- Forklare hva masse å kaste bort er, og hvorfor det skjer på en skråning
- Forklare grunnleggende utløser av masse-sløse hendelser og hvordan de oppstår
- Identifisere typer av masse å kaste bort
- Identifisere risikofaktorer for masse-sløse hendelser
- Evaluere skred og deres medvirkende faktorer
Dette kapitlet omhandler de grunnleggende prosesser som kjører masse-sløse, typer av masse å kaste bort, eksempler og erfaringer fra berømte masse å kaste bort hendelser, hvordan å kaste bort masse kan forutsies, og hvordan folk kan være beskyttet fra denne potensiell fare., Masse å kaste bort er det nedoverbakke bevegelse av stein og jord materiale på grunn av tyngdekraften. Begrepet skred blir ofte brukt som et synonym for å kaste bort masse, men å kaste bort masse er et mye bredere begrep som refererer til all bevegelse downslope. Geologisk, ras er et generelt begrep for å kaste bort masse som innebærer rask bevegelse geologisk materiale. Løst materiale sammen med overliggende jord er hva som vanligvis flytte i løpet av en masse-sløse event. Flytte blokker av berggrunnen er kalt rock topples, rock-sider, eller i rock falls, avhengig av den dominerende bevegelse av blokkene., Bevegelser av dominerende flytende materiale er kalt flyter. Bevegelse av å kaste bort masse kan være langsom eller rask. Hurtig bevegelse kan være farlig, for eksempel under rusk flyter. Områder med bratt topografi og rask nedbør, slik som California-kysten, Rocky Mountain-Regionen, og Pacific Northwest, er spesielt utsatt for farlige masse-sløse hendelser.
10.1 Skråningen Styrke
Masse å kaste bort oppstår når en skråning mislykkes. En skråning mislykkes når det er for bratt og ustabilt for eksisterende materiell og betingelser. Skråningsstabiliteten er til syvende og sist bestemt av to viktigste faktorene: skråningen vinkel og styrke i det underliggende materialet. Tyngdekraften, som spiller en rolle i å kaste bort masse er konstant på Jordens overflate for det meste, selv om små variasjoner finnes avhengig av høyde og tetthet av underliggende rock., I figur, en blokk av rock ligger i en skråning som er trukket ned mot Jordens sentrum av tyngdekraften (fg). Den gravitasjonskraft som opptrer på en skråning kan deles inn i to komponenter: skjær eller drivkraften (fs) ved å skyve blokken ned skråningen, og normal eller motstå styrken (fn) presser inn i skråningen, som gir friksjon. Forholdet mellom skjær kraft og normal force kalles skjærfasthet. Når det normal kraft, dvs., friksjon, er større enn skjær kraft, så blokken ikke flytte downslope., Imidlertid, hvis helningen brattere vinkel eller hvis jorden materiale er svekket, skjær kraft overstiger normal kraft, at det går skjærfasthet, og downslope bevegelse oppstår.
I figuren kraft vektorer endringen som hellingsvinkel øker., Den gravitasjonskraft endres ikke, men skjær kraft øker, mens normal kraft reduseres. Den bratteste vinkelen som stein og jord materiale er stabilt, og vil ikke flytte downslope kalles vinkelen av foreldelse. Vinkelen om foreldelse er målt i forhold fra den horisontale. Når en skråning er i vinkel om foreldelse, og skjær kraft er i likevekt med normal styrke. Hvis skråningen blir bare litt brattere, og skjær kraft overstiger normal kraft, og materialet begynner å bevege seg nedover., Vinkelen for hvile varierer for alt materiale og bakker avhengig av mange faktorer, for eksempel korn størrelse, korn sammensetning, og vanninnhold. Figuren viser vinkelen om foreldelse for sand som helles i en haug på et flatt underlag. Sanden korn kaskade ned sidene av bunken til kommer til å hvile i vinkelen av foreldelse. På den vinkelen, base og høyde av bunken fortsette å øke, men vinkelen på sidene er fortsatt den samme.
