Alunecare de teren

Alunecarea de teren de la Monte Toc care a provocat dezastrul din Vajont

Termenul alunecare de teren indică mișcarea sau căderea unei mase de sol sau rocă sub acțiunea gravitației . Același termen se referă, prin metonimie , la materialul implicat în mișcare, adică la corpul alunecării de teren .

Alunecările de teren pot avea caracteristici foarte diferite, atât în ​​ceea ce privește materialul implicat, cât și tipul de mișcare, atât pentru extinderea și adâncimea lor, cât și pentru viteza și durata lor. Câteva exemple de alunecări de teren sunt scurgerile rapide de deșeuri sau noroi (cunoscut și sub numele de curgere de resturi ), prăbușirile de roci și fluxurile de sol lente și adânci. Alunecările de teren caracterizează o mare varietate de medii, de la munți înalți până la dealuri, chiar de-a lungul stâncilor de coastă și pante subacvatice.

Forța gravitațională este principalul motor al alunecării de teren, dar există o serie de factori care pot condiționa o pantă și o pot predispune la instabilitate și fenomene de mișcare. Dintre acestea, acțiunea agenților atmosferici poate juca roluri importante (de exemplu, prin saturația solului și eroziunea suprafeței datorată ploii ), variații climatice sezoniere (care pot induce deformări și pot provoca fracturi), seismicitate (care poate slăbi sau fractura roca), precum și acțiunea umană (de exemplu prin defrișări și agricultură intensivă). În general, există un declanșator care declanșează alunecarea de teren (cum ar fi ploi abundente sau un cutremur sau o săpătură pentru a construi un drum sau o clădire ), deși acest lucru nu este întotdeauna bine identificabil sau unic.

Descriere

Alunecarea de teren care a îngropat Sant'Antonio Morignone ( SO ) în Valtellina în 1987

Alunecarea de teren Randa în Elveția ( Cantonul Valais ) în 1991.

Fluxul de noroi în Brienz ( Cantonul Berna ) în 2005.

Alunecarea de teren Nocera Inferiore în 2005.

Alunecarea de teren Valegion di Preonzo ( Cantonul Ticino ) după alunecarea de teren din 2012.

Alunecările de teren pot da naștere unor transformări profunde ale suprafeței pământului și, din cauza pericolului lor ridicat, în unele zone locuite, acestea trebuie să facă obiectul unor studii și monitorizări atente. Scopul studiului alunecărilor de teren este de a putea prevedea mișcarea lor sau, în orice caz, dacă nu a fost posibil să opriți căderea materialului, să încercați să redirecționați sau să încetiniți circulația acestuia prin utilizarea anumitor structuri de inginerie naturalistă sau, în cazuri „inoperabile”, pregătiți planuri de protecție civilă care vizează evacuarea preventivă, temporară sau definitivă.

Prin alunecare de teren sau instabilitate se înțelege orice situație de echilibru instabil al solului, subsolului sau ambelor, inclusiv fenomene de eroziune intensă a suprafeței, sau alunecări de teren care afectează pantele în adâncime, aceste mișcări fiind controlate de gravitație. Factorii sau cauzele care produc o alunecare de teren sau o mișcare de masă sunt mulți și sunt împărțiți în trei tipuri:

• cauze predispozante (adică specifice mediului natural): natura terenului, litologia , poziția, tendința topografică, abruptitatea versanților, clima , precipitațiile , excursiile termice , hidrogeologia etc;
• cauze pregătitoare : defrișări , precipitații , eroziune a apei, variație a conținutului de apă, acțiuni antropice etc;
• cauze provocatoare : ploi abundente, eroziune a apei, cutremure , săpături și tăieri etc;

Adesea alunecările de teren sunt consecința unor situații de risc hidrogeologic ridicat, dacă nu chiar a unei instabilități hidrogeologice evidente care combină factorii meteorologic-climatici, geologici și antropici.

