Смягчение последствий оползней

Смягчение последствий оползней подразумевает ряд антропогенных действий на склонах, направленных на уменьшение воздействия оползней . Оползни могут быть вызваны многими, иногда сопутствующими причинами. Помимо неглубокой эрозии или снижения прочности на сдвиг, вызванных сезонными дождями , оползни могут быть вызваны антропогенной деятельностью, такой как добавление чрезмерного веса над склоном, копание в середине склона или у подножия склона. Нередко отдельные явления, объединяясь, порождают нестабильность во времени, что зачастую не позволяет реконструировать эволюцию конкретного оползня. Таким образом, меры по снижению опасности оползней обычно не классифицируются в соответствии с явлением, которое может вызвать оползень. Вместо этого они классифицируются по типу используемого метода стабилизации склона :

• Геометрические методы, при которых изменяется геометрия склона (в целом уклона);
• Гидрогеологические методы, при которых предпринимается попытка понизить уровень грунтовых вод или уменьшить обводненность материала.
• Химические и механические методы, при которых предпринимаются попытки увеличить прочность на сдвиг нестабильной массы или ввести активные внешние силы (например, якоря , скальные или грунтовые гвозди ) или пассивные (например, структурные колодцы, сваи или армированный грунт) для противодействия дестабилизирующим воздействиям. силы.

Каждый из этих методов несколько различается в зависимости от типа материала, из которого состоит склон.

Скальные склоны

Меры по усилению

Якорная структура

Меры по армированию обычно заключаются во введении металлических элементов, которые увеличивают прочность породы на сдвиг и уменьшают снятие напряжений, возникающих при разрезании породы. Меры усиления состоят из металлических гвоздей или анкеров. Крепление, подвергающееся предварительному натяжению, классифицируется как активное крепление. Пассивное крепление, не подвергающееся предварительному натяжению, может использоваться как для крепления одиночных нестабильных блоков, так и для армирования больших участков породы. Анкерное крепление также можно использовать в качестве элементов предварительного армирования на уступе, чтобы ограничить декомпрессию склона холма, связанную с выемкой. Части крепления включают в себя:

• коллектор: совокупность элементов ( анкерная пластина , блокирующее устройство и т.п.), передающих силу тяги анкера на анкерную конструкцию или на скалу.
• арматура: часть анкера, забетонированная или иным образом, находящаяся под тягой; может представлять собой металлический стержень, металлический трос, прядь и т. д.
• длина фундамента: самая глубокая часть анкера, прикрепленная к скале с помощью химических связей или механических устройств, передающих нагрузку на саму породу.
• свободная длина: небетонированная длина.

Установка анкеров и гвоздей на нестабильном каменистом склоне холма

Когда крепление действует на небольшой длине, оно определяется как болт, который конструктивно не связан со свободной длиной и состоит из элемента, устойчивого к растяжению (обычно стальной стержень длиной менее 12 м, защищенный от коррозии бетонной оболочкой). ).

Анкерное . устройство может быть прикреплено к земле химическими средствами, механическим расширением или бетонированием В первом случае патроны из полиэфирной смолы помещаются в перфорацию для заполнения кольцевого пространства вокруг торцевой части болта. Основное преимущество этого типа крепления заключается в его простоте и скорости монтажа. Главный недостаток – в ограниченной силе. Во втором случае крепление состоит из стальных клиньев, вбитых по бокам отверстия. Преимущество этого типа крепления заключается в скорости установки и в том, что натяжение может быть достигнуто немедленно. Основным недостатком этого типа крепления является то, что его можно использовать только с твердыми породами , а максимальная сила тяги ограничена. В третьем случае крепление достигается за счет бетонирования всего металлического стержня. Это наиболее часто используемый метод, поскольку материалы дешевы, а установка проста. Инъекционные бетонные смеси можно использовать в самых разных горных породах и грунтах, а бетонная оболочка защищает брус от коррозии. Бетонная смесь обычно состоит из воды и цемента в соотношении В / Ц = 0,40-0,45, образуя достаточно текучую смесь, позволяющую ее закачивать в скважину, и в то же время обеспечивая высокую механическую прочность при схватывании.