Vann er en felles faktor som i betydelig grad kan endre skjærfasthet av en bestemt skråning. Vann er forretningsvennlig og ligger i pore steder, som er tomme luftrommene i sedimenter eller steiner mellom kornene. Anta For eksempel en tørr sand haug har en vinkel på hvile på 30 grader. Hvis vannet er lagt til sand, vinkelen om foreldelse vil øke, muligens til 60 grader eller 90 grader, slik som en sandcastle å være bygget på en strand., Men hvis det er for mye vann er lagt til pore områder av sandcastle, vann reduserer skjærfasthet, senker vinkel for hvile, og sandcastle kollapser.
en Annen faktor som påvirker skjærfasthet er fly av svakhet i sedimentære bergarter. Sengetøy-fly (se Kapittel 5) kan fungere som betydelig fly på svakhet når de er parallelt med skråningen, men i mindre grad om de er vinkelrett på skråningen. steder A og B, sengetøy er nesten vinkelrett på skråningen og relativt stabil. På sted D, sengetøy er nesten parallelt med skråningen og ganske ustabilt., I stedet C, sengetøy er nesten vannrett, og stabilitet er en mellomting mellom de to ytterligheter . I tillegg, hvis leire mineraler form sammen sengetøy fly, de kan absorbere vann og bli glatt. Når et sengetøy fly av skifer (leire og silt) blir mettet, det kan senke den skjærfasthet av rock masse og føre til et skred, for eksempel i 1925 Gros Ventre, Wyoming fjellskred. Se case-studier avsnitt for detaljer om dette og andre skred.,
Din Rangering:
10.,2 Masse-Sløse Utløser & Avbøtende
Masse-sløse hendelser ofte har en trigger: noe endringer som fører til at et skred skal skje på et bestemt tidspunkt. Det kan være rask snøsmelting, intens nedbør, jordskjelv risting, vulkanutbrudd, storm bølger, rapid-stream erosjon, eller menneskelige aktiviteter, som for eksempel grading en ny vei. Økt vanninnhold i skråningen er den vanligste masse-sløse utløse. Vann innhold kan øke på grunn av raskt å smelte snø eller is eller en intens nedbør event. Intens nedbør hendelser kan forekomme oftere under El Niño-år., Så, vestkysten av Nord-Amerika får mer nedbør enn normalt, og skred har blitt mer vanlig. Endringer i overflate-vann-forhold som følge av jordskjelv, tidligere skråningen feil at dem opp bekker, eller menneskelige strukturer som påvirker avrenning, slik som bygninger, veier eller parkeringsplasser kan gi mer vann til en skråning. I tilfelle av 1959 Hebgen Lake fjellskred, Madison Canyon, Montana, den skjærfasthet av skråningen kan ha blitt svekket av jordskjelv risting. De fleste skred avbøtende viderekoble og avløp vann bort fra lysbildet områder., Tarps og plastfolie er ofte brukt for å drenere vannet ut av lysbildet organer og hindre infiltrasjon inn i lysbildet. Avløp er brukt til å dewater skred og grunne brønner brukes til å overvåke vannets innhold av noen aktive skred.
En oversteepened skråningen kan også utløse skred. Bakkene kan gjøres svært bratt av naturlige prosesser av erosjon eller når mennesket endrer landskapet for bygging., Et eksempel på hvordan en skråning kan være oversteepened under utvikling skjer der bunnen av skråningen er kuttet i, kanskje for å bygge en vei eller nivå en bygning mye, og toppen av skråningen er modifisert ved å sette inn utgravd materiale fra nedenfor. Hvis det gjøres nøye, denne praksis kan være svært nyttig i land-utvikling, men i noen tilfeller, dette kan resultere i katastrofale konsekvenser. For eksempel kan dette ha vært en medvirkende faktor i 2014 North Salt Lake City, Utah skred. Et tidligere grustak var regraded å gi en vei og flere tomter., Disse aktivitetene kan ha oversteepened skråningen, noe som resulterte i en langsom bevegelse skred som ødela ett hjem i bunnen av skråningen. Naturlige prosesser, for eksempel overdreven stream erosjon fra en flom eller kysterosjon under en storm kan også oversteepen bakkene. For eksempel fysisk slitasje på bladstammen av elvebredden ble foreslått som en del av trigger for den berømte 1925 Gros Ventre, Wyoming fjellskred.
