بررسی سازوکار وقوع زمین لغزش گردنه صائین (جاده نیر- سراب) با نگرشی بر هیدرولوژی و شرایط ریخت شناسی منطقه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد زمین­شناسی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس

2 استادیار گروه زمین شناسی دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

زمین­لغزش 16 خرداد سال 1384 در منطقه آتشفشانی گردنه صائین در حد فاصل جاده نیر-سراب، سبب تخریب 350 متر از جاده مذکور شده است. عوامل مختلفی در ایجاد این زمین­لغزش نقش داشته­اند که از جمله می­توان به عوامل زمین­شناسی(ضخامت و بافت خاک، سنگ­های سست و شیب دامنه) و آب­های زیرزمینی اشاره نمود. برای مشخص نمودن عوامل مهم و اصلی تاثیرگذار در وقوع لغزش، پژوهشی مبتنی بر برداشت‌های صحرائی، آزمون­های آزمایشگاهی، و مدلسازی عددی برنامه‌ریزی گردید. بدین ترتیب نیمرخ لغزش و خصوصیات زمین­شناسی مهندسی مواد در مدل قرار گرفتند. سپس تاثیر بارندگی بر اشباع شدگی خاک بررسی شد و با توجه به مقدار نفوذ آب باران مشخص شد که باید عامل محرک دیگری در این توده نقش داشته باشد. به این دلیل تاثیر تغییرات سطح آب زیرزمینی درون توده لغزش بر پایداری آن به دو روش مدلسازی تعادل حدی و عناصر محدود مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی­های صحرائی و چینه­شناسی نشان دادند که شرایط محلی زمین‌ریخت‌شناسی دیرین و وجود یک محدوده فروافتاده سبب زهکش شدن آب­ از منطقه بالادست به سمت توده لغزشی می­گردد. بدین ترتیب، افزایش سطح آب زیرزمینی در محدوده توده لغزیده به­ دلیل بارندگی استثنایی فصل زمستان و بهار سال آبی 84-83 می­تواند مسبب اصلی ایجاد زمین­لغزش باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation on the mechanism of Saein Strait Landslide (Nir-Sarab Road) in regard to the hydrological and geomorphological conditions

نویسندگان [English]

  • Farhad Shahidi 1
  • Gholamreza Shoaei 2
  • Mostafa Mohammadi Vavsari 1
1 MSc. In Engineering geology, TarbiatModares University
2 Assistant Prof. of enginnering geology, Geology group, Tarbiat Modaress University
چکیده [English]

Saein Strait landslide took place along Nir-Sarab Road by the southern flank of Sabalan volcano on June 6, 2005, and damaged 350 m of the main road. The main factors which might affect the stability of this particular slope are the thickness and texture of the soil, extensive weathering, gentle slope to cause the accumulation of the material, and finally the regionally affected groundwater level fluctuations. A research was planned based on the field studies, laboratory tests and numerical modeling to identify the main factors affecting the stability of this slope. Landslide profile and engineering geological properties of materials were applied in the numerical models. The effect of rainfall in soil saturation process was simulated for 35 days prior to the failure. Modeling results shows that the infiltrated rainwater (during the 35 days) into the sliding mass cannot percolate more than 7 m and, thus, it must be followed by another triggering factor. The impact of fluctuation in the groundwater level on the stability of the slop was evaluated using limit equilibrium and finite element modeling methods. Previous studies showed that the local conditions of paleogeomorphologyand the existence of a depression might cause the accumulation of volcanic eruptions materials to create sliding mass today. This depression may drain the surface and the groundwater toward the sliding mass from upstream catchment. The materials are highly weathered and groundwater rise due to the exceptional precipitation (rain and snow) during 2004-2005 water year are the main factors bringing the slope to its yield point.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Landslides
  • Palegeomorphology
  • Simulating
  • Pyroclastic material
  • Saein Strait

اداره کل هواشناسی استان اردبیل، داده­های باران­سنجی ایستگاه­ نیر و سرعین

امامی، م، 1379. ماگماتیسم در ایران. انتشارات سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کل کشور.

