Быстрая глина

Быстрая глина , также известная как глина Леда и глина Шамплейнского моря в Канаде , представляет собой одну из нескольких особо чувствительных гляциоморских глин, обнаруженных в Канаде, Норвегии, России, Швеции, Финляндии, США и других местах по всему миру. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Глина настолько нестабильна, что, когда масса быстрой глины подвергается достаточному напряжению, поведение материала может резко измениться с поведения порошкообразного материала на поведение водянистой жидкости. Оползни происходят из-за внезапного разжижения почвы, вызванного внешними воздействиями, такими как вибрации, вызванные землетрясением или сильными дождями . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Основные месторождения быстрой глины

Быстрая глина встречается только в странах, близких к северному полюсу , например в России ; Канада ; Норвегия ; Швеция ; и Финляндия ; и на Аляске ( США ); поскольку они были покрыты льдом в эпоху плейстоцена . эпохи плейстоцена В Канаде глина связана прежде всего с морем Шамплейн , в современной долине Оттавы , долине Святого Лаврентия и регионах реки Сагеней . ^{[ 4 ]}

Быстрая глина была основной причиной многих смертоносных оползней . Только в Канаде это связано с более чем 250 нанесенными на карту оползнями. Некоторые из них древние и, возможно, возникли в результате землетрясений. ^{[ 5 ]}

Стабильность глинистых коллоидов

Быстросохнущая глина имеет прочность в повторном формовании, значительно меньшую, чем ее прочность при первоначальной нагрузке. Это вызвано его крайне нестабильной структурой глинистых частиц.

Быстрая глина изначально откладывается в морской среде. Частицы глинистых минералов всегда заряжены отрицательно из-за наличия на их поверхности постоянных отрицательных зарядов и зарядов, зависящих от pH. Из-за необходимости соблюдать электронейтральность и нулевой баланс электрических зарядов, эти отрицательные электрические заряды всегда компенсируются положительными зарядами, создаваемыми катионами (такими как Na ⁺) адсорбируется на поверхности глины или присутствует в поровой воде глины. Обменные катионы присутствуют в прослоях глинистых минералов и на внешних базальных плоскостях глинистых пластинок. Катионы также компенсируют отрицательные заряды на краях частиц глины, вызванные протолизом и алюминольных силанольных групп ( заряды, зависящие от pH ). Итак, пластинки глины всегда окружены двойным электрическим слоем (EDS) или диффузным двойным слоем (DDL). ^{[ 6 ]} Толщина ДЭС зависит от солености воды. В соленых условиях (при высокой ионной силе ) EDL сжимается (или, как говорят, схлопывается). Это облегчает агрегацию пластинок глины, которые флокулируют и слипаются в более стабильную структуру агрегатов. После того, как отложения морской глины поднимаются и больше не подвергаются воздействию соленой воды, дождевая вода может медленно проникать в плохо уплотненный слой глины, а избыток NaCl, присутствующий в морской воде, также может диффундировать из глины. В результате EDL менее сжат и может расширяться. Это приводит к более сильному электростатическому отталкиванию между отрицательно заряженными пластинками глины, которые легче диспергируются и образуют стабильные суспензии в воде ( феномен пептизации ). Воздействие приводит к дестабилизации структуры глинистых агрегатов.

При недостаточном механическом уплотнении слоя глины и при сдвиговом напряжении более слабое сжатие ЭПС солями в быстрой глине приводит к отталкиванию глинистых частиц и их перестройке в более слабую и неустойчивую структуру. Быстрая глина быстро восстанавливает прочность при повторном добавлении соли (сжатие EDL), что позволяет частицам глины восстановить сцепление друг с другом.

Формирование быстрой глины

В разгар прошлого оледенения (около 20 000 лет назад) земля была «продавлена» тяжестью льда ( изостатическая депрессия ). Вся измельченная порода была отложена в окружающем океане, который значительно проник вглубь суши. Рыхлое отложение частиц ила и глины в морской среде привело к необычной флокуляции . По сути, это сформировало прочно связанный скелет почвы, который был «склеен» высокоподвижными ионами морской соли. ^{[ 6 ]}

На данный момент произошло только формирование очень прочной морской глины , которая встречается по всему миру и отличается высокой стабильностью, но со своими уникальными геотехническими проблемами. Когда ледники отступили, масса суши поднялась ( послеледниковый отскок ), глина обнажилась и образовала почвенную массу для новой растительности. Дождевая вода в этих северных странах была весьма агрессивна по отношению к этим глинам, возможно, потому, что она была мягче (содержала меньше кальция) или более высокое содержание ила позволяло проникать большему количеству дождевой воды и талого снега. Конечным результатом было то, что ионный «клей» глины был ослаблен и образовался слабый, рыхлый скелет почвы, содержащий значительное количество воды (высокая чувствительность при высоком содержании влаги).

