Угол уклона: Калькулятор уклонов — посчитать онлайн

    Содержание

    Уклон крыши

      Уклон скатов крыши — от чего зависит и в чём он измеряется.

      Такой немаловажный для крыши факт — её уклон. Уклон крыши — это угол наклона кровли относительно горизонтального уровня. По углу наклона скатов крыши бывают малоуклонные (пологие), средней наклонности и крыши с крутыми (сильноуклонными) скатами.

      Малоуклонная крыша та крыша, монтаж которой осуществляется из расчёта наименьшего, рекомендованного угла наклона скатов. Так для каждого кровельного покрытия есть свой рекомендуемый минимальный уклон.

     

    От чего зависит уклон кровли

    • От способности крыши защищать строение от внешних факторов и воздействий.
    • От ветра — чем больше уклон крыши, тем больше значение приходящихся ветровых нагрузок. При крутых уклонах уменьшается сопротивляемость ветру, повышается парусность. В регионах и местах с сильными ветрами рекомендуется применять минимальный уклон крыши, чтоб уменьшить нагрузки на несущие конструкции крыши.
    • От кровельного покрытия (материала) — Для каждого кровельного материала существует свой минимальный угол наклона, при котором можно использовать данный материал.
    • От архитектурных задумок, решений, местных традиций — так в разных регионах отдаётся предпочтение для той или иной конструкции крыши.
    • От атмосферных осадков: снеговых нагрузок и дождей в регионе. На крышах с большим уклоном не будет скапливаться в огромных количествах снег, грязь и листья.

      Обозначение уклона кровли на чертежах может быть как в градусах, так и в процентах. Уклон крыши обозначается латинской буквой i.

      В СНиП II-26-76, данная величина указывается в процентах ( % ). В данный момент не существует строгих правил по обозначению размера уклона крыши.

      Единицей измерения уклона крыши считают градусы или проценты ( %). Их соотношение указаны ниже в таблице.


    Уклон крыши соотношение градусы-проценты

    градусы % градусы % градусы %
    1,75%
    16°
    28,68% 31° 60,09%
    3,50% 17° 30,58% 32° 62,48%
    5,24% 18° 32,50% 33° 64,93%
    7,00% 19° 34,43% 34° 67,45%
    8,75% 20° 36,39% 35° 70,01%
    10,51%
    21°
    38,38% 36° 72,65%
    12,28% 22° 40,40% 37° 75,35%
    14,05% 23° 42,45% 38° 78,13%
    15,84% 24° 44,52% 39° 80,98%
    10° 17,64% 25° 46,64% 40° 83,90%
    11°
    19,44%
    26° 48,78% 41° 86,92%
    12° 21,25% 27° 50,95% 42° 90,04%
    13° 23,09% 28° 53,18% 43° 93,25%
    14° 24,94% 29° 55,42% 44° 96,58%
    15° 26,80% 30° 57,73% 45° 100%

     

    Замер уклона крыши

      Измеряют угол уклона при помощи уклономера или же математическим способом.

      Уклономер — это рейка с рамкой, между планками которой есть ось, шкала деления и к которой закреплён маятник. Когда рейка находится в горизонтальном положении, на шкале показывает ноль градусов. Чтобы произвести замер уклона ската крыши, рейку уклономера держат перпендикулярно коньку, то есть в вертикальном уровне. По шкале уклономера маятник указывает, какой уклон у данного ската крыши в градусах. Такой метод замера уклона стал уже менее актуален, так как сейчас появились разные геодезические приборы для замеров уклонов, а так же капельные и электронные уровни с уклономерами.


    Математический расчёт уклона

      Можно рассчитать уклон крыши не используя геодезические и другие приборы для замеров уклона. Для этого необходимо знать два размера:

    • Вертикальная высота ( H ) от верхней точки ската (как правило конька) до уровня нижней (карниза)
    • Заложение ( L ) — горизонтальное расстояние от нижней точки ската до верхней

      При помощи математического расчёта величину уклона крыши находит следующим образом:

    Угол уклона ската i равен отношению высоты кровли Н к заложению L

    i = Н : L

      Для того, чтобы значение уклона выразить в процентах, это отношение умножают на 100. Далее,чтобы узнать значение уклона в градусах, переводим по таблице соотношений, расположенной выше.


      Чтобы было понятней рассмотрим на примере:

    Пусть будет:

    Длина заложения 4,5 м, высота крыши 2,0 м.

    Уклон равен: i = 2.0 : 4,5 = 0,44 теперь умножим на × 100 = 44 %. Переводим данное значение по таблице в градусы и получаем — 24°.

     

    Минимальный уклон для кровельных материалов (покрытий)

    Вид кровли Минимальный уклон крыши
    в градусах в % в соотношении высоты ската к заложению
    Кровли из рулонных битумных материалов: 3-х и 4-х слойные (наплавляемая кровля) 0-3° до 5% до 1:20
    Кровли из рулонных битумных материалов: 2-х слойные (наплавляемая кровля) от 15
    Фальцевая кровля от 4°
    Ондулин 1:11
    Волнистые асбоцементные листы (шифер) 16 1:6
    Керамическая черепица 11° 1:6
    Битумная черепица 11° 1:5
    Металлочерепица 14°
    Цементно-песчанная черепица 34° 67%
    Деревянная кровля 39° 80% 1:1. 125

     

    Минимальный уклон кровли в градусах и процентах

    От чего зависит уклон кровли?

    Особенности

    Виды

    Влияние климата

    Проектирование крыши

    В чем измеряется угол уклона крыши?

    Как рассчитать?

    Нормативные значения

    Минимальный уклон кровли для разных материалов

    Видео: выбор формы и габаритов

    Цены на монтаж и стоимость работ

    От чего зависит уклон кровли?

    Уклон кровли — это положение плоскости скатов по отношению к горизонтали. Значение, которое определяется при выполнении проектных работ.

    Уклон зависит от трех факторов:

    • количество снега в зимний период
    • сила ветра, характерная для данной местности
    • особенности материала кровельного покрытия

    Кроме основных критериев, необходимо учитывать дополнительные условия:

    • назначение чердака — будет ли он эксплуатироваться или отапливаться
    • площадь кровли
    • конструкция крыши, количество скатов
    • ориентация дома относительно направления преобладающих ветров

    Важным фактором также станет общая высота здания и его месторасположение. Если строительство ведется в регионе с большими перепадами высот и изменчивым рельефом, нагрузки могут быть компенсированы расположенными поблизости холмами или складками. На плоскости все воздействия приобретают максимальное значение.

    Особенности

    Уклон кровли во многом определяет нагрузку, которую придется выдерживать стенам и фундаменту дома. Основная особенность состоит в том, что все условия выбора противоречат друг другу. Чем меньше угол наклона скатов, тем экономнее расходуются строительные материалы.

    При этом, снеговая нагрузка будет максимальной, так как с пологих крыш снег самостоятельно не сходит. Если увеличить угол, появится возможность самостоятельного соскальзывания снеговых масс, но резко увеличится сопротивление ветрам. Это создает немалую опасность, так как снег — явление сезонное, а сильный ветер возможен в любой день года.

    Поэтому процесс подсчета оптимального угла наклона представляет собой поиск компромиссного варианта, обеспечивающего минимальные потери по всем позициям.

    Виды

    Существует масса разновидностей конструкции крыш. Они разрабатывались с учетом условий эксплуатации. Для каждого региона есть своя оптимальная форма кровли. Наиболее распространенные виды:

    Односкатная крыша

    Распространена в южных странах, где никогда не бывает снега. Угол наклона практически отсутствует.

    Двускатная кровля

    Типичный вариант для европейских и северных стран.

    Шатровый тип

    Кровля со скатами, сходящимися вверху в одну точку. Наиболее экономичный вариант в отношении количества стройматериалов, но конструкция стропильной системы — одна из самых сложных.

    Вальмовая

    Вариант шатровой крыши, где длинные скаты соединяются в продольную линию.

    Сводчатая (купол)

    Применялась до появления бетонных плит перекрытия. В настоящее время практически не используется.

    Многощипцовая

    Сложная и эффектная конструкция с множеством ребер и примыканий.

    Все эти разновидности могут иметь разный угол наклона скатов, обусловленный величиной предполагаемых нагрузок и условиями эксплуатации.

    Влияние климата

    Особенности климата оказывают наиболее существенное влияние на степень наклона скатов. Наиболее важными факторами являются:

    • сила ветра
    • величина снеговой нагрузки

    Количество дождевой воды не столь важно, поскольку она сразу же стекает с кровли. Основная проблема — снег. Она создает статичную нагрузку на стропила и всю опорную систему дома в целом.

    В приложениях СНиП имеется таблица, показывающая зависимость давления снега от географического расположения региона. В некоторых областях оно доходит до полутонны на квадратный метр кровли, что создает опасную для стропильной системы нагрузку. В таких условиях выбирают увеличенные углы наклона скатов и применяют гладкие кровельные покрытия.

