Зміст:

15.2: Класифікація масових витрат

Тип руху є найважливішою характеристикою відмови нахилу, і існує три різних типи руху:

Якщо матеріал падає через повітря, вертикально або майже вертикально, це відомо як падіння.
Якщо матеріал рухається як маса по похилій поверхні (без внутрішнього руху всередині маси), це ковзання.
Якщо матеріал має внутрішній рух, як рідина, це потік.

На жаль, це не так просто. Багато невдач нахилу включають два з цих типів руху, деякі включають всі три, і в багатьох випадках нелегко сказати, як матеріал переміщався. Типи руйнування схилу, які ми розглянемо тут, зведені в таблиці 15.1.

Таблиця 15.1 Класифікація відмов схилів на основі типу матеріалу і типу руху

Тип відмови	Тип матеріалу	Тип руху	Швидкість руху
[Пропустити таблицю]
Скелі падіння	Фрагменти скелі	Вертикальне або майже вертикальне падіння (плюс підстрибуючи у багатьох випадках)	Дуже швидко (більше 10 с метрів в секунду)
Рок слайд	Великий скельний корпус	Рух як одиниця вздовж плоскої поверхні (поступальне ковзання)	Зазвичай дуже повільно (міліметри на рік до сантиметрів на рік), але деякі можуть бути швидшими
Скеля лавина	Велике тіло скелі, яке ковзає, а потім розбивається на дрібні фрагменти	Потік (при великих швидкостях маса уламків гірських порід підвішується на повітряній подушці)	Дуже швидко (більше десятків метрів в секунду)
повзучість або соліфлюкція	Грунт або інше розкривне навантаження; в деяких випадках змішується з льодом	Потік (хоча може відбуватися і ковзний рух)	Дуже повільно (міліметри на рік щоб сантиметри на рік)
Спад	Густі відкладення (від метра до 10 с метрів) неконсолідованого осаду	Рух як одиниця по криволінійній поверхні (обертальне ковзання)	Повільний (сантиметри на рік в метри на рік)
Селевий потік	Сипучий осад зі значною складовою мулу і глини	Потік (суміш осаду і води рухається вниз по каналу)	Від помірного до швидкого (сантиметри в секунду в метри в секунду)
Потік сміття	Пісок, гравій та більші фрагменти	Потік (схожий на селевий потік, але, як правило, швидше)	Швидкий (метри в секунду)

Скелястий водоспад

Скелясті фрагменти можуть відносно легко відламуватися від крутих схилів основи, найчастіше через морозне заклинювання в районах, де існує багато циклів заморожування-відтавання на рік. Якщо ви коли-небудь пішли по крутій гірській стежці прохолодним ранком, ви, можливо, чули випадкове падіння фрагментів скелі на схилі таранної кістки. Відбувається це тому, що вода між тріщинами замерзає і розширюється протягом ночі, а потім, коли та сама вода тане на ранковому сонці, фрагменти, які були висунуті за їх межі льодом, падають на схил нижче (рис. \(\PageIndex\) ).

Типовий схил таранної кістки, поблизу Керемеос на півдні до н.е., показаний на малюнку \(\PageIndex\) . У грудні 2014 року великий блок скелі відколовся від скелі в цьому ж районі. Він розбився на більш дрібні шматки, які повалили вниз по схилу і врізався в дорогу, розбиваючи бетонні бар’єри і вириваючи великі частини тротуару. На щастя, ніхто не постраждав.

Малюнок \(\PageIndex\) зліва: Схил таранної кістки поблизу Керемеос, до н.е., утворений падінням скелі з обривів вище. Праворуч: Результати падіння скелі на шосе на захід від Керемеос у грудні 2014 року.