Părți ale unei alunecări de teren

De obicei, o alunecare de teren se caracterizează prin trei părți:

• nișă de detașare;
• albia râului sau alunecării de teren;
• acumularea alunecării de teren

Albia sau panta alunecării de teren este acea zonă în care materialul implicat în alunecarea de teren este situat la un nivel inferior față de suprafața inițială a pantei. Zona de acumulare este acea zonă în care materialul se află la un nivel mai înalt decât panta inițială. O altă divizie intenționează să ia în considerare:

• coroană : parte a materialului neafectată de fenomenul imediat adiacent celei mai înalte părți a pantei de alunecare;
• cap : partea superioară a terenului prăbușit;
• pante secundare : suprafețe abrupte în alunecarea de teren, simptomatic al mișcărilor diferențiale în interiorul materialului;
• fracturi secundare : fracturi longitudinale sau transversale în materialul prăbușit.
• suprafață de separare : suprafață care împarte materialul deplasat de cel subiacent nealterat;

Masa de sol implicată în fenomen se numește material mobilizat și este împărțită în mod obișnuit în corpul principal (o parte a materialului care, în urma mișcării, rămâne în patul alunecării de teren) și piciorul alunecării (materialul care se instalează în zona de acumulare).

Clasificare

Pentru a clasifica diferitele tipuri de alunecări de teren ne putem referi la tipul de material implicat (care poate fi împărțit, de exemplu, în roci , resturi și sol ) și tipul de mișcare. Aceste două caracteristici pot fi integrate luând în considerare și alte aspecte, cum ar fi viteza, dimensiunea și conținutul de apă.
Una dintre cele mai utilizate clasificări este cea a lui Cruden și Varnes, ^[1] actualizată ulterior de Hungr, Leroueil și Picarelli. ^[2] Această clasificare împarte alunecările de teren în funcție de 5 tipuri principale de mișcare (plus categoria alunecărilor de teren complexe sau compozite) și de 3 clase de materiale.

• Prăbușiri de teren : acestea constau în desprinderea bruscă a unor mase mari de roci dispuse pe pereți sau abrupte foarte abrupte; mișcarea inițială are ca componentă principală căderea verticală în jos, până când materialul ajunge în pantă și după impact au răsuciri și / sau rulouri. Prăbușirea are loc atunci când rezistența la forfecare a materialului de-a lungul unei suprafețe devine mai mică decât greutatea blocului de rocă sau sol identificat de acea suprafață. Aceste tipuri de alunecări de teren sunt caracterizate de o rapiditate extremă. Zăcământul rezultat în urma alunecării de teren este o acumulare la poalele pantei de material de diferite dimensiuni și în funcție de caracteristicile fizice ale pantei poate apărea și blocuri mai mari situate la o distanță considerabilă de locul de detașare. Cauza predispozantă este existența sistemelor de fracturare sau schistozitate. Cauzele declanșatoare sunt cutremurele (cutremure), „crioclastismul” (gheața în fisuri), ploaia, dezvoltarea plantelor a sistemelor radiculare, subminarea piciorului pantei de către om sau naturală (eroziune).

• Tipping Frane: răsturnările sunt denumite acele alunecări de teren în care forța de greutate, presiunea apei sau împingerea blocurilor adiacente pentru a genera în sol sau în rocă o mișcare de rotație în funcție de un loc centrul de rotație sub centrul de greutate a masei. Tipul de depozit pe care îl generează este foarte similar cu cel al colapsurilor.

Alunecare de teren glisantă

• Alunecări de teren glisante : sunt împărțite în funcție de caracteristicile geometrice ale suprafeței de alunecare în mișcări pentru alunecare plană sau rotațională:
  • în mișcarea plană apar în principal pe suprafețe discontinue deja înclinate (suprafețe ale straturilor în succesiune sedimentară, fracturare sau schistozitate în roci metamorfice) și apar în principal pe versanți de alunecare când straturile nu pot fi susținute prin fricțiunea dintre cele două suprafețe;
  • în mișcare de rotație apar de-a lungul suprafețelor curbate, concav în sus, în materiale coerente sau pseudocoerente , atunci când rezistența la forfecare a acelorași materiale este depășită.

