Классификация оползней - Landslide classification

  (Перенаправлен из раздела Причины оползней )

Известны различные классификации оползней . Широкие определения включают формы массового движения, которые исключаются из более узких определений. Например, Энциклопедия науки и технологий МакГроу-Хилла выделяет следующие типы оползней:

Влиятельные более узкие определения ограничивают оползни оползнями и поступательными оползнями в горных породах и реголите , не включая псевдоожижение. Это исключает падения, опрокидывание, боковые сползания и массовые потоки из определения.

Факторы классификации

Различные научные дисциплины разработали системы таксономической классификации для описания природных явлений или людей, таких как, например, растения или животные. Эти системы основаны на определенных характеристиках, таких как форма органов или характер воспроизводства. Иными словами, при классификации оползней возникают большие трудности, потому что явления не могут полностью повторяться; обычно характеризуются разными причинами, движениями и морфологией, а также включают генетически различный материал. По этой причине классификации оползней основаны на различных дискриминирующих факторах, иногда очень субъективных. В следующем описании факторы обсуждаются путем разделения их на две группы: первая состоит из критериев, используемых в наиболее распространенных системах классификации, которые, как правило, легко определить. Вторая - это те факторы, которые использовались в некоторых классификациях и могут быть полезны в описаниях.

А1) Тип движения

Это наиболее важный критерий, даже если при идентификации движений могут возникнуть неопределенности и трудности, поскольку механизмы некоторых оползней часто особенно сложны. Основные движения - это падения, оползни и потоки , но обычно к ним добавляются опрокидывания, боковое распространение и сложные движения.

A2) Вовлеченный материал

Камень , земля и мусор - это термины, обычно используемые для обозначения материалов, участвующих в процессе оползня . Так , например, различие между землей и мусором, как правило, путем сравнения процента грубых зернами фракций размера. Если вес частиц диаметром более 2 мм составляет менее 20%, материал будет определяться как земля ; в противном случае это мусор .

A3) Деятельность

Классификация оползня на основе его активности особенно важна при оценке будущих событий. Рекомендации WP / WLI (1993) определяют понятие деятельности со ссылкой на пространственные и временные условия, определяющие состояние,

Земельный акт.gif

распространение и стиль. Первый термин описывает информацию о времени, в течение которого произошло движение, что позволяет получить информацию о будущем развитии, второй термин описывает в общем виде, где движется оползень, а третий член указывает, как он движется.

A4) Скорость движения

Этот фактор имеет большое значение при оценке опасности . Скорость диапазон подключен к другому типу оползней , на основе наблюдений истории болезни или сайте наблюдений.

B1) Возраст движения

Датирование оползней - интересная тема для оценки опасности . Знание частоты оползней является фундаментальным элементом любой вероятностной оценки. Кроме того, оценка возраста оползня позволяет соотнести триггер с конкретными условиями, такими как землетрясения или периоды сильных дождей . Возможно, что явления могли происходить в прошлые геологические времена при определенных условиях окружающей среды, которые сегодня больше не действуют в качестве агентов. Например, в некоторых альпийских регионах оползни эпохи плейстоцена связаны с определенными тектоническими , геоморфологическими и климатическими условиями.

B2) Геологические условия

Это фундаментальный фактор морфологической эволюции склона . Положение наслоения и наличие разрывов или разрывов контролируют морфогенез склона .

B3) Морфологические характеристики

Поскольку оползень представляет собой геологический объем со скрытой стороной, морфологические характеристики чрезвычайно важны при реконструкции технической модели.

B4) Географическое положение

Этот критерий в общих чертах описывает расположение оползней в физико-географическом контексте территории. Поэтому некоторые авторы идентифицировали оползни в соответствии с их географическим положением, чтобы их можно было описать как « альпийские оползни», «оползни на равнинах», «холмистые оползни» или « оползни со скал ». Как следствие, определенные морфологические контексты описываются процессами эволюции склонов.

B5) Топографические критерии

По этим критериям оползни можно идентифицировать по системе, аналогичной системе обозначения формаций. Следовательно, можно описать оползень, используя название участка. В частности, будет называться местность, где произошел оползень, с определенным характерным типом.

B6) Тип климата

Эти критерии придают особое значение климату в генезисе явлений, для которых одинаковые геологические условия в разных климатических условиях могут привести к совершенно разной морфологической эволюции. Как следствие, при описании оползня может быть интересно понять, в каком климате произошло это событие.