Что касается рабочего механизма каменного гвоздя, деформации горной породы вызывают в гвозде напряженное состояние, состоящее из напряжения сдвига и растяжения, из-за шероховатости соединений, их раскрытия и направления гвоздя. , как правило, неортогонален самому суставу. Этапы выполнения установки гвоздя предусматривают:

• формирование любой заголовочной ниши и перфорации
• установка арматурного стержня (например, стержня FeB44k длиной 4–6 м)
• заливка бетона бруса
• герметизация коллектора или верхней части отверстия

В любом случае целесообразно заделать и зацементировать любые трещины в породе, чтобы предотвратить постепенное разрушение установленной системы армирования давлением воды во время циклов замерзания-оттаивания. Для этого предусмотрен порядок:

• очистка и промывка трещин;
• замазка трещины;
• предрасположенность инъекционных трубок в подходящих межосях, параллельно трещине, через которую закачивается бетонная смесь;
• последовательный впрыск смеси снизу вверх и при низком давлении (1-3 атм.) до отказа или до тех пор, пока не будет отмечено обратное течение смеси из трубок, расположенных выше.

Инъекционные смеси имеют примерно следующий состав:

цемент 10 кг;

вода 65 л

добавка для текучести и противоусадки или бентонит 1-5 кг.

Торкретбетон

По определению Американского института бетона , торкрет-бетон представляет собой раствор или бетон, подаваемый через шланг и пневматически выбрасываемый с высокой скоростью на поверхность. Торкрет-бетон также называют торкрет-бетоном или спритцбетоном (по-немецки).

Дренаж

Присутствие воды на скалистом склоне холма является одним из основных факторов, приводящих к нестабильности. Знание давления воды и режима стока важно для анализа устойчивости и планирования мер по улучшению устойчивости склона.Хук и Брей (1981) предлагают схему возможных мер по уменьшению не только количества воды, которое само по себе незначительно как причина нестабильности, но и давления, оказываемого водой.

Предложенная схема была разработана с учетом трех принципов:

• Предотвращение попадания воды на склон холма через открытые или прерывистые тяговые трещины.
• Снижение давления воды вблизи потенциальных поверхностей разрушения за счет избирательного мелкого и мелкого дренажа.
• Размещение дренажа с целью снижения давления воды в непосредственной близости от склона холма.

Меры, которые могут быть приняты для уменьшения воздействия воды, могут быть поверхностными или глубокими. Мелкие дренажные работы в основном перехватывают поверхностный сток и удерживают его от потенциально нестабильных участков. В действительности, на каменистых склонах одних только этих мер обычно недостаточно для стабилизации склона. Глубокий дренаж является наиболее эффективным. Субгоризонтальный дренаж очень эффективен для снижения порового давления вдоль поверхностей трещин или потенциальных поверхностей разрушения. В горных породах выбор расстояния между дренами, уклона и длины зависит от геометрии склона и, что более важно, от структурного формирования массива. Такие особенности, как положение, расстояние и разрывы, условия сохраняемости, помимо механических характеристик породы, режим стока воды внутри массива. Поэтому только путем перехвата наиболее дренированных разрывов можно добиться эффективного результата. Подгоризонтальные дрены сопровождаются поверхностными коллекторами, которые собирают воду и отводят ее через сеть небольших поверхностных каналов.

Вертикальный дренаж обычно связан с заглубленными насосами, задачей которых является отвод воды и понижение уровня грунтовых вод. Использование насосов непрерывного цикла предполагает очень высокие эксплуатационные расходы, что обусловливает использование этого метода только в течение ограниченного периода времени. Дренажные галереи весьма различны по эффективности. Они считаются наиболее эффективной дренажной системой для горных пород, хотя у них есть тот недостаток, что они требуют очень высоких технологических и финансовых инвестиций.

В частности, при использовании в горных породах этот метод может быть очень эффективным для снижения давления воды. Дренажные галереи могут быть объединены с рядом радиальных дренажей, что повышает их эффективность. Размещение этого вида работ, безусловно, связано с местными морфологическими , геологическими и структурными условиями.

Модификация геометрии

Этот тип мер используется в тех случаях, когда под удаляемым материалом скальная поверхность прочная и устойчивая (например, нестабильный материал на вершине склона, каменные глыбы, выступающие из профиля склона, растительность, которая может расширить швы породы, выделить из швов блоки породы).

Меры по отделению принимаются там, где существуют условия риска из-за инфраструктуры или прохода людей у ​​подножия холма. Как правило, меры такого типа могут решить проблему, устранив опасность. Однако следует гарантировать, что после принятия меры проблема не возникнет вновь в краткосрочной перспективе. Фактически, там, где есть очень растрескавшиеся породы, более мелкие части породы могут подвергаться механической несвязности, что иногда поощряется экстремальными климатическими условиями, вызывая изоляцию нестабильных блоков.

