اتزان الميول stability of slopes Dr. AhmedAbdelRaheem

مقدمه تتكون الميول من التربه او الصخور(غير الافقى) حيث تكون طبيعيه او تكون بمعرفة الانسان (الميل الصناعى) و من امثلة الميول الطبيعيه انحدار الجبال و الميول على جانبى الانهار او ميل قيعان الانهار من المنبع و حتى المصب ومن امثلة الميول الصناعيه ميول الجسور و الطرق و السكك الحديده و السدود و ميل الترع المقامة او المصارف سواء ميل القيعان او الجوانب او غيرها. توجد فى هذه الميول قوى داخليه تجعلها متزنه ضد القوى التى تتسبب فى انهيار الميل و من القوى الاساسيه المسببه لانهيار الميول قوى الجاذبيه الارضيه و قوى سريان المياه خلال التربه و كذلك ضعف تماسك حبيبات التربه و من القوى التى تقاوم انهيار الميول هى الميل الهندسى و قوى القص فى الصخر. Dr. AhmedAbdelRaheem

اشكال وانواع الانهيار فى الميول انهيار السقطات انهيار حركة انتقالى للتربه انهيار دورانى للتربه انهيار الانسياب Dr. AhmedAbdelRaheem

اتزان الميول اتزان الميول الغير محدده:- مقدمه:- ايجاد معامل الامان للتاكد من عدم انهيار الميل بحيث يكون هذا المعامل اكبر من 1.50 1-1- اتزان الميول للتربة الغير متماسكه (الرمل او الزلط). 1- 2- التربه الطينيه المتماسكه 1-3- التربه المتماسكه و بها احتكاك (خليط من التربه الناعمه و الخشنه) 2-1- اتزان الميول للتربه الغير متماسكه فى حالة وجود مياه جوفيه 2-2- التربه الطينيه المتماسكه فى حالة وجود مياه جوفيه 2-3- التربه المتماسكه و بها احتكاك (خليط من التربه الناعمه و الخشنه) فى حالة وجود مياه جوفيه Dr. AhmedAbdelRaheem

اتزان الميول المحدده:- 1-1- التربه الناعمه (الطينيه)(زاوية الاحتكاك=صفر) 1-2- التربه الخشنهCohesionless Soil 1-3- التربه الخليط بين التربه الناعمه و الخشنه (C-f Soil) Dr. AhmedAbdelRaheem

ملاحظات هامة اذا كان معامل الامان 1.5فيتحقق امان الميل و يكون ثابت يمكن استنتاج معامل الامان الازم لحماية اى ميل من الانهيار و ذلك باى طريقة مناسبه مع نوع التربه و ايضا نوع الميل و بحساب هذا المعامل يتم الاتى:- اذا كان معامل الامان 1.5فيتحقق امان الميل و يكون ثابت اذا كان معامل الامان 1.5فيكون الميل غير امن و للحفاظ على امان الميل و وقايته من الانهيار يتبع اى الطرق التاليه:- يتم تقليل الميل و ذلك بتقليل زاوية الميل على الافقى اذا لم يتحقق امان اتزان الميل لظروف خاصه بالموقع او بالميل نفسه فانه يمكن عمل بلاطه خرسانيه بسمك خفيف او تدبيش الميل باستخدام دبش بالمونه و عمل قدمه بداية و نهاية الميل سواء من الخريانه او الدبش بطول لا يقل عن 1.00 متر لكل منهما تثبيت تربة الميل باستخدام بعض الاضافات او الحقن ببعض المواد التى تلائم نوع التربه تسليخ التربه باستخدام شبكات من التسليخ فى الاتجاهين فى التربهو توضع على طبقاتو على اعماق معينه و محسوبه استخدام السند بالحوائط او التدعيم بالخزتازيق الراسيه و المائله و استخدام الاربطه و الشدادات التحكم فى تسرب المياه الى تربة الميل استخدام الجابيونات و هى عباره عن تدعيم الميل بشبكات من البلاستيك ذات الفتحات و كذلك من مواد بلاستيكيه منفذه للمياه توضع بين طبقات من كسر الحجر Dr. AhmedAbdelRaheem