Рок Слайд

Скельна гірка – це ковзний рух породи по похилій поверхні. У більшості випадків рух паралельний перелому, підстилці або метаморфічній площині шарування, і він може варіюватися від дуже повільного до помірно швидкого. Слово sackung описує дуже повільний рух брили породи (міліметрів на рік до сантиметрів на рік) на схилі. Хорошим прикладом є слайд Дауні на північ від Ревелстока, до н.е., що показано на малюнку \(\PageIndex\) . При цьому масивне тіло гірської породи дуже повільно ковзає вниз по крутому схилу по площині слабкості, яка приблизно паралельна схилу. Слайд Дауні, який був вперше визнаний в 1950-х роках, до будівництва греблі Ревелстоук в кінці 1970-х років, рухався дуже повільно в той час (кілька сантиметрів на рік). Інженери-геологи були стурбовані тим, що наявність води у водоймі (видно на малюнку \(\PageIndex\) ) може ще більше послабити площину руйнування, приводячи до прискорення руху. Результатом був би катастрофічний збій у водоймі, який би направив стіну води над дамбою і в громаду Ревелстоук. При будівництві греблі вони тунелювалися в скелю біля основи гірки і пробурили сотні дренажних отворів вгору в площину провалу. Це дозволило воді стікати назовні, щоб було знижено тиск, що зменшило швидкість руху ковзного блоку. BC Hydro постійно стежить за цією ділянкою; слайд-блок в даний час рухається повільніше, ніж це було до будівництва греблі.

\(\PageIndex\) Малюнок Слайд Дауні, мішковина, на березі водосховища Ревелстоук (над греблею Ревелстоук). Скрап голови видно вгорі і боковий шарп уздовж лівого боку. Малюнок \(\PageIndex\) Сайт гірки 2008 року в бухті Порто. Зверніть увагу на видатний перелом, встановлений паралельно поверхні схилу. Схил був стабілізований за допомогою скельних болтів (видно у верхній частині фотографії), а в скелі просвердлені отвори для поліпшення дренажу (один видно внизу праворуч). Ризик проходження транспортних засобів від падіння скелі був зменшений за рахунок підвішування сітчастих штор (фону).

Влітку 2008 року великий блок скелі швидко ковзав з крутого схилу над шосе 99 поблизу бухти Порто (між затокою Підкова і Сквоміш). Блок врізався в шосе і прилеглу залізницю і розбився на безліч шматків. Шосе закривали на кілька днів, а схил згодом стабілізували скельними болтами і дренажними отворами. Як показано на малюнку \(\PageIndex\) , скеля розбита паралельно схилу, і це майже напевно сприяло руйнуванню. Однак насправді невідомо, що спричинило цю подію, оскільки погода була сухою та теплою протягом попередніх тижнів, а значного землетрусу в регіоні не було.

Рок Лавина

Малюнок \(\PageIndex<5>\) Серпнева 2010 гора Мізерна скеля лавина, що показує, де виникла гірка (червона стрілка, 4 км вгору за течією) і її шлях вниз по крутій вузькій долині. Жовті стрілки показують, наскільки далеко вгору по долині простягнулася лавина.

Якщо скеля ковзає, а потім починає швидко рухатися (метри в секунду), скеля, швидше за все, зламається на багато дрібних шматків, і в цей момент вона перетворюється на скельну лавину, в якій великі та малі фрагменти гірської породи рухаються текучим способом, підтримується подушкою повітря всередині і під рухомим маса. Слайд Надії 1965 (Рисунок \(\PageIndex\) ) був скельною лавиною, як і знаменитий 1903 Френк слайд на південному заході Альберти. Слайд 2010 року на горі Мігер (на захід від Ліллует) також був скелястою лавиною, і конкурує з Слайдом Надії як найбільший провал схилу в Канаді в історичні часи (Рисунок \(\PageIndex\) ).

повзучість або соліфлюкція

\(\PageIndex<6>\) Малюнок Зображення внеску заморожування-відлиги в повзучість. Сині стрілки представляють підняття, спричинене промерзанням у вологому ґрунті під ним, тоді як червоні стрілки представляють депресію під час відтавання. Підйом проводиться перпендикулярно схилу, при цьому перепад вертикальний.

