Jdi na obsah Jdi na menu
 


GEODYNAMICKÉ PROCESY

Jsou to procesy, které ovlivňují vytváření zemského povrchu a horninového prostředí v jeho blízkosti. Pro stavební činnost jsou nejvýznamnější zvětrávání, sufóze a vyplavování, eroze, krasové procesy, prosedavost a svahové pohyby.

Zvětrávání

Proces zvětrávání představuje změny ve složení minerálu a hornin působením povrchových činitelů - atmosféry, vody, ledu, teploty a činnosti organizmu za vzniku produktu zvětrávání. Všeobecni se rozlišuje zvětrávání mechanické, chemické a biologické.

  • mechanické zvětrávání představuje fyzikální rozpad hornin. Jak vyplývá z dosavadních zkušeností tento typ zvětrávání je však málo častý a setkáváme se s ním hlavni v pouštních oblastech
  • chemické zvětrávání je nejčastějším typem zvětrávání. Z pohledu stavební praxe a vlastností horninového prostředí, jako prostředí stavby, se rozlišuje na destruktivní a konstruktivní

Destruktivní typ zvětrávání vede k rozpadu hornin bez tvorby nových minerálu, konstruktivní typ vede k tvorbě nových minerálu, zvláště jílového charakteru, které pak ovlivňují fyzikální, mechanické i hydraulické a deformační vlastnosti hornin.

Nejjednodušším procesem, který způsobuje chemické zvětrávání u většiny hornin je oxidace sloučenin železa. Oxidace nastává působením vzdušného kyslíku, který se rozpouští ve vodě obsažené v pórech horniny a tím se roztok stává reaktivním s oxidačním potenciálem, který závisí na parciálním tlaku vzdušného kyslíku a chemizmu vodního roztoku. I při neutrálním pH vody je oxidační potenciál dostatečný, aby okysličil FeII+ na FeIII+. Tento proces pozorujeme v povrchové vrstvi nebo podle puklin jako tzv. limonitizaci. Pokud se vytvoří mocnější limonitové vrstvičky bývá výplň pukliny detritická.

Trvalé působení exogenních geologických činitelů (vody, mrazu, větru) na zemský povrch vede k jeho trvalému snižování, tzv. denudaci.

Zvětrávání může však nikdy probíhat velmi rychle (dny), což ovlivňuje kvalitu hornin, odkrytých v základové spáře nebo ve výkopu či zářezu. Některé pararuly na Českomoravské vrchovině, ve srovnání s migmatity, mohou změnit třídu těžitelnosti i za jednu zimu. V zářezech je v takovém případě třeba zamezit přístupu atmosférických činitelů, zejména vody a mrazu.

Stupeň zvětrání se zjišťuje i při hodnocení kvality stavebního kamene. Zpravidla se vystačí s makroskopickou klasifikací podle obsahu čerstvých minerálních zrn a podle toho, zda se zrna vzájemně dotýkají. Pokud dojde k celkovému rozložení skalní horniny účinkem zvětrávání, považujeme ji z hlediska fyzikálních a mechanických vlastností, již za zeminu. Stupeň zvětrání lze též vyjádřit indexem zvětrání (IZ).

kde

HZ = vlastnost zdravé horniny (napo. objemová hmotnost nebo pevnost)

HV = vlastnost zvětralé horniny

Sufóze

Tento proces představuje postupné rozpouštění a vyplavování velmi jemných částic nebo tmele a následné náhlé ztekucení zeminy. Tyto poruchy se označují jako filtrační a zeminu pak posuzujeme i z hlediska její filtrační stability.

Vliv na vznik sufóze má především zrnitost. Náchylnější jsou zeminy s nízkým obsahem střední zrnitostní frakce, což umožňuje transport jemných zrn mezi většími. Další vliv mají pórovitost a ulehlost a tlakový spád proudící vody.

Velmi často dochází k těmto poruchám ve sprašoidních zeminách a v píscích.

Kuřavka je typickým sedimentem jižní Moravy, v němž dochází ke ztekucení. Jedná se o tekoucí písek, který tvoří často horninové prostředí lignitových slojí. K ztekucení dochází i působením otřesu nebo náhlými výkyvy hladiny podzemní vody.

Nejvhodnějším opatřením proti sufózi a vyplavování je u hrází snížení filtrační rychlosti a prodloužení dráhy průsaku vybudováním vodotěsných koberců nebo svislých stěn na návodní straně, a tím snížení vztlaku. Je možno využít též injektáže.

Eroze

Je rušivá činnost vody a ledovce. Vodní eroze se projevuje jednak na svazích, jako účinek dešťového ronu, jednak v korytě, jako eroze vlastního toku. Ta může být hloubková a boční. Hloubková eroze působí převážně v horním toku a formuje strmé svahy ve tvaru písmene "V". Boční eroze působí hlavni ve středním a dolním toku a vytvářejí se meandry (obr. 31). Studium erozivní činnosti řeky pomáhá objasnit charakter toku a zvolit správný postup při návrhu jeho regulace. Ledovcová eroze se projevuje jak u ledovců kontinentálních, tak i ledovců vysokohorských (obr. 32). Vysokohorský ledovec modeluje údolí ve tvaru písmene "U". Mohou vznikat i visutá údolí a morfologii údolí ovlivňují i ledovcové sedimenty - morény.

Krasové jevy

Představují geodynamický proces, který vede k rozpouštění karbonátových hornin. Intenzita se řídí vlastnostmi vody, chemizmem horninového prostředí a tektonickým vývojem oblasti.



Obr. 32 Vysokohorský ledovec.



Obr. 31 Vývoj toku meandrující řeky

Krasové jevy postihují nejen vápence, ale i krystalické vápence (mramory), napo. jeskyni Na Pomezí na severní Moravě.

Svahové pohyby

Pod pojmem svahový pohyb se zpravidla rozumí přemisťování hornin po svahu účinkem zemské tíže za porušení rovnováhy svahu. Ke vzniku svahových pohybu dochází jednak v určitých, příhodných geologických strukturách, jednak z příčiny permanentních nebo epizodických svahových faktoru.

Faktory svahových

Podle způsobu účinku se faktory dělí na aktivní, které zvyšují napití ve svahu a pasivní, které snižují pevnost horninového pohybu prostředí.

Podle povahy, intenzity a průběhu trvání se faktory dělí na:

  • permanentní - faktory, které působí dlouhodobě
  • epizodické - faktory, které probíhají jednorázově, rychle a jsou vlastní příčinou pohybu

Jako trigger se označuje bezprostřední příčina vyvolaného pohybu.

K permanentním faktorům lze počítat vnitřní a vnější geologické síly, napo. subdukci, vulkanizmus, tektoniku, erozi, sufózi a zvětrávání.

Epizodickými faktory bývají převážně geologické síly exogenní (např. stoletý déšť?), z endogenních sil pak nejčastěji zemětřesení. Epizodickým faktorem bývá často právě inženýrská činnost, tzv. antropogenní faktor.

Geologické struktury příznivé pro vznik svahových pohybu

Český masív

  • Česká křída

Horninové prostředí je budováno dvěma komplexy horizontálně až subhorizontálně uložených sedimentu. Jsou to komplex křídových křemenných, tzv. kvádrových pískovců (místy i opuk) a komplex pelitů - jílovců, slínovců až slínů nebo prachovců, z nichž nikteré mohou být navíc objemově nestálé.

Je-li komplex pískovců v nadloží komplexu pelitů, probíhá rozpad pískovců na okraji skal podle tahových svislých puklin a dochází k jejich postupnému dělení, vyklápění nebo sklápění jednotlivých ker a konečně odpojení ker od vlastního komplexu. V případě objemových změn v podložních pelitických vrstvách, dojde k zabořování, klouzání a posléze ke vzniku sesuvu rozpadlých hornin. Tento typ svahového pohybu se označuje jako kerný nebo-li blokový a dochází k němu téměř na všech okrajích křídových pískovců, ležících na měkkých slínech. Svahové pohyby v dolní části svahu, kde jsou již bloky pískovců rozpadlé, se považují za plošné nebo proudové sesuvy.

  • Neovulkanity

Podobný rozpad může nastat i na okraji neovulkanitů Českého středohoří. Horním pevným komplexem jsou neovulkanity, měkkým podložím křídové, výše popsané slíny. Systém pohybu je v podstatě podobný s popsaným pohybem hornin v české křídě.

Západní Karpaty

  • Flyš

Je nejdůležitější geologickou strukturou, příznivou pro vznik svahových pohybu. Již samotný název (odvozeno jednak z německého slova fliessen - téci, jednak podle názvu švýcarské vesničky Flysch, odkud byly popsány v minulém století rozsáhlé sesuvy), nasvědčuje tomu, že se jedná o oblast na sesuvy velmi bohatou.

Geologická stavba - střídání pískovců až slepenců s jílovými břidlicemi až jílovci, tj. vrstev s proměnlivou propustností a rozdílným pevnostním charakterem, vznik nestability území jen podporuje. Ve flyši se setkáváme s různými projevy nestability a typy svahových pohybu. K nejčastějším však patří plošné a proudové sesuvy, z nichž první lze sanovat, druhé jen velmi obtížně.

  • Neogenní pánve

I když se jedná o ploché a rovinaté území, dochází často k porušení stability zářezu a odřezu při budování dopravních liniových staveb. Horninovým prostředím, které způsobuje nestabilitu jsou neogenní slíny spodního badenu, kterým se místně říká "tégly". V blízkosti zlomu jsou tzv. potrhané, tj. skládají se z pevnějších částic ostrohranných a mezi nimi stlačené lístkovité hmoty. Při hloubení zářezu, zvláště, vnikne-li sem voda, se začnou jednotlivé úlomky pootáčet a dochází k mělkým, ale trvalým sesuvům. Jestliže se jim nevěnuje ihned inženýrská pozornost, mohou se rozšířit až na velké a plošně rozsáhlé sesuvy, s jejichž zabezpečením bývají spojeny velké finanční náklady.

Čtvrtohorní sedimenty

Ve čtvrtohorních pokryvech mohou vznikat sesuvy ve sprašoidních sedimentech, zvláště, jsou-li spraše uloženy na nepropustném podložním neogenním jílu. Ale mohou být porušována i eluvia v krystaliniku ztekucením nebo účinkem mrazového zvětrávání. Na Českomoravské vrchovině dochází často k opadávání skal a ke vzniku rozsáhlých suťových kuželů se sníženou stabilitou.

Typy svahových pohybu

Podle mechanizmu a rychlosti se dělí svahové pohyby takto:

  • Plazení je typem svahového pohybu, který má charakter pomalého tečení tuhé látky. Z geologického časového hlediska jde o dlouhodobý a zpravidla se nezrychlující pohyb horninové hmoty. Rozhraní mezi pohybující se hmotou a jejím nepohyblivým podložím je málo zřetelná. S výjimkou velkých blokových (kerných) polí jsou výsledné morfologické formy tohoto svahového pohybu málo výrazné.
  • Sesouvání je relativně rychlý krátkodobý klouzavý pohyb horninových hmot po svahu podle jedné nebo více smykových ploch. Výsledkem sesouvání je sesuv (obr. 33). V horní části je charakterizován odlučnou oblastí, ve střední je tvořen vlastním splazem a v dolní části se vytváří výrazné čelo sesutých hmot. Při sesouvání může dojít k uplatnění plazení ve spodní části a k stékání nebo řícení na jeho povrchu.
  • Stékání je rychlý krátkodobý pohyb horninových hmot ve viskózním stavu. Podstatná část hmot vyteče z odlučné oblasti (deprese) a přemístí se na poměrně velkou vzdálenost. Stékající hmoty jsou odděleny od nepohybujícího se podloží ostrou hranicí. Výslednou formou stékání je proud. V končeném stádiu může stékání přejít v plazení. Jako svahový pohyb se tento typ sesuvu označuje tehdy, jestliže podíl vody ve stékající hmotě není vetší než podíl horninových úlomku.
  • Řícení je náhlý krátkodobý pohyb horninových hmot na strmých svazích. Po rozvolnění (zpravidla dlouhodobém) se horninové hmoty volným pádem zřítí za krátkodobé ztráty kontaktu se svým podložím.

 


Obr. 33 Plošný a proudový sesuv.

Přehled různých typu svahových pohybu je na obr. 34.

 




Obr. 34 Svahové poruchy. 1, 2, 3 - rozvolňování horských masívu, 4 - gravitační shrnutí, 5 - údolní antiklinála, 6, 7 - kerné deformace, 8 - povrchové plazení, 9 - rotační sesuv, 10, 11 - planární sesuv, 12 - rotační planární sesuv, 13 - zemní proud, 14 - kamenitý proud, 15 - skalní zřícení.

 
 

 

 

Z DALŠÍCH WEBŮ

REKLAMA