Click here to load reader

Prezentare [Compatibility Mode]

  • View
    41

  • Download
    3

Embed Size (px)

Text of Prezentare [Compatibility Mode]

  • PROGRAM DE INSTRUIREPROGRAM DE INSTRUIREA PERSONALULUI TEHNIC A PERSONALULUI TEHNIC -- INGINERESC DIN DOMENIILE INGINERESC DIN DOMENIILE MEDIULUI I AMENAJRILOR HIDROTEHNICE MEDIULUI I AMENAJRILOR HIDROTEHNICE -- U.T.C.B. U.T.C.B. --

    OCTOMBRIE 2013OCTOMBRIE 2013

    11.. ROLULROLUL II IMPORTANAIMPORTANA GEOLOGIEIGEOLOGIEI INGINERETIINGINERETINN DOMENIULDOMENIUL CONSTRUCIILORCONSTRUCIILOR(Geologia,(Geologia, componentcomponent dede bazbaz aa GeonomieiGeonomiei.. SpecificulSpecificul ii structurastructuradisciplineidisciplinei GeologieGeologie inginereascinginereasc.. CompeteneleCompetenele ii atribuiileatribuiileingineruluiinginerului geologgeolog carecare activeazactiveaz nn domeniuldomeniul construciilor)construciilor)

    22.. NOIUNINOIUNI DEDE GEOLOGIEGEOLOGIE GENERALGENERAL APLICATAPLICATNN CONSTRUCIICONSTRUCII(Structura(Structura internintern aa PmntuluiPmntului.. AlctuireaAlctuirea scoareiscoarei terestre)terestre)

    33.. ROCAROCA DEDE BAZBAZ II FORMAIUNEAFORMAIUNEA ACOPERITOAREACOPERITOARE(Roca(Roca dede bazbaz.. FormaiuneaFormaiunea acoperitoareacoperitoare.. FormeleFormele dede existenexistenaa formaiuniiformaiunii acoperitoare)acoperitoare)

    44.. ALUNECRILEALUNECRILE DEDE TERENTEREN(Date(Date generalegenerale privindprivind alunecareaalunecarea versanilorversanilor.. CauzeleCauzele produceriiproducerii(( gg pp ppalunecriloralunecrilor.. CriteriiCriterii dede clasificareclasificare aa alunecriloralunecrilor dede terenteren.. AlteAlteformeforme dede deplasaredeplasare aa maselormaselor dede rociroci lala suprafaasuprafaa versanilorversanilor iitaluzurilor)taluzurilor)

    55.. HRILEHRILE DEDE HAZARDHAZARD LALA ALUNECAREALUNECARE55.. HRILEHRILE DEDE HAZARDHAZARD LALA ALUNECAREALUNECARE(Hri(Hri dede hazardhazard.. RisculRiscul asociatasociat alunecriloralunecrilor.. MetodologiaMetodologia dedentocmirentocmire aa uneiunei hrihri dede hazardhazard

    66.. CONCLUZIICONCLUZII PRIVINDPRIVIND EFICACITATEAHRILOREFICACITATEAHRILOR DEDE HAZARDHAZARDLALA ALUNECAREALUNECARE DUPDUP OO PERIOADPERIOAD DEDE 1010 ANIANI DEDELALA ALUNECAREALUNECARE DUPDUP OO PERIOADPERIOAD DEDE 1010 ANIANI DEDEUTILIZAREUTILIZARE.. STUDIISTUDII DEDE CAZCAZ

  • 1.1.1.1. GEOLOGIA, COMPONENT DE BAZ A GEONOMIEIGEOLOGIA, COMPONENT DE BAZ A GEONOMIEI11

    La nceputul secolului al XX-lea E. Wiechert a introdus noiunea de Geonomie, preluat maitrziu de ctre V.V. Belousov sub denumirea de Geonomie, noiune prin care se nelegetiina destinat studierii complexe, multidisciplinare, a planetei Pmnt i care se sprijin peun mare numr de discipline fundamentale care interacioneaz n cercetarea globuluiterestru: Geologia, Fizica, Chimia, Biologia, Matematica, Mecanica, Astronomia,Meteorologia aMeteorologia .a.Pe lng latura pur tiinific, multidisciplinar, privind istoria formrii i dinamica evoluieiPmntului, Geonomia are i o int cu profund caracter economic care vizeaz identificareai punerea n valoare a bogiilor minerale i a resurselor energetice ale Pmntului.Ca parte component de baz a Geonomiei, Geologia (n limba greac Geo = Pmnt, logos

    = cercetare) studiaz Pmntul, i n mod deosebit litosfera, cu privire la compoziia chimic,mineralogic i petrografic, precum i procesele geodinamice interne i externe care meninntr-o continu stare de frmntare i transformare ntreaga planet.Geologia cuprinde o serie de ramuri specializate care, n timp, s-au individualizat cadiscipline de sine stttoare: Mineralogia i Petrografia, Paleontologia, Stratigrafia, Tectonicai Geologia structural Geofizica i Geochimia Geologia zcmintelor de substane mineralei Geologia structural, Geofizica i Geochimia, Geologia zcmintelor de substane mineraleutile, Geologia inginereasc i Hidrogeologia .a., astfel nct , n prezent, putem vorbi de undomeniu al tiinelor geologice.Ramurile Geologiei pot fi separate n dou mari grupe, i anume:

    Geologia teoretic (Theoretical geology), care este dedicat cercetrii fundamentale, al creiscop este acela de a descifra alctuirea i a reconstitui istoria evoluiei Pmntului, i n moddeosebit a litosferei. n aceast grup pot fi incluse, ca discipline de baz: Mineralogia iPetrografia, Geochimia, Paleontologia i Stratigrafia, Tectonica i Geologia structural,Hidrogeologia general, Vulcanismul i Seismologia .a.

    Ingineria geologic (Geological engineering), cunoscut i sub numele de Geologie tehnic,al crei obiect principal de studiu l reprezint latura de interes tehnico - economic alitosferei. n aceast grup putem aminti Geologia minier Geologia zcmintelor de, petroli gaze, Geologia rocilor utile ca materiale de construcii, Geologia inginereasc, Proteciamediului geologic Geologia turistic amediului geologic, Geologia turistic .a.

  • 1.2.1.2. SPECIFICUL I STRUCTURA DISCIPLINEISPECIFICUL I STRUCTURA DISCIPLINEIGEOLOGIE INGINEREASCGEOLOGIE INGINEREASC

    G l i i i (E i i l ) i ii i li i i i ib i iGeologia inginereasc (Engineering geology), creia unii specialiti i mai atribuie idenumirea de Geologia construciilor, este parte component a Ingineriei geologice, fiinddestinat, n exclusivitate, construciilor civile, industriale, agricole, hidrotehnice ihidroenergetice, construciilor de drumuri, poduri, ci ferate .a. precum i construciilorminiere, proteciei mediului geologic, cu privire special la prevenirea i stabilizareaalunecrilor de teren, lucrrilor de combatere a eroziunii solurilor, stabilizrii haldelor desteril, proteciilor de maluri, drenarea masivelor de roci .a.Geologia inginereasc este o disciplin cu un domeniu larg de aplicabilitate i se bazeazpe o serie de specializri: Geologia general aplicat n construcii, Geotehnica (Mecanicapmnturilor), Geomecanica (Mecanica rocilor) precum i Hidrogeologia aplicat nconstrucii.a. Geologia general, destinat construciilor, cuprinde o serie de noiuni de geologie strictnecesare celor care activeaz n domeniul Geologiei inginereti.Pentru orice construcie, dar n mod deosebit pentru construciile mari, foarte complexe,cum sunt de pild amenajrile hidroenergetice, investigaiile geologice de ansamblu i dedetaliu sunt absolut obligatorii. Nu se poate vorbi de o proiectare eficient fr oradiografie clar a terenului de fundare a construciilor, pn la adncimi de zeci i sute demetri, pentru calculul terenului de fundare a barajelor i construciilor anexe acestora,galerii, puuri, voaluri de injecii, perdele de drenaj .a.Trebuie cunoscute n detaliu depozitele superficiale (shallow deposit) i roca de baz (bedrock) cu privire la alctuirea litologic, particularitile structurale i microtectonice, stareade dezagregare fizic i alterare chimic prezena faliilor i zonelor cu brecii de faliide dezagregare fizic i alterare chimic, prezena faliilor i zonelor cu brecii de falii,acviferele cantonate n depozitele superficiale i n roca de baz, chimismul apelorsubterane .a.Eficiena activitii n aceast specializare reclam cunotine temeinice de geologie care sedobndesc n cadrul pregtirii universitare n faculti de profil.

    b G h i (M i il ) t di i i l d it l fi i lb. Geotehnica (Mecanica pmnturilor) studiaz n principal depozitele superficiale(formaiunea acoperitoare) alctuite din roci moi, pe care geotehnicienii le numescpmnturi (Soils). Acestea nu sunt altceva dect roci coezive sau necoezive, n cea maimare parte provenite din dezagregarea fizic i alterarea chimic i biologic a rocii debaz i n mai mic msur din precipitarea srurilor din apele mineralizate ajunse lasaturaie sau ca produse reziduale ale activitii biologice.Obiectivul investigaiilor geotehnice const n identificarea litologiei terenului,determinarea caracteristicilor fizico - mecanice i hidrogeologice ale tipurilor de pmnturiprelevate din lucrrile de investigare i calculul terenului de fundare, n vedereadimensionrii fundaiilor construciilor precum i realizarea construciilor din pmnt.

  • Specialitii care practic Geotehnica, n majoritatea cazurilor au pregtirea de baz nfacultile cu profil de construcii sau n facultile cu profil de Inginerie geologic. ncomparaie cu inginerii geologi, geotehnicienii absolveni ai facultilor de construcii auavantajul unui plus substanial de cunotine n domeniul structurilor de rezisten, dar unavantajul unui plus substanial de cunotine n domeniul structurilor de rezisten, dar unminus semnificativ n ceea ce privete posibilitile de cercetare i interpretare a structurilorgeologice complexe care, n multe cazuri, pot juca un rol extrem de important, uneori chiardeterminant, n proiectarea i dimensionarea optim a construciilor precum i n evaluareacomportrii n exploatare a acestora.c. Geomecanica (Mecanica rocilor) studiaz caracteristicile fizico - mecanice ale rocilorstncoase (tari) i semistncoase (semitari), n contextul particularitilor geologice dinamplasamentele construciilor.Obiectivul de baz al cercetrilor geomecanice const n asigurarea datelor necesarecalculelor privind dimensionarea fundaiilor construciilor supraterane (baraje, poduri, ci decomunicaie, cldiri diverse .a.) precum i fundamentarea soluiilor de proiectare a

    t iil bt ( l ii i t l d hilib t l i t t lconstruciilor subterane (galerii, puuri, castele de echilibru, tuneluri, camere pentru centralehidroenergetice .a.), amplasate pe sau n masive de roci stncoase.Carierele de roci stncoase, pentru care se elaboreaz cercetri complexe privind rezervele

    de roci utile, calitile geomecanice i condiiile de exploatare ale acestora fac de asemeneaobiectul studiilor geomecanice.