B7) Причины движений

При оценке предрасположенности к оползням важным этапом является определение причин триггеров . Терзаги описывает причины как «внутренние» и «внешние», имея в виду изменения в условиях устойчивости тел. В то время как внутренние причины вызывают модификации самого материала, которые снижают его сопротивление напряжению сдвига , внешние причины обычно вызывают увеличение напряжения сдвига, так что блок или тела больше не являются стабильными. Причины срабатывания вызывают движение массы. Предрасположенность к перемещению из-за факторов контроля является определяющей в развитии оползней. Структурные и геологические факторы, как уже было описано, могут определять развитие движения, вызывая присутствие массы в кинематической свободе.

Виды и классификация

В традиционном использовании термин оползень в то или иное время использовался для обозначения почти всех форм массового движения горных пород и реголита на поверхности Земли. В 1978 году в очень цитируемой публикации Дэвид Варнес отметил это неточное использование и предложил новую, гораздо более жесткую схему классификации массовых движений и процессов оседания. Позднее эта схема была модифицирована Круденом и Варнесом в 1996 году и существенно усовершенствована Хатчинсоном (1988) и Хунгром и др. (2001). Эта полная схема приводит к следующей классификации массовых движений в целом, где жирным шрифтом обозначены категории оползней:

Тип движения Тип материала
Коренная порода Инженерные почвы
Преимущественно нормально Преимущественно грубая
Водопад Камнепад Падение земли Падает мусор
Свергает Рок падение Падение Земли Падение мусора
Слайды Вращательный Рок-спад Землетрясение Обвал мусора
Переводной Несколько единиц Горка из каменного блока Слайд земного блока Слайд блока мусора
Многие единицы Горная горка Слайд земли Горка для мусора
Боковые спреды Рок распространение Распространение земли Распространение мусора
Потоки Рок поток Земной поток Селевой поток
Скальная лавина Лавина обломков
(Глубокая ползучесть) (Ползучесть почвы)
Сложный и составной Сочетание во времени и / или пространстве двух или более основных типов движения

В соответствии с этим определением оползни ограничиваются «движением ... деформации сдвига и смещения вдоль одной или нескольких поверхностей, которые видны или могут быть разумно предположены, или в пределах относительно узкой зоны», т. Е. Движение локализовано в одной плоскость разрушения в недрах. Он отметил, что оползни могут происходить катастрофически или что движение на поверхности может быть постепенным и прогрессирующим. Падения (отдельные блоки в свободном падении), опрокидывания (материал, уходящий путем вращения с вертикальной поверхности), растекания (форма проседания), потоки (движение псевдоожиженного материала) и ползучесть (медленное распределенное движение в геологической среде) все они явно исключены из определения оползня.

Согласно схеме оползни подразделяются на подклассы по движущемуся материалу и по форме плоскости или плоскостей, на которых происходит движение. Плоскости могут быть в целом параллельны поверхности («поступательные слайды») или иметь форму ложки («поворотные слайды»). Материалом может быть горная порода или реголит (рыхлый материал на поверхности), при этом реголит подразделяется на обломки (крупные зерна) и землю (мелкие зерна).

Тем не менее, в более широком смысле, многие из категорий, исключенных Варнесом, признаются типами оползней, как показано ниже. Это приводит к двусмысленности в использовании термина.

Ниже поясняется использование различных терминов в таблице. Варнес и те, кто позже изменил его схему, рассматривают категорию оползней только как формы оползней.

Водопад

Расположение: Кастельмеццано - Италия. Камень на дороге в результате камнепада

Описание: «отрыв грунта или скалы от крутого склона вдоль поверхности, на которой происходит небольшое или нулевое сдвигающее смещение. Затем материал спускается в основном по воздуху, падая, подпрыгивая или катясь» (Варнес, 1996).

Вторичные падения: «Вторичные падения связаны с каменными массивами, уже физически отделенными от утеса и просто осевшими на нем» (Hutchinson, 1988)

Скорость: от очень до очень высокой

Тип склона: угол откоса 45–90 градусов.

Фактор управления: неоднородности

Причины: вибрация, подрезание, неравномерное выветривание , выемка грунта или речная эрозия.

Свергает

Расположение: Национальный парк Джаспер - Канада. Эти каменные лезвия вот-вот упадут

Описание: «Опрокидывание - это вращение вперед из-за склона массы грунта или скалы вокруг точки или оси ниже центра тяжести перемещенной массы. Опрокидывание иногда происходит под действием силы тяжести, создаваемой материалом, поднимающимся вверх по склону перемещенной массы, а иногда водой или льдом в трещинах в массе » (Варнес, 1996)

Скорость: от очень низкой до очень быстрой

Тип склона: угол откоса 45–90 градусов.