پارسایی، ل، و علیمحمدی، ص، 1391. زمین­لغزش در ایران، انتشارات جهاد دانشگاهی.

پژوهشگاه بین المللی زلزله­شناسی و مهندسی زلزله(سایت اینترنتی)، داده­های زلزله تمام نقاط کشور به تفکیک زمان.

حفیظی، م، عباسی، ب، اشتری تلخستانی، ا، 1389. بررسی زمین­لغزش گردنه صائین اردبیل به منظور تأمین ایمنی راه با روش توموگرافی الکتریکی دوبعدی و سه بعدی. مجلة فیزیک زمین و فضا، شماره1: 28-17.

درویش زاده، ع، 1374. آتشفشان شناسی. انتشارات دانشگاه پیام نور.

رجایی، م، اصغری­مقدم، ا، 1380. هیدروژئوشیمی و ژئومتری چشمه­های آب معدنی و آب­گرم دامنه­ی جنوب­شرقی سبلان(سرعین و بوشلی). مجموعه مقالات پنجمین همایش انجمن زمین­شناسی ایران.

سازمان نقشه برداری کل کشور، 1392. نقشه 1:20000 توپوگرافی

ستارزاده قدیمی، ی، قیطانچی، م، محمدی، ا، 1380. فعالیت لرزه­ای قابل توجه در ناحیه­ی سرعین واقع در جنوب­غربی آتشفشان سبلان. مجموعه مقالات پنجمین همایش انجمن زمین­شناسی ایران.

شاه­بیک، ا، 1372. زمین­شناسی ایران؛ آب­های معدنی و گرم. سازمان زمین­شناسی کشور.

شرکت سهامی آب منطقه­ای استان اردبیل، 1391. داده­های باران­سنجی ایستگاه­های نیر، سرعین و یامچی و برف­سنجی صائین.

شرکت سهامی آب منطقه­ای استان اردبیل، 1388. گزارش آماربرداری منابع آب سطحی و زیرزمینی در محدوده مطلالعاتی اردبیل.

قهرمانی، ا، 1384. گزارش پایدارسازی و تثبیت زمین­لغزش گردنه صائین(محور نیر- سراب) در استان اردبیل. اداره کل راه و شهرسازی استان اردبیل.

مددی، ع، 1388. بررسی ناپایداری ژئومورفولوژیک گردنه صائین(بین شهر نیر و سراب، منطقه آذربایجان) با استفاده از روش آنبالاگان. مجله جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، شماره 37: 94-77.

مهندسین مشاور تردد راه، 1384. گزارش عملیات حفاری و مطالعات مکانیک خاک منطقه رانشی صائین(محور نیر- سراب). اداره کل راه و ترابری استان اردبیل.

هاشمی طباطبائی، س، 1384. گزارش مقدماتی زمین­لغزش محور مواصلاتی نیر-سراب. بخش ژئوتکنیک مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن.

Anon, 1979a. Classification of rocks and soils for engineering geological mapping rock and soil materials. Bulletin of the Internatinal Association of Engineering Geology, 19: 71-364.

Coker, R.J., Fahey, B.D., 1993. Road related mass movement in weathered graniteGolden Downs and Motueka Forests, New Zealand: A note. Journal of Hydrology (N.Z.), 31: 65–69.

Del Potro, Rodrigo, and Hürlimann, M., 2008. Geotechnical classification and characterisation of materials for stability analyses of large volcanic slopes.  Engineering Geology, 98: 1–17.

Forlati, F., Gioda, G., Scavia, C., 2001. Finite element analysis of a deep-seated slope deformation.  Rock Mechanic and Rock Enginneing, 34: 135–159.

Gercek, H., 2007. Poisson’s ratio values for rocks. Rock Mechanics and Mining Sciences: An International Journal, 44: 1–13.

Goodman, R.E., 1989. Introduction to rock mechanic. John wiley and sons, 562p.

Gucinski, H., Furniss, M.J., Ziemer, R.R., and Brookes, M.H., 2001. Forest roads: a synthesis of scientific information. Forest Service Pacific Northwest Research Station: U.S. Department of Agriculture, Portland, 103 pp.