Эта мера может быть реализована различными способами, от сноса кирками до использования взрывчатки. В случае высоких и/или труднодоступных лиц необходимо обратиться к специалистам, работающим акробатически.

При использовании взрывчатых веществ иногда требуется контролируемый снос с целью минимизировать или свести на нет нежелательные эффекты, возникающие в результате взрыва зарядов, сохраняя целостность окружающей породы.

Контролируемый снос основан на бурении скважин, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга и параллельно сносимому уступу. Диаметр отверстий обычно варьируется от 40 до 80 мм; Расстояние между отверстиями обычно примерно в 10–12 раз превышает диаметр. Время взрыва заряда устанавливается таким образом, чтобы первыми взрывались те, что находятся на внешних краях, а затем последовательно внутренние, так что зона действия ограничивается.

Меры защиты

Сеть для ловли валунов на тропе у водопада Малтнома , штат Орегон, США, установленная для защиты туристов от мусора, падающего с крутого склона.

См. Также: Камнепадный барьер.

Защита природных и карьерных забоев может преследовать две разные цели:

• Защита камня от изменений и выветривания
• Защита инфраструктуры и городов от камнепадов.

Выявление причины изменения или возможности камнепада позволяет адаптировать меры по смягчению последствий к конкретным объектам. Наиболее часто используемыми мерами пассивной защиты являются траншеи для сбора валунов у подножия холма, металлические защитные сетки и заграждения из валунов. Барьеры из валунов обычно состоят из достаточно жестких металлических сеток. На рынке представлены различные типы конструкций, для которых производители указывают кинетическую энергию поглощения на основе элементного анализа структуры в условиях столкновения снарядов. Другим типом сдерживающего барьера из валунов является земляная насыпь, иногда армированная геосинтетикой (армированный грунт). Преимущества таких земляных работ перед сетями: более простое обслуживание, более высокое поглощение кинетической энергии и меньшее воздействие на окружающую среду.

Почвенные склоны

Геометрическая модификация

Операция по перепрофилированию склона с целью повышения его устойчивости может быть достигнута путем:

• Уменьшение угла наклона, или
• Расположение заполнения у подножия склона

Углы уклона можно уменьшить, раскапывая выступ склона, обычно ступенчато. Этот метод эффективен для коррекции неглубоких форм неустойчивости, когда движение ограничено слоями грунта у поверхности и при уклонах выше 5 м. Ступени, созданные этим методом, также могут уменьшить эрозию поверхности. Однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать появления местных повреждений после порезов.

Напротив, заполнение у подножия склона оказывает стабилизирующее воздействие на поступательный или глубокий вращательный оползень, при котором поверхность оползня наверху погружается и описывает субвертикальную поверхность, которая вновь появляется в районе подножия склона. склон. Процесс заполнения у подножия склона может включать строительство берм, гравитационных конструкций, таких как габионы , или армированного грунта (например, бетонных блоков).

Выбор между уменьшением уклона или засыпкой у подножия обычно определяется ограничениями, зависящими от местоположения, на вершине или у подножия склона. В случаях стабилизации склона, где нет никаких ограничений (обычно естественные склоны), используется сочетание уменьшения уклона и засыпки у подножия склона, чтобы избежать тяжелых работ только одного типа. В случае естественных склонов выбор схемы перепрофилирования не так прост, как для искусственных склонов. Естественный профиль часто бывает очень неровным, с большими участками естественной ползучести, поэтому его неглубокая разработка может сделать некоторые участки непригодными для использования в качестве точек выемки или заполнения. Там, где погребенные формы старых оползней сложны, отложение заполнителя на одном участке может спровоцировать новый оползень.

При планировании данного вида работ следует учитывать ступенчатый эффект выемок и засыпки: их благотворное влияние на увеличение запаса прочности будет уменьшаться по отношению к размерам обследуемого оползня. Очень важно гарантировать, что ни разрезы, ни заполнение не мобилизуют существующие или потенциальные плоскости ползучести. Обычно засыпка у подножия оползня обходится дешевле, чем вырубка наверху. При этом при сложных и составных оползнях заполнение у подножия склона, на самой вершине подножия, имеет меньшую вероятность мешать взаимодействию отдельных элементов оползня.

