بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
مقدمه
اگر سطح زمين با راستاي افق زاويه‌اي غير از صفر بسازد، به اين سطح شيبدار شيرواني خاكي گفته مي‌شود. در شيرواني خاكي مؤلفه‌اي از وزن كه نيروي رانشي ناميده مي‌شود تمايل به حركت دادن تودة خاك بسمت پايين دارد. از طرفي مقاومت برشي خاك نيز نيروي مقاومي در برابر اين نيروي رانشي ايجاد مي‌كند. حال اگر نيروي رانشي آنقدر بزرگ باشد كه بتواند بر نيروي مقاوم غلبه كند، در آنصورت در شيرواني خاكي لغزش رخ داده و تودة خاك بسمت پايين حركت مي‌كند و شيرواني خاكي ناپايدار خواهد شد.
اسلاید 2 :
پايداري يك شيرواني خاكي به عوامل متعددي مانند لايه‌بندي خاك، حركت آب در خاك، مقاومت برشي خاك و ... بستگي دا رد. براي تعريف پايداري شيرواني خاكي از ضرائب ايمني (ضريب اطمينان) مربوط به آن استفاده مي‌شود كه به سه دستة ضريب اطمينان كلي (Fs)، ضريب اطمينان جزئي نسبت به چسبندگي (Fc) و ضريب اطمينان جزئي نسبت به اصطكاك (Fφ) تقسيم مي‌شوند:
اسلاید 3 :
1- ضريب اطمينان كلي (Fs)
ضريب اطمينان كلي براي شيرواني‌هاي خاكي بصورت زير تعريف مي‌شود:
τf و τd بترتيب مقاومت برشي متوسط خاك و مقاومت برشي بسيج شدة خاك (كه درصدي از τf است) مي‌باشند و در حالت كلي بصورت زير نوشته مي‌شوند:
اسلاید 4 :
كه در روابط مذكور C و φ چسبندگي و زاويه اصطكاك داخلي خاك، Cd و φd چسبندگي و زاويه اصطكاك داخلي بسيج شده خاك و σ تنش قائم متوسط در سطح لغزش بحراني است.
حال اگر مقادير مربوط به τt و τd را در رابطه (6-1) قرار دهيم، در آنصورت ضريب اطمينان كلي برابر
اسلاید 5 :
2- ضريب اطمينان جزئي نسبت به چسبندگي (Fc)
ضريب اطمينان نسبت به چسبندگي براي شيرواني‌هاي خاكي بصورت زير تعريف مي‌شود:
3- ضريب اطمينان جزئي نسبت به اصطكاك (Fφ)
ضريب اطمينان نسبت به اصطكاك براي شيرواني‌هاي خاكي بصورت زير تعريف مي‌شود:
اسلاید 6 :
تذكر (1) در صورت تساوي ضرايب ايمني چسبندگي (Fc) و اصطكاك Fφ، مقدار اين دو مساوي ضريب ايمني كلي (Fs) مي‌گردد.
تذكر (2) اگر ضريب ايمني كلي (Fs) برابر واحد در نظر گرفته شود، شيرواني در آستانه لغزش قرار مي‌گيرد. براي تأمين پايداري شيرواني‌ها غالبا 5/1=Fs در نظر گرفته مي‌شود.
اسلاید 7 :
پايداري شيرواني نامحدود
الف- سطح لغزش بموازات سطح شيبدار است و آب زيرزميني در شيرواني جريان ندارد. (بدون نشت)
با فرض جريان نداشتن آب در شيرواني و صفر بودن فشار آب حفره‌اي، لغزش شيرواني در امتداد صفحة AB كه محتمل به لغزش است و در عمق H از سطح زمين قرار دارد، مورد بررسي قرار مي‌گيرد. براي اين منظور حالت تعادل در قطعه abcd از شيرواني را كه داراي ضخامت واحد در امتداد عمود بر صفحه است در نظر مي‌گيريم و مطابق شكل (6-2) مي‌نويسيم:
اسلاید 8 :
با فرض جريان داشتن آب در شيرواني در سطحي منطبق با سطح خاك، مسئله لغزش شيرواني در امتداد صفحة AB (مانند حالت الف) مطرح مي‌گردد و همانند قسمت قبل، تعادل قطعه abcd از شيرواني با ضخامت واحد در امتداد عمود بر صفحة كاغذ بررسي مي‌شود.
مشابه با آنچه در قسمت الف انجام داديم مقادير τ و σ به صورت زير بدست مي‌آيند:
اسلاید 9 :
از طرفي مي‌دانيم مقاومت برشي خاك در حالت اشباع، بر اساس تنش مؤثر و بصورت مي‌باشد. بنابراين بايستي مقدار σ را محاسبه كنيم كه با توجه به شكل (6-3) و مقدار فشار آب حفره‌اي در عمق H خواهيم داشت:
با توجه به اينكه τ=τd است (به علت تعادل شيرواني) و نيز جايگذاري مقادير بدست آمده در رابطة ، بدست مي‌آيد:
اسلاید 10 :
پايداري شيرواني محدود
اگر ارتفاع شيرواني مساوي با عمق بحراني (Hcr) شود، شيرواني محدود در نظر گرفته مي‌شود. براي تحليل شيرواني محدود لازم است يك شكل كلي براي سطح لغزش بحراني فرض گردد. بر اين اساس دو حالت لغزش مورد توجه قرار مي‌گيرد. يكي حالت لغزش در روش كولمان است كه سطح لغزش بحراني بصورت صفحه فرض شده است و ديگري حالت لغزش در روش لغزش استوانه‌اي مي‌باشد كه فرض كرده، سطح لغزش، كماني از دايره است و خود در غالب دو روش توده و قطعه قابل استفاده است.
در تحليل پايداري شيرواني‌ها، منحني فرض كردن سطح لغزش طبيعي‌تر و منطقي‌تر نشان مي‌دهد ولي روش كولمان نيز در مواردي نظير شيرواني‌هاي قائم، پي بر روي لايه‌هاي ضعيف و سدهاي خاكي با مصالح دانه‌بندي شده نتايج خوبي بدست مي‌دهد.
