Procedura rozwiązania
Zasada rozwiązania stateczności zbocza skalnego dla łamanej powierzchni poślizgu przedstawiona jest na poniższym rysunku.
Schemat zbocza sklanego
Analiza stateczności jest prowadzona w sposób sekwencyjny dla wszystkich bloków, od bloku najwyższego do bloku najniższego. Stateczność każdego bloku jest oceniana według wymaganego współczynnika bezpieczeństwa i obliczane są siły działające na następny (niższy) blok. Najniższą obliczoną wartość stateczności ze wszystkich bloków podaje się jako ostateczną stateczność zbocza skalnego.
Di jest wektorem reprezentującym wypadkową wszystkich sił destabilizujących oddziałujących na blok i:
gdzie: | Wi | - | ciężar bloku |
Pi | - | obciążenia zewnętrzne (siły) oddziałujące na blok | |
Ei | - | obciążenia sejsmiczne na blok | |
Ui | - | siła od wody na zewnętrznej powierzchni poślizgu | |
Vi | - | siła od wody na wewnętrznej powierzchni poślizgu | |
Hi | - | siła od wody powyżej powierzchni ternu | |
Bi | - | siła kotwienia na blok |
Siły oddziałujące na blok
gdzie: | D | - | wypadkowa wszystkich sił zewnętrznych oddziałujących na blok |
CI | - | spójność na wewnętrznej powierzchni poślizgu | |
CE | - | spójność na zewnętrznej powierzchni poślizgu | |
I | - | siła interakcji | |
K | - | siła reakcji na zewnętrznej powierzchni poślizgu |
W celu oszacowania stateczności bloku i określana jest siła R. Składa się ona z wypadkowej sił zewnętrznych D i sił oddziałujących na blok z poprzedniego bloku:
Jeśli w wyniku oddziaływania siły R na zewnętrznej powierzchni poślizgu pojawia się rozciąganie, sprawdzana jest stateczność bloku na przesuw na wewnętrznej powierzchni poślizgu.
gdzie | Ti | - | siła utrzymująca |
φi | - | kąt tarcia wewnętrznego na wewnętrznej powierzchni poślizgu | |
RN,i | - | składowa normalna do R | |
RT,i | - | składowa styczna do R | |
CIi | - | spójność na wewnętrznej powierzchni poślizgu |
W przypadku, gdy siła R powoduje ściskanie na zewnętrznej powierzchni poślizgu, określany jest współczynnik stateczności FS, dla którego zachowana jest równowaga sił na bloku, przy założeniu wykluczonego rozciągania. Do siły R dodawane są wartości spójności na zewnętrznej oraz wewnętrznej powierzchni poślizgu, wynikowa siła musi być w równowadze z reakcjami K i I. Nachylenie sił K oraz I są określone za pomocą kąta tarcia wewnętrznego φM.
Wyznaczona wartość współczynnika FS, przy której spełniona jest równowaga sił na bloku, jest porównywana z wymaganym wspólczynnikiem bezpieczeństwa.