Важным аспектом работ по стабилизации, которые изменяют морфологию склона, является то, что выемки и засыпка создают недренированные зарядовые и разгрузочные напряжения. В случае позиционирования заполнения коэффициент безопасности SF в краткосрочной перспективе будет меньше, чем в долгосрочной перспективе. В случае среза склона SF в долгосрочной перспективе будет меньше, чем в краткосрочной. Следовательно, в обоих случаях ФФ необходимо рассчитывать как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

Наконец, эффективность заполнения увеличивается со временем, если оно связано с соответствующей дренажной системой заполнения, достигаемой с помощью подстилающего дренажного покрытия или соответствующего неглубокого дренажа. Таким образом, в более общем плане системы изменения профиля связаны с поверхностной защитой склона от эрозии и регулированием метеорных вод через дренажные системы, состоящие из канав и небольших каналов (облицованных или необлицованных и сборных) для отвода воды. собрано. Эти системы регулирования поверхностных вод разработаны путем моделирования самой земли вокруг оползня. Эти положения будут служить цели предотвращения проникновения циркулирующей воды в тело оползня или в любые трещины или трещины, что еще больше снижает прочность грунта на сдвиг.

Контроль поверхностной эрозии

См. Также: Борьба с эрозией.

Вода у поверхности склона холма может вызвать эрозию поверхностного материала из-за стока воды. Этот процесс имеет тенденцию ослаблять склон за счет удаления материала и создания избыточного порового давления из-за потока воды.

Для защиты от эрозии можно использовать несколько решений. Следующие меры характеризуются поверхностным характером их установки и низким воздействием на окружающую среду.

• Геоматы – это противоэрозионные биоматы или биосетки, которые представляют собой синтетические продукты, специально изготовленные для защиты и озеленения склонов, подверженных поверхностному смыванию. Геоматы обеспечивают два основных механизма борьбы с эрозией: сдерживание и укрепление поверхностного грунта; и защита от воздействия капель дождя.
• Георешетки из геосинтетических материалов
• Стальную сетку можно использовать для стабилизации грунта и скальных откосов. После выравнивания поверхность покрывают стальной сеткой, которая крепится к откосу и натягивается. Это экономически эффективный подход.
• Коврики плетеные или хворостные из растительного материала. Можно использовать очень длинные и гибкие ветки ивы, которые затем засыпают грунтом. Используются чередующиеся колья из разных древесных пород, которые сплетены, чтобы создать барьер против нисходящего сопротивления материала, размываемого свободной водой на поверхности.
• Геотекстиль из кокосового волокна используется во всем мире в биоинженерии и стабилизации склонов благодаря механической прочности, необходимой для удержания почвы вместе. Геотекстиль из кокосового волокна служит 3–5 лет в зависимости от веса, а по мере разложения продукта преобразуется в гумус, который обогащает почву.

Противоэрозионные решения

• 
  Противоэрозионные решения с применением биосетей: типовая схема.
• 
  Типовые противоэрозионные решения с использованием геоматов.
• 
  Типичные решения из хвороста.
• 
  Противоэрозионные решения с использованием биосетей: виды биосеток.

Методы дренажа

Система отвода поверхностных вод по сборным каналам

Микроперфорированные гибкие дренажные трубки

Дренажные системы снижают уровень воды внутри потенциально нестабильного склона холма, что приводит к снижению порового давления воды в грунте и увеличению прочности на сдвиг внутри склона. Снижение порового давления за счет дренажа может быть достигнуто за счет неглубоких и/или глубоких дрен, в зависимости от морфологии склона, прогнозируемой кинематики движения и глубины поверхностей ползучести. Обычно мелкий дренаж применяется там, где потенциальное движение склонов невелико и влияет на глубину 5–6 м. При наличии более глубоких поверхностей скольжения необходимо устроить глубокий дренаж, но можно установить и системы мелкого дренажа с целью отвода поверхностных вод.

Мелкий дренаж

Типичные неглубокие дренажные траншеи

Мелкий дренаж облегчается через траншеи. Традиционные дренажные траншеи вырезаются по всей длине и заполняются высокопроницаемым гранулированным дренирующим материалом.

Мелкие дренажные траншеи, оборудованные геокомпозитами: типовая схема

Неглубокие дренажные траншеи также могут быть оборудованы геокомпозитами. Уступы траншей покрыты геокомпозитными панелями. На дне траншей находится дренажная трубка, непрерывно соединенная с геокомпозитным полотном.

