DPG2011_03_Mirceta

KLASIFIKACIJA STIJENSKIH ODRONA

Antonia Mireta, mag. ing. aedif.Graevinski fakultet

Sveuilite u ZagrebuZavod za geotehniku

Uvod

Primjer Sjedinjene Amerike Drave

Primjer Slovenija

Primjer Italija

Primjer Austrija

Primjer Norveka

Primjer - Hrvatska

Klasifikacija stijenskih odrona

Dani podzemne gradnje, 06-07.07.2011. Graevinski fakultet u Zagrebu

Odroni predstavljaju veliku opasnost u podrujima kojase odlikuju izrazitom raznovrsnou litostratigrafskogsastava tla, visokim stupnjem tektonske i seizmikeaktivnosti, sloenim geolokim karakteristikama,razliitim reljefnim obiljejima, razliitim klimatskimuvjetima, razvijenom vodnom mreom i znaajnimantropogenim utjecajem na oblikovanje reljefa.

Klasifikacija stijenskih odronaUVOD


Geomorfologija je znanost o reljefu koja prouava njegov postanak,razvoj i procese koji ga oblikuju.

Geomorfoloki procesi


Endogene sile(erupcije vulkana, potresi, globalna

tektonika ploa)

Egzogene sile(erozija, derazija, korozija,..)

ovjek svojim djelovanjem ponekad moe utjecati napojavu ili pojaati intenzitet postojeih procesa.


Troenje stijena (povrinsko raspadanje) je najrasprostranjeniji egzogeni geomorfoloki proces.

fiziko raspadanje (dezintegracija) - lomljenje, mrvljenje i drobljenje stijena;



Primjer abrazije, Dugi Otok

kemijsko raspadanje (dekompozicija) - djelomina do potpuna promjena mineralnog sastava izvorne stijene

bioloko raspadanje koje zbiva se pod utjecajem organskih procesa: bioloko otapanje stijena, zbog bakterija i humusnih kiselina nastalih truljenjem, te fiziko razaranje zbog rasta korijenja.



Primjer otapanja karbonatnih stijena - krape, sjeverni Velebit

Nestabilnosti pokosa dijelimo na: globalnu (potpuni slom, klizita u tlu, rjee u stijenama); lokalnu (odroni, preteito u stijenama) i erozijsku (u tlu i u stijenama).



Primjer lokalne nestabilnosti odron na igralitu, Split

Lokalnu i erozijsku nestabilnost pokosa uvjetuju klimatskii bioloki imbenici. Klimatski imbenici su: poveanjepornog tlaka tijekom infiltracije oborina, erozija materijalatijekom jakih kia, ciklusi smrzavanja-odmrzavanja.



Primjer erozijske nestabilnosti pjeenjak, Otok Rab, Lopar

Bioloki imbenici su: mrvljene i kemijsko raspadanjestijena te irenje pukotina uslijed rasta korijenja kao iodvajanje dijelova stijena po sistemu poluge.



Korijenje biljaka proiruje postojee pukotine

Prilikom nekih graevinskih radova kao to suzasijecanje ili nasipavanje, mijenja se naponsko stanje ustijenskoj masi, pa novonastalo stanje naprezanjapostaje prevladavajui imbenik u poveanjunestabilnosti.

Za vrijeme miniranja u stijenskoj masi dolazi dousitnjavanja stijene, proirenja pukotina to poveavarizik od lokalne i erozijske nestabilnosti.

Uklanjanje vegetacije moe takoer negativno utjecati nalokalnu i erozijsku nestabilnost.



Dimenzije odronjenog bloka ovise o prostornom rasporedu diskontinuiteta.

Mehanizmi gibanja blokova po pokosu mogu biti: slobodni pad (falling), odskakivanje (bouncing) ili kotrljanje (rolling).



Primjer odskakivanja (bouncing) kamena na pokosu

iste povrine tvrde stijene, neoteene vremenskimuvjetima ne usporavaju znaajnije brzinu kretanjaodronjenog ili kotrljajueg kamena.

Meutim, povrine prekrivene tronim materijalom ililjunkom apsorbiraju znatnu koliinu energije udaraodronjenog kamena i u nekim sluajevima mogu ga upotpunosti zaustaviti.



Klasifikacija stijenskih odronaMetode fizikog ograniavanja/sprjeavanja odrona


JARAK ZA HVATANJE ODRONA POSTAVLJANJE MREE NA POKOS

Klasifikacija stijenskih odronaMetode fizikog ograniavanja odrona


SUSTAV BARIJERA

SIDRENJE I UVEZIVANJE SAJLAMA

Odroni predstavljaju glavnu opasnost kod stijenskihzasjeka uz ceste i eljeznice, te u naseljima u planinskimpodrujima.