    Geomecanica este deopotriv apanajul inginerilor geologi i inginerilor constructorispecializai n construcii miniere, hidrotehnice, construcii de drumuri i poduri .a.d. Hidrogeologia aplicat n construcii reprezint un segment al Hidrogeologiei generale,

    care se refer att la mediile permeabile granulare ct i la cele cu permeabilitate fisural.Dac pentru domeniul mediilor granulare hidrogeologii dispun de metode de testare i decalcul suficient de performante, pentru mediile fisurate cercetrile sunt mult mai dificile attdin punct de vedere al testrii i interpretrii ct i al metodologiilor de calcul.n cazul hidrogeologiei mediilor fisurate datele litologice, structurale i microtectonice,corect prelucrate i interpretate, nsoite de observaii de teren i teste efectuate in-situ oferdatele cele mai credibile.

    i n cazul hidrogeologiei, ndeosebi pentru structurile acvifere cantonate n masive de rocifisurate, cunotinele de geologie stratigrafic, structural i microtectonic suntindispensabile.

    n lucrarea de fa, apelativul de inginer geolog este atribuit acelui specialist din domeniulconstruciilor care practic Geologia inginereasc n care se includ toate componenteleacesteia: Geologia general aplicat n construcii, Geotehnica, Geomecanica iHidrogeologia.

  • Specialitii care practic Geotehnica, n majoritatea cazurilor au pregtirea de baz nfacultile cu profil de construcii sau n facultile cu profil de Inginerie geologic. ncomparaie cu inginerii geologi, geotehnicienii absolveni ai facultilor de construcii auavantajul unui plus substanial de cunotine n domeniul structurilor de rezisten, dar unavantajul unui plus substanial de cunotine n domeniul structurilor de rezisten, dar unminus semnificativ n ceea ce privete posibilitile de cercetare i interpretare a structurilorgeologice complexe care, n multe cazuri, pot juca un rol extrem de important, uneori chiardeterminant, n proiectarea i dimensionarea optim a construciilor precum i n evaluareacomportrii n exploatare a acestora.c. Geomecanica (Mecanica rocilor) studiaz caracteristicile fizico - mecanice ale rocilorstncoase (tari) i semistncoase (semitari), n contextul particularitilor geologice dinamplasamentele construciilor.Obiectivul de baz al cercetrilor geomecanice const n asigurarea datelor necesarecalculelor privind dimensionarea fundaiilor construciilor supraterane (baraje, poduri, ci decomunicaie, cldiri diverse .a.) precum i fundamentarea soluiilor de proiectare a

    t iil bt ( l ii i t l d hilib t l i t t lconstruciilor subterane (galerii, puuri, castele de echilibru, tuneluri, camere pentru centralehidroenergetice .a.), amplasate pe sau n masive de roci stncoase.Carierele de roci stncoase, pentru care se elaboreaz cercetri complexe privind rezervele deroci utile, calitile geomecanice i condiiile de exploatare ale acestora fac de asemeneaobiectul studiilor geomecanice.

    Geomecanica este deopotriv apanajul inginerilor geologi i inginerilor constructorispecializai n construcii miniere, hidrotehnice, construcii de drumuri i poduri .a.

    d. Hidrogeologia aplicat n construcii reprezint un segment al Hidrogeologiei generale,care se refer att la mediile permeabile granulare ct i la cele cu permeabilitate fisural.Dac pentru domeniul mediilor granulare hidrogeologii dispun de metode de testare i decalcul suficient de performante, pentru mediile fisurate cercetrile sunt mult mai dificile attdin punct de vedere al testrii i interpretrii ct i al metodologiilor de calcul.n cazul hidrogeologiei mediilor fisurate datele litologice, structurale i microtectonice,corect prelucrate i interpretate, nsoite de observaii de teren i teste efectuate in-situ oferp p , datele cele mai credibile.

    i n cazul hidrogeologiei, ndeosebi pentru structurile acvifere cantonate n masive de rocifisurate, cunotinele de geologie stratigrafic, structural i microtectonic suntindispensabile.

    n lucrarea de fa apelativul de inginer geolog este atribuit acelui specialist din domeniuln lucrarea de fa, apelativul de inginer geolog este atribuit acelui specialist din domeniulconstruciilor care practic Geologia inginereasc n care se includ toate componenteleacesteia: Geologia general aplicat n construcii, Geotehnica, Geomecanica iHidrogeologia.

  • Aceast structur a disciplinei Geologie inginereasc nu este unanim acceptat de specialitiicare lucreaz n domeniu, existnd multe opinii potrivit crora Geologia inginereasc,Geotehnica i Geomecanica sunt doar discipline surori, fr nici un fel de subordonare,fiecare avnd domeniu specific de activitate, dei toate studiaz acelai obiect: rocile dinscoara Pmntului ca suport sau ca material natural de execuie, sub diverse forme deexisten pentru cele mai variate tipuri de construcii.Un specialist care practic Geologia inginereasc va fi mult mai eficient dac dispune de o asemenea pregtire nct s poat aborda toate specializrile menionate la care s se adauge i un bagaj corespunztor de cunotine din domeniul construciilor, specifice proiectantului de structuri pentru a reui s optimizeze studiile geologice pe care le elaboreaz nde structuri, pentru a reui s optimizeze studiile geologice pe care le elaboreaz n concordan cu cerinele proiectului pentru care lucreaz.ntr-o chem simplificat (Fig. 1.1) sunt delimitate zonele care fac obiectul de activitate alinginerilor geologi i inginerilor de structuri.ZonaZona 11

    - aparine domeniului Studiilor geologice inginereti n cadrul crora se execut investigaiilegeologice, geotehnice, geomecanice i hidrogeologice, precum i efectuarea in-situ i nlaborator, pe baza crora inginerii de structuri ntocmesc proiectul construcieiZonaZona 22

    reprezint domeniul Proiectrii structurale efectuat integral de inginerii constructori- reprezint domeniul Proiectrii structurale, efectuat integral de inginerii constructori,specializai n structuri de rezisten i lucrri edilitareZonaZona 33

    -reprezint domeniul Proiectrii geotehnice n care i desfoar activitatea, n strnscolaborare, inginerii de structur i inginerii geologi pentru elaborarea proiectelor de fundaii( t i iji i i i t lid i it i i t )(spturi, sprijiniri, epuizmente, consolidri, monitorizri etc.)

    Fig. 1.1. Structura repartizrii domeniilor de studii i proiectare pentru o construcie

  • 1.3.1.3. COMPETENELE I ATRIBUIILE INGINERULUI GEOLOG COMPETENELE I ATRIBUIILE INGINERULUI GEOLOG CARE ACTIVEAZ N DOMENIUL CONSTRUCIILORCARE ACTIVEAZ N DOMENIUL CONSTRUCIILOR

    Inginerul geolog are competene pentru elaborarea studiilor geologice inginereti,consultan i asisten tehnic de specialitate pe antierele de execuie i acordareaprimului ajutor geologic ingineresc pe antier n caz de necesitate.Eficiena activitii sale este condiionat de nivelul su de pregtire teoretic i de experienapractic dobndit.Pe scurt, un inginer geolog care lucreaz n construcii trebuie s ndeplineasc urmtoarelecriterii de baz:

    Bi tit di t d d t ti i ti i li il G l i l Bine pregtit din punct de vedere teoretic i practic n specializrile: Geologie generalaplicat n domeniul construciilor, Geotehnic, Geomecanic i Hidrogeologie. Suficient de informat din punct de vedere al structurilor de rezisten ale construciilorpentru care elaboreaz studii n vederea realizrii unor programe optime de investigaiigeologice de teren i laborator. Cooperant cu proiectantul, pe care trebuie s-l informeze n timp util despre evoluiastudiilor i s fac eventuale propuneri de mbuntire a programului de investigaii dacacest lucru se impune.

    Foarte corect n ceea ce privete avizele geologice inginereti de execuie a lucrrilor, nmod deosebit a lucrrilor ascunse, prin care certific faptul c acesteas au realizat conform prevederilor proiectului i caietului de sarcinis-au realizat conform prevederilor proiectului i caietului de sarcini. S neleag corect faptul c el reprezint unul dintre cei mai apropiai i importanicolaboratori ai proiectantului, c este rspunztor de volumul i veridicitatea informaiilor despecialitate pe care le furnizeaz acestuia n vederea fundamentrii soluiilor de proiectare, cpoate i trebuie s ofere sugestii de proiectare a fundaiilor dar c decizia final de alegere asoluiilor aparine n exclusivitate proiectantului (inginerului de structuri).so u o p e e c us v e p o ec u u ( g e u u de s uc u ). S aib capacitatea de a nu fi prizonierul teoriei absolute i s neleag faptul c domeniulsu de lucru nu ntotdeauna corespunde ipotezelor pe care se bazeaz teoria. Natura este multmai complex dect am putea crede ntr-o abordare mai simplist i s acceptm faptul cobservaiile efectuate n activitatea practic pot dobndi credibilitate mult mai mare dectrezultatele aparent foarte exacte produse de abordarea pur teoretic.

    Iat i opiniile unor mari personaliti n domeniu, cu privire la importana experieneidobndite n practica de antier pentru obinerea i alegerea parametrilor geotehnici,geomecanici i hidraulici utilizai n calculele de proiectare:

  • Ca geolog de teren am tendina de a crede ceea ce vd, mai mult dect ceea ce citesc.L U d SittL.U. de Sitter

    ...dac bai un inut n lung i-n lat, el i aparine. Dac doar l-ai citit, el rmne un obiectde mprumut, din a doua mn, i n curnd este restituit marelui recipient al uitrii.

    Hans Cloos

    Recunoscnd extrema variaie a parametrilor pmnturilor i rocilor trebuie s conchidemRecunoscnd extrema variaie a parametrilor pmnturilor i rocilor, trebuie s conchidemc nu numai experiena, ci - n multe cazuri - i intuiia mai este nc de cea mai mareimportan n Geotehnic, aa cum Terzaghi a afirmat cu muli ani n urm. Aceasta este oconsecin a naturii nsi i mai puin lipsei de progres n Geotehnic i Mecanica rocilor.Noi trebuie s nelegem c Geotehnica aplicat i, n special, Mecanica rocilor se bazeazpe alte ipoteze n comparaie cu ingineria oelului i betonului de pild, care opereaz cumateriale artificiale Experiena este adesea mai important dect calculele sofisticate nmateriale artificiale. Experiena este adesea mai important dect calculele sofisticate. naceast direcie, doresc s atrag atenia inginerilor practicieni s nu devin sclaviicomputerului. Computerele sunt cu siguran utile i necesare pentru calcule comparative istudiul parametrilor. Rezultate exprimate cu mai multe zecimale (ex. Fs = 1,248) par numai afi de extrem acuratee, dar nu sunt n practica real. Asemenea situaii pot fi periculoase,mai ales pentru inginerii neexperimentai i pentru cei mai tineri, care pot fi astfel indui n

    l il bl i ii i b eroare. n cazul terenurilor neomogene, problema proiectrii nc se mai bazeaz pealegerea unor parametri adecvai i mai puin pe metodele de calcul n general acceptate.

    Dr. H. Brandl

    Muli ingineri trimit probe la laborator i cer s se stabileasc coeziunea i unghiul defrecare intern fr s specifice detaliile i condiiile ce trebuie respectate n timpulfrecare intern, fr s specifice detaliile i condiiile ce trebuie respectate n timpuldeterminrilor. Ei consider c aceasta este o problem minor, de care se poate ocupa untehnician din laborator. Dup primirea rezultatelor efectueaz calcule cu precizia de 2 sau 3zecimale i se arat a fi foarte satisfcui de munca lor. Dac i-ar da seama de ceea ce auobinut n realitate, ar avea comaruri.

    A. Casagrande

    n aproape 50 de ani se meserie am avut posibilitatea s vd accidente numeroase i marin domeniul Mecanicii rocilor, dar nici un accident nu s-a datorat faptului c s-a calculatprea puin sau greit. Toate accidentele s-au datorat unor interpretri greite ale datelorgeologice, utilizrii unor parametri de calcul greii sau nenelegerii situaiei geologicegenerale.