Фактор управления: неоднородности, литостратиграфия.

Причины: вибрация, подрезание, неравномерное выветривание , выемка грунта или речная эрозия.

Слайды

«Сползание - это движение грунта или горной массы вниз по склону, происходящее преимущественно на поверхности разрыва или в относительно тонких зонах интенсивной деформации сдвига ». (Варнес, 1996)

Расположение: Канада. Месторождение горных оползней.

Переводный слайд

Описание: «При поступательном скольжении масса перемещается по плоской или волнообразной поверхности разрыва, выскальзывая по исходной поверхности земли». (Варнес, 1996)

Скорость: от очень низкой до очень высокой (> 5 м / с)

Тип склона: угол наклона 20-45 градусов

Фактор контроля: неоднородности, геологические условия

Вращающиеся слайды

Описание: «Вращающиеся слайды движутся по поверхности разрыва, которая является изогнутой и вогнутой » (Варнес, 1996).

Скорость: от очень низкой до очень быстрой

Тип склона: угол откоса 20–40 градусов.

Фактор контроля: морфология и литология

Причины: вибрация , подрезание, неравномерное выветривание , выемка грунта или речная эрозия.

Большой поворотный оползень недалеко от Куско, Перу, 2018 год.

Спреды

«Распространение определяется как расширение связного грунта или массива горных пород в сочетании с общим проседанием трещиноватой массы связного материала на более мягкий нижележащий материал». (Варнес, 1996). «При распространении преобладающим способом движения является боковое удлинение, компенсируемое трещинами при сдвиге или растяжении» (Варнес, 1978)

Скорость: от очень низкой до очень высокой (> 5 м / с)

Тип склона: угол 45–90 градусов.

Фактор управления: неоднородности, литостратиграфия.

Причины: вибрация, подрезание, неравномерное выветривание , выемка грунта или речная эрозия.

Потоки

Расположение: Поццано ( Castellammare di Stabia ) - Италия. На правом боку надрезанного канала виден шрам селевого потока.
Расположение: Quindici - Италия. Отложения селевых потоков
Расположение: Quindici - Италия. Повреждение селевого потока
Расположение: Сарно - Италия. Канал селевого потока размывается за счет прохождения селевого потока.

Поток является пространственно непрерывным движением , в котором поверхности сдвиг недолговечен, близко друг от друга, и , как правило , не сохраняется. Распределение скоростей в вытесняющей массе напоминает таковое в вязкой жидкости. Нижняя граница смещенной массы может быть поверхностью, вдоль которой произошло заметное дифференциальное движение, или толстой зоной распределенного сдвига (Cruden & Varnes, 1996).

Потоки в скале

Rock Flow

Описание: «Движение потока в коренных породах включает деформации, которые распределяются по множеству больших или малых трещин или даже микротрещин, без концентрации смещения вдоль сквозной трещины» (Варнес, 1978)

Скорость: очень низкая

Тип склона: угол 45–90 градусов.

Причины: вибрация, подрезание, неравномерное выветривание , выемка грунта или речная эрозия.

Скальная лавина (Штурцстрём)

Описание: «Чрезвычайно быстрое, массивное, похожее на поток движение обломков горной породы в результате большого оползня или камнепада» (Hungr, 2001)

Скорость: очень быстрая

Тип склона: угол 45–90 градусов.

Фактор управления: неоднородности, литостратиграфия.

Причины: вибрация, подрезание, дифференциальное выветривание , выемка грунта или речная эрозия

Расположение: Позитано , полуостров Соррентин - Италия. Рубец и отложение каменной лавины.

Течет в почве

Селевой поток

Описание: « Селевой поток - это от очень быстрого до очень быстрого потока насыщенного непластикового мусора в крутом канале » (Hungr et al., 2001)

Скорость: от очень высокой до очень высокой (> 5 м / с)

Тип уклона: угол 20–45 градусов.

Фактор управления: торрент отложение , вода течет

Причины: сильные дожди.

Лавина обломков
Лавина обломков в регионе Окленд , Новая Зеландия

Описание: «Лавина обломков - это от очень быстрого до очень быстрого неглубокого потока частично или полностью насыщенного мусора на крутом склоне без удержания в установленном канале». (Hungr et al., 2001).

