Podstawowe informacje o ruchach masowych

Istnieje cały szereg klasyfikacji, używanych przez geologów i inżynierów (m.in. Kleczkowski, 1955; Nemcok i in., 1972;Varnes 1978; Bober, 1984; Kowalski 1988; Cruden i Varnes, 1996; Diaku i in., 1996; Zabuski i in., 1999; Margielewski 2004), ale żaden z podziałów  ruchów masowych nie jest uniwersalnie akceptowany. Ruchy masowe obejmują taki transfer, w którym zarówno skały jak i utwory luźne przemieszczają się en masse pod wpływem siły ciężkości, przy czym mogą to być przemieszczenia bardzo wolne, prawie niezauważalne, jak też szalenie szybkie. Jak wynika z przeglądu J.F. Shrodera i in. (2005) najczęściej w podziale ruchów masowych uwzględnia się charakter przemieszczenia oraz rodzaj przemieszczanego materiału, a także prędkość ruchu.

Tablica. Podział ruchów masowych na podstawie klasyfikacji D. J. Varnesa (R. Dikau i in., 1996) zmodyfikowany

* wg R. Dikau i in. (1996) następuje zmiana charakteru ruchu w dół stoku ale w obrębie tego samego materiału

Pozwala to na pogrupowanie ruchów masowych w kilku zasadniczych kategoriach (tab.), przy czym nie są one wzajemnie się wykluczające, gdyż wielokrotnie obserwuje się, że jeden typ przekształca się w inny. Dla porządku należy też zaznaczyć, że podział ten nie uwzględnia przewracania (ang. topple) ani osiadania gruntu. W tym ostatnim przypadku przemieszczenie nie musi być wywołane przez naturalne ruchy masowe, a w przypadku zniszczenia infrastruktury drogowej może być np. wynikiem błędów w praktyce geotechnicznej  (projektowych lub wykonawczych) lub podziemnej działalności górniczej.

Ze względu na skrótową formę niniejszego opracowania przy wyjaśnianiu poszczególnych terminów zastosowano pewną generalizację, starając się jednak oddać istotę poszczególnych ruchów masowych.

Przez obrywanie rozumie się oderwanie się skały lub gruntu i przemieszczenie w wyniku spadku swobodnego, przy czym spadające fragmenty mogą się odbijać i uderzać w siebie na nawzajem zanim osiągną stadium spoczynku. Spływanie odnosi się do ruchu ciągłego, w którym przemieszczający się materiał porusza się w dół jak ciecz lepka, a poszczególne fragmenty lub cząstki nie zachowują swojego pierwotnego uporządkowania. Osuwanie następuje wtedy, gdy przemieszczający się materiał, zachowując przynajmniej częściowo swoje pierwotne uporządkowanie i spójność, pozostaje w kontakcie z podłożem, po którym się przesuwa w dół wzdłuż jednej lub kilku powierzchni.

Prędkość poszczególnych rodzajów ruchu zmienia się w bardzo szerokim zakresie. Ruch może być tak powolny, że prawie niezauważalny - jest to zwykle pełznięcie - ale może też osiągać bardzo duże prędkości rzędu kilku km/godz. w przypadku spływów gruzowych, a nawet wyższe przy spadku swobodnym (obrywy).

Przedstawiony w tablicy podział ruchów masowych uwzględnia również rodzaj materiału biorącego udział w przemieszczaniu w dół, przy czym istotne jest czy w chwili rozpoczęcia ruchu przemieszczaniu poddana została skała lita czy też utwory luźne. W tej ostatniej kategorii mieszczą się zarówno duże klasty (bloki, głazy, rumosz), jak i drobne okruchy i ziarna. Można spostrzec, że same nazwy nawiązują do dominującego typu materiału. I tak spływy gruzowe wskazują na przewagę głazów i rumoszu, w spływach ziemnych dominuje materiał drobnoziarnisty (piaski, pyły i iły), natomiast spływy błotne, jak sugeruje nazwa, mają wysoką zawartość wody, iłu i pyłu.

