GRADBENI VESTNIK GLASILO ZVEZE DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE IN MATIČNE SEKCIJE GRADBENIH INŽENIRJEV PRI INŽENIRSKI ZBORNICI Glavni in odgovorni urednik: P ro f.d r. Janez DUHOVNIK Lektorica: Alenka RAIČ - BLAŽIČ Tehnični urednik: Danijel TUDJINA Uredniški odbor: Mag. G o jm ir ČERNE G orazd HUMAR D oc.dr. Ivan JECELJ A ndre j KOMEL Janja PEROVIC-MAROLT M arjan PIPENBAHER Mag. Č r to m ir REMEC P ro f.d r. F ranci STEINMAN P ro f.d r. M iha TOMAŽEVIČ □ o c .d r. B ranko ZADNIK Tisk: TISKARNA LJUBLJANA d.d. Naklada: 2860 izvodov Revijo izdajata ZVEZA DRUŠTEV GRAD BENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE, Ljubljana, Karlovška 3, telefon/ faks: 01 4 22 -46 -22 in MATIČNA SEKCIJA GRADBENIH INŽENIRJEV pri INŽENIRSKI ZBORNICI SLOVENIJE ob finančni pom oči M inistrstva RS za šolstvo, znanost in šport, Fakultete za gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljan i te r Zavoda za gradbeništvo Slovenije. Podatki o objavah v reviji so navedeni v b ib liogra fskih bazah COBISS in ICONDA (The International Construction Database). http://www.zveza-dgits.si Letno izide 12 številk. Letna naročnina za individualne naročnike znaša 5000 SIT; za študente in upokojence 2000 SIT; za gospodarske naročnike (podjetja, družbe, ustanove, obrtn ike) 40 .687 ,5 0 SIT za 1 izvod revije; za naročnike v tu jin i 100 USD. V ceni je vštet DDV. Poslovn i račun se nahaja pri NLB, d.d. Ljubljana,številka: 0 2 0 1 7 - 0 0 1 5 3 9 8 9 5 5 Navodila avtorjem za pripravo člankov in drugih prispevkov 1. Uredništvo sprejema v objavo znanstvene in strokovne članke s področja gradbeništva in druge prispevke, pomembne in zani mive za gradbeno stroko. 2. Znanstvene in strokovne članke pred objavo pregleda najmanj en anonimen recenzent, ki ga določi glavni in odgovorni urednik. 3. Besedilo prispevkov mora biti napisano v slovenščini. 4. Besedilo mora biti izpisano z dvojnim presledkom med vrsti cami. 5. Prispevki morajo imeti naslov, imena in priimke avtorjev ter besedilo prispevka. 6. Besedilo člankov mora obvezno imeti: naslov članka (velike črke); imena in priimke avtorjev; naslov POVZETEK in povzetek v slo venščin i; naslov SUMMARY, naslov članka v angleščini (velike črke) in povzetek v angleščini; naslov UVOD in besedilo uvoda; naslov naslednjega poglavja (velike črke) in besedilo poglavja; naslov razdelka in besedilo razdelka (neobvezno);..., naslov SKLEP in besedilo sklepa; naslov ZAHVALA in besedilo zahvale (neobvezno); naslov LITERA TURA in seznam literature; naslov DODATEK in besedilo dodatka (neobvezno). Če je dodatkov več, so dodatki ozna čeni še z A, B, C, itn. 7. Poglavja in razdelki so lahko oštevilčeni. 8. Slike, preglednice in fotografije morajo biti vključene v besedilo prispevka, oštevilčene in op remljene s podnapisi, ki pojas njujejo njihovo vsebino. Slike in fotografije, ki niso v elektronski ob lik i, morajo biti priložene prispevku v originalu. 9. Enačbe morajo biti na desnem robu označene z zaporedno številko v okroglem oklepaju. 10. Uporabljena in citirana dela morajo biti navedena med besedilom prispevka z oznako v obliki [priimek prvega avtorja, leto objave]. V istem letu objavljena dela istega avtorja morajo biti označena še z oznakami a, b, c, itn. 11. V poglavju LITERATURA so uporabljena in citirana dela opisana z naslednjimi podatki: priimek, ime avtorja, priimki in imena drugih avtorjev, naslov dela, način objave, leto objave. 