върху

Фактори, които влияят на стабилността на склоновете и склоновете в почвата

Откъс от един от модулите на "Курсът по геоложки рискове от склонове и нестабилни склонове", който се преподава в центъра за обучение Ingeoexpert, от Хуан Хосе Перес Сантос.

Стабилността на склоновете и склоновете в материали от почвен тип се определя от фактори, способни да модифицират вътрешните и външните сили, които действат на земята. Тези фактори, които определят равновесното състояние на наклон или наклон, са групирани в:

  • Фактори кондициониращи фактори (или „пасивни"): те са присъщи на природните материали, като геометрични или морфологични, геоложки, хидрогеоложки, геотехнически, структурни фактори. В почвите литологията, морфологията и хидрогеоложките условия определят устойчивите свойства и поведението на терена.
  • Фактори задейства (или „активи“): това са външни фактори, които действат върху почвите, модифицирайки техните характеристики, свойства и равновесните условия на наклона или наклона, причинявайки или предизвиквайки нестабилност, след като са изпълнени редица условия. Те обикновено са отговорни за големината и скоростта на движенията.

Фактори за кондициониране

Сред факторите за обуславяне физическите и устойчиви свойства на материалите (тясно свързани с литологията) и морфологичните и геометрични характеристики на склоновете и склоновете са основни за предразположението към нестабилност. Други важни фактори са геоложката структура и прекъсванията, хидрогеоложките условия, степента на изветряне и др.

Следващите раздели включват някои аспекти на определящите фактори за нестабилност на терена за склонове и склонове в почвени материали:

The облекчение и геометрия те играят определена роля в това, че е необходим определен наклон, за да възникнат масови гравитационни движения. Планинските райони са областите, най-предразположени към появата на склонове. Въпреки това, понякога и в зависимост от други налични фактори, много нисък наклон от няколко градуса е достатъчен, за да възникнат определени видове нестабилности, като кал или земни потоци. В случай на склонове, наклонът им е много важен.

  • Стратиграфия и литология.

Естеството на материала, който образува наклон или наклон, е тясно свързано с вида на нестабилността, която може да претърпи (фигури 3.1 и 3.2), като различните литологии представят различна степен на потенциална податливост на появата на свлачища или счупвания. Физическите и устойчиви свойства на всеки вид материал, заедно с наличието на вода, управляват неговото поведение на деформация и следователно неговата стабилност.

Аспекти като редуване на материали с различна литология, съревнование и степен на промяна или наличие на слоеве от мек материал или твърди слоеве, контролират видовете и разположението на повърхностите на разрушаване, които са склонни да бъдат ориентирани, например от горни зони от нарушена скала или от зони на повече или по-малко еднородни почви.

  • Геоложка структура и прекъсвания

Геоложката структура играе определена роля в условията на стабилност. Комбинацията от конструктивни елементи с геометричните параметри на наклона, височината и наклона и с тяхната ориентация, определя проблемите със стабилността, които могат да възникнат. Тези фактори са по-влиятелни в скалистите масиви, отколкото в материалите от почвен тип. Почвите обаче могат да бъдат засегнати и от разломи и прекъсвания (стратификация), така че е важно също да се вземат предвид тези фактори. В главата за нестабилността на скалите ще бъде обърнато специално внимание на тези видове фактори.

  • Хидрогеоложки условия.

Повечето от почивките се получават от въздействието на водата върху земята, като например генерирането на налягане на порите, или влаченето и ерозията, повърхностни или вътрешни, на материалите, които образуват наклона или наклона. Като цяло може да се каже, че водата е най-големият враг на стабилността на склона (в допълнение към антропните действия, когато разкопките се извършват без геотехнически критерии).

Наличието на вода върху наклон или наклон намалява нейната стабилност, като намалява съпротивлението на земята и увеличава силите, които се стремят към нестабилност. Най-важните му ефекти са:

  • Намаляване на якостта на срязване на равнините на разрушаване чрез намаляване на ефективното нормално напрежение (σn '):

  • Натискът, упражняван върху опънните пукнатини, увеличава силите, които са склонни да се плъзгат.
  • Увеличение на теглото на материала поради насищане:


Където:

γdry = сухо специфично тегло;

S = степен на насищане;

γw = специфично тегло на водата.

  • Вътрешна ерозия от подземен или подземен поток.
  • Изветряне и промени в минералогичния състав на материалите.
  • Отваряне на прекъсвания с вода

Формата на фреатична повърхност на наклон или наклон зависи от различни фактори, включително пропускливостта на материалите, геометрията или формата на наклона и граничните условия. В склоновете в почвите геоложката структура и пропускливостта на материалите оказват голямо влияние върху разположението на водната маса и следователно върху разпределението на налягането на порите върху всяка потенциална повърхност на свлачище в наклон (фигура 1).

Фигура 1. Схеми на водната маса в наклон според пропускливостта и разпределението на материалите (Геологическо инженерство 2002).

Водната маса може да претърпи сезонни промени или в резултат на дълги периоди на дъжд или суша. Само част от дъждовната вода или оттока прониква в земята, а малка част достига до водната маса. Въпреки че модификацията на нивото на фреата обикновено се дължи на бавни промени и дълги периоди, в случай на силно пропускливи материали може да настъпи относително бързо покачване в резултат на точни интензивни валежи.

В допълнение към водата вътре в земята, трябва да се има предвид ролята на повърхностните води (поради валежи, оттичане и др.), Които могат да причинят важни проблеми със стабилността, като създават силен натиск в прекъсванията и пукнатините, през които влиза, в най-повърхностната зона на земята; всъщност прекъсванията на наклоните в почвите са по-чести в периоди на интензивен дъжд, след силна буря или по време на размразяване. Явленията на ерозия и измиване в меки или не много последователни материали също са свързани с наличието на повърхностни води.

Влиянието на водата върху свойствата на материалите зависи от тяхното хидрогеологично поведение. Най-важният ефект е натискът, упражняван от водата и дефиниран от височина на пиезометрично ниво.

Най-важните аспекти, които трябва да бъдат известни за оценка на големината и разпределението на налягане на порите по склоновете и склоновете поради въздействието на водата са:

  • Хидрогеологично поведение на
  • Наличие на водна маса и пиезометрични нива.
  • Воден поток по склона o
  • Интересни хидрогеоложки параметри: коефициент на хидравлична пропускливост или проводимост, хидравличен градиент, пропускливост и коефициент на

Наляганията на порите, действащи вътре в наклон, могат да се измерват директно с пиезометри. Тези инструменти осигуряват стойността на налягането, упражнявано от водата в точката на измерване в сондажа. Косвено, налягането може да бъде оценено от поточна мрежа склон или хълм. Този метод осигурява стойностите на налягането в различни точки на повърхността на разрушаване. Формата на поточната мрежа по наклон или наклон зависи от хомогенността и анизотропията на терена, което определя неговата пропускливост в различни посоки, и от геометрията на наклона (фигура 2).

Фигура 2. Поточна мрежа на наклон. Пример за пиезометрична височина, съответстваща на точка А (геоложки инженеринг).


Ако елементите, необходими за изтегляне на поточната мрежа, са неизвестни, но положението на водната маса вътре в склона е известно, при условие че това е свободен водоносен хоризонт, налягането на водата, "u", над една точка може да се изчисли като теглото на вертикалната колона с вода върху него:


Където „z“ е височината на водния стълб, а „γw“ е специфичното тегло на водата (в зависимост от анизотропията в пропускливостта на склоновите материали и характеристиките на потока, тази хипотеза може да доведе до важни грешки).

  • Геомеханични свойства на почвите.

Възможното счупване на наклон или наклон в полза на определена повърхност зависи от нейната устойчивост на рязане. На първо място тази устойчивост зависи от параметрите на устойчивост на материала, кохезията и триенето.

  • Ефекти от атмосферните влияния.

В определени видове почви, процеси на изветряне играят важна роля за намаляване на техните устойчиви свойства, което води до интензивни изменения и разграждане, когато материалите са изложени на условията на околната среда в резултат на изкопни работи. Тази загуба на устойчивост може да доведе до падане на повърхностния материал и, ако засегне критични области на склона, като например подножието му, може да генерира общи прекъсвания, особено в условия на наличие на вода.

Задействания

С уважение до задейства, най-важни са валежите, промени в хидрогеоложките условия на склоновете, статични претоварвания и динамични натоварвания, модификация на геометрията, ерозия и земетресения. Някои от тях, като промени във водните условия и геометрия, както и претоварвания и динамични натоварвания, често са следствие от антропни действия.

  • Статични претоварвания и динамични натоварвания.

Този натиск, упражняван върху склоновете и склоновете, променя разпределението на силите и може да генерира условия на нестабилност. Сред първите са теглото на конструкции или сгради или други видове товари като сметища, сметища, преминаване на тежки превозни средства и др. които, когато се упражняват върху главата на склоновете и/или склоновете, променят своите условия на стабилност, доколкото те допринасят за допълнително натоварване, което може да допринесе за увеличаване на дестабилизиращите сили.

