- förklara vad massavfall är och varför det sker på en sluttning
- förklara de grundläggande utlösarna för massförspirande händelser och hur de uppstår
- identifiera typer av massförspirande
- identifiera riskfaktorer för massförspirande händelser
- utvärdera jordskred och deras bidragande faktorer
detta kapitel diskuterar de grundläggande processerna som driver massförspirande, typer av massförspirande, exempel och lärdomar från kända massförspirande händelser, hur massförspillning kan förutsägas och hur människor kan skyddas mot denna potentiella fara., Massavfall är nedförsbacke rörelse av berg och jord material på grund av tyngdkraften. Termen jordskred används ofta som en synonym för massavfall, men massavfall är en mycket bredare term som hänvisar till all rörelse downslope. Geologiskt är jordskred en allmän term för massavfall som innebär snabbrörligt geologiskt material. Löst material tillsammans med överliggande jordar är vad som vanligtvis rör sig under en massförspirande händelse. Rörliga block av berggrunden kallas rock topples, Rock slides, eller rock falls, beroende på den dominerande rörelsen av blocken., Rörelser av dominerande flytande material kallas flöden. Rörelse genom massavfall kan vara långsam eller snabb. Snabb rörelse kan vara farlig, såsom under skräp strömmar. Områden med brant topografi och snabbt regn, som Kaliforniens kust, Rocky Mountain-regionen och Pacific Northwest, är särskilt mottagliga för farliga massavfallshändelser.
10.1 Lutningsstyrka
massavfall uppstår när en sluttning misslyckas. En sluttning misslyckas när den är för brant och instabil för befintliga material och förhållanden. Lutningsstabilitet bestäms slutligen av två huvudfaktorer: lutningsvinkeln och styrkan hos det underliggande materialet. Tyngdkraften, som spelar en roll i massavfall, är konstant på jordens yta för det mesta, även om små variationer finns beroende på höjden och densiteten hos den underliggande berget., I figuren dras ett stenblock som ligger på en sluttning ner mot jordens centrum av tyngdkraften (fg). Gravitationskraften som verkar på en sluttning kan delas in i två komponenter: skjuvningen eller drivkraften (fs) som skjuter blocket nerför lutningen och den normala eller motstånd kraften (fn) som skjuter in i lutningen, vilket ger friktion. Förhållandet mellan skjuvkraft och normal kraft kallas skjuvstyrka. När den normala kraften, d. v. s. friktion, är större än skjuvkraften, rör sig blocket inte nedslå., Om lutningsvinkeln blir brantare eller om jordmaterialet försvagas överstiger skjuvkraften normal kraft, vilket äventyrar skjuvstyrkan och störningsrörelsen uppstår.
i figuren ändras kraftvektorerna när lutningsvinkeln ökar., Gravitationskraften förändras inte, men skjuvkraften ökar medan den normala kraften minskar. Den brantaste vinkeln vid vilken sten och jordmaterial är stabilt och kommer inte att flytta nedgångslå kallas vinkeln på vila. Repose-vinkeln mäts relativt från horisontalplanet. När en sluttning ligger i vinkeln på vila är skjuvkraften i jämvikt med den normala kraften. Om lutningen blir bara lite brantare överstiger skjuvkraften den normala kraften och materialet börjar röra sig neråt., Vinkeln på vila varierar för allt material och sluttningar beroende på många faktorer som kornstorlek, kornkomposition och vattenhalt. Figuren visar vinkeln på vila för sand som hälls i en hög på en plan yta. Sandkornen kaskad ner sidorna av högen tills de kommer att vila i vinkeln på vila. Vid den vinkeln fortsätter basen och höjden på högen att öka, men vinkeln på sidorna förblir densamma.
vatten är en vanlig faktor som väsentligt kan ändra skjuvstyrkan hos en viss sluttning. Vatten ligger i porutrymmen, som är tomma luftutrymmen i sediment eller stenar mellan kornen. Anta till exempel en torr sandhög har en vinkel på 30 grader. Om vatten läggs till sanden, kommer vinkeln på Vila att öka, eventuellt till 60 grader eller till och med 90 grader, såsom ett sandslott som byggs på en strand., Men om för mycket vatten läggs till sandslottens porutrymmen, minskar vattnet skjuvstyrkan, sänker vinkeln på vila och Sandslottet kollapsar.
