Naslov
Određivanje složenih kliznih ploha i postupaka proračuna stabilnosti stijenskih kosina
(Determination of Complex Slip Surfaces and Calculation Procedures of Rock Slopes Stability)

Autori
Hrženjak, Petar

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Rudarsko-geološko-naftni fakultet

Mjesto
Zagreb

Datum
23.03

Godina
2004

Stranica
117

Mentor
Vujec, Slavko ; Dunda, Siniša

Ključne riječi
Stabilnost stijenskih kosina; metode proračuna; složene klizne plohe; faktor stabilnosti
(Stability of rock slopes; methods of calculation; complex slip surfaces; factor of stability)

Sažetak
Proračuni stabilnosti stijenskih kosina izrazito su složeni zbog specifičnosti značajki stijenske mase u odnosu na druge geološke materijale. Jedna od osnovnih takvih značajki stijenske mase je diskontinuiranost, koju u najvećoj mjeri čine geološke strukture i njihovi elementi. Zbog prisutnosti diskontinuiteta u stijenskim se kosinama formiraju klizne plohe složenih oblika, najčešće kombinirane od ravnih i zakrivljenih segmenata. Pri tome se, što je karakteristično za takvu sredinu, čvrstoća diskontinuiteta bitno razlikuje od čvrstoće stijenske mase. Čvrstoća stijenske mase najbolje se procjenjuje Hoek-Brownovim kriterijem, a čvrstoća diskontinuiteta Bartonovim kriterijem čvrstoće. Danas se primjenjuje više različitih metoda proračuna stabilnosti, koje su uglavnom razvijene prema postavkama mehanike kontinuuma, kvazikontinuuma te mehanike diskontinuuma. Zbog složenosti stanja u kojem se stijenska masa nalazi, pojavljuju se i složeni mehanizmi loma te pojave na koje treba primijeniti sve navedene postavke. Zbog opće prihvaćenosti faktora sigurnosti (stabilnosti) kao osnovne mjere stabilnosti kosina, veću primjenu imaju metode granične ravnoteže koje računaju ovaj faktor. Kod metoda koje mogu računati stabilnost za složene oblike kliznih ploha, primjerenim uvjetima stijenske mase, do sada nije postojao sustavni postupak zadavanja kao ni traženja kritične klizne plohe složenog oblika. Razvoj ovdje predložene metode, nazvane MathSlope, upravo je bio usmjeren za izračun faktora stabilnosti stijenskih kosina za složene oblike kliznih ploha. Način zadavanja, kao i postupak traženja kritične klizne plohe složenog oblika, u ovoj se metodi bitno razlikuje u odnosu na postojeće metode. Svaka klizna ploha definirana je: točkom izlaza klizne plohe u podnožju klizišta, kutom sekante te nagibom tangenata na krajevima klizne plohe. Formiranje klizne plohe odvija se u dva koraka. U prvom se koraku formira osnovni oblik klizne plohe, a u drugom, uvođenjem ploha diskontinuiteta, složeni oblik klizne plohe. Diskontinuiteti mogu biti uvedeni kao 'plivajući' i 'pozicionirani'. 'Plivajući' diskontinuiteti odnose se na familije diskontinuiteta, za razliku od 'pozicioniranih', koji se odnose na pojedinačne diskontinuitete, kao što su: rasjedi, geološki kontakti, smične zone i sl. Kod 'plivajućih' diskontinuiteta ravnina se diskontinuiteta dodaje svakoj kliznoj plohi u točki gdje klizna ploha ima isti nagib kao i zadana familija diskontinuiteta, a kod 'pozicioniranih' ploha se diskontinuiteta zadaje točno prema položaju na kosini. Postupak traženja kritične klizne plohe može biti proveden na dva načina: zadavanjem velikog broja pretpostavljenih kliznih ploha i iterativnim načinom traženja. Zadavanje velikog broja pretpostavljenih kliznih ploha uobičajen je postupak i kod drugih metoda, a kod iterativnog načina postupno se mijenjaju oblik i položaj klizne plohe do postizanja minimalne vrijednosti faktora stabilnosti. Kombinirajući ova dva postupka, uspješno se mogu naći kritične klizne plohe složenih oblika. Kao i kod ostalih metoda analize stabilnosti, kritična klizna ploha je ona s najnižim faktorom stabilnosti. Kod složenih oblika kliznih ploha posmična čvrstoća na kliznoj plohi može biti posebno zadana za zakrivljene, a posebno za ravne dijelove klizne plohe. Na taj se način Hoek-Brownov kriterij čvrstoće za stijensku masu i Bartonov kriterij čvrstoće za diskontinuitete mogu izravno primijeniti u modelu čvrstoće klizne plohe. Obrađeni primjeri pokazuju ispravnost ovakvog načina proračuna faktora stabilnosti za složene oblike kliznih ploha, kao i uspješnost pri određivanju kritične klizne plohe. Osim proračuna faktora stabilnosti, za složenu kliznu plohu dobije se i rješenje za kritičan položaj 'plivajućih' diskontinuiteta na kosini. Primjenom nelinearnih kriterija posmične čvrstoće stijenske mase i diskontinuiteta na kliznoj plohi dobivene su značajne razlike u vrijednostima faktora stabilnosti u odnosu na proračune kod kojih su primijenjeni linearni kriteriji.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Rudarstvo, nafta i geološko inženjerstvo

POVEZANOST RADA