Отложения быстрой глины редко располагаются непосредственно на поверхности земли, но обычно покрыты нормальным слоем верхнего слоя почвы. Хотя этот верхний слой почвы может поглощать большинство обычных напряжений, таких как обычные осадки или умеренное землетрясение, толчок, превышающий мощность верхнего слоя почвы, например, сильное землетрясение, добавление большой массы возле склона или аномальный ливень, который оставляет верхний слой почвы полностью пропитан настолько, что дополнительной воде некуда проникнуть, кроме как в глину, — это может нарушить глину и инициировать процесс разжижения.

Катастрофы

Поскольку слой глины обычно покрыт верхним слоем почвы, место, уязвимое для быстрого оползня глины, обычно можно определить только путем анализа почвы и редко бывает очевидным для случайного наблюдателя. Таким образом, населенные пункты и транспортные пути часто строились на залежах глины или вблизи них, что приводило к ряду заметных катастроф:

В 1702 году оползень уничтожил почти все следы средневекового города Сарпсборг на территории нынешнего графства Эстфолд в Норвегии . Погибли 15 человек и 200 животных.
19 мая 1893 года в результате оползня в муниципалитете Вердал в Норвегии погибло 116 человек и было разрушено 105 ферм. Он оставил кратер диаметром несколько километров.
Самый катастрофический подобный оползень, затронувший Северную Америку, произошел в 1908 году, когда оползень в замерзшую реку Дю-Льевр вызвал волну ледяной воды в Нотр-Дам-де-ла-Салетт , Квебек , что привело к гибели 33 человек и разрушение 12 домов.
В 1955 году оползень затронул часть центра города Николе , Квебек, причинив ущерб в размере 10 миллионов долларов. ^{[ 4 ]}
, произошел крупный оползень быстрой глины В 1957 году в Лилла Эдет , у реки Гёта , на юго-западе Швеции . Большая часть фабрики соскользнула в реку, в результате чего ширина реки уменьшилась на тридцать метров. Земляная масса, вошедшая в реку, создала волну высотой около шести метров. ^{[ 7 ]}
27 марта 1964 года некоторые части Анкориджа, Аляска, построенные на песчаных утесах, покрывающих « Бухты Бутлегера глину » возле залива Кука , особенно район Тернейгейн, пострадали от оползня во время землетрясения на Аляске 1964 года . В результате оползня в этом районе было потеряно 75 домов, а разрушенная территория с тех пор превратилась в Землетрясенный парк .
4 мая 1971 года погиб 31 человек, когда 40 домов были затоплены регрессивным оползнем в Сен-Жан-Вианни, Квебек . ^{[ 8 ]} что привело к переселению всего города, когда правительство объявило этот район непригодным для проживания из-за присутствия глины Леда. Событие в Сен-Жан-Вианни способствовало заброшению города Лемье, Онтарио , в 1991 году, после того как исследование 1989 года показало, что он также расположен на глине того же типа вдоль реки Саут-Нэйшн . В 1993 году эти выводы подтвердились, когда заброшенная главная улица города была поглощена массивным оползнем площадью 17 гектаров . ^{[ 9 ]}
30 ноября 1977 года оползень Туве на западе Швеции унес жизни 9 человек и разрушил 67 домов.
Другой известный поток быстрой глины в муниципалитете Рисса , Норвегия , в 1978 году привел к разжижению около 33 гектаров (82 акра) сельскохозяйственных угодий и их попаданию в озеро Ботн за несколько часов, что привело к гибели одного человека. Спуск Рисса был хорошо заснят местными жителями, и в 1981 году о нем был снят документальный фильм. ^{[ 10 ]}
11 мая 2010 года быстрая глина унесла жизни семьи, живущей в Сен-Жуд , Квебек , когда земля, на которой был построен их дом, внезапно обрушилась в сторону реки Салвейл. Оползень был настолько внезапным, что члены семьи погибли на месте; они смотрели хоккейный матч по телевизору. ^{[ 11 ]} Оползень разрушил часть сельской дороги, на восстановление которой ушел год. ^{[ 12 ]}
2 февраля 2015 года оползень обрушил опору моста Скьеггестад на юго-востоке Норвегии . Оползень был вызван близлежащими земляными валами .
3 июня 2020 года восемь зданий были снесены оползнем в море в Крокнесете в муниципалитете Альта в Норвегии . Оползень снял местный житель. Пострадавших нет, из моря спасли собаку. ^{[ 13 ]}
30 декабря 2020 года часть жилого массива была снесена оползнем в деревне Аск в муниципалитете Гьердрум в Норвегии , примерно в 25 километрах (16 миль) к северо-востоку от столицы Осло . ^{[ 14 ]} Оползень быстрой глины размером 300 на 700 метров (980 футов × 2300 футов) разрушил несколько домов и убил 10 человек. ^{[ 15 ]}^{[ 14 ]}
23 сентября 2023 года недалеко от города Стенунгсунд , Швеция, площадь ок. 15 гектаров (37 акров) пострадало от быстрого глинистого оползня, который, среди прочего, повредил автомагистраль Е6 между Гетеборгом и Осло . ^{[ 16 ]}