Дуже повільне – міліметрів на рік до сантиметрів на рік – рух грунту або іншого неконсолідованого матеріалу на схилі відомий як повзучість. Повзування, яке зазвичай впливає лише на верхні кілька сантиметрів сипучого матеріалу, як правило, є типом дуже повільного потоку, але в деяких випадках може мати місце ковзання. Повзуттю можна полегшити заморожування та відтавання, оскільки, як показано на малюнку \(\PageIndex\) , частинки піднімаються перпендикулярно поверхні за рахунок зростання кристалів льоду всередині ґрунту, а потім опускаються вертикально самопливом, коли лід тане. Такий же ефект може виробляти часте зволоження і пересихання грунту. У холодних середовищах соліфлюкція є більш інтенсивною формою повзучості, що спрацьовує від заморожування-відтавання.

Повзучість найбільш помітна на середньо-крутих схилах, де дерева, стовпи огорожі або маркери могил послідовно нахиляються в напрямку спуску. Що стосується дерев, вони намагаються виправити їх нахил, ростучи вертикально, і це призводить до вигнутого нижнього стовбура, відомого як «пістолетний приклад». Приклад наведено на рис \(\PageIndex\) .

Малюнок \(\PageIndex\) пістолетно-прикладними деревами на схилі, який відчуває повзучість

Спад

Спад – це тип ковзання (рух у вигляді маси), який відбувається в межах товстих неконсолідованих відкладень (зазвичай товщі, ніж 10 метрів). Спади припускають рух уздовж однієї або декількох вигнутих поверхонь руйнування, з рухом вниз біля верху і рухом назовні до низу (рис. \(\PageIndex\) ). Вони, як правило, викликані надлишком води в цих матеріалах на крутому схилі.

\(\PageIndex\) Малюнок Спад вздовж берегів невеликого купе поблизу Летбриджа, Альберта. Основна головка-шарф добре видно вгорі, а друга менша видно приблизно на одну чверть шляху вниз. Носок спаду розмивається сезонним потоком, який створив купе.

Приклад спаду в районі Летбридж Альберти показаний на рис \(\PageIndex\) . Ця функція, ймовірно, була активною протягом багатьох десятиліть і рухається трохи більше, коли є сильні весняні дощі та значний стік сніготанення. Носок спаду не вдається, оскільки він був розмитий невеликим струменем внизу.

Селі та сміттєві потоки

\(\PageIndex<10>\) Рисунок Спад (ліворуч) та пов’язаний селевий потік (центр) у тому ж місці, що і Фігура \(\PageIndex\) , поблизу Летбриджа, Альберта.

Як ви бачили у вправі 15.1, коли маса осаду стає повністю насиченою водою, маса втрачає силу, в тій мірі, в якій зерна розсуваються, і вона буде текти, навіть по пологому схилу. Це може статися під час швидкого весняного танення снігу або сильних дощів, а також відносно часто зустрічається під час вивержень вулканів через швидке танення снігу та льоду. (Селевий потік або сміття потік на вулкан або під час виверження вулкана – це лахар.) Якщо задіяний матеріал в основному має розмір піску або менший, він відомий як селевий потік, наприклад, показаний на малюнку \(\PageIndex\) .

Якщо матеріал, який бере участь, має розмір гравію або більший, він відомий як потік сміття. Оскільки для переміщення більших частинок потрібно більше гравітаційної енергії, потік сміття зазвичай утворюється в районі з більш крутими схилами та більшою кількістю води, ніж селевий потік. У багатьох випадках потік сміття відбувається в межах крутого каналу потоку і викликається обваленням банківського матеріалу в потік. Це створює тимчасову греблю, а потім великий потік води і сміття при розриві греблі. Це ситуація, яка призвела до фатального потоку сміття на посадці Джонсона, до н.е., у 2012 році. Типовий потік сміття західного узбережжя показаний на малюнку \(\PageIndex\) . Ця подія відбулася в листопаді 2006 року у відповідь на дуже сильні опади. Було достатньо енергії, щоб переміщати великі валуни і стукати над великими деревами.

\(\PageIndex\) Малюнок Нижня частина сміття тече в межах крутого каналу потоку поблизу озера Баттл, до н.е., в листопаді 2006 року.

Вправа 15.2 Класифікація відмов нахилу

Ці чотири фотографії показують деякі з різних типів відмов схилів, описаних вище. Спробуйте визначити кожен тип і надати деякі критерії для підтримки вашого вибору.

Якою має бути масова витрата повітря