en annan faktor som påverkar skjuvstyrka är svaghetsplan i sedimentära bergarter. Sängkläder plan (se Kapitel 5) kan fungera som betydande plan av svaghet när de är parallella med lutningen men mindre så om de är vinkelräta mot lutningen. platser A och B, sängkläder är nästan vinkelrät mot lutningen och relativt stabil. På plats D är sängkläderna nästan parallella med sluttningen och ganska instabila., På plats C är sängkläderna nästan horisontella, och stabiliteten är mellanliggande mellan de andra två ytterligheterna . Dessutom, om lermineraler bildas längs sängplan, kan de absorbera vatten och bli slick. När en sängkläder plan skiffer (lera och silt) blir mättad, det kan sänka skjuvstyrkan av bergmassan och orsaka en jordskred, såsom vid 1925 Gros Ventre, Wyoming Rock slide. Se avsnittet fallstudier för detaljer om detta och andra jordskred.,
din Ranking:
10.,2 Massförlossningsutlösare & Mitigation
Massförlossningshändelser har ofta en utlösare: något förändras som gör att en jordskred inträffar vid en viss tidpunkt. Det kan vara snabb snösmältning, intensivt regn, jordbävningskakning, vulkanutbrott, stormvågor, snabbströmserosion eller mänskliga aktiviteter, som att gradera en ny väg. Ökad vattenhalt i sluttningen är den vanligaste massförstörelseutlösaren. Vattenhalten kan öka på grund av snabbt smältande snö eller is eller en intensiv regn händelse. Intensiva regnhändelser kan inträffa oftare under El Niño år., Sedan får västkusten i Nordamerika mer nederbörd än normalt, och jordskred blir vanligare. Förändringar i ytvattenförhållanden till följd av jordbävningar, tidigare sluttningsfel som dammar upp strömmar eller mänskliga strukturer som stör avrinning, såsom byggnader, vägar eller parkeringsplatser kan ge ytterligare vatten till en sluttning. I fallet med 1959 Hebgen Lake rock slide, Madison Canyon, Montana, skjuvning styrkan i sluttningen kan ha försvagats av jordbävningen skakar. De flesta jordskredsreducering avleder och dränerar vatten bort från glidområden., Tarps och plastfolie används ofta för att dränera vatten från glidkroppar och förhindra infiltration i gliden. Avlopp används för att avvattna jordskred och grunda brunnar används för att övervaka vattenhalten i vissa aktiva jordskred.
en överdriven sluttning kan också utlösa jordskred. Sluttningar kan göras alltför branta av naturliga erosionsprocesser eller när människor ändrar landskapet för byggnadskonstruktion., Ett exempel på hur en sluttning kan överskridas under utveckling uppstår där botten av lutningen skärs in, kanske för att bygga en väg eller nivå en byggplats, och toppen av lutningen ändras genom att deponera utgrävt material underifrån. Om det görs noggrant kan denna praxis vara mycket användbar vid markexploatering, men i vissa fall kan detta leda till förödande konsekvenser. Detta kan till exempel ha varit en bidragande faktor i 2014 North Salt Lake City, Utah jordskred. En tidigare grusgrop omformulerades för att ge en väg och flera byggnadspartier., Dessa aktiviteter kan ha överskridit sluttningen, vilket resulterade i en långsam rörlig jordskred som förstörde ett hem längst ner i sluttningen. Naturliga processer som överdriven strömosion från en översvämning eller kusterosion under en storm kan också överskrida sluttningarna. Till exempel föreslogs naturligt underskridande av flodbanken som en del av avtryckaren för den berömda 1925 Gros Ventre, Wyoming rock slide.
