การเคลอนยายมวล(Mass movement or Mass wasting)

การเคลอนยายมวล

การเกดแผนดนถลม ซงเปนการเคลอนยายมวล ชนดหนง ทสรางความเสยหายใหกบชวตและทรพยสน ความสญเสยจากแผนดนถลมในแตละป มมากเทยบเทากบการเกดแผนดนไหวใน 20 ป ดงนนการเขาใจกระบวนการการเคลอนยายมวลจงเปนสงจ าเปน

การเคลอนยายมวล (mass movement หรอ mass wasting)คอ การเคลอนยายมวลหนหรอดนไปตามพนผวโลกทลาดชน ดวยอทธพลของแรงโนมถวง อาจเกดขนอยางชาๆ หรออาจเกดขนอยางรวดเรว ท าใหเกดการเปลยนแปลงลกษณะภมประเทศในบรเวณนน หรอเราอาจเรยกรวมๆ วา landslide

ปจจยควบคม (Factors that Control Mass Wasting)

– ความชน (Steepness of the Slope)

– ชนดหนและการวางตวของชนหน (Type of Rocks and Orientation of Rock Layers)

– ธรรมชาตของตะกอนไมแขงตว (Nature of Unconsolidated materials)

– น าและพช (Water and Vegetation)

– แผนดนไหวและภเขาไฟระเบด (Earthquakes and Volcanoes)

– ฯลฯ

ความชน (Steepness of the Slope)

• Requires weathering of rocks or unconsolidated materials (purple block)

• Primary driving force is GRAVITY (W)• Force mechanics: For the rock to move downslope; force

(d) has to be greater than the resistance force (L) holding it up, e.g. friction.

• Slope angle influences force (d); the greater angle the greater force

Type of Rock and Orientation

Type of Rock and Orientation

The Nature of Unconsolidated materials

• มมทรงตว (angle of repose) เปนคามมทมากทสดทตะกอนรวน สามารถคงสภาพอยไดโดยไมมการเคลอนทลงมาตามทางลาด ถาความลาดชดมคามากกวา มมทรงตวจะท าใหตะกอนรวมเคลอนทลงมาตามทางลาดนน

• คามมทรงตว จะขนอยกบขนาด รปราง การคดขนาดของเมดตะกอน และ ปรมาณความชนในตะกอน

• คามมทรงตวส าหรบตะกอน มคาอยระหวาง 25 – 40 องศา

Water

• ปรมาณน าเปนตวก าหนดพฤตกรรมของการเคลอนยายมวล

• ตะกอนทแหง ไมมน าทท าใหเกดแรงตงผว ไมมแรงยดเหนยวระหวางเมดตะกอน

• ตะกอนรวนทมปรมาณน าเพยงเลกนอย น าจะมลกษณะเปนฟลมบางๆ แทรกอยตามชองวางของเมดตะกอน ท าใหเกดแรงตงผวขน การเคลอนทจงเกดไดยากขน

• ตะกอนรวนทชมไปดวยน าจะมน าหนกเพมขน งายตอการเคลอนทลงมาตามทางลาด

Vegetations

• ระบบรากของพชขนาดใหญ สามารถปองกนการกรอนได ชวยใหเกดความเสถยรกบทางลาดมากขน เนองจากระบบรากของพชทไปจบกบเมดดน ท าใหการเคลอนยายเมดดนท าไดยาก

• บรเวณทไมมพชเจรญเตบโต การเคลอนยายของมวลหนจะเกดขนไดมาก โดยเฉพาะบรเวณทางลาดมคามมเอยงเทสงและมน ามาก

Earthquakes and Volcanoes• การเกดแผนดนไหวหรอมการสนสะเทอนจากการเกดแผนดนไหว

แผนดนไหว เปนตวกระตนใหเกดการเคลอนทของมวลหนทไมมเสถยรภาพได

• การเกดภเขาไฟ ความรอนจากภเขาไฟจะท าใหน าแขงหรอหมะเกดการละลาย ท าใหปรมาณน ามากและเกดการเคลอนทของมวลหนได