Skråningen forsterkning kan bidra til å forebygge og redusere skred . For rockfall-utsatte områdene, noen ganger er det økonomisk å bruke lang stål bolter., Bolter, boret et par meter inn i en bergvegg, kan sikre løs biter av materiale som kan utgjøre en fare. Shockcrete, en forsterket spray-on form av betong, kan styrke en skråning ansikt når det brukes riktig. Buttressing et lysbilde ved å legge vekt på tå av lysbildet, og å fjerne vekt fra hodet av lysbildet, kan stabilisere et skred. Terrasser, noe som skaper en stairstep topografi, kan brukes til å hjelpe med skråningen stabilisering, men det må brukes på riktig skala for å være effektive.,
En annen metode for å redusere skred fare er å skjerme, fange, og viderekoble runout materiale. Noen ganger er den mest økonomiske måten å håndtere et ras fare er å viderekoble og sakte fallende materiale. Spesielle elastisk gjerder kan brukes i områder hvor rockfall er vanlig å beskytte fotgjengere og kjøretøy. Runout-tv, avledning strukturer, og sjekk dammer kan brukes til å bremse rusk flyter og viderekoble dem rundt strukturer. Noen motorveier har spesielle tunneler som kan lede skred over motorveien., I alle disse tilfellene skjerming må være konstruert på en skala som er større enn en side eller katastrofale tap i eiendom og liv kan føre til.
Din Rangering:
10.3 Skred Klassifisering & Identifikasjon
Masse-sløse hendelser er klassifisert etter type bevegelse og type materiale, og det finnes flere måter å klassifisere disse hendelsene. Figuren og tabellen viser begreper som brukes., I tillegg, masse-sløse typer ofte dele felles morfologiske egenskaper observert på overflaten, for eksempel hodet scarp—ofte sett på som crescent figurer på en klippe ansikt; hummocky eller ujevne overflater, ansamlinger av talus—løs steinete materiale som faller fra oven; og tå av skråningen, som dekker eksisterende overflate materiale.
10.3.1 Typer Masse å kaste Bort
Den mest vanlige masse-sløse typer er falls, rotasjon og translasjon lysbilder, flyter, og krype. Faller er brå rock bevegelser som løsner fra bratte skråninger eller klipper., Steiner separat langs eksisterende naturlige pauser for eksempel sprekker eller sengetøy fly. Bevegelse oppstår som fritt fall, sprette og rullende. Faller er sterkt påvirket av tyngdekraften, mekanisk forvitring, og vann. Roterende glir ofte viser langsom bevegelse langs en buet sprekke i overflaten. Translasjonsforskning glir ofte er raske bevegelser langs et plan som av forskjellige svakhet mellom overliggende skyv materiale og mer stabil underliggende materiale. Lysbilder kan videre deles inn i rock lysbilder, rusk lysbilder, eller jorden lysbilder avhengig av hvilken type materiale som er involvert (se tabell).,
| Translational Earth Slide | ||||
| Flows | — | Debris Flow | Earth flow | |
| Soil Creep | — | Creep | Creep | |
Flyter raskt flytte masse-sløse hendelser der løst materiale er vanligvis blandet med rikelig vann, skape lenge runouts i skråningen base. Renner er vanligvis delt inn i debris flow (grovt materiale) og earthflow (finstoff) avhengig av hvilken type materiale som er involvert, og mengden av vann. Noen av de største og raskeste flyter på land er kalt sturzstroms, eller lang runout skred. De er fortsatt dårlig forstått, men er kjent for å reise lange avstander, selv på steder uten vesentlige områder som Månen.,
Creep er umerkelig sakte nedover bevegelse av materiale som er forårsaket av en vanlig syklus av natta frysing etterfulgt av dagtid tining i ukonsolidert materiale som jord . I løpet av frys, utvidelse av is presser jord partikler ut vekk fra skråningen, mens den neste dagen etter tine, tyngdekraften trekker dem direkte nedover. Nettoeffekten er en gradvis bevegelse av overflaten jord partikler i nedoverbakke. Kryp er angitt med buet trestammer, bent gjerder eller støttemurer, vippet stolper og gjerder, og lite jord krusninger eller rygger., En spesiell type jord krype er solifluction, som er langsom bevegelse av jord lapper på lav-vinkel bakkene på grunn av jord eller i nærområdet frysing og tining i høy breddegrad, vanligvis sub-Arktis, Arktis og Antarktis steder.