12. Način objave je opisan s podatki: knjige: založba; revije: ime revije, založba, letnik, številka, strani od do; zborniki: naziv sestanka, organizator, kraj in datum sestanka, strani od do; raziskovalna po roč ila : vrsta poročila, naročnik, oznaka pogodbe; za druge vrste virov: kratek opis, npr. v zasebnem pogovoru. 13. Pod črto na prvi strani, pri prispevkih, krajših od ene strani pa na koncu prispevka, morajo biti navedeni obsežnejši podatki o avtorjih: znanstveni naziv, ime in priimek, strokovni naziv, podjetje ali zavod, navadni in elektronski naslov. 14. Prispevke je treba poslati glavnemu in odgovornemu uredniku prof. dr. Janezu Duhovniku na naslov: FGG, Jamova 2,1000 LJUBLJANA oz. janez.duhovnik@fgg.uni-lj.si. V spremnem dopisu mora avtor članka napisati, kakšna je po njegovem mnenju vsebina članka (pretežno znanstvena, pretežno strokovna) oziroma za katero rubriko je po njegovem mnenju prispevek primeren. Prispevke je treba poslati v enem izvodu na papirju in v elektronski obliki v formatu MS WORD. Uredniški odbor GRADBENI VESTNIK GLASILO ZVEZE DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEH NIKOV SLOVENIJE IN MATIČNE SEKCIJE GRADBENIH INŽENIRJEV PRI INŽENIRSKI ZBORNICI SLO VENIJE U D K - U D C 0 5 : 6 2 5 ; I S S N 0 0 1 7 - 2 7 7 4 L J U B L J A N A , D E C E M B E R 2 0 0 2 L E T N I K U S T R . 3 3 5 - 3 6 2 VSEBINA - CONTENTS U v o d n ik Članki, š tu d ije , ra zp ra ve Articles, studies, proceedings N a g ra je n i g ra d b e n ik i Stran 337 B Zadnik MIHA REMEC, univ.dipl.inž.grad. Stran 338 VUKAŠIN AČANSKI, univ.dipl.inž.grad. Stran 339 M. Mikoš, L. Štravs, G. Petkovšek, M. Brilly PRODNA BILANCA POVODJA REKE KORITNICE - 2. MORFOLOŠKE SPREMEMBE SEDIMENT BUDGET OF THE KORITNICA RIVER BASIN - 2. MORPHOLOGICAL CHANGES Spramamfc« dna -«tanja Fata) Stran 346 ____ _ __________ _________ _ A. Petkovšek POMEN GEOTEHNIČNIH RAZISKAV PRI PREUČEVANJU DROBIRSKIH TOKOV IN PRVE SLOVENSKE IZKUŠNJE Stran 339 GORAZD PUST, univ.dipl.inž.grad. THE IMPORTANCE OF GEOTECHNICAL RESEARCH IN STUDYING DEBRIS FLOWS AND THE FIRST SLOVENIAN EXPERIENCES M. VENGUST: Predsednikovo voščilo Zaključek leta je čas, ko naredimo pregled opravljenega dela in pripravljam o plane za prihodnje leto. Gradbeniki največkrat ne znamo primerno poudariti in predsta viti svojega dela pri načrtovanju, pripravi programov, nadzoru, kontroli kvalitete, izvedbi del in vzdrževanju. Zaradi m arljivega dela naših strokovnjakov in v sodelovanju z m nogim i drugim i strokami, smo zaslužni tako za sanacije p la zov kakor tudi zahtevne sanacije zgradb po potresu v Posočju. Zaslužni smo za nove kilometre avtocestnih odsekov, številn ih regulacij rek, gradimo energetske objekte. Rastejo novi stano vanjski in poslovni ob jekti, vključeni smo v procese vzgoje in izobraževanja na vseh n ivo jih . Združeni v zbornici (IZS-MSG) in povezani v naši že 52 let stari stanovski zvezi (ZDGITS) smo prispevali pomemben delež pri pripravi zakonodaje. V prihodnjem letu bomo dob ili v rabo nov zakon o graditvi objektov. Inženirska zbornica (IZS) skrbi za evi dence pooblaščenih inženirjev, za mednarodne povezave in iz menjave izkušenj. PREDSEDNIKOVO VOŠČILO Obe organizaciji sta letos združili sredstva in om ogočili nemo teno izdajo GRADBENEGA VESTNIKA, ki mu v letu 2003 ob ljub ljamo novo obliko in več dodanih uporabnih vsebin. Naša naloga je, da osvežitev svojega glasila dosežemo z lastni mi prispevki in manj s kritikam i na račun tis tih , ki se vsa leta trudijo, da g lasilo izhaja. G lasilo bo zanim ivo, če bodo v njem članki iz vsakdanje prakse, uvedbe novih materialov, novih teh no log ij, izkušnje pri sanacijah, problem atika vzgoje in izobraževanja kadrov, po litika