Stability of Slopes MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Stability of Slopes - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

परिमित ढ़ाल का संविदारण निम्नलिखित सतहों में से एक के साथ हो सकता है:

1) प्लेनर सतह:

• इस प्रकार की विफलता आमतौर पर मृदा निक्षेपण या दुर्बलताओं के एक विशिष्ट तल के साथ तटबंध में होती है।
• असंसंजक मृदा में होता है
• स्तरीकृत निक्षेप में उत्खनन से अक्सर समतलीय विफलता की सतह समतल के समानांतर समतल की ओर ले जाती है।
• इसी तरह ढ़ाल कोर वाले मिश्रित मृदा के बांधों में, बैंक के भीतर दुर्बल विमानों में दो या तीन तलीय सतह हो सकते हैं

2) वृतीय विफलता सतह:

• सरल आदर्शीकृत समस्याओं के लिए, एक वृत्तीय विफलता सतह की धारणा काफी सटीक है।
• इसमें विफलता सतह के सिरों पर चाप कुछ चपटे और केंद्र में नुकीले होते हैं।
• कोलिन ने देखा कि संविदारित द्रव्यमान एक सर्पित सतह से नीचे की ओर सर्पण करता है, एक निश्चित पैटर्न में जो एक चक्रज जैसा दिखता है और वृतीय विफलता पहली बार पीटरसन द्वारा पेश की गई थी

3) अवृतीय (संयुक्त) विफलता सतह:

समांगी सतह में संयुक्त विफलता की स्थिति:

1. अनंत गहराई की नींव
2. अधिकतम या शून्य अपरूपण के कठोर सीमा तल
3. अपेक्षाकृत मजबूत या दुर्बल परत की उपस्थिति

असमांगी सतह में संयुक्त विफलता की स्थिति:

1. नींव में नरम परत की उपस्थिति
2. बांध खंड में अलग-अलग सामर्थ्य और रंध्रदाब की स्थिति के साथ विभिन्न प्रकार की मृदा या चट्टान का उपयोग
3. रंध्रदाब के अपव्यय को सुविधाजनक बनाने के लिए जलनिकासी कंबल का उपयोग

अवधारणाएं:

परिमित ढलानों में घूर्णी विफलता होती है और सर्पण सतह के साथ घूमने से विफलता होती है और इस प्रकार सर्पण सतह में प्राप्त आकृति घुमावदार होती है। सजातीय मिट्टी के मामले में, आकार गोलाकार होता है जबकि गैर-सजातीय मिट्टी के मामले में यह गैर-गोलाकार होता है। इसके तीन प्रकार हैं:

• फलक विफलता या ढलान विफलता
• तल विफलता
• आधार विफलता

फलक या ढलान विफलता तब होती है जब तल के ऊपर की मिट्टी में कमजोर परत होती है। इस स्थिति में, विफलता सतह आधार के तल के ऊपर ढलान को काटता है।

तल विफलता तब होती है जब विफलता सतह ढलान के तल से होकर गुजरता है। तल विफलता के लिए, नींव की गहराई, Df = 1

आधार की विफलता तब होती है जब तल के नीचे एक कमजोर मिट्टी की परत होती है और विफलता तल ढलान के आधार से होकर गुजरता है। आधार विफलता के लिए, नींव की गहराई, Df  > 1 है।

इसलिए, दी गई विफलता आधार घूर्णन विफलता है।

• घर्षण वृत्त विधि एक सीमा संतुलन दृष्टिकोण है जो एक वृत्ताकार विफलता सतह को मानता है और अपरूपण सामर्थ्य का मूल्यांकन करने के लिए मोहर-कूलम्ब विफलता मानदंड (τ = c + σ tan φ) का उपयोग करता है।
• कूलम्ब का विश्लेषण स्थिरता गणनाओं में संसंजन और घर्षण दोनों को शामिल करने के लिए मौलिक ढांचा प्रदान करके इस पद्धति को बल प्रदान करता है।
• यद्यपि जल निकासी की स्थिति के आधार पर प्रभावी या कुल प्रतिबल मापदंडों का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन विधि का सैद्धांतिक आधार कूलॉम के संतुलन और अपरूपण सामर्थ्य के सिद्धांतों पर आधारित है।
• रैंकिन का सिद्धांत अवरोधक दीवारों में प्रतिबल की स्थिति पर केंद्रित है, जबकि प्रभावी/कुल प्रतिबल विश्लेषण पैरामीटर चयन को संदर्भित करता है, न कि विधि के आधार को।