Skred Farer, David Applegate
10.3.2 Deler av et Skred
Skred har flere å identifisere funksjoner som kan være felles på tvers av ulike typer masse å kaste bort. Merk at det finnes mange unntak, og et ras trenger ikke å ha disse funksjonene., Vekt av materialet av skred fører til fravær av materiale oppoverbakke og deponering av nytt materiale nedover, og nøye observasjon kan identifisere bevis på at vekt. Andre tegn for skred inkluderer vippet eller offset strukturer eller naturlige funksjoner som normalt ville være vertikal eller i stedet.
Mange jordskred har skrenter eller scarps. Raset scarps, som feil scarps, er bratt terreng opprettet når bevegelse av tilstøtende land eksponerer en del av undergrunnen. Den mest fremtredende scarp er den viktigste scarp, som markerer oppoverbakke omfanget av raset., Som forstyrret av materiale som beveger seg ut av sted, et skritt skråningen former og utvikler en ny skråning escarpment for uforstyrret materiale. Viktigste scarps er dannet ved bevegelse av hjemløse materialet bort fra uforstyrret bakken og er den synlige delen av lysbildet sprekke i overflaten.
lysbilde-ruptur overflaten er grensen av kroppen i bevegelse i raset. Det geologiske materialet under skyv overflaten ikke flytte, og er merket på sidene av flankene av ras, og på slutten av tå av raset.,
tå av raset markerer slutten på bevegelig materiale. Tå merker runout, eller maksimal distanse, av raset. I roterende jordskred, tå er ofte en stor, forstyrret haugen av geologisk materiale, forming som raset beveger seg forbi sin opprinnelige bruddet overflaten.
Roterende og translasjonsforskning skred ofte har extensional sprekker, sag dammer, hummocky terreng og trykk kantene. Extensional sprekker dannes når et skred s tå beveger seg frem raskere enn resten av ras, noe som resulterer i tensional styrker., Sag dammer er små vannforekomster fylle depresjoner dannet der raset bevegelsen har beslaglagt drenering. Hummocky terrenget er kupert og ujevn topografi som resultatene fra bakken blir forstyrret. Press kantene utvikle seg i periferien av raset der materialet er tvunget oppover til en ridge struktur .
Din Rangering:
10.,4 Eksempler på Skred
Skred i Usa
1925, Gros Ventre, Wyoming: 23. juni 1925, en 38 millioner kubikkmeter (50 million cu m) translasjon fjellskred forekommet ved siden av Gros Ventre Elven (uttales «vokse vont») i nærheten av Jackson Hole, Wyoming. Store steinblokker demmet opp i Gros Ventre River og løp opp på motsatt side av dalen flere hundre vertikale fot., Det demmet opp elven opprettet Skyv Lake, og to år senere, i 1927, lake nivåer rose høy nok til å destabilisere dam. Dam mislyktes, og forårsaket en katastrofal flom som drepte seks personer i den lille nedstrøms fellesskap av Kelly, Wyoming .
En kombinasjon av tre faktorer som forårsaket fjellskred: 1) kraftig regnvær og raskt å smelte snø mettet den Tensleep Sandstein forårsaker den underliggende skifer av Amsden Formasjonen for å miste sin skjærfasthet, 2) Gros Ventre Elven skjærer gjennom sandstein å skape en oversteepened skråningen, og 3) jord på toppen av fjellet ble mettet med vann på grunn av dårlig drenering ., Cross-section diagrammet viser hvordan den parallelle sengetøy fly mellom Tensleep Sandstein og Amsden Dannelse tilbød lite friksjon mot bakken overflate som river undergrave sandstein. Til slutt, rockslide kan ha blitt utløst av et jordskjelv.
1959, Madison Canyon, Montana: I 1959, den største jordskjelvet i Rocky Mountain nedtegnet historie, størrelse 7.5, slo Hebgen Lake, Montana-området. Skjelvet forårsaket en stein og snøskred som demmet opp Madison River, og skaper Quake Lake, og løp opp på andre siden av dalen hundrevis av vertikale fot., I dag er det fortsatt house-store steinblokker synlig på skråningen motsatt utgangspunkt. Dekselet beveget seg med en hastighet på opp til 160.9 km / t (100 mph), og skaper en utrolig air blast som feide gjennom Rock Creek Campingplassen. Lysbilde 28 personer drept, de fleste av dem var i campingplassen og forbli gravlagt der . På en måte liker Gros Ventre skyv, foliasjon fly av svakhet i omdannede rock knauser var parallelt med overflaten, at det går skjærfasthet.
