METODY BADAŃ MONITOROWANIA I STABILIZACJI OSUWISK

Metody badań, monitorowania i stabilizacji osuwisk
Stanisław Rybicki
Marek Cała

Monografia zawiera podstawową wiedzę na temat zjawisk (procesów) zwanych potocznie osuwiskami. Są one dość powszechne i polegają na osunięciach gruntów lub skał na naturalnie lub sztucznie utworzonych pochyłościach terenu (zbocza górskie, krawędzie dolin rzecznych, brzegi morza lub jezior, wykopy i nasypy budowlane, skarpy kopalni odkrywkowych itp.). Mają one często katastrofalny przebieg, powodując szkody materialne, a także zagrożenie życia ludzi. Wiedza na ich temat – przyczyny powstawania, sposoby przeciwdziałania – jest podstawą bezpiecznego prowadzenia prac ziemnych oraz planowania przestrzennego przy wykorzystywaniu terenów dla celów związanych z działalnością człowieka. Niniejsze opracowanie kilku autorów – specjalistów w dziedzinie geologii inżynierskiej, geomechaniki i geotechniki oraz geofizyki i informacji o terenie (geodezji) – ma na celu prezentację aktualnej wiedzy o metodach badań, monitorowania i stabilizacji osuwisk.

Spis treści

Streszczenie 7
Summary 9
Wstęp 11
1. Ogólna charakterystyka procesów osuwiskowych 13
1.1. Systematyka procesów i stosowana terminologia 13
1.2. Przyczyny powstawania osuwisk 18
1.3. Procesy osuwiskowe w Polsce – rozmieszczenie i liczba osuwisk, czynniki je determinujące oraz skutki procesów 20
2. Metody badań osuwisk i terenów nimi zagrożonych 29
2.1. Powierzchniowe kartowanie i dokumentowanie osuwisk oraz terenów nimi zagrożonych 33
2.2. Badania geofizyczne osuwisk i terenów zagrożonych osuwiskami 38
2.2.1. Wstępne informacje o metodach geofizycznych 38
2.2.2. Podstawowe zasady stosowania metod geofizycznych w badaniach osuwisk i terenów zagrożonych osuwiskami 40
2.2.3. Metoda georadarowa 43
2.2.4. Metoda sejsmiczna 56
2.2.5. Metoda elektrooporowa 72
2.3. Wyrobiska badawcze oraz pobór prób gruntowych i skalnych 84
2.4. Sondowania 87
2.4.1. Badania sondą dynamiczną SPT 88
2.4.2. Badania sondą obrotową FVT 89
2.4.3. Badania sondą statyczną CPT lub CPTU 90
2.5. Badania laboratoryjne próbek gruntowych i ustalanie wartości parametrów geotechnicznych 92
2.5.1. Zakres badań 92
2.5.2. Metody badań 93
2.5.3. Ocena i analiza badań laboratoryjnych oraz dobór parametrów geotechnicznych do analiz stateczności zboczy 94
2.5.4. Badania laboratoryjne zwietrzelin i rumoszy 97
2.6. Pobieranie i badania laboratoryjne prób skalnych w celu oceny ich parametrów fizykomechanicznych 101
2.7. Ocena parametrów fizykomechanicznych masywów skalnych i gruntowych 102
2.8. Właściwości masywów fliszowych 109
3. Metody analizy stateczności skarp i zboczy 115
3.1. Uwagi ogólne i podział metod 115
3.2. Metoda wyznaczania statecznego profilu skarpy 117
3.3. Metody sprawdzania stateczności skarp i zboczy 124
3.3.1. Wprowadzenie 124
3.3.2. Stateczność zbocza o nieskończonej długości bez filtracji wody 128
3.3.3. Stateczność zbocza o nieskończonej długości z uwzględnieniem filtracji wody 130
3.3.4. Analiza stateczności przy założeniu płaskiej powierzchni poślizgu 133
3.3.5. Metoda Felleniusa 136
3.3.6. Metoda Bishopa 140
3.3.7. Metoda Nonveillera 146
3.3.8. Metoda Janbu 151
3.3.9. Metoda Morgensterna–Price’a 156
3.3.10. Metoda Sarmy–Hoeka 161
3.4. Metody numeryczne analizy stateczności skarp i zboczy 171
3.4.1. Wprowadzenie 171
3.4.2. Metoda elementów skończonych (MES) 172
3.4.3. Metoda różnic skończonych (MRS) 172
3.4.4. Metoda redukcji wytrzymałości na ścinanie (SSR) 173
3.4.5. Zmodyfikowana metoda redukcji wytrzymałości na ścinanie (MSSR) 176
3.4.6. Przestrzenne analizy stateczności skarp i zboczy 177
3.4.7. Komercyjne programy do numerycznej analizy stateczności skarp i zboczy 178
3.4.8. Porównanie programów do numerycznej analizy stateczności skarp i zboczy 181
4. Monitoring osuwisk i zboczy zagrożonych osuwiskami 185
4.1. Kinematyka oraz fazy deformacji skarp i zboczy oraz możliwości prognoz wystąpienia osuwiska 185
4.2. Metody monitorowania 198
4.2.1. Powierzchniowy monitoring przemieszczeń skarp i zboczy 198
4.2.2. Wgłębne monitorowanie przemieszczeń skarp i zboczy 217
4.2.3. Monitorowanie stanu naprężeń 220
4.2.4. Monitorowanie warunków wodnych 222
5. Metody przeciwdziałania osuwiskom 229
5.1. Odciążenie zboczy 231
5.2. Drenaż zboczy 233
5.2.1. Drenaż powierzchniowy 233
5.2.2. Drenaż wgłębny 234
5.3. Konstrukcje oporowe i zbrojenie zboczy 237
5.3.1. Mury i ścianki oporowe 237
5.3.2. Palowanie, kotwienie i gwoździowanie zboczy 242
5.4. Inne metody stabilizacji zboczy 246
Literatura 249