Глубокий дренаж

Глубокий дренаж изменяет пути фильтрации в земле. Глубокие дрены, зачастую более дорогие, чем неглубокие дрены, обычно более эффективны, поскольку они напрямую удаляют воду, которая вызывает нестабильность на склоне холма. Глубокий дренаж в земляных откосах можно обеспечить несколькими способами:

Дренажные колодцы большого диаметра с субгоризонтальным дренами

Эти системы могут выполнять структурную функцию, дренажную функцию или и то, и другое. Дренажные элементы представляют собой микродрены, перфорированные, расположенные субгоризонтально и развернутые веером, ориентированные вверх по склону для облегчения отвода воды самотеком. Размер лунок выбирают с целью обеспечения возможности установки и функционирования перфорационного оборудования для микродренажей. Обычно минимальный внутренний диаметр превышает 3,5 м для водостоков длиной от 20 до 30 м. Для более длинных дрен необходимы колодцы диаметром до 8–10 м. При определении сети микродренажей проектировщики учитывают состав грунта и гидравлический режим склона.

Дренаж в этих колодцах пассивный, реализуется путем соединения дна соседних колодцев субгоризонтальными перфорационными отверстиями (обеспеченными трубами временной обшивки), в которых микродренажи размещены под уклоном около 15-20° и снабжены микроперфорированными трубами из ПВХ. , защищенный нефильтрующей тканью по всей длине слива. После закапывания дренажа в землю временная обшивка полностью удаляется и головка дренажа приклеивается к колодцу. Таким образом создается линия сброса, соединяющая все колодцы, выходящие на поверхность вниз по склону, откуда вода сбрасывается естественным путем, без помощи насосов.

Лунки располагаются на таком расстоянии друг от друга, что отдельные коллекторные площадки микродренажей, принадлежащие каждой лунке, перекрываются. Таким образом осушается весь объем склона, связанный с уровнем грунтовых вод. Дренажные колодцы среднего диаметра соединены снизу. Технология заключается в сухой резке с помощью временных обшивочных труб совмещенных дренажных колодцев диаметром 1200–1500 мм, расположенных на расстоянии 6–8 м друг от друга, днища которых соединены между собой донной трубой для сброса осушенных вод. вода. Таким образом, сброс воды происходит пассивно, за счет гравитации, по перфорированным трубам с мини-трубками, расположенным на дне самих колодцев. Соединительные трубы, обычно изготовленные из стали, являются глухими на соединительной длине и перфорированными или с окнами на длине, соответствующей скважине. Колодцы имеют на дне бетонную пробку и после вывода трубы временной обшивки заполняются сухим дренажным материалом и закрываются непроницаемой глиняной пробкой.

В нормальных условиях эти колодцы достигают глубины 20–30 м, но в особо благоприятных случаях могут достигать 50 м. Некоторые из этих колодцев имеют дренажные функции по всему сечению, а другие можно обследовать. Последние служат для обслуживания всей дренажной сетки. Такие колодцы, которые можно обследовать, также являются опорной точкой для создания новых дренажных колодцев и доступа для установки, в том числе и в более позднем случае, ряда субгоризонтальных дрен на дне или вдоль стенок самих колодцев, с целью увеличения дренажной способности скважины.

Изолированные колодцы, оборудованные дренажными насосами.

Данная система предусматривает установку дренажного насоса на каждую скважину. Распределение колодцев устанавливают в зависимости от водопроницаемости осушаемой земли и желаемого понижения давления воды. Использование изолированных скважин с дренажными насосами приводит к высоким эксплуатационным затратам и требует очень трудоемкого контроля и обслуживания.

Глубокие дренажные траншеи

Глубокие дренажные траншеи представляют собой сплошные выемки небольшого сечения, которые можно закрыть снизу геотканевым полотном, имеющим функцию первичного фильтра. Они заполнены дренирующим материалом, который выполняет фильтрующую функцию и использует пассивный дренаж для отвода дренируемой воды вниз по склону. Эффективность этих систем связана с геометрией траншеи и непрерывностью дренирования материала по всей траншее. Что касается геометрии реза, следует обратить внимание на наклон нижней части реза. Фактически глубокие дренажные траншеи не имеют нижнего трубопровода, который вставляют в концевую часть траншеи, вниз по склону, где глубина разреза уменьшается до достижения уровня кампании.

Дренажные галереи с микродренами

Водоотводные галереи представляют собой довольно дорогостоящее стабилизирующее средство при больших и глубоких оползневых движениях, применяемое там, где грунт непригоден для прорезки траншей или дренажных колодцев и где невозможно работать на поверхности из-за отсутствия места для рабочей техники. Их эффективность обусловлена ​​обширностью осушаемой площади. Причем эти дренажные системы необходимо устанавливать на устойчивой части склона.