    Сила ветра — показатель непостоянный. Однако, сильный порыв может разрушить крышу или сорвать кровельное полотно. Поэтому выбирать слишком крутые углы подъема в регионах с преобладающими сильными ветрами или возможными шквалистыми порывами, нецелесообразно.

    При проектировании учитывают максимальные значения, отмеченные в данной местности в течение многолетних наблюдений. В приложениях СНиП есть карта регионов России, объединенных по величине характерных ветровых нагрузок.

    Для Московской области у нас есть готовые решения для следующих районов:

    • Зубцовский
    • Ступинский
    • Можайский
    • Волоколамский
    • Шаховской
    • Лотошинский
    • Клинский

    В чем измеряется угол уклона крыши?

    В геометрии углы определяются в градусах. Строители определяют уклон кровли в процентах и градусах. Обычно, первые фигурируют в рабочей документации, которая используется на стройплощадке. Вторые являются расчетными единицами и применяются в формулах при проектировании.

    Градусы обозначают степень расхождения плоскости ската с горизонтальной плоскостью, а проценты — отношение высоты конька к длине одного ската, умноженное на 100. Определение уклона в процентах облегчает практические работы, так как дает точные значения отрезков, к которым привязываются все опорные конструкции крыши.

    Во время работ на площадке сложно использовать транспортир или угольник, но обеспечить заданную высоту конька очень легко. Кроме того, значение угла в процентах и градусах связаны между собой. Зная один параметр, несложно вычислить второй.

    У скатных крыш уклон превышает 10°. Если значение меньше, крышу относят к плоским видам. Как правило, они лишены традиционной стропильной системы, роль которой выполняет разуклонка кровли. Такие конструкции актуальны для южных регионов, где единственной необходимостью становится организация стока воды.

    Как рассчитать?

    Расчет угла наклона скатов представляет собой поиск оптимального значения, обеспечивающего наименьшие нагрузки от снега и ветра. Кроме этого, целью расчетов является снижение количества стройматериалов и создание максимально прочной стропильной системы.

    Параллельно с вычислением уклона производят выбор кровельного покрытия, характеристики которого усиливаются при эксплуатации в разных условиях.

    В первую очередь выделяют источник наибольшей опасности для стропильной системы и всех опорных конструкций. Это характерные для данной местности факторы — объемы снега, сила ветра. Учитывают также высоту здания (используются специальные коэффициенты) и расположение. Для домов, построенных на открытой местности, климатические воздействия проявляются сильнее, чем для зданий, расположенных в зоне плотной городской застройки.

    Самый простой расчет — определение отношения высоты коньковой части кровли к половине ширины дома относительно продольной оси.

    Этот способ дает значение в процентах, которые при желании несложно перевести в градусы. Для тех, кому сложно сделать вычисления самостоятельно, существуют специальные таблицы, по которым легко определить показатели данного ската по одному из известных параметров.

    Нормативные значения

    В первую очередь необходимо определить минимальный уклон кровли, который регулируют требования СНиП или СП. Он выбирается исходя из характеристик выбранного покрытия. Наименьшим допустимым значением считается 1-1,5°.

    Внимание! Наиболее распространены значения между 20° и 35°, которые обеспечивают экономию материалов и максимальную прочность конструкции под нагрузками.

    В нормативах имеются диаграммы, по которым можно определить оптимальный угол наклона в предлагаемых условиях.

    Минимальный уклон кровли для разных материалов

    Поверхность разных кровельных покрытий может быть гладкой и шероховатой. Это определяет наиболее подходящий угол наклона. Состояние внешнего слоя материала обеспечивает силу сцепления со снегом, создает возможность удерживать в мелких впадинках частицы влаги. Замерзая, они начинают расширяться и понемногу разрывать полотно.

    Внимание! Чем больше шероховатость, тем круче должен быть угол наклона.

    В сети есть множество таблиц, демонстрирующих зависимость различных кровельных покрытий и углов наклона. При необходимости можно использовать их для определения минимально допустимых значений. Но использование знаний опытных инженеров может ускорить расчет и упростить выбор нужных параметров кровли.

    Видео: выбор формы и габаритов

    Цены на монтаж и стоимость работ

    Актуальные цены на монтаж в прайс-листе на нашем сайте.


    Есть вопросы? Позвоните нам!

    Строительная компания «Крыша.Про» ремонтирует кровли и фасады, строит дома под ключ с гарантией.
    ⬇ Бесплатная консультация нашего инженера ⬇

    📲 WhatsApp

    ☏ +7 (910) 404-13-10

    Mathway | Популярные задачи

    1Оценить с использованием заданного значенияквадратный корень из 50
    2Оценить с использованием заданного значенияквадратный корень из 45
    3Вычислить5+5
    4Вычислить7*7
    5Разложить на простые множители24
    6Преобразовать в смешанную дробь52/6
    7Преобразовать в смешанную дробь93/8
    8Преобразовать в смешанную дробь34/5
    9Графикy=x+1
    10Оценить с использованием заданного значенияквадратный корень из 128
    11Найти площадь поверхности
    сфера (3)
    12Вычислить54-6÷2+6
    13Графикy=-2x
    14Вычислить8*8
    15Преобразовать в десятичную форму5/9
    16Оценить с использованием заданного значенияквадратный корень из 180
    17Графикy=2
    18Преобразовать в смешанную дробь7/8
    19Вычислить9*9
    20Risolvere per CC=5/9*(F-32)
    21Упростить1/3+1 1/12
    22Графикy=x+4
    23Графикy=-3
    24Графикx+y=3
    25Графикx=5
    26Вычислить6*6
    27Вычислить2*2
    28Вычислить4*4
    29Вычислить1/2+(2/3)÷(3/4)-(4/5*5/6)
    30Вычислить1/3+13/12
    31Вычислить5*5
    32Risolvere per d2d=5v(o)-vr
    33Преобразовать в смешанную дробь3/7
    34Графикy=-2
    35Определить наклонy=6
    36Перевести в процентное соотношение9
    37Графикy=2x+2
    38Графикy=2x-4
    39Графикx=-3
    40Решить, используя свойство квадратного корняx^2+5x+6=0
    41Преобразовать в смешанную дробь1/6
    42Преобразовать в десятичную форму9%
    43Risolvere per n12n-24=14n+28
    44Вычислить16*4
    45Упроститькубический корень из 125
    46Преобразовать в упрощенную дробь43%
    47Графикx=1
    48Графикy=6
    49Графикy=-7
    50Графикy=4x+2
    51Определить наклонy=7
    52Графикy=3x+4
    53Графикy=x+5
    54График3x+2y=6
    55Решить, используя свойство квадратного корняx^2-5x+6=0
    56Решить, используя свойство квадратного корняx^2-6x+5=0
    57Решить, используя свойство квадратного корняx^2-9=0
    58Оценить с использованием заданного значенияквадратный корень из 192
    59Оценить с использованием заданного значенияквадратный корень из 25/36
    60Разложить на простые множители14
    61Преобразовать в смешанную дробь7/10
    62Risolvere per a(-5a)/2=75
    63Упроститьx
    64Вычислить6*4
    65Вычислить6+6
    66Вычислить-3-5
    67Вычислить-2-2
    68Упроститьквадратный корень из 1
    69Упроститьквадратный корень из 4
    70Найти обратную величину1/3
    71Преобразовать в смешанную дробь11/20
    72Преобразовать в смешанную дробь7/9
    73Найти НОК11 , 13 , 5 , 15 , 14 , , , ,
    74Решить, используя свойство квадратного корняx^2-3x-10=0
    75Решить, используя свойство квадратного корняx^2+2x-8=0
    76График3x+4y=12
    77График3x-2y=6
    78Графикy=-x-2
    79Графикy=3x+7
    80Определить, является ли полиномом2x+2
    81Графикy=2x-6
    82Графикy=2x-7
    83Графикy=2x-2
    84Графикy=-2x+1
    85Графикy=-3x+4
    86Графикy=-3x+2
    87Графикy=x-4
    88Вычислить(4/3)÷(7/2)
    89График2x-3y=6
    90Графикx+2y=4
    91Графикx=7
    92Графикx-y=5
    93Решить, используя свойство квадратного корняx^2+3x-10=0
    94Решить, используя свойство квадратного корняx^2-2x-3=0
    95Найти площадь поверхностиконус (12)(9)
    96Преобразовать в смешанную дробь3/10
    97Преобразовать в смешанную дробь7/20
    98Преобразовать в смешанную дробь2/8
    99Risolvere per wV=lwh
    100Упростить6/(5m)+3/(7m^2)

    Как рассчитать угол наклона, чтобы избежать схода лавин

    У вас есть маяк, лопата, щуп и, может быть, даже лавинная подушка безопасности, но что вы используете для планирования маршрута и оценки местности? Если вы новичок в цифровых картах и ​​вам интересно, какие инструменты открывает эта технология, читайте дальше.