Эти оползни являются регрессивными , то есть они обычно начинаются у воды и продвигаются вверх с медленной скоростью ходьбы, хотя особенно глубокие слои быстрой глины на наклонных участках могут разрушаться гораздо быстрее или образуют очень большие куски, которые могут скользить с большой скоростью из-за жидкости. природа нарушенной глины. Известно, что они проникают на многие километры вглубь страны и поглощают все на своем пути. ^{[ 4 ]}

В наше время районы, где, как известно, есть залежи быстрой глины, обычно проверяются перед любым крупным развитием человечества. Не всегда возможно полностью избежать строительства на участке из глины, хотя современные инженерные технологии позволяют принять технические меры предосторожности, которые можно принять для снижения риска катастрофы. Например, когда Онтарио в шоссе 416 должно было проходить через отложения быстрой глины возле Непина более легкие наполнители, такие как полистирол , для дорожного полотна использовались вертикальные фитильные дренажи , вдоль трассы были установлены грунтовые воды , а под шоссе были построены стены, отсекающие . для ограничения проникновения воды в глину. ^{[ 17 ]}

См. также

В популярной культуре

В романе Десмонда Бэгли «Оползень» 1967 года оползня рассказывается история из быстрой глины в Канаде. Книга также была адаптирована в одноименный телевизионный фильм 1992 года режиссера Жан-Клода Лорда с Энтони Эдвардсом в главной роли .

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Керр, Пол Фрэнсис (1965). Quick Clay Movements, Анкоридж, Аляска: предварительный отчет . Офис.
^ Перейти обратно: ^а ^б Бренд, РЭБ; Бреннер, Р.П. (1 января 1981 г.). Технология мягкой глины . Эльзевир. ISBN 978-0-444-60078-3 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Клэг, Джон Дж.; Стед, Дуглас (23 августа 2012 г.). Оползни: типы, механизмы и моделирование . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-139-56039-9 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Перро, Ле (13 мая 2010 г.). «Жители ищут утешения после смертельного оползня» . Глобус и почта . Монреаль. Архивировано из оригинала 15 мая 2010 года . Проверено 21 июля 2016 г.
^ «Оползни» . Geoscape Оттава-Гатино . Природные ресурсы Канады . 7 марта 2005 г. Архивировано из оригинала 24 октября 2005 г. Проверено 21 июля 2016 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Ранка, Карин; Андерссон-Скольд, Ивонн; Хюльтен, Карина; Ларссон, Рольф; Леру, Вирджиния; Далин, Торлейф (2004). «Быстрая глина в Швеции» (PDF) . Отчет №. 65 . Шведский геотехнический институт. Архивировано из оригинала (PDF) 4 апреля 2005 года . Проверено 20 апреля 2005 г.
^ «Быстрая глина в Швеции» (PDF) .
^ Валлечинский, Дэвид; Уоллес, Ирвинг (1981). «Оползень в Сен-Жан-Вианни, Канада, 1971 год» . Trivia-Library.com . Архивировано из оригинала 8 июля 2008 года . Проверено 27 января 2008 г.
^ «Лемье, Оттава – город-призрак в долине» . Канадский географический журнал . Октябрь 2005 г. Архивировано из оригинала 10 июля 2010 г. Проверено 22 сентября 2007 г.
^ БФИ | База данных кино и телевидения | Оползень Рисса (1981)
^ «Семья погибла в подвале после того, как провал съел дом». Архивировано 4 марта 2016 г. в Wayback Machine . CNN , 12 мая 2010 г.
↑ Дорога вновь открылась через год после трагедии. Разрушенная семья в Сен-Жуде. Новости НДС. Опубликовано 13 июля 2011 г.
^ Восемь зданий снесло в море оползнями в Альте.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Оползень в Норвегии: дома закопаны в деревне Гьердрум недалеко от Осло» . Новости Би-би-си . 30 декабря 2020 г. Проверено 30 декабря 2020 г.
^ Кранц, Андреас (3 января 2021 г.). «Подтверждено, что семь человек погибли после оползня в Гьердруме» . NRK (на норвежском букмоле) . Проверено 05 января 2021 г.
^ «Оползень привел к обрушению большого участка шведской автомагистрали» . Рейтер . 23 сентября 2023 г. Проверено 23 сентября 2023 г.
^ «Покорение глины Леда». Архивировано 3 октября 2006 года в Wayback Machine , Министерство транспорта Онтарио .

