ניתוח יציבות מדרונות במכרה ערד - פס 89

מחקר זה הוזמן בעקבות כשל מדרון במכרה ערד (פס 48) בקיץ 1994. הבלוק אשר השתחרר (גובה 46 מ', עומק 30 מ' אורך 22 מ') החליק על גבי מישור שיכוב הנוטה בשיעור של כ- 19⁰C כאשר סדרת שכבות חלשות בבסיסו נחשפו על ידי פעולות החפירה. ניתוק הבלוק מהדפנות התאפשר כתוצאה משיטת הכריה אשר הותירה את הבלוק בולט החוצה מתוואי קירות המכרה. במהלך ההחלקה נפתח סדק מתיחה בגב הבלוק בעומק 33 מ' והתקבלה תנועה בניצב לסדק בשיעור של כחמישה מטרים.
נתוח לאחור של הכשל הראה שחוזק מישור החולשה הי צריך להיות מורכב בחיכוך בלבד (ללא קוהזיה) בשיעור של 19⁰C. יש לציין שבעת הכשל סדק המתיחה היה יבש (סיכום ארוע הכשל בנספח דו"ח BGU-RM/4/94 ). נבדקה זוית החיכוך השיורית בין משורי החולשה והשוית הנמוכה ביותר אשר נתקבלה היתה 22⁰ , המספקת מקדם בטחון של 1.17 התברר לפיכך שככל הנראה הגלישה התפתחה כתוצאה מכשל אופק חרסיתי דק הנמצא בין השכבות החלשות, אך התכונות המכניות של אותהחרסית לא נבדקו במחקר הראשוני.
לאור ממצאים אלו נתבקשנו להעריך את יציבות המדרון בפס 89 לפני תחילת הכריה המחקר הנוכחי התמקד בהגדרה נסיונית של החוזק המיכני של השכבות החלשות בחתך וניתוח יציבות המבוסס על נתוני חוזק אמינים. שכבות הפוספט נבדקו במעבדת הנגב למכניקת סלע בגזירה מרחבית וחוזק המגעים בין השכבות נבדק בבדיקות הטיה. אופק החרסית הנמצא בין הצור ופרט הגיר הפוספטי, נבדק בטכניון בגזירה ישירה בתנאים של קונסולידציה לאחר הרטבה וניקוז מלא. התברר ללא ספק ששכבת החרסית היא היחידה החלשה ביותר בחתך, בעלת קוהזיה של 5.89 ק"ג/סמ"ר (589 KPa וזוית חיכוך של 19.2⁰ . נתוני חוזק אלו מסבירים היטב את ארוע הכשל בפס 48 ומאפשרים קביעה כמעט ודיאת שתרומת הקוהזיה לחוזק זניחה.