šolskega sistema itd. Za takšen strokovni časopis sem prepričan, da bo “ po meri članstva". Veseli bomo prispevkov, ki bodo obravnavali problem atiko, s katero se srečujemo pri svojem vsakdanjem ustvarjalnem delu. Na koncu se želim zahvaliti za sodelovanje vsem posameznim društvom ter obema strokovnima sodelavkama. V letu 2003 želim vsem članicam in članom veliko zdravja, osebne sreče, poslovnih in delovnih uspehov. Srečno! Predsednik ZDGITS Marjan Vengust Nagrajeni gradbeniki: Miha Remec, univ.dipl.inž.grad., Nagrada IZS za inženirske dosežke NAGRAJENI GRADBENIKI MIHA REMEC, univ. dipl. inž. grad., NAGRADA IZS ZA INŽENIRSKE DOSEŽKE SOOS Miha Remec, univerzitetni d ip lom iran i inženir gradbeništva, je ob zaključku svoje bogate profesionalne kariere prejel nagrado Inženirske Zbornice S loven ije za izjemne inženirske dosežke. Nagrajenec je eden na jug ledne jš ih projektantov termoener getskih in industrijskih objektov v S loveniji in v bivši Jugosla v iji. Vse svoje poklicno ž iv ljen je je posvetil gradbenemu projek tiran ju ter vodenju projektov s tega zelo specializ iranega po dročja, pa tudi m nogim drugim . Rodil se je na Lancovem pri Radovljici 1 .1934 in d ip lom ira l I. 1959 na FAGG v L jub ljan i na gradbenem oddelku. Še istega leta je pričel strokovno pot projektanta pri firm i Zueblin v Stutt gartu v Nem čiji. Po letu dni dela v tu jin i se je vrn il v domovino in bil dve leti zaposlen na Fakulteti za arhitekturo, gradbeništvo in geodezijo kot asistent pri predmetu Statika na oddelku za arhitekturo. Od 1 .1963, ko se je zaposlil pri Inženirskem biroju E lektroprojekt (IBE), do upokojitve I. 2002 pri is ti f irm i, je projektiral številne termoenergetske in industrijske objekte doma in v tu jin i. Imel je tudi posebno srečo, ki si jo želi vsak projek tant, saj so b ili praktično vsi projekti, ki jih je načrtoval, tudi realizirani in pričajo o uspešnih in inovativnih zasnovah, ki jih je prispeval s svo jim znanjem, ustvarja ln im instinktom , trd im delom in uspešnim vodenjem svoje ekipe. V svoji strokovni karieri je prešel vse razvojne stopnje inženirja, od samostojnih strokovnih del statika do vodje projekta za najzahtevnejše objek te termoelektrarn. Sodeloval je tudi pri projektiranju in izgra dn ji številn ih industrijsk ih objektov predvsem v S loven iji, Ko sovu, Bosni in Hercegovini, Nem čiji in takratni Sovjetski zvezi. Od objektov, ki jih je projektira l oziroma pri n jihovi zasnovi in izgradn ji sodeloval kot konzultant, je potrebno izpostaviti TO Kosovo I, TO Kosovo II, TE Trbovlje, TE Šoštanj III (275 MW), TE Šoštanj IV (335 MW), TE Šoštanj V (275 - 325 MW), TE Tuzla B (500 MW), TE Trbovlje, TE Plomin II (200 MW), TO Ljubljana I, TO Ljubljana II, TE Brestanica (125 MW), TE Obrovac, TE - TO Ljubljana, tovarno avtom obilov Kinešma, Rusija, petroke- m ijski kombinat v Schwedtu, Nemčija, tovarno vlaknenk Leso nit v Ilirski B is tric i, tovarno vlaknenk Lesna v Otiškem Vrhu, več objektov v sklopu tovarne Belinka L jubljana in druge. Realizirane projektne rešitve kažejo na veliko mero inženirskega občutka za optim alne konstrukcijske rešitve in inovativni p r i stop pri reševanju najtežjih inženirskih problem ov. Tako je na prim er tem e ljen je posameznih v ita ln ih objektov v TE Šoštanj rešil s takrat orig inalno idejo seizmične izo lacije temeljev. S svojim delom je izredno uspešno promoviral svoj poklic in s tem tudi inženirsko stroko v širšem sm islu, kar je zelo pom em bno za napredek stroke in zaradi česar mu je Inženirska zborn i ca Slovenije pode lila častno