lutning förstärkning kan bidra till att förebygga och mildra jordskred . För bergsbenägna områden är det ibland ekonomiskt att använda långa stålbultar., Bultar, borrade några meter i en stenyta, kan säkra lösa bitar av material som kan utgöra en fara. Shockcrete, en förstärkt spray – on form av betong, kan stärka en lutning ansikte när den appliceras på rätt sätt. Att trycka på en bild genom att lägga till vikt vid glidens tå och ta bort vikt från glidens huvud kan stabilisera en jordskred. Terracing, vilket skapar en trappa topografi, kan tillämpas för att hjälpa till med lutning stabilisering, men det måste tillämpas på rätt skala för att vara effektiv.,
ett annat tillvägagångssätt för att minska risken för jordskred är att skydda, fånga och avleda avrinningsmaterialet. Ibland är det mest ekonomiska sättet att hantera en jordskredsfara att avleda och sakta ner det fallande materialet. Särskild töjbar stängsel kan appliceras i områden där bergfall är vanligt för att skydda fotgängare och fordon. Runout kanaler, avledning strukturer, och kontrollera dammar kan användas för att bromsa skräp flöden och avleda dem runt strukturer. Vissa motorvägar har speciella tunnlar som avleder jordskred över motorvägen., I alla dessa fall måste avskärmningen konstrueras till en skala som är större än bilden, eller katastrofal förlust i egendom och liv kan leda till.
din Ranking:
10.3 Jordskredsklassificering& identifiering
massförspirande händelser klassificeras efter typ av rörelse och typ av material, och det finns flera sätt att klassificera dessa händelser. Figuren och tabellen visar termer som används., Dessutom delar massförtviningstyper ofta gemensamma morfologiska egenskaper som observeras på ytan, såsom huvudet scarp-vanligtvis ses som halvmåne former på en klippyta; hummocky eller ojämna ytor; ackumuleringar av talus—lös stenigt material som faller ovanifrån; och tå av sluttning, som täcker befintligt ytmaterial.
10.3.1 typer av Massavfall
de vanligaste massavfallstyperna är fall, roterande och translationella bilder, flöden och kryp. Falls är abrupta bergrörelser som lossnar från branta sluttningar eller klippor., Rocks separeras längs befintliga naturliga raster såsom frakturer eller sängkläder plan. Rörelse sker som fritt fall, studsar och rullar. Fall påverkas starkt av gravitation, mekanisk förväxling och vatten. Rotations diabilder visar vanligen långsam rörelse längs en krökt ruptur yta. Translationella diabilder är ofta snabba rörelser längs ett plan av distinkt svaghet mellan det överliggande glidmaterialet och mer stabilt underliggande material. Slides kan ytterligare delas in i berg-och dalbanor, skräp diabilder eller jord diabilder beroende på vilken typ av material som är inblandade (se tabell).,
| Translational Earth Slide | ||||
| Flows | — | Debris Flow | Earth flow | |
| Soil Creep | — | Creep | Creep | |
flöden rör sig snabbt massförlorande händelser där det lösa materialet typiskt blandas med rikligt med vatten, vilket skapar långa runouts vid lutningsbasen. Flöden är vanligen separerade i skräp flöde (grovt material) och jordflöde (fint material) beroende på vilken typ av material som är inblandade och mängden vatten. Några av de största och snabbaste flödena på land kallas sturzstroms, eller långa runout jordskred. De är fortfarande dåligt förstådda, men är kända för att resa för långa avstånd, även på platser utan betydande atmosfärer som månen.,
kryp är omärkligt långsam nedåtgående rörelse av material som orsakas av en regelbunden cykel av nattfrysning följt av dagtid upptining i okonsoliderat material såsom jord . Under frysningen skjuter isutvidgningen jordpartiklar ut från lutningen, medan nästa dag efter Tina drar gravitationen dem direkt nedåt. Nettoeffekten är en gradvis rörelse av ytjordpartiklar nedförsbacke. Kryp indikeras av krökta trädstammar, böjda staket eller stödmurar, lutande poler eller staket och små jord krusningar eller åsar., En speciell typ av jordkryp är solifluktion, vilket är den långsamma rörelsen av jordlober på lågvinkliga sluttningar på grund av att jorden årstidsfrysning och upptining i hög latitud, vanligtvis subarktiska, arktiska och antarktiska platser.
