Klasifikace sesuvů - Landslide classification

Byly známy různé klasifikace sesuvů . Široké definice zahrnují formy masového pohybu, které užší definice vylučují. Encyklopedie vědy a technologie McGraw-Hill například rozlišuje následující typy sesuvů:

• pád (podřezáním)
• pád (svržením)
• útlum
• skluz
• zemní tok
• závrty , horská strana
• skluz, který se vyvíjí do skalní laviny

Vlivné užší definice omezují sesuvy půdy na propady a translační skluzavky ve skále a regolitu , nezahrnují fluidizaci. Z definice jsou vyloučeny pády, svržení, boční spready a hmotnostní toky.

Klasifikační faktory

Různé vědecké disciplíny vyvinuly taxonomické klasifikační systémy k popisu přírodních jevů nebo jednotlivců, jako jsou například rostliny nebo zvířata. Tyto systémy jsou založeny na specifických charakteristikách, jako je tvar orgánů nebo povaha reprodukce. Jinak při klasifikaci sesuvů existují velké potíže, protože jevy nejsou dokonale opakovatelné; obvykle se vyznačuje různými příčinami, pohyby a morfologií a zahrnuje geneticky odlišný materiál. Z tohoto důvodu jsou klasifikace sesuvu půdy založeny na různých diskriminačních faktorech, někdy velmi subjektivních. V následujícím zápisu jsou faktory diskutovány jejich rozdělením do dvou skupin: první je tvořena kritérii používanými v nejrozšířenějších klasifikačních systémech, které lze obecně snadno určit. Druhý je tvořen faktory, které byly použity v některých klasifikacích a mohou být užitečné v popisech.

A1) Typ pohybu

Toto je nejdůležitější kritérium, i když při identifikaci pohybů mohou nastat nejistoty a potíže, protože mechanismy některých sesuvů jsou často obzvláště složité. Hlavními pohyby jsou pády, skluzavky a toky , ale obvykle se k nim přidávají převrácení, boční šíření a složité pohyby.

A2) Zapojený materiál

Skála , země a úlomky jsou termíny, které se obecně používají k rozlišení materiálů zapojených do procesu sesuvu půdy . Například rozdíl mezi zemí a úlomky se obvykle provádí porovnáním procenta hrubých frakcí velikosti zrna . Pokud je hmotnost částic o průměru větším než 2 mm menší než 20%, bude materiál definován jako země ; v opačném případě jde o trosky .

A3) Aktivita

Klasifikace sesuvu na základě jeho činnosti je zvláště důležitá při hodnocení budoucích událostí. Doporučení WP/WLI (1993) definují koncept aktivity s odkazem na prostorové a časové podmínky, definují stav,

distribuce a styl. První termín popisuje informace týkající se doby, ve které se pohyb uskutečnil, což umožňuje, aby byly k dispozici informace o budoucím vývoji, druhý termín obecně popisuje, kde se sesuv pohybuje, a třetí termín označuje, jak se pohybuje.

A4) Rychlost pohybu

Tento faktor má velký význam při hodnocení nebezpečnosti . Rychlost rozsah je připojena k jinému typu sesuvy půdy , na základě pozorování anamnézy nebo místě pozorování.

B1) Věk pohybu

Datování sesuvů je zajímavé téma při hodnocení nebezpečí . Znalost frekvence Landslide je základním prvkem jakéhokoli druhu pravděpodobnostního hodnocení. Kromě toho hodnocení stáří sesuvu půdy umožňuje korelovat spoušť s konkrétními podmínkami, jako jsou zemětřesení nebo období intenzivních dešťů . Je možné, že k jevům může dojít v minulých geologických dobách, za specifických podmínek prostředí, které dnes již nepůsobí jako agenti. Například v některých alpských oblastech jsou sesuvy pleistocénu spojeny s konkrétními tektonickými , geomorfologickými a klimatickými podmínkami.

B2) Geologické poměry

To představuje základní faktor morfologické evoluce svahu . Postýlka a přítomnost nespojitostí nebo chyb řídí morfogenezi svahu .

B3) Morfologické charakteristiky

Jelikož je sesuv geologickým svazkem se skrytou stranou, jsou při rekonstrukci technického modelu morfologické charakteristiky nesmírně důležité.

B4) Zeměpisná poloha

Toto kritérium obecně popisuje umístění krajin ve fyziografickém kontextu oblasti. Někteří autoři proto identifikovány sesuvy půdy v závislosti na jejich geografické poloze, takže je možné popsat „ alpské sesuvy půdy“, „sesuvy půdy v rovinách“, „kopcovitý sesuvy půdy“ nebo „ skalní sesuvy půdy“. V důsledku toho jsou popsány specifické morfologické kontexty charakterizované procesy evoluce svahu.