nagrado. Nagrajeni gradbeniki: Vukašin Ačanski, univ.dipl.inž.grad., Nagrada IZS za inženirske dosežke 2002 VUKAŠIN AČANSKI, univ. dipl. inž. grad., NAGRADA IZS ZA INŽENIRSKE DOSEŽKE SODS -W bSbI jSffi7̂ I! Vukašin Ačanski, univ. d ip l. inž. grad., je nagrado za inženirske dosežke dobil za projekt arm iranobetonske in prednapete kon strukcije viadukta Ločica na avtocestnem pododseku Vransko - Trojane. Viadukt Ločica sestavljata dve ločeni konstrukciji dolžine okoli 869 oz. 849 m. Poleg velikih razponov polj ( 70 + 104 + 2 X 70 + 3 X 70,06 + 90,08 + 125 + 80 + 50 in 70 + 1 0 4 + 2 X 70 + 4 X 69,94 + 125 + 80 + 50) ima via dukt, katerega prekladna konstrukcija je bila zgrajena s prosto konzolno gradnjo, še več posebnosti. Potek avtoceste je bil iz bran tako, da je bilo neposrednih vp livov gradnje na okolje č im manj. Oblika podporne in prekladne konstrukcije viadukta je p r i lagojena oblikam terena in obsto ječim cestam. S tem e ljn im i vo dnjaki so b ili posegi v strma pobočja doline zmanjšani na naj manjši možni obseg. Pri viaduktu Ločica je bila prvič v S love n iji uporabljena potresna izolacija mostne konstrukcije, kar bo tudi po najm očnejših predvidenih potresih om ogočalo nemo teno uporabo viadukta. Vse navedeno je b ilo zaradi številn ih faz gradnje in reoloških lastnosti mogoče obvladati le z najsodob nejšim i orodji za projektiranje konstrukcij. Ker prekladna kon strukcija ni togo povezana s stebri, je b ilo med gradnjo potrebno njeno začasno stabiliz iran je s posebnim i zategami, pritrjen im i v tem elje stebrov. Posebnost konstrukcije je tudi regulacija položaja prekladne konstrukcije na vrhu stebrov s sinhronizira nim i h idravličn im i dvigalkami. K uspešnemu zaključku gradnje so poleg nagrajenca pomemben delež prispevali tudi sodela vci Janez Pugelj, Marko Završki, Peter Gabriječič, Bojan Majes, Marko Fašalek, Matej Fischinger, M ilenko Pržulj, Pavel Saje, Jože Herga, Aleksander M ilo jev ič in M irko Hausmeister. Nagrajeni gradbeniki: Gorazd Pust, univ.dipl.inž.grad., Častni član Inženirske zbornice Slovenije 2002 GORAZD PUST, univ. dipl. inž. grad., ČASTNI ČLAN INŽENIRSKE ZBORNICE SLOVENIJE 2002 Med prv im i, ki jih je Inženirska zborn ica S loven ije na drugem dnevu inžen irjev in arh itektov v M ariboru p rog las ila za svoje častne člane, je tud i gradbenik Go razd Pust. Kot kandidat M atične sekcije gradbenih inžen irjev je b il na prvi skup šč in i IZS 17 .03 .1997 izvo ljen za predsednika zborn ice. S s v o jim i vods tven im i izkušnjam i na področju inžen iringa doma in v tu jin i ter dela v državni upravi je od lo č iln o prispeval k prem agovanju ovir, ki so se po jav lja le v prvih le tih po usta nov itv i zborn ice. Zaslužen je za sode lovan je z Bavarsko inžen irsko zbo rn ico , kar je poleg spoznavanja tam ka jšn jih izkušenj pospešilo tud i sode lovan je z d ru g im i evropskim i inžen irsk im i združen ji. PRODNA BILANCA POVODJA REKE KORITNICE - S. MORFOLOŠKE SPREMEMBE SEDIMENT BUDGET OF THE KORITNICA RIVER BASIN - S. MORPHOLOGICAL CHANGES ZNANSTVENI ČLANEK UDK 551.3 : 532.57 : 627.157 MATJAŽ MIK0Š, GREGOR PETKOVŠEK, LUKA ŠTRAUS, MITJA BRILLY P O V Z E T E K Kot del prodne bilance povodja reke Koritnice smo opravili račune profilne premestitvene zmogljivosti reke Koritnice na območju Loga pod Mangartom. Izbrali smo poplavni val z 2-letno povratno dobo, ki ima maksimalni pretok na reki Koritnici 34 ,586 m3/s in na hudourniku Predelica 12,958 m3/s te r traja skupaj 133 ur. Račune smo izvedli za značilna padca struge obeh vodotokov na območju Loga pod Mangartom te