Wyznaczanie sił działających na pal stabilizujący
Siły oddziałujące na pal stabilizujący wyznaczane są w obliczeniach stateczności zbocza. Wyznaczanie współczynika stateczności zbocza SF jest oparte na analizie równowagi sił działających na bloki gruntów powyżej powierzchni poślizgu. Powierzchnie pionowe poszczególnych bloków są poddane działaniu międzyblokowych sił Fi i ich określenie jest jednym z kroków analizy stateczności zbocza. Jeśli bloki gruntów są dokładnie w stanie równowagi granicznej, to siły międzyblokowe na początku i na końcu powierzchni poślizgu są równe zero. Graniczny współczynnik bezpieczeństwa SFlim, dla którego osiągnięty jest stan równowagi granicznej, uważany jest jako rzeczywisty współczynnik bezpieczeństwa na zdefiniowanej powierzchni poślizgu. Rozkład sił międzyblokowych wzdłuż powierzchni poślizgu jest nazywany linią parcia. Siły działające na pal stabilizujący są wyznaczane na podstawie rozkładu linii parcia obliczonych dla wymaganego współczynnika bezpieczeństwa SFs.
Poniższy rysunek przedstawia różne rozkłady sił międzyblokowych Fi (linii parcia). Wykres a) przedstawia rozkład sił Fi w stanie równowagi granicznej, gdzie wartości zerowe sił międzyblokowych znajdują się zarówno na początku jak i na końcu rozkładu. Oznacza to, że ten stan został określony dla wartości współczynnika bezpieczeństwa SFlim, który dokładnie wyraża stopień bezpieczeństwa na zdefiniowanej powierzchni poślizgu. Wykres b) przedstawia linię parcia określoną dla wyższego współczynnika bezpieczeństwa niż odpowiadający SFlim. Założenie zerowej siły Fn jest przyjęte na górze powierzchni poślizgu, w wyniku czego odnotowana została niezerowa siła F0,b na dole powierzchni poślizgu. Oznacza to, że w celu osiągnięcia współczynnika bezpieczeństwa SF, podstawa zbocza powinna być obciążona siłą parcia o wartości równej F0,b. Wykres c) przedstawia linię parcia dla współczynnika bezpieczeństwa SF wyższego niż SFlim. Wynika to z założenia o zerowej sile F0 na dolnym końcu powierzchni poślizgu. Pojawia się wówczas na górze niezrównoważona siła Fn,c. Osiągnięcie stanu równowagi dla współczynnika bezpieczeństwa SF będzie wówczas teoretycznie wymagało przyłożenia siły rozciągającej o tej wartości w górnym końcu powierzchni poślizgu. Wykres d) prezentuje rozkład sił międzyblokowych w przypadku, gdy w punkcie x umieszczony jest pal stabilizujący. Dolna część rozkładu odpowiada wykresowi c) i służy do wyznaczenia wartości siły biernej P w punkcie x. Powyżej pala rozkład odpowiada wykresowi b) i jest uwzględniany oraz służy do wyznaczania siły czynnej T w punkcie x. Różnica pomiędzy siłami P i T jest więc siłą przenoszoną przez pal stabilizujący.
Rozkład sił międzyblokowych Fi
Podpis pod rysunkiem (wyjaśnienie):
a) rozkład dla współczynnika bezpieczeństwa SF = SFlim (F0 = 0 i Fn = 0)
b) rozkład dla współczynnika bezpieczeństwa SF > SFlim z siłą o zerowej wartości na górnym końcu
c) rozkład dla współczynnika bezpieczeństwa SF > SFlim z siłą o zerowej wartości na dolnym końcu
d) rozkład dla współczynnika bezpieczeństwa SF z palem stabilizującym w punkcie x