masive de rocĂ Și torenȚi| george corbescu protecȚie
TRANSCRIPT
MASIVE DE ROCĂ ȘI TORENȚI| George Corbescu
PROTECȚIE ÎMPOTRIVA TORENȚILOR
21.11.2019Protecție împotriva torenților 2
1. FENOMENUL TORENȚI
2. DESCRIERE GENERALĂ BARIERE UX / VX
3. CONCEPT DIMENSIONARE BARIERE TORENȚI
4. STUDIU DE CAZ ROMÂNIA
5. MENTENANȚĂ
CONȚINUT
21.11.20193
FENOMENUL TORENŢI
Protecție împotriva torenților
21.11.20194
DESCRIEREA GENERALĂ A PROBLEMEI
Factori declanșatori:
Precipitatii
Gravitația (!)
Schimbări climatice
Influența apei
Evenimente seismice
Modificări ale geometriei
Alterare / eroziune
Natura (rădăcinile)
Protecție împotriva torenților
21.11.20195
TIPURI DE MIȘCĂRI DE MASĂ
Protecție împotriva torenților
21.11.20196
CE ESTE UN TORENT?
Ud
Uscat
RapidLent
Caracteristici
deplasare
Protecție împotriva torenților
TORENȚI: DIFERENTA FLUX NOROIOS - GRANULAR
Flux granular(viteză video în timp real)
Flux de noroi(viteză video 10 x)
Densitate mai redusă: 1600 ÷ 1900 kg/m3
Viteză mai rapidă: 3 ÷ 10 m/s
Densitate mai ridicată: 1900 ÷ 2300 kg/m3
Viteză mai lentă: 3 ÷ 7 m/s21.11.20198Protecție împotriva torenților
Grohotiș, pietriș sau
sedimenteApă / Precipitații Torenți
21.11.20199
CARACTERISTICI TORENȚI
Factor decisiv - precipitații și tipul aluviunilor
+
+
=
=
Protecție împotriva torenților
21.11.201910
Un amestec saturat de apă condus de gravitație
Compoziție de rocă, pământ, materie organică și resturi diverse
Componente solide: 30% ÷ 70%
Înclinare: 25% ÷ 30%
Densitate: 1600 ÷ 2300 kg/m3
Viteze de până la: 15 m/s
Volum > 500 [m3]
Curgere canalizată
CE ESTE UN TORENT?
Caracteristici torenți
Protecție împotriva torenților
21.11.201911
CAND APA ÎNTÂLNEȘTE MATERIALUL DISLOCAT
Grad ridicat de risc pentru oameni și infrastructură
Protecție împotriva torenților
21.11.201912
DESCRIEREA GENERALĂ A BARIERELOR UX / VX
Protecție împotriva torenților
21.11.201913
Bariere de torenţi utilizate în văi, acolo unde alte tehnologii nu pot rezista impactului.
MĂSURI DE PROTECȚIE ÎMPOTRIVATORENŢILOR
Bariere flexibile
Protecție împotriva torenților
21.11.201914
BARIERE UX / VX
Două tipuri de bariere pentru a satisface cerințele a două topografii diferite
UX VX
Protecție împotriva torenților
21.11.201915
BARIERE DE TORENŢIDESCRIERE GENERALĂ
VX UX
Deschidere maximă superioară: 15 m Deschidere maximă superioară: 25 m
Formă de V – torenți înguști Formă de U - văi largi
Protecție împotriva torenților
21.11.201916
Factori decisivi: geologie, cerințe de sistem, echipament de foraj.
ANCORAREA BARIERELOR
Opțiuni de ancorare: ancora din cablu de sârmă sau cu cap flexibil
Protecție împotriva torenților
21.11.201917
Fundația stâlpului trebuie să reziste la presiunea de impact asupra barierei, la eroziune și la impactul
direct al aluviunilor.