r rezultate prikazali v odvisnosti od širine dna struge obeh vodotokov te r srednjega zrna plavin v premeščanju. Maksimalna profilna premestitvena zmogljivost je za izbrani poplavni val na Predelici dosežena za širino dna struge do največ 6 m in na reki Koritnici za širino dna struge največ 10 m. Izračunana optimalna širina dna za doseg maksimalne profilne premestitvene zmogljivosti je izrazito odvisna od srednjega zrna plavin v premeščanju. Na koncu smo še opravili račun gibanja izbranih poplavnih valov s pomočjo enodimenzijskega matematičnega modela z namenom prikazati morfološke spremembe dna struge Koritnice na območju sotočja s Predelico. Model je kljub dotoku plavin iz zaledja napovedal poglobitev dna struge Koritnice na območju sotočja s Predelico velikostnega reda do 1 m po prehodu treh zaporednih izbranih poplavnih valov. M. MIKOŠ, G. PETKOVŠEK, L. ŠTRAUS, M. BRILLY: Prodna bilanca povodja reke Koritnice - 2. morfološke spremembe S U M M A R Y As a part of the sediment budget analysis of the Koritnica River basin we firs t performed the computations of sediment transport capacity in the river reach in the village of Log pod Mangartom, SW Slovenia. We chose a flood wave with a 2-year return period and the duration of 133 hours. The peak flood discharge was 34,586 m3/s on the Koritnica River, and 12,958 m3/s on the Predelica Torrent, its right-hand side tributary in Log pod Mangartom. The calculation was based on the characteristic bed slopes of the two streams in this area. The results are shown as a function of the bed width of both streams, and the mean sediment size, respectively. Maximal sediment transport capacity for the chosen flood wave was reached for the river bed width less than 10 m for the Koritnica River, and less than 6 m for the Predelica Torrent. The computed optimal bed width giving the maximal sediment transport capacity in a cross section was strongly related to the mean sediment size. Finally, we computed the routing of several flood waves using one dimensional mathematical sedimentological and hydraulic model to show the morphological changes of the channel of the Koritnica River. Despite intensive sediment supply from headwaters, the model predicted the erosion of the Koritnica River bed in the section of the confleunce with the Predelica Torrent to be up to 1 m after three consequtive chosen flood waves passed. Slika 1: Izbrani poplavni val na Predelici in Koritnici s povratno dobo 2 leti. 1. UVOD V prvem delu prispevka o prodni bilanci povodja reke Koritn ice [M ikoš et al., 2002c] smo opisa li zrnavostno analizo sedim entov (odkladnin drobirskega toka po plazu Stože) in račun letne profilne premestitvene zm ogljivosti reke K oritn i ce na obm očju Loga pod Mangartom. V tem delu nadaljujemo z računom p ro fil ne premestitvene zm og ljivosti krajšega poplavnega vala in te račune primerjamo z rezultati enodimenzijskega matem atič nega modela sprememb dna struge Ko ritn ice na območju sotočja s Predelico. 2. RAČUNI PREMESTITVENE ZMOGLJIVOSTI REKE KORITNICE ZA IZBRANI POPLAVNI VAL Postopek računa pro filne prem estitvene zm ogljivosti smo že opisali v prvem delu prispevka [M ikoš et al., 2 0 0 2 c ]. Tako smo tudi račune pro filne premestitvene zm ogljivosti reke Koritnice za izbrani po plavni val (slika 1) izvedli s pom očjo pro grama MPM. Račune prodne premestitve ne zm og ljivosti reke Koritnice in Prede- lice za izbrani poplavni val smo izvedli s pom očjo nasledn jih vhodnih podatkov oziroma za naslednje pogoje: - uporabili smo letne krivulje trajanja pre tokov