    Угол наклона является важным компонентом при оценке лавинной опасности. Он определяется как угол, который наклон образует с горизонтом, где угол абсолютной плоскости составляет 0 градусов, а вертикальный — 9 градусов.0 градусов. Плитные лавины чаще всего возникают на склонах с уклоном от 30 до 45 градусов от горизонтали. Все, что выше 45 градусов, как правило, слишком круто для образования плиты, а все, что меньше 30 градусов, слишком плоско для скольжения плиты. Знание того, как ориентироваться в этой опасной зоне, может помочь нам безопаснее путешествовать по бездорожью. Благодаря финансируемой НАСА миссии Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) у нас теперь есть данные, необходимые для расчета и визуализации лавиноопасных зон (на основе угла наклона) на оцифрованной карте в любой точке планеты.

    В прошлом мы полагались на инклинометры — полевые измерения для оценки угла наклона. Хотя этот тип измерения абсолютно необходим при путешествии по бездорожью, оцифрованный слой угла наклона может помочь при планировании маршрута как перед поездкой, так и в полевых условиях. В приложениях onX Backcountry и Offroad мы отображаем угол наклона в виде наложения с цветовой кодировкой, которое вы можете взять с собой, даже если у вас нет подключения к Интернету.

    Откуда берутся эти данные?


    Углы наклона и большинство анализов местности основаны на цифровых моделях рельефа (ЦМР), которые представляют собой цифровые представления высоты земной поверхности в любом заданном месте. При использовании ЦМР учитываются два параметра: пространственное разрешение и вертикальная точность. Пространственное разрешение — это площадь, покрываемая измерением. Например, 30-метровое пространственное разрешение означает, что измерение высоты в данной точке охватывает на земле квадрат размером 30 на 30 метров. Вертикальная точность относится к точности измерения высоты в этом месте. Программа 3D Elevation Program (3DEP) заявляет вертикальную точность 3,04 метра (95% уровень достоверности) для сопредельных Соединенных Штатов. Для получения этих данных используются два распространенных метода: интерферометрия и обнаружение света и определение дальности (ЛИДАР). Интерферометрия — это метод, основанный на интерференции радио-, световых или УФ-волн для измерения смещения, в то время как лидар основан на разнице во времени, которое требуется лучу когерентного света (лазера), чтобы отразиться от поверхности. Данные о высоте, полученные с помощью LIDAR, обычно имеют более высокое разрешение и более точны, чем интерферометрические данные о высоте, с вертикальной точностью и разрешением по горизонтали менее 3 метров. Радиолокационные приборы на спутниках в сотнях километров над поверхностью земли предоставляют исходные данные для интерферометрической высоты, в то время как данные лидара обычно собираются с самолетов. В onX мы получили данные о местности с высоким разрешением, что дает нам разрешение для США в диапазоне от 3 до 10 метров (и 25 метров для большей части Канады) [3DEP, ArcticDEM, CDEM и SRTM].

    Мы предоставляем данные об угле наклона для четырех различных разрешений по горизонтали или «уровней масштабирования» [разрешения скользких фрагментов карты]: 11, 12, 13 и 14. Разрешение по горизонтали относится к количеству измерений, выполненных на метр вдоль поверхности земли. На каждом из этих уровней масштабирования точка выборки (где было записано измерение высоты) представляет собой различное горизонтальное расстояние. Например, при уровне масштабирования 11 одно измерение (один пиксель) покрывает площадь 76 на 76 метров. Когда мы увеличиваем масштаб (приближаемся к земле), мы проходим через каждый из вышеперечисленных уровней масштабирования, деля сторону квадрата на 2. На уровне 12 наше горизонтальное расстояние (один пиксель) становится равным 38 метрам на 38 метров, а уровень масштабирования 14 дает нам размер пикселя 90,6 метра на 9,6 метра. Важно отметить, что наше вертикальное разрешение остается постоянным (от 3 до 10 метров).

    Вывод: уровень масштабирования 14 соответствует расстоянию около 9,6 метра, угол наклона в любой точке является средним уклоном, покрывающим площадь размером 9,6 метра на 9,6 метра. В наших полевых испытаниях мы обнаружили, что это разрешение предоставляет нужный объем информации, чтобы помочь в оценке местности без чрезмерного размера загружаемых карт; и да, можно и должен взять эти данные офлайн .

    Автор полевых испытаний слоя угла наклона.

    Определим угол наклона

    Рассмотрим простую двухмерную линию:

    Вспомним из базовой геометрии, мы можем определить эту линию следующим образом:

    у = мх + б

    , где y — высота, b — точка пересечения с осью y, а m — наклон. Некоторые простые алгебраические действия позволяют нам преобразовать это уравнение, чтобы решить для наклона следующим образом:

    м = (у – б) / х

    В качестве альтернативы, мы можем найти наклон из любых двух точек на линии, p1 и p2, следующим образом:

    м = (y2 – y1) / (x2 – x1) = dy / dx

    Это уравнение позволяет нам найти угол наклона , 𝛳 для любых двух точек:

    𝛳 = атан(м)

    Обратите внимание: если значение высоты (y2 – y1) велико, а значение расстояния (x2 – x1) мало, мы получаем большое значение уклона (крутой). И наоборот, если наше значение высоты маленькое, а наше расстояние большое, мы получаем маленькое значение наклона (плоское).

    Это отлично работает для линии, но как насчет изогнутой местности, например, гор? Для любой точки кривой, если мы поместим на нее лыжу так, чтобы лыжа касалась кривой только один раз, мы найдем касательную кривой (касательная представляет собой мгновенный наклон в этой точке). Угол, который лыжа образует с горизонтом, равен углу наклона .

    Имея это в виду, теперь мы можем перемещать лыжи, регулируя их так, чтобы они касались кривой только один раз, давая нам наклон в любой точке кривой. Если бы мы двигали лыжу примерно через каждый метр вдоль кривой и записывали угол, который она образует с горизонтом, мы бы получили довольно хорошую картину того, как наклон изменяется по длине кривой (нашей местности). Мы можем добиться этого, применив приведенное выше уравнение для определения наклона, используя ряд дискретных точек, как показано ниже:0005

    Здесь важно отметить, что расстояние x2 – x1 имеет значение. Если мы выберем слишком большой интервал, мы можем пропустить кучу важной информации. С другой стороны, если расстояние слишком маленькое, мы в конечном итоге потратим выходные на расчет всех наклонов, и в какой-то момент дополнительная детализация не принесет нам пользы. Это также может привести к тому, что набор данных будет слишком большим, чтобы его можно было перевести в автономный режим.

    Вывод: Выбор правильных параметров для нашего расчета угла наклона имеет решающее значение для точного и портативного представления местности вокруг нас. 92))

    Опять же, все, что мы здесь делаем, — это аппроксимация наклона в заданной точке; и, если у нас есть хорошее трехмерное представление земной поверхности, мы можем легко рассчитать угол наклона в любой точке планеты.

    Легенда имеет значение

    Хотя этот инструмент невероятно мощный, он не заменяет правильного принятия решений. Визуализация угла наклона — это всего лишь один инструмент в вашем наборе инструментов, и, как и любой другой инструмент, важно научиться безопасно его использовать. Визуализация угла наклона может ввести в заблуждение, если мы не понимаем легенду. Например, цветовой градиент угла склона, не предназначенный для катания на лыжах по пересеченной местности, может просто меняться от зеленого к красному, от 0 до 9.0 градусов. Хотя это совершенно точный способ визуализации склона, он не обеспечивает наилучшую визуализацию лавинной опасности для любителей активного отдыха. Мы выбрали градиент, который, по нашему мнению, интуитивно выделяет опасную зону для наших пользователей. В наших приложениях зеленые зоны имеют угол наклона 20–25 градусов — обычно это более безопасная местность. Желтый – это 25-30 градусов, что тоже в целом безопасно. Как только мы начнем приближаться к отметке 30 градусов, показанной красным, рекомендуется наблюдение в поле и тщательный выбор местности.

    Эта визуализация позволяет нам создавать маршруты, которые сводят к минимуму воздействие склонов в лавиноопасной зоне; а когда мы находимся в поле, это позволяет нам быстро определить, находится ли линия, по которой мы собираемся кататься, в опасной зоне.

    Вывод: Визуализация угла наклона — мощный инструмент, но вы должны знать, как правильно им пользоваться. Это начинается с точного понимания того, что обозначают разные цвета и какая местность находится над вами, вокруг и под вами.