Скорость: от очень высокой до очень высокой (> 5 м / с)

Тип уклона: угол 20–45 градусов.

Фактор контроля: морфология, реголит

Причины: сильные дожди.

Расположение: Кастельфранчи - Италия. Земной поток.
Земной поток

Описание: « Земной поток - это быстрое или более медленное, прерывистое движение пластичной глинистой земли». (Hungr et al., 2001).

Скорость: от медленной к быстрой (> 1,8 м / ч)

Тип склона: угол откоса 5–25 градусов.

Фактор управления: литология

Селевой поток

Описание: « Селевой поток - это от очень быстрого до очень быстрого потока насыщенного пластикового мусора в канале со значительно большим содержанием воды по сравнению с исходным материалом ( индекс пластичности > 5%)». (Hungr et al., 2001).

Скорость: от очень высокой до очень высокой (> 5 м / с)

Тип уклона: угол 20–45 градусов.

Фактор управления: торрент отложение , вода течет

Причины: сильные дожди.

Сложное движение

Описание: Сложное движение представляет собой комбинацию падений, опрокидываний, спусков, разворотов и потоков.

Сильный дождь вызвал массовые оползни на юге Таиланда в последнюю неделю марта 2011 года.
На этой визуализации показаны вызванные дождем оползни по данным о населении с 1 января 2015 года по 3 декабря 2015 года. 25 апреля 2015 года в Непале произошло смертоносное землетрясение в Горкхе, которое вызвало смертельный оползень, в результате которого погибли еще 60 человек.

В Причинах оползней , как правило , связаны с нестабильностью в склонах. Обычно можно идентифицировать одну или несколько причин оползня и один спусковой механизм оползня . Разница между этими двумя концепциями тонкая, но важная. Причины оползня - это причины, по которым оползень произошел в этом месте и в то время. Причины оползней перечислены в следующей таблице и включают геологические факторы, морфологические факторы, физические факторы и факторы, связанные с деятельностью человека.

Причины могут рассматриваться как факторы, которые сделали склон уязвимым для разрушения, которые предрасполагают склон к нестабильности. Триггер - это единственное событие, которое в конечном итоге инициировало оползень. Таким образом, сочетание причин делает склон уязвимым для разрушения, и спусковой механизм, наконец, инициирует движение. Оползни могут иметь множество причин, но могут иметь только одну причину, как показано на следующем рисунке. Обычно относительно легко определить триггер после того, как произошел оползень (хотя, как правило, очень сложно определить точный характер триггеров оползня перед событием движения).

Иногда, даже после подробных расследований, невозможно определить пусковой механизм, как это было в случае крупного оползня на горе Кук в Новой Зеландии в 1991 году. Неясно, является ли отсутствие триггера в таких случаях результатом действия какого-то неизвестного процесса. в пределах оползня, или действительно ли был спусковой крючок, но это не может быть определено. Возможно, это связано с тем, что на самом деле спусковым механизмом было медленное, но неуклонное снижение прочности материала, связанное с выветриванием породы - в какой-то момент материал становится настолько слабым, что должен произойти отказ. Следовательно, спусковым крючком является процесс выветривания, но он не обнаруживается извне. В большинстве случаев мы думаем о триггере как о внешнем стимуле, который вызывает немедленную или почти немедленную реакцию на склоне, в данном случае в виде движения оползня. Обычно это движение вызывается либо из-за изменения напряжений на склоне, возможно, за счет увеличения напряжения сдвига или уменьшения эффективного нормального напряжения , либо из-за уменьшения сопротивления движению, возможно, за счет уменьшения прочности материалов на сдвиг внутри оползня.

Геологические причины

  • Выветрившиеся материалы
  • Стриженые материалы
  • Сочлененные или трещиноватые материалы
  • Противоположно ориентированные неоднородности
  • Контрасты проницаемости
  • Материальные контрасты
  • Осадки и снегопады
  • Землетрясения

Морфологические причины

  • Угол наклона
  • Подъём
  • Отскок
  • Речная эрозия
  • Волновая эрозия
  • Ледниковая эрозия
  • Эрозия боковых краев
  • Подземная эрозия
  • Наклонная нагрузка
  • Изменение растительности
  • Эрозия

Физические причины

Топография

  • Аспект наклона и градиент

Геологические факторы

  • Факторы неоднородности (шаг погружения, четкость, провал и длина)
  • Физические характеристики породы (прочность породы и т. Д.)

