befolyásoló

A lejtők és a lejtők stabilitását befolyásoló tényezők a talajban

Részlet a "Lejtők és instabil lejtők geológiai kockázataival foglalkozó tanfolyam" egyik moduljából, amelyet az Ingeoexpert oktatóközpontban tartanak, Juan José Pérez Santos vezetésével.

A lejtők és a lejtők stabilitását a talaj típusú anyagokban olyan tényezők határozzák meg, amelyek képesek módosítani a talajon ható belső és külső erőket. Ezek a tényezők, amelyek meghatározzák a lejtő vagy lejtő egyensúlyi helyzetét, a következőkre vannak csoportosítva:

  • Tényezők kondicionáló tényezők (vagy "passzív"): természetes eredetűek, például geometriai vagy morfológiai, geológiai, hidrogeológiai, geotechnikai, szerkezeti tényezők. A talajban a litológia, a morfológia és a hidrogeológiai viszonyok határozzák meg a terep ellenálló tulajdonságait és viselkedését.
  • Tényezők kiváltja (vagy „eszközök”): ezek olyan külső tényezők, amelyek a talajra hatnak, megváltoztatva azok jellemzőit, tulajdonságait és a lejtő vagy lejtő egyensúlyi feltételeit, instabilitást okozva vagy kiváltva, ha a feltételek teljesülnek. Általában ők felelnek a mozgások nagyságáért és sebességéért.

Kondicionáló tényezők

A kondicionáló tényezők közül az anyagok fizikai és ellenálló tulajdonságai (szorosan kapcsolódnak a litológiához), valamint a lejtők és lejtők morfológiai és geometriai jellemzői alapvetőek az instabilitás hajlamában. További fontos tényezők a geológiai szerkezet és a folytonosságok, a hidrogeológiai viszonyok, az időjárás mértéke stb.

A következő szakaszok tartalmazzák a terep instabilitásának kondicionáló tényezőit a lejtők és a talaj típusú anyagok lejtőinél:

A megkönnyebbülés és a geometria határozott szerepet játszanak abban, hogy egy bizonyos meredekség szükséges a tömeges gravitációs mozgások bekövetkezéséhez. A hegyvidéki régiók a domboldalon történő mozgásokra hajlamosak. Azonban néha, és a jelenlévő egyéb tényezőktől függően, nagyon alacsony, néhány fokos lejtés elegendő bizonyos instabilitások, például sár vagy földáramlás kialakulásához. A lejtők esetében a hajlásuk nagyon fontos.

  • Stratigráfia és litológia.

A lejtőt vagy lejtőt képező anyag jellege szorosan kapcsolódik az instabilitás típusához, amelyet elszenvedhet (3.1. És 3.2. Ábra), a különböző litológiák eltérő mértékű potenciális hajlamot mutatnak a földcsuszamlások vagy törések előfordulására. Az egyes anyagtípusok fizikai és ellenálló tulajdonságai, valamint a víz jelenléte szabályozzák a stressz-alakváltozás viselkedését és ezáltal a stabilitását.

Az olyan szempontok, mint a különböző kőzettani anyagok váltakozása, a versengés és a változtatás mértéke, vagy a lágy anyag vagy a kemény rétegek jelenléte szabályozzák a meghibásodási felületek típusait és elhelyezkedését, amelyeket általában a a zavart kőzet felső zónái, vagy többé-kevésbé homogén talajú zónák.

  • Földtani felépítés és folytonosságok

A geológiai szerkezet meghatározó szerepet játszik a stabilitás feltételeiben. A szerkezeti elemek kombinációja a lejtés, a magasság és a dőlés geometriai paramétereivel, valamint azok irányultság, meghatározza a felmerülő stabilitási problémákat. Ezek a tényezők nagyobb mértékben befolyásolják a sziklás hegységeket, mint a talaj típusú anyagokat. A talajt azonban a hibák és a folytonosságok is befolyásolhatják (rétegződés), ezért szintén fontos ezeket a tényezőket figyelembe venni. A kőzet instabilitásáról szóló fejezetben különös figyelmet fordítanak az ilyen típusú tényezőkre.

  • Hidrogeológiai viszonyok.