    Leopold MlerLeopold Mler

  • 22..11.. STRUCTURASTRUCTURA INTERNINTERN AA PMNTULUIPMNTULUI 22

    Informaii directe asupra structurii interne a Pmntului nu se pot obine dect pentruadncimi de cel mult 15-20 km ceea ce nseamn extrem de puin avnd n vedere c razamedie a globului terestru este de 6.370 km.

    Cele mai valoroase informaii asupra structurii interne a Pmntului sunt furnizate de undeleseismice produse de cutremure.

    Din focarul unui cutremur se propag simultan dou tipuri de unde: unde prime(longitudinale), notate cu simbolul P, care se propag prin comprimri i dilatri succesiveale mediului, pe direcia general de propagare a undei, i unde secunde (transversale), notatecu simbolul S, care se caracterizeaz prin micarea oscilatorie a materiei, perpendicular pedirecia general de propagare a undelor respective.Viteza de propagare a undelor seismice depinde de caracteristicile fizice ale mediului: starede agregare, proprieti elastice, densitate, temperatur, presiune etc.Undele seismice pot fi deviate prin refracie sau reflexie. Orice schimbare brusc a proprietilor fizice ale mediului determin salturi ale vitezei de propagare i modificri ale traiectoriilor undelor seismice (Fig.2.1).

    Fig. 2.1. Propagarea undelor seismice n interiorul Pmntului:a - traiectorii; b - variaia vitezei de propagare; c - stres de compresiune; i - stres de

    ntindere

  • Msurtorile seismice efectuate la scar planetar au dus la identificarea nivelurilor deadncime la care se nregistreaz salturi brute ale vitezelor de propagare a undelor seismicefapt ce a permis zonarea intern a Pmntului conform tabelului 2.1 i figurii 2.2.

    Scoara terestr, sau crusta (Fig. 2.3), reprezint primul nveli din structura intern aPmntului, se afl n stare solid i plutete pe manta, de care este separat prindiscontinuitatea Mohorovici. Partea exterioar a mantalei, presupus c se afl n staresolid, mpreun cu scoara terestr formeaz litosfera. Sub litosfer urmeaz astenosfera,care are o grosime variabil, putnd ajunge pn la adncimi de ordinul a 500-700 km. Estealctuit din materie n stare vscoas - fluid, la temperaturi situate n apropierea punctuluialctuit din materie n stare vscoas fluid, la temperaturi situate n apropierea punctuluide topire al acesteia. La nivelul astenosferei, temperatura este suficient de mare pentru camateria s se topeasc iar presiunea litostatic se situeaz la valori sub cele care ar putearidica punctul de topire al materiei la temperaturi mai mari dect cele existente la adncimearespectiv.

    Fig 2 2 Structura intern a Pmntului:Fig. 2.2. Structura intern a Pmntului:a - zonarea intern a Pmntului pe baza suprafeelor de discontinuitate;

    b - variaia densitii materiei n interiorul Pmntului

    Sub astenosfer, dei temperatura crete n continuare, creterea presiunii poate meninemateria n stare vscoas sau chiar solid.Scoara terestr este alctuit din trei pturi dispuse pe vertical n funcie de densitate:ptura bazaltic, cu densitate mai mare, n baz, ptura granitic n zona median i pturasedimentar, mai uoar, n partea superioar (Fig. 2.3).

  • Grosimea scoarei terestre este destul de neuniform, variind de la 5-15 km n zoneleoceanice la 20-30 km n zonele platformelor continentale, ajungnd n zonele de orogenezpn la 50-70 km.Datorit asigurrii echilibrului izostatic, profilul bazei scoarei terestre este relativ simetric cu relieful de la suprafaa acesteia.

    Fig. 2.3. Alctuirea scoarei terestre

    2.2. MINERALE DE BAZ CARE ALCTUIESC ROCILE.2.2. MINERALE DE BAZ CARE ALCTUIESC ROCILE.DESCRIERE I IDENTIFICAREDESCRIERE I IDENTIFICARE

    2.2.1. PROPRIETI FIZICE FOLOSITE PENTRU RECUNOATEREA2.2.1. PROPRIETI FIZICE FOLOSITE PENTRU RECUNOATEREAMACROSCOPIC A MINERALELORMACROSCOPIC A MINERALELOR

    n funcie de modul de distribuire a componenilor chimici n reeaua reticular, cristaleleaparin la apte sisteme elementare de cristalizare, denumite i singonii.Exist posibilitatea ca n cadrul fiecrei singonii ali componeni chimici s fie plasai ncentrul unora sau a tuturor feelor poliedrelor de baz care reprezint cele apte sisteme,inclusiv n centrul acestora rezultnd n final 14 poliedre cunoscute sub numele de reeleleinclusiv n centrul acestora, rezultnd n final 14 poliedre cunoscute sub numele de reelelelui Bravais (Tabelul 2.2).

    Proprietile fizice i chimice ale cristalelor depind foarte mult de tipul de reea reticular n care se nscrie fiecare mineral.

  • Tabelul 2.2 . Reelele lui Bravais (Sisteme cristalografice de baz)

    PC

    REEA CUI

    REEAF

    REEA CUSINGONIA REEA

    PRIMITIVREEA CUBAZELE

    CENTRATE

    REEACENTRAT

    INTERN

    TOATE FEELE

    CENTRATE

    Triclinica b c

    Monoclinic

    90

    90

    a b c

    Rombic

    90

    a b c

    Tetragonal(Ptratic)

    Trigonal(R b d i )

    90

    a b c

    (Romboedric)

    Hexagonal

    90

    90

    a b c

    Cubic

    1 2 6

    90

    120

    a a a

    a b c 90

  • Elasticitatea - proprietatea pe care o au mineralele supuse unor eforturi de deformare de areveni la forma iniial, dup ncetarea eforturilor respective. Din acest punct de vederemineralele se pot caracteriza astfel:

    l i l d i l i ( i bi i ) elastice, cu un larg domeniu elastic (muscovit, biotit .a.); flexibile, cu un domeniu elastic mai restrns (gips, talc, clorit .a.); casant (cuar, tetraedrit .a.).

    Plasticitatea - proprietatea mineralelor de a pstra deformaii remanente dup ce au suferitPlasticitatea proprietatea mineralelor de a pstra deformaii remanente dup ce au suferitdeformri sub aciunea unor eforturi. Exemple de minerale plastice sunt: gipsul, sarea,grafitul .a. Metalele (aur, argint, cupru .a.), datorit plasticitii devin maleabile i ductileputnd fi uor modelate.Duritatea - rezistena opus de un mineral la ptrunderea n interiorul su, prin zgriere sauapsare, a unui corp tare sau vrf ascuit.Pentru comparaii se folosete scara Mohs (tabelul 2.3) constituit din zece minerale aezaten ordinea duritii lor astfel nct fiecare mineral l zgrie pe cel dinainte i este zgriat decel care l urmeaz.

    Tabelul 2.3. Duritatea mineralelor dup scara Mohs

    Duritatea Mineralul Formula chimic Caracterizarea mineralelor1 Talc Mg3 (Si4O10) (OH)2 Foarte moi. Se zgrie cu unghia.

    Au duritate mai mic de 32 Gips CaSO . 2 H O Au duritate mai mic de 32 Gips CaSO4 . 2 H2O3 Calcit CaCO3 Moi. Sunt zgriate de sticl,

    care are duritatea 5,54 Fluorina CaF25 Apatit Ca5F (PO4)3 Semidure. Se zgrie cu vrful

    briceagului. Au duritatea 5-66 Ortoza K Al Si O b ceagu u . u du a ea 5 66 Ortoza K2Al2Si6O167 Cuar SiO2 Dure. Zgrie sticla, dau scntei

    la lovirea cu amnarul8 Topaz Al2SiO4 (FOH)29 Corindon Al2O3 Foarte dure. Zgrie oelul10 Diamant C10 Diamant C

  • Habitusul, sau forma mineralelor. Dezvoltarea cristalelor dup cele trei direcii spaialeconfer mineralelor urmtoarele habitusuri:

    habitus izometric, cnd mineralul se dezvolt aproximativ egal dup cele treip g pdirecii (sare gem, pirit, granai); habitus lamelar (tabular), cnd cristalul se dezvolt mai mult dup doudirecii n raport cu cea de a treia (mice); habitus prismatic, cnd cristalul se dezvolt mai mult dup una din direcii(piroxeni, turmalin);(piroxeni, turmalin); habitus acicular, cnd cristalul se dezvolt foarte mult dup o singur direcie,sub forma unui ac (stibina).

    Clivajul - proprietatea unui mineral de a se desface dup suprafee plane, de minimrezisten, paralele cu planele reticulare, cnd este supus unui oc mecanic.

    Se deosebesc urmtoarele forme de clivaj: clivaj perfect, cnd mineralul cliveaz dup suprafee perfect plane; se obinen urma unor lovituri uoare iar suprafeele de clivaj au luciu adamantin, metalicsau sidefos (mic, clorit, gips .a.); clivaj bun cnd mineralul cliveaz mai greu iar feele de clivaj au un luciu clivaj bun, cnd mineralul cliveaz mai greu iar feele de clivaj au un luciusticlos (calcit, galen, baritin, sare gem etc.); clivaj mediu (potrivit), la care, pe lng feele clare de clivaj se observ isprturi neregulate (feldspat, hornblend); clivaj imperfect (slab); suprafeele de clivaj sunt imperfecte i au luciu gras(b il tit it it lf ti )(beril, apatit, casiterit, sulf nativ).

    Clivajul se poate produce dup o singur direcie, dup dou direcii (baritina) i chiar duptrei direcii (ortoz).Sprtura. Aceast proprietate se refer la fragmentarea mineralelor n urma unor ocurimecanice, dup suprafee care intersecteaz planele reticulare.

    Sprtura mineralelor poate fi:

    concoidal (suprafee curbe), de exemplu la cuar, opal, sticl); achioas sau coluroas (argint, corindon, vesuvian);

    fib ( i ) fibroas (gips); solzoas (agat).

  • Culoarea. Proprietatea mineralelor de a absorbi unele din culorile componente ale luminiialbe se materializeaz prin culoare.

    Culoarea urmei. Prin scrijelirea unei plci de porelan mineralele las o urm caracteristicatt prin culoare ct i prin intensitatea acesteia.

    Dicroismul i policroismul. Proprietatea mineralelor de a prezenta dou sau mai multe culori d i i di hi i dif i l d di i i li icnd sunt privite din unghiuri diferite poart numele de dicroism, respectiv policroism.

    Aceast proprietate se datoreaz capacitii de reflexie i absorbie a razelor de lumin dectre minerale n funcie de compoziia chimic i de particularitile reelei cristaline.

    Irizaia (pseudocromatismul) Proprietatea mineralelor de a da jocuri de luminIrizaia (pseudocromatismul). Proprietatea mineralelor de a da jocuri de luminasemntoare curcubeului, poart numele de irizaie. Se datoreaz procesului de reflexie arazelor de lumin produs de pelicule de oxidare care mbrac mineralul.

    Luciul (strlucirea). Aceast proprietate exprim potenialul de reflexie a razelor de lumind b bi t l f i l l i L i l t fi t li d tisau de absorbie a acestora la suprafaa mineralului. Luciul poate fi metalic, adamantin, gras,

    sticlos, sidefos, mtsos, rinos, mat etc.

    Transparena. Proprietatea mineralelor de a fi strbtute de ctre razele de lumin senumete transparen. Din acest punct de vedere mineralele pot fi transparente,semitransparente sau opace.

    Alte proprieti. Pe lng proprietile amintite mai sus pot fi menionate cele termice,electrice, magnetice, radioactive, chimice (alterabilitatea), organoleptice, densitatea i altele.

  • n geologia inginereasc rocile care alctuiesc scoara terestr sunt mprite n dou maricategorii: roca de baz i formaiunea acoperitoare (depozitele superficiale).

    3333..11.. ROCAROCA DEDE BAZBAZn categoria roca de baz sunt cuprinse toate rocile de vrst precuaternar, consolidate sau

    cimentate, n general afectate de fenomene plicative, sub form de cute, sau disjunctive, subform de falii, fisuri sau clivaj.E i t i ii d i d t t d t it litil i i

    33

    Exist i excepii cnd roci de vrst cuaternar, datorit calitilor geomecanice superioare,pot fi cuprinse n categoria rocii de baz. Exemplu rocile magmatice formate princonsolidarea magmelor rezultate din activitatea vulcanic actual, depozitele de tufuricalcaroase, travertin sau geyserite, conglomeratele de teras .a. ncadrarea acestor tipuri deroci n categoria roc de baz trebuie fcut n funcie de grosimea i ponderea pe care o aun complexul rocilor cuaternare n care sau peste care sunt dispuse.

    Roca de baz poate fi de natur magmatic, metamorfic sau sedimentar.

    33..22.. FORMAIUNEAFORMAIUNEA ACOPERITOAREACOPERITOARERocile care aparin formaiunii acoperitoare poart denumirea de pmnturi sau rociRocile care aparin formaiunii acoperitoare poart denumirea de pmnturi sau rocipmntoase, sunt de vrst cuaternar i s-au format pe seama rocilor preexistente, cuprinsen categoria roc de baz, n urma proceselor de dezagregare fizic i alterare chimic ibiologic.Principalii factori naturali care favorizeaz dezagregarea i alterarea rocilor de baz suntvariaiile de temperatur, ngheul i dezgheul, eroziunea eolian i hidraulic, cristalizareasrurilor minerale n fisuri i pori, aciunea de dezagregare datorat presiunilor exercitate derdcinile plantelor care ptrund n fisuri, alterarea chimic i biologic i altele.Datorit aciunii factorilor externi roca de baz se dezagreg n fragmente din ce n ce maimici, putnd ajunge la fraciuni cu dimensiuni de ordinul micronilor, suferind n acelai timpi procese chimice de transformare a mineralelor specifice rocii de baz (feldspai, amfiboli,

    i i l it ) i l ifi il il ( i hid t t t ill itpiroxeni, calcit .a.) n minerale specifice rocilor argiloase (mice hidratate, montmorillonit,caolinit .a.) care sunt predominante n formaiunea acoperitoare.Procesul de dezagregare i alterare este mai intens la partea superioar a scoarei i seatenueaz treptat n adncime.Ptura de roci dezagregate care se formeaz la suprafaa rocii de baz dac nu este erodat itransportat de apele de iroire sau pe cale eolian i depus n alt parte, constituie ocuvertur protectoare pentru roca de baz. Profilul geologic schematic n zona dedezagregare i alterare a scoarei este redat n figura 3.1.

  • Pmnt vegetal

    Argil, cu rare fragmente de roc alteratg , gFragmente de roc, cu forme coluroase, parial alterate, nglobate n masa de argilRoc fisurat, slab alterat

    Roc compact, nealterat

    Fig. 3.1. Profil geologic schematic n zona de dezagregare i alterare la suprafaa scoarei

    33.3. FORME DE EXISTEN A FORMAIUNII ACOPERITOARE.3. FORME DE EXISTEN A FORMAIUNII ACOPERITOARE

    Rocile care se formeaz la suprafaa scoarei n urma proceselor de dezagregare i alterare arocii de baz pot rmne pe locul de formare sau pot fi antrenate n micare de ctre vnt,apele curgtoare sau gheari transportate i depuse n zone mai mult sau mai puin deprtateapele curgtoare sau gheari, transportate i depuse n zone mai mult sau mai puin deprtatede locul de formare.

    n figura 3.2 se redau schematic principalele forme de existen a formaiunii acoperitoare.Eluviile

    Reprezint depozitele de dezagregare i alterare a rocii de baz care au rmas pe locul deep e t depo te e de de ag ega e a te a e a oc de ba ca e au as pe ocu deformare, condiiile geomorfologice s climatice fiind nefavorabile unei eroziuni i transporteolian sau hidraulic semnificative. De regul, aceste depozite se ntlnesc pe interfluviile curelief plan, cu pante mici, unde scurgerea apelor de suprafa este neglijabil. Limita dintredepozitele eluviale i roca de baz nu este ntotdeauna clar, trecerea ctre roca de bazfcndu-se gradat (Fig. 5.1)Deluviile

    Depozitele deluviale se formeaz prin dezagregarea i alterarea rocilor de pe versani. Spredeosebire de eluvii, deluviile sufer deplasri ctre baza versanilor prin curgere lent subefectul gravitaiei i variaiilor de temperatur, fenomenul fiind cunoscut sub numele decreep.

    De regul deluviile sunt afectate de fenomene de levigare areal sau eroziune torenial,produsele antrenate de ctre apele de scurgere fiind transportate i depuse la contactulversanilor cu luncile sau terasele sub form de depozite coluviale sau proluviale

  • Fig. 3.2. Principalele forme de existen a formaiunii acoperitoare: 1 - eluviu; 2 - deluviu; 3 - aluviuni; 4 - coluviu; 5 - proluviu (conuri de dejecie);

    6 - roc de baz

  • Aluviunile

    Sunt depozite recente transportate prin trre, rostogolite sau n suspensie de ctre apelecurgtoare i depuse n lungul albiilor sub form de terase sau lunci, n delte i n bazine desedimentare lacustre sau marinesedimentare lacustre sau marine.

    Aluviunile sunt formate din elemente de roc cu forme rotunjite, gradul de rulare al acestorafiind direct proporional cu distana pe care au fost transportate.Limita dintre depozitele aluvionare i roca de baz este o limit clar, reprezentnd osuprafa de discordan (Fig. 3.3).Coluviile

    Depozitele coluviale sunt materiale de tipul argilei i prafului, splate de pe versani idepuse la baza acestora, la contactul cu luncile sau terasele, formnd benzi aproape continue.

    Fig. 3.3. Depozite de formaiuni acoperitoare (aluviuni) dispuse discordant peste depozitele rocii de baz

    Proluviile

    Depozitele proluviale suntreprezentate prin produsele dereprezentate prin produsele deeroziune i transport ale torenilorcare afecteaz versanii vilor idepuse la contactul acestora cuterasele sau luncile, sub form deconuri de dejecie. Cnd frecvena

    il i il dtorenilor este mare i conurile dedejecie vin n contact se formeazconuri ngemnate sau agestre(Fig. 5.4.).

    Depozitele proluvialempreun cu cele coluvialempreun cu cele coluvialeformeaz aa numitul glacis deacumulare proluvial - coluvial.

    Fig. 3.4. Depozite proluviale. Structura unui torent

  • Depozitele loessoide

    Aceste depozite sunt depuneri de natur eolian n mediu continental formate din materialAceste depozite sunt depuneri de natur eolian n mediu continental, formate din materialcare, din punct de vedere granulometric, se ncadreaz n domeniul prafului. Loessurile suntroci cu structur macroporic, uor erodabile, ntlnite mai frecvent n zonele cu relief plan,cu pante mici, cum sunt interfluviile. Loessuri se ntlnesc adesea i la partea superioar ateraselor vechi pe care le acoperGrohotiurile sunt produse de dezagregare a rocilor tari, desprinse din masivul de roc,Grohotiurile sunt produse de dezagregare a rocilor tari, desprinse din masivul de roc,rostogolite pe pantele versanilor i acumulate la baza acestora sub forma unui depozit haotic(Fig. 3.5). Elementele componente ale grohotiului au dimensiuni foarte variabile i formecoluroase.

    Fig. 3.5. Formarea depozitelor de grohoti la baza unui versant

    Depozitele glaciarep g

    Aceste depozite sunt reprezentate prin fragmente de roc cu dimensiuni foarte variabile(morene i blocuri eratice), cunoscute sub denumirea generic de tilluri, nerulate i nesortate,prinse n material fin, argilos, de culoare cenuie, transportate de ctre gheari i depuse nlocurile de topire a acestora.

    Depozitele de tip glaciar sunt foarte neomogene din punct de vedere granulometric i alDepozitele de tip glaciar sunt foarte neomogene din punct de vedere granulometric i alproprietilor fizico - mecanice. Pentru fundarea construciilor pe depozite glaciare saufolosirea acestor depozite ca materiale de construcii sunt necesare studii geotehnice speciale.

  • 44..11.. DATEDATE GENERALEGENERALE PRIVINDPRIVIND ALUNECAREAALUNECAREA VERSANILORVERSANILOR44

    Alunecrile de teren reprezint fenomene fizico - geologice sub forma deplasrii unormase de roci pe pantele versanilor datorit unor cauze naturale sau provocate de activitateauman.

    Starea de echilibru a unui versant depinde de raportul dintre forele care acioneaz nfavoarea stabilitii i forele care acioneaz n sensul producerii alunecrii.

    Gradul de stabilitate a unui versant se exprim printr-un coeficient de siguran saufactor de stabilitate care reprezint raportul dintre momentul forelor rezistente i momentulforelor active (Fig. 4.1).

    Momentul fortelor rezistenteMomentul fortelor actives

    F

    Fig 4 1 Schema distribuiei forelor care controleaz mecanismul de producereFig. 4.1. Schema distribuiei forelor care controleaz mecanismul de producerea alunecrilor de teren (se reface)

    ntr-o mas de roc care alunec (Fig. 6.1), n cazul cel mai simplu admind c suprafaa derupere este circular - cilindric, cu centrul de curbur n punctul O, raza suprafeei de ruperefiind R, verticala ce trece prin punctul O mparte masa alunectoare n dou prismuri: prismulactiv care acioneaz n favoarea alunecrii i prismul pasiv, din partea dreapt, sau rezistent,din partea stng, care se opune alunecrii.Considernd c ntreaga mas de roc alunectoare este format din fii verticale de formprismatic, forele principale care acioneaz asupra unei fii sunt fora de greutate G irezistena la forfecare a rocii, notat cu S. Rezistena la forfecare a rocii acioneaz n lungulsuprafeei de rupere este tangent la aceasta n orice punct i ndreptat n sens inverssuprafeei de rupere, este tangent la aceasta n orice punct i ndreptat n sens inverssensului de alunecare.

    Din descompunerea forei de greutate G, rezult componenta normal N = G cos icomponenta tangenial T = G sin .

  • Componenta normal N a fiecrei fii este perpendicular pe tangenta la suprafaa de ruperen punctul respectiv i ndreptat ctre interiorul masivului de roc. Aceast componentntotdeauna lucreaz n favoarea stabilitii.C T l f d i d i l iComponenta T este tangenta la suprafaa de rupere i ndreptat ctre verticala ce trece princentrul de curbur al suprafeei de rupere. Componenta tangenial T acioneaz n favoareaproducerii alunecrii n prismul activ (+) i n favoarea stabilitii n prismul pasiv(-). Avnd n vedere c pentru o fie cu baza rezistena la forfecare a rocii este

    tgS N c (4.1)

    n care este unghiul de frecare interioar i c - coeziunea rocii, scriind raportul momentelorforelor care acioneaz asupra masei alunectoare, factorul de stabilitate va fi:

    (4.2) + - + -tg R+c R tg +c

    T T T TsN N

    FR R

    Starea de echilibru a unui versant trebuie analizat n funcie de valoarea factorului destabilitate. Cnd factorul de stabilitate Fs = 1, versantul se afl n stare de echilibru limit.Dac Fs < 1, versantul i pierde stabilitatea, producndu-se alunecarea. Versantul este stabilnumai n condiiile n care Fs > 1.