voda, ki smo jih izračunali iz rezul tatov hidrološke analize podatkov za vo domerno postajo K a l-K oritn ica ( lim - nigraf) ob uporabi utežnih koeficien- A vtorji: iz r prof. dn M atjaž Mikaš, univ.dipl.inž.grad., Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana d r Gregor Petkovšek, univ.dipl.inž.grad., Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana Luka Š traus, univ.dipl.inž.grad. M in is trs tvo za okolje, p ro s to r in energijo, UPP, D una jska 2 1 , Ljubljana prof. d r , M itja Brilly, univ.dipl.inž.grad., Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana M. MIKOŠ, G, PETKOVŠEK, L. ŠTRAUS, M. BRILLY: Prodna bilanca povodja reke Koritnice - 2. morfološke spremembe 8 9 B [m] - B - 0,01 0,02 0,03 - e - 0,04 - A - 0,05 10 11 12 13 14 0,01 0,02 -0,03 -0,04 -0,05 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 B [m] Slika 2: Premestitvena zmogljivost Predelice [m3] za poplavni val povratne dobe 2 leti v odvisnosti od širine dna struge vodotoka [m]. Rezultati so prikazani za dva izbrana vzdolžna padca struge vodotoka 0,040 in 0,0428, vsakič za pet različnih zrnavosti plavin dm trni. Privzeta je trapezna oblika prečnega prereza in naklon brežin 1:2 [VGI, 2001], tov, podanih v hidrološkem modelu po vodja Koritnice [M ikoš et ah, 2002b ]: za Predelico pred sotočjem s Koritn i co (0,2160), za Koritn ico pred sotoč jem s Predelico (0 ,3084) in za Korit nico pred sotočjem z Rojo (0,5244); - račune smo izvedli za izbrani poplavni val povratne dobe 2 leti, ki ima maksi malni pretok na reki Koritn ici 34,586 m3/s in na hudourniku Predelica 12,958 m3/s ter traja skupaj 133 ur; - padec dna struge Koritnice in Prede lice smo smo privzeli iz idejne zasno ve ureditve strug obeh vodotokov od Gorenjega Loga do Možnice [VGI,2001]; - širino dna struge Koritnice smo spre m injali od 6 do 11 m in struge Prede lice od 3 do 8 m, da bi prikazali vpliv spremembe širine dna vodotoka na nje govo premestitveno zm ogljivost; - nagib brežin prečnih prerezov smo priv zeli kot 1:2 iz idejnih zasnov ureditve strug Koritnice in Predelice od Goren jega Loga do Možnice [VGI, 2001]; - a ritm e tično srednje zrno plavin smo sprem injali od 10 mm do 50 mm, da bi prikazali vp liv spremembe zrnavos ti dotekajočih plavin in zrnavosti sp i- ranih odloženih mas murastega toka v dnu strug obeh vodotokov na premes titveno zm ogljivost; Rezultati računov profiine premestitvene zm ogljivosti so za izbrani poplavni val z 2 -le tno povratno dobo za Predelico in Koritnico prikazanima slikah 2 in 3, 3. NAPOVED HIDROMORFOLOŠKEGA RAZVOJA STRUGE REKE KORITNICE Do sedaj smo vrednotili povprečno letno profiino premestitveno zm ogljivost Korit nice in Predelice v različn ih hidroloških letih [M ikoš et a l„ 2002c] in njuno pro fiin o prem estitveno zm og ljivost v času tra janja izbranega poplavnega vala z 2- letno povratno dobo, pri čemer smo spre m in ja li š irino dna struge obeh vodotokov ter zrnavost plavin ter kot konstanto upo števali predlagani vzdolžni padec obeh strug v idejnem projektu ureditve [VGI, 2001 ], Takšna analiza lahko da le prvi vpog led v prim ernost izbranih š irin in vzdolžnih padcev strug obeh vodotokov, saj ne upošteva dinam ike razvoja strug, predvsem: - vp livov dotokov p lavin iz za led ja na zasičenost vodnih tokov; - časovnega sprem injanja pretokov; - nenehnega prilagajanja struge preto kom voda in plavin (odlaganje in ero d iran je p lav in , sk ladno z d e ja n sk i mi pretoki in n jihovo p rem estitveno zm o g ljivo s tjo ). Če želim o napovedati h idrom orfo loški razvoj struge