دانلود مقاله خزش خاک

بخشی از مقاله

خزش خاک

خزش خاک، حرکت بسيار آهسته توده اي از خاک است.
خزش خاک، حرکت بسیار آهسته توده ای از خاک است. خزش، حرکت آهسته خاک و سنگ است که نمی توان آن را دید اما اثرات این حرکت را می توان مشاهده کرد. این اثرات شامل خارج شدن حصارها از حالت منظم یا حرکت کابلهای تلفن به سمت پایین شیب است. این جابه جایی خاک در مناطقی رخ می دهد که تحت تاثیر چرخه های ذوب و انجماد قرار دارند. انجماد ذرات خاک وسنگ را برداشته و وقتی یخ ذوب می شود این ذرات دوباره فرونشست می کنند اما نه در محل قبلی. جاذبه همیشه باعث می شود که سنگ و خاک اندکی دورترو به سمت پایین شیب رسوب کنند. این حرکت آهسته خزش نامیده می شود. در مناطقی که به طور متناوب دوره های خشکی و مرطوب دارند هم خزش مشاهده می شود و مانند چرخه ذوب و انجماد عمل می کند. از آنجایی که این فرآیند بسیار کند صورت می گیرد، می توان آن را به صورت جریان و در طی دوره زمانی طولانی مدت ثبت کرد.

در جاهایی که مواد سازنده دامنه ، دارای مشخصات مکانیکی یک ماده خمیرسان ، یک سیال غلیظ یا یک مایع حقیقی‌اند. حرکات دامنه‌ای می‌تواند به صورت جریانی باشد. در یک جریان ناتمام ، ذرات جسم در ضمن حرکت نسبت به هم جابجا می‌شوند. جریانها ممکن است با هر سرعتی اتفاق افتاده و مولد درگیر در حرکت ممکن است دارای مقادیر متغیری آب باشند. سرعت حرکت در یک جریان به مقدار آب ، شیب دامنه ، نوع مواد درگیر و شرایط آب و هوایی وابسته است. خزش در سنگ و خاک ، بهمن ، خرده سنگها ، جریان گل ، جریان ماسه ، جریانهای ثقلی در بستر دریاها و اقیانوسها و جریان رودخانه‌ای نمونه‌هایی از حرکات جریانی‌اند
بهمن واریزه
به حرکت بسیار سریع خرده‌های سنگ و خاک اطلاق می‌شود که طی آن گیاهان و همه مصالح سست خاکی و سنگی در امتداد یک سطح سنگی مشخص یا نامشخص به پایین دست حرکت می‌کنند. علل اصلی بهمن واریزه عبارت است از : نیروهای آب نشستی زیاد ، بارندگیهای شدید ، ذوب برفها ، لغزش برفها ، زمین لرزه ، خزش و تسلیم تدریجی لایه‌های سنگی است. بهمن واریزه از ویژگیهای زمینهای کوهستانی پرشیب از جنس خاکهای برجا یا سنگهای به شدت شکاف‌دار است. بهمن واریزه معمولا بطور ناگهانی ایجاد می‌شود و خرده‌های سنگ ممکن است تا مسافتی فراتر از پای دامنه پیش بروند.