    4.2. CAUZELE PRODUCERII ALUNECRILOR4.2. CAUZELE PRODUCERII ALUNECRILOR4.2.1. MODIFICAREA PANTEI VERSANTULUI

    Sub influena aciunii factorilor fizici naturali precum i a factorului antropic, panta generala versantului poate s creasc pn la o valoare critic peste care versantul i pierdestabilitatea.

    Cauzele care pot contribui la modificarea morfologiei versantului sunt multiple, ntre celemai importante menionndu-se: eroziunea la baza versantului i eroziunile toreniale,excavaiile executate pentru exploatri n cariere, platforme pentru amplasarea diverselorconstrucii, platforme de drumuri, canale de coast sau ci ferate executate parale cu curbelede nivel, suprancrcarea versanilor, prbuiri datorit excavaiilor subterane sau golurilorcreate de fenomenele carstice etc. (Fig. 4.2).( g )4.2.2. VARIAIA UMIDITII ROCILORModificarea umiditii rocilor din versani se poate produce prin aport de ap sau prinpierdere de ap. Aportul de ap se poate datora infiltraiilor din precipitaii sau subinundriirocilor prin ridicarea nivelului apei subterane, iar diminuarea umiditii prin evaporare sauprin drenaj.p j

    Cantitatea de ap dintr-un masiv de roc, exprimat prin gradul de umiditate, poate varia dela zero (Sr = 0) n cazul rocilor uscate, situate n zona de evaporare, la valoarea maxim (Sr >0,9) n cazul rocilor saturate situate sub nivelul apei subterane sau, n cazul rocilor argiloase -prfoase, i n zona de capilaritate.

  • Apa din pori i fisuri are o influen nefavorabil asupra caracteristicilor geotehniceale rocilor n special prin creterea greuti volumice i diminuarea rezistenei la forfecare.

    ) E i ii l b) Eroziune torenial; alunecri ctre canalul torentului

    a) Eroziune sau excavaii la baza versantului

    c) Alunecri produse n cariere d) Alunecare datorat suprancrcrii versantului

    e) Condiii de alunecare create de excavarea platformelor de

    drumuri i CFf) Alunecri datorate unui

    canal de coast

    h) Alunecri datorate prbuirii g) Alunecri datorate producerii zonei de la gura unei galerii

    executate n versantunor prbuiri ale suprafeei

    versantului

  • 4.2.3. ACIUNEA MECANIC A APEI DIN ROCIPe pereii fisurilor umplute cu ap acioneaz presiunea hidrostatic w = w z care poatecontribui sensibil la creterea eforturilor n masivul de roc, accentuarea gradului de fisurarei diminuarea rezistenei lor la forfecare a rocilor din versanti diminuarea rezistenei lor la forfecare a rocilor din versant.Apa din porii i fisurile rocilor, n urma ngheului, poate trece din stare lichid n stare soliddatorit ngheului. Acest fenomen are loc n partea superficial a terenului pe adncimeamaxim de nghe. Prin ngheare apa i mrete volumul i exercit presiuni asupra pereilorcare delimiteaz golurile n care este cantonat. Prin aceast aciune se accentueazfenomenele de fisurare i dezagregare ale rocilor al cror efect final este reducerea rezisteneig gmecanice a masivului de roc.4.2.4. ACIUNEA HIDRODINAMIC A APEIStabilitatea versanilor poate fi afectat de micarea apei att direct, prin fora de filtraie, cti indirect, n urma proceselor de antrenare hidrodinamic a pmnturilor necoezive care intrn alctuirea versanilor.n alctuirea versanilor.Fora de filtraie se manifest ndeosebi cnd nivelul apei din interfluvii crete i apa estedrenat ctre suprafaa versanilor.Foarte frecvent se produc alunecri ale versanilor datorit aciunii forelor de filtraie lagolirea rapid a lacurilor de acumulare care favorizeaz exfiltraiile din versani.Procesele de antrenare hidrodinamic, sub form de sufozie, eroziune intern, refulare saurupere hidraulic pot iniia procese de alunecare a versanilor.n figura 4.3 sunt redate situaii create de aciunea hidrodinamic a apei care pot favorizaalunecri ale versanilor.

    Fig. 4.3. Instabilitatea versanilor provocat de aciunea hidrodinamic a apei: a - sufozie; b - eroziune intern; c - refulare hidraulic i trecerea nisipului n stare de lichefiere;

    d - rupere hidraulic

  • 4.2.5. FOLIAIACaracteristic rocilor ncadrate n categoria roc de baz, foliaia este reprezentat prinsuprafee de stratificaie, clivaj i fisuraie i n multe cazuri joac un rol foarte important nproducerea alunecrilor de teren ndeosebi cnd aceste suprafee conform cu panteleproducerea alunecrilor de teren, ndeosebi cnd aceste suprafee, conform cu panteleversanilor, se umezesc excesiv.Alunecrile care sunt favorizate de foliaie se caracterizeaz prin suprafee de alunecare ngeneral plane, deplasarea maselor de roci fcndu-se prin translaie. Astfel de alunecri suntcaracteristice zonelor de fli i formaiunilor de molas.

    4.2.6. ACIUNI SEISMICEPericolul cel mai mare pentru stabilitatea versanilor n timpul cutremurelor de pmnt lconstituie aciunea undelor superficiale transversale care acioneaz n plan orizontal, subform sinusoidal, afectnd stabilitatea versanilor prin momentele de inerie pe care le

    creeaz.

    Fig. 4.4. Distribuia forelor care acioneaz asupra unui volum elementaracioneaz asupra unui volum elementar

    de roc din versant n timpul unui cutremur

    Forele care acioneaz n timpul cutremurului asupra unui volum elementar de roc dinversant sunt (Fig. 6.4):

    G - fora de greutate corespunztoare volumului de roc luat n considerare,avnd componentele normal N i tangenial T la suprafaapotenial de rupere;

    Q - fora orizontal rezultat din aciunea seismic, avndcomponentele normal Nc i tangenial Tc la suprafaapotenial de rupere.

    S - fora de rezisten la forfecare a rocii.Forele care acioneaz n favoarea stabilitii sunt forele N i S iar forele destabilizatoareForele care acioneaz n favoarea stabilitii sunt forele N i S iar forele destabilizatoareNc, T i Tc.Fora N va fi diminuat de fora Nc n timp ce fora tangenial T se amplific prin nsumarecu componenta Tc.

  • Dac nainte de cutremur factorul de stabilitate era

    tg

    sN c L

    FT T

    n timpul cutremurului el scade la valoarea

    tgcs

    c

    N N c LF

    T T T

    (4.3)

    Dac se are n vedere i presiunea apei din pori U, factorul de stabilitate devine:

    tgc

    sc

    N U N c LF

    T T T

    (4.4)

    n cazul n care micarea seismic coincide i cu o perioad de precipitaii, cnd rocile dinversani se umezesc, putnd ajunge pn la saturaie, probabilitatea producerii alunecrilorcretecrete.Cutremurele au efect destabilizator asupra nisipurilor submersate din versani. Dac stratelede nisip se afl n apropierea suprafeei terenului i nisipurile sunt afnate, exist riscul caacestea s treac n stare de lichefiere cu pierderea complet a rezistenei la forfecare i acapacitii portante. n asemenea situaii pe suprafaa versantului pot s apar zone cu erupiide nisip i s se declaneze alunecri care au drept focar locul de producere a refulriip p pnisipului (Fig. 4.5).

    Fig. 4.5. Lichefierea i refularea nisipului dintr-un versantn timpul cutremuruluin timpul cutremurului

    ocurile i vibraiile induc n masivele de roci eforturi dinamice ciclice care, n cazul rocilordezagregate determin o reaezare a particulelor solide concomitent cu creterea i scdereaalternativ a presiunii apei din pori i fisuri. Creterea presiunii apei din pori peste anumitevalori poate crea momente cnd rezistena la forfecare a rocilor s coboare sub valoarea careasigur stabilitatea versantului. n plus, n timpul manifestrii vibraiilor, datorit variaiei

    i ii i di i i i f hid di i d filt i i presiunii apei din pori variaz i fora hidrodinamic de filtraie cu consecinedestabilizatoare asupra echilibrului versantului.

    Efectul cutremurelor de pmnt i al trepidaiilor de orice natur asupra stabilitiiversanilor este maxim n cazul rocilor saturate, n special n cazul rocilor necoezive de tipulnisipului, cu grad de neuniformitate redus.

  • Producerea cutremurelor n timpul sau imediat dup perioade de precipitaii sau dupcoborrea rapid a apei n lacurile de acumulare, cnd rocile din versani sunt n staresaturat, creeaz condiii foarte favorabile pentru producerea alunecrilor de teren.Declanarea alunecrilor de teren de regul necesit o succesiune de solicitri dinamice careDeclanarea alunecrilor de teren de regul necesit o succesiune de solicitri dinamice careau drept efect diminuarea treptat a rezistenei la forfecare a rocilor i implicit a factorului destabilitate pn la atingerea limitei de echilibru cnd se declaneaz alunecarea (Fig. 4.6).

    Fig. 4.6. Variaia rezistenei la forfecare i a factorului de stabilitate dup solicitri seismice repetate

    Dac se consider c versantul se gsete n stare de echilibru stabil, corespunztoare uneirezistene de forfecare f (Fig. 6.6, punctul A) dup primul oc rezistena la forfecare ifactorul de stabilitate scad pn la o valoare minim. Dup trecerea undei de oc rezistena laforfecare nu mai revine la valoarea iniial i n consecin nici factorul de stabilitate.Dup producerea mai multor ocuri succesive rezistena a forfecare se diminueaz treptatpn cnd factorul de stabilitate poate s ating valoarea critic F = 1 (punctul B) ceea cepn cnd factorul de stabilitate poate s ating valoarea critic Fs = 1 (punctul B), ceea censeamn c versantul i-a pierdut rezerva de stabilitate i alunecarea se poate declana norice moment.

    Observaiile i msurtorile efectuate de diveri autori asupra efectului vibraiilor, n ceea ceprivete stabilitatea versanilor i taluzelor, au artat c pentru acceleraii de ordinul a ctorvazeci de cm/s2 efectul este neglijabil sau minor. Cnd acceleraia depete 80-100 cm/s2zeci de cm/s efectul este neglijabil sau minor. Cnd acceleraia depete 80 100 cm/sefectul acestor vibraii ncepe s devin periculos. Cnd acceleraia vibraiilor devine egalcu acceleraia gravitaiei (981 cm/s2) corpurile se desprind de pe suprafaa scoarei iposibilitatea de producere a alunecrilor i prbuirilor de roci crete considerabil. Aceastsituaie ar corespunde la cutremure de intensitate foarte mare.

    4.3. CRITERII DE CLASIFICARE A ALUNECRILOR DE TERENCele mai multe criterii de clasificare in seama de elementele geometrice ale alunecrilor.Principalele elemente geometrice ale unei alunecri de teren sunt redate n figura 4.7.

  • Fig. 4.7. Elementele geometrice ale unei alunecri de teren: 1 - frontul de desprindere;

    2 crpturi (microfalii) laterale;2 - crpturi (microfalii) laterale; 3 - baza alunecrii; 4 - piciorul

    alunecrii; 5 - suprafaa de rupere dup care se produce alunecarea

    4.3.1. FORMA SUPRAFEEI DE RUPEREDup acest criteriu alunecrile de teren se clasific n alunecri circular - cilindrice,alunecri de translaie (pe suprafee plane), alunecri pe suprafee de form oarecare (Fig.4.8).