تحليل استقرارية الميل الساكنة STATIC SLOPE STABILITY ANALYSIS تصبح الميول غير مستقرة عندما تصل أو تتجاوز جهود القص المطلوبة للمحافظة على الاتزان مقاومة القص المتوافرة على سطح الانهيار المحتمل. وللميول التي تكون فيها جهود القص المطلوبة للحفاظ على الاتزان تحت تحميل الجاذبية الساكنة عالية، فإن الجهود الديناميكية الإضافية المحتاجة لإنتاج عدم الاستقرارية ربما تكون منخفضة. إذا تتأثر الاستقرارية الزلزالية للميل بقوة باستقراريتها الساكنة. ولأجل هذا وحقيقة أن معظم الطرق الشائعة الاستعمال لتحليل الاستقرارية الزلزالية تعتمد على تحليلات الاستقرارية الساكنة، فإنه يطرح ملخص مختصر لتحليل استقرارية الميل الساكن. وقد أسست خطوات تحليل استقرارية الميل تحت الظروف الساكنة بشكل جيد. وقد قدم عرض ممتاز، ومختصر لطرق التحليل الاستاتيكي بواسطة دونكان (Duncan, 1992). ويمكن الحصول على توصيفات مفصلة لطرق محددة للتحليــل في الـمــــراجــع القيــاسيــة مثـــل مجلس البحث الوطني (National Research Council, 1976)، وتشوديري (Chowdhury, 1978) ، وهانج (Huang, 1983). وحالياً، فإن أغلب الطرق الشائعة الاستعمال لتحليل استقرارية المـيــــل الســـاكـن هـي تــحـــليـــلات الاتــــزان الـمـحـــدد (limit equilibrium analysis) و تحليلات الجهد ـ التشوه (Stress – deformation analyses) . Dr. AhmedAbdelRaheem

تحليلات الاتزان المحدد Limit Equilibrium Analysis تعتبر تحليلات الاتزان المحدد اتزان القوة و/أو العزم لكتلة من التربة فوق سطح انهيار محتمل. وتفترض أن تكون التربة فوق سطح الانهيار الاحتمالي صلبة (بمعنى، يمكن أن يظهر القص فقط على سطح الانهيار المحتمل). ويفترض أن تكون مقاومة القص المتوافرة متحركة عند نفس المعدل عن كل النقاط على سطح الانهيار المحتمل. وكنتيجة، يكون معامل الأمان ثابتاً على كل سطح الانهيار. ولأنه يفترض أن تكون التربة على سطح الانهيار المحتمل صلبة ـ لدنة تماماً [ الشكل (10.3) ]، فإن تحليلات الاتزان المحدد لا تعطي معلومات عن تشوهات الميل. وعادة ما يعبر عن استقرارية الميل بمصطلح الدليل، والأكثر شيوعاً هو معامل الأمان والذي يُعرف عادة كالتالي: مقاومة القص المتوافرة جهد القص المطلوب للمحافظة على الاتزان Dr. AhmedAbdelRaheem