FUNDAȚIE BARIERE UX / VX
Capabilă să reziste la cele mai dificile condiții
Protecție împotriva torenților
Tip Sistem FormăPresiune maximă
de impactLățime maximă Înălțime standard Stâlpi
UX060L-H4
UX100-H4
UX160-H4
UX120-H6
UX180-H6
În formă de
U
60 kN/m2
100 kN/m2
160 kN/m2
120 kN/m2
180 kN/m2
< 25 m
4,0 m
4,0 m
4,0 m
6,0 m
6,0 m
da
VX060L-H4
VX080-H4
VX140-H4
VX100-H6
VX160-H6
În formă de
V
60 kN/m2
80 kN/m2
140 kN/m2
100 kN/m2
160 kN/m2
< 15 m
4,0 m
4,0 m
4,0 m
6,0 m
6,0 m
nu
21.11.201918
TIPURI DE SISTEME DEBARIERE DE TORENŢI
O selecție bogată de opțiuni de sistem
Protecție împotriva torenților
21.11.201919
CONCEPT DE DIMENSIONARE BARIERE UX / VX
Protecție împotriva torenților
ABORDAREA ACȚIUNII FORȚELOR-ECUAȚIA CABLULUI
Frope
l
Frope
H
φ
H
φq(x)
x
yds
φ
f
φ
S
H
ds
S+ds
dx
q(x)ds
H
Detail rope element:
21.11.201920Protecție împotriva torenților
Poate fi rezolvată doar cu integrare numerică
Pentru implementarea în inginerie poate fi rezolvată cu seriile lui Taylor
Poate fi rezolvată cu Iterația Newton
Calculează forțele ce acționează q(t)
ECUAȚIA CABLULUI
21.11.201921Protecție împotriva torenților
21.11.201922
Bazat pe studiile WSL la Illgraben
CONCEPT DE DIMENSIONARE
Torent pe bariera flexibilă
Caz de
încărcare
Principalul factor de
influență
RetențieImpact + presiunea
crescândă a torentului
UmplerePresiune torent + drenaj
sub presiune hidrostatică
RevărsarePresiune torent +
curgere peste
Protecție împotriva torenților
21.11.201923
MODELUL DE ÎNCĂRCARE – PRIMUL IMPACT
21.11.201923
cd = 0.7 noroios
cd = 2.0 granular (Armanini et al. 2000)
Protecție împotriva torenților
21.11.201924
∆P
Pla
sa
ine
lară
hfl
Materialul
reținut se
drenează
u Phyd
Caburile superioară se
deplasează
Protecție împotriva torenților
MODELUL DE ÎNCĂRCARE – AL DOILEA IMPACT
21.11.201925
Date înregistrate în teren
Protecție împotriva torenților
MODELUL DE ÎNCĂRCARE – CURGERE PESTE
21.11.201926
www.geobrugg.com / myGeobrugg
SOFT DE CALCUL SPECIFIC
Programul de calcul DEBFLOW– și pentru abordarea dispunerii în cascadă
Protecție împotriva torenților
21.11.201927
Tipuri de torenți: [Granular; noroios; lipsă caz de încărcare]
Granular: ρ = 1900 – 2300 kg/m3 → valoare mai mare a coeficientului cd
Noroios: ρ = 1600 – 2000 kg/m3 → valoare mai mică a coeficientului cd
PROGRAMUL ONLINE DEBFLOW (DETALII)
Partea 1: Tipul torentului și densitatea
Protecție împotriva torenților
Volumul torentului: [100 - n] m3
Numărul de valuri: [1 ; n]
Volumul primul val → ales
Debitul maxim: conform formulei Rickenmann → rezultate mai bune la investigațiile în teren
21.11.201928
Partea 2: Volumul torentului, numărul de valuri, debitul
Protecție împotriva torenților
PROGRAMUL ONLINE DEBFLOW (DETALII)
21.11.201929
Calculu volumului total al torentului
VDF = 27000*Ac0.78 Zeller, Rickenmann
VDF = 150*Ac(100 * Is - 3) Hampel
VDF = K * Ac * Is kronfellner-Kraus
VDF = 29000*Ac0.67 D'Agostino et al.