Тектоническая активность

  • Сейсмическая активность (землетрясения)
  • Извержение вулкана

Физическое выветривание

  • Размораживание
  • Замораживание-оттаивание
  • Эрозия почвы

Гидрогеологические факторы

  • Интенсивные дожди
  • Быстрое таяние снега
  • Продолжительные осадки
  • Подмена грунтовых вод (быстрая просадка)
  • Давление воды в порах почвы
  • Поверхностный сток

Человеческие причины

  • Вырубка леса
  • Земляные работы
  • Загрузка
  • Управление водными ресурсами (снижение уровня грунтовых вод и утечка воды)
  • Использование земли (например, строительство дорог, домов и т. Д.)
  • Добыча полезных ископаемых
  • Вибрация

Резюме

В большинстве случаев основной причиной оползней являются обильные или продолжительные осадки . Как правило, это принимает форму либо исключительного краткосрочного события, такого как прохождение тропического циклона, либо даже дождя, связанного с особенно сильной грозой, или продолжительного выпадения дождя с более низкой интенсивностью, такого как совокупный эффект муссонных дождей. в Южной Азии . В первом случае обычно требуется очень высокая интенсивность дождя, тогда как во втором случае интенсивность дождя может быть умеренной - важны продолжительность и существующие условия порового давления воды . Нельзя недооценивать важность дождя как триггера оползней. Глобальный обзор возникновения оползней за 12 месяцев до конца сентября 2003 г. показал, что во всем мире произошло 210 разрушительных оползней. Из них более 90% были вызваны сильными дождями. Один случай дождя, например, в Шри-Ланке в мае 2003 года вызвал сотни оползней, в результате которых погибло 266 человек и более 300 000 человек остались без крова. В июле 2003 года интенсивная полоса дождя, связанная с ежегодным азиатским муссоном, прослеживалась в центральной части Непала , вызвав 14 фатальных оползней, унесших жизни 85 человек. По оценке перестраховочной компании Swiss Re, оползни, вызванные дождем, связанные с явлением Эль-Ниньо 1997–1998 годов, вызвали оползни вдоль западного побережья Северной, Центральной и Южной Америки, которые привели к убыткам на сумму более 5 миллиардов долларов. Наконец, в результате оползней, вызванных ураганом «Митч» в 1998 году, погибло около 18 000 человек в Гондурасе , Никарагуа , Гватемале и Сальвадоре . Так почему же осадки вызывают столько оползней? В основном это связано с тем, что осадки вызывают увеличение давления воды в порах в почве . На рисунке A показаны силы, действующие на неустойчивый блок на склоне. Движение вызывается напряжением сдвига, которое создается массой блока, действующей под действием силы тяжести вниз по склону. Сопротивление движению - результат нормальной нагрузки. Когда склон заполняется водой, давление жидкости придает блоку плавучесть, уменьшая сопротивление движению. Кроме того, в некоторых случаях давление жидкости может действовать вниз по склону в результате потока грунтовых вод, создавая гидравлический толчок к оползню, что еще больше снижает устойчивость . Хотя пример, приведенный на рисунках A и B, явно является искусственной ситуацией, механика по сути соответствует реальному оползню.

A: Диаграмма, показывающая сопротивление и причины движения в наклонной системе, состоящей из неустойчивого блока.
B: Диаграмма, иллюстрирующая сопротивление и причины движения в наклонной системе, состоящей из неустойчивого блока.

В некоторых ситуациях присутствие большого количества жидкости может дестабилизировать склон за счет других механизмов, таких как:

• псевдоожижение мусора от более ранних событий с образованием селевых потоков;

• Потеря всасывающей силы в илистых материалах, приводящая, как правило, к неглубоким разрушениям (это может быть важным механизмом в остаточных почвах в тропических районах после обезлесения );

• Подрезание подошвы склона за счет речной эрозии.

Были предприняты значительные усилия, чтобы понять триггеры оползней в естественных системах, но результаты были весьма разными. Например, работая в Пуэрто-Рико , Ларсен и Саймон обнаружили, что штормы с общим количеством осадков 100–200 мм, около 14 мм дождя в час в течение нескольких часов или 2–3 мм дождя в час в течение примерно 100 часов могут вызвать оползни в этой среде. Рафи Ахмад, работающий на Ямайке , обнаружил, что для кратковременных осадков (около 1 часа) требовалась интенсивность более 36 мм / ч, чтобы вызвать оползни. С другой стороны, при длительной продолжительности дождя низкая средняя интенсивность около 3 мм / ч оказалась достаточной, чтобы вызвать оползень, поскольку продолжительность шторма приближалась примерно к 100 часам. Corominas and Moya (1999) обнаружили, что для верхнего бассейна реки Льобрегат в районе Восточных Пиренеев существуют следующие пороги . Без предшествующих дождей сильные и непродолжительные дожди вызвали селевые потоки и мелкие оползни, образовавшиеся в коллювии и выветрившихся породах. Пороговое значение количества осадков около 190 мм за 24 часа привело к отказу, тогда как более 300 мм за 24-48 часов были необходимы, чтобы вызвать широко распространенные мелкие оползни. С предшествующим дождем, умеренной интенсивностью осадков не менее 40 мм за 24 часа реактивировались оползни и как вращательные, так и поступательные оползни, влияющие на глинистые и илисто-глинистые образования. В этом случае потребовалось несколько недель и 200 мм осадков, чтобы вызвать реактивацию оползня. Об аналогичном подходе сообщили Brand et al. (1988) для Гонконга, который обнаружил, что если предшествующее 24-часовое количество осадков превышало 200 мм, то пороговое значение количества осадков для большого оползня составляло 70 мм · ч -1 . Наконец, Кейн (1980) установил всемирный порог:

I = 14,82 D - 0,39 где: I - интенсивность осадков (мм · ч −1 ), D - продолжительность дождя (ч)

Этот порог применяется в течение периодов времени от 10 минут до 10 дней. Можно изменить формулу, чтобы учесть области с высоким среднегодовым количеством осадков, учитывая долю среднегодовых осадков, представленных любым отдельным явлением. Чтобы попытаться понять триггеры дождя, можно использовать и другие методы, в том числе:

• Методы фактических осадков, при которых измерения количества осадков корректируются с учетом потенциального суммарного испарения, а затем соотносятся с явлениями движения оползней.

• Подходы к гидрогеологическому балансу, в которых реакция порового давления воды на количество осадков используется для понимания условий, при которых возникают разрушения.

• Сопряженные осадки - методы анализа устойчивости, в которых модели реакции на давление поровой воды связаны с моделями устойчивости откосов, чтобы попытаться понять сложность системы.

• Численное моделирование уклона, в котором модели конечных элементов (или аналогичные) используются, чтобы попытаться понять взаимодействие всех соответствующих процессов.

Таяние снега

Во многих холодных горных районах таяние снегов может быть ключевым механизмом возникновения оползней. Это может быть особенно важно, когда резкое повышение температуры приводит к быстрому таянию снежного покрова. Эта вода может затем просачиваться в землю, которая может иметь непроницаемые слои под поверхностью из-за все еще мерзлой почвы или породы, что приводит к быстрому увеличению давления поровой воды и, как следствие, к оползневой активности. Этот эффект может быть особенно серьезным, когда более теплая погода сопровождается осадками, которые одновременно увеличивают уровень грунтовых вод и ускоряют скорость оттаивания .

Изменение уровня воды

Быстрые изменения уровня грунтовых вод вдоль склона также могут вызвать оползни. Это часто бывает, когда склон примыкает к водоему или реке. Когда уровень воды у склона быстро падает, уровень грунтовых вод часто не может рассеяться достаточно быстро, оставляя искусственно высокий уровень грунтовых вод. Это подвергает наклон склона более высоким, чем обычно, напряжениям сдвига, что приводит к потенциальной нестабильности. Это, вероятно, самый важный механизм разрушения материалов берега реки, значительный после наводнения, поскольку уровень реки снижается (т.е. на опускающемся конце гидрографа), как показано на следующих рисунках.

Состояние грунтовых вод при стабильном уровне реки
Состояние грунтовых вод на падающем крае гидрографа. Если уровень воды в реке падает достаточно быстро, то высокий уровень воды на склоне может создать гидравлический толчок, дестабилизирующий склон, иногда вызывая обрушение берега.

Это также может быть значительным в прибрежных районах, когда уровень моря падает после штормового прилива или когда уровень воды в водохранилище или даже в естественном озере быстро падает. Самый известный пример этого - провал Ваджонта , когда быстрое снижение уровня озера способствовало возникновению оползня, унесшего жизни более 2000 человек. Многочисленные огромные оползни произошли также в Трех ущельях (ТГ) после строительства плотины ТГ.

