Svahy
Zdeněk Máčka
Z0051 Geomorfologie (7)
Typy svahů podle horniny
• Skalní svahy
• Svahy tvořené zeminami
zemina = zvětralina, sypký sediment, půda
– jemnozrnné zeminy
– hrubozrnné zeminy – osypy, suťové kužely
• Svahoviny (deluvium)
prtě
Gravitační svahové procesy
• Ploužení (creep)
• Tečení
• Sesouvání
• Vzdouvání
• Řícení
• Sesedání
Mechanizmus pohybu, rychlost
pohybu a provlhčení svahovin
Schéma tečení, sesouvání a
vzdouvání
Příčiny vzdouvání:
• regelace (cykly mrznutí/tání)
• bobtnání (zvlhčování/vysušování)
• teplotní expanze/kontrakce
• bioturbace
Ploužení (creep)
Rychlost: 1 mm – 10 m/rok
Typy: mělké, hlubinné
Projevy mělkého ploužení:
– šavlovitě zahnuté kmeny stromů
– hákování vrstev
Projevy hlubinného ploužení:
– rozvolňování svahů
– gravitační vrásnění
– blokové pohyby
pomalý, neustálý pohyb skalních hornin n. zemin v
důsledku zatížení (tlaku nadloží)
Tečení
• Suché proudy, proudy s nasycením H2O
• Typy tečení:
– debris flow
– earth flow
– mud flow
– laviny (skalní, ledovo-sněhové)
• „české“ názvy: mura (blokovo-bahenní proud),
bahnotok
• soliflukce, varianta: geliflukce
Příklady různých typů tečení
HUASCARÁN, Peru 1962 a 1970
Sesouvání
• Typy sesuvů podle půdorysu:
– proudové
– plošné
– frontální
• Typy sesuvů podle odlučné plochy:
– planární (translační)
– rotační
Příklady různých typů sesouvání
Taiwan, duben 2010
pohřben 300 m dlouhý úsek dálnice
typ sesuvu: translační (dip-slope landslide)
Mělký, proudový sesuv translačního charakteru –
Bílé Karpaty, Popov
Schéma rotačního sesuvu
Rotační, kerný sesuv na pobřeží Dorsetu
Co se děje uvnitř svahu?
smyková pevnost = schopnost odolávat deformaci a porušení
vlastnosti svahovin + normální napětí → úhel vnitřního tření (SVAH DRŽÍ)
velikost, tvar, uspořádání úlomků, odolnost vůči drcení, počet kontaktů na
jednotkový objem
kritický úhel stability svahu (SVAH SE PORUŠÍ)
přítomnost H2O → pórový tlak
efektivní normální napětí (σ´)
přitažlivé síly mezi zrny → koheze (c)
smyková pevnost: 𝑠𝑠 = 𝑐𝑐 + 𝜎𝜎´ 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝜑𝜑 Faktory ovlivňující smykovou
pevnost
Stabilita svahů
síly vyvolávající pohyb ↔ síly bránící pohybu (force ↔ resistance)
safety factor: 𝐹𝐹 =
𝑠𝑠
𝜏𝜏
𝑠𝑠 … smyková pevnost na dané smykové ploše
𝜏𝜏 … smykové napětí vzniklé na této ploše
𝐹𝐹 = 𝑐𝑐 +
𝛾𝛾𝛾𝛾𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐2 𝛽𝛽 − 𝑢𝑢 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝜑𝜑
𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾𝛾
mělké, translační sesuvy:
rotační sesuvy:
c … koheze
γ … jednotková hmotnost regolitu
z … vertikální hloubka smykové plochy
β, α … sklon smykové plochy
u … tlak vody v pórech na smykové ploše
ϕ… úhel vnitřního tření
L … délka dílčího segmentu sesuvu
W … hmotnost segmentu sesuvu
𝐹𝐹 = �
𝑐𝑐𝑐𝑐 + 𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝛼𝛼 − 𝑢𝑢𝑢𝑢 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝜑𝜑
∑ 𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝛼𝛼𝐴𝐴
𝐵𝐵
𝐴𝐴
𝐵𝐵
Vzdouvání
• Půdní creep
• Suťový creep (klouzání sutí)
• Mrazový creep
creepové terásky
prtě (pohyb zvířat)
mělký planární sesuv
Řícení
• Odvalové řícení – rotační
složka pohybu, např. říční
břehy
• Skalní řícení
• Skalní lavina
Sesedání
• Propadnutí stropu podzemní dutiny
• Pozvolné sesedání
Gravitační tektonika
• Rozvolňování + sjíždění, gravitační vrásnění
• Rychlost pohybu: max. 100 m/rok
Vodní eroze na svazích
• Dešťová eroze
• Ronová eroze:
– plošný odtok → plošný splach
– koncentrovaný, liniový odtok → stružková,
stržová (výmolová) eroze
• Odnos rozpuštěných látek
Tvar svahu
Svahový profil:
– horní, konvexní segment
– střední, rovný segment (HLAVNÍ SEGMENT)
– spodní, úpatní, konkávní segment
Teoretický model svahového systému
Trojrozměrná podoba svahového systému
Vliv tvaru svahu na svahové procesy
Vliv litologie a klimatu na vývoj svahů
Vývoj údolního svahu v masivním, pevném pískovci.
• nahoře: SEMIARIDNÍ KLIMA
• dole: HUMIDNÍ KLIMA