• पृष्ठभरण वह सामग्री है जिसका उपयोग दीवार के चारों ओर खोदे गए गड्ढे या स्थान को फिर से भरने के लिए किया जाता है। एक प्रतिधारण भित्ति के संदर्भ में, जिस मृदा या मिट्टी को संरचना द्वारा ऊपर रखा या 'आलम्बित ' किया जा रहा है, उसे पृष्ठभरण कहा जा सकता है।
• इसलिए हालांकि यह एक प्रकार की प्रबलित कंक्रीट प्रतिधारण संरचना नहीं है, यह वर्णित परिदृश्य के लिए प्रासंगिक है।
• हालाँकि, प्रश्न का वाक्यांशीकरण थोड़ा पेचीदा है, क्योंकि दिए गए विकल्पों में से कोई भी सीधे तौर पर एक विशिष्ट प्रकार की प्रबलित कंक्रीट प्रतिधारण संरचना को संदर्भित नहीं करता है।
• यह कहना अधिक सटीक होगा कि "प्रतिधारण भित्ति" मृदा की सामग्री को कंकाली आलम्बन प्रदान करती है। लेकिन विकल्पों को देखते हुए, पृष्ठभरण सबसे निकट संबंधित शब्द है।

Additional Informationअपरदन:

• अपरदन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें मिट्टी या चट्टान का धीरे-धीरे विघर्षण या परिवर्तन शामिल होता है, जो आमतौर पर हवा या पानी के प्रवाह जैसे प्राकृतिक तत्वों के कारण होता है।
• यह कोई संरचना नहीं है, बल्कि एक प्राकृतिक प्रक्रिया है जो मिट्टी की सामग्री या संरचनाओं की स्थिरता को प्रभावित कर सकती है।

पार्श्व दाब:

• यह शब्द उस क्षैतिज दाब को संदर्भित करता है जो किसी सामग्री द्वारा लागू किया जाता है। प्रतिधारण भित्ति के संदर्भ में, पार्श्व दाब उस क्षैतिज दाब को संदर्भित करता है जो मिट्टी द्वारा दीवार पर लागू किया जाता है।
• प्रतिधारण भित्ति को इस दाब का प्रतिरोध करने के लिए डिज़ाइन और निर्मित किया गया है।

सुनम्यता:

• यह किसी सामग्री का वह गुण है जो उसे किसी बल की क्रिया से बिना विदरण के बार बार विरुपित होने की अनुमति देता है, और जो बल हटाने पर, स्थायी विरूपण के बिना अपने मूल आकार में वापस आ जाएगा।

अवधारणा:

टेलर की स्थिरता संख्या विधि:

(i) टेलर ने एक आयामी पैरामीटर पेश किया, जिसे टेलर की स्थिरता संख्या कहा जाता है, जो निम्न द्वारा दिया गया है

\({S_n} = \frac{C}{{γ {H_c}}} = \frac{C}{{γ FH}}\)

जहाँ, H = ढलान की प्रभावी ऊँचाई

Hc = ढलान की क्रांतिक ऊंचाई

F = FOS 

(ii) इस विधि में, टेलर की स्थिरता संख्या को टेलर के चार्ट से पढ़ा जाता है ताकि मिट्टी के शक्ति मापदंडों के दिए गए मान के लिए ढलान की स्थिरता का विश्लेषण किया जा सके।

(iii) टेलर की विधि c-ϕ मिट्टी के लिए और ϕ = 0 (पुए मिट्टी) के लिए उपयुक्त है।

गणना:

दिया गया है, C = 30 kN/m2, γ = 25 kN/m3  Sn = 0.05, F = 1

∵ हम जानते हैं कि, \({S_n} = \frac{C}{{\gamma {H_c}}}\)

⇒ \({0.05} = \frac{30}{{25 \times H_c}} \)

Hc = 24 m

स्पष्टीकरण:

घर्षण चक्र विधि ​:

अवधारणा:

