علل رانش زمین Causes of landslides
- نوع فایل : کتاب
- زبان : فارسی
توضیحات
رشته های مرتبط: زمین شناسی، ژئوفیزیک، زلزله شناسی و زمین شناسی مهندسی
رانش زمین زمانی اتفاق می افتد که شیب زمین از یک حالت ایستا به حالت غیر ایستا تغییر کند. تغییر در پایداری شیب می تواند توسط تعدادی از عوامل که به صورت منفرد یا با هم عمل می کنند، صورت گیرد: علل طبیعی: • فشار آبهای زیر زمینی باعث بی ثبات شدن شیب زمین می شوند. • از دست رفتن یا فقدان پوشش گیاهی عمودی، مواد مغذی خاک و ساختار خاک. • فرسایش شیبها توسط رودخانه ها یا موج اقیانوسها. • سست شدن شیب زمین از طریق اشباع شدن آن از ذوب برفها، یخچالها یا بارش سنگین باران. • زمین لرزه هایی که پایداری شیب زمین را سست می کنند. • زمین لرزه هایی که به علت مَیَعان صورت می گیرند و باعث سست شدن شیب زمین می شوند. • فوران آتشفشانها. علل انسانی: • ارتعاشات ماشین آلات یا ترافیک. • انفجار. • عملیات خاک ریزی که شکل شیب زمین را تغییر می دهد یا وقتی منجر به ایجاد یک شیب جدید می شود. • در سطح خاک،تغییر محل ریشه گیاهان که سنگ ریزه ها را به سنگ بسترها می چسبانند. • ساختمان سازی، کشاورزی یا فعالیتهای جنگلداری که میزان آب نفوذی به درون خاک را تغییر می دهند. انواع رانش زمین روانه شدن خاک و شن: مواد سرازیر شده که با آب همراه می شوند ممکن است با جریان خاک و شن یا رسوبات و لجنها بزرگتر شوند. در نتیجه دوغاب روان از سنگ و رسوبات ممکن است درختان، خانه ها و ماشین ها را از جا برکَند و بدین سان مسیر پلها و شاخه های رودها را مسدود کرده و باعث طغیان شود. جریان خاک و شن اغلب با سیل های برق آسا اشتباه می شوند، اما این جریانات فرایندی کاملاً متفاوت هستند. جریانات خاک و شن و رسوب در نواحی آلپی اغلب موجب خسارتهای شدید به ساختها و زیرساختها و زندگی انسانها می شوند. جریانات خاک و شن و رسوب می توانند به عنوان نتیجه عوامل مربوط به شیب آغاز شوند و رانش سطحی زمین می تواند جریان یافتن آب بر روی سنگ بسترها را مسدود کند و به صورت موقتی از جریان یافتن آب جلوگیری کند. همانطور که عمل آبگیری ناموفق می ماند، یک اثر دومینو (domino) با افزایش قابل توجه حجم توده روان ایجاد می شود که خاک و شن را در کانال جریان آب حمل می کند. مخلوط جامد- مایع می تواند جرمی بالا تا ۲ تُن/m3 و سرعتی تا ۱۴m/s را داشته باشد (کارل دلوینو، ۱۹۹۸؛ آراتانو، ۲۰۰۳). این فرایند ها در حالت عادی معلول انقطاع اولین شارعهای تند است که به علت ته نشست رسوبات در مسیر رخ نمی دهند (از چندین متر مکعب تا صدها متر مکعب)، اما در برخی موارد برای جدا نشدن کامل پلها و شاهراهها و راه آهن ها جریان کانال را دو راهه می کنند. خطر معمولاً از یک سهل انگاری ناچیز عادی نسبت به جریانات خاک و شن و لجن به وجود می آید: مثلاً در دره های آلپی، پلها غالباً توسط نیروی ضربه ای جریان منهدم می شوند چون دهنه این پلها فقط برای تخلیه آب طراحی شده اند. برای یک آبگیر کوچک در کوه های آلپ ایتالیا (سطح = ۷۶/۱ km2 ) که تحت تأثیر یک جریان خاک و شن قرار گرفته بود، کارل ولوینو (۱۹۹۸) نقطه اوج تخلیه را از ۷۵۰m3/ s برای یک بخش که در قسمت میانی کانال اصلی تعیین محل شده بود ارزیابی کرده بود. در همان سطح متقاطع، ماکزیمم قابل پیش بینی تخلیه آب (توسط HEC – ۱)، ۱۹m3/s بود، مقداری در حدود ۴۰ بار کمتر از مقدار محاسبه شده برای جریان خاک و شن رخ داده. جریان خاک جریانات خاک، در شیب