การจ าแนกการเคลอนยายมวล

• การจ าแนกการเคลอนยายมวลหน มการเคลอนยายแบบรวดเรว และแบบชาๆ ถาอาศยอตราการเคลอนท ชนดของวตถทเคลอนท และ ลกษณะของการเคลอนท สามารถจ าแนกไดเปน 3 แบบ คอ

– การไหล (flow)

– การถลม (slide)

– การตก (fall)

การไหล (Flow) ลกษณะการไหล เกดขนเมอวตถมการเคลอนทลงมาตามทางลาดในลกษณะทเปนของหนด วตถเหลานมกอมตวดวยน า แบงออกเปน 4 แบบ

1. Creep เปนการเคลอนทแบบชาๆ 2. Debris flow ตะกอนทเคลอนทมาเปนตะกอนทมขนาดใหญกวาทราย อตราการเคลอนท ตงแตนอยกวา 1 ม/ป ถง 100 กม/ชม

3. Earthflow and mudflow ตะกอนทเคลอนทมามกเปนตะกอนขนาดเลก และมปรมาณน ามาก

4. Solifluction การเคลอนทของตะกอนเนองจากปรมาณน าในดน

• การคบ (creep) เปนการเคลอนยายมวลของเศษดนเศษหนอยางตอเนองในอตราทชามาก ลงมาตามทางลาดซงสงเกตเหนไดยากมาก การเคลอนยายมวลเปนผลจากการจดเรยงตวทละเลกทละนอยของวตถ อตราการเคลอนทอาจอยในระดบทนอยกวาเซนตเมตรตอป

Trees display bent after being tilted by the creep movement. Trees tend to grow vertically, towards the sun, and so when they are tilted by downslope movement.

Indicators of creep are curved tree trunks, bent fences or retaining walls, tilted poles, and soil ripples.

การคบ Solifluctionอกลกษณะหนง มปจจยทส าคญมาจากการขยายตวและการหดตวสลบกนของเศษหนเศษดน จากสภาวะชมน าและสภาวะแหงแลงสลบกนไป หรอ เกดการแขงตวเปนน าแขงและการละลายสลบกนไป ดงนนการคบจงเปนผลจากทงภมอากาศและสวนประกอบของชนหนชนดน

(การคบ)

กองเศษหนไหล (Debris flow) ดนไหล (Earthflow) และโคลนไหล (Mudflow)

การเคลอนทของของผสมระหวางเศษหน ดน และน า ลงมาตามทางลาดในลกษณะทมความหนด อตราการเคลอนทอาจไหลอยางชาๆ คลายกบซเมนตทผสมเสรจใหมๆ หรอมความเรวสงใกลเคยงกบการไหลของน าในทางน า โดยสวนปลายของการเคลอนท จะมลกษณะรปรางคลายลน

Debris flow: ตะกอนมากกวา 50% มขนาดใหญกวาตะกอนขนาดทรายMudflow และ Earthflow: ตะกอนสวนใหญเปนทรายและโคลน แต mudflows จะมปรมาณน ามากกวา Earthflow ท าใหมอตราการไหลทเรวกวา ถง 100 กม. ตอ ชวโมง อาจมความยาวไดถง 80 กโลเมตร ขนาดของโคลนไหลและอตราการไหลจะขนกบปรมาณน า คามมเอยงเท และปรมาณตะกอน ความหนาแนนและความหนดทสงของโคลน สามารถพยงกอนกรวดขนาดใหญ บานเรอน ใหไหลมากบโคลนได

ความแตกตางของการไหลทง 3 แบบน อยทขนาดของตะกอน และปรมาณน า

Debris Flow vs land Slump

อ าเภอน าปาด อตรดตถ

เมอป 2554

การไหลลงของดน (solifluction or soil flowage)

