37
Přírodní katastrofy a jejich řešení Přednáška (3) Svahové pohyby prof. Ing. Pavel Poledňák, PhD.
Přírodní katastrofy a jejich řešení
Přednáška (3)
Svahové pohyby
prof. Ing. Pavel Poledňák, PhD.
Základní pojem
Svahové pohyby se definují jako gravitační pohyb horninových mas.
Pojem svahové pohyby sdružuje všechny gravitační pohyby mas horninových masivů ve svazích kromě těch, kde materiál odnáší transportní média – voda, sníh, vítr [Nemčok 1982].
1. CHARAKTERISTIKA SVAHOVÝCH POHYBOV
Rovnováha může být narušená přirozenou cestou nebo cestou umělou:
• Překročením maximálního sklonu,
• Zatížením hornin na svazích,
• Otřesy a vibracemi,
• Změnou obsahu vody. Toto zapříčinění může nastat z více příčin, a to:
– vlivem atmosférických srážek
– rozdílem elektrického potenciálu mezi dvěmavrstvami,
– v období sucha,
– v důsledku rychlé změny vodní hladiny
• Působením podzemní vody,
• Činnost mrazu,
• Zvětrávání hornin,
• Změny ve vegetačním porostu svahů.
1. CHARAKTERISTIKA SVAHOVÝCH POHYBOV
2. Klasifikace svahových pohybů
Svahové pohyby můžeme rozdělit podle různých hledisek, např. podle průběhu smykových ploch, podle druhu sesouvajících se hmot, podle rychlosti pohybu nebo stádia vývoje.
Pro naše územní poměry a z hlediska inženýrské geologie je účelné třídění svahových pohybů, které přihlíží k naším regionálním poměrům a zároveň k tomu, aby bolo možné podle jednoduchých znaků, zjistitelných při místní prohlídce, zařadit určitý sesuv do některé skupiny.
Následující třídění je provedené na základě dvou kritérií (Nemčok 1982):
Svahové pohyby podle mechanizmu pohybu a rychlosti pohybu rozdělujeme na :
• Plazení, ploužení (creep).
• Sesouvání (slide).
• Stékání (flow).
• Řícení (fall).
2. Klasifikace svahových pohybů
Proces (svahový pohyb)
Forma (výsledná svahová deformace)
A
Rozvolňování svahů
Rozvolnění svahu, roztrhání horských masivů, zdvojené hřbet
Gravitační vrásnění Gravitační vrása, bulging
Blokové pohyby Blokové pole
Povrchové ploužení Slézání svahových hlín a suti, hákování vrstev, plošná soliflukce, kamenné ledovce
B
Sesouvání podél rotační smykové plochy Rotační sesuv, sesuv podél rotační smykové plochy
Sesouvání podél rovinné smykové plochy
Planární sesuv, sesuv podél rovinné smykové plochy, skalní sjíždění
Sesouvání podél složené smykové plochy
Rotačně planární sesuv, sesuv podél složené smykové plochy, laterální sesuv
C Stékání svahových uloženin
Zemní proud, bahnitý proud, zemní proud v citlivých jílech, kamenitý, hlinitokamenitý a bahnitý přívalový
proud, mura, flowage
D
Sesypávání Drolení, sesyp
Opadávání úlomků Opadový a suťový kužel, osyp, halda, kamenné moře
Odvalové řícení Skalní zřícení, odvalové zřícení
Planární řícení Planární skalní zřícení, skalní sesutí
2. Klasifikace svahových pohybů
Svahové pohyby a jejich výsledné formy (svahové deformace) můžeme blíže charakterizovat podle dalších kriterií: • věk: recentní (současný, čerstvý), fosilní (starý) • stupeň aktivity: aktivní (živý), dočasně uklidněný,
stabilizovaný (zastavený) • geneze: přirozený (samovolný), uměle vyvolaný
(antropogenní) • vývojové stadium: iniciální (počáteční), rozvinutý
(pokročilý), finální (závěrečné) • opakovatelnost: jednorázový, periodický • tvar půdorysu: proudový, frontální, plošný, nepravidelný • zřetelnost morfologické formy: zřetelná svahová
deformace, zastřená svahová deformace, pohřbená svahová deformace
• pozice vůči dalším svahovým deformacím: samostatná svahová deformace, složená svahová deformace, součást složené svahové deformace
2. Klasifikace svahových pohybů
Plazením nazýváme pohyb pomalého tečení tuhé látky. Jde o dlouhodobý, zpravidla nezrychlující se pohyb horninových hmot, přičemž hranice oproti pevnému podloží je ve většině případů nezřetelná. Velikost posuvu hmot je vzhledem na prostorové rozměry postihnutého horninového masivu zanedbatelná. Proto jsou i výsledné formy ploužení ve většině případů málo výrazné. Tyto deformace jsou velké jen několik milimetrů za rok.
Plazení je vlastně přípravnou fází pro všechny druhy pohybů, z geologického hlediska však krátkodobou fází.
Plazení se rozděluje do dvou skupin a to:
• podpovrchové plazení,
• povrchové plazení.
2. Klasifikace svahových pohybů
Dva projevy ploužení na svahu. Opilé stromy (A) a hákování vrstev (B).
2. Klasifikace svahových pohybů - sesouvání
Sesouvání je relativně rychlý krátkodobý klouzavý pohyb horninových hmot na svahu podél jedné nebo více smykových ploch. Výslednou formou sesuvného pohybu je sesuv.
2. Klasifikace svahových pohybů - sesouvání
Charakter těchto poruch posuzujeme z různých hledisek:
• podle tvaru smykových ploch:
• rotační sesuvy (smyková plocha válcového tvaru – obr. a),
• planární sesuvy (smyková plocha rovinného tvaru – obr. b, c),
• rotačně – planární sesuvy (složená smyková plocha – obr. d),
• sesuvy translační (obr. e)
• podle plošného tvaru sesuvů:
• proudové sesuvy (délka vícenásobně převyšuje šířku),
• plošné sesuvy (mají přibližně stejnou délku a šířku),
• frontální sesuvy (vyznačují se dominantní šířkou nad délkou),
• podle stupně aktivity:
• aktivní sesuvy (v dnešním čase je v pohyb),
• potenciální sesuvy (pohyb je dnes uklidněný, ale může se obnovit),
• stabilizované sesuvy (příčiny vzniku pohybu zanikly).
2. Klasifikace svahových pohybů - sesouvání
Základní typy sesuvů podle tvaru smykové plochy
(Čabalová – Baliak, 2000)
2. Klasifikace svahových pohybů - sesouvání
Plošný sesuv (Čabalová – Baliak, 2000)
2. Klasifikace svahových pohybů - stékání
Stékání je rychlý krátkodobý pohyb horninových hmot ve viskózním stavu. Podstatná část hmot vyteče a přemístí se po povrchu terénu na velkou vzdálenost. Stékající hmoty jsou ostře oddělené od neporušeného podloží. Výslednou formou pohybu je „proud“. V konečné fázi vývoje může stékání vyústit do plazivého pohybu.
Nejčastěji se vyskytujícími typy výsledných forem svahového pohybu skupiny stékání jsou: • zemní proudy – vznikají v místech se
soustředěným tokem podzemní i povrchové vody (obr. 1.4 a),
• kamenité proudy – tvoří se na strmých svazích, přívalové vody strhávají materiál vytvořený jako produkt zvětrávání do údolí, kde se tento materiál hromadí (obr. 1.4 b).
2. Klasifikace svahových pohybů - stékání
Základní typy svahových poruch skupiny stékání
(Čabalová – Baliak, 2000)
2. Klasifikace svahových pohybů - řícení
Řícením rozumíme pohyb horniny bez kontaktu s terénem. Příčiny vzniku tohoto svahového pohybu zahrnují strmé svahy, erozi a přítomnost puklin.
Pokud pohyb obsahuje i rotační složku, nazýváme jej pojmem odsedání.
Zvláštním typem je řícení říčních břehů, které je generováno boční erozí toků. Řícení nepostihuje velké oblasti a jeho nebezpečí je čistě lokálního charakteru.
2. Klasifikace svahových pohybů - řícení
3. Sesuvy
Sesuvy, vznikají z rozličných důvodů. Jejich vznik a samotný průběh má za následek nejen změnu rázu krajiny, ale může svým projevem ničit životní prostředí člověka:
• narušují stabilitu liniových staveb,
• znehodnocují silnice, dálnice a železniční tratě,
• ničí produktovody a stožáry elektrického vedení,
• ničí lesy.
K prvním záchranným opatřením při sesuvech patří (Záruba
1988):
• zachycení a odvedení povrchové vody přitékající k sesuvnému území nebo vyvěrající v odlučné oblasti,
• velmi účinné je vyčerpání vody ze všech studní na sesuvném území a odvést ji z bezodtokých depresí,
• zaplnění všech otevřených trhlin, do kterých by mohla přitékat povrchová voda.
3. Sesuvy
Sanační metody je možno rozdělit podle principu realizace a způsobu působení (Záruba):
• úprava tvaru svahu,
• odvodnění svahů,
• sanace sesuvů rostlinným porostem,
• technické stabilizační opatření,
• zpevňování hornin.
3.1 Úprava tvaru svahu
Zmenšením hmotnosti hornin v odlučné oblasti nebo zvětšením hmotnosti v akumulační oblasti existujícího nebo očekávaného sesuvu se stabilita svahu zvětší Výhodou je, že je možné k němu přistoupit okamžitě, bez předcházejících, časově náročných průzkumných prací. Sanační metody založené na úpravě tvaru svahu se realizují jako: • přitížení násypu, • odlehčení svahu, • zmírnění sklonu svahu, • přemístění materiálu z odlučné časti do akumulační
části, • odstranění sesuvných mas.
3.2 Odvodnění sesuvů
V zásadě jde o dva způsoby odvodnění (Záruba):
• povrchové,
• podpovrchové.
Povrchové odvodnění
Po částečném stabilizovaní sesuvu se zřizují pro odvedení dešťových a sněhových vod otevřené příkopy. Současně se zřizováním příkopů je potřebné povrch území zhruba srovnat, bezodtokové deprese vyrovnat, trhliny zatěsnit, aby povrchová voda mohla plynulo odtékat.
Vedle povrchové sítě příkopů na vlastním sesuvném území se někdy zřizují příkopy nad odlučnou oblastí, které mají za úlohu zachytit a odvést vodu přitékající z okolí do ohroženého území. Obvodové příkopy jsou vydlážděné nepropustným materiálem.
•
3.2 Odvodnění sesuvů
Podpovrchové odvodnění patří k velmi účinným prostředkům na zvětšení stability svahu. Jeho nevýhodou je, že ho můžeme spolehlivě navrhnout až po skončení geologického a hydrogeologického průzkumu.
Kombinace odvodňovací štoly a odvodňovacích vrtů
3.2 Odvodnění sesuvů
Horizontálne vrty
3.3 Technické stabilizačné opatrenia
Mezi technické stabilizační opatření zařazujeme různé opatření technického charakteru, jako například:
• stabilizační žebra,
• zárubní a opěrné zdi,
• kotvení,
• pilotové stěny,
• rozrušování smykových ploch trhavinami.
Opěrné zdi
Kotvení skalního svahu
Příklady
Zřícení a stabilizace svahu – tunel Hřebeč
Příklady
Příklady
Příklady
Příklady
Příklady
Příklady
Tato prezentace pro výuku byla vytvořena s podporou ESF v rámci projektu:
„Inovace studia v oblasti bezpečnosti dopravy - SAFETEACH“, číslo projektu CZ.1.07/2.2.00/15.0476
Děkuji za pozornost