ويمكن تحليل الميول التي تنهار بواسطة الانتقال على سطح الانهيار المستوي [ الشكل(أ) ] مثل مستوى التطبق، والمفصل الصخــري، أو عــرق مـن مــادة ضعيفة يمكن أن تحلل بسهولة إلى حد ما بواسطة طريقة كولمان (Culmann method) (Taylor, 1984). ويمكن تحليل الميول التي من المحتمــل أن يظهر فيها الانهيار علــى مستويين أو ثلاثة مستويات [الشكـل(ب) ] بواسطة طرق القِطع (wedge method) (مثال، Perloff and Baron, 1976;Lambe and Whitman, 1969). وفي الميول المتجانسة، عادة ما يكون لسطح الانهيار الحرج شكل دائري [ الشكل (ج) ] أو لوغاريثمي ـ حلزوني (log-spiral shape). وحيث إن معامل الأمان الأدنى لسطوح الانهيار الدائرية واللوغاريثمية ـ الحلزونية متقارب جداً، فإن الميول المتجانسة عادة ما تحلل بواسطة طرائق مثل الطريقة المعتادة للشرائح (ordinary method of slices) (Fellenius, 1927) أو طريقة بيشوب المصححة (Bishop’s modified method) (Bishop, 1955) ، والتي تفترض سطوح انهيار دائرية. وعندما لا تكون الظروف تحت السطحية متجانسة (مثال، عندما تكون الطبقات بمقاومة مختلفة بدرجة مؤثرة، ومقاومة غير موحدة بدرجة عالية، أو يوجد انفصال)، فإن سطوح الانهيار تكون إلى حد ما غير دائرية [ الشكل(د) ] أشكال سطح الانهيار الشائعة : (أ) المستوى؛ (ب) متعدد المستوى؛ (ج) دائري؛ (د) غير دائري. Dr. AhmedAbdelRaheem

مثال بافتراض أن kh = 0.1 و kv = 0.0، احسب معاملات الأمــان الساكنة وشبه الساكنة لميل بارتفاع 30 قدماً بميل 2 : 1 (أفقي : رأسي) الموضح في الشكل عزم المقاومة : Dr. AhmedAbdelRaheem

جزء المساحة  W ذراع العزم العزم الساكن khW العزم شبه الساكن العزم الكلي (قدم2) رطل/ قدم3 ك. رطل/قدم (قدم) ك. رطل ـ قدم/رطل قدم ك. رطل قدم/قدم أ ب 1360 2300 110 125 149.6 287.5 30 5 4488.1 1437.5 15.0 28.8 38 62 570.0 1785.6 5058.0 3223.1 5925.5 8281.1 جزء الطول (قدم) C (رطل/قدم2) القوة (ك. رطل) ذراع العزم العزم (ك. رطل ـ قدم/قدم) أ ب 11.5 129.3 600 1000 6.9 78 538.2 10085.4 10623.6 الحــل: باستعمال تحليل اتزان العزم البسيط، يمكن تعريف معامل الأمان كنسبة العزم الذي يقاوم الدوران لكتلة الانهيار المحتملة حول المركز لسطح الانهيار المحتمل الدائري إلى العزم الذي يحرك الدوران. ويميز سطح الانهيار الحرج المعرف بذلك، الذي له أقل معامل أمان، بواسطة تحليل عدد من سطوح الانهيار المحتملة. ويوضح الآتي حسابات معامل الأمان لسطح انهيار محتمل واحد، والذي ربما يكون أو لا يكون سطح الانهيار الحرج. وتتطلب حسابات معامل الأمان تقييم عزوم الانقلاب والمقاومة لكل من الظروف الساكنة وشبه الساكنة. وينتج عزم الانقلاب للظروف شبه الساكنة من وزن التربة فوق سطح الانهيار المحتمل. ويساوي عزم الانقلاب للظروف شبه الساكنة مجموع عزم الانقلاب للظروف الساكنة وعزم الانقلاب المنتج بواسطة القوى شبه الساكنة. ويفترض أن القوى شبه الساكنة الأفقية تؤثر في الاتجاهات التي تنتج عزم تحريك موجب (في اتجاه عقارب الساعة، في هذه الحالة).وفي الحسابات الموضحة في الجدول الآتي، تقسم التربة فوق كتلة سطح الانهيار المحتمل إلى جزأين. عزوم الانقلاب : Dr. AhmedAbdelRaheem

معامل الأمان : Dr. AhmedAbdelRaheem