reke Koritn ice, bi m orali strogo znanstveno uporab iti popolni t r i dimenzionalni model toka vode in plavin, torej kompleksen h idrodinam ični in sed i- mentološki model. Tovrstni modeli zahte vajo vrsto zelo podrobnih terenskih poda tkov, ki za naš prim er niso na razpolago. Zato smo pri obravnavi hidrom orfološke- ga razvoja struge reke Koritn ice izbrali enodim enzijski matem atični model pre meščanja rin jen ih plavin na nivoju povo dja, ki je bil razvit za prim er povodja Save Dolinke [Petkovšek, 1998], Sedim ento loški in h id rav ličn i del sta v M. MIKOŠ, G, PETKOVŠEK, L. ŠTRAUS, M. BRILLY: Prodna bilanca povodja reke Koritnice - 2. morfološke spremembe Slika 3: P re m e s titv e n a z m o g ljivo s t K o r itn ic e [m 3] pod s o to č je m s P rede lico za poplavni val p ov ra tn e dobe 2 le t i v o d v is n o s ti od š ir in e dna s tru g e vodo toka [m]. R e z u lta ti so prikazani za dva izb rana vzdolžna padca s tru g e vodo toka 0 ,0 2 7 in 0 ,0 2 9 , vsak ič za p e t ra z ličn ih z rn a v o s ti plavin dm [m l. P rivze ta je tra p e z n a o b li ka p rečnega p re reza in naklon b rež in 1 :2 CVGI, 20011. matematičnem modelu ločena. Sedimen- to loški del modela je frakcijsk i, s čim er je omogočena sim ulacija procesov razvrš čanja plavin. Pri tem račun premeščanja rin jen ih plavin tem elji na Hunzikerjevih enačbah [Hunziker, 1997], kontinuitetna enačba za zrnavost izmenjevalnega slo ja pa je privzeta po Hiranu [Hirano, 1971], H id rav ličn i del modela om ogoča račun stalnega mirnega neenakomernega toka v strugi s sprem enljivo š irino dna vzdolž struge. Š irina struge je upoštevana kot nespremenljiva s časom (bočna erozija ni upoštevana), zanemarjen je tudi upor brežin. Mogoče je upoštevati vp live stranskih dotokov vode in plavin v po lju bni ko lič in i in zrnavosti. Model je z vse mi naštetim i komponentami primeren za s im u lacijo pojavov iz hidrotehnične prak se, kot so zaprojevanje akum ulacij, ero zija rečnih strug zaradi povečane preme- stitvene zm og ljivos ti ali prekinjenega dotoka plavin in podobno. Vse enačbe modela so frakcijske, kar nam ne omogoča samo vpogled v skupno ko lič ino plavin v premeščanju, temveč tudi v n jihovo zrnavostno porazdelitev. Tako lahko modeliramo tudi zahtevnejše poja ve, kot sta razvrščanje plavin in nastanek poste ljice. V vzdolžni smeri tvorijo mo del profili in odseki med n jim i. V profilih je možen dotok vode in plavin iz pritokov (slika 4a). V vertika ln i smeri je model sestavljen iz treh s lo jev (slika 4b). Za debelino izm enjevalnega slo ja večina avtorjev [Hoey in Ferguson, 1994] pripo roča vrednost d = 2 d90 oziroma d =2 dS4, kar so potrdili tudi z laboratorijskim i po skusi. Premeščanje rin jen ih plavin se v mode lu računa na pod lag i Meyer-Petrove in M iille rjeve enačbe (M PM ) ob upošte vanju sprememb zaradi nastanka poste lji ce [Günter, 1971] in razširitve s Hunzike- rjev im i frakc ijsk im i enačbami (1995). Podrobnejši opis modela je možno najti v [Petkovšek, 1998]. Robni pogoj v spo dnji točki je krivu lja pretok vode - kota gladine Q(h), v zgornji točki in na prito kih pa so robni pogoj vhodni hidrogrami Q(t) ter količina in zrnavost dotekajočih plavin Q B(t). Za potrebe napovedi razvoja morfoloških sprememb struge reke Koritn ice je bilo potrebno matem atični model nadgraditi, in sicer: - v sedimentološki del modela je bil do dan člen, ki omogoča upoštevanje pre hoda drobnih zrn plavin, ki se erod i rajo v dnu struge, v lebdeče stanje in nadaljnje premeščenje v oblik i lebde čih plavin, ki se ne odlagajo ali