1980, Mount St. Helens, Washington: Mai 18, 1980 et 5.1-magnitude jordskjelv utløste den største skred observert i de historiske kildene. Dette raset ble etterfulgt av den laterale utbruddet av Mount St. Helens vulkan, og utbruddet ble etterfulgt av vulkansk debris flows kjent som lahars. Volumet av materialet flyttet av raset ble 2.8 kubikk kilometer (0.67 mi3) .,
1995 og 2005, La Conchita, California: Mars 4, 1995, en rask bevegelse earthflow skadet ni hus i sør-California kystsamfunn av La Conchita. En uke senere, en debris flow på samme sted skadet fem flere hus. Overflate-spenning sprekker på toppen av dekselet ga tidlig varsling tegn i løpet av sommeren 1994. Under regnfull vinter sesongen 1994/1995, sprekker, som vokste seg større. Det vil trolig utløse av 1995 arrangementet var usedvanlig kraftig nedbør i løpet av vinteren 1994/1995 og stigende grunnvann nivåer., Ti år senere, i 2005, en rask debris flow inntraff på slutten av et 15-dagers periode av nær-posten nedbør i sør-California. Vegetasjonen var relativt intakt som det var rafted på overflaten av den raske strømmen, noe som indikerer at mye av raset masse rett og slett ble gjennomført på en antagelig mye mer mettet og fluidized lag under. 2005 skyv skadet 36 hus og drept 10 mennesker .
La Conchita Skred
2014, Oso Ras, Washington: 22. Mars 2014, et ras på ca 18 millioner tonn (10 millioner yd3) reiste på 64 km / t (40 km / t), utvidet i nesten en 1,6 km (1 m), og demmet opp av North Fork av Stillaguamish Elven., Raset dekket 40 boliger og drept 43 personer i Steelhead Har samfunnet i nærheten Oso, Washington. Det produserte volumet av materialet som tilsvarer 600 fotballbaner dekket i materialet 3 m (10 fot) dyp. Vinteren 2013-2014 var uvanlig våt med nesten doble den gjennomsnittlige mengden av nedbør. Raset skjedde i et område av Stillaguamish River Valley historisk aktiv med mange jordskred, men tidligere hendelser hadde vært liten .
Yosemite National Park Rock Falls: De bratte klippene av Yosemite National Park føre til hyppige steinsprang. Brudd opprettet for å tektoniske spenninger og peeling og utvidet av frost kiling kan føre til hus-størrelse blokker av granitt å koble fra stupet-ansikter av Yosemite National Park. Parken modeller potensielle runout, avstanden skred materiale reiser for bedre å kunne vurdere risiko knyttet til millioner av park besøkende.
Utah Skred
Markagunt Tyngdekraften Lysbilde: Om 21-22 millioner år siden, en av de største landbaserte skred ennå funnet i den geologiske ta opp forskjøvet mer enn 1.700 cu km (408 cu mi) av materiale i en relativt rask event ., Bevis for dette lysbildet inneholder breccia konglomerater (se Kapittel 5), glassaktig pseudotachylytes, (se Kapittel 6), slip overflater (tilsvarende feil) se Kapittel 9), og diker (se Kapittel 7). Raset er estimert til å omfatte et område på størrelse med Rhode Island, og å utvide fra nær Cedar City, Utah for å Panguitch, Utah. Dette raset var sannsynligvis et resultat av materiale som slippes ut fra siden av en voksende laccolith (en type størkningsbergarter inntrenging) se Kapittel 4), etter å ha blitt utløst av et utbrudd relatert til jordskjelv.,
1983, Thistle Lysbilde: Starter i April 1983, og fortsetter inn i Mai det året, en saktegående skred reiste 305 m (1 000 ft) nedoverbakke og blokkert Spanish Fork Canyon med en earthflow dam-61 m (200 ft) høy. Dette forarsaket katastrofale flom oppstrøms i Soldat Creek og Thistle Creek daler, neddykking byen Thistle., Som en del av beredskap, et overløp ble bygget for å hindre den nyopprettede lake fra brudd på dam. Senere, i en tunnel var konstruert for å drenere vannet, og i dag elven fortsetter å strømme gjennom denne tunnelen. Den rail linje og OSS-6 motorveien måtte flyttes til en kostnad på mer enn $200 millioner kroner .
2013, Rockville Rock Fall:Rockville, Utah er et lite samfunn i nærheten av inngangen til Zion National Park. I desember 2013, en ca 2700 tonn (1,400 yd3) blokk med Shinarump Konglomerat falt fra Rockville Benken klippe, landet på den bratte 35 graders skråning nedenfor, og knust i flere store stykker som fortsatt downslope med høy hastighet. Disse steinblokker helt ødelagt et hus som ligger 375 meter nedenfor stupet (se før og etter bilder), og drepte to personer inne i huset., Topografisk kart viser andre steinsprang i området før dette katastrofal hendelse .
2014, North Salt Lake Lysbilde: I August 2014 etter en særdeles våt periode, en beveger seg sakte roterende skred ødelagt ett hjem og skadet tennisbaner.
Rapporter fra beboere foreslått at bakken sprekker hadde blitt sett i nærheten av toppen av skråningen minst et år før den katastrofale bevegelse.Tilstedeværelsen av enkelt-drenert sand og gravels overliggende mer ugjennomtrengelig leire forvitret fra vulkansk aske, sammen med nyere regrading av skråningen, kan ha vært medvirkende årsaker til dette lysbildet. Lokale kraftig regnvær synes å ha gitt avtrekkeren. I de to årene etter raset, skråningen har vært delvis regraded å øke sin stabilitet., Dessverre, i januar 2017, deler av skråningen har vist reaktivering bevegelse. På samme måte, i 1996 beboere i en nærliggende inndeling i gang rapportering nød til sine hjem. Denne nød fortsatte frem til 2012, da 18 boliger ble ubeboelig på grunn av omfattende skader og ble fjernet. En geologisk park, som ble bygget i den nå tomme området.,
North Salt Lake Skred
2013, Bingham Canyon kobbergruve Ras, Utah: Kl 9:30 pm på April 10, 2013, mer enn 65 millioner kubikkmeter bratte terrasserte mine veggen gled ned i konstruert gropen av Bingham Canyon mine, noe som gjør den til en av de største historiske skred som ikke er knyttet til vulkaner. Radar-systemer vedlikeholdes av mine operatør advart av bevegelse av veggen, for å hindre tap av liv og begrense tap av eiendom.
Din Rangering:
10.,5 Kapittel Oppsummering
Masse å kaste bort er en geologisk begrep som beskriver alle nedoverbakke stein og jord bevegelse på grunn av tyngdekraften. Masse å kaste bort oppstår når en skråning er for bratt til å være stabil med eksisterende materiale og betingelser. Løs stein og jord, kalt regolith, er hva som vanligvis flytte i løpet av en masse-sløse event. Skråningsstabiliteten er bestemt av to faktorer: vinkelen på skråningen og skjærfasthet av akkumulert materiale., Masse-sløse hendelser utløses av endringer som oversteepen skråningen vinkler og svekke stabilitet i skråninger, som for eksempel rask snøen smelter, intens nedbør, jordskjelv risting, vulkanutbrudd, storm bølger, strøm erosjon, og menneskelige aktiviteter. Overdreven nedbør er den vanligste utløse. Masse-sløse hendelser er klassifisert etter type av bevegelse og materiale, og de deler felles morfologiske overflate funksjoner. De vanligste typer av masse-sløse hendelser er rockfalls, lysbilder, flyter, og krype.
Masse-sløse bevegelse varierer fra langsom til farlig rask., Områder med bratt topografi og rask nedbør, slik som California-kysten, Rocky Mountain-Regionen, og Pacific Northwest, er spesielt utsatt for farlige masse-sløse hendelser. Ved å ta utgangspunkt i eksempler og erfaringer fra berømte masse å kaste bort hendelser, forskere har en bedre forståelse av hvordan masse-sløse oppstår. Denne kunnskapen har ført dem nærmere å forutsi hvor og hvordan disse potensielt farlige hendelser kan oppstå, og hvordan folk kan være beskyttet.