Динамичните натоварвания се дължат главно на сеизмични, естествени или предизвикани движения и вибрации, произведени от взривяване в близост до поляна или склон или промишлени инсталации с тежки машини.

В случай на силни сеизмични движения, приложените мигновено сили могат да причинят общ провал на склона, ако има предпоставки, благоприятни за нестабилност. "Динамичната" стабилност на наклон е свързана с неговата "статична" стабилност, като същите фактори обикновено контролират и двата типа стабилност.

В анализа на устойчивостта на склонове и склонове в сеизмични области или области, подложени на други видове динамични сили, тези сили трябва да бъдат включени. Приблизително при изчисленията динамичното действие може да се разглежда като псевдостатична сила, дадена като функция от максималното хоризонтално ускорение поради земетресението.

  • Валежи и метеорологични условия.

Метеорологичното и климатично освобождаване на движенията на склоновете и нестабилността на склоновете са основно свързани с обема, интензивността и разпределението на валежите и с климатичния режим. По този начин трябва да се вземе предвид реакцията на терена на интензивни валежи през часове (бури) или дни, както и сезонната реакция (сухи и дъждовни сезони през цялата година) или многогодишните (мокри и суши цикли).

Водата в земята поражда натиск, който променя стрес състоянията, поради интерстициално налягане и повишено тегло, вътрешни и външни ерозионни процеси и минералогични промени, всички аспекти, които променят свойствата и устойчивостта на почвените материали.

Инфилтрацията на дъждовната вода произвежда подземни и подземни потоци по склоновете, увеличаване на водното съдържание на ненаситената зона и повишаване на водната маса, презареждайки наситената зона.

Количеството вода, което прониква в земята, зависи от интензивността и продължителността на дъждовете, размера на водохранилището, предишното съдържание на вода в земята (положението на водната маса и степента на насищане), от нейната пропускливост и пропускливост и от топографията и други характеристики на склона, като наличие на растителност. В зависимост от тези фактори се генерират състояния на дисбаланс, които могат да доведат до нестабилност на склоновете.

The обилни валежи в продължение на часове или дни може да задейства повърхностни движения, като свлачища и потоци от кал или отломки, които засягат материали за промяна и почви, като рехабилитациите на стари свлачища също са чести.

Бързото проникване на дъждовна вода, насищане на повърхността и увеличаване на налягането в порите, обяснява генерирането на движения. Липсата на растителност по склоновете, наличието на насипни материали и предишното съществуване на нестабилности играят основна роля поради по-големия капацитет за проникване и мобилизиране на материали. Рискът, дължащ се на тези процеси, е свързан главно с внезапното им възникване.

Развихрянето на нови дълбоки свлачища или от голяма величина не е свързана с метеорологични явления сезонен, но се подчинява на климатичните условия дългосрочен, с режими на валежи и условия на достатъчна влажност, за да променят значително нивата на подпочвените води и водното съдържание на сушата. Основният механизъм, който допринася за нестабилността, е издигането на водната маса поради нетно проникване на вода, като увеличаването на специфичното тегло на земята играе второстепенна роля. Като цяло, колкото по-малко пропускливи са материалите, толкова по-малко е влиянието на кратките валежи и толкова по-голямо е влиянието на климатичния режим и многогодишните, годишните или сезонните условия.

The наводнения и алеи те увеличават дестабилизиращия ефект на дъждовете по склоновете на речните долини (особено в меандрите и извити или вградени участъци от коритата на реките). Ерозивната роля на водния поток в основата на склона се присъединява към тази на дъжда, насищащ земята, генерирайки потоци и свлачища или активиращи движения (снимка 3.5).

Снимка 3. Свлачище от хълм поради растежа на река Куфранка. (Аджлун. Йордания). Година 2014. Автор: Pérez, JJ.

Друг вид действия, свързани с климата, са процеси на замразяване-размразяване сезонни условия, които причиняват повърхностни нестабилности (солифуксии) по склоновете на студени зони. Бързите процеси на размразяване позволяват внезапно и продължително увеличаване на съдържанието на вода в насипни материали.

  • Антропни условия.

Повишаването на нивото на водата по склоновете, в резултат на продължителни периоди на дъжд или поради запълване на резервоари, изкуствени езера и др., Води до увеличаване на интерстициалното налягане, което може да предизвика или ускори свлачищата. Най-лошият случай за стабилността на склоновете на резервоари и езера е бърз спад на нивото на водата, когато се генерират небалансирани условия поради наличието на материали по склоновете с високо налягане на порите, които не се разсейват със същата скорост като намаляването на нивото на водата.