• ในพนททมอากาศหนาวเยน เชน แถบขวโลก หรอ เทอกเขาสง ชนดนซงมน าอยในชองวางระหวางเมดตะกอนจะมสภาพเปนน าแขงอยางถาวร เรยกวา ชนดนเยอกแขงคงตว (permafrost layer) ซงอยทความลกตงแต 0.5 - 2-3 เมตร จากระดบผวดน

• เนองจากน าแขงทปดกน ท าใหน าแขงทละลายในฤดรอนไมสามารถไหลผานลงไปดานลางได ดงนนชนดนตอนบนจงมสภาพชมไปดวยน าครอบคลมพนทเปนบรเวณกวาง และเกดการไหลของชนดนอยางชาๆ ตามทางลาด และน าแขงท าใหเกดการลนไถลไดงายอกดวย เกดขนในพนทลาดชนต า ดวยความเรว 0.5 – 5 ซม. ตอป

2. การถลม (Slide)

• การถลม เปนการเคลอนทของมวลหนหรอดนแบบเปนบลอก เนองจากการแตก หรอโครงสรางทไมแขงแรงของมวลหน และเคลอนทตามทางลาด แบงออกเปน 2 แบบ คอ การเลอนไถล(Slump) และ หนถลม (Rockslide)

หนถลม• หนถลม (rockslides) เปนการเคลอนทของมวลหนขนาดใหญตาม

ระนาบชนหน (bedding plane) ระนาบรวขนาน (foliation) หรอ รอยแตก (joint) ปรมาณหนหลายรอยตนอาจถลมลงมาไดภายในไมกวนาท หนถลมอาจเกดขนเปนระยะทางสนๆ หรอเกดการเคลอนทเปนระยะทางยาวหลายรอยเมตรลงมาตามทางลาด

การเลอนไถล (slump)• การเลอนไถล เกดบรเวณทมความชนสง หน

หรอตะกอนดานลางซงเปนวสดออนกวาดานบน เมอวสดดานลางไมสามารถรบน าหนกของวสดดานบนได จงเคลอนทลงมาตามแรงโนมถวง แบบเปนบลอก โดยมระนาบการเคลอนทมลกษณะเปนรปโคงคลายชอน

• เคลอนทดวยความเรวไมมากและเคลอนทไมไกล • ระนาบการเคลอนททเกดขนภายหลง จะเกดขน

ในลกษณะเดยวกบระนาบทเกดขนกอน ท าใหเกดการเคลอนตวลงมาตามระนาบเปนชด เมอมองจากดานบน จะสงเกตเหนเปนลกษณะคลายขนบนได

Slide vs Slump

• มวลของหนทถลมลงมาอยบรเวณทราบเชงเขา อาจปดกนทางน ากลายเปนเขอนธรรมชาตได แตหากมวลหนถลมลงไปในบรเวณทะเลสาบหรออางเกบน า กอาจท าใหเกดคลนขนาดใหญท าลายสงมชวตและสงปลกสรางในบรเวณใกลเคยงกบทเกดหนถลมได

การถลมของหน (rock avalanche) & เศษหน (debris avalanche)

4. การตก (Fall)

• การตก เปนการเคลอนยายมวลทมวลหนแตละกอนหรอตะกอนรวน มการเคลอนทอยางอสระ เกดตามทางลาดทมคามมเอยงเทสง

• การตกมกเกดจากการสญเสยการยดเหนยวของหน เนองมาจากการแตกหรอระนาบของชนหน และผลจากการแขงตวและการละลายสลบกนของหมะ หรอการสญเสยความสามารถในการยดเกาะกบระบบรากของพช ท าใหวตถเสยการทรงตวและตกลงอยางอสระ

หนพง (rockfall)

• หนพง เปนการตกอยางอสระของเศษหน ซงอาจมขนาดเลกหรอเปนกอนขนาดใหญกได มกพบตามหนาผาชน โดยอาจมแผนดนไหวหรอการระเบดเปนตวกระตนใหเกด

Summary of mass movements

แนวทางปองกนแผนดนถลม

Factor of Safety

FS > 1 ! STABLE; FS < 1 ! UNSTABLE; FS = 1 ! CRITICAL