SUVREMENI EGZODINAMSKI PROCESI I POJAVE · 2021. 1. 11. · SUVREMENI EGZODINAMSKI PROCESI I POJAVE...

SUVREMENI EGZODINAMSKI PROCESI I POJAVE

prosinac, 2020.

SUVREMENI EGZODINAMSKI PROCESI I POJAVE

Djelovanje egzodinamskih procesa očituje se kao:

- proces mehaničkog razaranja

- proces mineralnih promjena

- proces kemijskog otapanja

• Mehaničkim se razaranjem stijena usitnjava od komada veličine bloka do vrlo sitnih čestica -mineraloški sastav se ne mijenja

- aluvij – materijal ostaje na mjestu postanka

- deluvij - nakupljeni transportirani materijal

• Mineralne promjene nastaju pod djelovanjem različitih procesa - prevladavaju oksidacija i hidratacija

• Kemijsko otapanje - odvija se djelovanjem kišnice, površinske i podzemne vode

SUVREMENI EGZODINAMSKI PROCESI I POJAVE

• Najzastupljeniji egzodinamski procesi su:

- denudacija

- erozija

- akumulacija

- abrazija

- sufozija

- pokreti na padinama (klizanje)

DENUDACIJA

• Denudacija je geomorfološki proces koji rezultira ogoljavanjem, zaravnjivanjem i globalnim

snižavanjem kopnenih masa na Zemlji zbog trošenja stijena i njihove erozije potaknute

egzogenim procesima

Denudacija zavisi od:

• nagiba terena

• sastava podloge

• intenziteta oborina

• vegetacije

DENUDACIJA

Denudacijski oblici su:

• Brazde - su najmanji početni oblici linearne

denudacije

• Vododerine – žljebovi nastali radom vode, dubine

do 2 metra a različite dužine od nekoliko desetina do nekoliko stotina metara

• Jaruge - većih razmjera od vododerina, dubina

usijecanja im je veća od 2 metra.

Jaruge Jaruge i vododerine

DENUDACIJA

• Veći dio razorenog stijenskog materijala vodenim tokovima

dospijeva u more u količini od više milijardi prostornih metara

godišnje.

DENUDACIJA

Denudacija – Bedlends (SAD, Juta)Denudacija

• Denudacija nepovoljno utiče na uvjete građenja i eksploataciju objekta

Sprečavanje razvoja procesa denudacije

EROZIJA

• Erozija je egzodinamski proces koji označava mehaničko razaranja i kemijsko otapanje stijena i

odnošenje razorenog i otopljenog materijala s površine ili u plićem podzemlju

• Uzroci erozije – prirodni i umjetni

• Posljedice erozije - gubitak plodnog zemljišta, zagađenje voda nanosima minerala, pojava

poplava, nastanak kamenih pustinja…

• Intenzivna erozija padina može u kratkom roku učiniti teren neprohodnim za vozila i ljude kao i

za bilo koji građevinski rad

EROZIJA

Erozija može biti:

• Erozija vodom, koja se očituje kao:

-regionalna ili pluvijalna erozija (kišom)- zahvaća čitavu površinu litosfere

-fluvijalna erozija (vodenim tokovima) - manifestira se u horizontalnom i vertikalnom smislu

• glacijalna erozija ili eksaracija (ledom i snijegom)

• eolska erozija ili korozija (vjetrom)

REGIONALNA ILI PLUVIJALNA EROZIJA

• erozija zahvaća čitavu površinu litosfere.

• radom čovjeka, posebice sječom šuma, nepravilnom obradom zemljišta i neracionalnom

ispašom, pluvijalna se erozija povećava i do 150 puta u odnosu na prirodnu.

Erozije kišom

FLUVIJALNA EROZIJA

• Riječna (fluvijalna) erozija predstavlja proces izgrađivanja oblika u reljefu radom riječnih tokova.

• može biti: dubinska i bočna

• manifestira se u horizontalnom i vertikalnom smislu.

• Uvjetovana je nagibom vodenog toka, brzinom protjecanja, količinom vode i fizičko

mehaničkim svojstvima stijena.