A törések nagy részét a víz talajra gyakorolt ​​hatása, például a víz képződése okozza pórusnyomás, vagy a lejtőt vagy lejtőt alkotó anyagok felületes vagy belső húzása és eróziója. Általánosságban elmondható, hogy a víz a lejtőstabilitás legnagyobb ellensége (az antropikus tevékenységek mellett, amikor ásatásokat geotechnikai kritériumok nélkül végeznek).

A víz jelenléte lejtőn vagy lejtőn csökkenti annak stabilitását azáltal, hogy csökkenti a talaj ellenállását és növeli az instabilitásra hajlamos erőket. Legfontosabb hatásai:

  • A töréssíkok nyírószilárdságának csökkentése az effektív normál stressz (σn ') csökkentésével:

  • A húzó repedésekre gyakorolt ​​nyomás növeli az elcsúszni hajlamos erőket.
  • Anyagtömeg-növekedés a telítettség miatt:


Hol:

γdry = száraz fajlagos tömeg;

S = a telítettség mértéke;

γw = a víz fajsúlya.

  • Belső erózió a felszín alatt vagy a föld alatt.
  • Időjárás és az anyagok ásványtani összetételének változásai.
  • A folytonosságok megnyitása vízzel

Az alakja gyulladásos felület egy lejtőn vagy lejtőn különböző tényezők függenek, ezek között van az anyagok áteresztőképessége, a lejtő geometriája vagy alakja és a peremfeltételek. A talaj lejtőin a geológiai szerkezet és az anyagok áteresztőképessége nagy hatással van a vízszint elhelyezkedésére, és ezáltal a pórusnyomások eloszlására a lejtőn lévő potenciális csúszó felületen (1. ábra).

1. ábra A vízszint lejtőn történő rajzai az anyagok permeabilitása és eloszlása ​​szerint (Geological Engineering 2002).

A vízfürdő évszakonként változhat, vagy hosszú eső vagy szárazság következménye lehet. Az esővíznek vagy a lefolyásnak csak egy része hatol át a talajon, egy kis része pedig a vízszintig. Noha a freatikus szint módosulása általában a lassú változásoknak és a hosszú periódusoknak köszönhető, a nagymértékben áteresztő anyagok esetében viszonylag gyors emelkedés léphet fel a pontos, intenzív esőzések eredményeként.

A talajban lévő víz mellett figyelembe kell venni a felszíni vizek szerepét (csapadék, lefolyás stb. Miatt), amely fontos stabilitási problémákat okozhat azáltal, hogy erős nyomást okoz a folytonosságokban és repedésekben, amelyeken keresztül belép, és a föld legfelületesebb területén; Valójában a talajban a lejtéstörések gyakrabban fordulnak elő heves esőzés, erős vihar vagy olvadás idején. Az erózió és a puha vagy nem túl konzisztens anyagokban történő mosás jelenségei a felszíni víz jelenlétével is összefüggenek.

A víz hatása az anyagok tulajdonságaira azoktól függ hidrogeológiai viselkedés. A legfontosabb hatás a víz által kifejtett és a víz által meghatározott nyomás a piezometrikus szint magassága.

A legfontosabb nagyságrend és eloszlás értékelése szempontjából ismert legfontosabb szempontok pórusnyomás lejtőkön és lejtőkön a víz hatása miatt:

  • A hidrogeológiai viselkedés
  • A vízszint és a piezometrikus szintek jelenléte.
  • Vízfolyás a lejtőn o
  • Érdekes hidrogeológiai paraméterek: az áteresztőképesség vagy a hidraulikai vezetőképesség együtthatója, a hidraulikus gradiens, az áteresztőképesség és a

A lejtőn belül ható pórusnyomás közvetlenül mérhető piezométerek. Ezek a műszerek megadják a víz által a fúrólyuk belsejében lévő mérési pontban kifejtett nyomás értékét. Közvetett módon a nyomás a áramlási hálózat lejtő vagy domboldal. Ez a módszer biztosítja a nyomásértékeket a repedésfelület különböző pontjain. Az áramlási hálózat alakja lejtőn vagy lejtőn függ a terep homogenitásától és anizotrópiájától, amely meghatározza annak átjárhatóságát különböző irányokban, valamint a lejtő geometriájától (2. ábra).