جریان واریزه
جریان واریزه مشابه بهمن واریزه است، با این تفاوت که مقدار آب در جریان واریزه به حدی است که باعث جریان آن می‌شود. تفکیک این دو نوع جریان از یکدیگر بسیار مشکل است. علل اصلی جریان واریزه عبارت از بارندگیهای شدید باعث جابجایی خرده‌ها و ذرات ، تا مسافات طولانی می‌شود.
جریان تکه‌های سنگ
توده سنگ ممکن است بطور ناگهانی شکسته شده و با سرعتی زیاد به سمت پایین دامنه حرکت کند. علت این امر می‌تواند گسیختگی ناگهانی یا لایه یا بخش ضعیف در بخشهای پایین‌تر دامنه باشد، که حایل بخشهای بالاتر را از بین می‌برد. این تضعیف ممکن است بر اثر هوازدگی ، یخ زدن یا حفاری باشد. این نوع گسیختگی ناگهانی و غیر قابل پیش‌بینی است و می‌تواند فاجعه آمیز باشد. مساعدترین شرایط برای این نوع حرکت عبارت از دامنه‌های مرتفع و پرشیب توده‌های سنگی درزدار است. این نوع حرکت را می‌توان «جریان سنگ خشک» نیز نام داد.
جریان خاک و گل
این جریان عبارت است از توده‌ای از خاک اشباع شده که به صورت یک سیال غلیظ حرکت می‌کند. فشارهای بالای هوا یا آب منفذی ناشی از بارگذاری توسط زمین لرزه ، شسته شدن نمکها از رسهای دریایی که باعث افزایش حساسیت آنها می‌شود، بارندگی شدید به روی خاکی که یخهایش در حال ذوب شدن است و بالاخره افت ناگهانی سیلاب ، از دلایل ایجاد جریان خاک و گل‌اند. این جریانها بطور ناگهانی و بدون اخطار قبلی صورت گرفته و می‌تواند منطقه وسیعی را متاثر ساخته و نتایج فاجعه باری را به همراه داشته باشند. جریانهای گلی معمولا پس از بارندگیهای شدید در دره‌ها و نقاط مستعد آغاز به حرکت می کنند.
این جریانها در طی حرکت با تخریب و کندن مواد بسترشان غلیظ‌تر می‌شوند برخی از جریانها گلی ، که قطعات سنگی بزرگ را نیز با خود حمل می‌کنند، از قدرت تخریبی زیادی برخوردارند. در نواحی صحرایی نیز پس از بارش رگبارهای شدید ممکن است جریانهای گلی ایجاد شود. همین پدیده در اطراف آتشفشانهای جوان و فعال ، که محدوده اطراف مخروط آنها با خاکستر پوشیده شده است، نیز دیده می‌شود. توسط جریانهای گلی مواد می‌توانند تا مسافتهای دور حمل شوند. این جریانها پس از رسیدن به دشتها و نواحی مسطح سرانجام از حرکت باز می‌ایستد و پس از خشک شدن به صورت لایه نسبتا نازکی در سطح زمین باقی می‌مانند.
خزش
به تغییر شکلهای کند و معمولا سطحی دامنه‌ای اطلاق می شود. خزشها توسط نیروی گرانشی مواد و نیروی آب نشستی ایجاد شده و خود نشانه‌ای از شرایط مناسب برای توسعه لغزش‌اند. خزش از ویژگیهای مصالح چسبنده و توده‌های سنگی نرم در دامنه‌های نسبتا پرشیب ، تا کاملا پرشیب است. نشانه‌های سطحی خزش عبارت اند از برجستگیهای موازی سطح دامنه ، جابجا شدن راهها و مسیرهای خطی دیگر ، خم شدن تیرها و نرده‌ها و تنه درختان. جریانهای با سرعت کم معمولا محدود به تغییر شکل خمیرسان است. جابجاییهای کلی ناشی از خزش معمولا کم است و در مسافتهای کوتاه انجام می‌شود. موادی را که بر اثر یکی از مکانیسمهای ریزش ، لغزش و جریان در پای دامنه تجمع حاصل می‌کنند «واریزه» می‌نامیم.
حرکت توده اي مواد
اين فرايند به جدا شدگي و حمل و نقل رو به پايين مواد خاکي و سنگي تحت تأثير نيروي جاذبه گفته مي شود. لغزش يا جريان توده اي مواد، به موقعيت آنها و نيروي جاذبه وابسته است. اما حرکت تودهاي مواد با حضور آب، يخ و هوا تشديد مي شود. خزش آرام رو به پايين خاک و خرده سنگ ها و همچنين حرکت سريع و لغزش هاي زمين در مقياس بزرگ و در مسافت هاي طولاني هر دو جزء حرکت توده اي مواد محسوب مي شوند.