B5) Topografická kritéria

Pomocí těchto kritérií lze sesuvy půdy identifikovat pomocí systému podobného systému označení formací. V důsledku toho je možné sesuvy půdy popsat pomocí názvu lokality. Zejména se bude jednat o název lokality, kde došlo k sesuvu s konkrétním charakteristickým typem.

B6) Typ podnebí

Tato kritéria dávají klimatu zvláštní význam při vzniku jevů, u nichž mohou podobné geologické podmínky v různých klimatických podmínkách vést ke zcela odlišné morfologické evoluci. V důsledku toho může být při popisu sesuvu půdy zajímavé pochopit, v jakém typu podnebí k události došlo.

B7) Příčiny pohybů

Při hodnocení náchylnosti k sesuvu jsou důležitým krokem příčiny spouště . Terzaghi popisuje příčiny jako „vnitřní“ a „vnější“ s odkazem na úpravy podmínek stability těl. Zatímco vnitřní příčiny vyvolávají úpravy v samotném materiálu, které snižují jeho odolnost vůči smykovému napětí , vnější příčiny obecně vyvolávají zvýšení smykového napětí, takže blok nebo tělesa již nejsou stabilní. Spouštěcí příčiny indukují pohyb hmoty. Predispozice k pohybu v důsledku kontrolních faktorů je určující v evoluci sesuvu půdy. Strukturální a geologické faktory, jak již bylo popsáno, mohou určovat vývoj pohybu a vyvolávat přítomnost hmoty v kinematické volnosti.

Druhy a klasifikace

V tradičním použití byl termín sesuv půdy v té či oné době používán k pokrytí téměř všech forem hromadného pohybu hornin a regolitu na zemském povrchu. V roce 1978 David Varnes ve velmi citované publikaci zaznamenal toto nepřesné použití a navrhl nové, mnohem přísnější schéma pro klasifikaci masových pohybů a poklesových procesů. Toto schéma později upravili Cruden a Varnes v roce 1996 a vlivně ​​ho upřesnili Hutchinson (1988) a Hungr a kol. (2001). Toto úplné schéma má za následek následující klasifikaci pro hromadné pohyby obecně, kde tučné písmo označuje kategorie sesuvu:

Podle této definice jsou sesuvy omezeny na „pohyb smykového napětí a posunutí podél jednoho nebo několika povrchů, které jsou viditelné nebo je lze rozumně odvodit, nebo v relativně úzké zóně“, tj. Pohyb je lokalizován do jednoho rovina selhání v podpovrchové ploše. Poznamenal, že sesuvy půdy mohou nastat katastrofálně nebo že pohyb na povrchu může být postupný a progresivní. Pády (izolované bloky při volném pádu), svržení (materiál odcházející rotací ze svislé plochy), rozprostření (forma poklesu), proudění (fluidní materiál v pohybu) a tečení (pomalý, distribuovaný pohyb v podpovrchu) jsou všichni výslovně vyloučeni z výrazu sesuv půdy.

V rámci schématu jsou sesuvy půdy rozděleny do kategorií podle materiálu, který se pohybuje, a podle formy roviny nebo rovin, ve kterých k pohybu dochází. Roviny mohou být široce rovnoběžné s povrchem („translační sklíčka“) nebo ve tvaru lžíce („rotační skluzavky“). Materiál může být hornina nebo regolit (sypký materiál na povrchu), přičemž regolit je rozdělen na úlomky (hrubá zrna) a zeminu (jemná zrna).

Nicméně v širším použití jsou mnohé z kategorií, které Varnes vyloučil, považovány za typy sesuvu, jak je vidět níže. To vede k nejednoznačnosti v používání termínu.

Následující text objasňuje použití různých výrazů v tabulce. Varnes a ti, kteří později upravili jeho schéma, považují kategorii snímků pouze za formy sesuvu půdy.

Pády

Místo: Castelmezzano - Itálie. Skála na silnici v důsledku pádu skály

Popis: "odtržení půdy nebo horniny ze strmého svahu podél povrchu, na kterém dochází k malému nebo žádnému smykovému posunu. Materiál pak klesá hlavně vzduchem pádem, odrazem nebo válcováním" (Varnes, 1996).