Внутри галерей размещают дренажные системы из микродренов, длина которых может достигать 50–60 м. Размеры галерей обусловлены необходимостью установки дренажного перфорационного оборудования. По этой причине минимальный поперечный внутренний размер галерей варьируется от минимум 2 м при использовании специального уменьшенного оборудования до минимум 3,5 м при использовании традиционного оборудования.

Сифонный слив

Это метод, задуманный и разработанный во Франции, который работает как система изолированных дренажных колодцев, но устраняет неудобства, связанные с установкой насоса для каждой скважины. При возникновении движения в сифонной трубке без попадания воздуха в контур поток воды прекращается. По этой причине два конца сифонной трубки погружены в воду двух постоянных резервуаров для хранения воды. Этот сток создается вертикально, начиная с уровня кампании, но также может быть субвертикальным или наклонным. Диаметр колодца может варьироваться от 100 до 300 мм; Внутри трубы ПВХ помещается либо перфорированная, либо микроперфорированная стальная труба, заполненная дренажным материалом. Сифонный дренаж таким образом уносит дренажную воду самотеком без необходимости использования дренажных насосов или труб, соединяющих дно каждого колодца. Эта система оказывается экономически выгодной и относительно простой в настройке, но требует программы контроля и обслуживания.

Микродрены

Микродренажи — это простая в создании дренажная система с минимальными затратами. Они состоят из перфорационных отверстий небольшого диаметра, выполненных на поверхности, в траншеях, колодцах или галереях. Микродренажи устанавливаются для работы в субгоризонтальном или субвертикальном положении в зависимости от типа применения.

Свая дренажная противоскользящая (ДАСП)

Свая дренажная противоскользящая (ДАСП) представляет собой железобетонную конструкцию с полой верхней частью и сплошной нижней частью, предназначенную для противодействия деформации откосов. Полая часть заполнена уплотненным высокопроницаемым гравием и может отводить воду через вертикальный водосток или субгоризонтальные трубы, подсоединенные к поверхности склона.

Меры по усилению

Стабилизация склона за счет повышения механической прочности нестабильного грунта может быть достигнута двумя способами:

• Заглубление элементов арматуры в землю
• Улучшение механических характеристик грунта путем химической, термической или механической обработки.

Заглубление элементов арматуры в землю

К видам механического армирования относятся:

• Скважины большого диаметра, поддерживаемые одной или несколькими коронками консолидированных и, возможно, армированных земляных колонн.
• Якоря
• Сети микросвай
• Забивание почвы
• Георешетки для армированного грунта
• Сотовые лица

Скважины большого диаметра

Чтобы гарантировать устойчивость склона , может потребоваться установка очень жестких и прочных элементов. Эти элементы представляют собой железобетонные колодцы полного сечения или кольцевого сечения большого диаметра с круглым или эллиптическим поперечным сечением. Глубина статических скважин может достигать 30-40 метров. Часто статическое стабилизирующее действие скважин сочетается с серией микродренажей, расположенных радиально на нескольких уровнях, что снижает поровое давление.

Якоря

Стабилизация с помощью анкеров

Основная статья: Земной якорь

Стабилизация неустойчивого склона также может быть достигнута путем приложения активных сил к неустойчивому грунту. Эти силы увеличивают нормальное напряжение и, следовательно, сопротивление трению вдоль поверхности скольжения. Для этой цели могут применяться анкеры , соединенные на поверхности друг с другом балочной рамой, которая обычно изготавливается из железобетона. Анкеры закрепляются в заведомо устойчивом месте. Их обычно устанавливают с осями, ортогональными поверхности ската и поэтому вначале примерно ортогонально поверхности оползня.

Иногда возникают проблемы с креплением, например, в случае илисто-глинистого грунта. Если есть вода или анкеры погружены в глинистый подслой, необходимо подтвердить сцепление анкера с землей. Поверхность, содержащаяся в решетке каркаса балки, также должна быть защищена с помощью геоткани, чтобы предотвратить эрозию, вызывающую удаление земли под каркасом балки.

Сети микросвай

Это решение требует установки ряда микросвай , составляющих трехмерную сетку, переменно наклоненную и соединенную в оголовке жестким железобетонным пазом. Эта структура представляет собой усиление грунта, вызывая внутреннее улучшение характеристик грунта, заложенных в микросваях. Этот тип меры используется в случаях небольших оползней.