تکتونيک ثقلي
ارتباط بين تخريب توده اي مواد و فعاليت هاي تکتونيکي نسبتا روشن است. از گسل ها به عنوان يک عامل تکتونيک ثقلي مي توان نام برد. مناظر ژئومورفولوژيکي با فعاليت هاي تکتونيک ثقلي، بسيار بزرگتر از مناظري هستند که معمولابازمين لغزها و ساير اشکال تخريبي توده اي مربوط مي شوند.
رده بندي حرکت توده اي مواد:
معمولا رده بندي زمين لغزهاو پديده حرکت توده اي مواد يابر اساس نوع حرکت آنها (لغزش، جريان وسنگيني مواد) يا براساس سرعت حرکت و مقدار آب (مواد سنگي به صورت خشک يا مواد زميني با نسبتهاي متغيير ازآب ويخ) صورت مي گيرد. البته در همه حال جاذبه عامل اصلي حرکت است.
الف ) حرکت قائم:
با عنوان جابجايي قائم دو نوع حرکت را مي توان مشخص کرد. يکي سقوط مواد خاکي از سطح صخره و ديگري فرو نشيني به دليل حرکت مواد تحت الارضي است. فرو نشيني يا فرورفتن زمين مثل ريزش سقف غارهاي زير زميني باعث ايجاد پستي و بلندي هاي به نام کارست مي شود. حالت ديگري از نشست زمين مي تواند نتيجه از دست دادن مايعات در مواد نفوذپذير باشد.
ب) حرکت جانبي:
حرکت جانبي مواد تحت عنوان دو نوع حرکت يعني لغزش و پراکندگي مواد صورت مي گيرد. لغزش يک حرکت انتقالي است که معمولا در امتداد يک سطح افقي يا يک شيب ملايم اتفاق مي افتد و پديده پراکندگي مواد عبارت است از حرکت جانبي يک سري از تخته سنگ ها به شکلي که از يک مرکز دور شده اند.فرق بين پديده پراکندگي تخته سنگ ها و پديده لغزش مواد اين است که پديده پراکندگي شامل تعداد زيادي از تخته سنگ ها مي شود و در آن سطح لغزش مشخصي وجود ندارد.
در اين دسته انواع خمش پذيري قرار دارد. طي اين پديده روي دامنه تپه ها پوششي از بخش هاي رسوبي حرکت مي کنند. در همين حال رسوبات طبقه زيرين اين پوشش نيز به طرف دره مي خزند. در يک منطقه خمش پذير دامنه تپه ها به عنوان محور تاقديس و خود دره ها در حکم محور ناوديس مطرح مي شوند.در حالت گسترش جانبي مواد در جهت دور از مرکز آن باعث ايجاد اشکال گرابن مي شود که تشخيص اين دو پديده خمش پذيري انحنايي و تغيير وضعي مشکل است. گسترش سريع مواد ممکن است درنتيجه عدم استحکام مواد بوسيله امواج لرزه اي صورت گيرد.

ج) حرکت مورب:
در اين حرکت مواد به سمت پايين شيب دامنه و در جهت دور شدن از نقطه اوليه صورت مي گيرد و وقتي آن را با حرکت جانبي مواد مقايسه مي کنيم، مشاهده مي کنيم که نيروهاي جاذبه به مقدار بسيار زيادتري در آن دخالت دارند. سه نوع حرکت تحت اين نوع طبقه بندي به عناوين خزشي، لغزشي و جرياني ديده مي شود که در آنها افزايش سرعت حرکت معمولا از نوع اول يعني خزش به طرف نوع جرياني وجود دارد. خزش حرکت رو به پايين مواد زمين است که به طور آرام و آهسته وغير قابل محسوس تحت تاثير نيروي جاذبه صورت مي گيرد.به طور نسبي وجود مقادير کم آب و يخ باعث خزش مي شود و خزش ها شامل :
خزش خاک: که حرکت خاکها به صورت يک سيال چسبنده ياشکل پذير است و بيشترين حرکت در قسمت هاي نزديک به سطح خاک صورت مي گيرد.
خزش سنگي عبارت است از حرکت سنگ روي سنگ. اگر يک قطعه سنگ روي يک سطح درزه دار يا يک لايه شيب دار قرار بگيرد در اين صورت حرکت سنگ بر اثر انقباض و انبساط سنگ و بر اثر گرما يا سرما حاصل مي شود.
پديده لغزش: لغزش مواد آواري و لغزش و جابجايي خاک عبارتند از جدائي مواد زميني در طول سطح لايه بندي ياپيشاني هوازده يا هر ناحيه کم مقاومت دامنه اي که با لغزش هاي بعدي توده اي مواد به سمت پايين دامنه همراه است.
حرکت جرياني: در تمام انواع حرکت توده اي که قبلا بيان شد، آب، هوا و يخ نقش کوچک يا متوسطي ايفا ميکند.
اما در جريان مورب عامل به حرکت درآورنده نقش خيلي مهمي دارد. و از انواع اين نوع حرکت مي توان به يخچال سنگي و سولي فلوکسيون (حرکت خاک محتوي آب حاصل از ذوب يخ) و همچنين ژلي فلوکسيون هنگامي اتفاق مي افتد که اشباع خاک از آب کامل باشد و جريان هاي گلي نتيجه وجود مقدار زيادي آب است و اين جريانها نياز به سه شرط دارد:
1-پوششي از خاک واريزه اي يا دره گوه اي شکل پر شده از مواد واريزه اي
2-شيب تند دامنه
3-رطوبت کافي براي به جريان درآمدن خاک
بهمن هاي سنگي به حرکت توده اي مواد با سرعت هاي بالا گفته مي شود.

موقعيت حرکت توده اي
حرکت توده اي براثر نيروي جاذبه در هر جايي مي تواند رخ دهد. اما عمده ترين محل هاي حدوث آن محل هاي با برجستگي هاي زياد، محل هاي با سنگ هاي خرد شده، محيط هاي با بارش فراوان و فعاليت تکتونيکي است. در يک ناحيه معين حرکت توده اي مواد مي تواند با تنوع ساختماني و سنگ شناسي مرتبط باشد.براي مثال رخنمون هاي شيستي از رخنمون هاي ماسه سنگي براي اين پديده مستعدتر هستند. لايه هاي سنگي که به سمت صخره شيب دارند نسبت به لايه هايي که به داخل صخره شيب دارند براي اين پديده مناسبترند.
هوازدگي و خصوصيات سنگ از عوامل مهم در تعيين فرکانس و نوع حرکت توده اي مواد مي باشد. دورگين در سال 1977، چهار مرحله هوازدگي را مطرح مي کند:
1- مرحله اي که سنگ سالم بوده و هيچ گونه آثار تجزيه اي در آن ديده نمي شود. اين سنگ ها بيشتر در معرض فروافتادگي و لغزش هاي سنگي هستند.
2- مرحله اي که بخش هاي سطحي سنگ تجزيه شده ولي مغزه آن هنوز سالم است. اين مرحله با ريزش و سقوط بهمن وار خرده سنگ ها مشخص مي شود.
3- مرحله اي که هوازدگي منجر به فساد سنگ شده و آن را به قطعات ريز تقسيم مي کند که جريانهاي واريزه اي را در اين مرحله مشاهده مي کنيم.
4- هوازدگي منجر به ايجاد موادي مي شود که با سنگ اصلي از نظر ماهيت مغايرت دارد که حرکت هاي توده اي بيشتر در اين نواحي ديده مي شود.


دلايل حرکت توده اي مواد
اول: عواملي که در افزايش نيروهاي برشي موثر باشند، که از اين جمله مي توان به جابجايي تکيه گاه جانبي(فرسايش بر اثر رودخانه ويخچال، عمل امواج، هوازدگي، لغزش يا گسل خوردگي)، اضافه شدن بار دامنه اي (افزايش وزن بر اثر بارندگي،برف، پوشش گياهي، تجمع مواد واريزه اي در پاي دامنه)، جابجايي لايه هاي تحتاني که نقش تکيه گاهي دارند(انحلال در عمق و کارهاي معدني و کم شدن لايه هاي تحتاني رسوبي(.
دوم: عواملي که منجر به تقليل مقاومت برشي مي شوند که از اين جمله مي توان به هوازدگي و ديگر واکنش هاي فيزيکوشيميايي، تغييرات در نيروهاي موجود در بين دانه ها، تغييرات در ساختمان(شکاف برداشتن شيل ها و وارفتگي ساختمان لس ها( و حفاري زمين توسط حيوانات و يا فساد ريشه گياهان.
شيب هاي دامنه اي و فرسايش آنها:
در ساده ترين حالت ما مي توانيم سه نوع شيب را در نظر بگيريم که عبارتند از شيب مستقيم و شيب مقعر و شيب محدب
فرايندهاي فرسايشي متنوعند از آن جمله مي توان به خزش، جريانات سطحي، ريزش باران و فرسايش شياري اشاره کرد.
الف- خزش
در مناطق معتدل، مرطوب و همراه با پوشش گياهي مناسب پديده خزش خاک پنج تا ده برابر با اهميت تر از فرسايش سطحي (فرسايش ورقه اي (است. در مقابل در مناطق کم پوشش حاره اي يا در ساوان و مناطق نيمه خشک فرسايش ورقه اي همراه با ريزش خاک ها پنج تا ده برابر از پديده خزش خاک سبب جابجايي رسوبات مي شود. از عواملي که ميزان خزش را تعيين مي کنند مي توان به تحرک حيوانات روي سطح شيب دار، موقعيت قطعات با توجه به تراکم پوشش گياهي، خواص فيزيکي و شيميايي مواد متشکله سطح زمين و تغييرات آب و هوايي اشاره کرد.
ب- جريان سطحي
نزولات جوي هنگامي مي توانند در سطح شروع به حرکت کنند که ميزان آن از حد اکثر مقداري که آب مي تواند به درون خاک نفوذ کند بيشتر باشد و سرعت حرکت آب به شيب سطح ، ضخامت لايه آبدار، ناهمواري سطح وابسته است. در ابتدا ميزان نفوذ آب به درون خاک بسيار بالا است اما بعد از 15 دقيقه شدت نفوذ در خاک به تدريج کاهش پيدا مي کند تا جايي که نفوذ قطع و آب شروع به جاري شدن مي کند و چهره دامنه را تغيير مي دهد.