Te podstawowe charakterystyki ruchów masowych (rodzaj materiału, typ i prędkość ruchu) pozwalają zauważyć, że ich występowanie w warunkach naturalnych uzależnione jest od budowy geologicznej danego obszaru oraz rzeźby terenu i warunków klimatycznych. Dlatego obrywów skalnych można spodziewać się tam, gdzie występują odsłonięte, strome skały (zwykle przy nachyleniu ponad 500), spływów gruzowych tam, gdzie nagromadzone są produkty wietrzenia skał (rumosz) a nachylenie stoków jest duże, pozostałe zaś typy mogą wystąpić praktycznie na każdym nachylonym stoku powyżej 3°.

Na ten generalny obraz typowych ruchów masowych nakłada się jeszcze bardziej szczegółowa klasyfikacja dotycząca osuwania sensu stricte, czyli przemieszczeń po wyraźnie określonych powierzchniach poślizgu (powierzchniach ścięcia). Taki szczegółowy podział wypracowany został przede wszystkim w polskich Karpatach, gdzie przynajmniej w strefie gór średnich dominują zsuwy (osunięcia) translacyjne i rotacyjne. Tu należy po raz kolejny przypomnieć, że te ostatnie wielokrotnie są nazywane po prostu osuwiskami (Wysokiński 2006), a niekiedy zerwami (Kleczkowski, 19955; Klimaszewski, 1978). Jako dodatkowe kryterium stosuje się porównanie kierunku przemieszczenia do ułożenia warstw podłoża. Pozwala to na wydzielenie osuwisk konsekwentnych, obsekwentnych, subsekwentnych oraz asekwentnych i insekwentnych. Pierwsza kategoria obejmuje formy powstałe w wyniku przemieszczeń po płaskiej powierzchni poślizgu i z tego względu tego typu przemieszczenia są nazywane zsuwami. Pozostałe typy związane są z przemieszczeniami po powierzchni cylindrycznej lub płaskiej. Chociaż Kleczkowski (1955) i Bober (1984) stosują do nich określenie osuwiska w węższym znaczeniu, to w późniejszej literaturze pod pojęciem osuwisko kryje się przemieszczenie z rotacją.

Osuwiskami konsekwentnymi są osuwiska powstałe w wyniku przemieszczenia materiału po istniejącej w gruncie powierzchni osłabienia zorientowanej prawie równolegle do powierzchni stoku, a wzdłuż powierzchni uwarstwienia, uławicenia, na granicy zwietrzelina-skała, wzdłuż szczelin i spękań. Osuwisko asekwentne powstaje w wyniku ruchu z obrotem w jednorodnych i niezaburzonych utworach (np. iłach, glinach, lessach, piaskach). Osuwisko insekwentne jest osuwiskiem powstałym skośnie do przebiegu powierzchni warstwowania, uławicenia itp. W obrębie tego typu dokonano dalszego podziału na osuwiska obsekwentne i subsekwentne. Osuwisko obsekwentne powstaje w wyniku przemieszczenia materiału w poprzek czołowych powierzchni ławic w kierunku przeciwnym do kierunku ich zapadania. Osuwisko subsekwentne jest wynikiem przemieszczenia w kierunku zgodnym biegu ławic. Zagadnienia klasyfikacji osuwisk starano się ujednolicić, przygotowując Instrukcję służącą do inwentaryzacji i opracowania ruchów masowych w skali Polski (Grabowski i in. 2008).

doc. dr hab. Antoni Wójcik, Państwowy Instytut Geologiczny, prof. Uniwersytetu Śląskiego w Sosnowcu, Wydział Nauk o Ziemi, Katedra Geologii Podstawowej

mgr Teresa Mrozek, Państwowy Instytut Geologiczny, Oddział Karpacki

Literatura:

1. Banach M., 1977, Rozwój osuwisk na prawym zboczu doliny Wisły między Dobrzyniem a Włocławkiem, Prace Geograficzne, nr 124, s. 101.
2. Bober L., 1984, Rejony osuwiskowe w polskich Karpatach fliszowych i ich związek z budową geologiczną Biuletyn Instytutu Geologicznego, 340, Z badań geologicznych w Karpatach, t. XXIII, 115-153.
3. Brabb E.E., 1984, Innovative approaches to landslide hazard and risk mapping, Proceedings of the IV International Symposium on Landslides, Toronto, 1,307-323.
4. Chudziński B., 1929, Obsuwiska itp. zjawiska w dolinie środkowej i dolnej Warty, Badania Geogr. nad polską Północno-Zachodnią, z. 4-5.
5. Carrara A., Guzzetti F., Cardinali M., Reichenbach P., 1999, Landslide hazard evaluation: a review of current techniques and their application in a multi-scaled, Central !taly, Gomor phology, 31 (1-4), 181-216.
6. Cornforth D.H., 2005, Landslides in Practice: Investigation, Analysis and RemedialjPreventive Options in Soils, Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, s. 596.
7. Cruden D.M., Varnes D.J., 1996, Landslides Types and Processes, [w:] Turner A.K., Schuster R. (eds.), Landslides: Investigations and Mitigation, Transportation Research Board, NRC Washington D.C., Special Report 247,36-75.
8. Furtak K, Sala A., 2005, Stabilizacja osuwisk komunikacyjnych metodami konstrukcyjnymi, Geoinżynieria, drogi, mosty, tunele, 3 (6), 12-22.
9. Gelinek K, 1929, Osuwiska nad Wisłą. Przyczynek do fizjografii wysokich brzegów nadwiślańskich [w:] Pamiętnik II zjazdu geografów i Etnografów Słowiańskich w Polsce w 1927 roku. T.1., Kraków.
10. Grabowski D. Marciniec P., Mrozek T., Nescieruk P., Rączkowski W., Wójcik A., Zimnal Z., 2008, Instrukcja opracowania Mapy osuwisk i terenów zagrożonych ruchami masowymi, PIG Warszawa, s. 92.
11. Graniczny M., Mizerski W., 2007, Katastrofy przyrodnicze, PWN, Warszawa, s. 198.
12. Grubecki J., Sysak J., 1960. Geologia inżynierska, Arkady, Warszawa.
13. Kleczkowski A., 1955, Osuwiska i zjawiska pokrewne, Wydawnictwo Geologiczne, Warszawa, s. 94.
14. Kowalski W.C., 1988, Geologia inżynierska, Wydawnictwa Geologiczne, s. 550.
15. Margielewski W., 2004, Typy przemieszczeń grawitacyjnych mas skalnych w obrębie form osuwiskowych polskich Karpat fliszowych, Przegląd Geologiczny, 52 (7), 603-614.
16. Nemčok A., Pašek J., RybářJ., 1972, Classijication of landslides and other mass movements. Rock Mechanics, 4 (2), 71-78.
17. Piątkowski R., Czarnota-Bojarski R., 1964, Mechanika gruntów, Warszawa.
18. Plummer C.C., Carlson D.H., McGeary D., 2007, Physical Geology, McGraw Hill, New York, 222-246.
19. Poprawa D., Rączkowski W., 2003, Osuwiska Karpat, Przegląd Geologiczny, 51 (8).
20. Rybicki S., Rączkowski W., Wójcik A., 2004, Zjawiska osuwiskowe w Karpatach zagrożeniem dla budownictwa komunikacyjnego, [w:] Budownictwo tunelowe w Karpatach i jego ekologiczne uwarunkowania, Seminarium naukowo-techniczne, Krynica 7-8 czerwca 2004, Uczelniane wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, 27-36.
21. Shroder J. F. Jr., Cvercková L., Mulhern K. L., 2005, Slopefailure analysis and classijication: Review ofa century ofeffort, Physical Geography, v. 26, no. 3, 163-247
22. Varnes D.J., 1978, Slope movement types andprocesses, [in:] Schuster R., Krizek R. (eds.) Landslides -Analysis and control, Transportation Research Board, NRC Washington, D.C., Special Report 176, 12-33.
23. Wójcik A., 1997, Osuwiska w dorzeczu Koszarawy - strukturalne i geomorfologiczne ich uwarunkowania. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 376, 5-42.
24. Wysokiński L., 2006, Ocena stateczności skarp i zboczy, Instrukcje, Wytyczne, Poradniki, nr 24/2006, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa.
25. Zêzere J,L., Oliveira S.C., Garda R.A.C., Reis E., 2007, Landslide risk analysis in the area North ojLisbon (Portugal): evaluation ojdirect and indirect costs resulting jrom a motorway disruption by slope movements, Landslides, 4, 123-136.
26. Zuber R., Blauth J., 1907, Katastroja w Duszatynie, Czasopismo Techniczne, 25, 218-221.

Tweet