FLUVIJALNA EROZIJA

FLUVIJALNA EROZIJA

• Erozijska snaga vode djeluje na

stijenu, ovisno o njezinim fizičko -

mehaničkim svojstvima, lakše troši i

erodira mekše nevezane i poluvezane

stijene, a teže čvrste - proces se

naziva selektivna erozija

• Erozijska baza nekog vodotoka

definirana je njegovim ušćem u drugi

tok, jezero ili more

• Osnovna erozijska baza svih tokova je

more

GLACIJALNA EROZIJA ILI EKSARACIJA

• Glacijalna erozija ili

eksaracija prouzročena je

pokretima ledenjak niz padine

• U nivalnom klimatskom

području stijene se mehanički

razaraju opetovanim

smrzavanjem i odmrzavanjem

stijena, što se naziva nivacija

EOLSKA EROZIJA ILI KOROZIJA

• Eolska erozija ili korozija

nastaje mehanički radom vjetra.

• Odnošenjem sitnih čestica

ogoljuje se i snižava reljef, što se

naziva deflacija

AKUMULACIJA

• Akumulacije - nakupljanje

stijenskog materijala u

depresije i doline vodenih

tokova

• Razoreni materijal može biti

transportiran silom Zemljine

teže, vodom (rijekama,

potocima i bujicama),

ledenjacima i vjetrom

• Najveće količine se

transportiraju riječnim tokovima

i akumuliraju u obliku terasa

ABRAZIJA

• Proces razaranja obala

snagom valova naziva se

abrazija

• Nakupljanjem materijala

mogu nastati šljunčane i

pješčane plaže

SUFOZIJA

• Sufozija je proces koji se odvija

u poluvezanim i nevezanim

stijenama, a rezultira

ispiranjem sitnih čestica

radom tekućih podzemnih

voda u terenu

POKRETI NA PADINAMA

• Najvažniji i najčešći egzodinamski proces sa stajališta

graditeljstva - pokreti na padinama, odnosno

klizanja.

• Klizanje je kretanje stijena ili tla niz padinu pod

djelovanjem gravitacije

• Materija se niz padinu može kretati odronjavanjem,

prevrtanjem, klizanjem, širenjem (razmicanjem ili

tečenjem) – prema Cruden i Varnes 1996.

POKRETI NA PADINAMA

• Prema vrsti materijala zahvaćenog klizanjem razlikujemo

➢ stijenu (tvrda ili čvrsta masa koja je bila intaktna prije kretanja)

➢ tlo (agregat čvrstih čestica, minerala ili stijena, koje su prethodno transportirane ili su

nastale na licu mjesta)

Prema teksturi tlo se dijeli na:

o zemlju: sitnozrne frakcije, 80% čestica manjih od 2 mm (gornja granica pijeska)

o debris/krš: sadrži znatan udio krupnozrnog materijala, više od 20% čestica veće od 2

mm.

POKRETI NA PADINAMA

• Klizanje je prirodan proces oblikovanja reljefa prouzročen kišama,

poplavama, potresima ili drugim prirodnim procesima,

• Pojavljuje se kao posljedica ljudskih aktivnosti koje narušavaju

stabilnost padina (zemljanim radovima, zasijecanjem, usijecanjem

padina, neumjerenom i neplanskom izgradnjom.

• Mogu nastati u svim vrstama stijena, iznenada i brzo ili nastajati sporo i

postupno,

• rezultiraju pojavama koje nazivamo klizišta.

KLIZIŠTA

• Klizišta nastaju kada se stabilno stanje padine izmjeni u

nestabilno zbog popuštanja kohezijskih sila među česticama

stijene, odnosno kada se svlada otpornost mase na

smicanje.

• Sila koja pokreće klizanje naziva se gravitacija, a njezin

utjecaj može se rastaviti na dvije komponente: normalnu silu

i silu smicanje.

• Normalna sila je okomita na kosinu, a upućuje na

sposobnost bloka da se zbog trenja zadrži na svojem mjestu.

• Sila smicanja je paralelna kosini i upućuje na sposobnost da

se pokrene.

KLIZIŠTA

• Što je padina strmija to je veća sila smicanja i veća je

tendencija bloka klizanju.

• Ako je trenje veće od sile smicanja blok se neće klizati, u

suprotnom će klizati.

• Posmična čvrstoća – otpornost tla kretanju ili deformaciji

ovisi o: kohezivnosti materijala, trenju među česticama,

korijenju bilja

• Što je veća normalna sila, veća je i posmična čvrstoća.

• Ako je posmična čvrstoća veća od sile smicanja, tada se tlo

neće kretati niti deformirati.