• Alunecări de teren pentru expansiune laterală : aceste alunecări de teren au loc în soluri cu o structură geologică particulară în care materialele caracterizate printr-un comportament rigid sunt suprapuse materialelor cu un comportament plastic. Expansiunea laterală este generată de fluxul materialului plastic subiacent care determină fracturarea progresivă a materialului rigid de mai sus.

Alunecare de teren

• Frane pentru colamento: definirea colamentelor acele alunecări de teren în care deformarea materialului este continuă pe toată masa în mișcare. În cazul căderilor de roci, nu este posibilă o vizualizare imediată a suprafeței alunecării de teren și, în plus, aceste mișcări sunt în general foarte lente și caracterizate prin procese de fluaj . Fluxurile de pământ sunt în general mult mai ușor de văzut, deoarece masa prăbușită capătă un aspect foarte similar cu cel al unui fluid cu vâscozitate ridicată. Aceste alunecări de teren apar în prezența saturației și a fluidizării ulterioare a maselor argiloase și argiloase din solul modificat de apă, masa noroioasă poate implica și alte tipuri de blocuri de roci în mișcarea sa. Colaterale acestei familii sunt episoadele de „ alunecare rapidă sau rapidă ”, sau mai corect „alunecări de teren datorate saturației și fuidificării resturilor superficiale” (alunecări de sol). Acestea sunt, în general, activate în timpul evenimentelor de ploaie intensă, cu înălțimi de precipitații (de exemplu) peste 100 mm / oră. În acest caz, acestea apar în număr mare, până la sute pe km². (Valea Ossola 08/1978, Langhe Piemontese 11/1994). (Vezi mai jos în: Fluxuri de noroi rapide)

• Alunecările de teren , vorbim de alunecări de teren de mică suprafață, compuse în principal din materiale incoerente sau realizate astfel prin efectul apei.

Deformațiile gravitaționale profunde ale pantei ", sau DGPV, sunt fenomene particulare despre care s-a dobândit o conștientizare exactă numai în ultimele decenii

Fluxuri de noroi rapide (în profunzime)

Alunecările de noroi cu curgere rapidă apar în perioade ploioase prelungite și sunt activate în final împreună cu evenimente meteorice înregistrate, este un tip de alunecare de teren foarte lichid și are originea în mantaua de acoperire piroclastică (a) sau oricum detritică situată pe un substrat stâncos (b) .

a) Solurile piroclastice (etimologie: foc - detritus) au fost depozitate de-a lungul secolelor în timpul erupțiilor vulcanice și, în general, se află încă pe flancurile aparatului vulcanic. Topirea bruscă a zăpezii la altitudine - datorită unei erupții iminente - sau a ploilor intense sau prelungite, mobilizează pătura piroclastică creând un flux de „autoalimentare” care curge în aval cu mare viteză, având o masă foarte densă și foarte erozivă. Fluxurile de lavă care apar pe vulcanii japonezi sunt celebre, dar, mai presus de toate, pe cele din America Centrală. (vezi Ecuador, Indonezia, Japonia, vulcanul Monte Sant'Alena, 1980, SUA). Sau sunt activate în soluri vulcanice antice, unde există văi și părți ale văii. (în Italia, vezi Frane di Sarno, Irpinia, 1998)

b) Alte tipuri de substrat pot fi cele mai variate: foarte productive sunt - în Italia - soluri terțiare și cuaternare de origine sedimentară , mai puțin competente și mai ușor de modificat la suprafață. , pătura de alterare se impune la fața locului prin adâncirea în jos, în detrimentul straturilor de suprafață "stâncoase" subiacente. pantă mare a Apeninilor și a Alpilor. (vezi Valea Ossola, 1978, Langhe piemontese, 1994 - Piedmont Regional Geological Publicații de servicii)

În general alunecarea de teren începe cu o mică alunecare de teren în amonte în corespondență cu punctele slabe (stânci stâncoase, drumuri etc.) care afectează panta solurilor saturate de apă care se mobilizează și „curg” în aval cu o energie considerabilă. În general, zona de „turnare”, în aval de nișa de detașare, este așezată pe suprafața topografică naturală preexistentă care acționează ca un „plan de curgere”. Când fracțiunea lichidă predomină asupra celei solide, panta traversată este păstrată intactă cu acoperire de iarbă intactă. În aceste cazuri și având în vedere existența unor condiții geometrice optime, cum ar fi o lungime și o pantă semnificative a pantei, lungimea totală a alunecării de teren poate fi cu multe unități (5 - 10) mai mare decât lățimea sa. Zona de acumulare, la baza pantei, este de obicei sub forma unui ventilator.

Cauze

Același subiect în detaliu: instabilitatea hidrogeologică .

Mișcările pantei se produc datorită fenomenelor capabile să modifice forțele interne și externe care acționează pe sol sau pe masa de rocă. Factorii pot fi împărțiți în condiționare sau declanșare . Primele sunt

forma reliefului, natura și structura terenului, acestea din urmă sunt factori externi care afectează stabilitatea. Printre factorii de condiționare găsim, prin urmare, geometria reliefului, litologia , structura geologică și structura structurală, proprietățile mecanice și gradul de alterare a materialelor și, în cele din urmă, prezența vegetației. Printre factorii declanșatori găsim precipitații și modificări ale condițiilor hidrologice, variații ale sarcinilor statice sau dinamice, variații ale geometriei pantei, eroziune și acțiune climatică.

În orice caz, ruperea materialului în funcție de o suprafață dată indică faptul că de-a lungul acelei suprafețe tensiunile de acțiune, care tind să facă mișcarea masei, sunt mai mari decât tensiunile reactive, care în schimb tind să o blocheze. În consecință, este posibil să se împartă cauzele alunecărilor de teren în factori care măresc forțele de acțiune și factori care scad cele reactive.

Factorii care determină o creștere a eforturilor de acțiune pot fi împărțiți în:

• factori care îndepărtează materialul (eroziunea piciorului, excavarea piciorului, îndepărtarea lucrărilor care susțin piciorul):
• factori care creează o creștere a sarcinii (saturație datorată ploilor abundente, supraîncărcare în partea de sus, creșterea presiunii apei);
• factori care reduc suportul subteran (dizolvarea chimică a rocilor subterane, minerit);
• factori care exercită tensiuni tranzitorii la sol (activitate seismică sau vulcanică, explozii, supraîncărcare datorată traficului rutier).

Factorii care generează o capacitate portantă redusă a materialului sunt împărțiți în:

• factori intrinseci (natura terenului, dispunerea și rotunjimea granulelor, caracteristicile geometrice ale oricăror planuri de discontinuitate, orientarea pantei);
• factori externi (tensiuni tranzitorii, alterarea fizico-chimică a materialelor, variații ale conținutului de apă).

Monitorizarea

Decretul Ministerului Infrastructurii din 14/01/2008 prevede în capitolul 6 ( Stabilitatea versanților naturali ) că „ Studiul stabilității versanților naturali necesită observații și suprafețe de suprafață, culegere de informații istorice cu privire la evoluția stării pantei și asupra oricăror daune suferite de structurile sau infrastructurile existente, constatarea oricăror mișcări în curs și caracteristicile lor geometrice și cinematice, culegerea de date privind precipitațiile, caracteristicile hidrogeologice ale zonei și intervențiile anterioare de consolidare. " ^[3]

Monitorizarea alunecărilor de teren are următoarele obiective:

• Adâncimea și suprafața alunecării de teren pentru a evalua volumul acesteia;
• Posibila existență a mișcărilor în desfășurare și localizarea lor spațiu-timp;
• Controlul aspectelor hidrogeologice ale alunecării de teren;

Monitorizarea atentă și continuă poate fi foarte profitabilă din punct de vedere al gestionării riscurilor în domeniul protecției civile .

Prin instrumentele geotehnice este posibil să se evalueze:

• deschiderea fracturilor (prin tulpina manometre, manometre fisurilor, distometers, Inaltator optice);
• suprafața de alunecare, mișcările profunde și deformările (cu tuburi inclinometrice, inclinometre fixe, sisteme trivec și increx, TDR și aparate de măsurare a adâncimii);
• nivelul piezometric al acviferului (prin piezometre ).