    Заключение

    В этой статье мы показали вам, как мы рассчитываем угол наклона, откуда берутся данные, их точность и как мы решили визуализировать их на карте. В то время как onX получил данные о местности с самым высоким разрешением и дважды (нет, трижды) проверил нашу математику, чтобы создать этот мощный инструмент для вашего приключения, угол наклона — это всего лишь один инструмент в вашем арсенале, который поможет вам оценить безопасность в бэккантри. Как всегда, вы несете ответственность за то, чтобы убедиться, что вы готовы к опасным условиям бэккантри, включая проверку прогнозов лавин и погоды, знание протоколов лавинной безопасности, бдительность в отношении меняющихся условий и, конечно же, загрузку автономных карт.

    Исследование влияния высоты и угла наклона откосов на запас прочности и форму разрушения откосов на основе метода расчета снижения прочности | Журнал фундаментальных и прикладных наук Университета Бени-Суэфа

    • Исследования
    • Открытый доступ
    • Опубликовано:
    • Хенок Мари Шифероу ORCID: orcid.org/0000-0002-1244-5459 1  

    Журнал фундаментальных и прикладных наук Университета Бени-Суэфа том 10 , Номер статьи: 31 (2021) Процитировать эту статью

    • 2953 доступа

    • 4 Цитаты

    • Сведения о показателях

    Abstract

    Исходная информация

    Уменьшение угла наклона и высоты склона увеличивает коэффициент безопасности склона и может изменить форму вероятного обрушения склона. Увеличение запаса прочности происходит с разной скоростью, которая может зависеть от типа грунта и геометрии склона. Понимание взаимосвязи между высотой откоса и уменьшением угла с увеличением запаса прочности жизненно важно для реализации эффективного метода увеличения запаса прочности для проблем устойчивости откоса. Кроме того, необходимо тщательно следить за формой обрушения откоса, чтобы не увеличивать сползающую массу грунта при вероятном обрушении откоса, даже несмотря на увеличение коэффициента запаса прочности.

    Результаты

    Три однородных склона с различными характеристиками грунта были проанализированы несколько раз путем изменения высоты и угла наклона для определения коэффициента безопасности. Форма разрушения также наблюдалась и записывалась для каждого уменьшения высоты и угла наклона. Результаты анализа показали, что уменьшение угла наклона увеличивает коэффициент безопасности почти линейно, в то время как уменьшение высоты увеличивает коэффициент безопасности с параболической скоростью. Уменьшение высоты склона увеличивало запас прочности в большей степени для глинистого грунта, в то время как уменьшение угла наклона увеличивало запас прочности в большей степени для песчаного грунта по сравнению с другими рассматриваемыми типами грунтов. Сползание носка наблюдалось в глинистых и супесчаных грунтах на более высоких склонах, а сползание основания наблюдалось на склонах высотой менее 2 м. На песчаном грунте преобладала склоновая осыпь при разной высоте склонов и углах наклона.

    Выводы

    Несмотря на то, что коэффициент безопасности склонов увеличивался с уменьшением высоты и угла склона, скорость увеличения и, следовательно, эффективность различны в зависимости от типа почвы и геометрии склона. Изменилась и форма разрушения, что могло увеличить скользящую массу грунта. Это может быть рискованно, если обрушение склона происходит из-за непредвиденных событий. Использование методов высоты откоса и уменьшения угла для стабилизации откоса должно быть тщательно изучено, чтобы выбрать наиболее эффективный метод, а также должно быть проверено, чтобы не увеличивать скользящую массу грунта для возможного обрушения откоса.

    Общие сведения

    Проблемы устойчивости откосов довольно распространены и широко распространены во многих проектах гражданского строительства. Проблемы устойчивости откосов особенно часто возникают в крупных и важных проектах, включая плотины, автомагистрали и туннели [1]. Проблемы с устойчивостью склонов могут привести к очень разрушительным социальным и экономическим потерям [2]. Выемки, насыпи, дамбы и дорожные насыпи требуют анализа устойчивости откосов для обеспечения безопасности людей и имущества. Должны быть обеспечены адекватный осмотр и решение для склонов, чтобы смягчить потенциально катастрофические разрушения. Существуют различные методы стабилизации откосов. Уменьшение высоты и угла откоса – это геометрические методы обеспечения сохранности откосов за счет минимизации риска обрушения.

    Расчет устойчивости откосов

    Расчет устойчивости откосов является одним из наиболее важных вопросов в инженерно-геологических работах [3, 4]. Обрушение склона зависит от геометрии склона, типа почвы, стратификации почвы, грунтовых вод и инфильтрации. Расчет коэффициента запаса прочности является общепринятой процедурой при расчете устойчивости откосов [2]. Существуют различные методы анализа устойчивости откосов и расчета запаса прочности. В предельном равновесии Коэффициент безопасности (FoS) рассчитывается как отношение прочности на сдвиг грунта ( τf ) до подвижного сдвига ( τm ) на поверхности разрушения, как указано в уравнении. 1.

    $$ FoS=\frac{\tau f}{\tau m} $$

    (1)

    Разными авторами разработаны различные методики расчета запаса прочности, в том числе компьютерные методы конечно-элементного анализа. В настоящее время ни один из методов анализа не является предпочтительным по сравнению с другими, а надежность любого решения полностью оставлена ​​на усмотрение ответственного инженера [5]. При ручных расчетах обычная проблема, с которой сталкиваются инженеры, состоит в том, чтобы найти критическую поверхность скольжения. Существуют некоторые процедуры, рекомендованные различными учеными для определения критической поверхности скольжения. Некоторые из ранних работ включают методы счетчика сетки [6], метод Зигеля для неоднородных склонов со слабым слоем [7] и метод Картера для некруговых скольжений с использованием последовательности Фибоначчи [8]. Недавние разработки включают генетические алгоритмы [9], простой генетический алгоритм [10], алгоритм чехарды [11], алгоритм отжига [12] и другие. Однако многие инженеры обычно предпочитают использовать свой опыт для определения критической поверхности и проводить процедуру проб и ошибок до тех пор, пока не будет определена минимальная критическая поверхность.

    Конечно-элементный анализ

    В настоящее время с помощью программных пакетов анализ устойчивости откосов выполняется гораздо проще посредством математического моделирования. Математическое моделирование использовалось в широком спектре дисциплин, включая социальные науки, медицину и инженерию, для прогнозирования некоторых естественных моделей поведения [13,14,15,16]. Использование математического моделирования в гражданском строительстве в настоящее время широко используется практически во всех проектно-аналитических работах.

    При анализе уклонов методом конечных элементов посредством численного моделирования нет необходимости в предварительном предположении о критической поверхности, в отличие от ручного расчета. Метод конечных элементов расчета запаса прочности основан на методе снижения прочности. В этом методе, также называемом методом фи-с-редукции, прочностные параметры грунта одновременно снижаются до тех пор, пока не произойдет разрушение. Затем рассчитывается коэффициент запаса прочности как отношение фактических параметров прочности С и ϕ грунта к критическим параметрам. Если параметры прочности на сдвиг при разрушении C r и ϕ r , коэффициент запаса (FoS) определяется как [17];

    $$ FoS=\frac{tan\varphi}{tan\varphi r}=\frac{C}{Cr} $$

    (2)

    Метод использовался разными авторами и включен в различные коммерческие программы анализа склонов [18,19,20]. Метод phi-c-редукции основан на критерии отказа Мора-Кулона. Определение запаса прочности в методе снижения прочности точно такое же, как и в методе предельного равновесия [15]. Исследования показывают, что результаты анализа предельного равновесия и метода конечных элементов совпадают [21]. Однако в целом методы предельного равновесия дают несколько консервативные результаты [22].

    Неоднократно изучалось влияние параметров прочности грунта на запас прочности и расположение поверхности скольжения. Лин и Цао обсудили взаимосвязь между весом единицы грунта, сцеплением, углом трения и высотой склона и их влияние на положение критической поверхности [23]. В документе обсуждалось, что поскольку λ (отношение сцепления к произведению удельного веса ( γ ), высоты наклона (H) и тангенса угла трения ( φ )) является постоянным; положение критической поверхности остается прежним. В документе указано, что большее значение лямбда указывает на более глубокую поверхность отказа.

    $$ \lambda =\frac{C}{\gamma Htan\varphi} $$

    (3)

    Американское общество инженеров-строителей установило принципы устойчивости в Политике 418. Политика призывает инженеров-строителей « Сделайте правильный проект; Делайте проект правильно; Выполнение оценки жизненного цикла от планирования до повторного использования; Используйте ресурсы с умом; Спланируйте отказоустойчивость и подтвердите применение принципов». [24]. Этим подчеркивается требование тщательного изучения безопасности проектов. Стабильность откоса можно повысить, изменив геометрию откоса и добавив поддерживающие конструкции для укрепления откоса. Коэффициент запаса прочности откосов можно увеличить, уменьшив угол наклона и/или высоту откоса. Однако увеличение запаса прочности на склонах за счет уменьшения угла наклона и/или высоты склона может зависеть от типа грунта. При этом эффективность повышения запаса прочности любым из способов может зависеть от типа грунта. Для некоторых типов почв уменьшение угла наклона может быть более эффективным, чем уменьшение высоты склона, а для других типов почв может быть верным обратное. Кроме того, увеличение запаса прочности за счет уменьшения угла наклона и/или высоты склона может изменить поверхность разрушения возможного разрушения склона, тем самым изменив массу разрушения. Это может увеличить разрушающуюся массу грунта при возможном обрушении откоса из-за непредвиденных событий. Таким образом, необходимо тщательное понимание и анализ для использования эффективного и адекватного метода процедуры стабилизации откоса для обеспечения безопасности. В данной статье рассматривается влияние высоты и угла откоса на коэффициент запаса прочности откоса и режим разрушения откоса на основе метода снижения прочности.