رو به پایین زمین، جریان چسبناک اشباع شده و مواد ریزدانه ای هستند که با هر سرعتی از آهسته به تند حرکت می کنند. به طور نمونه، آنها می توانند با سرعتی از ۱۷ تا ۲۰ کیلومتر در ساعت حرکت کنند. اگرچه اینها بسیار شبیه جریانات لجنی هستند اما روی هم رفته حرکت آنها آهسته تر است و با مواد جامدی که در طول جریان حمل می شوند، پوشیده می شوند. آنها از جریانات سیّالی که سرعت بیشتری دارند متفاوتند. خاک رس، ماسه ریز و گل و لای و ریزدانه ها، مواد حاصل از فعالیتهای آتشفشانی، همه مستعد جریانات زمینی هستند. سرعت جریانات زمینی وابسته به مقدار آب محتوی در جریان تشکیل شده است: اگر این جریان بیشتر محتوی آب باشد، سرعت آن بیشتر خواهد شد. این جریانات معمولاً وقتی فشار روزنه ای در توده ریزدانه ها به اندازه وزن مواد افزایش یابد به وسیله آب روزنه ای به طور قابل توجهی طول برشکاری مواد را کاهش می دهد. در نتیجه یک قطعه برآمده درست می شود که آهسته حرکت می کند و بر روی سطح می غلتد. همانطور که این قطعه ها به سمت خارج گسترش پیدا می کنند، زهکشی توده افزایش پیدا می کند و کناره ها خشک می شوند، در نتیجه سرعت کلی جریان پایین می آید. این فرایند معلول غلیظ شدن جریانهاست. تنوع جریانات زمینی، غیر عادی نیست، اما بیشتر آنها رایجتر از جریانات مشابه سریع هستند. آنها یک تورفتگی را در رأسشان گسترش می دهند و معمولاً از زمینهای باتلاقی در مبدأ مشتق می شوند. جریانات زمینی بیشتر در طول دوره های ته نشینی بالا به وجود می آیند که کف زمین را می پوشانند و به محتوای روان در شیب، آب اضافه می کنند. در طول حرکتِ موادی مانند خاک رس شکافها را افزایش می دهند و بدین ترتیب آب درون جریان زمینی نفوذ می کند. سپس آب فشار آب روزنه ای را افزایش داده و طول برشکاری مواد را کاهش می دهد.
رانش زمین زمانی اتفاق می افتد که شیب زمین از یک حالت ایستا به حالت غیر ایستا تغییر کند. تغییر در پایداری شیب می تواند توسط تعدادی از عوامل که به صورت منفرد یا با هم عمل می کنند، صورت گیرد: علل طبیعی: • فشار آبهای زیر زمینی باعث بی ثبات شدن شیب زمین می شوند. • از دست رفتن یا فقدان پوشش گیاهی عمودی، مواد مغذی خاک و ساختار خاک. • فرسایش شیبها توسط رودخانه ها یا موج اقیانوسها. • سست شدن شیب زمین از طریق اشباع شدن آن از ذوب برفها، یخچالها یا بارش سنگین باران. • زمین لرزه هایی که پایداری شیب زمین را سست می کنند. • زمین لرزه هایی که به علت مَیَعان صورت می گیرند و باعث سست شدن شیب زمین می شوند. • فوران آتشفشانها. علل انسانی: • ارتعاشات ماشین آلات یا ترافیک. • انفجار. • عملیات خاک ریزی که شکل شیب زمین را تغییر می دهد یا وقتی منجر به ایجاد یک شیب جدید می شود. • در سطح خاک،تغییر محل ریشه گیاهان که سنگ ریزه ها را به سنگ بسترها می چسبانند. • ساختمان سازی، کشاورزی یا فعالیتهای جنگلداری که میزان آب نفوذی به درون خاک را تغییر می دهند. انواع رانش زمین روانه شدن خاک و شن: مواد سرازیر شده که با آب همراه می شوند ممکن است با جریان خاک و شن یا رسوبات و لجنها بزرگتر شوند. در نتیجه دوغاب روان از سنگ و رسوبات ممکن است درختان، خانه ها و ماشین ها را از جا برکَند و بدین سان مسیر پلها و شاخه های رودها را مسدود کرده و باعث طغیان شود. جریان خاک و شن اغلب با سیل های برق آسا اشتباه می شوند، اما این جریانات فرایندی کاملاً متفاوت هستند. جریانات خاک و شن و رسوب در نواحی آلپی اغلب موجب خسارتهای شدید