Jordskreds faror, David Applegate
10.3.2 delar av en jordskred
jordskred har flera identifieringsfunktioner som kan vara gemensamma över de olika typerna av massavfall. Observera att det finns många undantag, och en jordskred behöver inte ha dessa funktioner., Förskjutning av material genom jordskred orsakar frånvaron av material uppförsbacke och nedfall av nytt material nedförsbacke, och noggrann observation kan identifiera bevis på att förskjutning. Andra tecken på jordskred inkluderar lutande eller offsetstrukturer eller naturliga egenskaper som normalt skulle vara vertikala eller på plats.
många jordskred har brant sluttningar eller scarps. Jordskred scarps, som fel scarps, är brant terräng skapas när förflyttning av intilliggande mark exponerar en del av underytan. Den mest framträdande scarp är den viktigaste scarp, som markerar uppförsbacke omfattningen av jordskred., När det störda materialet rör sig ur sin plats bildas en steglutning och utvecklar en ny sluttning för det ostörda materialet. Huvud scarps bildas genom förflyttning av det förskjutna materialet bort från den ostörda marken och är den synliga delen av glidbrottytan.
glidbrottytan är gränsen för jordskredets rörelse. Det geologiska materialet under glidytan rör sig inte och markeras på sidorna av jordskredens flanker och i slutet av jordskredets tå.,
jordskredets tå markerar slutet på det rörliga materialet. Tån markerar runout, eller maximalt avstånd reste, av jordskred. I roterande jordskred är tån ofta en stor, störd kulle av geologiskt material, som bildar som jordskred rör sig förbi sin ursprungliga bristning yta.
roterande och translationella jordskred har ofta töjbara sprickor, sag dammar, hummocky terräng och tryck åsar. Extensional sprickor bildas när en jordskreds tå rör sig framåt snabbare än resten av jordskred, vilket resulterar i tiotals krafter., Sag dammar är små kroppar av vatten fyllning fördjupningar bildas där jordskred rörelse har beslagtagit dränering. Hummocky terräng är böljande och ojämn topografi som resulterar från att marken störs. Tryck åsar utvecklas på marginalerna av jordskred där materialet tvingas uppåt i en ås struktur .
din Ranking:
10.,4 exempel på jordskred
jordskred i USA
1925, Gros Ventre, Wyoming: juni 23, 1925, en 38 miljoner kubikmeter (50 miljoner cu yd) translationell rock slide inträffat intill Gros Ventre River (uttalas ”växa vont”) nära Jackson Hole, Wyoming. Stora stenblock dämde Gros Ventre floden och sprang upp den motsatta sidan av dalen flera hundra vertikala fötter., Den dammade floden skapade Slide Lake, och två år senare 1927 steg sjönivåerna tillräckligt högt för att destabilisera dammen. Dammen misslyckades och orsakade en katastrofal översvämning som dödade sex personer i det lilla nedströms samhället Kelly, Wyoming .
En kombination av tre faktorer orsakade rock slide: 1) skyfall och snabbt smältande snö mättade Tensleep Sandsten som orsakar den underliggande skiffer av Amsden Formation för att förlora sin skjuvhållfasthet, 2) Gros Ventre Floden skär genom sandsten skapa en oversteepened backen, och 3) jord på toppen av berget blev mättad med vatten på grund av dålig dränering ., Tvärsnittsdiagrammet visar hur de parallella sängplanerna mellan Tensleep sandsten och Amsden-formationen erbjöd liten friktion mot lutningsytan när floden underskred sandstenen. Slutligen kan rockslide ha utlösts av en jordbävning.
1959, Madison Canyon, Montana: 1959, den största jordbävningen i Rocky Mountain registreras historia, magnitud 7.5, slog Hebgen Lake, Montana området. Jordbävningen orsakade en sten lavin som körde Madison River, skapa Quake Lake, och sprang upp den andra sidan av dalen hundratals vertikala fötter., Idag finns det fortfarande husstora stenblock synliga på sluttningen mittemot deras utgångspunkt. Bilden rörde sig med en hastighet på upp till 160.9 kph (100 mph), vilket skapade en otrolig luft blast som svepte genom Rock Creek Campground. Bilden dödade 28 personer, varav de flesta var i campingplatsen och förblir begravda där . På ett sätt som Gros Ventre slide, foliation plan av svaghet i metamorfa berg hällar var parallella med ytan, kompromissa skjuvstyrka.