    Fig. 4.8. Clasificarea alunecrilor de teren dup forma suprafeei de g f p f p f rupere: a - circular - cilindrice (rotaionale); b - de translaie;

    c - dup o suprafa de rupere de form oarecare;d - mixte; e - retrograde

  • Alunecrile circular - cilindrice sunt caracteristice versanilor cu structura omogen dinpunct de vedere litologic i geotehnic (Fig. 4.8,a).Alunecrile de translaie se produc pe suprafeele plane ale unor strate cu rezistena laforfecare redus (exemplu un strat de argil care se poate nmuia dup o perioad deforfecare redus (exemplu un strat de argil care se poate nmuia dup o perioad deprecipitaii sau datorit pierderilor prin infiltrai de ap din reelele de ap sau canalizare)(Fig. 4.8,b).

    Alunecrile care se produc dup o suprafa oarecare sunt cele mai frecvente i, de regul,deplasarea are loc pe suprafeele care delimiteaz deluviile de roca de baz (Fig. 4.8,c).n aceast categorie sunt cuprinse i alunecrile mixte care n partea superioar de exemplun aceast categorie sunt cuprinse i alunecrile mixte, care n partea superioar, de exemplu,sunt de form circular - cilindric i se continu spre aval pe suprafee plane (Fig. 6.8,d),precum i alunecrile retrograde, cu formare de grabene (Fig. 6.8,d).

    4.3.2. ADNCIMEA MAXIM A SUPRAFEEI DE ALUNECAREClasificarea alunecrilor dup adncimea maxim la care se situeaz suprafaa de rupere esteconvenional i separ alunecrile de teren conform Tabelului 4.1.

    Tabelul 4.1. Clasificarea alunecrilor dup adncimea suprafeei de rupere

    Tipul de alunecare Adncimea suprafeei de alunecareSuperficial < 1 m

    De adncime micAdncFoarte adnc

    1 - 5 m5 - 20 m

    > 20 m

    4 3 3 SENSUL DE DEPLASARE A FRONTULUI DE DESPRINDERE4.3.3. SENSUL DE DEPLASARE A FRONTULUI DE DESPRINDERE

    Desprinderea masei de roci care alunec poate ncepe de la baz sau din zona median aversantului i s se extind ctre partea superioar a acestuia, prin desprinderea n continuare,felie cu felie, a moi volume de roc. Este posibil ns ca alunecarea s nceap la parteasuperioar a versantului iar masa de roc ce alunec s suprancarce versantul n zonaimediat inferioar i s produc dezechilibrul acestuia suprafaa zonei afectat de alunecareimediat inferioar i s produc dezechilibrul acestuia, suprafaa zonei afectat de alunecareputndu-se extinde pn la baza versantului.n funcie de sensul de deplasare pas cu pas a frontului de desprindere alunecrile seclasific n alunecri de tip delapsiv (regresiv) i alunecri de tip detrusiv (progresiv).

  • Fig. 4.9. Clasificarea alunecrilor de teren dup

    sensul de extindere a acestora:a - alunecri delapsive

    (regresive); b - alunecri d t i ( i )detrusive (progresive)

    Alunecrile de tip delapsiv (regresiv). Cnd frontul de desprindere al masei de roci carealunec se deplaseaz ctre partea superioar a versantului alunecarea este de tip delapsiv(Fig. 6.9,a). Principalele cauze care favorizeaz acest tip de alunecare sunt eroziunile sauexcavaiile executate la baza versanilor.Mecanismul de producere a acestui tip de alunecare este urmtorul:Prin eroziunea lateral a unui ru, de exemplu, baza versantului este erodat creindu-se untaluz cu o pant mult mai mare dect panta general a versantului. n aceste condiii la bazaversantului, pe o zon relativ restrns, se creeaz condiii de reaezare a taluzului rezultatdin eroziune, la o panta de echilibru.

    Fenomenul de alunecare ncepe cu desprinderea unui prism de roc cu suprafaa de rupere 1(Fig. 4.9,a) care se deplaseaz ctre baza versantului. Prin aceast desprindere i deplasare aprimului prism de roc suprafaa de taluz instabil se mut din poziia 0 n poziia 1 ifenomenul se repet prin desprinderea unui nou volum de roc dup suprafaa de rupere 2.a.m.d. pn cnd versantul ajunge la o pant de echilibru stabil.Caracteristic acestui tip de alunecare este faptul c frontul de desprindere se deplaseaz de lapartea inferioar a versantului ctre partea superioar, alunecarea fcndu-se felie cu felie,roca antrenat n procesul de alunecare este supus la eforturi de ntindere iar sensurile dedeplasare ale frontului de desprindere i masei alunecate sunt opuse.Alunecrile de tip detrusiv (progresiv) se datoreaz suprancrcrii versanilor i de regul di t i ti d t b t l incep din zona suprancrcat i se extind ctre baza versantului.Schema de desfurare a unei alunecri de tip detrusiv este artat n figura 4.9,b.

  • Dac sarcina de suprancrcare depete o anumit valoare care poate s conduc la apariiaunei fore de tiere n masivul de roc mai mare dect rezistena la forfecare a rocilor dinversant, se declaneaz o alunecare dup o suprafa de rupere 1. Masa de roci care alunecse deplaseaz ctre baza versantului suprancrcnd zona inferioar adiacent creindu-secondiii de instabilitate asemntoare cu cele care au produs prima suprafa de rupere ncondiii de instabilitate asemntoare cu cele care au produs prima suprafa de rupere. nacest fel apare o succesiune de suprafee de rupere pn cnd, prin reaezarea rocilor caurmare a alunecrii, versantul intr ntr-o stare de echilibru stabil, alunecarea putndu-se opriundeva pe versant sau s ajung pn la baza acestuia.Alunecrile de tip detrusiv se caracterizeaz prin aceea c fronturile de desprindere se succedncepnd de la partea superioar ctre baza versantului, direcia de deplasare a frontului dep p p , pdesprindere este n acelai sens cu deplasarea masei care alunec iar rocile antrenate nprocesul de alunecare sunt supuse eforturilor de compresiune.

    4.3.4. VITEZA DE DEPLASARE A MASEI DE ROCI CARE ALUNECUna dintre multele clasificri ale deplasrilor maselor de roci la suprafaa terenului n funciede viteza de micare este cea redat n Tabelul 4.2.

    Tabelul 4.2. Clasificarea alunecrilor dup viteza de deplasareCaracterizareaCaracterizarea

    deplasrii Clasa Viteza de deplasare Tipul de deplasare

    Extrem de rapid 7 > 5 m/s Prbuiri de rociFoarte rapid 6 5 m/s ... 3m/min

    Alunecare propriu-zis

    Rapid 5 3 m/min ... 1,8 m/orModerat 4 1,8 m/or .... 13 m/lunLent 3 13 m/lun ... 1,6 m/anFoarte lent 2 1 6 m/an 16 mm/anFoarte lent 2 1,6 m/an ... 16 mm/an

    Extrem de lent 1 < 16 mm/an Creep (curgerea lent a deluviului4.3.5. NATURA ROCII AFECTAT DE ALUNECARED t it i l il d t l ifi tf l (Fi 4 10)Dup acest criteriu alunecrile de teren se clasific astfel (Fig.4.10):

    Alunecri care afecteaz numai deluviile. Alunecri pe contactul dintre deluviu i roca de baz. Alunecri care afecteaz n principal roca de baz.

  • 4.3.6. POZIIA SUPRAFEEI DE ALUNECARE FA DE STRATIFICAIA ROCILOR

    n funcie de orientarea suprafeei de alunecare fa de stratificaia rocilor se deosebescurmtoarele tipuri de alunecri (Fig. 4.11):

    alunecri consecvente, cnd suprafaa de alunecare nclin n acelai sens cusuprafeele de stratificaie ale rocilor; alunecri obsecvente, cnd suprafaa de alunecare nclin n sens invers fa destratificaie; alunecri insecvente cnd nu se poate stabili un raport clar ntre orientareaalunecri insecvente cnd nu se poate stabili un raport clar ntre orientareasuprafeei de alunecare i stratificaia rocilor; alunecri asecvente; se produc n masive de roci nestratificate.

    b)a)

    d)c) d))

    Fig. 4.10. Clasificarea alunecrilor dup natura rocilor:

    a - suprafaa de alunecare afecteaz numai deluviul; b - suprafaa de alunecare se situeaz la limita

    deluviu - roc de baz; c - suprafaa de alunecare afecteaz att deluviul

    Fig. 4.11. Clasificarea alunecrilor dup poziia suprafeei de rupere fa de stratificaia rocilor:a - consecvent; b - obsecvent; c - insecvent;

    d - asecvent

    ct i roca de baz

  • 6.3.7. STAREA FIZIC A ROCILOR DIN MASA ALUNECRIMasele de roci n micare i pstreaz structura iniial cnd deplasarea se face n bloc.Uneori, anumite tipuri de roci n micare i pot modifica substanial structura iniial i streac n stare curgtoare.n funcie de starea fizic a rocilor n micare alunecrile se clasific n dou mari categorii:

    Alunecri de roci cu structura nederanjat. Curgeri de argile tixotropice i mase de nisip lichefiat.

    R il il l it t f t fi t i t t t d j tRocile argiloase, cu granulozitate foarte fin, pot sa-i pstreze structura nederanjat precumi rezistena la forfecare dac acestea nu prezint proprieti tixotropice.n cazul n care argilele, cum sunt cele bentonitice, cu coninut ridicat n minerale de tipulmontmorillonitului prezint proprieti tixotropice, la solicitri dinamice legturile dintreparticulele disperse se rup i argila se transform ntr-un gel cu rezisten la tiere aproapenul ceea ce face ca deplasarea masei lichefiate s se produc sub forma unui torent de noroinul ceea ce face ca deplasarea masei lichefiate s se produc sub forma unui torent de noroi(Fig. 4.12).

    Fig. 4.12. Vedere panoramic a unei curgeri de roci argiloase, pe partea dreapt a rului Buzu, n dreptul localitii Chirleti. Se

    observ limitele de contact ale canalului de scurgere cu versantul stabilobserv limitele de contact ale canalului de scurgere cu versantul stabilDac masa de roc lichefiat a fost pus n micare, refacerea structurii iniiale iredobndirea rezistenei la tiere nu se pot produce dect atunci cnd masa respectiv intr nstare de repaus.

    n cazul rocilor nisipoase submersate, la solicitrile dinamice din timpul cutremurelor sau np , pcazurile n care se pot crea gradieni mari de curgere, nisipul poate s-i piard completrezistena la tiere, s treac n stare de lichefiere i s produc refulri care s dea natere latoreni de nisip.

  • 4.3.8. GRADUL DE STABILIZARE

    Dup gradul de stabilizare alunecrile se clasific conform Tabelului 4.3.Tabelul 4.3. Clasificarea alunecrilor dup gradul de stabilizare

    Tipuri de alunecri Caracterizare

    Active Procesul de alunecare se afl n desfurare

    Temporar stabilizate

    Alunecrile au ajuns ntr-un stadiu de echilibru stabil dar este posibil ca acestea s fie reactivate sub aciunea unuia sau mai multor factori favorizatori care pot aciona n viitorAlunecrile au ajuns ntr-un stadiu de echilibru

    Stabilizate

    Alunecrile au ajuns ntr-un stadiu de echilibru stabil i indiferent de natura i intensitatea factorilor favorizatori care pot s apar nu mai exist pericolul reactivrii lor

    4.4. ALTE FORME DE DEPLASARE A MASELOR DE ROCI LA SUPRAFAA VERSANILOR I TALUZURILOR

    4.4.1. PRBUIRILE DE ROCIPrbuirile sunt cele mai rapide forme de deplasare a maselor de roci care se produc subefectul gravitaiei. Acestea afecteaz ndeosebi rocile stncoase, fisurate, cu clivaj pronunatsau cu suprafee de stratificaie pe care se pot produce infiltraii de ap supuse unui profundsau cu suprafee de stratificaie pe care se pot produce infiltraii de ap, supuse unui profundfenomen de eroziune n urma cruia rezult un relief cu pante abrupte (Fig. 6.13). Panteabrupte pot fi create i artificial, prin excavaii pentru diverse construcii: platforme dedrumuri sau ci ferate, cariere etc.

    a) b)a) b)

    Fig. 4.13. Prbuiri de roci datorate eroziunii: a - eroziune accentuat la baza versantului; b - erodarea falezelor prin

    abraziune marin

  • Principalele cauze care favorizeaz prbuirile de roci sunt modificrile de eforturi n masivdatorit creierii unor pante abrupte prin eroziune sau excavaii, existena unor suprafee deminim rezisten n masivul de roc, cu orientare spaial nefavorabil (stratificaie, clivaj,fisuraie), prezena unor falii nsoite de zone de brecii, crearea unor goluri subterane prinfisuraie), prezena unor falii nsoite de zone de brecii, crearea unor goluri subterane prindizolvare (carst) sau prin excavaii miniere.Fisurile care afecteaz rocile, datorit tensiunilor din masiv, au tendina de a se lrgi mai multla suprafaa masivului, favoriznd ptrunderea mai uoar a apei, care prin ngheareaccelereaz procesul de despicare i prbuire a rocilor. Presiunea hidrostatic a apei dinfisuri contribuie i ea la creterea tensiunilor din masivul de roc.Acumulrile de roci dezagregate de la baza versanilor afectai de fenomene de prbuire saunatere la depozite de grohoti.Prbuirile de roci, producndu-se cu vitez mare, sunt periculoase pentru securitateaconstruciilor deoarece timpul foarte scurt n care se produc nu permite punerea n aplicare aunor msuri de protecie eficiente.p 4.4.2. CREEPUL

    Curgerea lent a deluviilor pe pantele versanilor, sub aciunea permanent a cmpuluigravitaional, poart numele de creep i se datoreaz n special variaiilor de temperatur iumiditate care afecteaz masa deluvial.Viteza de curgere lent a deluviului pe versani este foarte mic, de ordinul ctorva milimetri,rar ajungnd la civa centimetri pe an.Datorit creterii temperaturii, prin dilatarea masei deluviale un volum elementar dincuprinsul acesteia se deplaseaz pe direcia normalei la suprafaa versantului (Fig. 4.14).Cnd temperatura scade masa deluviului se contract i volumul unitar luat n considerare sedeplaseaz pe vertical ocupnd o alt poziie fa de cea precedent Repetarea acestordeplaseaz pe vertical ocupnd o alt poziie fa de cea precedent. Repetarea acestoroscilaii de volum face ca fiecare particul din masa deluviului s se deplaseze lent pe pantaversantului. Viteza de deplasare este mai mare ctre suprafaa masei deluviale i descretectre baza acesteia.Cnd curgerea lent se datoreaz n special variaiei de temperatur fenomenul poart numelede creeping termic. Pe lng temperatur un rol important revine i coninutului de ap dinp g g p p ppori care controleaz n bun msur rezistena la forfecare a deluviului facilitnd curgereaacestuia cu vitez mai mare sau mai mic n funcie de creterea sau scderea umiditii.n procesul de curgere lent pe versant deluviul este supus la un efort de ntindere. Ctre bazaversantului, unde micarea poate fi ncetinit sau chiar blocat, deluviul este supus la eforturide compresiune datorit mpingerii masei deluviale de deasupra, care se afl n micare.Contactul dintre depozitele deluviale i roca de baz de regul este marcat printr-o zon cubrecie rezultat din fragmentarea capetelor de strat pe care deluviul se mic lent ctre bazaversantului. Uneori capetele de strat sunt antrenate n micarea deluviului, rocile tari,competente, se fragmenteaz iar cele moi, plastice, se deformeaz ndoindu-se ctre bazaversantului (Fig. 4.14).

  • Fig. 4.14. Curgerea lent a deluviului pe panta versantului (creep) i ndoirea capetelor de strate (Haken Weifen) n sensul curgerii deluviului

    4.4.3. SOLIFLUXIUNEA

    Procesul de curgere n timpul dezgheului a rocilor dezagregate de la suprafaa terenului pestesubstratul care se menine ngheat poart numele de solifluxiune (Fig 6 15) Solifluxiuneasubstratul care se menine ngheat poart numele de solifluxiune (Fig. 6.15). Solifluxiuneaeste caracteristic zonelor de altitudine nalt, cu relief viguros, afectate de fenomene denghe - dezghe.n perioadele cu temperaturi negative apa din porii rocilor nghea pn la o adncime subsuprafaa terenului care depinde de zona respectiv i de climatul specific acesteia.

    Fig. 4.15. Schema mecanismului de producere a solifluxiunii:a - vedere n plan; b - vedere n seciune

  • n perioadele de dezghe, ncepnd de la suprafaa terenului, apa din porii rocilor sedezghea i umiditatea rocilor respective crete foarte mult, putnd atinge i chiar depilimita superioar de plasticitate. n aceste condiii roca dezgheat poate trece n stare plasticmoale - plastic curgtoare putndu-se deplasa pe panta versantului prin curgere pestemoale plastic curgtoare putndu se deplasa pe panta versantului prin curgere pestesubstratul de roc ngheat. n procesul de solifluxiune este antrenat stratul de pmntvegetal i civa decimetri, rar depind grosimea de un metru, din materialul dezagregatexistent sub ptura de sol.

    555 8 HRILE DE HAZARD LA ALUNECARE I RISCUL 555.8. HRILE DE HAZARD LA ALUNECARE I RISCUL ASOCIAT ALUNECRILOR DE TEREN

    Hrile de hazard reprezint componenta de baz a hrilor de risc la alunecri de terenn sens general, riscul se definete astfel: estimarea matematic a probabilitii de producerea pierderilor materiale i umane, pe o perioad de referin viitoare, ntr-o zon dat, pentruun anumit tip de dezastru.

    Riscul presupune existena a dou elemente: un fenomen natural deosebit (un hazard cu urmri grave); societatea uman, care suport consecinele hazardului.

    Evaluarea riscului asociat hazardului, n cazul de fa hazardului la alunecri de teren, seexprim valoric, n uniti monetare, pentru pierderile materiale i numeric pentru pierderilede viei omeneti.

    5 8 1 HRILE DE HAZARD5.8.1. HRILE DE HAZARDSinonim cu harta instabilitii la alunecare sau a potenialului de producere a alunecrilor deteren, harta de hazard la alunecare reprezint un plan de situaie, la o scar convenabil aleas,corespunztor unei suprafee de teren, mprit n poligoane caracterizate prin acelai gradde instabilitate la alunecare.

    H t d h d l l l lit ti i t t b l ii Harta de hazard la alunecare are valoare calitativ i se ntocmete pe baza lurii nconsiderare a interaciunii mai multor factori care, prin aciunea lor conjugat, pot influenastarea de echilibru a versanilor.n limite acceptabile, starea de echilibru a unui versant poate fi evaluat pe baza estimriifactorului de stabilitate Fs, factor a crui semnificaie fizic exprim raportul dintre rezistenala forfecare a rocilor la nivelul celei mai probabile suprafee de alunecare i forelela forfecare a rocilor la nivelul celei mai probabile suprafee de alunecare i foreletangeniale active

    fsF

    (5.1)

  • Factorul de stabilitate poate varia ntre valoarea critic (Fs=1), valoare minim caremarcheaz limita de echilibru stabil i valori mari i foarte mari, teoretic infinite (Fs = situaii n care versantul este stabil la alunecare.La ntocmirea hrii de hazard, se folosete se folosete inversul factorului de stabilitatedenumit n continuare factor de instabilitate exprimat prin relaia

    (5.2)1

    ms

    KF

    Semnificaia fizic a factorului Km este msura gradului de instabilitate la alunecare sau, nlimite acceptabile, msura potenialului sau probabilitii de producere a alunecrii.S-a adoptat aceast relaie pentru a putea limita variaia factorului de instabilitate laalunecare, Km, n intervalul cuprins ntre 0 i 1. l i (6 7) t b l li it d hilib t l i d F 1 f t l dn relaia (6.7) se poate observa c la limita de echilibru a versantului, cnd Fs=1, factorul deinstabilitate la alunecare este Km=1 sau, exprimat procentual, instabilitatea la alunecare este100%. Pentru valori din ce n ce mai mari ale factorului Fs, gradul de instabilitate laalunecare scade i devine zero cnd factorul de stabilitate Fs este foarte mare, teoretic .Pentru a putea caracteriza posibilitatea de producere a alunecrii trebuie s se in seama dect mai muli factori naturali i antropici care acioneaz independent sau simultan asupract mai muli factori naturali i antropici care acioneaz independent sau simultan asuprastrii de echilibru a versanilor.La evaluarea probabilitii de producere a alunecrii unui versant s-au luat n consideraie 8factori de influen: a - litologic; b - geomorfologic; c - structural; d - hidrologic i climatice - hidrogeologic; f - seismic; g - silvic; h - antropic.

    Influena fiecrui factor asupra strii de echilibru a versantului se exprim printr unInfluena fiecrui factor asupra strii de echilibru a versantului se exprim printr-uncoeficient Ki (i = a .... h), a crui valoare se nscrie ntre0 i 1.Factorii de influen luai n considerare nu acioneaz cu aceeai intensitate asuprastabilitii versanilor. Dintre acetia, doi sunt considerai ca avnd rol determinant: factorullitologic Ka i factorul geomorfologic Kb, ceilali 6 factori avnd o influen secundar.P t l l l d l i d i t bilit t l l d t t f l i i Pentru calculul gradului de instabilitate la alunecare s-a adoptat formula empiric:

    6

    a c e gb d f hm

    K K K K K K K KK

    sausau

    (5.3)0,408h

    m a ibi c

    K K K K

  • Evaluarea coeficienilor Ka ..... Kh, afereni celor 8 factori care influeneaz stabilitateaversanilor se face pe baza analizei materialelor documentare existente i a informaiilor carese obin prin recunoateri pe teren. Criteriile de evaluare a coeficienilor Ka ... Kh suntprezentate n Tabelul 5.4. Aprecierea ct mai corect a acestor coeficieni este esenialpentru calitatea hrii de hazard.n legtur cu msura instabilitii la alunecare, exprimat prin coeficientul Km, se facurmtoarele precizri:

    factorul de instabilitate Km reprezint o form de estimare a potenialului de producerea al necrii ale cr i alori n re lt dintr n calc l matematic probabilistic ba at pea alunecrii, ale crui valori nu rezult dintr-un calcul matematic probabilistic, bazat peprelucrri statistice de date, ci pe baza analizelor calitative i interpretrii aciuniifactorilor naturali i antropici care influeneaz starea de echilibru a versanilor;acurateea i gradul de ncredere al valorilor care se atribuie coeficienilor de influenKa.....Kh depind de nivelul de pregtire i experiena specialitilor care elaboreaz astfelde documentaii cartografice; estimarea valoric a factorului de stabilitate Fs, i implicit a factorului de instabilitateKm, pentru un versant se nscrie ntr-o plaj de aproximare mult mai larg dect n cazulunui taluz excavat sau al unui taluz aferent unui rambleu; extinderea alunecrilor de terenpe versani, msurat pe linia de cea mai mare pant, poate ajunge la zeci i sute demetri, uneori chiar kilometri; de regul aceste alunecri se extind pas cu pas iar evoluiafenomenului de alunecare este n direct legtur cu factorul timp factor care nc nufenomenului de alunecare este n direct legtur cu factorul timp, factor care nc nueste inclus n formulele uzuale pentru evaluarea stabilitii la alunecare a taluzurilor iversanilor; n acest condiii pentru estimarea factorului de stabilitate la alunecare aversanilor experiena specialitilor nc mai are o pondere semnificativ.