Hasegawa, S., Dahal, R.K., Yamanaka, M., Bhandari, N.P., Yatabe, R., Inagaki, H., 2009. Causes of large landslides in the Lesser Himalaya of central Nepal. Enviromental Geology, 57: 1423–1434.

Jackson, J., 1992. Partitioning of Strike-slip and convergent motion between Eurasia and Arabia in Eastern Turkey and Caucasus.Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 97(B9): 12471-12479. (DOI: 10.1029/92JB00944).

Jiu, J., Jiao, 2005. Confined groundwater zone and slope instability in weathered igneousrocks in Hong Kong. Engineering Geology, 80: 71-92.

Kalkani, E.C., Piteau, D.R., 1976. Finite element analysis of toppling failure at Hell’s Gate Bluffs, British Columbia. Environmental and Engineering Geoscience 13(4):315-327.

Kim, D., Im, S., Lee, S.H., Hong, Y., Cha, K., 2010. Predicting the Rainfall-Triggered Landslides in a Forested Mountain Region Using TRIGRS Model. Science Press and Institute of  Mountain Hazards and Environment, 7: 83–91.

Kottek, M., Grieser, J., Beck, C., Rudolf, B., Rubel, F., 2006. World Map of the Köppen-Geiger climate classification updated.  MeteorologischeZeitschrift, 15(3): 259-263.

Li, X., 2007. Finite element analysis of slope stability using a nonlinear failure criterion. Computers and Geotechics, Vol.34: 127–136.

Meier, J., Moser, M., Datcheva, M., Schanz, T., 2013. Numerical modeling and inverse parameter estimation of the large-scale mass movement Gradenbach in Carinthia (Austria).ActaGeotechnica, 8: 355–371.

Mosley, M.P., 1980. The impact of road erosion in the Dart Valley.  Forestry, 25: 184–198.

Park, D.W., Nikhil, N.V., Lee, S.R., 2013. Landslide and debris flow susceptibility zonation using TRIGRS for the 2011 Seoul landslide event. Natural Hazards and Earth System Science, 13: 2833–2849.

Reid, L.M., 1981. Sediment production from gravel-surfaced forest roads, Clearwater basin. University of Washington of Fisheries Research Institute, 247p.

Reubi, O., Ross, P.S., White, J.D.L., 2005. Debris Avalanche deposits associated with large igneous province volcanism: An example from the Mawson Formation, central Allan Hills, Antarctica. Geological Society of America Bulletin, 117: 1612-1627.

Saadatkhah, N., Kassim, A., Lee, L.M., 2014. Hulu Kelang, Malaysia regional mapping of rainfall-induced landslides using TRIGRS model. Arabian Journal of Geoscience, 8(5):  3183–3194.

Sandro de Vita, 2006. Cyclical slope instability and volcanism related to volcano-tectonism in resurgent calderas: The Ischia island (Italy) case study. Engineering Geology, 86: 148-165.

Sidle, R.C., Pearce, A.J., O’Loughlin, C.L., 1985. Hillslope stability and land use. Water Resource Monograph, vol.11: American Geophysical Union, Washington D.C., 140 p.

Swanson, F.J., Dyrness, C.T., 1975. Impact of clearcutting and road construction on soil erosion by landslides in the western Cascade. Oregon. Geology, 3: 393-396.

Tacher, L., Bonnard, Ch., Laloui, L., Parriaux, A., 2005.Modelling the behaviour of a large landslide with respect to hydrogeological and geomechanical parameter heterogeneity. Landslide, 2: 3-14.

Ui, T., Takarada, S., Yoshimoto, M., 2000.Debris Avalanches In Sigurdsson.  Encyclopedia of Volcanoes, San Diego: Academic Press

Varnes, D. J., 1978.Slope movement types and processes.

Westaway, R., 1994. Present-day kinematics of the Middle East and Eastern Mediterranean. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 99 (B6): 12071-12090

Z_Soil 2012. User manual. Zace Services Ltd Report 1985-2012. Lausanne, Elmepress International