    Методы

    При анализе устойчивости откосов обычно учитываются геометрия откосов, механические свойства грунта и состояние грунтовых вод для определения коэффициента безопасности [25]. Это подчеркивает важность геометрии откоса при определении коэффициента безопасности откоса. Методы анализа устойчивости откосов можно в целом разделить на анализ предельного равновесия и метод конечных элементов. Процедура анализа предельного равновесия следует за поиском поверхности пробного скольжения и оценкой коэффициента запаса прочности, сравнивая силу сопротивления с движущей силой. Это процедура проб и ошибок, при которой поверхности скольжения предполагаются до тех пор, пока не будет достигнут минимальный коэффициент безопасности. С другой стороны, метод конечных элементов не требует пробных критических поверхностей для расчета запаса прочности. Используя методы уменьшения phi-c, можно легко определить коэффициент запаса. В этом исследовании программное обеспечение Plaxis-2d, основанное на методе конечных элементов, версия 8, используется для расчета коэффициента запаса прочности различных моделей откосов, высота грунта и уклон которых систематически изменяются для изучения их влияния на коэффициент запаса прочности и критическую поверхность. Расчетный запас прочности исследуется по отношению к параметрам.

    Результаты численного анализа обычно отображаются в виде рисунков и таблиц. Мощность метода интерполяции с сохранением формы, используемого в прикладном программном обеспечении, является важным параметром для достижения плавного визуального или графического представления данных [26]. В автоматизированном проектировании геометрические формы связаны с математическими представлениями, которые удовлетворяют свойствам аппроксимации и интерполяции кривых и поверхностей [27]. Сохранение формы очень важно при геометрическом моделировании и визуализации [28, 29]. ]. Схема подразделения — это метод создания кривых и поверхностей путем итеративного уточнения исходного контрольного полигона/сетки в соответствии с некоторыми правилами уточнения.

    Типы обрушения откоса

    Обрушение откоса может быть поступательным скольжением, вращательным скольжением и потоком. Вращательное скольжение распространено в мелкозернистых и однородных грунтах. Вращательное скольжение бывает трех типов, как показано на рис. 1. Базовое скольжение возникает, когда обрушение склона происходит по дуге, охватывающей весь склон. Скольжение носка происходит, когда дуга разрушения проходит через носк склона. Скольжение по склону происходит, когда отказ происходит на склоне.

    Рис. 1

    Типы обрушения склона a скольжение основания, b скольжение носка и c скольжение склона

    Изображение в натуральную величину

    Методы стабилизации склона

    Существуют различные методы стабилизации склона. Бромс и Вонг [30] определили различные методы как геометрические и структурные. Геометрические методы включают уменьшение угла наклона от крутого до более пологого для повышения устойчивости склона. Кроме того, угол может поддерживаться за счет связывания травы с почвой. Уменьшение высоты склона также может быть использовано для уменьшения гравитационной движущей нагрузки. Одной из причин обрушения откосов является насыщение и повышение порового давления воды в недрах. Вероятность увеличения порового давления воды и насыщения грунта можно свести к минимуму, обеспечив надлежащий дренаж. Этот метод используется в сочетании с геометрическими методами. Другой метод стабилизации откоса — сохранение конструкции. В этом методе используется подпорная конструкция, чтобы противостоять нисходящим силам грунтовой массы.

    Численное моделирование и свойства почвы

    В этом исследовании в Plaxis моделируются три типа склоновых почв. Тремя типами грунтов являются песчано-глинистые, глинистые и песчаные грунты, как указано в таблице 1. Считается, что эти типы грунтов моделируют различные типы прочности грунта на сдвиг.

    Таблица 1 свойств грунта

    Полноразмерная таблица

    В Plaxis-2D созданы три модели склонов. В первой модели высота склона постепенно уменьшается с 12 м до 1 м с интервалом в 1 м. Во второй модели угол наклона систематически уменьшается за счет увеличения горизонтальной длины при неизменной высоте 12 м. В третьей модели одновременно уменьшаются высота и угол наклона. Модели представлены на рис. 2, 3 и 4 соответственно.

    Рис. 2

    Снижение высоты модели

    Полноразмерное изображение

    Рис. 3

    Уменьшение наклона модель

    Полноразмерное изображение

    Рис. 4

    Высота наклона и угла уменьшения

    Полное размер изображение

    Модель уменьшения угла

    В анализе используется модель плоской деформации с треугольным 15-узловым элементом средней крупной сетки, как показано на рис. 5. Уровень грунтовых вод взят ниже рассматриваемого уровня дна.

    Рис. 5

    Сетка конечных элементов

    Изображение полного размера

    Результаты

    Деформация

    Характер разрушения откоса зависит от типа грунта и геометрии откоса среди других факторов. Для откоса высотой 12 м и уклоном 3V:5H критическая поверхность проходит через подошву откоса для глинистых и супесчаных грунтов, а для песчаного грунта она проходит через откос, как показано на рис. 6, 7 и 8 соответственно. Режимы разрушения откосов для трех рассматриваемых типов грунтов изменяются с высотой откосов. Различные режимы обрушения склона, такие как изменение высоты и угла наклона, обобщены в таблицах 2 и 3.

    Рис. 6

    Деформация для супесчаного грунта (носок)

    Увеличенное изображение

    Рис. 7

    Деформация для глинистого грунта (носок)

    Полное изображение песчаный грунт (на склоне)

    Полноразмерное изображение

    Таблица 2 Характер разрушения в зависимости от высоты

    Полноразмерная таблица

    Таблица 3 Вид разрушения в зависимости от уклона

    Полноразмерная таблица

    Высота склона и запас прочности

    Первый анализ для определения запаса прочности выполняется путем постепенного уменьшения высоты откоса с 12 м до 1 м с интервалом в 1 м при сохранении других параметров постоянными.

    Коэффициент запаса прочности увеличивается по мере уменьшения высоты склона, как показано в Таблице 4 для трех рассматриваемых типов грунтов. Коэффициент корреляции r указывает на сильную противоположную зависимость между высотой склона и запасом прочности.

    Таблица 4 Высота уклона и запас прочности

    Полноразмерная таблица

    Угол наклона и запас прочности

    Вторая процедура анализа выполняется путем постепенного изменения угла наклона при сохранении постоянной высоты склона, параметров почвы и уровня воды. Коэффициент безопасности увеличивается по мере уменьшения угла наклона, как показано в таблице 5.

    Таблица 5 Угол наклона и запас прочности

    Полноразмерная таблица

    Высота и угол уклона

    Третья модель анализа выполняется путем уменьшения высоты и угла уклона при одновременном сохранении параметра грунта постоянным. В этом анализе рассматривается только один тип почвы — супесчаная. Расчетный коэффициент запаса прочности для различных высот откосов приведен в таблице 6.

    Таблица 6 Анализ угла наклона, высоты и коэффициента запаса прочности

    Полноразмерная таблица

    Обсуждение

    Влияние расположения сетки и шагов расчета

    Расположение сетки (рис. 9) и шаги расчета могут вызвать небольшие различия в расчетные результаты коэффициента запаса. Например, при сравнении модели высоты и режима уклона для песчано-глинистого грунта рассчитанные коэффициенты безопасности составляют 1,1524 и 1,1466 соответственно, что отличается на 0,5% из-за расположения сетки, как показано на рисунке ниже, хотя все геометрические и грунтовые параметры аналогичны.

    Рис. 9

    Расположение сетки модели высот и модели уклона соответственно

    Изображение в полный размер

    Аналогичным образом, дополнительные шаги, необходимые для выполнения расчета, могут привести к небольшим различиям в рассчитанном коэффициенте запаса прочности. Например, для склона из песчано-глинистого грунта высотой 12 м и углом наклона 3V:5H коэффициент запаса прочности, рассчитанный с использованием 200 дополнительных ступеней, составляет 1,1466, а с использованием 30 дополнительных ступеней — 1,1447, что имеет отклонение от предыдущего расчета на 0,17 %.

    Влияние высоты откоса и угла откоса на характер разрушения откосов

    Как описано выше, режимом обрушения откоса может быть скольжение по основанию, скольжение по подошве и скольжение по склону. Характер разрушения зависит от типа почвы и геометрии склона. Как указано в таблицах 4 и 5, характер разрушения склонов меняется в зависимости от высоты и угла наклона.

    Для глинистых и песчано-глинистых грунтов преобладающим типом обрушения откосов является оползание. Для песчаного грунта преобладающим видом разрушения является оползание по склону. На меньших высотах, т. е. менее 2 м, режим отказа в песчано-глинистых и глинистых грунтах имеет тенденцию к скольжению по основанию, тогда как на песчаном грунте режим отказа имеет тенденцию к скольжению с носка.

    На крутых склонах песчано-глинистые грунты склонны к обрушению по типу оползня, а на пологих склонах вид разрушения меняется на оползень. Для глинистых грунтов преобладающим видом разрушения является скольжение. Базовое скольжение происходит для склонов с углом наклона менее 18°. Тип разрушения на песчаной почве — разрушение склона. Разрушение основания происходит при более крутом склоне, т. е. при угле наклона, равном 36,87°.

    Влияние высоты склона

    Уменьшение высоты склона на начальном этапе имеет тенденцию к повышению запаса прочности в меньшей степени. Однако увеличение запаса прочности происходит быстрее при уменьшении высоты менее чем на 3 метра (рис. 10).

    Рис. 10

    Уменьшение высоты склона по сравнению с FoS

    Изображение в полный размер

    Как показано на рисунке выше, для высоты склона от 12 м до 3 м наклон линии довольно постоянен, и корреляционный анализ указывает на это. представляет собой сильную противоположную линейную зависимость между высотой склона и запасом прочности, т. е. r = −0,9918. На высоте 3 м происходит резкое изменение наклона высоты наклона графика в зависимости от коэффициента запаса. Корреляционный анализ от 3 м в высоту до 1 м в высоту дает r = -0,96018. Общий коэффициент корреляции составляет -0,82872, что указывает на меньшую скорость снижения коэффициента запаса прочности при раннем снижении высоты, т.е. от 12 м до 3 м высоты. После высоты откоса 3 м коэффициент запаса прочности увеличивается более высокими темпами.

    Влияние угла наклона

    Уменьшение уклона почти линейно увеличивает запас прочности. Как показано на рис. 11, зависимость между углом наклона и запасом прочности приблизительно линейна. Коэффициент корреляции между углом наклона и запасом прочности составляет −0,9.761. Коэффициент корреляции указывает на сильную и противоположную зависимость между углом наклона и запасом прочности для трех рассматриваемых типов грунтов.

    Рис. 11

    Уменьшение угла наклона по сравнению с FoS

    Изображение полного размера

    Высота и угол наклона

    Высоту и угол наклона можно оптимизировать, чтобы максимизировать коэффициент безопасности наклона. Влияние одновременного уменьшения высоты и угла наклона исследуется путем одновременного расчета коэффициента запаса прочности, как указано в таблице 6.9.0005

    Как показано на рис. 12, при высоте откоса менее 3 м уменьшение угла откоса увеличивает запас прочности в большей степени, чем при высоте откоса более 3 м. Наклон графика зависимости угла откоса от коэффициента запаса для склона высотой 3 м равен 3, а для склонов высотой 6, 9 и 12 м — 2,69, 2,59 и 2,5 соответственно. Таким образом, для склонов меньшей высоты уменьшение угла наклона увеличивает запас прочности в большей степени.

    Рис. 12

    Уменьшение угла наклона по сравнению с FoS для различной высоты склона

    Изображение полного размера

    Аналогично, на меньших склонах уменьшение высоты увеличивает запас прочности в большей степени по сравнению со ступенчатыми склонами. На рис. 13 показано изменение запаса прочности с высотой при различных углах наклона.

    Рис. 13

    Уменьшение высоты откоса по сравнению с FoS для различных углов откоса

    Изображение в полный размер

    Заключение

    По результатам анализа установлено, что режим разрушения для трех типов грунтов зависит от высоты и угла откоса . Для глинистых и песчано-глинистых грунтов преобладающим типом обрушения откосов является оползание. Для песчаного грунта преобладающим видом разрушения является оползание по склону. На меньших высотах, т. е. менее 2 м, режим разрушения в песчано-глинистых и глинистых грунтах имеет тенденцию к скольжению основания, в то время как на песчаном грунте режим отказа имеет тенденцию к скольжению зацепа. На крутых склонах песчано-глинистые грунты склонны к обрушению по типу обвала склона, а на пологих склонах вид разрушения меняется на оползень. Для глинистых грунтов преобладающим видом разрушения является скольжение. Базовое скольжение происходит для склонов с углом наклона менее 18°. Тип разрушения на песчаной почве — разрушение склона. Разрушение основания происходит при более крутом склоне, т. е. при угле наклона, равном 36,87°.

    Уменьшение угла наклона увеличивает коэффициент безопасности склонов почти линейно, а уменьшение высоты склона увеличивает коэффициент безопасности с разной скоростью. Для определенного склона уменьшение угла наклона повысит запас прочности более эффективно, чем уменьшение уклона, в то время как для другого уклона более эффективно уменьшение высоты. Понимание характера разрушения и влияния геометрических изменений на коэффициент безопасности откоса полезно для принятия наиболее эффективного метода повышения устойчивости откосов.

    Наличие данных и материалов

    Все данные доступны в рукописи.

    Сокращения

    FoS:

    Коэффициент запаса прочности

    Ссылки

    1. Пурхосравани, Амин и Калантари, Бехзад. с.л. Обзор современных методов оценки устойчивости откосов: Electron J Geotechnical Eng, 2011, Vol. 16, стр. 1245-1254.

    2. Гальдер А., Нанди С., Бандйопадхьяй К. (2020) Сравнительное исследование анализа устойчивости откосов с использованием различных подходов. Геотехническая характеристика и моделирование. Конспект лекций по гражданскому строительству, том. 85. Спрингер, Сингапур. https://doi.org/10.1007/978-981-15-6086-6_23.

    3. Моргенштерн Н.Р. (1992) Оценка устойчивости откосов — 25-летняя перспектива. Специальная геотехническая публикация ASCE № 31. https://doi.org/10.1016/0148-9062(93)93166-U.

    4. Ян XL, Хуан Ф (2009 г.) Анализ устойчивости откосов с учетом совместных влияний нелинейности и растяжения, т. 1, с. 16. Школа гражданского и архитектурного проектирования, Центральный южный университет, Чанша, стр. 292–296. https://doi.org/10.1007/s11771-009-0050-2

    5. «>

      Альбатаин Н. (2006) Анализ устойчивости откосов с использованием методов 2D и 3D. Университет Акрона, https://etd.ohiolink.edu/apexprod/rws_etd/send_file/send?accession=akron1153719372&disposition=attachment

    6. Бутруп Э. и Ловелл К. с.л. Методы поиска при анализе устойчивости откосов: Eng Geol, 19 лет.80, Том. 16, 1, с. 51-61.

    7. Зигель Р.А. (1975) Компьютерный анализ общих проблем устойчивости откосов. Совместный исследовательский проект по автомобильным дорогам, Департамент транспорта Индианы и Университет Пердью, Вест-Лафайет, Индиана, 1975 г., тома. Публикация FHWA/IN/JHRP-75/08. https://doi.org/10.5703/1288284313895.

    8. Картер Р.К. (1971) Компьютерно-ориентированный анализ устойчивости откосов методом срезов. Диссертация, Университет Пердью, Западный Лафайет,

    9. Гох, А. Т. Генетический алгоритм поиска критической поверхности скольжения при анализе устойчивости с несколькими клиньями. с.л. : Can Geotechnical J, 1999. Том. 36, 2, стр. 382-391.

    10. Золфагари, А. Р., Хит, А. С. и Маккомби, П. Ф. Простой генетический алгоритм поиска критической некруглой поверхности разрушения при анализе устойчивости откосов. с.л. : Вычислительная геотехника, 2005. Вып. 32, 3, стр. 139-152.

    11. Болтон Х., Хейманн Г. и Гроенвольд А. Глобальный поиск критической поверхности разрушения при анализе устойчивости откосов. с.л. : Оптимизация англ., 2003. Вып. 35, 1, с. 51-65.

    12. Cheng, Y. Местоположение критической поверхности разрушения и некоторые дополнительные исследования по анализу устойчивости откосов. с.л. : Вычислительная геотехника, 2003. Вып. 30, 3, стр. 255-267.

    13. Суна, Фетхи, Лакмече, Абделькадер и Джилали, Салих. Влияние защитной стратегии жертвы на взаимодействие хищник-жертва. J Appl Math Comput, 2020, Vol. 64, стр. 665–690. https://doi. org/https://doi.org/10.1007/s12190-020-01373-0.

    14. Джилали, Салих и др. Бифуркация Тьюринга-Хопфа в диффузионной модели мидий-водорослей с производной дробного порядка по времени. с.л. : Фракталы солитонов хаоса, 2020, т. 1, с. 138 (С). DOI: https://doi.org/10.1016/j.chaos.2020.109954.

    15. Джилали, Салих, Туаула, Тарик Мохаммед и Мири, Софиан Эль-Хади. Модель героиновой эпидемии: очень общая нелинейная заболеваемость, возраст лечения и глобальная стабильность. с.л. : Acta Applicandae Mathematicae, 2017, Vol. 152. DOI https://doi.org/10.1007/s10440-017-0117-2, 1, 194.

    16. Буджема, Исмаил и Джилали, Салих. Бифуркация Тьюринга-Хопфа в модели типа Гаусса с кросс-диффузией и ее применение. с.л. : Нелинейный стад, 2018, Т. 1, с. 25, 3, стр. 665-687.

    17. Индра Н.Х., Гельмут Ф. (2011) Анализ устойчивости склона ненасыщенного грунта с полностью совмещенным анализом потока-деформации. Издание IAMG Зальцбург, Австрия

      Google ученый

    18. Доусон, Э. М., Рот, У. Х. и Дрешер, А. Анализ устойчивости откосов путем снижения прочности, с.л. : Геотехника, 1999, т. 1, с. 49(6), стр. 835-840.

    19. Гриффитс, Д. и Лейн, П. Анализ устойчивости откосов с помощью конечных элементов. с.л. : Геотехника, 1999. Том. 49, 3, стр. 387-403.

    20. ПЛАКСИС. Делфитский технологический университет и PLAXIS b.v. Plaxis версии 8 Dynamic Manual. А.А. Balkema Publishers, 2002.

    21. Азадманеш М. и Арафати Н. Сравнение анализа устойчивости откосов земляной плотины Айдогмуш методами предельного равновесия, конечных элементов и конечных разностей. с.л. : ИИЦЭБМ, 2012И. стр. 115-124.

    22. Хаббаз, Х.Ф. и Бехзад, Н.К. Методы конечных элементов против подходов предельного равновесия для анализа устойчивости откосов. с.л. : Геомеханическое общество и Новозеландское геотехническое общество, 2012.

    23. Лин, Х. и Цао, П. Потенциальные поверхности скольжения откоса с параметрами прочности. с.л. : Adv Mater Res, 2011. Vol. 243, стр. 3315-3318.

    24. ASCE (Американское общество инженеров-строителей) (2018 г.) Программное заявление 418 – Роль инженера-строителя в устойчивом развитии. АССЕ. https://www.asce.org/issues-and-advocacy/public-policy/policy-statement-418—the-role-of-the-civil-engineer-in-sustainabledevelopment/.

    25. Шеперд, Кейси Дж. и др. Анализ вариантов проектирования для сценария устойчивости откосов во влажных тропиках. ЭС1, с.л. : Инженерная устойчивость, 2018, т. 1, с. 171.

    26. Харим, Нур Адилла и др. с.л. Интерполяция, сохраняющая положительность, с использованием рационального сплайна четвертой степени. : AIMS Math, Vol. 5, 4, стр. 3762–3782. http://www. aimspress.com/journal/Math.

    27. Хуссейн, Сардар Мухаммад и др. с.л. Обобщенная 5-точечная аппроксимирующая схема разбиения переменной арности: Математика, 2020, т. 1, № 1, с. 8,4, 474. doi: https://doi.org/10.3390/math8040474.

    28. Ашраф, Пакиза и др. Сохраняющие форму свойства релаксированной четырехточечной интерполяционной схемы подразделения. с.л. : Математика, 2020, Вып. 8. 806. doi: https://doi.org/10.3390/math8050806, 5.

    29. Ghaffar A, et al. Новый класс 2m-точечных бинарных нестационарных схем деления. Adv Разностные уравнения. 2019;2019:325. https://doi.org/10.1186/s13662-019-2264-4.

    30. Бромс Б.Б., Вонг И.Х. (1985) Стабилизация склонов с помощью геоткани. Третий международный геотехнический семинар по методам улучшения почвы, Сингапур, стр. 75–83

      . Google ученый

    Скачать ссылки

    Благодарности

    Неприменимо.

    Финансирование

    Нет.

    Информация о авторе

    Авторы и принадлежность

    1. Департамент гражданского строительства, Университет Гондара, Гондар, Эфиопия

      Авторизм. поищите этого автора в PubMed Google Академия

    Вклады

    Есть только один автор, внесший свой вклад во всю работу. Автор прочитал и одобрил окончательный вариант рукописи.

    Автор, ответственный за переписку

    Переписка с Хенок Мари Шиферо.

    Декларация этики

    Утверждение этики и согласие на участие

    Неприменимо.

    Согласие на публикацию

    Не применимо.

    Конкурирующие интересы

    Автор заявляет, что у него нет конкурирующих интересов.

    Дополнительная информация

    Примечание издателя

    Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

    Права и разрешения

    Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или в любом формате при условии, что вы укажете соответствующую ссылку на оригинальный автор(ы) и источник, предоставьте ссылку на лицензию Creative Commons и укажите, были ли внесены изменения. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons на статью, если иное не указано в кредитной строке материала. Если материал не включен в лицензию Creative Commons статьи, а ваше предполагаемое использование не разрешено законом или выходит за рамки разрешенного использования, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

    Перепечатки и разрешения

    Об этой статье

    Лавинная безопасность: управление рельефом местности — угол наклона

    Управление рельефом местности является одним из трех столпов лавинной безопасности наряду со снежным покровом и погодными условиями. В отличие от снежного покрова и погоды, местность не сильно меняется со временем. Снежный покров покроется коркой с теплой погодой, но угол вашего склона не изменится ни из-за солнца, ни из-за сильного ветра. Управление ландшафтом — это навык, который имеет решающее значение для долгой и счастливой жизни в отдаленной местности. Это навык номер один, который может защитить вас в лавиноопасных зонах. Навигация по безопасной местности сводит на нет опасность сильно опасного снежного покрова. Это огромная тема, поэтому мы собираемся разбить ее на части. Первое, о чем мы поговорим, это угол наклона.

    Угол наклона (или крутизна) — это всего лишь один из аспектов управления ландшафтом, но им очень важно овладеть. В этой статье описывается влияние угла склона на опасность схода лавин, как определить угол наклона и как это повлияет на ваше решение о безопасности. Если вы новичок в бэккантри, начните с прочтения этой статьи.


    Углы склона – сладкое пятно

    Если вы помните одну вещь и только одну вещь из этой статьи, помните, что большинство лавин происходит на склонах, которые находятся между 35 и 45 градусами (некоторые источники говорят, что нижняя граница диапазона составляет 30 градусов). В этом диапазоне есть «золотое пятно» — склоны между 38° и 40° кажутся наиболее склонными к скольжению (38° как раз и является реальной опасной зоной). Склоны от 30 до 35 градусов также склонны к сходу лавин, особенно когда опасность высока, но они не так опасны, как диапазон 35-45 градусов. Склоны ниже 30° могут скользить в чрезвычайно нестабильные условия, но, как правило, не подвержены сходу лавин.

    Что-то интересное происходит на склонах с крутизной более 45°. Из-за того, что они такие крутые, они чаще скользят и имеют меньшие лавины из плит, особенно когда вы приближаетесь к 50 °. Частый слэб (вы также можете увидеть, что это написано как слэб) и небольшая активность слэбов снижает риск глубоких и более опасных лавин с слэбов. Не принимайте это за то, что глубокая плита сходит лавиной никогда не встречается на очень крутых склонах. Они так и делают, просто реже, чем на склонах, наиболее благоприятных для схода лавин (38-40°).

    Not So Sweet

    К несчастью для нас, лыжников и сноубордистов, чаще всего мы катаемся на склонах с крутизной от 35 до 45 градусов. Это (и круче, конечно) диапазон крутизны «двойной черный ромб», так что эти склоны доставляют массу удовольствия. Это плохие новости. Хорошая новость заключается в том, что, зная, что углы склона, на которых мы любим кататься, самые опасные, мы можем принимать более взвешенные решения в бэккантри. Если условия не совсем подходящие, возможно, вам не стоит кататься на этом идеально наклонном склоне, а вместо этого кататься на чем-то более мягком.

    Вероятно, это круче 30°. Просто догадка.

    При угле 30° склоны едва достаточно круты, чтобы скользить, но они достигают пика опасности скольжения при 38°. Для человеческого глаза в этом нет большой разницы, но с точки зрения лавинной опасности разница огромна. Специалисты по лавинам хорошо разбираются в углах в диапазоне 30-40°, и вам стоит поработать над этим навыком. В следующем разделе объясняется, как практиковаться в измерении углов наклона.

    Заметка о климате

    В более сухом континентальном климате (т. е. во внутренних районах) сход лавин редко бывает выше 50°. Но в более влажном прибрежном климате снег имеет тенденцию лучше «прилипать» к более крутым углам склона. Известно, что на склонах с крутизной до 60° случаются глубокие лавины, так что имейте это в виду, если вы путешествуете по побережью.