Sekundární pády: „Sekundární pády zahrnují skalní tělesa již fyzicky oddělená od útesu a pouze na něm uvízlá “ (Hutchinson, 1988)

Rychlost: od velmi po extrémně rychlou

Typ sklonu: úhel sklonu 45–90 stupňů

Kontrolní faktor: Nespojitosti

Příčiny: Vibrace, podřezávání, rozdílné zvětrávání , hloubení nebo eroze proudu

Svrhne

Místo: Národní park Jasper - Kanada. Tyto skalní čepele se chystají převrhnout

Popis: "Převržení je dopředná rotace ze svahu hmoty půdy nebo skály kolem bodu nebo osy pod těžištěm přemístěné hmoty. Svržení je někdy poháněno gravitací vyvolanou materiálovým převýšením vytlačené hmoty a někdy vodou nebo ledem v trhlinách hmoty “ (Varnes, 1996)

Rychlost: extrémně pomalá až extrémně rychlá

Typ sklonu: úhel sklonu 45–90 stupňů

Kontrolní faktor: Nespojitosti, lithostratigrafie

Příčiny: Vibrace, podřezávání, rozdílné zvětrávání , hloubení nebo eroze proudu

Diapozitivy

„Skluzavka je pohyb půdy nebo horninového masivu po svahu, který se vyskytuje dominantně na povrchu prasknutí nebo na relativně tenkých zónách intenzivního smykového napětí .“ (Varnes, 1996)

Místo: Kanada. Vklad skluzavky.

Translační snímek

Popis: "V translačních diapozitivech se hmota přemisťuje po rovinné nebo zvlněné ploše prasknutí a klouže po původním zemském povrchu." (Varnes, 1996)

Rychlost: extrémně pomalá až extrémně rychlá (> 5 m/s)

Typ sklonu: úhel sklonu 20-45 stupňů

Kontrolní faktor: Nespojitosti, geologické nastavení

Rotační skluzavky

Popis: „Rotační skluzavky se pohybují po povrchu prasknutí, který je zakřivený a konkávní “ (Varnes, 1996)

Rychlost: extrémně pomalá až extrémně rychlá

Typ sklonu: úhel sklonu 20–40 stupňů

Kontrolní faktor: morfologie a litologie

Příčiny: Vibrace , podřezávání, rozdílné zvětrávání , hloubení nebo eroze proudu

Velký rotační sesuv poblíž Cusca v Peru v roce 2018.

Spready

„Šíření je definováno jako rozšíření soudržné zeminy nebo horninového masivu kombinované s obecným poklesem zlomené hmoty soudržného materiálu na měkčí podkladový materiál.“ (Varnes, 1996). „V šíření je dominantním způsobem pohybu laterální prodloužení přizpůsobené smykovým nebo tahovým zlomeninám“ (Varnes, 1978)

Rychlost: extrémně pomalá až extrémně rychlá (> 5 m/s)

Typ sklonu: úhel 45–90 stupňů

Kontrolní faktor: Nespojitosti, lithostratigrafie

Příčiny: Vibrace, podřezávání, rozdílné zvětrávání , hloubení nebo eroze proudu

Teče

Místo: Pozzano ( Castellammare di Stabia ) - Itálie. Na pravém boku naříznutého kanálu je viditelná jizva po úlomcích.

Místo: Quindici - Itálie. Tečení usazenin

Místo: Quindici - Itálie. Poškození toku nečistot

Místo: Sarno - Itálie. Kanál pro tok nečistot prohledaný průchodem toku trosek.

Průtoku je prostorově kontinuální pohyb, do něhož povrchy z smykové jsou krátké trvání, blízko u sebe, a obvykle není zachován. Rozložení rychlostí ve vytěsňovací hmotě se podobá rozložení ve viskózní kapalině. Dolní hranicí posunuté hmoty může být povrch, po kterém došlo k výraznému rozdílovému pohybu, nebo tlustá zóna rozloženého smyku (Cruden & Varnes, 1996)

Toky ve skále

Rock Flow

Popis: „Pohybové pohyby v podloží zahrnují deformace, které jsou distribuovány mezi mnoho velkých nebo malých zlomenin, nebo dokonce mikrofrakturu, bez koncentrace posunutí podél probíhající zlomeniny“ (Varnes, 1978)

Rychlost: extrémně pomalá

Typ sklonu: úhel 45–90 stupňů

Příčiny: Vibrace, podřezávání, rozdílné zvětrávání , hloubení nebo eroze proudu

Skalní lavina (Sturzstrom)

Popis: „Extrémně rychlý, masivní, tokovitý pohyb fragmentované horniny z velkého skalního skluzu nebo pádu kamene“ (Hungr, 2001)

Rychlost: extrémně rychlá

Typ sklonu: úhel 45–90 stupňů

Kontrolní faktor: Nespojitosti, lithostratigrafie

Příčiny: Vibrace, podřezávání, rozdílné zvětrávání , hloubení nebo eroze toku

Místo: Positano , Sorrentský poloostrov - Itálie. Jizva a nános skalní laviny.