Protecție împotriva torenților
PROGRAMUL ONLINE DEBFLOW (DETALII)
21.11.201930
Calcul empiric al debitului conform Rickenmann și Mizuyama:
Q= 0.135*V0.78 pentru torenți granulari
Q= 0.0188*V0.79 pentru torenți noroioși
Calculul debitului
Se introduce manual debitul ales
Protecție împotriva torenților
PROGRAMUL ONLINE DEBFLOW (DETALII)
21.11.201931 21.11.201931
FACTORUL GLOBAL SE SIGURANȚĂ
21.11.201931Protecție împotriva torenților
21.11.201932
GEOMETRIA BARIEREI
Înălțimea sistemului: [2.0 ; 6.0] m
Deschiderea la bază a barierei: [6.0 ; 25.0 ] m
Deschiderea la partea superioară a barierei: [6.0 ; 30.0] m
Protecție împotriva torenților
21.11.201933
DISTANȚA FAȚĂ DE URMĂTOAREA BARIERĂ AMONTE
Lo,1<10 m
Reducerea vitezei la 60 %
Datorită umplerii și curgerii peste
Protecție împotriva torenților
21.11.201935
→ Geometria barierei este decisivă
→ Înclinarea albiei/talvegului amonte
→ Distanța față de următoarea barieră amonte
CAPACITATEA DE RETENȚIE
Capacitatea de retenție
Protecție împotriva torenților
21.11.201936
Lungimea față de următoarea barieră
Protecție împotriva torenților
CAPACITATEA DE RETENȚIE
21.11.201938
COMPORTAREA VALULUI
21.11.201938
Viteza valului conform Rickenmann:
Viteza valului conform Strickler:
Viteza redusă vred conform testelor de laborator: vred =0.4*max(vbase; vstr)
Înălțimea valului hfl (continuitate):
2.034.01.2 sp IQv =
5.067.01sfl
d
Ihn
v =
u
p
flbv
Qh
=
Protecție împotriva torenților
21.11.201940
COMPORTAREA VALULUI ȘI ALEGEREA BARIEREI
Protecție împotriva torenților
21.11.201941
ANALIZA STĂRII LIMITĂ– IMPACTUL DINAMIC
Protecție împotriva torenților
21.11.201942
ANALIZA STĂRII LIMITĂ- CURGEREA PESTE
Protecție împotriva torenților
21.11.201943
ANALIZA STĂRII LIMITĂ
Cazul încărcării dinamice= satisfăcut Cazul încărcării statice= satisfăcut+
Protecție împotriva torenților
21.11.201944
SUMAR ȘI VERIFICAREA SISTEMULUI
Protecție împotriva torenților
21.11.201945
STUDIU DE CAZ ROMÂNIA
Protecție împotriva torenților
21.11.201946
STUDIU DE CAZ
Pârâul Gâlceag, Com. Șugag, Jud. Alba
Descriere
Proiect Canal deversor peste halda de steril
amplasată în albia pârâului
Gâlceag pentru tranzitarea în siguranţă
a debitelor de viitură
Subcapitol Bariere de retenție a aluviunilor grosiere
Beneficiar SC HIDROELECTRICA SA SH SEBEŞ
Proiectant SC ISPH SA
Executant SC HIDROCONSTRUCȚIA SA
Subantreprenor de
specialitateSC SERACO LUCRĂRI SPECIALE SRL
Protecție împotriva torenților
21.11.201947
GÂLCEAG, JUD. ALBA
Prin expertiza tehnică s-a
propus realizarea a 4
bariere de retenție aluviuni
Protecție împotriva torenților
21.11.201948
Amplasare bariera 1, amonte de captarea existentă
GÂLCEAG, JUD. ALBA
Sistem VX060L H=2 mProtecție împotriva torenților
21.11.201949
GÂLCEAG, JUD. ALBA
Amplasare bariere, între haldă și confluența Gâlceagului cu Sebeșul
Protecție împotriva torenților
21.11.201950
Amplasare bariera 2
GÂLCEAG, JUD. ALBA
Sistem VX080 H=4 mProtecție împotriva torenților
21.11.201951
Amplasare bariera 3
GÂLCEAG, JUD. ALBA
Sistem VX060L H=4 mProtecție împotriva torenților
21.11.201952
Amplasare bariera 4
GÂLCEAG, JUD. ALBA
Sistem VX060L H=3 mProtecție împotriva torenților
21.11.201953
Realizarea ancorajelor, Lanc= 3 – 6 m
GÂLCEAG, JUD. ALBA
Protecție împotriva torenților
21.11.201954
Armăturile ancorajelor
GÂLCEAG, JUD. ALBA
Protecție împotriva torenților
21.11.201955
Realizarea blocurilor de beton
GÂLCEAG, JUD. ALBA
Protecție împotriva torenților
21.11.201956
Atașarea capetelor flexibile și încastrarea lor
GÂLCEAG, JUD. ALBA
Protecție împotriva torenților
21.11.201957
Instalarea cablurilor
GÂLCEAG, JUD. ALBA
Protecție împotriva torenților
Bariera 1, VX060L
GÂLCEAG, JUD. ALBA
21.11.201958Protecție împotriva torenților
Bariera 2, VX080
GÂLCEAG, JUD. ALBA
21.11.201959Protecție împotriva torenților
Bariera 3, VX060L
GÂLCEAG, JUD. ALBA
21.11.201960Protecție împotriva torenților
Bariera 4, VX060L
GÂLCEAG, JUD. ALBA
21.11.201961Protecție împotriva torenților
21.11.201962
MENTENANȚĂ
Protecție împotriva torenților
21.11.201963
Verificare
Îndepărtarea aluviunilor (instalările în cascadă
permite intervale prelungite)
Dacă este necesar: înlocuirea componentelor
suprasolicitate ale sistemului
O nouă evaluare de risc în cazul în care
impactul a depășit parametrii de proiectare
MENTENANȚĂ
Întreținere după impact
Protecție împotriva torenților
21.11.201964
VA MULŢUMESC!
Protecție împotriva torenților