Geo-zbrojenia
Geo-zbrojenia są poziomymi elementami wzmacniającymi umieszczonymi w gruncie, które przyczyniają się do zwiększenia stateczności zbocza poprzez ich wytrzymałość na rozciąganie. Geo-zbrojenia posiadają swoje dokładne położenie, długość i dopuszczalną siłę rozciągającą. Jeżeli geo-zbrojenie przecina powierzchnię poślizgu, równania równowagi zapisane dla danego segmentu są modyfikowane w celu dołączenia siły działającej w tym zbrojenia. W przeciwnym razie nie są podejmowane żadne działania.
Podstawowym parametrem zbrojenia jest wytrzymałość na rozciąganie Rt. W programie stosowana jest wartość obliczeniowa tego parametru, tj. wytrzymałość na rozciąganie zbrojenia zmniejszona współczynnikami uwzględniającymi trwałość, pełzanie, środowisko chemiczne czy uszkodzenia przy wykonaniu. Siła przkazywana przez zbrojenie nigdy nie może przekroczyć zdefiniowanej wartości wytrzymałości na rozciąganie Rt.
Schemat uwzględnienia geo-zbrojeń
Drugim parametrem zbrojenia jest nośność na wyciąganie Tp. Parametr ten determinuje długość zakotwienia, tj. wymaganą długość zbrojenia w gruncie, dla którego zbrojenie jest w pełni naprężone osiągając wartość Rt. Ponieważ realna wartość nośności na wyciąganie jest trudna do określenia, program oferuje trzy możliwości jej wyznaczania lub odpowiednio wyznaczania siły F przekazywanej przez zbrojenie.
1) Wyznaczanie nośności zbrojenia
Siła wyciągająca F wyznaczana jest ze wzoru:
gdzie: | σ | - | naprężenie normalne wynikające z ciężaru własnego w punkcie przecięcia zbrojenia i powierzchni poślizgu |
φ | - | kąt tarcia wewnętrznego gruntu | |
C | - | współczynnik interakcji (domyślnie 0,8) | |
l | - | długość zbrojenia w gruncie poza powierzchnią poślizgu |
2) Definiowanie długości zakotwienia zbrojenia lk
W programie istnieje możliwość zdefiniowania wartości długości zakotwienia lk. Parametr ten zdeterminowany jest przez wytrzymałość na ścinanie mobilizującą się pomiędzy zbrojeniem a gruntem, narastającą stopniowo od zera do jej wartości granicznej (mierzona od końca zbrojenia zakotwionego w gruncie).
gdzie: | l | - | długość zbrojenia w gruncie poza powierzchnią poślizgu |
lk | - | długość zakotwienia | |
Rt | - | wytrzymałość na rozciąganie |
3) Definiowanie nośności na wyciąganie zbrojenia Tp
Siła wyciągająca F definiowana jest jako:
gdzie: | l | - | długość zbrojenia w gruncie poza powierzchnią poślizgu |
Tp | - | nośność zbrojenia na wyciąganie |
Siły w zbrojeniu określone na podstawie wytrzymałości zbrojenia mogą uzyskać stosunkowo duże wartości. Wprowadzenie tych sił w analizie daje wyższy współczynnik bezpieczeństwa dla danej powierzchni poślizgu. W przypadku metod rygorystycznych (Spencer, Janbu, Morgenstern-Price) wprowadzenie takich sił w zbrojeniu może spowodować utratę zbieżności. Taka sytuacja może mieć miejsce przede wszystkim w przypadku, gdy siły te są na tyle duże, że nie jest możliwe osiągnięcie równowagi sił oddziałujących na blokach z zachowaniem podstawowych założeń poszczególnych metod, np. założenie zerowego momentu na końcu powierzchni poślizgu. W takich przypadkach siły w zbrojeniu zostaną zredukowane w najmniejszym możliwym stopniu (do najwyższych wartości akceptowalnych) tak, aby osiągnięta była zbieżność rozwiązania oraz aby uzyskane wyniki były akceptowalne. Zredukowane wartości sił są wówczas wypisane łącznie z wynikami analizy stateczności. Należy podkreślić, że w przypadku gdy nie występuje konieczność redukcji sił w zbrojeniach (siły nie są redukowane) siły te nie są uwzględniane w zestawieniu wyników.