2. ábra Áramlási hálózat lejtőn. Példa az A pontnak megfelelő piezometrikus magasságra (geológiai technika).


Ha az fl ow hálózat megrajzolásához szükséges elemek ismeretlenek, de a vízszint lejtőn belüli helyzete ismert, feltéve, hogy ez egy szabad víztartó, akkor a víz nyomása („u”) egy ponton megbecsülhető a a függőleges vízoszlop rajta:


Ahol „z” a vízoszlop magassága és „γw” a víz fajsúlya (a lejtő anyagok áteresztőképességének anizotropiájától és az áramlás jellemzőitől függően ez a hipotézis fontos hibákhoz vezethet).

  • A talajok geomechanikai tulajdonságai.

A lejtő vagy lejtés lehetséges törése egy bizonyos felület javára attól függ, hogy ellenáll-e a vágásnak. Először is, ez az ellenállás az anyag ellenálló paramétereitől, a kohéziótól és a súrlódástól függ.

  • Az időjárás hatása.

Bizonyos típusú talajokban időjárási folyamatok fontos szerepet játszanak ellenálló tulajdonságaik csökkentésében, ami intenzív átalakuláshoz és lebomláshoz vezet, ha az anyagokat ásatás eredményeként környezeti viszonyoknak teszik ki. Ez az ellenállásvesztés a felületi anyag leeséséhez vezethet, és ha a lejtő kritikus területeire, például a talpára hat, általános töréseket generálhat, különösen a víz jelenléte esetén.

Kiváltók

Vonatkozóan kiváltja, a legfontosabbak a csapadék, a lejtők hidrogeológiai viszonyainak változása, a statikus túlterhelések és a dinamikus terhelések, a geometria módosítása, az erózió és a földrengések. Néhány ilyen, például a vízviszonyok, a geometria változásai, valamint a túlterhelések és a dinamikus terhelések gyakran az antropikus hatások következményei.

  • Statikus túlterhelések és dinamikus terhelések.

Ezek a lejtőkön és lejtőkön kifejtett nyomások módosítják az erők eloszlását és instabilitási körülményeket generálhatnak. Az elsők között van az építmények vagy épületek súlya, vagy más típusú rakományok, például hulladéklerakók, hulladéklerakók, nehéz járművek áthaladása stb. hogy ha a lejtők és/vagy lejtők fején vannak kifejtve, akkor módosítsák stabilitási körülményeiket, amennyiben további terhelést jelentenek, amely hozzájárulhat a destabilizáló erők növekedéséhez.

A dinamikus terhelések főként a szeizmikus, természetes vagy indukált mozgásoknak, valamint a tisztás vagy lejtő közelében történő robbantás vagy az ipari üzemek nehézgépekkel történő vibrálásának köszönhetők.

Erős szeizmikus mozgások esetén az azonnali hatású erők a lejtő általános kudarcát okozhatják, ha az instabilitásnak kedvező előfeltételei vannak. A lejtő "dinamikus" stabilitása összefügg a "statikus" stabilitásával, ugyanazok a tényezők általában szabályozzák mindkét típusú stabilitást.

A szeizmikus területeken vagy más típusú dinamikus erőknek kitett területek lejtőinek és lejtőinek stabilitási elemzésében ezeket az erőket be kell vonni. Közelítő módon a számítások során a dinamikus hatás pszeudo-statikus erőnek tekinthető, amelyet a földrengés miatti maximális vízszintes gyorsulás függvényében adunk meg.

  • Csapadék és időjárási viszonyok.

A lejtőmozgások meteorológiai és éghajlati felszabadulása és a lejtő instabilitása alapvetően összefügg a csapadék mennyiségével, intenzitásával és eloszlásával, valamint az éghajlati rendszerrel. Ezért figyelembe kell venni a terep reagálását az órákon (viharokon) vagy napokon át tartó intenzív esőzésekre, valamint a szezonális reakciókat (egész évben száraz és esős évszakokra) vagy többéves (nedves és aszályos ciklusokra).

