بخشی از مقاله
چکیده
در اکثر مطالعات مورفومتریک لغزش ها، تلاش شده تا اهمیت کمی زمین لغزش ها با توجه به تغییر شکل سطح زمین ارزیابی شده و یا علل مکانیزم این فرایندها تعیین گردد. در برخی دیگر از مطالعات نیز با توجه به فاکتورهاي لیتولوژي، زاویه شیب، توزیع دامنه، شرایط هیدرولوژیکی و موقعیت دامنه، نقشه زمین لغزش ها تهیه شود و یا اینکه شرایط زمین لرزه ها و اقلیم قبل از وقوع لغزش شناسایی شود. در بین این عوامل، آب بیشترین نقش را در گسست دامنه اي ایفا می کند.
این فاکتور می تواند بصورت هیدراته کردن رس، برش دامنه اي، افزایش وزن حاصل از بارندگی، هوازدگی، یخ زدگی در خاك، ایجاد اثر شناوري در خاك، کاهش فشار کاپیلاریته و کاهش تراکم و کشش بین ذرات خاك عمل نموده و باعث لغزش گردد. سپس در بررسی ناپایداري دامنه ها به بررسی عوامل ایجاد کننده ناپایداري و نحوه کنترل آن اعم از زهکشی دامنه یا نقش پوشش گیاهی پرداخته شد. با توجه به این نکته فاکتور ضریب اطمینان مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. در نهایت، مکانیزم گسست و شکل هندسی لغزش شناسایی شده و مقاومت برشی مورد بررسی قرار گرفت.
-1 مقدمه
تراکم خاك معمولا باعث افزایش اصطکاك بین ذرات می گردد. در تحقیقاتی که توسط یی و همکاران - - 1977 در خاك جنگل هاي غرب اورگان آمریکا صورت گرفته زاویه اصطکاك معادل 40 درجه می باشد ولی در طول بارندگی هاي سنگین، خاك اشباع شده و با کاهش تراکم، زاویه اصطکاك به 10 درجه تنزل می کند. این فرایند باعث ناپایداري دامنه می گردد. این مکانیزم در محدوده هوموس رخ داده و باعث لغزش هاي سطحی می گردد. فشار نفوذ باعث حرکت آب به سمت ذرات خاك می گردد.
در نتیجه آن بین ذرات آب و ذرات خاك جاذبه مولکولی بوجود می آید. در شرایطی که شیب فشار بیشتر باشد فشار نفوذ می تواند از قدرت کافی براي شروع لغزش برخوردار گردد. تاثیر فشار نفوذ وابسته به اندازه ذرات می باشد. در ذرات درشت و نواحی که زهکشی سریع صورت می گیرد، مقاومت به جریان ناچیز بوده و فشار نفوذ در حداقل ممکن قرار دارد. در خاك رس نیز به علت نفوذپذیري آن، فشار نفوذ از فعالیت کمی برخوردار است. اما موادي که در ابعاد سیلت و ماسه ریز هستند از بیشترین میزان فشار نفوذ برخوردارند.
افت سریع آب در مخازن و یا در طول سواحل رودخانه ها و دریاچه ها می تواند فشار نفوذ را افزایش داده و باعث زمین لغزش گردد. از عوامل دیگر وقوع لغزش تحت تاثیر آب، جریان خطی در زیر سطح دامنه می باشد. عمدتا تصور می شود که جریان خطی موازي با سطح زمین در حرکت است اما در اکثر دامنه هایی که لغزش رخ داده این تصور می تواند اشتباه باشد.
بالا آمدن آب زیرزمینی در اثر زهکشی درونی دامنه، همگرایی جریان در فرورفتگی ها و یا گذر سیلاب از حوضه می تواند باعث ایجاد جریان زیر سطحی گردد. جریان هاي واریزه حاصل از لغزش هاي قدیمی همچنین ممکن است لایه نفوذناپذیري را شکل داده و مانع از برگشت جریان شده و در نتیجه آن سفره آب زیرزمینی بالا بیاید. در محل چاله هاي حاصل از لغزش هاي قدیمی، سطح آب زیرزمینی بالا بوده بنابراین فشار آب منافذ در این مناطق نسبت به اطراف آن در حد بالایی می باشد. در صورتی که این چاله ها بوسیله خزش، شستشو و یا فرایندهاي دیگر پر شود آنها مسئول وقوع لغزش هاي بعدي در این مناطق خواهند بود.