ج- برخورد قطرات باران
اصابت باران در سطح شيب داري که به وسيله گياهان پوشيده نشده است مي تواند عامل فرساينده مهمي به شمار رود و تجمع آب بر روي سطح شيبدار همراه با اصابت قطرات باران سبب مي شود تا ذرات رسوب براي حرکت توسط آب جاري آماده شوند.
د- فرسايش شياري
شيارها يا مجاري کوچک باعث نوع ديگري از فرسايش سطحي بر روي شيب ها به ويژه شيب هاي با پوشش گياهي ناچيز مي شود.
ه- جريان بين لايه اي
در مناطقي با نفوذ پذيري بالا و پوشش گياهي متراکم جريانات مي تواند از سطحي به تحت الارضي تغيير کند و مطلوب ترين نواحي براي جريان بين لايه اي در قاعده شيب ها که رطوبت بيشتري دارد ويا در فرو رفتگيها يا فضاهاي خالي توپوگرافي که خطوط جريانات سطحي در آنجا با يکديگر تلاقي مي کنند و در مناطقي با پوشش خاکي کم ضخامت مي باشد.
زمين لغزش


تصويري از يک زمين لغزش
حرکت و جابجایی بخشی از مواد دامنه در امتداد یک سطح گسیختگی مشخص را «لغزش» می‌نامیم. در لغزشهای دامنه‌ای تغییر شکل از نوع «برش ساده» است. لغزش انواع مختلف داشته و در هر نوع مصالحی می‌تواند ایجاد شود. ویژگیهای توده متحرک و شکل سطح گسیختگی معمولا به عنوان عوامل طبقه بندی لغزشها بکار گرفته می‌شوند.

توصیف کلی: زمینهای شیبدار به طرق مختلف دچار لغزش می شوند که به زاویه شیب، میزان آب، نوع مواد زمین و فاکتورهای زیست محیطی محلی مانند دمای زمین بستگی دارد. حرکات توده ای (زمین لغزش) گاهی به صورت ناگهانی و فاجعه اور رخ می دهند که شامل بهمن واریزه و برف، لاهار، ریزش سنگ و لغزش، جریان واریزه، رس، لس و ماسه و سیلت خشک و مرطوب می باشد. سرعت اولیه جریانهای گلی به 30 متر در ثانیه هم می رسد و گاهی تا چند متر در روز کاهش می یابد. حرکات آهسته تر باعث ریزش آوار و بلوکهای سنگی، واژگونی، ریزش سنگ و خاک و خزش می شوند. زمین لغزش یکی از خطرات قابل پیش بینی در زمین شناسی است.

زمین لغزش، حرکت سریع سنگ یا خاک به صورت توده ای پیوسته است. از ویژگیهای زمین لغزش سطوح است. زمین لغزش در کف و در جایی که بلوکها می غلتند، جریان می یابد. معمولا مواد به صورت بلوکهای بزرگی حرکت می کنند که به نام ریزش بلوک نامیده می شود. شکاف بالای زیمن لغزش به راحتی قابل مشاهده است. شیبهای پر شیب شیلی مستعد زمین لغزش هستند. اما زمین لغزش در جاهای دیگر و در مقیاس کوچکتر هم رخ می دهد. زمین لغزش بعد از زمین لرزه یا بعد از برداشت بخشی از شیب برای ساخت و ساز و به ویژه در حین ساخت جاده رخ می دهد.

فشار آب منفذی، کلیدی در ثبت زمین لغزش است. فشار آب منفذی فشاری آبی است که حفرات میان ذرات را پر می کند. مقاومت برشی که یک نیروی مقاوم است کاهش می یابد و نیروی وزن که یک نیروی محرک است افزایش می یابد. فاکتور ایمنی کمتر از یک شده و حرکت رخ می دهد.

اهمیت: سالانه هزاران نفر در اثر زمین لغزش کشته می شوند. در چین و پرو، دهها هزار نفر تنها در اثر یک زمین لغزش کشته شدند. خسارات مالی ناشی از زمین لغزش در جهان دهها بیلیون دلار است و تنها در ایالات