    Pentru redactarea hrilor de hazard la alunecare nu se au n vedere lucrri de prospeciunil i i l i ili d l l i h igeologice executate special n acest scop, ci utilizarea tuturor datelor geologice, geotehnice,

    geomorfologice, hidrogeologice .a. existente i numai recunoateri geologice pe teren.Investigaii geotehnice prin lucrri de teren i laborator se vor efectua numai pentru zonele cugrad ridicat de instabilitate, n scopul evalurii riscului asociat alunecrilor ce s-ar puteadeclana i afecta zone importante din punct de vedere economic i social.

    5.8.2. RISCUL ASOCIAT ALUNECRILOR DE TERENRiscul asociat alunecrilor de teren reprezint evaluarea cantitativ, exprimat valoric nuniti monetare, a pierderilor materiale cauzate de producerea alunecrilor, sau numeric, avictimelor omeneti nregistrate n urma catastrofelor cauzate de alunecri.Exprimarea riscului asociat alunecrilor de teren presupune existena hrii de hazard,detaliat prin lucrri de investigaii geofizice i geotehnice, din care se pot obine informaiicu privire la probabilitatea de alunecare aferent zonei pentru care se calculeaz riscul, ievaluri cantitative ale tuturor bunurilor materiale i populaiei care ocup zona respectiv.

  • Ca regul general, riscul asociat alunecrilor se calculeaz i se exprim valoric n unitimonetare, pentru pierderile materiale i numeric pentru pierderile umane, pe zone de egalinstabilitate la alunecare. Dac este necesar riscul poate fi exprimat i grafic, sub form dehri de risc la alunecare pentru zonele consideratehri de risc la alunecare pentru zonele considerate.Riscul asociat alunecrilor de teren se evalueaz cu relaia:

    mMR K VPM (5.4)pentru pierderile materiale i

    mUR K VPU (5.5)pentru pierderile de viei omeneti, considernd, n limite acceptabile, echivalena factoruluide instabilitate Km ca msur a probabilitii de alunecare p.n relaiile (5.4) i (5.5), simbolurile folosite au urmtoarele semnificaii:RM - rata de risc pentru pierderile materiale exprimat n lei;RU - rata de risc pentru pierderile umane, exprimat numeric;Km - factorul de instabilitate la alunecare determinat

    de pe harta de hazard la alunecare;

    V - vulnerabilitatea elementelor expuse riscului; variaz de la 0, dac alunecarea nu influeneaz elementul respectiv, la 1 cnd elementul expus este complet distrus;

    PM - valoarea pierderilor materiale (exprimat n lei);PU - numrul de mori rezultat n urma producerii alunecrii.Riscul asociat alunecrilor se determin n dou variante.n prima variant, maximal, se admite c alunecarea se produce instantaneu, toateelementele sunt expuse riscului n proporie de 100% (vulnerabilitatea V=1) iar pierderilemateriale i umane sunt maxime. d i t i i t d lit t i id f t l l il n a doua variant, cea mai apropiat de realitate, se ia n considerare faptul c alunecrile, ncele mai multe cazuri, se produc lent sau foarte lent.

    Este foarte important aprecierea ct mai realist a vitezei de alunecare, deoarece ntrevulnerabilitatea elementelor expuse i viteza de alunecare exist o legtur direct. Cu ctviteza de alunecare va fi mai mic cu att vulnerabilitatea elementelor expuse se va reduceiar riscul asociat alunecrii respective se va diminua semnificativiar riscul asociat alunecrii respective se va diminua semnificativ.Pentru a construi o hart de risc la alunecare a unei localiti, de exemplu, sunt necesareurmtoarele documentaii:

  • harta general de hazard la alunecare n care se nscrie localitatea respectiv; detalieri ale hrii de hazard a localitilor prin investigaii geofizice igeotehnice;

    estimarea valoric n uniti monetare, a tuturor elementelor expuse riscului peunitate de suprafa (imobile, dotri, valori de patrimoniu, pierderi colateraleetc.);

    calculul ratei de risc pe unitate de suprafa; mprirea suprafeei localitii respective n zone n care pierderile materiale i mprirea suprafeei localitii respective n zone n care pierderile materiale iumane pe unitate de suprafa sunt de acelai ordin de mrime.

    Astfel de hri sunt foarte laborioase i extrem de costisitoare i necesit participarea uneigame foarte largi de specialiti (geologi i geotehnicieni, proiectani, constructori, urbaniti,arhiteci, psihologi, juriti, specialiti n domeniul asigurrilor, experi n evaluri imobiliarei d i i ) l l bili h i i d d ii de patrimoniu etc.). n plus, valabilitatea acestor hri este asigurat pe durat de timp

    limitat, avnd n vedere dinamica de dezvoltare urbanistic i demografic ctre care tindefiecare localitate.

    Este recomandabil ca riscul asociat alunecrilor de teren s fie evaluat numai pentru zonelede interes economic, social i strategic deosebite pentru care harta de hazard indic un gradridicat de periculozitate exprimat prin potenialul mare de producere a alunecrilor de terenridicat de periculozitate exprimat prin potenialul mare de producere a alunecrilor de teren.

    5.9. METODOLOGIA DE NTOCMIRE A UNEI HRI DE HAZARDLA ALUNECRI DE TEREN. STUDIU DE CAZ

    Hrile de hazard la alunecare reprezint documente cartografice mult mai complexe decthrile cu inventarierea alunecrilor existente. Spre deosebire de aceste hri, care pot fintocmite pe baza observaiilor directe i a msurtorilor cu privire la dimensiunile masei depmnt care alunec, hrile de hazard cuprind i alunecrile care nc nu s-au declanat i nuexist nici un semn vizibil c ar exista pericolul ca acestea s se produc.Dac sunt corect ntocmite, hrile de hazard permit adoptarea unor msuri eficiente de

    prevenire a dezastrelor poteniale datorate alunecrilor de teren precum i luarea unor deciziiraionale cu privire la amplasarea construciilor, executarea excavaiilor etc., fr s fiepericlitat stabilitatea versanilor.Prima ncercare de redactare a unei hri de hazard la alunecare, scara 1:1.000.000, sub

    forma unei schie, de zonare a teritoriului Romniei (Fig. 6.34) [67] a fost publicat la cea dea X-a Conferine Dunrean European de Geotehnic i Fundaii - Mamaia 1995.

  • Fig. 5.34. Romnia. Harta de hazard la alunecare

  • Pentru perfecionarea metodologiei de elaborare a hrilor de hazard la alunecri, la scri maimari, s-au efectuat studii pilot n mai multe zone reprezentative de pe teritoriul Romniei.Aceste studii au avut ca obiectiv final punerea la punct a metodologiei pentru redactareahrilor de hazard la alunecare, la scara 1:25.000, pe foi cu suprafaa de 100 km2, folosind cabaz de proiecie hrile topografice editate de Direcia Topografic Militar, hri careacoper ntregul teritoriu al Romniei.Pentru exemplificare se prezint modul de utilizare a metodologiei de redactare a hrilor dehazard la alunecare, n conformitate cu prevederile Legii nr. 575/2001. Ca zonreprezentativ, din punct de vedere al potenialului de producere a alunecrilor de teren, s-aales o suprafa de 24 km2 situat pe Valea Buzului la cca 30 km n amonte de oraulales o suprafa de 24 km2, situat pe Valea Buzului, la cca. 30 km n amonte de oraulBuzu, n dreptul localitilor Prscov - Bdila, pe versantul stng, i Mgura - Ciuta, peversantul drept (Fig. 5.35)

    Fig. 5.35. Harta topografic, sc. 1:25.000 a zonei pilot

  • Programul de elaborare a hrii de hazard s-a desfurat n conformitate cu urmtoareametodologie de lucru:

    pentru suprafaa care face obiectul studiului pilot s-au pregtit hrile ajuttoaredestinate evalurii coeficienilor Ka, Kb, Kc, Kd, Ke, Kf, Kg, Kh (Tabelul 5.4) ; pentru auura exploatarea acestor hri, unde a fost posibil i necesar, acestea au fost micoratesau mrite pentru a fi aduse la sc 1:25 000; pe fiecare hart s a meninut caroiajulsau mrite pentru a fi aduse la sc. 1:25.000; pe fiecare hart s-a meninut caroiajulcorespunztor hrii topografice sc. 1:25.000, editat de D.T.M., luat ca baz dereprezentare;

    pe abloane transparente, la scara 1:25000, s-a construit reeaua de caroiaj; prinsuprapunerea ablonului pe fiecare hart, n conformitate cu criteriile redate n Tabelul5.4, s-au separat zone, pe ct posibil de form poligonal, cu laturile drepte sau, p , p p p g , pcurbilinii, caracterizate prin valori relativ constante ale coeficientului aferent hriirespective; n felul acesta ntreaga suprafa a ablonului a fost mprit n poligoanen interiorul crora, printr-o cifr, s-a notat valoarea coeficientului de influen Ki alfactorului pe care l reprezint harta analizat. n total au fost construite, la aceeaiscar, 1:25.000, 8 reele poligonale, corespunztoare celor 8 factori de influen (Fig.5 36 i 5 37) fiecare reea fiind format din poligoane cu forme i dimensiuni variate5.36 i 5.37), fiecare reea fiind format din poligoane cu forme i dimensiuni variate.

    Exploatarea hrilor tematice, n vederea calculului factorului de instabilitate la alunecare,Km, cu formula (5.5), se poate face manual sau digital.

    Procedeul manual necesit un volum de munc extrem de laborios, astfel nct utilizareaacestuia devine inoportun. Procedeul digital este soluia cea mai productiv i performantpentru redactarea hrilor de hazard la alunecare. Acest procedeu utilizeaz tehnologii GIS(Geografical Information System), care asigur acuratee, precizie, rapiditate, posibiliti deactualizare a informaiei .a.Pentru utilizarea procedeului digital este nevoie de harta topografic a zonei care faceobiectul hrii de hazard la alunecare, cele 8 hri tematice care conin distribuiile

    fi i il K K i f i l d t t i i l t h icoeficienilor Ka...Kh, programe informaionale adecvate acestui scop i personal tehnicspecializat n utilizarea tehnologiilor GIS pentru elaborarea hrilor de hazard.Harta de hazard la alunecare ntocmit pentru zona pilot de pe Valea Buzului este prezentatn figura 5.38.

    Este recomandabil ca, n limita posibilitilor, harta de hazard complet (Fig. 5.38) s seobin prin suprapunerea hrii colorate, n culori transparente, construite aa cum s-amenionat, peste harta topografic care conine elementele de planimetrie, hidrografie ialtimetrie.

  • Silvic (Kg) Antropic (Kh)

    Fig. 5.36. Evaluarea coeficienilor de influen Ka, Kb, Kc,Kd

  • Silvic (Kg) Antropic (Kh)

    Fig.5.37. Evaluarea coeficienilor de influen Ke, Kf, Kg,Kh

  • Fig. 5.38. Harta de hazard la alunecare, sc. 1:25.000, corespunztoare zonei pilot

    Coeficientul mediu de instabilitate la Factorul de Haura Culoarea Coeficientul mediu de instabilitate la alunecare [km] stabilitate la alunecare (Fs)Alb 0,00 - 0,30 Practic 0 > 3,33

    Albastru 0,31 - 0,40 Redus 3,33 - 2,50

    Verde 0,41 - 0,50 Mediu 2,50 - 2,00

    Galben 0,51 - 0,60 Mediu - mare 2,00 - 1,66

    Portocaliu 0,61 - 0,80 Mare 1,66 - 1,25

    Rou 0,81 - 1,00 Foarte mare 1,25 - 1,00

    Fig. 5.39. Legenda la harta de hazard la alunecare redat n figura 5.38