Teče v půdě

Tok nečistot

Popis: „ Tok úlomků je velmi rychlý až extrémně rychlý tok nasycených neplastových odpadků ve strmém kanálu “ (Hungr et al., 2001)

Rychlost: velmi rychlá až extrémně rychlá (> 5 m/s)

Typ sklonu: úhel 20–45 stupňů

Řídící faktor: torrent sedimenty , voda teče

Příčiny: Srážky s vysokou intenzitou

Lavinová troska

Lavinová troska v regionu Auckland , Nový Zéland

Popis: „Lavinová sutina je velmi rychlý až extrémně rychlý mělký tok částečně nebo plně nasycených odpadků ve strmém svahu , bez uvěznění v zavedeném kanálu.“ (Hungr a kol., 2001)

Rychlost: velmi rychlá až extrémně rychlá (> 5 m/s)

Typ sklonu: úhel 20–45 stupňů

Kontrolní faktor: morfologie, regolit

Příčiny: Srážky s vysokou intenzitou

Místo: Castelfranci - Itálie. Zemský tok.

Tok Země

Popis: „ Tok Země je rychlý nebo pomalejší, přerušovaný pohyb podobný toku plastové, jílovité země.“ (Hungr a kol., 2001)

Rychlost: pomalá až rychlá (> 1,8 m/h)

Typ svahu: sklon úhlu 5-25 stupňů

Kontrolní faktor: litologie

Mudflow

Popis: „ Mudflow je velmi rychlý až extrémně rychlý tok nasycených plastových odpadků v kanálu, který zahrnuje výrazně větší obsah vody ve srovnání se zdrojovým materiálem ( index plasticity > 5%).“ (Hungr a kol., 2001)

Rychlost: velmi rychlá až extrémně rychlá (> 5 m/s)

Typ sklonu: úhel 20–45 stupňů

Řídící faktor: torrent sedimenty , voda teče

Příčiny: Srážky s vysokou intenzitou

Složitý pohyb

Popis: Složitý pohyb je kombinací pádů, svržení, skluzů, šíření a toků

Intenzivní déšť způsobil v posledním březnovém týdnu roku 2011 rozsáhlé sesuvy půdy v jižním Thajsku.

Přehrávejte média

Tato vizualizace ukazuje srážky vyvolané sesuvy půdy v datech od 1. ledna 2015 do 3. prosince 2015. 25. dubna 2015 zasáhlo Nepál smrtelné zemětřesení v Gorki a způsobilo smrtelný sesuv půdy, který zabil dalších 60 lidí.

Tyto příčiny sesuvů jsou obvykle souvisí s nestabilit ve svazích. Obvykle je možné identifikovat jednu nebo více příčin sesuvu půdy a jednu spoušť sesuvu půdy . Rozdíl mezi těmito dvěma pojmy je jemný, ale důležitý. Příčiny sesuvu jsou důvody, že v tom místě a v té době došlo k sesuvu půdy. Příčiny sesuvů jsou uvedeny v následující tabulce a zahrnují geologické faktory, morfologické faktory, fyzikální faktory a faktory související s lidskou činností.

Za příčiny lze považovat faktory, které činí svah náchylným k selhání, který předurčuje svah k tomu, aby se stal nestabilním. Spouštěčem je jediná událost, která nakonec zahájila sesuv půdy. Kombinace příčin tedy činí svah náchylným k selhání a spoušť nakonec zahájí pohyb. Sesuvy půdy mohou mít mnoho příčin, ale mohou mít pouze jednu spoušť, jak ukazuje následující obrázek. Obvykle je poměrně snadné určit spoušť poté, co došlo k sesuvu půdy (i když je obecně velmi obtížné určit přesnou povahu spouštění sesuvů před pohybovou událostí).

Občas, dokonce ani po podrobném vyšetřování, nelze určit žádný spouštěč - to byl případ velkého sesuvu Mount Cook na Novém Zélandu 1991. Není jasné, zda nedostatek spouště v takových případech je důsledkem nějakého neznámého působení procesu v rámci sesuvu půdy, nebo zda ve skutečnosti došlo ke spoušti, ale nelze ji určit. Možná je to proto, že spouštěčem byl ve skutečnosti pomalý, ale stálý pokles pevnosti materiálu spojený se zvětráváním horniny - v určitém okamžiku je materiál tak slabý, že musí dojít k selhání. Spouštěčem je tedy proces zvětrávání, který však není zvenčí zjistitelný. Ve většině případů myslíme na spoušť jako na vnější podnět, který ve svahu vyvolá okamžitou nebo téměř okamžitou reakci, v tomto případě ve formě pohybu sesuvu půdy. Obecně je tento pohyb vyvolán buď proto, že napětí ve svahu jsou změněna, možná zvýšením smykového napětí nebo snížením skutečného normálního napětí , nebo snížením odporu vůči pohybu snad snížením smykové pevnosti materiálů uvnitř sesuvu.

Geologické příčiny

• Zvětralé materiály
• Stříhané materiály
• Spojované nebo prasklé materiály
• Nepříznivě orientované nespojitosti
• Kontrasty propustnosti
• Materiální kontrasty
• Sněžení a srážky
• Zemětřesení

Morfologické příčiny

• Úhel sklonu
• Zdvih
• Odskočit
• Fluviální eroze
• Vlnová eroze
• Ledová eroze
• Eroze bočních okrajů
• Podzemní eroze
• Zatížení svahu
• Změna vegetace
• Eroze

Fyzické příčiny

Topografie

• Poměr a sklon svahu

Geologické faktory

• Faktory diskontinuity (rozteč, aspirace, dip a délka)
• Fyzikální vlastnosti skály (pevnost skály atd.)

Tektonická aktivita

• Seismická aktivita (zemětřesení)
• Sopečná erupce

Fyzické zvětrávání

• Rozmrazování
• Zmrazit-rozmrazit
• Eroze půdy

Hydrogeologické faktory

• Intenzivní srážky
• Rychlé tání sněhu
• Prodloužené srážky
• Výměny podzemní vody (rychlé odčerpávání)
• Tlak vody v pórech půdy
• Povrchový odtok

Lidské příčiny

• Odlesňování
• Vykopávka
• načítání
• Hospodaření s vodou (odčerpávání podzemní vody a únik vody)
• Využití půdy (např. Výstavba silnic, domů atd.)
• Těžba a dobývání
• Vibrace

souhrn

Ve většině případů jsou hlavním spouštěčem sesuvů silné nebo dlouhodobé srážky . Obecně to může mít formu buď výjimečné krátkodobé události, jako je průchod tropického cyklónu, nebo dokonce srážky spojené se zvláště intenzivní bouřkou nebo dlouhotrvající srážková událost s nižší intenzitou, jako je kumulativní účinek monzunových srážek v jižní Asii . V prvním případě je obvykle nutné mít velmi vysoké intenzity srážek, zatímco v druhém případě může být intenzita srážek jen mírná - důležité je trvání a stávající tlak vody v pórech . Význam srážek jako spouštěče sesuvů nelze podceňovat. Globální průzkum výskytu sesuvu půdy za 12 měsíců do konce září 2003 ukázal, že na celém světě došlo k 210 poškozujícím sesuvům půdy. Z toho více než 90% bylo způsobeno silnými srážkami. Jedna srážková událost, například na Srí Lance v květnu 2003, způsobila stovky sesuvů půdy, při nichž zemřelo 266 lidí a přes 300 000 lidí bylo dočasně bez domova. V červenci 2003 bylo v centrálním Nepálu sledováno intenzivní dešťové pásmo spojené s každoročním asijským monzunem , které vyvolalo 14 smrtelných sesuvů půdy, při nichž zahynulo 85 lidí. Zajišťovací společnost Swiss Re odhadovala, že srážky způsobené sesuvy půdy spojenými s událostí El Nino v letech 1997–1998 vyvolaly sesuvy půdy na západním pobřeží Severní, Střední a Jižní Ameriky, což vedlo ke ztrátám přes 5 miliard USD. Sesuvy půdy způsobené hurikánem Mitch v roce 1998 zabily odhadem 18 000 lidí v Hondurasu , Nikaragui , Guatemale a Salvadoru . Proč tedy srážky způsobují tolik sesuvů půdy? V zásadě je to proto, že srážky způsobují zvýšení tlaků vody v pórech v půdě . Obrázek A ukazuje síly působící na nestabilní blok ve svahu. Pohyb je poháněn smykovým napětím, které je generováno hmotou bloku působícího gravitací dolů po svahu. Odolnost proti pohybu je výsledkem normálního zatížení. Když se svah naplní vodou, tlak tekutiny dodá bloku vztlak a sníží odpor vůči pohybu. Kromě toho v některých případech mohou tlaky tekutin působit po svahu v důsledku proudění podzemní vody a poskytovat hydraulický tlak na sesuv, který dále snižuje stabilitu . Zatímco příklad uvedený na obrázcích A a B je zjevně umělou situací, mechanika je v podstatě podle skutečného sesuvu půdy.

Odpověď: Diagram ilustrující odpor a příčiny pohybu ve svahovém systému sestávajícím z nestabilního bloku

B: Diagram znázorňující odpor a příčiny pohybu ve svahovém systému sestávajícím z nestabilního bloku

V některých situacích může přítomnost vysokých hladin tekutiny destabilizovat svah jinými mechanismy, jako například:

• Fluidizace odpadu z dřívějších událostí za vzniku toků odpadu;

• Ztráta sacích sil u prachových materiálů, což vede k obecně mělkým poruchám (to může být důležitý mechanismus ve zbytkových půdách v tropických oblastech po odlesňování );

• Podříznutí špičky svahu erozí řeky.