POKRETI NA PADINAMA

• Faktori koji utječu na klizište su:

- promjene u nagibu

- promjene opterećenja na padini,

- udari i vibracije

- promjene u sadržaju vode u terenu

- djelovanje podzemnih voda,

- promjene u vegetaciji

- trošenje stijena

POKRETI NA PADINAMA

• Voda u podzemlju

POKRETI NA PADINAMA

Kako prepoznati klizište?

KLIZIŠTA

• Dijelovi klizišta

KLIZIŠTA

Klasifikacija pokreta na padinama

• Primjenjuju se različiti kriteriji za klasifikaciju pokreta na padinama, prema:

- aktivnosti (brzini)

- načinu povećanja tijela

- položaju u padini

- dubini klizne plohe

- veličini

- razvoju procesa

- vrsti materijala

- tipu pokreta

Klasifikacija pokreta na padinama

• Prema brzini kretanja klizanja je podijeljeno u sedam kategorija (prema Varnes, 1978):

• ekstremno sporih

• vrlo sporo

• sporo

• srednje brzo

• brzo

• vrlo brzo

• ekstremno brzih

Klasifikacija pokreta na padinama

• Prema dubini klizne plohe razlikuju se:

- površinska klizišta – s kliznom plohom plićom od 1 m

- plitka klizišta – s kliznom plohom na dubini od 1m do 5m

- duboka klizišta - s kliznom plohom na dubini od 5m do 20 m

- veoma duboka klizišta - s kliznom plohom dubljom od 20 m

• Prema razvoju procesa razlikujemo :

- aktivna

- neaktivna klizišta

Klasifikacija pokreta na padinama

• Klasifikacija klizanja prema

tipu kretanja i vrsti

materijala: (prema Varnesu)

ODRONJAVANJE

• Odvajanje, odnosno otkidanje materijala s padina djelovanjem gravitacije, po površini na kojoj ima malo ili uopće nema smicanja, dolazi do slobodnog pada, prevrtanja ili kotrljanja pojedinih dijelova nestabilne mase.

• Nastaje u čvrstim stijenama na strmim padinama, u slučajevima kad su diskontinuiteti u stijeni blaže nagnuti od nagiba padine.

• Nakupljeni materijal se naziva odron.

PREVRTANJE

• Prevrtanje je rotacijsko kretanje

(prema naprijed) mehanički

odvojene mase tla ili stijene niz

strme ogoljene padine,

• masa koja se nagomilava na

morfološki pogodnim padinama –

oblik sipara.

KLIZANJE

• Klizanje je kretanje koherentne (poluvezane) mase tla stijene duž jedne ili

nekoliko dobro definiranih kliznih ploha (plohe slojevitosti, pukotine,

rasjede..)

• Oštra je granica između pokrenutog i nepokrenutog materijala.

• Prema načinu pokreta kliznog tijela razlikujemo rotacijsko i translacijsko

klizanje.

Rotacijsko klizanje

• Rotacijsko klizanje uključuje

kretanje po zakrivljenoj plohi

pri čemu se gornji dio kreće

prema dolje, a donji dio prema

van, tj. prema površini

Translacijsko klizanje

• Translacijsko klizanje nastaje

kada se u kosini, približno

paralelnoj s površinom, na

manjoj dubini pojavljuje

diskontinuitet ili zona materijala

sa slabijim značajkama

RAZMICANJE ILI ŠIRENJE

• Dominantan tip kretanja je bočno razmicanje materijala poradi

kojega nastaju smičuće ili tenzijske pukotine.

• Slom materijal je uzrokovan likvefakcijom - proces koji nastaje u

nekoherentnim (nevezanim) sedimentima zasićenim vodom

• Nagli porast pornih tlakova podzemne vode uzrokuje fizičko

razdvajanje čestica nekoherentnih tala, pri čemu se izgubi

međuzrnski kontakt i trenje između zrna, a posmična čvrstoća teži

nuli.

• Sanacija terena koji su podložni likvefakciji odvija se uspješno

sniženjem razine podzemnih voda, povećanjem stupnja

zbijenosti naslaga i promjenom granulometrijskog sastava

TEČENJE

• Tečenje predstavlja raznovrsna kretanja sa znatnim varijacijama brzina i sadržaja vode, a

iskazuju se kao prostorno kontinuirana deformacija

• Kanalsko i nekanalsko tečenje

• Razlikujemo pet osnovnih kategorija tečenja: tok debrisa, lavina debrisa, zemljani tok, blatni

tok i puzanje.