-2 بحث و نتایج
-1-2 مطالعه ساختار زمین لغزش ها
-1-1-2 مورفومتري
شکل یا مورفومتري لغزش اصطلاحاتی هستند که در شکل1 در قالب یک لغزش انتقالی نمایش داده شده اند. اگر عبارات فوق براي یک لغزش چرخشی به کار برده شدند در آن راس توده جابجا شده نزدیک تاج لغزش بوده و طول سطح لغزش یافته کوچک خواهد بود. همچنین در قالب این شکل نحوه اندازه گیري مساحت، عمق و حجم توده جابجا شده نشان داده شده است.
اطلاعات فوق نیازمند محاسبات ریاضی لغزش ها می باشد. در برخی از تحقیقات تلاش شده تا از نسبت بین عمق و طول لغزش به عنوان ابزاري براي تفسیر فرایند ایجاد شکاف و برش در لغزش ها استفاده شود. کروزیر با تلفیق داده هاي لغزش در نیوزیلند نشان داد که نسبت هاي فوق می تواند براي تشخیص انواع فرایندها به کار برده شود. بر خلاف آن، بلانک - - 1973 به این نتیجه دست یافت که شاخص هاي ابتدایی مورفومتري براي تشخیص فرایند کافی نبوده و بایستی نسبت هاي مشابهی با توجه به رفتار متفاوت گسل ها ارائه گردد. با این وجود در تمام تحقیقات، قبل از مطالعه لغزش ها به بررسی شکل گسستگی و مقاومت مواد نهشته شده پرداخته شده است.
شکل -1 شاخص هاي استفاده شده در مورفومتري لغزش - کروزیر - 1973
-2-1-2 تنش برشی و مقاومت برشی
نیروي وزن توده به عنوان عامل اصلی ناپایداري در سطح گسیختگی به دو مولفه عمود و موازي با سطح برش تجزیه می شود که مولفه موازي با سطح گسیختگی تنش برشی و عامل اصلی برش و لغزش است. تنش برشی می تواند تحت تاثیر افزایش بارگذاري در دامنه ها، افزایش ارتفاع یا شیب دامنه و سایر عوامل باشد. از این عوامل که باعث افزایش متوسط تنش برشی در طول سطوح گسیختگی بالقوه یا سطوح ضعف موجود در سنگ یا خاك می گردند با عبارت عوامل بیرونی یاد می شود. عبارت مقاومت برشی، ایستادگی توده و مواد تشکیل دهنده آن در مقابل تغییر شکل است. براي کاهش آن موارد مختلفی وجود دارد از جمله جذب آب توسط کانیهاي تشکیل دهنده، کاهش چسبندگی و ایجاد ترك. عواملی نیز که موجب کاهش مقاومت برشی می شوند با عبارت عوامل درونی نام برده می شوند.
-3-1-2 ضریب اطمینان
پایداري دامنه ها معمولا به نسبت ضریب اطمینان - - F بیان شده و از طریق معادله زیر تعیین می گردد:
در صورتی که نیروي هاي افزاینده پایداري برابر با نیروهاي افزاینده ناپایداري باشد F=1 بوده و در حالت گسست دامنه F<1 خواهد بود. با توجه به شرایط گفته شده اگر F>1 باشد دامنه از حالت پایداري برخوردار است. با احتمال افزایش پایداري و ثبات دامنه، F افزایش خواهد یافت. در اکثر دامنه هایی که لغزش رخ داده F در بین 1 و 1/3 واقع شده است. با این وجود تخمین هاي فوق وابسته به فهم تمام نیروهاي درگیر و اهداف مهندسی مد نظر گرفته شده در تثبیت دامنه ها می باشد. بیشترین عدم قطعیت معمولا متعلق به مقادیر آب خاك بوده و تغییرات فشار و تراوش نیز در آن دخیل می باشد.
-2-2 تحلیل پایداري لغزش هاي انتقالی
در بحث لغزش ها معمولا به بررسی دو بعدي قطعات لغزش یافته و نیروهایی که در امتداد یا خلاف جهت دامنه غلبه دارند پرداخته می شود. در اکثر مطالعات چنین تصور شده که مواد لغزش یافته در تمام جهت حرکتشان از ضخامت و زاویه یکسان برخوردارند. این گونه از تحلیل ها بوسیله اسکیمپتون و دیلوري - - 1957 مطرح گردید. در شکل 2 نیروي فعال در سطح برشی لغزش نشان داده شده است.