1980, Mount Saint Helens, Washington: den 18 maj 1980 utlöste en jordbävning med 5,1 magnitud den största jordskred som observerades i det historiska rekordet. Denna jordskred följdes av den laterala utbrott av Mount Saint Helens vulkan, och utbrottet följdes av vulkaniska skräp flöden kallas lahars. Volymen av material som flyttades av jordskred var 2,8 kubikkilometer (0,67 mi3) .,
1995 och 2005, La Conchita, Kalifornien: den 4 mars 1995 skadade Ett snabbrörligt jordflöde nio hus i södra Kaliforniens kustsamhälle i La Conchita. En vecka senare skadade ett skräp flöde på samma plats fem fler hus. Ytspänningssprickor på toppen av bilden gav tidiga varningsskyltar sommaren 1994. Under den regniga vintersäsongen 1994/1995 blev sprickorna större. Den sannolika orsaken till 1995 års händelse var ovanligt kraftiga regn under vintern 1994/1995 och stigande grundvattennivåer., Tio år senare, 2005, inträffade ett snabbskräpflöde i slutet av en 15-dagars period av nästan rekordnederbörden i södra Kalifornien. Vegetationen förblev relativt intakt eftersom den raftades på ytan av det snabba flödet, vilket indikerar att mycket av jordskreds massan helt enkelt bars på ett förmodligen mycket mer mättat och fluidiserat lager under. 2005 slide skadade 36 hus och dödade 10 personer .
La Conchita jordskred
2014, Oso Jordskred, Washington: Den 22 Mars, 2014, ett jordskred av cirka 18 miljoner ton (10 miljoner yd3) reste till 64 km / h (40 km / h), förlängs med nästan en 1.6 km (1 m), och den uppdämda North Fork av Stillaguamish River., Jordskred täckte 40 hem och dödade 43 personer i Steelhead Haven-samhället nära Oso, Washington. Det producerade en volym av material som motsvarar 600 fotbollsplaner som omfattas av material 3 m (10 ft) djup. Vintern 2013-2014 var ovanligt våt med nästan dubbelt den genomsnittliga mängden nederbörd. Jordskred inträffade i ett område av Stillaguamish River Valley historiskt aktiva med många jordskred, men tidigare händelser hade varit små .
Yosemite National Park Rock Falls: de branta klipporna i Yosemite National Park orsakar frekventa Rock falls. Frakturer som skapats för tektoniska påfrestningar och exfoliering och expanderas genom frostkilning kan orsaka husstora block av granit att lossna från klippan-ansikten Yosemite National Park. Parkmodellerna potentiella runout, avståndet jordskred material resor, för att bättre bedöma risken för miljontals Park besökare.
Utah jordskred
Markagunt Gravity Slide: ca 21-22 miljoner år sedan, en av de största landbaserade jordskred ännu upptäckt i den geologiska posten förskjutna mer än 1.700 cu km (408 cu mi) av material i en relativt snabb händelse ., Bevis för denna bild inkluderar breccia-konglomerat (se Kapitel 5), glasartade pseudotachylyter (se Kapitel 6), glidytor (liknande fel) se Kapitel 9) och dikes (se kapitel 7). Jordskred beräknas omfatta ett område storleken på Rhode Island och att sträcka sig från nära Cedar City, Utah till Panguitch, Utah. Denna jordskred var sannolikt resultatet av material som släpptes från sidan av en växande lakkolit (en typ av magmatiska intrång) se Kapitel 4), efter att ha utlösts av en utbrott relaterad jordbävning.,
1983, Thistle Slide: från och med april 1983 och fortsätter in i Maj det året reste en långsam jordskred 305 m nedförsbacke och blockerade spanska Gaffelkanjonen med en jordströmsdamm 61 m hög. Detta orsakade katastrofala översvämningar uppströms i Soldier Creek och Thistle Creek dalar, nedsänkt staden Thistle., Som en del av nödsituationen byggdes en spillway för att förhindra att den nybildade sjön bryter mot dammen. Senare byggdes en tunnel för att tömma sjön, och för närvarande fortsätter floden att strömma genom denna tunnel. Järnvägslinjen och US-6-motorvägen måste flyttas till en kostnad av mer än 200 miljoner dollar .