به ساختها و زیرساختها و زندگی انسانها می شوند. جریانات خاک و شن و رسوب می توانند به عنوان نتیجه عوامل مربوط به شیب آغاز شوند و رانش سطحی زمین می تواند جریان یافتن آب بر روی سنگ بسترها را مسدود کند و به صورت موقتی از جریان یافتن آب جلوگیری کند. همانطور که عمل آبگیری ناموفق می ماند، یک اثر دومینو (domino) با افزایش قابل توجه حجم توده روان ایجاد می شود که خاک و شن را در کانال جریان آب حمل می کند. مخلوط جامد- مایع می تواند جرمی بالا تا ۲ تُن/m3 و سرعتی تا ۱۴m/s را داشته باشد (کارل دلوینو، ۱۹۹۸؛ آراتانو، ۲۰۰۳). این فرایند ها در حالت عادی معلول انقطاع اولین شارعهای تند است که به علت ته نشست رسوبات در مسیر رخ نمی دهند (از چندین متر مکعب تا صدها متر مکعب)، اما در برخی موارد برای جدا نشدن کامل پلها و شاهراهها و راه آهن ها جریان کانال را دو راهه می کنند. خطر معمولاً از یک سهل انگاری ناچیز عادی نسبت به جریانات خاک و شن و لجن به وجود می آید: مثلاً در دره های آلپی، پلها غالباً توسط نیروی ضربه ای جریان منهدم می شوند چون دهنه این پلها فقط برای تخلیه آب طراحی شده اند. برای یک آبگیر کوچک در کوه های آلپ ایتالیا (سطح = ۷۶/۱ km2 ) که تحت تأثیر یک جریان خاک و شن قرار گرفته بود، کارل ولوینو (۱۹۹۸) نقطه اوج تخلیه را از ۷۵۰m3/ s برای یک بخش که در قسمت میانی کانال اصلی تعیین محل شده بود ارزیابی کرده بود. در همان سطح متقاطع، ماکزیمم قابل پیش بینی تخلیه آب (توسط HEC – ۱)، ۱۹m3/s بود، مقداری در حدود ۴۰ بار کمتر از مقدار محاسبه شده برای جریان خاک و شن رخ داده. جریان خاک جریانات خاک، در شیب رو به پایین زمین، جریان چسبناک اشباع شده و مواد ریزدانه ای هستند که با هر سرعتی از آهسته به تند حرکت می کنند. به طور نمونه، آنها می توانند با سرعتی از ۱۷ تا ۲۰ کیلومتر در ساعت حرکت کنند. اگرچه اینها بسیار شبیه جریانات لجنی هستند اما روی هم رفته حرکت آنها آهسته تر است و با مواد جامدی که در طول جریان حمل می شوند، پوشیده می شوند. آنها از جریانات سیّالی که سرعت بیشتری دارند متفاوتند. خاک رس، ماسه ریز و گل و لای و ریزدانه ها، مواد حاصل از فعالیتهای آتشفشانی، همه مستعد جریانات زمینی هستند. سرعت جریانات زمینی وابسته به مقدار آب محتوی در جریان تشکیل شده است: اگر این جریان بیشتر محتوی آب باشد، سرعت آن بیشتر خواهد شد. این جریانات معمولاً وقتی فشار روزنه ای در توده ریزدانه ها به اندازه وزن مواد افزایش یابد به وسیله آب روزنه ای به طور قابل توجهی طول برشکاری مواد را کاهش می دهد. در نتیجه یک قطعه برآمده درست می شود که آهسته حرکت می کند و بر روی سطح می غلتد. همانطور که این قطعه ها به سمت خارج گسترش پیدا می کنند، زهکشی توده افزایش پیدا می کند و کناره ها خشک می شوند، در نتیجه سرعت کلی جریان پایین می آید. این فرایند معلول غلیظ شدن جریانهاست. تنوع جریانات زمینی، غیر عادی نیست، اما بیشتر آنها رایجتر از جریانات مشابه سریع هستند. آنها یک تورفتگی را در رأسشان گسترش می دهند و معمولاً از زمینهای باتلاقی در مبدأ مشتق می شوند. جریانات زمینی بیشتر در طول دوره های ته نشینی بالا به وجود می آیند که کف زمین را می پوشانند و به محتوای روان در شیب، آب اضافه می کنند. در طول حرکتِ موادی مانند خاک رس شکافها را افزایش می دهند و بدین ترتیب آب درون جریان زمینی نفوذ می کند. سپس آب فشار آب روزنه ای را افزایش داده و طول برشکاری مواد را کاهش می دهد.