• घर्षण पूरी तरह से गतिमान है।
• कुल प्रतिबल विश्लेषण लागू होता है।
• विश्लेषण में परिणामी ससंजक बल माना जाता है।
• परिणामी घर्षण चक्र के लिए स्पर्शरेखीय है।
• परिणामी सीमाओं पर कार्यरत अंतराकणी बल भी विश्लेषण में माना जाता है।

एक घर्षण चक्र एक ग्राफिकल उपकरण है जो एक सुविधाजनक तरीके से सर्पण वृत्त पर किसी भी बिंदु पर अंतराकणी बलों की क्रिया की रेखा को परिभाषित करता है। इसे यह नाम दिया गया है क्योंकि इस विधि की अभिलक्षण अवधारणा ϕ-वृत्त को संदर्भित करती है। यह इस धारणा पर आधारित है कि विदरण सतह पर परिणामी बल R वृत्त की त्रिज्या r = R sinϕ जो परीक्षण वृत्त के साथ संकेंद्रित है,उसके स्पर्शरेखीय होती है। इस पद्धति में, कुल प्रतिबल दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है और घर्षण को पूरी तरह से गतिमान माना जाता है।

अवधारणाएं:

परिमित ढलानों में घूर्णी विफलता होती है और सर्पण सतह के साथ घूमने से विफलता होती है और इस प्रकार सर्पण सतह में प्राप्त आकृति घुमावदार होती है। सजातीय मिट्टी के मामले में, आकार गोलाकार होता है जबकि गैर-सजातीय मिट्टी के मामले में यह गैर-गोलाकार होता है। इसके तीन प्रकार हैं:

• फलक विफलता या ढलान विफलता
• तल विफलता
• आधार विफलता

फलक या ढलान विफलता तब होती है जब तल के ऊपर की मिट्टी में कमजोर परत होती है। इस स्थिति में, विफलता सतह आधार के तल के ऊपर ढलान को काटता है।

तल विफलता तब होती है जब विफलता सतह ढलान के तल से होकर गुजरता है। तल विफलता के लिए, नींव की गहराई, Df = 1

आधार की विफलता तब होती है जब तल के नीचे एक कमजोर मिट्टी की परत होती है और विफलता तल ढलान के आधार से होकर गुजरता है। आधार विफलता के लिए, नींव की गहराई, Df  > 1 है।

इसलिए, दी गई विफलता आधार घूर्णन विफलता है।

संकल्पना:

चूंकि नहर पूरी तरह से चल रही है, इसलिए मृदा जल स्तर के नीचे होगी या पानी में निम्मजित होगी। इसलिए निम्मजित घनत्व का उपयोग किया जाएगा।

टेलर की स्थिरता संख्या (S_n) = \(\frac{c}{\gamma _{sub}\times H \times F}\) 

जहां,

c = संसंजक, γ_sub = निम्मजित एकक भार, H = नहर की ऊँचाई, F = सुरक्षा कारक

गणना:

दिया गया है:

S_n = 0.1

c = 0.2 kg/cm² = 200 g/cm²

H = 10 m = 1000 cm, G = 2.5, e = 0.5

तो,अब हमें γ_sub निर्धारित करने की आवश्यकता है 

हम जानते हैं कि,

 γ_sub = \(\frac{G-1}{1+e}\times γ_w\) = \(\frac{2.5-1}{1+0.5}\times 1\) = 1 g/cm³

अब, (Sn) में मान रखने पर = \(\frac{c}{\gamma _{sub}\times H \times F}\) हमें मिलता है,

0.1 =  \(\frac{200}{1 \times 1000 \times F}\)

F = 0.2/0.1

F = 2

टेलर की स्थिरता संख्या निम्न द्वारा दी गई है

\({\rm{S}} = \frac{{\rm{C}}}{{{\rm{\gamma \;H}}}}\)

जहाँ, C = संसंजन, γ = मिट्टी का इकाई वजन, और H = सुरक्षित ऊंचाई

इसका अधिकतम मूल्य 0.261 है और यह नरम मिट्टी के लिए होता है जिसमें आंतरिक घर्षण का कोण शून्य होता है यानी φ = 0 soils के लिए