Внешние ссылки

Рисса Ландслайд , Вашингтонский университет: краткий обзор со ссылкой на видеоклипы

[:0-1] Перейти обратно: ^а ^б Керр, Пол Фрэнсис (1965). Quick Clay Movements, Анкоридж, Аляска: предварительный отчет . Офис.

[:1-2] Перейти обратно: ^а ^б Бренд, РЭБ; Бреннер, Р.П. (1 января 1981 г.). Технология мягкой глины . Эльзевир. ISBN 978-0-444-60078-3 .

[:2-3] Перейти обратно: ^а ^б Клэг, Джон Дж.; Стед, Дуглас (23 августа 2012 г.). Оползни: типы, механизмы и моделирование . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-139-56039-9 .

[GM2010-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с Перро, Ле (13 мая 2010 г.). «Жители ищут утешения после смертельного оползня» . Глобус и почта . Монреаль. Архивировано из оригинала 15 мая 2010 года . Проверено 21 июля 2016 г.

[NRClandslides-5] «Оползни» . Geoscape Оттава-Гатино . Природные ресурсы Канады . 7 марта 2005 г. Архивировано из оригинала 24 октября 2005 г. Проверено 21 июля 2016 г.

[Rankka2004-6] Перейти обратно: ^а ^б Ранка, Карин; Андерссон-Скольд, Ивонн; Хюльтен, Карина; Ларссон, Рольф; Леру, Вирджиния; Далин, Торлейф (2004). «Быстрая глина в Швеции» (PDF) . Отчет №. 65 . Шведский геотехнический институт. Архивировано из оригинала (PDF) 4 апреля 2005 года . Проверено 20 апреля 2005 г.

[7] «Быстрая глина в Швеции» (PDF) .

[Wallechinsky1981-8] Валлечинский, Дэвид; Уоллес, Ирвинг (1981). «Оползень в Сен-Жан-Вианни, Канада, 1971 год» . Trivia-Library.com . Архивировано из оригинала 8 июля 2008 года . Проверено 27 января 2008 г.

[CGM2005-9] «Лемье, Оттава – город-призрак в долине» . Канадский географический журнал . Октябрь 2005 г. Архивировано из оригинала 10 июля 2010 г. Проверено 22 сентября 2007 г.

[10] БФИ | База данных кино и телевидения | Оползень Рисса (1981)

[11] «Семья погибла в подвале после того, как провал съел дом». Архивировано 4 марта 2016 г. в Wayback Machine . CNN , 12 мая 2010 г.

[12] Дорога вновь открылась через год после трагедии. Разрушенная семья в Сен-Жуде. Новости НДС. Опубликовано 13 июля 2011 г.

[13] Восемь зданий снесло в море оползнями в Альте.

[BBC_Norway_1-14] Перейти обратно: ^а ^б «Оползень в Норвегии: дома закопаны в деревне Гьердрум недалеко от Осло» . Новости Би-би-си . 30 декабря 2020 г. Проверено 30 декабря 2020 г.

[15] Кранц, Андреас (3 января 2021 г.). «Подтверждено, что семь человек погибли после оползня в Гьердруме» . NRK (на норвежском букмоле) . Проверено 05 января 2021 г.

[16] «Оползень привел к обрушению большого участка шведской автомагистрали» . Рейтер . 23 сентября 2023 г. Проверено 23 сентября 2023 г.

[17] «Покорение глины Леда». Архивировано 3 октября 2006 года в Wayback Machine , Министерство транспорта Онтарио .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]