1. Vloga zemljinske sukcije na stabilnost plazov
Matej Maček
Inženjerstvo okoliša 2012
Varaždin

2. Uvod Zemljinska sukcija vpliva na: strižno trdnost zemljine
vodoprepustnost zemljine
uskladiščenje vode
Številni numerični izračuni in laboratorijski testi na modelih pobočij so potrdili, da se pojav plazu lahko zgodi zaradi upada sukcije.
Kljub temu skorajda ni terenskih opazovanj, ki bi potrdila splazitve v nesaturirani coni.

3. Uvod
(Godt et al. 2009) 3

4. Nesaturirana zemljina
Izzivi:
Teoretične osnove
Razširitev mehanike saturirane zemljine na nesaturirano zemljino
Visoka nelinearnost zemljinskih parametrov pri reševanju Richardsove enačbe
Cena opreme in testov, trajanje testov
Problemi pri merjenju zemljinske sukcije (območje merjenja, stabilnost meritev, totalna/matrična sukcija) 4

5. Teoretične osnove Kapilarni model
Matrična sukcija je opisana kot posledica kapilarnih sil

6. Teoretične osnove Adsorpcijski model
Matrična sukcija je opisana kot posledica van der Wallsovih sil h D

7. Teoretične osnove
Kombiniran model
(Or in Tuller 1999)

8. Vpliv sukcije na strižno trdnost
Saturirana zemljina – efektivne napetosti
Nesaturirana zemljina – tri možni zapisi
Popravek efektivnih napetosti (Bishop 1959)
Neodvisni napetostni spremenljivki (Fredlund in Morgenstern 1977)
Sukcijska napetost (Lu in Likos 2006)

9. Vpliv sukcije na strižno trdnost
Popravek efektivnih napetosti (Bishop 1959)

10. Vpliv sukcije na strižno trdnost
Popravek efektivnih napetosti (Bishop 1959)
(Vanapalli in Fredlund 2000)

11. Vpliv sukcije na strižno trdnost
Neodvisni napetostni spremenljivki (Fredlund in Morgenstern 1977)
(Toll 2000)

12. Vpliv sukcije na strižno trdnost
Sukcijska napetost (Lu in Likos 2006)

13. Vpliv sukcije na strižno trdnost
Sukcijska napetost (Lu in Likos 2006)

14. Vpliv sukcije na strižno trdnost
Natezna trdnost zemljine
Matrična sukcija, natezna trdnost (kPa)
natezna trdnost
retencijska krivulja
(Lu et al. 2007)
Saturacija (%)

15. Plaz Slano Blato
Geološka karta
(Petkovšek et al. 2011)

16. Plaz Slano Blato
Nakloni pobočij

17. Plaz Slano Blato
Vpliv padavin na stabilnost plazu
(Logar et al. 2005)

18. Plaz Slano Blato 2007 – Vpliv sukcije na nedrenirano strižno trdnost
Nedrenirana strižna trdnost smo določili s padajočim konusom.
Sukcija smo izmerili z Watermark senzorjem sukcije.
(Maček et al. 2010)

19. Plaz Slano Blato 2007 – Terenske meritve na plazu Slano blato
(Maček et al. 2010)

20. Plaz Slano Blato 2007 – Terenske meritve na plazu Slano blato (MS1)
(Maček et al. 2010)

21. Plaz Slano Blato
2011 – Sukcijski edometer in sukcijski enostavni strižni aparat

22. Plaz Slano Blato
Meja krčenja
točka vstopa
zraka

23. Plaz Slano Blato Retencijska krivulja nesaturirana kapilarno zasičenje
zemljina
točka vstopa zraka

24. Plaz Slano Blato Sukcijski enostavni strižni aparat
Bishopov popravek efektivnih napetosti

25. Plaz Slano Blato
Sukcijski enostavni strižni aparat 25

26. Plaz Slano Blato Teorija kritičnega stanja (mod. Cam clay model)
Bishopov popravek efektivnih napetosti

27. Plaz Slano Blato Faktor varnosti (γ=21kN/m3, φ=27°, c=0 kPa)
Naklon pobočja β (°)
uw/h
14.3
18.8
22.2
27.0
32.5
37.4
45.5
-1.0
3.0
2.3
1.9
1.6
1.3
1.2
1.0
-0.8
2.8
2.1
1.8
1.5
1.1
0.9
-0.5
2.5
0.7
-0.4
2.4
-0.2
2.2
1.7
1.4
0.8
0.6
0.0
2.0
0.5
0.2
0.4
0.3
0.1

28. Plaz Slano Blato
Na plazu Slano blato je gladina podzemne vode med 0 in 3 m ter variira s padavinami.
Zemljinska sukcija ima vpliv na stabilnost samo v primeru plitvih plazov, kjer je naklon pobočja večji od strižnega kota zemljine.
Stabilnost globokih plazov je odvisna od nivoja podzemne vode (pozitivnih tlakov vode).
Na stabilnost plazu ugodno vpliva sposobnost vezanja vode (skladiščenja).
Razumevanje gibanja vode in vpliv sukcije na stabilnost plazu nam omogoča sonaravno sanacijo plazov.

29. Viri
Godt, J. W., R. L. Baum, N. Lu (2009) Landsliding in partially saturated materials, Geophys. Res. Lett., 36, L02403, doi: /2008GL
Or, D., M. Tuller (1999) Liquid retention and interfacial area in variably saturated porous media: Upscaling from single-pore to sample-scale model, Water Resour. Res., 35(12), 3591–3605, doi: /1999WR
Bishop, A. W. (1959), The principle of effective stress. Teknisk Ukeblad, 106(39),
Fredlund, D. G., & Morgenstern, N. R. (1977). Stress state variables in for unsaturated soils. ASCE Jour. Geotech. eng. div. (103) ,
Lu, N., Likos, W. J. (2006) Suction stress characteristic curve for unsaturated soils. J. Geotech. Geoenviron. Eng., 132(2), 131–142.
Lu, N., Wu, B., Tan, C. P. (2007) Tensile Strength Characteristics of Unsaturated Sands, J. Geotech. Geoenviron. Eng. 133(2), doi: /(ASCE) (2007)133:2(144)
Vanapalli, S. K., Fredlund, D. G. (2000) Comparison of different procedure to predict unsaturated soil shear strength. Proc. Advances in unsaturated geotechnics, GSP No. 99, Shackelford, C. D. (ed.), Houston, S. L. (ed.), Chang, N. Y. (ed.), ASCE, Reston, Va., 195–209.
Toll, D. G. (2000). The influence of fabric on the shear behaviour of unsaturated compacted soils. ASCE Geotechnical special publications 99,
Logar, J., Fifer Bizjak, K., Kočevar, M., Mikoš, M., Ribičič, M., Majes, B. (2005) History and present state of the Slano blato landslide. Natural hazards and earth system sciences 5,
Petkovšek, A. (2006). Vpliv matrične sukcije na trdnostno deformacijske lastnosti zemljin, doktorska naloga. Ljubljana
Petkovšek, A., Fazarinc, R., Kočevar, M., Maček, M., Majes, B., Mikoš, M. (2011) The Stogovce landslide in SW Slovenia triggered during the September 2010 extreme rainfall event. Landslides 8(4) doi: /s z
Maček, M., Petkovšek, A., Kočevar, M., Benko, I., Majes, B., (2010) Soil suction observation at Slano blato landslide, Croatia–Japan project on risk identification and land-use planning for disaster mitigation of landslides and floods in croatia 1st project workshop „international expirience“, Ddubrovnik (Croatia), november 2010