A talajban lévő víz nyomásokat eredményez, amelyek megváltoztatják a stressz állapotokat, az intersticiális nyomás és a megnövekedett súly, a belső és külső eróziós folyamatok és az ásványtani változások következtében, mindazon szempontok, amelyek módosítják a talaj típusú anyagok tulajdonságait és ellenállását.

Az esővíz beszivárgása a lejtőkön felszín alatti és földalatti áramlást, a telítetlen zóna víztartalmának növekedését és a vízszint emelkedését eredményezi, feltöltve a telített zónát.

A talajba beszivárgó víz mennyisége függ az esőzések intenzitásától és időtartamától, az ellátó medence méretétől, a talajban lévő korábbi víztartalomtól (a vízszint helyzete és a telítettség mértéke), annak áteresztőképességétől és áteresztőképességétől, valamint a lejtő domborzata és egyéb jellemzői, például a növényzet jelenléte. Ezen tényezőktől függően olyan egyensúlyhiányos állapotok keletkeznek, amelyek a lejtők instabilitásához vezethetnek.

A Heves esőzés órákig vagy napokig kiválthatja felszínes mozdulatok, például a földcsuszamlások és a sár- vagy törmelékfolyások, amelyek befolyásolják a zavaró anyagokat és a talajt, a régi földcsuszamlások újbóli bekapcsolása is gyakori.

Az esővíz gyors beszivárgása, telítődik a felszíni terep és növekszik a pórusnyomás, magyarázza a mozgások keletkezését. A lejtőkön a növényzet hiánya, a laza anyagok jelenléte és az instabilitások korábbi megléte alapvető szerepet játszik a nagyobb behatolási és anyagmozgatási képesség miatt. Ezeknek a folyamatoknak a kockázata elsősorban hirtelen előfordulásukkal jár.

Az új felszabadítása mély földcsuszamlások vagy nagy nem kapcsolódik a meteorológiai jelenségekhez szezonális, az éghajlati viszonyoknak köszönhető hosszútávú, csapadékos rendszerekkel és elegendő páratartalmi viszonyokkal a föld talajvízszintjének és víztartalmának jelentős megváltoztatásához. Az instabilitást elősegítő fő mechanizmus a vízszint magas emelkedése a víz nettó beszivárgása miatt, másodlagos szerepet játszik a föld fajsúlyának növekedése. Általánosságban elmondható, hogy minél kevésbé áteresztő anyagok, annál kisebb a rövid csapadék hatása, és annál nagyobb az éghajlati rendszer, valamint a többéves, éves vagy szezonális körülmények hatása.

A áradások és utak felnagyítják a csapadék destabilizáló hatását a folyóvölgyek lejtőin (különösen kanyarulatokban és ívelt vagy beágyazott mederszakaszokban). A lejtő alján lévő vízáram eróziós szerepe összekapcsolódik a terepet telítő esővel, amely áramlást és földcsuszamlást generál, vagy újraaktiválja a mozgásokat (3.5. Fotó).

3. fénykép. A Kufranja folyó növekedése következtében földcsuszamlás egy domboldalról. (Ajloun. Jordánia). 2014. év. Szerző: Pérez, JJ.

Az éghajlattal kapcsolatos cselekvések másik típusa a fagyás-olvadás folyamatok szezonális körülmények, amelyek felszíni instabilitást (szolifluxiót) okoznak a hideg zónák lejtőin. A gyors olvadási folyamatok lehetővé teszik a laza anyagok víztartalmának hirtelen és tartós növekedését.

  • Antropikus körülmények.

A lejtőkön a vízszint emelkedése a hosszan tartó esőzés vagy a víztározók, mesterséges tavak stb. Kitöltése következtében megnöveli az intersticiális nyomást, amely kiválthatja vagy felgyorsíthatja a földcsuszamlásokat. A tározók és tavak lejtőinek stabilitásának legrosszabb esete a gyors vízszintcsökkenés, kiegyensúlyozatlan állapotok létrehozásával a lejtőkön lévő anyagok miatt, amelyek nagy pórusnyomással maradnak, és amelyek nem oszlanak el azonos sebességgel, mint a vízszint csökkenése.