Реки

В некоторых случаях аварии возникают в результате подрезания склона рекой, особенно во время паводка. Эта подрезка служит как для увеличения уклона склона, что снижает устойчивость, так и для устранения утяжеления носка, что также снижает устойчивость. Например, в Непале этот процесс часто наблюдается после наводнения, вызванного прорывом ледникового озера, когда вдоль канала происходит эрозия пальцев ног . Сразу после прохождения паводковых волн часто происходят обширные оползни. Эта нестабильность может продолжаться долгое время после этого, особенно в последующие периоды сильных дождей и наводнений.

Сейсмичность

Второй важный фактор в возникновении оползней - сейсмичность . Оползни возникают во время землетрясений в результате двух отдельных, но взаимосвязанных процессов: сейсмических сотрясений и создания порового давления воды.

Сейсмическое сотрясение

Прохождение волн землетрясения через скальные породы и почву вызывает сложный набор ускорений, которые эффективно действуют, изменяя гравитационную нагрузку на склон. Так, например, вертикальные ускорения последовательно увеличивают и уменьшают нормальную нагрузку, действующую на склон. Точно так же горизонтальные ускорения вызывают силу сдвига из-за инерции оползневой массы во время ускорений. Эти процессы сложны, но их может быть достаточно, чтобы вызвать обрушение откоса. Эти процессы могут быть гораздо более серьезными в горных районах, в которых сейсмические волны взаимодействуют с землей, вызывая увеличение величины ускорений грунта. Этот процесс называется « топографическим усилением». Максимальное ускорение обычно наблюдается на гребне склона или вдоль линии гребня, что означает, что для оползней, вызванных сейсмическими воздействиями, характерно то, что они простираются до вершины склона.

Разжижение

Прохождение волн землетрясения через гранулированный материал, такой как почва, может вызвать процесс, называемый разжижением , при котором встряхивание вызывает уменьшение порового пространства материала. Это уплотнение увеличивает поровое давление в материале. В некоторых случаях это может превратить гранулированный материал в жидкость, которая, по сути, является жидкостью, создавая «скольжения потока», которые могут быть быстрыми и, следовательно, очень разрушительными. В качестве альтернативы, увеличение порового давления может снизить нормальное напряжение на склоне, позволяя активировать поступательные и вращательные отказы.

Характер сейсмических оползней

По большей части сейсмически генерируемые оползни по своей морфологии и внутренним процессам обычно не отличаются от тех, которые возникли в несейсмических условиях. Однако они имеют тенденцию быть более распространенными и внезапными. Самыми распространенными типами оползней, вызванных землетрясениями, являются камнепады и оползни обломков горных пород, образующиеся на крутых склонах. Однако возможны почти все другие типы оползней, включая сильно разрозненные и быстро движущиеся падения; более последовательные и медленно движущиеся оползни, оползни и оползни; и боковые распространения и потоки, которые включают частично или полностью сжиженный материал (Keefer, 1999). Обвалы, разрушенные каменные оползни и разрушенные оползни земли и обломков являются наиболее распространенными типами оползней, вызванных землетрясениями, тогда как земные потоки , потоки обломков и лавины из камней, земли или обломков обычно переносят материал дальше всего. Существует один тип оползней, который ограничен исключительно землетрясениями - нарушение разжижения , которое может вызвать трещины или проседание грунта. Разжижение включает временную потерю прочности песков и илов, которые ведут себя как вязкие жидкости, а не как грунты. Это может иметь разрушительные последствия во время сильных землетрясений.

