MASIVE DE ROCĂ ȘI TORENȚI| George Corbescu PROTECȚIE

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)


21.11.20195

TIPURI DE MIȘCĂRI DE MASĂ


21.11.20196

CE ESTE UN TORENT?

Ud

Uscat

RapidLent

Caracteristici

deplasare


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

+

+

=

=


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


21.11.201911

CAND APA ÎNTÂLNEȘTE MATERIALUL DISLOCAT

Grad ridicat de risc pentru oameni și infrastructură


21.11.201912

DESCRIEREA GENERALĂ A BARIERELOR UX / VX


21.11.201913

Bariere de torenţi utilizate în văi, acolo unde alte tehnologii nu pot rezista impactului.

MĂSURI DE PROTECȚIE ÎMPOTRIVATORENŢILOR

Bariere flexibile


21.11.201914

BARIERE UX / VX

Două tipuri de bariere pentru a satisface cerințele a două topografii diferite

UX VX


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


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


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


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


21.11.201919

CONCEPT DE DIMENSIONARE BARIERE UX / VX


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


21.11.201922

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


21.11.201923

MODELUL DE ÎNCĂRCARE – PRIMUL IMPACT

21.11.201923

cd = 0.7 noroios

cd = 2.0 granular (Armanini et al. 2000)


21.11.201924

∆P

Pla

sa

ine

lară

hfl

Materialul

reținut se

drenează

u Phyd

Caburile superioară se

deplasează


MODELUL DE ÎNCĂRCARE – AL DOILEA IMPACT

21.11.201925

Date înregistrate în teren


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


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


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



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.



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



21.11.201931 21.11.201931

FACTORUL GLOBAL SE SIGURANȚĂ


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


21.11.201933

DISTANȚA FAȚĂ DE URMĂTOAREA BARIERĂ AMONTE

Lo,1<10 m

Reducerea vitezei la 60 %

Datorită umplerii și curgerii peste


21.11.201935

→ Geometria barierei este decisivă

→ Înclinarea albiei/talvegului amonte

→ Distanța față de următoarea barieră amonte

CAPACITATEA DE RETENȚIE

Capacitatea de retenție


21.11.201936

Lungimea față de următoarea barieră


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

=


21.11.201940

COMPORTAREA VALULUI ȘI ALEGEREA BARIEREI


21.11.201941

ANALIZA STĂRII LIMITĂ– IMPACTUL DINAMIC


21.11.201942

ANALIZA STĂRII LIMITĂ- CURGEREA PESTE


21.11.201943

ANALIZA STĂRII LIMITĂ

Cazul încărcării dinamice= satisfăcut Cazul încărcării statice= satisfăcut+


21.11.201944

SUMAR ȘI VERIFICAREA SISTEMULUI


21.11.201945

STUDIU DE CAZ ROMÂNIA


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


21.11.201947

GÂLCEAG, JUD. ALBA

Prin expertiza tehnică s-a

propus realizarea a 4

bariere de retenție aluviuni


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


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


21.11.201952

Amplasare bariera 4

GÂLCEAG, JUD. ALBA


21.11.201953

Realizarea ancorajelor, Lanc= 3 – 6 m

GÂLCEAG, JUD. ALBA


21.11.201954

Armăturile ancorajelor

GÂLCEAG, JUD. ALBA


21.11.201955

Realizarea blocurilor de beton

GÂLCEAG, JUD. ALBA


21.11.201956

Atașarea capetelor flexibile și încastrarea lor

GÂLCEAG, JUD. ALBA


21.11.201957

Instalarea cablurilor

GÂLCEAG, JUD. ALBA


Bariera 1, VX060L

GÂLCEAG, JUD. ALBA


Bariera 2, VX080

GÂLCEAG, JUD. ALBA


Bariera 3, VX060L

GÂLCEAG, JUD. ALBA


Bariera 4, VX060L

GÂLCEAG, JUD. ALBA


21.11.201962

MENTENANȚĂ


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


21.11.201964

VA MULŢUMESC!


Documents

MASIVE DE ROCĂ ȘI TORENȚI| George Corbescu PROTECȚIE