    Забавные факты об активации крутого склона

    Интересный факт: активировать неустойчивый наклон снизу почти так же просто, как и сверху. Если склон (или плита) опирается на неустойчивый слой, а вы сжимаете снег в нижней части склона, вы можете повредить неустойчивый слой и удаленно активировать склон над вами. Плохие новости. Причина в том, что все взаимосвязано, и вы скомпрометировали слабую поддержку, удерживающую склон.

    В условиях высокой опасности также часто активируются соседние склоны. Склон, на котором вы находитесь, может быть не крутым, но если крутой склон, который соединен с ним, скользит, он может потянуть вас за собой. То же самое на вершинах хребтов и вершинах крутых склонов. Имейте в виду, что если вы активируете уклон сверху, есть вероятность, что он потянет вас за собой вниз.

    Вывод: держитесь подальше от крутых склонов, когда высока опасность схода лавин или если ваше паучье чутье покалывает.


    Определение угла наклона

    К счастью для нас, есть несколько способов точно определить крутизну склона. Некоторые из этих методов работают, не ступая даже близко к рассматриваемому склону, что полезно в коварных условиях.

    Инклинометры или клинометры

    Существует инструмент, называемый клинометром или инклинометром, специально предназначенный для измерения угла наклона. Многие компасы более высокого класса имеют встроенный клинометр. Внутри циферблата компаса есть дополнительная стрелка, которая показывает угол, когда компас наклонен на ребро. Вы можете выровнять край компаса по склонам на расстоянии, а также смотреть вверх или вниз по склонам. Глядя вверх или вниз по склону, вы смотрите по краю компаса и используете зеркало для чтения клинометра. Очень полезно.

    Я использую компас Suunto MC-2, и показания клинометра очень легко считываются в зеркало или глядя прямо в него. У меня нет MC-2G, global edition, но, видимо, игла у него немного лучше. Он не должен быть ровным, чтобы считать показания. Silva Expedition S — еще один недорогой компас со встроенным клинометром, который получил довольно хорошие отзывы.

    Маленькая черная стрелка внизу — клинометр.

    Backcountry Access также имеет небольшой инструмент для измерения уклона, который вы можете носить с собой. Это красиво и компактно, и полезно для измерения склонов, на которых вы находитесь, а также склонов на расстоянии. Его нельзя использовать для наблюдения вверх или вниз по склону, если вы каким-то образом не соорудите зеркало или не воспользуетесь помощью друга — вероятно, возможно, но не идеально.

    Использование палок

    Вы также можете приблизительно оценить угол наклона с помощью лыжных палок. Это относится только к склонам, на которых вы стоите, поэтому менее полезно, чем клинометр. Но, по крайней мере, это хороший тренировочный инструмент, который поможет вам узнать, как выглядит и ощущается наклон в 30°.

    Базовая тригонометрия: равносторонний треугольник, подобный показанному на рисунке ниже, имеет три равные длины сторон и три равных внутренних угла по 60 градусов. Что мы собираемся сделать, так это создать равносторонний треугольник с нашими полюсами. Это немного сбивает с толку, так что прочитайте его пару раз, если вам нужно. Мне потребовалось некоторое время, чтобы понять это, и я неплохо разбираюсь в математике…

    Техника работы с шестом

    Сначала положите один шест на снег вдоль склона. Отметьте снег в верхней и нижней части шеста. Затем возьмите оба шеста и вставьте конец одного из них в верхнюю отметку, которую вы только что сделали. Держите его над склоном в соответствии с первыми сделанными отметками, удерживая конец в снегу на верхней отметке. Позвольте другому шесту свободно свисать с другого конца первого шеста (свободно держите их руками). Опускайте две жерди, пока острие второй жерди не коснется снега. Убедитесь, что точка первого шеста находится на верхней отметке. Вы создали треугольник, используя линию/отметки, которые вы сначала сделали, и два шеста в ваших руках, один из которых свободно свисает.

    Если висячий шест касается нижней отметки, вы создали равносторонний треугольник с 3 равными сторонами и 3 равными внутренними углами по 60°. Взгляните на супер-высокотехнологичную графику ниже. Ваш висячий шест и земля образуют угол 90°. Поскольку мы знаем, что внутренний угол треугольника равен 60°, это говорит нам о том, что угол наклона должен быть равен 30°.

    Вам не нужно запоминать почему. Только помните, что если висячий шест точно касается нижней отметки, угол наклона составляет 30°. Нижняя граница лавинной опасности.

    На более крутых склонах свисающая палка будет касаться снега дальше по склону, чем нижняя отметка. Эмпирическое правило состоит в том, что каждые 10 см (4 дюйма) после отметки составляют еще 3° крутизны. Разве математика не прекрасна?

    Это не самый точный метод, но он, безусловно, может дать вам представление о том, находитесь ли вы в опасной зоне или нет.

    Измеритель уклона PoleClinometer

    Другим практичным и эффективным вариантом является наклейка PoleClinometer, которая очень удобна. Это наклейка, которую вы наклеиваете на лыжную палку с линиями, соответствующими углам наклона. Он подойдет практически для любой лыжной палки (кроме изогнутых гоночных палок) и имеет вполне разумную цену (14,9 долларов США).9 на момент написания этой статьи). Он имеет прочный пластиковый чехол, который защищает наклейку, поэтому вам не нужно беспокоиться о том, что она сорвется или повредится.

    Визирование через склон.

    Он работает, чтобы видеть склоны на расстоянии, а также работает, глядя вниз по склону сверху. Это работает следующим образом: вы вешаете палкой перед собой и сопоставляете угол наклона с линией на наклейке, которая совпадает с уклоном. Каждая линия на наклейке PoleClinometer помечена углом, чтобы вы знали, что такое угол наклона. Аккуратный!

    Наблюдение за склоном.

    Вы можете приобрести один из них в Garage Grown Gear, крутом сайте, где есть хороший выбор снаряжения для активного отдыха от небольших компаний. Посмотрите обучающее видео ниже.


    Мы знаем угол наклона: что теперь?

    Итак, что нам делать с этим новым знанием углов наклона вокруг нас? Главное — использовать эту информацию, чтобы выбрать, каких уклонов избегать. Как при подъеме, так и при спуске.

    При настройке трассы кожи вы можете использовать свои новые навыки, чтобы связать склоны с наименьшим углом, чтобы добраться до пункта назначения. Вы также сможете определить потенциально опасные соседние склоны на расстоянии и держаться подальше от них.

    Угол наклона также влияет на принятие решения при спуске. В день повышенного риска вам, безусловно, следует избегать уклонов более 30 градусов. Возможно, даже более низкие углы, если опасность исключительно высока. В идеале в этом сценарии вы не должны быть в бэккантри, но в многодневной поездке это может случиться.

    Related Articles

    Облицовочного кирпича технология кладки – : , , .

    Содержание Как класть облицовочный кирпич — технология и этапы выполнения кладкиОсобенности материалаВиды кладкиКак правильно класть – технология работСоветы и рекомендацииЧитайте также:выбор материала, образцы кладки и технология работВыбор облицовочного кирпичаКритерии выбора качественного материала и инструментовОбразцы кладкиТехнология укладки облицовочного кирпичаСоветы по выкладке облицовкиКладка облицовочного кирпича, кладка облицовочного кирпича своими руками — СтройфораВиды кирпичей для облицовочной кладкиПорядок работ […]
    Читать далее

    Промилле уклон дороги: Уклон дороги: поперечный и продольный

    Содержание Уклон — дорога — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3Уклон (уклон) — Grade (slope)СодержаниеНоменклатураУравненияКасательная как отношениеУгол от касательного градиентаДорогиЭкологический дизайнЖелезнодорожные путиКомпенсация кривизныПостоянные тормозавнешняя ссылкаНормативные требования к геометрическим параметрам поперечного профиля.Для чего определяют продольный уклон?Для чего определяют продольный уклон?Как определить существующий продольный уклон?Что такое промилле уклон?Какой должен быть уклон во дворе?Какой уклон делать […]
    Читать далее

    Средство для очистки дымохода от сажи – чем почистить дымовой канал от сажи

    Содержание способы, виды и рекомендации по выборуПричины засоренияВарианты прочисткиМеханические средстваХимические препаратыНародные способыОсиновые дроваКартофельные очисткиКаменная сольобзор, отзывы + особенности использованияОсновные признаки засорения дымоходаХарактеристики и назначение средстваБазовые характеристики искусственного поленаЧто входит в состав?Пошаговый процесс чистки «Трубочистом»Шаг #1 – подготовка к процедуреШаг #2 – применение «Трубочиста»Шаг #3 – завершение очисткиПравила дозировки препаратаОптимальный режим проведения сеансовЧто говорят покупатели о […]
    Читать далее

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Search for: