Capitolul V:
PROCESE GEOLOGICE PERICULOASE
5.1.
PROCESE ŞI FORME GRAVITAŢIONALE
Deplasările
de teren reprezintă mișcări ale maselor de pământ sub influența gravitației din
partea superioară a versanților spre talpa lui. După forma deplasărilor în masă
a depozitelor care este în raport cu gradul de umezire, se deosebesc
următoarele categorii de procese: deplasări uscate și deplasări umede.
Deplasări uscate și
formele create
Rostogolirile reprezintă forma cea mai simplă de alunecare a
materialului mobil pe pante sub acțiunea gravitației. Ele se produc din două
cauze. Prima cauza este distrugerea stratului superficial (prin dezagregare), și
a doua cauză – punerea în mișcare a materialului rezultat de acțiunea forței de
gravitație. Bucățile (cei rezultate din dezagregare) se rostogolesc mai repede
decât particulele mai fine (rezultate
din alterare) ce se rostogolesc mai încet, și uneori rămân pe loc se fixează de
vegetație, sau prin umezire atmosferică, chiar dacă panta are o înclinație
mare.
Pus
în mișcare de forța de gravitație materialul mobil (dacă panta este mai mare de
10o) se deplasează la vale, rostogolindu-se cu viteză accelerată, depășind
uneori obstacolele întâlnite în cale și se oprește atunci când întâlnește un
plan aproape orizontal (albia unei văi, terase).
Acest
proces se intensifică și datorită unui cutremur de pământ, sau de o zguduitură
mare provocată de o alunecare de teren din apropiere.
Acolo
unde dezagregarea este accentuată pe un perete larg de stâncă,
rostogolirea sfărâmăturilor de rocă este
continuă pe toată lungimea povârnișului formând astfel pânze de grohotișuri.
Odată
fixate prin vegetație arborescentă, grohotișurile se consolidează și după
trecerea timpului pot deveni elemente de relief stabile care suportă construcții
de drumuri, clădiri etc.
Surpările reprezintă dislocarea
bruscă din roca de bază a unor blocuri masive și deplasarea lor violentă spre
baza versantului. Declanșarea surpărilor
este precedată de apariția unor fisuri sau sisteme de fisuri de-a lungul
cărora, ulterior are loc desprinderea și surparea blocului de rocă. A doua
cauză, care determină dezvoltarea acestor procese de versant, este subminarea
pârții inferioare a versanților de către eroziunea râurilor, valurilor,
activitatea antropogenă, etc.
Acțiunea
de modelare a surpărilor se exprimă prin apariția nișelor la baza versanților sau falezelor și
a fețelor de surpare la partea superioară a acestora, cât și prin acumularea
blocurilor masive la baza lor.
În
cădere, fragmentele și blocurile de roci modifică în mod considerabil
morfologia suprafeței versantului. După datele unor autori, torentele de pietre
au format, în una din văile alpine, un canal cu adâncimi de 6-10m și lățimi de
10-20m.
Surpările
au loc în regiunile muntoase cât și în cele de câmpie. Distrugeri mai mari
și un rol modelator mai accentuat revin surpările din ținuturile
montane. De exemplu, în timpul declanșărilor unei surpări în valea râului
Murgab din Pamirul de Vest (1911) volumul rocilor surpate a depășit 2 km3
ceea ce este echivalent cu volumul scurgerii solide a fluviului Volga (cca 25
mil. t/an) în timp de 280 ani. Sunt cunoscute surpări și mai grandioase în Munții
Alpi, unde volumul lor a atins circa 15 km3, suprafața afectată
fiind de 49 km2.
Prăbușirile
afectează, îndeosebi, rocile stâncoase, fisurate sau cu suprafețe de stratificație
pe care se pot produce infiltrații de apă, supuse unui profund fenomen de
eroziune în urma căruia rezultă un relief cu pante abrupte. Acest gen de prăbușiri
se produc în zonele unde calcarele apar la zi în valea Nistrului, la afluenții
râurilor Nistru și Prut. O prăbușire catastrofală s-a produs pe valea
Nistrului, localitatea Râșcov în anul 1941, unde mai multe persoane și-au
pierdut viața. Aceste procese mai apar și pe versanții unor ravene formate din
pământuri loessoide și nisipoase în timpul ploilor torențiale, în special în
zona de sud a republicii, unde adâncimea ravenelor ajunge până la 25 m. Pante
abrupte pot fi create artificial, reprezentate prin excavațiile pentru diverse construcții
(taluzuri, cariere, platforme de drumuri sau căi ferate etc.).
Cauzele
principale care favorizează aceste procese sunt modificarea eforturilor în
masivele de pământ, prin crearea unor suprafețe de minimă rezistență în masivul
de rocă, crearea unor goluri subterane (peșteri, canale) prin dizolvarea unor
roci solubile (carstul). Prăbușirile versanților înalți cu pante abrupte pot fi
provocate și de cutremurele de pământ.
Prăbușirea
terenurilor afânate în urma ploilor torențiale și topirii intense a zăpezilor
poate duce la formarea alunecărilor de teren sau a torenților noroioși.
Creep-ul este un proces de deplasare sau de rearanjare lentă, dar
continuă a particulelor în parte ce compun scoarța de alterare în raport cu
celelalte, nu o deplasare în masă ci o mișcare cu schimbarea poziției
particulelor a unui versant în echilibru.
La suprafață viteza de deplasare a particulelor este mai mare și ea
scade odată cu adâncimea. Acest fenomen este determinat de schimbările de volum
cauzate de variațiile de temperatură și de gradul de umiditate, de procesul de
îngheț-dezgheț, de tensiunea creată la creșterea și uscarea
rădăcinilor de plante.
Depozitele
deluviale de pe versanți sunt deplasate de apele de șiroire spre baza
versanților. Viteza de deplasare a deluviului pe versant
este foarte mică de ordinul câtorva milimetri, rar ajungând la câțiva centimetri
pe an. Este specific zonelor cu vegetație. Creep-ul produce aplecarea sau
îndoirea spre aval a unor rădăcini. Rădăcinile cele mai adânci sunt și cele mai
îndoite, deoarece ele sunt prinse de materialul rămas pe loc (roca nealterată).
Vegetația ierboasă sau lemnoasă nu frânează prin rolul ei de fixator al
rădăcinilor, ci mai mult contribuie la mișcarea particulelor.
Construcțiile amplasate pe astfel de terenuri cu deplasări de curgere a deluviului suferă deteriorări în funcție de
grosimea păturii de pământ mobil și adâncimea fundațiilor. Cu timpul aceste
mișcări lente, în urma erodării excavațiilor efectuate la talpa versantului,
pot trece în alunecări de teren.
Tasarea este o mișcare lentă pe
verticală, efectuată în interiorul rocilor afânate sau elastice,
sub forma unei compresiuni sau îndesări, impusă de greutatea proprie sau de o
altă suprasarcină.
Tasarea
ere loc pe suprafețe plane sau relativ plane. Ea duce la îndesări de sus în
jos, determinând apariția unor excavații de suprafață. Poate fi asociată creepingului, sufoziunii,
alunecărilor, prăbușirilor de mici dimensiuni.
Rocile
friabile, poroase și afânate sunt cele care favorizează procesul tasării:
loessurile, depozitele loessoide, argilele nisipoase, marnele nisipoase și
grohotișurile consolidate. Compresibilitatea terenului mai depinde și de
umiditatea lui. În prezența apei rocile devin mai plastice și se comprimă mai
ușor. Sporirea umidității duce la diminuarea capacității portante a terenului
și la creșterea posibilităților de tasare. Compresibilitatea se află în raport
direct cu elasticitatea terenului. Argilele posedă o compresibilitate accentuată
și în măsura comprimării și a pierderii umidității li se sporește
elasticitatea. Nisipul argilos este mai puțin compresibil, dar mai elastic
decât argilele. Loessul posedă un grad înalt de compresibilitate și
elasticitate. Loessul umezit își micșorează
volumul, spre deosebire de argilă care și-l mărește sau nisip care nu și-l
modifică. Aceasta se explică prin acțiunea apei, care pătrunzând în porii
loessului și umplându-i, distruge coeziunea rocii.
Deplasările umede și formele create
Terenurile
curgătoare. Printre
procesele fizico-gelogice, legate într-o oarecare măsură de activitatea apelor
subterane se numără atât terenurile aflate în stare curgătoare cât și fenomenul
de sufoziune.
În geologia inginerească sunt numite terenuri curgătoare,
pământurile saturate cu apă, îndeosebi nisipul, care fiind descoperit prin excavații
se diluează și se comportă la fel ca o masă lichidă vâscoasă.
Principala cauză a determinării curgerii terenurilor este
presiunea hidrodinamică care apare la umplerea porilor terenurilor și căderea
rapidă a presiunii apei freatice (gradientul hidraulic) la descoperirea
acesteia în excavații. Creșterea valorii gradientului hidraulic provoacă
presiuni de filtrare asupra particulelor, condiționând mișcarea lor spre zona
de descărcare – excavație. În stare curgătoare terenul își pierde legăturile
structurale și particulele componente plutesc sau ajung la limita de curgere.
Terenurile curgătoare formează straturi, lentile și se
întâlnesc la diferite adâncimi. Geomorfologic cel mai des ele se întâlnesc în
sedimentele cuaternare din văile, râurile, câmpiile aluvionare sau litorale.
Cercetările efectuate pe terenurile curgătoare de
profesorul A.E. Lebedev, au arătat că nisipurile curgătoare pot fi împărțite în
două grupe: terenuri curgătoare adevărate și terenuri pseudo-curgătoare sau
terenuri curgătoare false.
Pământurile curgătoare agravează considerabil lucrările
de construcție. Odată cu creșterea adâncimii excavației pentru fundațiile construcțiilor
într-un teren curgător în pereții laterali se formează goluri subterane care cu
timpul își măresc volumul, iar mai târziu duc la prăbușirea bolților formate.
Extragerea pământului curgător din excavații este complicat. Lopata intră cu
dificultate în astfel nisipuri și nu complet. Suprafața terenului curgător este
asemănătoare cu suprafața terenului turnat în faza de întărire.
Construcțiile pe terenurile curgătoare pot fi executate:
1) În cazul folosirii terenului curgător ca pat pentru
clădiri și edificii;
2) În cazul necesității extragerii pământurilor curgătoare
la construirea excava-țiilor adânci miniere.
În spații izolate pământul curgător poate fi favorabil în
calitate de pat pentru fundații, dar formarea spațiilor de acest tip este
dificil. Este posibilă refularea pământului curgător de sub fundații și, ca
urmare, formarea alunecărilor de teren,
deteriorarea clădirilor și a construcțiilor.
Sufoziunea. Pomparea apei din excavații poate provoca fenomenul de sufoziune în limitele terenurilor învecinate și deteriorarea construcțiilor. Sufoziunea reprezintă acțiunea
mecanică de dislocare și transport a particulelor fine pe care o execută curgerile rapide cu
caracter temporar ale apelor subterane în cadrul rocilor friabile.
Rocile care favorizează
sufoziunea sunt cele friabile
poroase și relativ permeabile: loessul, argila nisipoasă, aluviunile fine ce
cuprind nisip. Pentru declanșarea fenomenului sufozional are importanța
grosimea stratului de rocă.
Dezvoltarea sufoziunii depinde și de pantă, de roca de
bază peste care se află pătura friabilă. Ea se produce pe suprafețe cu pante
mici. Deseori acest proces este confundat fenomene carstice sau răsări, deși au
trăsături comune nu sunt identice. Transportul subteran
de materiale duce la formarea în adâncime a unor cavități, care mărindu-se
atrag după sine surpări de maluri și taluzuri construite de om, tasări.
Solifluxiunea este o deplasare lentă,
superficială care afectează stratul de sol. Solul, dezghețat în timpul zilei,
alunecă pe partea de sol rămasă înghețată. Se produce în zonele periglaciare și
în etajul alpin. Are ca efect degradarea vegetației ierboase și îndoirea
arborilor.
Curgerile de noroi se
dezvoltă în bazinele torențiale în care sunt roci argilo-marnoase. După ploi
foarte bogate, materialele se îmbibă cu apă și curg sub forma unei paste
noroioase. Se pot produce și în urma erupțiilor vulcanice. În acest
caz, sunt foarte periculoase și poartă denumirea de lahar.
Fenomenele
carstice. Printre
fenomenele geologice importante se poate considera și carstul. Acest proces se
produce în terenurile cu roci solubile formate din calcare, dolomite, ghipsuri,
sarea gemă, etc., ca urmare a dizolvării lor în apa subterană încărcată cu CO2.
Un carst sau un fenomen carstic bine conturat se
prezintă sub formă de peșteri, rigole, canale, pâlnii și prăpastii adânci, care
constituie un pericol real pentru stabilitatea construcțiilor în astfel de
regiuni. Manifestările carstului nu sunt totdeauna vizibile, de aceea, pentru a
aprecia din punct de vedere al geologiei inginerești, pentru a stabili exact
locul unei construcții într-o regiune de carst, trebuie de studiat în prealabil
procesul de formare al acestuia, lămurite condițiile lui hidrografice și
determinat regimul apelor subterane care circulă în limitele carstului.
Dacă
un masiv format din calcare este situat
deasupra bazei de eroziune și se găsește la cotă mai mare fată de o vale
învecinată, față de mare, de un râu etc., apele superficiale, pătrunzând în
teren, dizolvă treptat calcarul, transformând crăpăturile în goluri și peșteri.
Acest proces se dezvoltă până apa ajunge la o rocă impermeabilă sau la nivelul
apei din pânza freatică învecinată. Astfel de carst este neterminat și în orice
moment își poate reîncepe activitatea.
Alunecările de teren. După cutremurele de pământ și inundații în categoria catastrofelor
naturale pot fi incluse și alunecările de teren. Spre deosebire de cutremure
sau inundații alunecările de teren pot
fi mai ușor de stăpânit. În cele mai diferite ramuri ale activității umane, mai
cu seamă în domeniul construcțiilor, oamenii se confruntă cu această problemă a
stabilității taluzurilor.
Alunecările de teren reprezintă deplasarea a unor mase de roci sub acțiunea directă a forței
de gravitație (forța datorită căreia toate corpurile se atrag reciproc în raport cu masele lor și care
tinde să atragă toate corpurile de la exterior spre centru pământului) sau prin
intermediul unor agenți de transport (apa, gheața, etc.)
Elementele
morfologice ale alunecărilor de teren:
1 – creasta alunecării, care reprezintă conturul
ruperii terenului alunecat;
2 – peretele de rupere sau fruntea alunecării, fiind
partea suprafeței de alunecare ce rămâne la zi;
3 – masa alunecătoare (corpul alunecării);
4 – suprafața de alunecare în lungul căreia se produce
fenomenul de alunecare și care prezintă diferite forme în funcție de structura
geologică și factorii ce intervin;
5 – fisuri și crăpături dispuse transversal și
longitudinal masei alunecătoare;
6 – limba alunecării este partea inferioară a masei
alunecătoare;
7 – piciorul alunecării reprezintă linia de intersecție
a suprafeței de alunecare cu suprafața inițială a versantului;
8 – baza alunecării reprezintă partea morfologică
terminală;
L – lungimea alunecării este distanța dintre fruntea și
baza alunecării;
B – lățimea alunecării.
Cauzele alunecărilor de teren:
-
factorul
geologic (stratificația și structura geologică);
-
influența
apelor subterane;
-
acțiunea
apelor de suprafață;
-
influența
factorilor climatici;
-
efectul
despăduririlor;
-
eroziunea laterală a râurilor și torenților care
afectează baza versantului;
-
modificarea stării
fizice și chimice a rocilor și diminuarea frecării interioare a
rocilor în procesul umezirii și alterării;
-
activitatea economică a omului (factorul antropogen
– creșterea încărcăturii pe versant în urma depozitării materialelor,
utilizarea nerațională a versanților în scopuri agricole, amplasarea pe
versanți a unor căi de transport etc.)
După caracterul şi mecanismul alunecării se clasifică:
Ø A. Prăbușiri de roci ale malurilor abrupte datorită
suprafețelor de alunecare pre-existente (argile, marne, calcare);
Ø B. Alunecări în roci pelitice (argile, marne etc.):
a) pe suprafețe cilindrice,
când rezistența la rupere este depășită;
b) pe suprafețe preexistente
sau vechi planuri de separație;
c) prin refularea
straturilor moi de desubt.
Ø C. Alunecări de roci loessoide (argile loessoide,
loessuri) în urma înmuierii tălpii stratului și dislocarea materialului de
deplasare.
Ø D. Alunecări de depozite superficiale (luturi de pantă, deluviu):
- curgeri lente de deluviu sau
grohotiș;
- alunecări lamelare;
- curgeri de pământ;
- curgeri vâscoase.
Ø E. Alunecări complexe – cu indici ai mai multor
din tipurile enumerate.
ÎNTREBĂRI
PENTRU AUTOEVALUARE
1. Este important sau nu pentru un inginer, care este
responsabil de întreținerea drumurilor, căilor ferate și chiar podurilor, să
cunoască procesele geologice periculoase? Dați explicații detaliate.
2. Din ce cauză procese studiate sunt denumite gravitaționale?
3. Ce reprezintă rostogolirile?
4. Desenați în caiet schema unei rostogoliri.
5. Cum se formează pânze de grohotișuri?
6. După trecerea timpului rostogolirile pot deveni elemente
de relief stabile? Cum se formează acest relief stabil?
7. Ce reprezintă surpările?
8. Desenați în caiet schema unei surpări.
9. Ce diferența este între procesele gravitaționale rostogolirile
și surpările?
10. Ce reprezintă prăbușirile de pământ?
11. Ce reprezintă creep-ul?
12. În procesul de creep-ul viteza de deplasare a deluviului
pe versant este foarte lentă sau invers?
13. Drumurile, căile ferate sau podurile amplasate pe astfel
de terenuri sunt stabile sau nu? Ce se întâmplă cu construcțiile pe astfel de
terenuri?
14. Ce reprezintă tasarea?
15. Cum se dezvoltă tasarea în loess, nisip, nisip
argilos, argilă?
16. Desenați în caiet schema unei tasări?
17. Ce reprezintă terenuri curgătoare? Curgerea
acesta unde are loc pe suprafața terenului sau la adâncimea?
18. Ce forme creează la adâncimea terenuri curgătoare?
19. Terenuri curgătoare ușurează sau agravează lucrările
de întreținere a drumurilor?
20. Ce reprezintă sufoziunea?
21. Desenați în caiet schema unei sufoziuni.
22. Ce roci favorizează sufoziunea?
23. Ce anume se formează în adâncime de la transportul
subteran a particulelor de rocă? Ce se întâmplă cu timpul la suprafața
terenului?
24. Ce reprezintă solifluxiunea?
25. Desenați în caiet schema unei solifluxiuni.
26. Ce reprezintă curgerile de noroi?
27. Desenați în caiet schema unei
curgeri de noroi.
28. Ce reprezintă fenomenele carstice?
29. Care este cauza dezvoltării fenomenelor carstice?
30. Desenați în caiet schema carstului.
31. Cum fenomenele carstice influențează la
întreținerea drumurilor?
32. Ce reprezintă alunecările de teren?
33. Desenați în caiet schema cu elementele morfologice ale alunecărilor şi scrieți toate notificațiile.
34. Care sunt cauzele alunecărilor de teren?
35. Scrieți în caiet clasificarea alunecărilor de teren din Republica Moldova.
36. Pot fi prevăzute manifestările fatale a acțiunilor proceselor
geologice periculoase? Dați explicații detaliate pentru fiecare proces
aparte.
Pentru vizualizarea temei integrale și realizarea sarcinii mergeți pe următorul link în ClassRoom
https://classroom.google.com/w/NTUxOTYyNjYwNDJa/t/all
https://classroom.google.com/w/NTUxOTYyNjYwNDJa/t/all