∴ सही उत्तर 0.261 है।

टेलर स्थिरता संख्या के बारे में महत्वपूर्ण मुद्दे:

1. यह घर्षण चक्र विश्लेषण पर आधारित है।

2. यह समरूप, परिमित ढलान और रिसाव स्थिति के अभाव के लिए मान्य है।

अवधारणा:

पूर्ण रूप से आसंजक मृदा के लिए,

\({{\rm{s}}_{\rm{n}}} = \frac{{\rm{c}}}{{{{\rm{\gamma }}_{\rm{t}}}{\rm{H\;}}{{\rm{f}}_{\rm{c}}}}}\)

जहाँ,

c = आसंजन , f_c = आसंजन के सम्बन्ध में सुरक्षा कारक  H = खुदाई की गहराई

गणना:

दिया गया है:

c = 26 kN/m³, γ_t = 18 kN/m³, S_n = 0.172, और H = 6 m

सूत्र का उपयोग करने पर,

\(0.172 = \frac{{26}}{{18 \times 6 \times {F_c}}}\)

⇒ F_c = 1.4

महत्वपूर्ण बिंदु:

टेलर की स्थिरता संख्या (s_n) = cos β × sin β

जहाँ, β =प्रवणता कोण

स्थिरता संख्या का सैद्धांतिक अधिकतम मान 0.5 है और व्यावहारिक रूप से इसका मान 0.25 - 0.30 के परास में है।

अवधारणा:

टेलर की स्थिरता संख्या विधि:

(i) टेलर ने एक आयामी पैरामीटर पेश किया, जिसे टेलर की स्थिरता संख्या कहा जाता है, जो निम्न द्वारा दिया गया है

\({S_n} = \frac{C}{{γ {H_c}}} = \frac{C}{{γ FH}}\)

जहाँ, H = ढाल की प्रभावी ऊँचाई

Hc = ढलान की क्रांतिक ऊंचाई

F = FOS

(ii) इस विधि में टेलर की स्थिरता संख्या को टेलर के चार्ट से पढ़ा जाता है ताकि मिट्टी के शक्ति मापदंडों के दिए गए मानों के लिए ढलान की स्थिरता का विश्लेषण किया जा सके।

(iii) टेलर की विधि c-ϕ मिट्टी के लिए और ϕ = 0 (पुए मिट्टी) के लिए उपयुक्त है।

गणना:

दिया गया है, C = 1 t/m2, γ = 2 t/m2 और Hc = 5 m

∵ हम जानते हैं कि, \({S_n} = \frac{C}{{\gamma {H_c}}}\)

⇒ \({S_n} = \frac{1}{{2 \times 5}} = 0.1\)

स्पष्टीकरण:

परिमित ढलान का स्थिरता विश्लेषण:

(i) यदि ढलान परिमित विस्तार का है जो शीर्ष और आधार की सतहों से घिरा हुआ है, तो इसे परिमित ढलान कहा जाता है।

(ii) परिमित ढलान की विफलता घूर्णन के कारण होती है और विफलता समतल या तो वृत्ताकार या सर्पिल होता है।

(iii) परिमित ढलान में अपरुपण विफलता का निम्न में से कोई भी तरीका हो सकता है।

• ढलान विफलता
• आधार विफलता

ढलान विफलता:

• अग्रभाग की विफलताः विफलता की सतह पदाग्र के ऊपर ढलान से होकर गुजरती है। इस प्रकार की विफलता खड़ी ढलान के मामले में होती है, पदाग्र के पास मृदा का द्रव्यमान पदाग्र के ऊपर मृदा के द्रव्यमान की तुलना में दृढ़ या शिरिका होता है।
• पदाग्र विफलता: यह परिमित ढलान की विफलता का सबसे आम तरीका है जिसमें विफलता की सतह पदाग्र के माध्यम से गुजरती है। यह विफलता स्टील के ढलान में भी प्राप्त होती है जब मृदा का द्रव्यमान पदाग्र के ऊपर और नीचे समरूप होता है।

आधार विफलता: 

• विफलता की सतह पदाग्र के नीचे से गुजरती है।
• इस प्रकार की विफलता तब होती है जब पदाग्र के नीचे की मृदा का द्रव्यमान पदाग्र के ऊपर की मृदा की तुलना में नरम और कमजोर होता है।
   

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संकल्पना:

ढलान स्थिरता विश्लेषण विधि निम्नानुसार है:

1. कल्मैन विधि

• इसका उपयोग व्यापक रूप से नहीं किया जाता है क्योंकि यह प्रमाणित करता है कि सर्पण की समतल सतहों को केवल बहुत खड़ी ढलानों के साथ ही नोट किया जाता है, और अपेक्षाकृत सपाट ढलानों के लिए सर्पण की सतह लगभग हमेशा वक्राकार होती है।

2. अपरूपण प्रतिरोध विधि का शून्य कोण

• ढलान स्थिरता विश्लेषण की यह विधि इस धारणा पर आधारित है कि विफलता का समतल एक वृत्ताकार चाप के रूप में होता है। यह संतृप्त मृदा के ढलानों की अल्पकालिक स्थिरता के मूल्यांकन के लिए एक व्यावहारिक तरीका है।

3. स्लाइस की स्विडिश विधि

• यह माना जाता है कि जहां अपरुपण प्रतिरोध का प्रभावी कोण विफलता सतह पर स्थिर नहीं होता है, जैसे कि मंडलित(ज़ोन्ड) मृदा बांध में जहां विफलता की सतह कई विभिन्न सामग्रियों से होकर गुजर सकती है।
• स्लाइस की विधि एक सामान्य दृष्टिकोण है जो समान रूप से सजातीय मृदा, स्तरित निक्षेप, आंशिक रूप से निम्मजित मामलों और असमान ढलानों पर समान रूप से लागू होता है।
• सीपेज प्रभाव पर भी विचार किया जा सकता है।

4. स्लाइस की बिशप विधि

• स्लाइस की बिशप विधि में, स्लाइस की सामान्य विधि में उपयोग किए जाने वाले बलों के बजाय प्रतिबलों के संदर्भ में विश्लेषण किया जाता है।
• इस विधि और स्लाइस की सामान्य विधि के बीच मुख्य अंतर यह है कि बलों का वियोजन चाप की सामान्य दिशा के बजाय लंबवत दिशा में होता है।
• स्लाइस की सरलीकृत बिशप विधि एक सुरक्षा कारक प्रदान करती है जो विश्लेषण के अधिक कठिन तरीकों का उपयोग करके मूल्यांकन किए गए के काफी करीब है।

मृदा की अपरुपण क्षमता:

एक मृदा की अपरुपण क्षमता विफलता के ठीक पहले अपरुपण प्रतिबल के लिए अधिकतम प्रतिरोध होता है। एक विशेष समतल पर एक बिंदु पर मृदा की अपरुपण क्षमता (S) को कूलम्ब द्वारा समतल पर सामान्य प्रतिबल के रेखीय कार्य के रूप में व्यक्त किया गया था,

S = C + σ tan ϕ

जहाँ,

σ = समतल पर सामान्य प्रतिबल 

C = मृदा का संसंजन

ϕ = आंतरिक घर्षण का कोण या अपरुपण प्रतिरोध का कोण

अपरुपण क्षमता के संबंध में ढलान का सुरक्षा कारक

यह मृदा की अपरुपण क्षमता और ढलान पर कार्यरत गतिमान अपरुपण प्रतिबल का अनुपात होता है।

\({\rm{F}}.{\rm{O}}.{\rm{S}} = \frac{{{\rm{Shear\;strength\;of\;soil}}}}{{{\rm{Mobilized\;shear\;stress}}}}\)

यदि गतिमान अपरुपण प्रतिबल मृदा की अपरुपण क्षमता से अधिक है,तो ढलान की स्थानांतरणीय विफलता प्राप्त होती है। 

अर्थात् F.O.S > 1, तो ढलान सुरक्षित है

F.O.S = 1, तो गंभीर स्थिति है

और F.O.S < 1, तो विफलता प्राप्त होती है

महत्वपूर्ण टिप्पणी:

जब F.O.S = 1,तो ढलान गंभीर स्थिति में पहुँच जाता है,लेकिन यह गिरना तब शुरु होता है जब अपरुपण प्रतिबल मृदा की अपरुपण क्षमता से अधिक होता है अर्थात् F.O.S < 1