Tok debrisa

Lavina debrisa

Blatni tok

Tečenje izazvano obilnim oborinama

Zemljani tok

Zemljani tok

• Soliflukcija je tečenje tla zasićenog vodom preko

nepropusnog materijala (barijere).

Slika: Soliflukcija nastala zbog otapanja snijega i saturacije (zasićenja) tla

a) zima b) ljeto

PUZANJE

• Puzanje je ekstremno sporo do vrlo sporo, više ili manje kontinuirano tečenje stijene ili tla niz

blago nagnutu padinu pod djelovanjem gravitacije.

PUZANJE

Kako prepoznati puzanje?

- Oštećenje na objektima

PUZANJE

- Iskrivljena ograda

PUZANJE

- smicanje i krivljenje zdenca

PUZANJE

• Nagnuti stupovi

SLOŽENA KLIZANJA

• Nastaju zbog različitih položaja slojeva tla/stijene različitih čvrstoća

• Nastaju kombinacijom dvaju ili više tipova kretanja

SANACIJA KLIZANJA

• Mjere za sanaciju nastalih klizanja treba temeljiti na poznavanju uzroka zbog kojih se nastaliporemećaji stabilnosti i pokreti na padini.

• Potrebna istraživanja koja moraju obuhvatiti:

- Geodetska snimanja zahvaćenog područja klizanjem

- Geološka i geotehnička istraživanja područja

- Mjerenja razine podzemne vode

- Smjer, intenzitet i brzinu pomaka padine

- Položaj plohe ili zone sloma,

- Uzrok sloma

SANACIJA KLIZANJA

• Za smirenje nastalog klizišta primjenjuju se mjere koje se odnose na smanjenje posmičnih naprezanja u kosini ilina povećanje čvrstoće materijala u zoni

• Saniranje pokretne stijenske mase može se obaviti:

1.Povoljnim skretanje strujnog tlaka

2.Sniženjem razine podzemne vode i reguliranje otjecanja površinskih voda

3.Promjena oblika padine

4.Potpornim konstrukcijama

5.Ugradnjom pilota velikog promjera

6.Opterećenjem donjeg, pasivnog dijela klizišta

7.Povećanjem efektivnih naprezanja

8.Posebnim postupcima

9.Pošumljavanjem terena

SANACIJA KLIZANJA

• Povoljnim skretanje strujnog tlaka

Površinski drenažni kanal Horizontalna drenaža

SANACIJA KLIZANJA

• Sniženjem razine podzemne vode u kosini i reguliranje otjecanja površinskih voda

Drenažni kanali

SANACIJA KLIZANJA

• Promjena oblika padine

Saniranje klizišta rasterećenjem vrha klizišta

SANACIJA KLIZANJA

• Potpornim konstrukcijama

Slika: Pravilno izveden potporni zid Slika: Trajno saniranje potpornim konstrukcijama

SANACIJA KLIZANJA

• Ugradnjom pilota velikog promjera

KARTA PODLOŽNOST NA KLIZANJE ZA

HRVATSKU

http://www.geologija.hr/pdf/vijesti-hgd/web-vijesti-55_1.pdf

KARTA PODLOŽNOST NA KLIZANJE ZA HRVATSKU

http://www.geologija.hr/pdf/vijesti-hgd/web-vijesti-55_1.pdf

KLIZIŠTA U HRVATSKOJ• Klizište Klanjec

KLIZIŠTA U HRVATSKOJ

Klizište Kubarnovo Brdo – Stari

put Klizište

KLIZIŠTA U HRVATSKOJ

• Klizište Grmoščica – podsljemenska zona

KLIZIŠTA U HRVATSKOJ

Klizište Grmoščica - Zagreb

Kontura klizišta Grmoščica

KLIZIŠTA U HRVATSKOJ

• Sanacija klizište Grmoščica - Zagreb

Slika: Karakterističan poprečni presjek potporne konstrukcija

KLIZIŠTA U HRVATSKOJ

Klizište Slani Potok

KLASIČAN PRIMJER: VAJONT

• Poseban, važan i poučan primjer međudjelovanja čovjeka i prirodnih procesa a vezano

uz stabilnost padina, je kliženje i odron u dolini Vajont.

• Ako ne najgora, onda svakako vrlo poučna nesreća vezana uz klizišta dogodila se na

akumulaciji brane Vajont u sjevernoj Italiji i to 9.10.1963. godine. Poginulo je oko 2000

ljudi.

1)Nesreća se dogodila u hidroakumulaciji iza tada drugenajviše brane na svijetu (265,5 m visoke).

2)To je najviša lučna brana, koja se pokazala građevinski izvanrednom: nijesrušena iako je bila izložena pritisku od 4 milijuna tona - uslijed odronjavanja i time stvorenog vodnog vala. Izdržala je daleko veći pritisak od onoga za koji je bila projektirana.

3) Katastrofa bila je uzrokovana kliženjem i odronom (naglim obrušavanjem terena dugačkog 1,8 x 1,6 km). 4) Volumen odronjenog materijala bio je oko 260 milijuna m3 pretežno stjenske mase.

5) Rezervoar je bio kompletno zapunjen u dužini od 1,8 km i visini do 150 m iznadrazine akumulacije u vremenu između 30-60 sekundi!

VAJONT

6) Odron je stvorio podrhtavanje tla (potres) koji se

osjetio (bio registriran) u Beču i Bruxellesu.

7) Naglo klizanje (odronjavanje) ogromne količine

stijena uzrokovalo je uzdizanje zraka s kamenjem i

vodom na drugoj obali do visine od 240 m.

8) Vodeni val (zid) bio je visok 100 m nad krunom

brane, a 1 km niže u ušću u Piave bio je visok 70 m.

Val se širio uzvodno (2 km) i nizvodno.

9) Zračni udar koji je prethodio vodenom valu

uzrokovao je (dekompresijski) otvaranje svih

sigurnosnih pregrada pa je voda ušla i uništila sve

instalacije od krune do temeljnog ispusta.

10) Cijela katastrofa dogodila se u ukupno 7 minuta,

od početka obrušavanja/odronjavanja do totalnog

uništenja svega uzvodno i nizvodno u dolini rijeke

Piave.

VAJONT: GEOLOŠKE POSEBNOSTI

Geološki preduvjeti:

1. Uslojeni vapnenci s proslojcima lapora, glina i čertova

Geološki preduvjeti:

2. Konformna struktura - glacijalnadolina u sinklinali

Geološki preduvjeti:

3. Površinski dio (~150 m) oslabljenrelaksacijom nakon otapanjaledenjaka

Geološki preduvjeti:

4. Riječni kanjon se naknadnousjekao pa slojevi “vise” premakanjonu

PRIJE

POSLIJE

VAJONT:

VAJONT:

PRIJE POSLIJE

Vajont: zaključak

• Katastrofa se dogodila zbog kombinacije nepovoljnih prirodnih geoloških karakteristika

terena u području akumulacije i intervencije čovjeka.

• Podizanje razine vode temeljnice u i uz akumulaciju je uvjetovalo promjene u

delikatnoj (krhkoj) stabilnosti stijena u strmim bokovima akumulacije.

• Oba faktora (prirodni i umjetni/antropogeni) uzrokovali su progresivno oslabljivanje

unutrašnje čvrstoće stijenske mase s vremenom, koje je pak bilo znatno ubrzano

znatnim podizanjem razine podzemne vode uslijed jakih kiša.

1. Stijenska masa može izgubiti čvrstoću (omekšati) u izmijenjenim uvjetima u kratkom vremenu

(dan, tjedan, mjesec)

2. Unutrašnja čvrstoća (kohezija) stijenske mase može naglo opasti kad počne puzanje (pozitivna

povratna sprega).

3. Pojava aktivnog puzanja važno je upozorenje koje traži izravnu tehničku procjenu, jer je ubrzanje

do odrona moguće u vrlo kratkome periodu.

4. Stijenske mase (i na kopnu) mogu se kretati brzo poput muljnih tokova (tečenja detritusa) tj.

brzinom tekućine

. Prema: Kiersch, G.A. (1973): 17 The Vaiont Reservoar Disaster. u: Tank, R. (ur.) - Focus on Environmental Geology. A Collection of Case Histories and Readings from Original Sources. Oxford Univ. Press New York. 153-164.

Više i kvalitetno o Vajontu na: http://blogs.agu.org/landslideblog/2008/12/11/thevaiont-vajont-landslide-of-1963/

Fotografije Vajonta: Č. Benac, 2008.