2013, Rockville Rock Falla:Rockville, Utah är ett litet samhälle nära ingången till Zion National Park. I December 2013 föll ett 2,700 ton (1,400 yd3) block av Shinarump konglomerat från Rockville Bench cliff, landade på den branta 35-graders sluttningen nedan och splittrades i flera stora bitar som fortsatte att sjunka med hög hastighet. Dessa stenblock förstörde helt ett hus som ligger 375 fot under klippan (se före och efter fotografier) och dödade två personer inne i hemmet., Den topografiska kartan visar andra bergfall i området före denna katastrofala händelse .
2014, North Salt Lake Slide: i augusti 2014 efter en särskilt våt period förstörde en långsam roterande jordskred ett hem och skadade närliggande tennisbanor.
rapporter från invånare föreslog att marksprickor hade setts nära toppen av sluttningen minst ett år före den katastrofala rörelsen.Förekomsten av lättdränerade sandar och Graveler som överlagrar mer ogenomträngliga leror som är vittrade från vulkanisk aska, tillsammans med den senaste omformningen av sluttningen, kan ha bidragit till orsakerna till denna bild. Lokala kraftiga regn verkar ha gett utlösaren. Under de två åren efter jordskred har sluttningen delvis omformulerats för att öka stabiliteten., Tyvärr, i januari 2017, har delar av sluttningen visat reaktiveringsrörelse. På samma sätt började invånarna i en närliggande underavdelning 1996 rapportera nöd till sina hem. Denna nöd fortsatte fram till 2012 när 18 hem blev obeboeliga på grund av omfattande skador och togs bort. En geologisk park byggdes i det nu lediga området.,
North Salt Lake jordskred
2013, Bingham Canyon Copper Mine jordskred, Utah: kl 9:30 pm den 10 April 2013, mer än 65 miljoner kubikmeter brant terrasserad gruva väggen gled ner i den konstruerade gropen i Bingham Canyon gruva, vilket gör den till en av de största historiska jordskred inte förknippas med vulkaner. Radarsystem underhålls av gruvan operatören varnade för förflyttning av väggen, förhindra förlust av liv och begränsa förlusten av egendom.
din Ranking:
10.,5 Kapitelsammanfattning
massavfall är en geologisk term som beskriver all störtlopp och markrörelse på grund av gravitationen. Massavfall uppstår när en sluttning är för brant för att förbli stabil med befintligt material och förhållanden. Lös sten och jord, kallad regolith, är vad som vanligtvis rör sig under en massförspirande händelse. Lutningsstabilitet bestäms av två faktorer: lutningsvinkeln och skjuvstyrkan hos de ackumulerade materialen., Massförspirande händelser utlöses av förändringar som överstiger lutningsvinklar och försvagar lutningsstabilitet, såsom snabb snösmältning, intensivt regn, jordbävningsskakning, vulkanutbrott, stormvågor, strömerosion och mänskliga aktiviteter. Överdriven Nederbörd är den vanligaste utlösaren. Massförspirande händelser klassificeras av deras typ av rörelse och material, och de delar gemensamma morfologiska ytegenskaper. De vanligaste typerna av massspirande händelser är rockfalls, glidbanor, flöden och kryp.
masslösande rörelse varierar från långsam till farligt snabb., Områden med brant topografi och snabbt regn, som Kaliforniens kust, Rocky Mountain-regionen och Pacific Northwest, är särskilt mottagliga för farliga massavfallshändelser. Genom att undersöka exempel och lärdomar från kända massförspirande händelser har forskare en bättre förståelse för hur massförspillning sker. Denna kunskap har fört dem närmare att förutsäga var och hur dessa potentiellt farliga händelser kan inträffa och hur människor kan skyddas.
din Ranking: