,

constituie cazuri curente, dar cu implicaţii socio – economice importante. Ca urmare, rolul deprevenire a acestor alunecări prin acţiuni asupra factorilor perturbatori este esenţial.

Aceste măsuri, foarte variate de altfel şi specifice fiecărui caz în parte, pot fi grupate în: modificarea geometriei iniţiale; reducerea presiunii apei din pori (măsuri hidrologice); măsuri fizice, chimice, biologice; măsuri mecanice.

Acestea au drept scop creşterea gradului de siguranţă al lucrării prin: asigurarea unei stări de tensiune în teren compatibile cu rezistenţele acestuia la forfecare; conservarea în timp a rezistenţelor la forfecare a pământurilor împiedicând micşorarea

acestora; echilibrarea stării de tensiune prin realizarea unor lucrări de susţinere / retenţie a masei

alunecătoare.

Modificarea geometriei iniţiale constă în acţiuni de reprofilare a pantei prin “îndulcirea” înclinăriiacesteia sau prin excavaţii la creastă şi umpluturi (berme, banchete) la bază. Eficienţa încărcăriisau descărcării este dată de forma suprafeţei de rupere (zone active / pasive) şi de mărimeavolumului masei alunecătoare. Utilizarea conceptului de linie neutră ce delimitează zonele activede cele pasive, oferă informaţii privind sensul de execuţie al săpăturilor şi umpluturilor pe versanţi.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 39: Cursuri Geotehnica

Reducerea presiunii apei din pori are în vedere măsurile hidrologice care trebuie să împiediceinfiltrarea apei în pământ, iar dacă s-a infiltrat să-i reducă nivelul ori gradientul hidraulic,eliminându-se efectele negative ale excesului de apă asupra caracteristicilor pământului, cât şimicşorarea forţelor din greutatea proprie sau hidrodinamice. În acest scop se pot realizaurmătoarele tipuri de lucrări:

rigole, şanţuri pereate, şanţuri de gardă, drenuri superficiale, pavarea sau impermeabilizareapantelor, cu scopul de colectare şi îndepărtare rapidă a apelor pluviale sau din topirea zăpezilor;

drenuri de adâncime, puţuri de absorbţie, drenuri verticale din pământuri necoezive; drenuri înspic (orizontale), drenuri fitil, galerii de drenaj, pentru îndepărtarea apelor de adâncime şimicşorarea umidităţii pământului;

drenuri de picior la diguri, baraje, terasamente sau la baza pantei, cu filtre inverse, drenuri cugeotextil, saltele drenante, amenajări antierozive, etc., pentru prevenirea şi combatereafenomenelor de antrenare hidrodinamică.

Măsurile fizice, chimice şi biologice constau într-un ansamblu de măsuri destinate creşterii rezistenţeila forfecare a pământurilor fără aport de material din exterior. Dintre acestea, cele mai uzitatesunt: compactarea, congelarea sau arderea; tratarea pământului prin amestec, injectarea (cimentare, bituminizare, silicatizare, etc.); înierbări, garduri vii, cleionaje, plantare de arbori (salcâm, nuc, fag, stejar, etc.).

Măsurile mecanice sunt destinate echilibrării stării de tensiune din versanţi şi taluzuri şi constau înlucrări de susţinere: ziduri de sprijin clasice sau din pământ armat (cu geosintetice), contraforţi,chesoane, pereţi mulaţi; ancorarea sau bulonarea pantelor, diferite tipuri de pilotaje.

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Page 40: Cursuri Geotehnica

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu