Masuri si grade de risc in incidente de tip fragmentare a

rezistentei straturilor

Prof. Dr. Ing. Dan CRETU

CERCETAREA GEOTEHNIC PENTRU OBINEREA PARAMETRILOR GEOTEHNICI DE CALCUL

Cercetarea geotehnic a terenului are drept scop obinerea datelor geotehnice, a elementelor geologice, hidrogeologice, seismice i a celor referitoare la antecedentele zonei studiate pentru o descriere adecvat i cunoatere a proprietilor eseniale ale terenului i pentru o estimare n domeniul de siguran a valorilor parametrilor ce vor fi utilizai n studiile aferente zonei pentru realizarea hrilor de hazard la alunecri.

Prevederile acestor reglementri sunt n concordan cu principiile coninute n

prenormele europene EUROCODE. Totodat, n " Normativul privind principiile, exigenele i metodele cercetrii geotehnice a terenului de fundare" (NP074/2007) se arat c prevederile acestuia se aplic i n cazul proiectelor de stabilizare a versanilor potenial instabili.

Ghid tehnic privind exigenele de baz n efectuarea i raportarea ncercrilor

geotehnice de laborator i n elaborarea reglementrilor tehnice pentru ncercri geotehnice n concordan cu cerinele normelor europene i ale sistemului naional de autorizare a laboratoarelor n construcii.

Normativ privind principiile, exigenele i metodele cercetrii geotehnice a terenului de fundare. NP074/2007

CERCETAREA GEOTEHNIC PENTRU OBINEREA PARAMETRILOR GEOTEHNICI DE CALCUL

Cercetarea geotehnic pentru obinerea parametrilor ce vor fi utilizai, va cuprinde obligatoriu urmtoarele categorii de lucrri:

documentare i recunoatere a amplasamentului; prospectarea terenului; ncercri n laboratorul geotehnic pe probe prelevate n cadrul lucrrilor de

prospectare; cercetri hidrogeologice (piezometre ce se vor utiliza i pentru monitorizare); relevee la eventuale lucrri de consolidare existente. Se recomand suplimentar i efectuarea de: ncercri geotehnice in-situ, cu discernmnt: n special penetrare, forfecare

(vane-test); msurtori inclinometrice n foraje echipate cu tuburi flexibile (se vor utiliza

i pentru monitorizare); msurtori geofizice prin electrometrie sau alte metode.

Pentru stabilirea volumului lucrrilor indicate, se precizeaz c n conformitate cu prevederile din " Normativul privind principiile, exigenele i metodele cercetrii geotehnice a terenului de fundare" - Anexa B (NP074/2007) zonele cercetate pentru realizarea hrilor de detaliu de hazard i/sau risc la alunecri se ncadreaz n general la categoria geotehnic 2 care implic un risc geotehnic moderat i uneori n categoria geotehnic 3 cu risc geotehnic mare. La ncadrarea n categoriile geotehnice se vor avea n vedere n special "condiiile de teren, innd seama c terenurile n pant cu potenial de alunecare" se consider "terenuri dificile".

Se va consulta obligatoriu documentaia utilizat pentru elaborarea hrilor globale de hazard (calitative) dac acestea au fost realizate.

Se vor depista i inventaria n suprafa orice elemente specifice fenomenelor de instabilitate (vluiri, trepte de denivelare, fisuri, zone cu exces de umiditate cu vegetaie hidrofil, poziia nclinat a trunchiurilor arborilor etc.).

Se vor depista n detaliu orice surse de ap de suprafa (naturale sau artificiale) i se va preciza starea acestora (stagnri, scurgeri, infiltraii).

Se vor realiza obligatoriu relevee la orice elemente constructive afectate de fenomene de instabilitate.

LUCRARI DE TEREN

Prin lucrrile de prospectare se va urmri evidenierea fenomenelor de instabilitate prin delimitarea spaial a masei potenial instabil prin raport cu cea stabil, cu relevarea proprietilor geotehnice a materialelor din ambele mase i pe ct posibil din zona de contact. De asemenea se vor obine date care s permit aprecierea pe baz de prognoz a sensului (direciei) de dezvoltare a alunecrilor.

Poziionarea lucrrilor de prospectare se va face pe baza unor profile

considerate caracteristice zonei, n general de la vrful pantei pn la baz, pentru a permite apoi modelarea prin calcul a fenomenelor i efectuarea verificrilor de stabilitate. n zonele afectate de alunecri vechi, unde exist o neomogenitate a terenului, specialitii pot dispune o sporire a numrului de foraje.

n general forajele se dispun la distane de maximum 300 500 m.

Specificul i dimensiunile amplasamentelor studiate nu permit realizarea unei game largi de ncercri de teren. De aceea se recomand prevederea unor ncercri combinate geotehnice i hidrogeologice, cu rol n cercetarea actual ca i n etapele de monitorizare.

Din gama lucrrilor de prospectare prezentate n NP074/2007, se recomand a se utiliza sondajele de penetrare i sondajele cu aparatul de forfecare cu palete (Field Vane Test).

Forajele geotehnice se pot reutiliza prin echiparea lor pentru msurtori inclinometrice.

Forajele piezometrice vor fi pstrate pentru msurtori n timp a nivelului apei subterane i eventual a presiunii apei din pori.

CERCETARI IN LABORATOR

Principalele informaii geotehnice i parametrii geotehnici obligatorii necesari i utilizai n calculele deriv din scopul precizat al cercetrilor (verificarea stabilitii la alunecare) i sunt:

I. Caracterizarea i clasificarea tipurilor de materiale prin: descrierea complet a materialului din prob (insistndu-se asupra culorii, aspectului,

incluziunilor) i observarea eventualelor planuri de cedare vizibile (oglinzi de friciune);

alctuire - determinat prin: analiza granulometric (conform STAS 1913/5-85 ); analiza mineralogic (neobligatorie);

starea de umiditate natural - determinat prin w i Sr (conform STAS 1913/3-82); starea de consisten (pmnturi coezive) determinat pe baza limitelor de plasticitate i a indicelui de

consisten, IC (conform STAS 1913/486); starea de ndesare - determinat pe baza greutii volumice n stare natural, g (conform STAS

1913/15-83) i a gradului de ndesare, ID (pmnturi necoezive). II. Proprietile mecanice ale materialelor reflectate n primul rnd prin: parametrii rezistenei la forfecare. ncercrile pentru obinerea parametrilor rezistenei la forfecare sunt necesare mai

ales pentru materialele aflate la adncimile la care se prognozeaz posibile suprafee de cedare.

Se recomand realizarea de ncercri pentru obinerea parametrilor rezistenei la forfecare n toate materialele care prezint stri de consisten redus, sau cele ce apar n strate subiri ca incluziuni n strate omogene.

Se recomand, pe ct posibil, s se realizeze ncercri de rezisten i pe roca de baz.

Indiferent de modul de obinere a parametrilor rezistenei la forfecare, acetia trebuie determinai printr-un tip de ncercare care s modeleze ct mai fidel situaia din teren (modul de solicitare i de cedare prognozat, efectul diferiilor factori favorizani sau declanatori, starea de eforturi, starea de umiditate etc.).

Pentru studiul i modelarea prin calcul a fenomenelor de instabilitate se recomand cunoaterea, pe baza ncercrilor de laborator, a mobilizrii integrale a rezistenei la forfecare (valoarea de vrf i valoarea rezidual, unde este cazul).

Printr-o prelucrare adecvat a rezultatelor ncercrilor se recomand obinerea parametrilor caracteristici acestor valori i, dac este posibil, chiar curbele de mobilizare a parametrilor cu deformaiile din planul de forfecare.

Este obligatoriu ca n fiele de rezultate s se specifice, dac este cazul, chiar n detaliu modul de realizare al ncercrii (tipul acesteia, viteza de deformaie, eforturi impuse, deformaii, drum de eforturi etc.).

Clasificarea pamanturilor conform STAS 1243-88

Clasificarea pamanturilor conform SR EN ISO 14688-2

Clasificarea pamanturilor conform STAS 1243-88 SR EN ISO 14688-2

PREZENTAREA REZULTATELOR CERCETRILOR I

INTERPRETAREA DATELOR Planul topografic al amplasamentului reprezint o pies obligatorie care va cuprinde poziia

tuturor lucrrilor de teren executate (foraje, piezometre etc.). Prezentarea informaiilor: n cadrul datelor generale se vor releva toate semnele posibile ale unor fenomene de

instabilitate; ncadrarea geotehnic prealabil va fi categoria geotehnic 2. n cazuri justificate se va

accepta o alt categorie geotehnic. n cadrul sintezei informaiilor obinute prin cercetarea terenului se va prognoza poziia

suprafeei (suprafeelor) de cedare. n acest sens pentru precizie se pot utiliza rezultatele msurtorilor geoelectrice.

Fenomenele de instabilitate vor fi clasificate dup poziia (adncimea) i forma suprafeelor posibile de cedare ca i dup alte criterii recunoscute n literatura de specialitate.

Pentru facilitarea alegerii profilelor caracteristice se recomand ca pe baza planului topo al amplasamentului, printr-un program specific (din gama tip GIS) s se elaboreze o hart a curbelor de egal pant. Conform "criteriilor de evaluare a factorului de instabilitate pentru ntocmirea hrilor globale de hazard la alunecare (Anexa C) din " Normele metodologice de elaborare i coninutul hrilor de risc privind zonele cu riscuri naturale - alunecri de teren" domeniile valorilor unghiului de nclinare a versanilor sunt: 5 8o, 8 12o, 12 15o i > 15o, aferente unor instabiliti caracterizate ca "medie", "medie - mare", "mare" i "foarte mare".

PREZENTAREA REZULTATELOR CERCETRILOR

I INTERPRETAREA DATELOR Evaluarea informaiilor geotehnice n analiza i interpretarea rezultatelor ncercrilor de laborator se

va ine seama mai ales n cazul existenei unor alunecri vechi de gradul de frmntare al zonei i neomogenitatea materialelor. Se vor reine pentru calcul numai parametrii considerai relevani.

Se vor ntocmi, pe baza fielor de stratificaie, profilele geologice - geotehnice cu trasarea suprafeelor posibile de cedare n vederea realizrii calculelor de stabilitate.

Pentru evaluarea stabilitii se vor efectua calcule pe baza unor ipoteze care s permit modelarea ct mai exact a fenomenelor, cu ajutorul unor metode adecvate.

Prin sinteza tuturor informaiilor de teren, cercetri de laborator, calcule specifice se vor aprecia amplasarea fenomenelor, tendinele de evoluie n timp.

CALCULE GEOTEHNICE Calculele geotehnice ca parte a investigaiei

geotehnice pentru alunecri de teren au ca scop evaluarea stabilitii actuale pe amplasamentul studiat i prognozarea evoluiei fenomenelor n timp.

Ca indicator sintetic al strii de echilibru a unei pante pentru o situaie studiat, se utilizeaz "factorul de stabilitate", Fs.

Valoarea factorului de stabilitate, Fs, este puternic influenat de valorile parametrilor rezistenei la forfecare i mai puin influenat de metoda de calcul prin care se obine.

CALCULE GEOTEHNICE

Faza de calcul geotehnic cuprinde: modelarea fenomenelor n funcie de specificul

amplasamentului i ipotezele avute n vedere; alegerea metodelor i a parametrilor de calcul; verificarea i cuantificarea stabilitii pe profilele

considerate caracteristice; Calculele efectuate pentru evaluarea stabilitii versanilor

preiau principiile i prevederile reglementrilor de calcul legate de proiectarea geotehnic a structurilor.

Pentru calculele de stabilitate a versanilor utilizate la hrile de hazard se aplic principiile metodei strilor limit, n modul n care sunt tratate n STAS 3300/2-85 cu o serie de clarificri care sunt i n spiritul normei europene ENV 1997-1:2001.

CALCULE GEOTEHNICE

Ipotezele de verificare prin calcul a stabilitii trebuie s corespund celor mai defavorabile combinaii rezultate din suprapunerea aciunilor permanente (n general greutatea proprie a masivului) cu aciunile excepionale (situaii naturale excepionale: seismice, hidrogeologice - ridicarea nivelului apelor subterane, hidrologice - inundaii, meteorologice - precipitaii i aciuni antropice etc.).

Spre deosebire de proiectarea structurilor, n calculele de stabilitate la alunecare se accept simultaneitatea a dou aciuni excepionale.

CALCULE GEOTEHNICE

Metodele de calcul a stabilitii permit cunoaterea strii de eforturi n masiv (la limitele dintre fii) sau/i n planul suprafeei de cedare, elemente utile pentru o viitoare proiectare de consolidare a pantei i de aceea se recomand ca n cadrul rezultatelor calculelor s se prezinte i aceste informaii.

CALCULE GEOTEHNICE Valoarea de calcul Datorit neomogenitii terenului n zone deja afectate

de alunecri, este posibil s existe o mare dispersie a rezultatelor ncercrilor de laborator i de aceea, la alegerea acestor valori se vor avea n vedere prevederile EUROCODE 7:

"Valoarea caracteristic a unui parametru al pmntului trebuie aleas ca o estimare prudent a valorii care afecteaz apariia strii limit".

"Atunci cnd valorile de calcul pentru calculele la stri limit ultime se estimeaz direct, ele trebuie alese astfel nct o valoare mai nefavorabil s fie extrem de improbabil s afecteze producerea strii limit".

n mod curent, verificarea stabilitii generale a versantului (calculul realizndu-se pe suprafee "mari" de alunecare) trebuie s se efectueze pentru probabilitatea de ncadrare n intervalul de variaie (1r) a caracteristicii geotehnice a=0,95, iar valoarea An s se defineasc drept media aritmetic a determinrilor (sau parametrul dreptei de regresie).

n cazul verificrii locale a stabilitii (suprafee "mici" de alunecare) se justific determinarea valorii An ca o medie a valorilor minime determinate, iar a=0,85 (cnd pierderea local a stabilitii nu declaneaz imediat pierderea general a stabilitii).

CALCULE GEOTEHNICE Parametrii geotehnici de baz cerui n cadrul aplicrii metodelor de calcul sunt

greutatea volumic n stare natural () i parametrii rezistenei la forfecare (unghiul de frecare interioar, i respectiv coeziunea, c).

n funcie de tipul de ncercri prin care s-au obinut, se vor utiliza parametrii cerui de metod.

Avnd n vedere cerinele din normele romneti (STAS 3300-85) care prevd utilizarea valorilor normate i de calcul obinute prin aplicarea unor coeficieni pariali (n concordan i cu prevederile EUROCODE 7) se recomand ca valorile parametrilor geotehnici s se utilizeze astfel:

n situaia existenei unui numr suficient de valori experimentale, valorile de calcul se obin prin prelucrare cu metoda semiprobabilistic indicat de STAS 3300/2-85; astfel valoarea de calcul a caracteristicii este: A = (1 r) An n care: An - valoare normat i r - indicele de precizie al determinrii valorii medii, calculat prin prelucrarea statistic a valorilor experimentale (normate);

n situaia unor date experimentale, nesigure sau insuficiente, intervalul de variaie (1 r) poate fi aproximat prin introducerea factorilor pariali m recomandai n EUROCODE 7 (Anexa A - Tabel A1.2)

ETAPE IN CERCETAREA IN REGIM DE URGENTA

Producere fenomen sau iminenta acestuia

Deplasare pe teren a specialistilor

(ingineri geologi, geotehnicieni, structuristi proiectanti)

Propunere solutii de combatere a fenomenului si stabilizarea zonei

Executie

Proiectare

Expertiza: cercetari de teren, calcule

specifice (calcul invers)

Monitorizare

DN1 - km114 - Posada

R=150 mC=74mV=30km/h

R=-150 mC=109mV=30km/h

R=350 mC=99 mV=50km/hR=250 m

C=60mV=30km/h

i=2.5%

Pod

Km

114

+652

INC

EP

UT

PR

OIE

CT

Km

114

+694

Pod

L=48

mK

m 1

15+1

50

SFA

RS

IT P

RO

IEC

TK

m 1

15+1

27

DN1 - km114 - Posada

Profil transversalkm 114+911.563

DN1 - km114 - Posada

DN1 - km114 - Posada

01.05.2006

28.04.200626.04.2006

09.05.200612.05.2006

22.05.200630.05.2006

06.06.200609.06.2006

05.05.2006

15.06.200620.06.2006

20.06.200627.06.2006

30.06.200606.07.2006

DN1 - km114 - Posada

DN1 - km114 - Posada

DN1 - km114 - Posada

DN7 - km207 - Brezoi

DN7 - km207 - Brezoi

DN7 - km207 - Brezoi

DN7 - km207 - Brezoi

DN10 - km81 - Siriu

DN10 - km81 - Siriu

DN10 - km81 - Siriu

DN10 - km81 - Siriu

DN10 - km81 - Siriu

DN10 - km81 - Siriu

DN10 - km81 - Siriu

DN10 - km81 - Siriu

Masuri si grade de risc in incidente de tip fragmentare a rezistentei straturilorSlide Number 2Slide Number 3Slide Number 4Slide Number 5Slide Number 6Slide Number 7Slide Number 8Slide Number 9Slide Number 10Slide Number 11Slide Number 12Slide Number 13Slide Number 14Slide Number 15Slide Number 16Slide Number 17Slide Number 18Slide Number 19Slide Number 20Slide Number 21Slide Number 22Slide Number 23Slide Number 24Slide Number 25Slide Number 26Slide Number 27CERCETAREA GEOTEHNIC PENTRU OBINEREA PARAMETRILOR GEOTEHNICI DE CALCULCERCETAREA GEOTEHNIC PENTRU OBINEREA PARAMETRILOR GEOTEHNICI DE CALCULSlide Number 30Slide Number 31LUCRARI DE TERENSlide Number 33CERCETARI IN LABORATORSlide Number 35Clasificarea pamanturilor conformSTAS 1243-88Clasificarea pamanturilor conformSR EN ISO 14688-2Clasificarea pamanturilor conformSTAS 1243-88 SR EN ISO 14688-2PREZENTAREA REZULTATELOR CERCETRILOR I INTERPRETAREA DATELOR PREZENTAREA REZULTATELOR CERCETRILORI INTERPRETAREA DATELOR CALCULE GEOTEHNICE CALCULE GEOTEHNICE CALCULE GEOTEHNICE CALCULE GEOTEHNICE CALCULE GEOTEHNICE CALCULE GEOTEHNICE ETAPE IN CERCETAREA IN REGIM DE URGENTADN1 - km114 - PosadaDN1 - km114 - PosadaDN1 - km114 - PosadaDN1 - km114 - PosadaDN1 - km114 - PosadaDN1 - km114 - PosadaDN1 - km114 - PosadaDN7 - km207 - BrezoiDN7 - km207 - BrezoiDN7 - km207 - BrezoiDN7 - km207 - BrezoiDN10 - km81 - SiriuDN10 - km81 - SiriuDN10 - km81 - SiriuDN10 - km81 - SiriuDN10 - km81 - SiriuDN10 - km81 - SiriuDN10 - km81 - SiriuDN10 - km81 - Siriu