Вулканическая активность

Некоторые из самых крупных и разрушительных известных оползней были связаны с вулканами. Это может произойти либо в связи с извержением самого вулкана, либо в результате мобилизации очень слабых отложений, которые образуются в результате вулканической активности. По сути, существует два основных типа вулканических оползней: лахары и обвалы обломков, самые большие из которых иногда называют фланговыми обрушениями. Пример лахара был замечен на горе Сент-Хеленс во время ее катастрофического извержения 18 мая 1980 года. Разрушения на самих вулканических склонах также обычны. Например, часть склона вулкана Касита в Никарагуа обрушилась 30 октября 1998 г. во время сильных осадков, связанных с прохождением урагана «Митч». Обломки первоначального небольшого разрушения вымыли старые отложения вулкана и включили в себя дополнительную воду и влажные отложения на своем пути, увеличившись в объеме примерно в девять раз. Лахар убил более 2000 человек, когда захлестнул города Эль-Порвенир и Роландо Родригес у подножия горы. Лавины обломков обычно возникают одновременно с извержением, но иногда они могут быть вызваны другими факторами, такими как сейсмический удар или проливные дожди. Они особенно распространены на стратовых вулканах, которые могут быть очень разрушительными из-за своего большого размера. Самая известная лавина обломков произошла на горе Сент-Хеленс во время мощного извержения в 1980 году. 18 мая 1980 года в 8:32 утра по местному времени на горе Сент-Хеленс произошло землетрясение магнитудой 5,1. Выпуклость и окружающая область ускользнули в результате гигантского оползня и лавины обломков, сбросив давление и вызвав крупное пемзово-пепельное извержение вулкана. Лавина обломков имела объем около 1 км 3 (0,24 кубических миль), двигалась со скоростью от 50 до 80 м / с (от 110 до 180 миль в час) и покрыла площадь 62 км 2 (24 квадратных мили), в результате чего погибли 57 человек.

Коллювиальные пустоты в коренных породах

Коллювиальные впадины в коренных породах являются причиной многих оползней на мелководье на крутых склонах гор. Они могут иметь форму U- или V-образного желоба, поскольку местные изменения коренных пород обнаруживают участки в коренных породах, которые более подвержены выветриванию, чем другие места на склоне. По мере того, как выветренная коренная порода превращается в почву , увеличивается перепад высот между уровнем почвы и твердой коренной породой. При внесении воды и густой почвы сцепление становится меньше, и почва выливается в оползень. С каждым оползнем вымывается все больше коренных пород, и впадина становится глубже. Через некоторое время коллювий заполняет пустоту, и последовательность начинается снова.

Смотрите также

Ссылки

дальнейшее чтение

  • Кейн, Н., 1980. Контроль интенсивности и продолжительности выпадения мелких оползней и селевых потоков . Geografiska Annaler, 62A, 23-27.
  • Коутс, Д.Р. (1977) - Перспективы оползней. В: Оползни (Д. Р. Коутс, ред.) Геологическое общество Америки, стр. 3–38.
  • Короминас, Дж. И Мойя, Дж. 1999. Реконструкция недавней оползневой активности в связи с осадками в бассейне реки Льобрегат, Восточные Пиренеи, Испания. Геоморфология, 30, 79-93.
  • Cruden DM, VARNES DJ (1996) - Типы и процессы оползней. В: Тернер А.К .; Шустер Р.Л. (ред.) Оползни: исследование и смягчение последствий . Transp Res Board, Spec Rep 247, pp 36–75.
  • Хунгр О., Эванс С.Г., Бовис М. и Хатчинсон Дж. Н. (2001) Обзор классификации оползней проточного типа. Экология и инженерные науки о Земле VII, 221–238 ».
  • Хатчинсон Дж. Н .: Массовое движение. В: Энциклопедия геоморфологии (Fairbridge, RW, ed.), Reinhold Book Corp., New York, pp. 688–696, 1968 ».
  • Харпе CFS: оползни и связанные с ними явления. Исследование массовых движений почвы и горных пород. Columbia Univo Press, Нью-Йорк, 137 стр., 1938
  • Кифер, Д.К. (1984) Оползни, вызванные землетрясениями. Бюллетень Геологического общества Америки 95, 406-421
  • Варнес DJ: Типы и процессы движения по склону. В: Schuster RL & Krizek RJ Ed., Оползни, анализ и контроль. Совет по исследованиям в области транспорта Sp. Rep. № 176, Nat. Акад. наук, 1978. С. 11–33.
  • Терзаги К. - Механизм оползней. В Инженерной геологии (Беркель) Том. Эд. да Геологическое общество Америки ~ Нью-Йорк, 1950.
  • WP / WLI. 1993. Предлагаемый метод описания активности оползня. Бюллетень Международной ассоциации инженерной геологии , № 47, стр. 53–57.
  • Данн, Томас. Журнал Американской ассоциации водных ресурсов. Август 1998 г., Т. 34, NO. 4.
  • www3.interscience.wiley.com Журнал JAWRA Американской ассоциации водных ресурсов, том 34, выпуск 4, статья впервые опубликована в Интернете: 8 ИЮНЯ 2007 г. (требуется регистрация)
  • 2016, звезда округа Вентура. Подъездная дорога в Камарилло, Калифорния (466 E. Highland Ave., Камарилло, Калифорния) тонет, и за считанные минуты подъездную дорожку охватывает оползень.