Potrebno je razviti metodologiju koja e omoguitimapiranje podruja opasnosti od odrona.

Kvantitativna klasifikacija trebala bi omoguitistandardiziran nain odreivanja prioritete za radovesanacije na podrujima opasnosti od odrona.

Klasifikacija stijenskih odronaPotreba za klasifikacijom stijenskih odrona


Oregon Department of Transportation (ODOT) zapoeo je razvoj RHRS-a (Rockfall Hazard Rating System) 1984. godine.

Klasifikacija stijenskih odronaPrimjer Sjedinjene Amerike Drave


Primjer stijenskog pokosa uz prometnicu

Izrada sustava bila je voena, a njegova vrijednostprocjenjivana prema nekoliko kriterija:

Je li sustav razumljiv i jednostavan za koritenje? Jesu li adekvatno objanjeni kriteriji? Moe li nekoliko razliitih ocjenjivaa dobiti ujednaene

rezultate? Rezultati adekvatno odraavaju razinu opasnosti od

odrona?

Klasifikacija stijenskih odronaPrimjer - Sjedinjene Amerike Drave


Podruja gdje postoji opasnost od odrona ocijenjena su uodnosu jedan na drugog kako bi se odredila podruja kojapredstavljaju najvei rizik za javnost.

RHRS koristi dva naina ocjenjivanja pokosa: preliminarnoocjenjivanje koje se provodi prilikom popisa pokosa i detaljnoocjenjivanje. Preliminarno ocjenjivanje eliminira mnogepokose iz daljnjeg razmatranja. Zbog toga je ovaj pristupnajuinkovitiji i najisplativiji nain za klasifikaciju stijenskihodrona, posebno za agencije koje imaju odgovornost za velikbroj stijenskih pokosa.

RHRS predstavlja bodovni sustav.



Pri preliminarnom ocjenjivanju koriste se kategorije:procijenjeni potencijal odrona na autocestu i aktivnostodrona u povijesti.

Kod detaljnog ocjenjivanja koriste se kategorije: visinapokosa, uinkovitost jarka za hvatanje odrona, prosjenirizik vozila, procijenjena duljina puta reagiranja, irinakolnika ukljuujui poploan rub, geoloke znaajke,veliina bloka (volumen odrona po dogaaju), klima,prisutnost vode na pokosu i kronologija/povijest odrona.



RHRS je proces koji se sastoji od est koraka prikazanih u nastavku:

1. Popis pokosa izrada geografske baze podataka o lokacijama odrona

2. Preliminarno ocjenjivanje pokosa grupiranje lokacija odrona u tri kategorije A, B i C

3. Detaljno ocjenjivanje pokosa davanje prioriteta identificiranim lokacijama prema stupnju opasnosti od odrona (od najmanje do najvie opasne)

4. Razrada idejnih projekata i procjena trokova pohranjivanje informacija o sanaciji u bazu podataka

5. Identifikacija projekta i razvoj unaprijeenje projekata sanacije odrona k graevinskim radovima

6. Godinji prikaz i dodavanje novih informacija odravanje baze podataka o odronima



Bitna korist kod primjene RHRS-a je smanjenjepotencijala odrona u sustavu razvojem projekatasanacije odrona iz RHRS baze podataka. RHRSpredstavlja kvalitetnu podlogu za donoenje racionalnihodluka kako da se raspodjeli novac za projekte sanacijestijenskih pokosa.



Primjer odrona na prometnici

Napravljena je nova Mapa osjetljivosti podruja naodrone u Sloveniji izraena pomou GIS-a s najnovijimprostornim podacima, kao to je litoloka mapa Slovenije.

Najvaniji parametri prilikom izrade karte su: litologija,nagib pokosa i udaljenost od tektonsko-strukturnihelemenata.

Klasifikacija stijenskih odronaPrimjer - Slovenija


Pomou nekoliko jednostavnih linearnih modela koji suukljuivali razliite kombinacije utjecaja faktora i predvianjatonosti njihovih rezultata, odabrana je najbolja kombinacijafaktora, s obzirom na njihov utjecaj.

Budui da ne postoji dovoljno reprezentativnih podataka oodronima u Sloveniji potrebnih za kvantitativne statistikeanalize, struna procjena koritena je kao dodatni pristup 2(hi-kvadrat) testu.



Struna procjena se temeljila na iskustvu i dogaajima uprolosti prikupljenih iz kronika i izjava oevidaca.


Pristup je ogranien subjektivnou.

Primjer - Trnovski gozd


Odreivanje podruja opasnosti od odrona u Italiji se provodiuz pomo Terrestrial SAR Interferometry (TInSAR).

Kod TInSAR metode instrumenti za mjerenje se moguinstalirati odmah nasuprot istraivanom podruju to je iniosobito pogodnom za analizu stijenskih litica.

Klasifikacija stijenskih odronaPrimjer - Italija


Provodi se istovremeno analiza cijelog pokosa kako bi seidentificirali nestabilni blokovi.

Mjerenjem pomaka na litici identificira se veina sektora ilipojedinanih blokova koji su potencijalno opasni.

Usporedbom stope pomaka s meteorolokim podacima,mogu se dobiti spoznaje o odnosu uzroka (klimu) i posljedice(pomak) na stijenske litice.




Slika dobivena SAR (Synthetic aperture radar) radarom


Prikupljanje podataka ovom tehnikom je dugotrajan proces,meutim TInSAR moe dati znaajan doprinos analizamavelikih i nepristupanih stijenskih litica.

TInSAR moe biti uinkovita tehnika za istraivanje kao i zamonitoring u uvjetima izvanrednog stanja.



Zbog sve veeg senzibiliteta javnosti, Austrijska sluba zakontrolu bujica i lavina je suoena s zahtjevima za poveanjemjera zatite u podrujima s opasnou od odrona.

Klasifikacija stijenskih odronaPrimjer - Austrija


Proveli su analizu i procjenu rizika.

Rizik za odreeni scenarij (scenarij oteenja i scenarijdogaaja) i objekt definiran je kao vjerojatnost prisutnosti,funkcija povredljivosti, vjerojatnost pojave i vrijednostoteenja.

Na temelju koncepta bodovanja, standardizirana procjenarizika za odrone razvila se kako bi se zadovoljili zahtjevi zanivo planirane zatite - ovisno o iznosu bodova rizika,definirano je 5 klasa rizika (RC).



Klase rizika definiraju razinu rizika i potrebne mjere zatiteod odrona.

Klase rizika omoguuju brzu i laku usporedbu razliitihsluajeva i scenarija, dok iznos bodova rizika osiguravagradaciju i usporedbu unutar klasa rizika.



Primjer podruja koji spada u IV klasu rizika

Stohastiko-dinamiki rockfall model (Rockyfor3D) koriten je u izradi zoniranja podruja opasnosti u Norvekoj.

Zoniranje je provedeno du 4 km doline u opini Bergen, na zapadnoj Norvekoj obali.

Klasifikacija stijenskih odronaPrimjer - Norveka


Podruje je prepoznato kao opasno zbog nedavnih odrona ipostojeih nasipa, izgraenih iznad nekih kua.

Zone opasnosti su odreene kombinacijom terenskog rada isimulacijskih modela.

Norveki propisi svrstavaju sigurnost graevine od prirodnihopasnosti u nekoliko razreda u skladu s prihvatljivim rizikomza tip graevine.



Simulacije s Rockyfor3D provedena su na temelju terenskihopaanja na lokacijama potencijalnih odrona.

Koriteni parametri su: vrsta tla, hrapavost i vegetacija.

Zbog osjetljivosti analize na ulazne parametara potrebno jestruna interpretacija izlaznih rezultata.





Rezultati prorauna za razliite povratne periode

100-godinji povratni period





Proraunata godinja frekvencija odrona

Za provjeru valjanosti modela koritena su terenska opaanja, kao na primjer prisustvo blokova na utjecajnom podruju.

Kombinacijom terenskog rada, raunalnih simulacija i strune prosudbe mapirale su se zone rizika od odrona.



Kr zauzima vie od polovice povrine (54%) Hrvatske ilipreko 70% ako se uzme u obzir i hrvatsko Jadranskopodmorje (Lonar i Garai, 2002).

U Hrvatskoj se kr prua od Slovenije na sjeverozapadu doCrne Gore na jugoistoku dok mu sjeverna granica ide junood Karlovca prema istoku gdje prelazi u Bosnu iHercegovinu.

Klasifikacija stijenskih odronaPrimjer - Hrvatska


Kr je naziv za skup morfolokih, hidrolokih i hidrogeolokihznaajki terena koji je izgraen od stijena topivih u vodi(vapnenci i rjee dolomiti), soli i gipsa. Pojam kr ukljuujeposebne morfoloke i hidroloke oblike u topivim, pretenokarbonatnim stijenama.



Primjer kra, planina Velebit

Morfoloki oblici ukljuuju krape, doline, jame, ponore,uvale, polja, pilje, kaverne itd.



Zelena pilja, otok Vis

Hidroloki oblici ukljuuju slivove s brzim dreniranjem, rijekeponornice, estavele, ulazne izvore, podmorske izvore(vrulje), manje ili vie odvojene podzemne vododjelnice.



Primjer estavele na dnu Modrog jezera

Kr je rezultat prirodnih procesa na i u kori Zemlje uzrokovanotapanjem i ispiranjem vapnenca, dolomita, gipsa, halita idrugih topivih stijena (Field, 1999).



Primjer kra, planina Biokovo

Glavnu ulogu u oblikovanju krkoga reljefa imaju kemijskiprocesi, uz tektonske i mehanike procese.

Kr se razvija u topivim stijenama gdje voda kroz dugi nizgodina, uz pomo ugljinog dioksida, otapa karbonatnestijene to dovodi do procesa okravanja i oblikovanja krate urezivanja ili usijecanja pukotina i krapa kroz koje nestajuoborinske vode s povrine i odlaze u podzemlje gdje sekreu sustavom kanala i pukotina.



Otjecanje povrinske vode u okreno podzemlje ibezvodnost na povrini glavne su znaajke svih krkihprostora.

Proces otapanja karbonatnih vapnenakih stijena,okravanje ili karstifikacija zove se jo i korozija vapnenaca.



Spilja Lokvarka

Postojanje i svojstva upljina u topivim stijenama, osnovni supreduvjet za nastanak i razvoj kra, ali i za kretanje iskladitenje vode u kru.

Krki tereni brzo gube vodu u podzemlju zbog ega susiromani povrinskim a bogati podzemnim vodama.

S vremenom se poroznost odnosno broj i dimenzije pukotinapoveava zbog kemijskog, ali i fizikog djelovanja vode.



Zbog navedenih specifinosti kra u Hrvatskoj, potrebnoje razviti metodologiju klasifikacije stijenskih odrona ukru koja e biti prilagoena znaajkama procesa kojesu znaajne u nastajanju ovog reljefnog tipa.



Trenutno se u Hrvatskoj radovi zatite pokosa na vepostojeim cestama provode u sklopu redovnog odravanjacesta. Preteno obuhvaaju radove postavljenja zatitnihmrea i sustava kratkih tapnih sidara.



Primjer zatite pokosa na autocesti Zagreb - Split

Razvoj klasifikacije stijenskih odrona u Hrvatskoj omoguiobi razvoj sustava upravljanja rizicima povezanih s odronimapreko projekata sanacije odrona.

Nedavni odroni u Krilu Jesenice i na Dravnoj cesti D 512 surezultirali su detaljnijem pristupu lokalnog rjeavanjaproblema odrona izradom projekata sanacije odrona.

Ovi odroni velikih razmjera pokazali su potrebu proaktivnogpristupa kod rjeavanja problema odrona.





Odron u Krilu Jesenice



Odron na cesti D512 Makarska Rava, predio Stupica

KLASIFIKACIJA STIJENSKIH ODRONAKlasifikacija stijenskih odronaKlasifikacija stijenskih odronaUVODKlasifikacija stijenskih odronaUVODKlasifikacija stijenskih odronaUVODKlasifikacija stijenskih odronaUVODKlasifikacija stijenskih odronaUVODKlasifikacija stijenskih odronaUVODKlasifikacija stijenskih odronaUVODKlasifikacija stijenskih odronaUVODKlasifikacija stijenskih odronaUVODKlasifikacija stijenskih odronaUVODKlasifikacija stijenskih odronaMetode fizikog ograniavanja/sprjeavanja odronaKlasifikacija stijenskih odronaMetode fizikog ograniavanja odronaKlasifikacija stijenskih odronaPotreba za klasifikacijom stijenskih odronaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer Sjedinjene Amerike DraveKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - Sjedinjene Amerike DraveKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - Sjedinjene Amerike DraveKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - Sjedinjene Amerike DraveKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - Sjedinjene Amerike DraveKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - Sjedinjene Amerike DraveKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - SlovenijaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - SlovenijaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - SlovenijaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - SlovenijaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - ItalijaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - ItalijaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - ItalijaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - ItalijaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - ItalijaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - AustrijaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - AustrijaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - AustrijaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - NorvekaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - NorvekaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - NorvekaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - NorvekaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - NorvekaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - NorvekaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - HrvatskaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - HrvatskaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - HrvatskaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - HrvatskaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - HrvatskaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - HrvatskaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - HrvatskaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - HrvatskaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - HrvatskaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - HrvatskaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - HrvatskaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - HrvatskaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - HrvatskaKlasifikacija stijenskih odronaPrimjer - Hrvatska

Documents

DPG2011_03_Mirceta