Instrumentele suplimentare pentru monitorizarea alunecărilor de teren sunt:

• GPS , Interferometrie SAR terestră (TInSAR) și sisteme topografice (o serie de stâlpi de beton sunt instalate pe corpul alunecării de teren pentru a evalua apoi deplasările lor relative) care oferă informații despre mișcările de suprafață ale alunecării de teren;
• radiații infraroșii pentru a evalua gradul de umiditate a solului și apoi pentru a verifica situația hidrogeologică.

Prevenirea

O plasă de căderi de piatră la Mutnomah Falls din Oregon , SUA

Pentru a evita alunecările de teren este necesar să acordați atenție zonelor expuse riscului și să respectați câteva măsuri de precauție:

• evitați construcțiile pe încununarea corpului alunecării de teren sau, în orice caz, în partea superioară a acestuia, deoarece acest lucru face ca solul subiacent să fie mai greu și îl face instabil, facilitând alunecarea acestuia;
• evitați efectuarea de lucrări de terasament sau săpături în partea inferioară a corpului alunecării de teren, deoarece aceasta elimină o parte substanțială a solului rezistentă la alunecarea de teren.

În orice caz, la proiectarea unei lucrări în apropierea unei pante, este necesar să se evalueze stabilitatea globală a pantei în sine.

Una dintre metodele utilizate pentru protejarea structurilor și a populației în aval de o pantă stâncoasă cu risc de alunecare de teren sunt rețelele, terasamentele și barierele de cădere a rocilor, intervențiile pasive capabile să frâneze blocurile în mișcare și să le împiedice să ajungă la structurile subiacente.

Pentru a crește factorul de siguranță într-o zonă cu risc de alunecare de teren, pot fi planificate diferite tipuri de intervenții active. Practic, aceste intervenții se disting prin intervenții care reduc forțele de tăiere pe care materialul trebuie să le mobilizeze pentru a se menține în echilibru și intervenții care măresc caracteristicile de rezistență la tăiere ale materialului.

Intervenții pentru reducerea rezistenței la forfecare mobilizate

Principalele intervenții pentru reducerea rezistenței la forfecare mobilizate și, prin urmare, pentru a vă asigura că există întotdeauna o diferență acceptabilă între acestea și rezistența maximă la forfecare a materialului, sunt:

• Sbancamenti: lucrări de excavare efectuate în amonte de masa de sol cu ​​risc; în faza de proiectare și decizie a acestor intervenții este întotdeauna necesar să se țină seama de faptul că o săpătură, dacă pe de o parte crește factorul de siguranță în aval de intervenție, îl scade în amonte;
• Reprofilare : reducerea înclinației pantei prin îndepărtarea materialului și, prin urmare, construirea artificială a profilului acestuia (care poate fi cu un unghi constant sau cu trepte);
• Îndepărtarea bolovanilor nesiguri : vă puteți gândi să interveniți pe o pantă îndepărtând cele mai periculoase și mai dificil de stabilizat piese, cum ar fi blocurile nesigure, dar asigurându-vă că intervenția pentru a le elimina nu deteriorează restul pantei (așa cum se poate se întâmplă cu ușurință, de exemplu, folosind explozivi );
• Reducerea eroziunii la poalele pantei de către cursurile de apă : aceste intervenții vizează reducerea efectului dăunător pe care îl are eroziunea asupra stabilității pantei; astfel de intervenții pot fi:
  • lucrări longitudinale , adică stânci de -a lungul malurilor râului care întăresc piciorul pantei prin întărirea acestuia și diminuarea eroziunii sale progresive;
  • lucrările transversale , adică perpendiculare pe fluxul de apă, capabile să îndepărteze debitul curentului de la piciorul pantei (repelenți), scad viteza curentului în apropierea zonei de risc (poduri și praguri de armare), opriți transportul material de la curent până la piciorul pantei (frâu de reținere) sau scăderea activității erozive pe fundul albiei (denivelări de fund);
• Lucrări de sprijin la poalele pantei , adică construcția de terasamente capabile să susțină panta de deasupra; aceste terasamente pot fi rigide sau flexibile în funcție de comportamentul pe care îl au în raport cu deformațiile;
• Amenajări hidro-forestiere , care sunt împărțite în:
  • reîmpădurire : deoarece sistemele radiculare ale plantelor sunt capabile să confere solului o mai mare coeziune și rezistență la eforturile de tăiere, este posibilă utilizarea acestei tehnici pentru a preveni alunecările de teren;
  • lucrări de drenaj superficial , adică acele lucrări capabile să îndepărteze apa de ploaie care ar eroda solul; câteva exemple sunt canalele superficiale (canale dispuse de-a lungul liniei de pantă maximă pe corpul alunecării de teren) și șanțurile de gardă (șanțurile longitudinale până la alunecarea de teren plasate imediat deasupra vârfului);
  • lucrări de drenaj profund , capabile să îndepărteze apa din subsol; intervențiile de acest tip sunt tranșee, puțuri și tuneluri de drenaj.