Эффективность микросвай связана с установкой микросвай по всей площади оползня. При ротационных оползнях в мягкой глине сваи способствуют увеличению момента сопротивления за счет трения о верхнюю часть ствола сваи, обнаруженную при оползне. В случае подвесных свай прочность определяется частью сваи, оказывающей наименьшее сопротивление. На практике сваи в наиболее нестабильной части склона устанавливаются в первую очередь, чтобы уменьшить возможные боковые смещения грунта.

Предварительные методы проектирования микросвай возложены на компьютерные программы, которые выполняют численное моделирование, но которые подвергаются упрощениям в моделях, что требует довольно точных характеристик потенциального оползневого материала.

забивание гвоздей

Основная статья: Забивание почвы

Техника забивания грунта, применяемая для временной и/или постоянной стабилизации естественных склонов и искусственных уступов, основана на фундаментальном принципе строительной техники: мобилизации внутренних механических характеристик грунта, таких как сцепление и угол внутреннего трения, так что грунт активно сотрудничает со стабилизационными работами. Гвозди, как и анкеры, вызывают нормальное напряжение, тем самым увеличивая трение и устойчивость на склоне холма.

Одним из методов забивания гвоздей является диффузное забивание гвоздей быстрого реагирования: CLOUJET, при котором гвозди вбиваются в землю с помощью расширенной груши, полученной путем впрыскивания раствора под высоким давлением в область крепления. Дренаж важен для метода CLOUJET, поскольку гидравлический режим, рассматриваемый в виде порового давления, приложенного нормально к изломанным поверхностям, напрямую влияет на характеристики системы. Дренируемая вода как через ткань, так и с помощью труб, зарытых в землю, стекает у подножия склона в коллектор, установленный параллельно направлению забоя.

Другая система гвоздей — это технология грунтовых гвоздей и корней (SNART). Здесь стальные гвозди очень быстро вставляются в откос ударным, вибрационным или винтовым методами. Шаг сетки обычно составляет от 0,8 до 1,5 м, диаметр гвоздей от 25 до 50 мм, а длина может достигать 20 м. Гвозди устанавливаются перпендикулярно плоскости разрушения и сквозь нее и рассчитаны на сопротивление изгибу и сдвигу (а не растяжению) с использованием принципов геотехнической инженерии. Потенциальные поверхности разрушения глубиной менее 2 м обычно требуют, чтобы гвозди были шире в верхней части, чего можно добиться с помощью стальных пластин, прикрепленных к шляпкам гвоздей. Корни растений часто образуют эффективную и эстетичную облицовку, предотвращающую потерю почвы между ногтями.

Георешетки

типовое решение из георешетки

Георешетки – это синтетические материалы, используемые для укрепления грунта. Вставка геосинтетической арматуры (обычно в направлении развития деформации) имеет функцию придания большей жесткости и устойчивости грунту, увеличивая его способность подвергаться большим деформациям без разрушения.

Сотовые лица

Ячеистые поверхности, также известные под названием «лица кроватки», представляют собой специальные опорные стены, изготовленные из опорных решеток, сборных из железобетона или дерева (обработанных консервантами). Головы имеют длину около 1–2 м, а высота стены может достигать 5 м. В пространства сетки вставляют уплотненный сыпучий материал. Модульность системы обеспечивает значительную гибкость использования как с точки зрения адаптации к морфологии грунта, так и потому, что конструкция не требует глубокого фундамента, кроме плоскости укладки из тощего бетона, используемой для придания опорной плоскости всей конструкции правильной формы. . В пространстве сетки можно посадить растительность, маскирующую конструкцию.

Химическая, термическая и механическая обработка

Для улучшения механических характеристик объема почвы, пострадавшего от оползней, можно использовать различные обработки. Среди этих обработок часто используется метод струйной цементации, часто в качестве замены и/или дополнения к ранее обсуждавшимся структурным мерам.Этапы работ по струйной цементации следующие:

• Фаза перфорации: установка с разрушением ядра перфорации набора столбов в землю на глубину обработки, требуемую проектом.
• Фаза экстракции и запрограммированного впрыска: впрыск смеси под очень высоким давлением осуществляется во время фазы экстракции набора полюсов. Именно на этом этапе за счет направления струи в определенном направлении в течение определенного интервала времени достигается эффект за счет скорости извлечения и вращения набора шестов, так что можно обрабатывать объемы земли в желаемая форма и размер.

