Analiza stateczności skarpy wiślanej w rejonie Bachorzewa (województwo kujawsko-pomorskie)

Przedmiotem pracy jest problematyka stateczności zbocza w rejonie strefy krawędziowej środkowego odcinka Wisły, w rejonie Bachorzewa (województwo kujawsko-pomorskie). Obszar ten wyróżnia się zróżnicowaną budową geologiczno-morfologiczną i dużą aktywnością procesów geodynamicznych. Jej celem jest identyfikacja mechanizmów, które prowadzą do utraty stateczności i wyznaczenie współczynnika bezpieczeństwa SF (ang. safety factor) za pomocą modelowania numerycznego. Podstawę merytoryczną stanowiły wieloetapowe badania i prace kameralne. W terenie zastosowano nowoczesne metody sondowań in situ tj. sondę statyczną CPT czy dylatometr Marchettiego. Wszystkie te działania pozwoliły na wyznaczenie parametrów odkształceniowych i wytrzymałościowych zastanych gruntów wieku neogeńskiego i czwartorzędowego, co z kolei było niezbędne, aby wykonać model i skorzystać z metody elementów skończonych MES w środowisku oprogramowania ZSoil. W analizie rozpatrywano dwa przekroje geologiczno-inżynierskie, pierwszy w miejscu, gdzie osuwisko jeszcze nie powstało i drugi, przechodzący przez niszę osuwiskową. Badania wykazały, że współczynnik stateczności dla wariantu nr 1 osiąga wartość SF=1, co oznacza, że skarpa znajduje się w stanie chwilowej równowagi. Z kolei w modelu przechodzącym przez niszę osuwiskową, z wartością SF=1,3 najbardziej narażoną na utratę równowagi okazała się rozluźniona warstwa koluwiów. Sprawdzono zatem, jak zachowa się model w przypadku wyłączenia tej warstwy z analizy. Wtedy jako pierwsza z wartością SF=2,1 osunęłaby się część krawędziowa zbocza. Omawiane badania pokazują, że analiza numeryczna może w dokładny sposób pomóc w prognozowaniu stateczności zboczy, zwłaszcza w tak różnorodnym i aktywnym geodynamicznie środowisku, jak krawędź wysoczyzny na prawym brzegu Wisły w rejonie Bachorzewa w powiecie lipnowskim.

This study focuses on slope stability issues in the marginal zone of the highland in the middle section of the Vistula River, in the Bachorzewo area (Kuyavian-Pomeranian Voivodeship). This area is characterized by a diverse geological and morphological structure and high geodynamic activity. The aim of this study is to identify the mechanisms leading to instability and to determine the safety factor (SF) using numerical modeling. The study was based on multi-stage field investigations and desk research. In the field, modern in-situ testing methods were employed, such as the static cone penetration test (CPT) and the Marchetti dilatometer. All these activities made it possible to determine the deformation and strength parameters of the existing Neogene and Quaternary soils, which was necessary to create a model and apply the finite element method (FEM) within the ZSoil software. The analysis considered two geological and engineering cross-sections: the first at a location where the landslide had not yet occurred, and the second passing through the bottom of the landslide niche. The study showed that the stability factor for variant No. 1 is SF = 1, which means that the slope is in a state of temporary equilibrium. In contrast, in the model passing through the bottom of the landslide niche, with an SF value of 1.3, the loosened colluvial layer proved to be the most vulnerable to losing stability. Therefore, the behavior of the model was examined when this layer was excluded from the analysis. In that case, the edge portion of the slope would be the first to slide, with an SF value of 2.1. The present study demonstrates that numerical analysis can accurately aid in predicting slope stability, particularly in an environment as diverse and geodynamically active as the edge of the upland on the right bank of the Vistula River in the Bachorzewo area of Lipno County.