În cazul solurilor stâncoase, este de asemenea posibil să se intervină cu tiranți, șuruburi sau cuie introduse în piatră care, prin urmare, pot susține masa.

Intervenții pentru îmbunătățirea rezistenței materialului

Există intervenții capabile să îmbunătățească rezistența intrinsecă a unui material la solicitări externe. Aceste intervenții sunt:

• Injecții de amestecuri de consolidare , care conferă materialului o coeziune suplimentară derivată din cimentare;
• Stabilizarea chimică , chiar dacă este într-o fază experimentală, permite schimbarea caracteristicilor materialului (de exemplu prin introducerea clorurii de potasiu în unele argile );
• Electroosmoza și electrosilicatazione, care constau în îndepărtarea apei prin trecerea curentului electric în sol a precedat, numai în cazul dell'elettrosilicatazione, introducerea unei soluții de silicat de sodiu ; această tehnică are însă costuri ridicate;
• Congelare , capabilă să aibă o acțiune temporară de cimentare; se efectuează cu azot lichid .

Notă

Bibliografie

• Metode geotehnice de monitorizare a alunecărilor de teren ( PDF ), pe geomatica.como.polimi.it . Adus 18-12-2008 (arhivat din original la 6 martie 2007) .
• Apărarea eroziunii apelor de suprafață , pe xoomer.alice.it . Adus 18-12-2008 (arhivat din original la 24 iunie 2007) .
• LUINO F. & CIRIO GC (2007): „Blocul de rocă alunecă în Dealurile Langhe din regiunea Piemont (nord-vestul Italiei)”. Prima conferință nord-americană de alunecare de teren, Vail, Colorado, 3-10 iunie 2007, p. 523-534.
• Laura Scesi, Monica Papini; Paola Gattinoni, Dinamica versanților și Lucrările de stabilizare și așezare a versanților , în Geologia aplicată , Milano, Casa Editrice Ambrosiana, februarie 2003, ISBN 88-408-1253-9 .
• Emidio Santoni, Nazareno Albertini, Luigi Girolami, Vittorio Marucci, Mișcări de alunecare de teren în Appignano (secolele XVI-XX) , Ascoli Piceno, Giannino și Giuseppe Gagliardi Editori, 2005; recenzie de Cristiano Marchegiani în "Studia Picena. Revista Marche de istorie și cultură", Ancona, LXXII (2007), pp. 348–354 Text .
• Monitorizarea alunecărilor de teren , pe nhazca.com .
• Antonello Pasini, Ecuația dezastrelor. Schimbările climatice pe teritoriile fragile. , 2020, Cod ediții, ISBN 978 88 7578 865 0

Elemente conexe

• Impingerea pământurilor
• Avalanşă
• Curgerea resturilor
• Lahar
• Paleofrana
• Sturzstrom

Alte proiecte

• Wikționarul conține dicționarul lema « alunecare de teren »
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere alunecate de teren

linkuri externe

• ( EN ) Frana , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
• Inventarul fenomenelor de alunecare de teren în Italia (ISPRA), Institutul de cercetare pentru protecția hidrogeologică (IRPI), al Consiliului Național de Cercetare
• [1] Populația și riscul alunecărilor de teren și inundațiilor în Italia POLARIS. CNR.

Portalul Catastrofei

Portal de inginerie