skråninger...geg2110 – skråninger – slopes landscape development denudation cycle (continental...

Skråninger

GEG2110 – Skråninger – slopes

Slopes and geomorphology

Slope processes - ... ?Geomorphological aspectGeotechnical aspect

General about slopes ...Landscape developmentProcessesLandforms

Basal geotechnical fundamentalsSlope stabilityApplications

GEG2110 – Skråninger – slopes

Slope processes - ...?

Geomorphological aspectSlopes as landformsSlopes "process frontier" (-> Landscape)

Geotechnical aspectSlopes as underground for constructionSlopes as a potential risk momentStability ....

Example: Global Hotspot Project

ICG/NGI (F. Nadime et al.): Report to”Global landslide and avalanche risk hotspots”

GEG2110 – Skråninger – slopes

Landscape development

Denudation cycle (continental scale)Penck/Davis/Reusch

Process pattern in modern environment (regional-local scale)

alpine/arctic area

Characteristics of these areashigh climatic variability during Quaternary, glaciatedlow temperatures todayhigh precepetation variability todaysnow coverno/low vegetation

Geomorphometrical description of the earth's surface

GEG2110 – Skråninger – slopes

Landscape development

Denudation cycle (continental scale)Penck/Davis/Reusch

Process pattern in modern environment (regional-local scale)

alpine/arctic area

Characteristics of these areashigh climatic variability during Quaternary, glaciatedlow temperatures todayhigh precepetation variability todaysnow coverno/low vegetation

One

hou

r 100 10000 1000000

0.0001

0.001

1

10

One

day

One

m

onth

One

yea

r

Size (in km)

Duration of existence (years)

100 Macro relief

Meso relief

Micro relief

Rills

Gullies

Slopes

Valley

Mountain range

(Ahnert 1988,modified)

Landform hierarchy

Reg

iona

lisat

ion

("up

-sca

ling"

)

Qua

ntifi

catio

n

GEG2110 – Skråninger – slopes

Processes

Material productionWeatheringInherited material

Material relocationSlope washCreep/solifluctionSolutionLand slideCliff / slope retreat

Gravitaional processesFallSlideFlowCreep

GEG2110 – Skråninger – slopes

Corresponding land forms

TalusLobesLeveesTracksScars

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

Rock/ice slide modelling

Salzmann et al. 2004

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

GEG2110 – Skråninger – slopes

Sakte Hurtig

Fin (rikt på leire)

Jordsig JordskredLeirskredLeirstrøm

Middels (blanding, med

steiner og blokker)

Sig i grovere masser Debris flow(materialførende

snøskred)

Grov (mest steiner og

blokker)

Steinbreer SteinsprangFjellskred

(materialførende snøskred)

HastighetKornstørrelse

GEG2110 – Skråninger – slopes

Process rates

Material relocationDenudationFrequency/Magnitude conceptSlope evolution models

GEG2110 – Skråninger – slopes

Slope stability - fundamentals

Type of materialfrictioncohesivt

Topography

Ground water table

GEG2110 – Skråninger – slopes

Massebevegelse - prosesser

Spørsmål : hvor bratt kan en skråning bli uten atden raser ut.

fjellskråninger løsmaterialskråninge

GEG2110 – Skråninger – slopes

Generell ligning som beskriver stabiliteten i løsmateriale:

En skiller:

friksjonsmaterialekohesjonsmateriale

Friksjonsmateriale : kohesjonen og porevannstrykk alltid = 0

Kohesjonsmateriale : kohesjonen alltid > 0, porevannstrykk > 0 ved myenedbør

Hvis høyre siden av ligningen blir større ennvenstre siden blir skråningen ustabil.

s = c + (σ – N) tan θ

GEG2110 – Skråninger – slopes

Dette betyr

Stabiliteteten av grovt materiale styres avfriksjonsvinkelen og materialtilgangen(rasvinkel ca. 35°)

Stabiliteten av skråninger i finmaterialreduseres av porevannstrykket. Skrånings-vinkelen pleier vanligvis være mindre(ofte ca. halvparten av friksjonsvinkelen)

GEG2110 – Skråninger – slopes

Faktorer som bestemmer stabiliteten i fjellskråninger :

skråningsvinkelenforvitringsgradsprekketetthet

Faktorer som bestemmer stabiliteten i løsmaterialskråninger :

skråningsvinkelenkornfordelingen av løsmaterialevann (is) innholdet i løsmateriale

Massebevegelse - prosesser

GEG2110 – Skråninger – slopes

External factors influencing stability

ClimateFreezing-thawing cyclesSlope aspect / local climatePermafrostIntensity of precipitation

GeologyFoot erosionHead wall geologyEarth quakeWeathering

BiologyVegetation cover - forestRoots

GEG2110 – Skråninger – slopes

Massebevegelse - Påvirkning av mennesker

Forandring av skråningsvinkel (graving)

Fjerning av vegetasjon

Forandring av grunnvannsnivå

Belastning av løsmateriale (økning avnormalspenningen) pga. anlegg

Potential risk for permafrost-induced debris flow hazard

Harris et al. in prep.