INGENJÖRSGEOLOGISKA ASPEKTER PÅ SLÄNTSTABILITET 1 Inverkan av svaghetszoner

Mycket av den information och kunskap vi har samlat om skredmekanismer och skreddynamik kommer från analyser av och bakåtberäkningar från redan inträffade skred. Möjligheterna att återskapa de förhållanden som rådde vid skredinitieringen är oftast begränsade, och en väsentlig del av informationen har således gått förlorad. Grivas (1981) påpekar t ex att bakåtberäkningar inte tar hänsyn till alla relevanta data såsom exempelvis:

• den exakta jordstratigrafin.

• initialtillståndet före det att skredet ägde rum ( dvs spänningstillstånd, portrycks­

nivåer etc).

• jordparametrarnas variation.

Samtidigt är det inte ofta man har tillgång till naturliga slänter, som kan instrumenteras och drivas till brott, vilket naturligtvis är en paradox i sammanhanget. Ytterligare ett dilemma är, att

0111 sådana slänter kan hittas, kommer instrumenteringen att installeras först när skredförloppet har inletts, varför den första inledande delen inte kommer att kunna mätas, Leonards (1982).

Grundläggande uppgifter om geologin, liksom ingenjörsgeologiska aspekter för den slänt vars beteende ska förutsägas kan ofta utgöra ett bra komplement till såväl avancerade beräkningar som fält- och laboratorieanalyser. Lera är en sedimentär jordart, och en av de viktigaste

aspekterna är det faktum att samtliga sedimentära jordarter är mer eller mindre heterogena till sin natur (varviga leror). Dessutom är det vanligt med sprickplan och svaghetszoner (strukturella defekter) som sannolikt till stor utsträckning påverkar jordens beteende, Janbu och Grande ( 1976), Esu och Grisolia (1977), Leonards (1982), Humphrey och Leonards (1986), Leonards och Deschamps (1996).

Leonards (1982) presenterar en mycket omfattande analys av möjliga orsaker till ett antal skred.

När det gäller skred i styv, överkonsoliderad lera är det sedan länge väl känt att sprickplan existerar, set ex Thomson och Morgernstern (1977), Morgenstern et al. (1977), längs vilka glidning sker, vilket i sin tur leder till en hållfasthetsnedsättning när skjuvhållfasthetens

maximal värde passeras. Att liknande formationer även förekommer i lös lera kanske kanske inte har noterats i lika stor utsträckning, Leonards (1982), Leonards och Deschamps (1996). Leonards diskuterar förekomsten av "svaga sömmar" (engelskans weak seams) i leran med orsak i olika avsättningsförhållandne. Ibland kan dessa "sömmar" vara så tunna att det är svårt att upptäcka dem, beroende på skalskillnaden mellan "sömmarnas" tjocklek och storleken på fält- och

laboratorieutrustning. Leeonards påpekar vidare att även om svaghetszoner ibland upptäcks, tex i form av distinkt lägre värden på skjuvhållfastheten, är det inte alltid detta tas i beaktande fullt ut vid en stabilitetsberäkning.

Ytterligare en aspekt som Leonards (1996) för fram är förekomsten av skred under det att lerjord ,1 vsätts i svackor i berggrunden, Figur 8 .1. Dessa tidigare glid plan ugör såväl strukturella

defekter (engelskans structural directional defects) som svaghetszoner och potentiella nya glidytor.

c•>dokument\word\rap\anaslant\littsearch\littrap.doc Utskrivet: 1998-06-16 08:33

!öd·

{Oo.·

/0.e.

to.b

ro+.

to.c

Figur 8. 1 Skred kan inträffa under det att lera avsätts i svackor i berggrunden. Dessa skredplan utgör svaghetszoner och ger upphov till en potentiell instabilitet (Leonards och Deschamps, 1996).

förutom ovan beskrivna faktorer, är det självklart nödvändigt att undersöka och bestämma djup ti 11 fast botten, jordlagerföljd, lutande bergyta under lösare jordlager, möjliga infiltrationsvägar och maximalt porvattentryck på grund av infiltration etc.

8.2 Skredskapande faktorer

Många författare har gjort förteckningar över skredskapande faktorer ( engelskans landslide producing factors). En av de mere heltäckande har presenterats av Zaruba och mencl (1982). En rnman förteckning som kan nämnas är Vames (1978).

c:\dokument\word\rap\anaslant\littsearch\littrap.doc Utskrivet: 1998-06-16 08:33

När en stabilitetsanalys genomförs är det av största vikt att identifiera de faktorer som orsakar en slänts instabilitet och som orsakar skredrörelser. Känsligheten för skred bestäms av (Zaruba och iv1encl, 1982):

• släntens geologiska struktur

• den hydrogeologiska situationen

• den morfologiska utvecklingen i området

För att kunna göra en riskbedömning för om skred ska inträffa eller inte samt för att kunna fatta beslut om riktiga förstärkningsåtgärder, måste en korrekt diagnos för den aktuella slänten ställas.

Den stora variationen i slänters rörelsemönster speglar den stora mängden faktorer som bidrar till i: ⁱstabilitet. De viktigaste faktorerna är:

• Förändringar i släntlutningen. Förändrignar kan förorsakas av naturliga orsaker eller av tex mänsklig påverkan (såsom u nderminering av släntfoten på grund av erosion eller genom urgrävning).

• Förändringar i slänthöjd som kan förorsakas av vertikal erosion eller genom ur-grävning.

• Förändringar av belastning på slänten.

• Vibrationer från t ex sprängning, trafik eller maskiner.

• Förändringar av vatteninnehållet i jorden. Regn- och smältvatten tränger ned i sprickor och förorsakar ett hydrostatiskt tryck. Detta leder till att parvattentrycket ökar och följaktligen till att skjuvhållfastheten minskar. Sammanställningar har visat att skred ofta uppstår under perioder med exceptionellt stor nederbörd.

• Effekter av grundvattenflöde:

a) Grundvatten i rörelse utövar ett tryck påjordpartiklar som i kritiska fall kan äventyra släntstabiliteten. Hastiga förändringar i vattennivån, vilket kan inträffa tex i reservoirer, förorsakar en förhöjning av porvattentrycket i slänten.

b) Grundvatten kan skölja ur finkorniga partiklar och på så sätt försvaga jordens struktur och därmed dess hållfasthet. Detta är särskilt uttalat om det finns permeablare tunnare skikt (tex med sand eller silt) i lera.

• Flysnings- och tiningseffekter. När jord fryser, bildas islinser, som i princip kontinuerligt tillväxer i storlek, eftersom fritt vatten "sugs upp" till linsen. Vatten­

innehållet i jorden kommer således att bli väsentligt högre efter tining än vad som var fallet när jorden började frysa till. Detta leder till en nedsättning av skjuvhållfastheten.

• Nedbrytning. Kemiska förändringar i jorden, t exjonbyte, har visat sig kunna ge upphov till skred.

• Vegetation. Träd och buskar bidrar med sina rotverk dels till att stabilisera jorden ( en sorts armering skulle man kunna säga), dels minskas vatteninnehållet. Nedhuggning av skog eller borttagning av vegetation leder alltid till att grundvattenförhållandena ändras.

Kopplingen mellan nederbörd och skredrörelser respektive skredbrott är också väl känd sedan Wnge. Sannolikt utgör förändringar i portrycksnivåer och grundvattennivåer en i många fall dominerande skredskapande faktor, Varnes (1978), Zaruba och Mencl (1982), se Figurerna 6.9 och 6.10.

c:ldokumentlwordlrap\anaslantllittsearchllittrap.doc Utskrivet: 1998-06-16 08:33