Description
Landslides are caused when the stability of a slope changes from a stable to an unstable condition. A change in the stability of a slope can be caused by a number of factors, acting together or alone: Natural causes: • groundwater pressure acting to destabilize the slope • Loss or absence of vertical vegetative structure, soil nutrients, and soil structure. • erosion of the toe of a slope by rivers or ocean waves • weakening of a slope through saturation by snowmelt, glaciers melting, or heavy rains • earthquakes adding loads to barely-stable slopes • earthquake-caused liquefaction destabilizing slopes (see Hope Slide) • volcanic eruptions Human causes: • vibrations from machinery or traffic • blasting • earthwork which alters the shape of a slope, or which imposes new loads on an existing slope • in shallow soils, the removal of deep-rooted vegetation that binds colluvium to bedrock • Construction, agricultural, or forestry activities which change the amount of water which infiltrates into the soil. Types of landslide Debris flow Slope material that becomes saturated with water may develop into a debris flow or mud flow. The resulting slurry of rock and mud may pick up trees, houses, and cars, thus blocking bridges and tributaries causing flooding along its path. Debris flow is often mistaken for flash flood, but they are entirely different processes. Muddy-debris flows in alpine areas cause severe damage to structures and infrastructure and often claim human lives. Muddy-debris flows can start as a result of slope-related factors, and shallow landslides can dam stream beds, provoking temporary water blockage. As the impoundments fail, a “domino effect” may be created, with a remarkable growth in the volume of the flowing mass, which takes up the debris in the stream channel. The solid-liquid mixture can reach densities of up to 2 tons/m³ and velocities of up to 14 m/s (Chiarle and Luino, 1998; Arattano, 2003). These processes normally cause the first severe road interruptions, due not only to deposits accumulated on the road (from several cubic meters to hundreds of cubic meters), but in some cases to the complete removal of bridges or roadways or railways crossing the stream channel. Damage usually derives from a common underestimation of mud- debris flows: in the alpine valleys, for example, bridges are frequently destroyed by the impact force of the flow because their span is usually calculated only for a water discharge. For a small basin in the Italian Alps (area = 1.76 km²) affected by a debris flow, Chiarle and Luino (1998) [citation needed] estimated a peak discharge of 750 m3/s for a section located in the middle stretch of the main channel. At the same cross section, the maximum foreseeable water discharge (by HEC-1), was 19 m³/s, a value about 40 times lower than that calculated for the debris flow that occurred. Earth flow Earthflows are downslope, viscous flows of saturated, fine-grained materials, which move at any speed from slow to fast. Typically, they can move at speeds from .17 to 20 km/h. Though these are a lot like mudflows, overall they are slower moving and are covered with solid material carried along by flow from within. They are different from fluid flows in that they are more rapid. Clay, fine sand and silt, and fine-grained, pyroclastic material are all susceptible to earth flows. The velocity of the earth flow is all dependent on how much water content is in the flow itself: if there is more water content in the flow, the higher the velocity will be. These flows usually begin when the pore pressures in a fine-grained mass increase until enough of the weight of the material is supported by pore water to significantly decrease the internal shearing strength of the material. This thereby creates a bulging lobe which advances with a slow, rolling motion. As these lobes spread out, drainage of the mass increases and the margins dry out, thereby lowering the overall velocity of the flow. This process causes the flow to thicken. The bulbous variety of earthflows is not that spectacular, but they are much more common than their rapid counterparts. They develop sag at their heads and are usually derived from the slumping at the source.