Bylo vyvinuto značné úsilí k porozumění spouštěčům sesuvů půdy v přírodních systémech s poměrně proměnlivými výsledky. Například při práci v Portoriku Larsen a Simon zjistili, že mohou spustit bouře s úhrnem srážek 100–200 mm, přibližně 14 mm srážek za hodinu po dobu několika hodin nebo 2–3 mm srážek za hodinu po dobu přibližně 100 hodin sesuvy půdy v tom prostředí. Rafi Ahmad, pracující na Jamajce , zjistil, že pro krátkodobé srážky (asi 1 hodinu) jsou ke spuštění sesuvů zapotřebí intenzity větší než 36 mm/h. Na druhou stranu se u dlouhých déšť zdálo, že postačuje nízká průměrná intenzita asi 3 mm/h, aby způsobila sesuv půdy, protože doba bouře se blížila přibližně 100 hodin. Corominas a Moya (1999) zjistili, že pro horní povodí řeky Llobregat, oblast Východní Pyreneje existují následující prahové hodnoty . Bez předchozích srážek spustily deště vysoké intenzity a krátké trvání toky úlomků a mělké skluzavky vyvinuté v kololuviu a zvětralých skalách. Prah srážek kolem 190 mm za 24 hodin zahájil poruchy, zatímco za 24 až 48 hodin bylo zapotřebí více než 300 mm, aby došlo k rozsáhlému mělkému sesuvům půdy. S předcházejícím deštěm, srážkami mírné intenzity alespoň 40 mm za 24 h reaktivovaly sesuvy půdy a rotační i translační skluzavky ovlivňující jílovité a hlinito-jílovité útvary. V tomto případě bylo zapotřebí několik týdnů a 200 mm srážek, aby došlo k reaktivaci sesuvu půdy. Podobný přístup uvádí Brand et al. (1988) pro Hongkong, který zjistil, že pokud 24hodinové předcházející srážky přesáhly 200 mm, pak práh srážek pro velký sesuv byl 70 mm · h ⁻¹ . Nakonec Caine (1980) stanovil celosvětový práh:

I = 14,82 D - 0,39 kde: I je intenzita srážek (mm · h ⁻¹ ), D je doba srážek (h)

Tato prahová hodnota platí pro časové období od 10 minut do 10 dnů. Je možné upravit vzorec tak, aby zohledňoval oblasti s vysokými průměrnými ročními srážkami zvážením podílu průměrných ročních srážek představovaných jakoukoli jednotlivou událostí. K pochopení spouště dešťových srážek lze použít další techniky, včetně:

• Skutečné srážkové techniky, ve kterých jsou měření srážek upravena pro potenciální evapotranspiraci a poté korelována s událostmi pohybu sesuvu půdy

• Přístupy hydrogeologické rovnováhy, ve kterých se reakce tlaku vody na póry na srážky používá k pochopení podmínek, za nichž jsou poruchy zahájeny

• Sdružené srážky - metody analýzy stability, ve kterých jsou modely reakce na tlak vody v pórech spojeny s modely stability svahu, aby se pokusily porozumět složitosti systému

• Numerické modelování sklonu, ve kterém se používají modely s konečnými prvky (nebo podobné), aby se pokusily porozumět interakcím všech příslušných procesů

Tání sněhu

V mnoha chladných horských oblastech může být tání sněhu klíčovým mechanismem, kterým může dojít k iniciaci sesuvu půdy. To může být zvláště významné, když náhlé zvýšení teploty vede k rychlému tání sněhové pokrývky. Tato voda pak může proniknout do země, která může mít nepropustné vrstvy pod povrchem kvůli stále zmrzlé půdě nebo hornině, což vede k rychlému zvýšení tlaku vody v pórech a výsledné sesuvné aktivitě. Tento efekt může být obzvláště závažný, když je teplejší počasí doprovázeno srážkami, které jak přidávají do podzemních vod, tak urychlují rychlost rozmrazování .

Změna hladiny vody

Rychlé změny hladiny podzemní vody podél svahu mohou také způsobit sesuvy půdy. To je často případ, kdy svah sousedí s vodním útvarem nebo řekou. Když hladina vody sousedící se svahem rychle klesá, hladina podzemní vody se často nemůže dostatečně rychle rozptýlit a zanechat uměle vysoký vodní stav. Tím je sklon vystaven vyšším než normálním smykovým napětím, což vede k potenciální nestabilitě. Toto je pravděpodobně nejdůležitější mechanismus, kterým materiály břehů selhávají, přičemž jsou významné po povodni, protože hladina řeky klesá (tj. Na klesající končetině hydrografu), jak ukazuje následující obrázek.

Podmínky podzemní vody, když je hladina řeky stabilní

Podzemní podmínky na padající končetině hydrografu. Pokud je pokles hladin řek dostatečně rychlý, pak vysoké hladiny vody ve svahu mohou poskytnout hydraulický tlak, který svah destabilizuje, což někdy spustí kolaps břehu

Může to být také významné v pobřežních oblastech, když hladina moří klesá po přílivu, nebo když rychle klesá hladina vody v nádrži nebo dokonce v přírodním jezeře. Nejslavnějším příkladem toho je selhání Vajontu , kdy rychlý pokles hladiny jezera přispěl ke sesuvu půdy, který zabil přes 2000 lidí. Ve třech soutěskách (TG) došlo po stavbě přehrady TG také k mnoha obrovským sesuvům půdy.

Řeky

V některých případech jsou poruchy způsobeny podříznutím svahu řekou, zejména při povodni. Toto podříznutí slouží jak ke zvýšení sklonu svahu, ke snížení stability, tak k odstranění váhy prstů, což také snižuje stabilitu. Například v Nepálu je tento proces často pozorován po povodni výbuchu ledovcového jezera, kdy podél kanálu dochází k erozi prstů . Bezprostředně po průchodu povodňových vln často dochází k rozsáhlému sesuvu půdy. Tato nestabilita může přetrvávat ještě dlouho poté, zejména v následujících obdobích silných dešťů a povodní.

Seizmicita

Druhým hlavním faktorem při spouštění sesuvů půdy je seismicita . K sesuvům půdy dochází během zemětřesení v důsledku dvou oddělených, ale vzájemně propojených procesů: seismického otřesu a vytváření tlaku vody v pórech.

Seismické otřesy

Průchod zemětřesných vln skálou a půdou vytváří komplexní sadu zrychlení, která účinně působí na změnu gravitačního zatížení na svahu. Například vertikální zrychlení postupně zvyšuje a snižuje normální zatížení působící na svah. Podobně horizontální zrychlení vyvolávají smykovou sílu v důsledku setrvačnosti hmoty sesuvu během zrychlení. Tyto procesy jsou složité, ale mohou být dostatečné k vyvolání selhání svahu. Tyto procesy mohou být mnohem vážnější v horských oblastech, ve kterých seismické vlny interagují s terénem a způsobují zvýšení velikosti zrychlení země. Tento proces se nazývá „ topografická amplifikace“. Maximální zrychlení je obvykle vidět na vrcholu svahu nebo podél linie hřebene, což znamená, že pro seismicky spouštěné sesuvy půdy je charakteristické, že zasahují až k vrcholu svahu.

Zkapalnění

Průchod vln zemětřesení granulovaným materiálem, jako je půda, může vyvolat proces nazývaný zkapalnění , při kterém otřesy způsobí zmenšení pórového prostoru materiálu. Toto zhutnění zvyšuje tlak pórů v materiálu. V některých případech to může změnit granulovaný materiál na to, co je ve skutečnosti kapalina, a generovat „proudy skluzu“, které mohou být rychlé a tím velmi škodlivé. Alternativně může zvýšení tlaku pórů snížit normální napětí ve svahu, což umožní aktivaci translačních a rotačních poruch.

Povaha seismicky vyvolaných sesuvů půdy

Seizmicky generované sesuvy se většinou neliší svou morfologií a vnitřními procesy od procesů generovaných za neseismických podmínek. Bývají však rozšířenější a náhlejší. Nejhojnějším typem sesuvů vyvolaných zemětřesením jsou skalní pády a skluzavky úlomků hornin, které se tvoří na strmých svazích. Je však možný téměř každý jiný typ sesuvu půdy, včetně vysoce rozčleněných a rychle se pohybujících pádů; soudržnější a pomaleji se pohybující propady, blokové skluzavky a zemské skluzavky; a boční spready a toky, které částečně zahrnují zcela zkapalněný materiál (Keefer, 1999). Skalní pády, narušené skluzavky a narušené skluzavky země a úlomků jsou nejhojnějším typem sesuvů vyvolaných zemětřesením, zatímco zemské toky , toky úlomků a lavinové skály, země nebo úlomků obvykle transportují materiál nejdále. Existuje jeden typ sesuvu půdy, který je zásadně omezen na zemětřesení - selhání zkapalnění , které může způsobit prasknutí nebo pokles půdy. Zkapalňování zahrnuje dočasnou ztrátu pevnosti písků a kalů, které se chovají spíše jako viskózní kapaliny než jako půdy. Během velkých zemětřesení to může mít zničující účinky.

Sopečná činnost

Některé z největších a nejničivějších sesuvů půdy byly spojeny se sopkami. Ty mohou nastat buď ve spojení s výbuchem samotné sopky, nebo v důsledku mobilizace velmi slabých ložisek, která se tvoří v důsledku sopečné činnosti. V zásadě existují dva hlavní typy sopečného sesuvu půdy: lahary a lavinové úlomky, z nichž největší se někdy označuje jako boční kolapsy. Příklad lahar byl viděn na hoře St Helens během jeho katastrofické erupce 18. května 1980. Časté jsou také poruchy na samotných sopečných bocích. Například část boku sopky Casita v Nikaragui se zřítila 30. října 1998, během silných srážek spojených s průjezdem hurikánu Mitch. Úlomky z počátečního malého selhání erodovaly starší usazeniny ze sopky a začlenily další vodu a mokrý sediment z jeho dráhy, přičemž objem se zvýšil asi devětkrát. Lahár zabil více než 2 000 lidí, když se přehnal nad městy El Porvenir a Rolando Rodriguez na úpatí hory. Lavinové úlomky se běžně vyskytují současně s erupcí, ale příležitostně mohou být vyvolány jinými faktory, jako je seismický šok nebo silné srážky. Jsou obzvláště běžné na strato sopkách, které mohou být kvůli své velké velikosti masivně ničivé. Nejslavnější lavina trosek nastala na hoře St Helens během masivní erupce v roce 1980. 18. května 1980 v 8:32 místního času otřáslo Mount St. Helens zemětřesení o síle 5,1 stupně. Boule a okolní oblast se sesunula v obrovské sesuvu skály a lavinové suti, uvolnila tlak a spustila velkou erupci sopky. Lavina úlomků měla objem asi 1 km ³ (0,24 cu mi), cestovala rychlostí 50 až 80 m/s (110 až 180 mph) a pokrývala oblast 62 km ² (24 sq mi) a zabila 57 lidí.

Dutiny skalního podloží vyplněné

Dutiny skalního podloží jsou příčinou mnoha mělkých sesuvů půdy ve strmém hornatém terénu. Mohou se tvořit jako žlab ve tvaru U nebo V, protože místní variace podloží odhalují oblasti v podloží, které jsou náchylnější ke zvětrávání než jiná místa na svahu. Jak se zvětralé podloží mění na půdu , je mezi výškou půdy a tvrdým podložím větší výškový rozdíl. Se zavedením vody a husté půdy dochází k menší soudržnosti a půda vytéká sesuvem půdy. Při každém sesuvu půdy se vyryje více podloží a prohlubeň se prohloubí. Po čase colluvium vyplní dutinu a sekvence začne znovu.

Viz také

• Sesuv půdy
• Zmírnění sesuvu půdy

Reference

Další čtení

• Caine, N., 1980. Intenzita srážek a doba trvání kontroly mělkých sesuvů a toků úlomků . Geografiska Annaler, 62A, 23–27.
• Coates, DR (1977) - Sesuvné vyhlídky. In: Landslides (DR Coates, Ed.) Geological Society of America, s. 3–38.
• Corominas, J. a Moya, J. 1999. Rekonstrukce nedávné sesuvné aktivity ve vztahu k dešťovým srážkám v povodí řeky Llobregat, Východní Pyreneje, Španělsko. Geomorfologie, 30, 79–93.
• Cruden DM, VARNES DJ (1996) - Druhy a procesy sesuvů. In: Turner AK; Shuster RL (eds) Landslides: Investigation and Mitigation . Transp Res Board, Spec Rep 247, pp 36–75.
• Hungr O, Evans SG, Bovis M a Hutchinson JN (2001) Přehled klasifikace sesuvů typu toku. Environmentální a inženýrská geoscience VII, 221–238. “
• Hutchinson JN: Hromadné hnutí. In: The Encyclopedia of Geomorphology (Fairbridge, RW, ed.), Reinhold Book Corp., New York, s. 688–696, 1968. '
• Harpe CFS: Sesuvy půdy a související jevy. Studie masových pohybů půdy a skály. Columbia Univo Press, New York, 137 s., 1938
• Keefer, DK (1984) Sesuvy půdy způsobené zemětřesením. Bulletin of the Geological Society of America 95, 406-421
• Varnes DJ: Typy a procesy svahových pohybů. In: Schuster RL & Krizek RJ Ed., Sesuvy půdy, analýza a kontrola. Transportation Research Board Sp. Rep. Č. 176, Nat. Akadem. oi Sciences, s. 11–33, 1978. “
• Terzaghi K. - Mechanismus sesuvů. In Engineering Geology (Berkel) Volume. Ed. da The Geological Society of America ~ New York, 1950.
• WP/ WLI. 1993. Navrhovaná metoda pro popis činnosti sesuvu půdy. Bulletin Mezinárodní asociace inženýrské geologie , č. 47, s. 53–57
• Dunne, Thomasi. Journal of the American Water Resources Association. Srpen 1998, V. 34, Č. 4.
• www3.interscience.wiley.com JAWRA Journal of the American Water Resources Association, svazek 34, číslo 4, článek poprvé publikován online: 8. ČERVNA 2007 (nutná registrace)
• 2016, Ventura County Star. Příjezdová cesta v Camarillo v Kalifornii (466 E. Highland Ave., Camarillo, CA) se potopí a příjezdová cesta se zachvátí během několika minut.