(видеть )

Струя высокой энергии производит смесь грунта и непрерывный и систематический «клакваж» с локальным эффектом в радиусе действия, не вызывая деформаций на поверхности, которые могут вызвать негативные последствия для устойчивости соседних конструкций.Подача смеси через форсунки на высокой скорости, используя эффект повышенной энергии, позволяет изменять естественное расположение и механические характеристики грунта в желаемом направлении и в соответствии с используемой смесью (цемент, бентонит). , вода, химикаты, смеси и т. д.). В зависимости от характеристик природного грунта, типа используемой смеси и параметров работы прочность на сжатие от 1 до 500 кгс/см² (от 100 кПа до 50 МПа на обрабатываемом участке можно получить ).

Реализация массивных консолидированных грунтовых элементов различной формы и размеров (контрфорсов и отрогов) внутри стабилизируемого массива достигается за счет своевременного воздействия на параметры инжекции. Таким способом можно получить: тонкие диафрагмы, горизонтальные и вертикальные цилиндры различного диаметра и вообще любой геометрической формы.

Другим методом улучшения механических характеристик грунта является термическая обработка потенциально нестабильных склонов гор, сложенных глинистыми материалами. Исторически нестабильные глинистые склоны вдоль железных дорог укреплялись за счет разжигания дров или угля в ямах, вырытых в склоне. В скважинах большого диаметра (от 200 до 400 мм.) около 0,8-1,2м. Отдельно и горизонтально соединенные между собой горелки были введены в виде цилиндров из затвердевшей глины. Достигнутая температура составляла около 800 °C. Эти глиняные цилиндры работали как сваи, придавая поверхности ползучести большую прочность на сдвиг. Эта система была полезна для предотвращения ползучести поверхности, как в случае с насыпью. В других случаях глубина ям или необходимое количество топлива приводили либо к исключению этого метода, либо к тому, что усилия были неэффективными.

Другие попытки стабилизации были предприняты с помощью электроосмотической обработки грунта. Этот вид обработки применим только в глинистых грунтах. Он заключается в том, чтобы подвергнуть материал воздействию непрерывного электрического поля, введя в землю пары электродов. Эти электроды при подаче тока вызывают миграцию зарядов ионов в глине. Поэтому межпоровая вода собирается в катодных областях и увлекается зарядами ионов. Таким образом достигается снижение содержания воды. Более того, при правильном выборе анодного электрода можно вызвать структурную трансформацию глины за счет того, что ионы, высвобождаемые анодом, запускают серию хемофизических реакций, улучшающих механические характеристики нестабильного грунта.

Однако этот метод стабилизации эффективен только в однородных глинистых грунтах. Такое состояние трудно обнаружить на нестабильных склонах, поэтому после некоторых применений от электроосмотической обработки отказались.

См. также

• Лавинная борьба , смягчение последствий стихийных бедствий аналогичного типа.
• Ячеистая изоляция - система локализации, используемая в строительстве и геотехнической инженерии.
• Геотехническая инженерия - Научное исследование земных материалов в инженерных задачах.
• Классификация оползней
• Подпорная стена - искусственная стена, используемая для поддержки грунта между двумя разными отметками.
• Стабилизация склона — устойчивость грунтовых или каменных склонов. Страницы с краткими описаниями целей перенаправления.
  • Растительность и устойчивость склонов
• Гибкий барьер против мусора
• Защитная насыпь от камнепадов

Ссылки

• Бомхад Э.Н. (1986). Устойчивость склона, Дарио Флакковио Эдиторе, Палермо.
• Cruden DM и Varnes DJ (1996). Виды оползней и процесс. В специальном отчете Совета по транспортным исследованиям № «Оползни – расследование и смягчение последствий». 247, National Academy Press, Вашингтон, округ Колумбия, 36–75.
• Фелл Р. (1994). Оценка риска оползней и приемлемый риск, кан. Геотех. Дж., вып. 31, 261–272.
• Гигант Г. (1997). Камнепад - Работы по анализу движения и защите, издания Гевелиуса, Неаполь.
• Хунге О. (1981). Динамика каменных лавин и других видов массовых движений. Докторская диссертация, Университет Альберты, Канада.
• Пек Р.П. (1969). Преимущества и ограничения метода наблюдений в прикладной механике грунтов, Геотехника 19, н. 2, 171–187.
• Тамбура Ф. (1998). Стабилизация склонов - Виды, технологии, творения, издания Гевелия, Неаполь.
• Танзини М. (2001). Оползневые явления и стабилизационные работы, Дарио Флакковио Редактор, Палермо
• Терзаги К. и Пек Р.Б. (1948). Механика грунтов в инженерной практике, Нью-Йорк, Уайли.
• Койр Грин (1998). «Борьба с эрозией - Эрозия почвы