pose dajo; - hidravlični del modela je bil izpopol njen tako, da je bil stabilen tudi v tež kih računskih razmerah, ko so preho di h itri in je razlika kot dna dveh za porednih profilov večja ali komaj manj ša od globine vodnega toka. Za um erjanje m odela ni b ilo na voljo nobenih podatkov. Zato so b ili parametri modela, tako h idravličn i (dejanski Man- ningov koefic ient upora toku) kot sed i mentološki (npr. brezdimenzijska k r it ič na strižna napetost), izbrani na podlagi ogleda oziroma podobnih primerov. Izku šnje kažejo, da so rezultati k ljub temu M. MIKOŠ, G. PETKOVŠEK, L. ŠTRAUS, M. BRILLY: Prodna bilanca povodja reke Koritnice - 2. morfološke spremembe kvalitativno praviln i, tj, kažejo prava me sta poglabljanja oziroma zasipavanja dna. Območje sim u lacije zajema strugo Korit nice od novega mostu do 200 m nad so točjem Koritn ice in Predelice. To je ob močje, ki je obdelano v ide jn i zasnovi ureditev strug Predelice in Koritnice, Na tem odseku Koritn ice sta kot pritoka v modelu prikazana pritoka Kotlina in Pre- delica. Vhodni hidrogam smo sestavili iz treh poplavnih valov, ki nastopijo v dese tem, petnajstem in dvajsetem dnevu (slika 5), Konice poplavnih valov predsta vlja jo približno srednjo letno visoko vodo. Prvi in tre tji val sta identična, drugi val pa je na Koritnici nekoliko v iš ji. Na začetku in med poplavnim i valovi je pretok vode v hudourniškem pritoku Kotlina 0,2 m3/s, po Predelici 1 m3/s in po Koritn ici 2 m3/ s, kar p rib ližno ustreza sredn jim preto kom. Dotok plavin v sistem je bil enak premestitveni zm ogljivosti obravnavanih vodotokov. Izvedeni sta b ili dve računalniški sim ula c iji: prva s širinam i dna strug vodotokov, kot so predvidene v prvi fazi (Koritnica 8 m, Predelica 6 m), druga pa s širinam i dna, kot so predvidene v drugi fazi izve dbe (Koritn ica 18 m, Predelica 14 m), Začetne kote dna so b ile pri obeh om enjenih s im u lac ijah enake, in sicer take, kot so izvedene po prvi fazi urejanja. Prav tako je bila v obeh primerih upora bljena enaka zrnavost plavin. Velikost sre dnjega zrna plavin je znašala 45 mm. Rezultati razvoja dna v prvi s im u laciji so prikazani na s lik i 6, v drugi pa na s lik i 7. Prodna bilanca v ob lik i prostorninskih sprememb dna in prostornin dotekajočih in iztekajočih plavin iz obravnavanega od seka je podana v preglednici 1. Na podlagi pre lim inarn ih računov lahko ugotovimo, da izbrana širina 8 m in 6 m za strugi Koritnice in Predelice v 1. fazi njihove ureditve resnično omogočata in tenzivno pog labljan je pri povišanih pre tokih. Spiranje in pog lab ljan je dna se tako začne pri pretočnih globinah 20 do 30 cm, kar ustreza dejanskemu stanju na terenu. S časom lahko pričakujem o rota- 1 o ° O 9 O oQ oO oOoO °0 °Q o , o 0 ° 0 ° ° ° 0 3 > U q Q o b) Slika 4: E nod im enzijsk i m a te m a tič n i model p re m ešča n ja plavin. a) vzdolžna shem a modela; b) s lo ji v navpični sm eri: 1- plavine v p rem eščan ju , 2 -izm en jeva ln i s lo j, 3-podlaga. Poplavni val 1 (identični val; 3) Kotlina ——- Predelica -------Koritnica 26 } ' ° £ 14 O 0 O. 2 0 H*-------- — 9.75 10 10.25 10.5 čas t [dnevi] 10.75 Poplavni val 2 ........Kotlina — — Predelica —— Koritnica 14.75 15 15.25 15.5 čas t [dnevi] 15.75 Slika 5: Vhodni h id ro g ra m za ra ču na ln iško s im u lac ijo razvo ja dna: p rv i in t r e t j i poplavni val [levo) in d ru g i poplavni val [desno). Spremembe dna - stanje Faza I Stacionaža [m] Slika 6: Razvoj dna reke K o r itn ic e p ri pogojih prve s im u la c ije : š ir in a dna, k o t je p redv idena v prvi faz i izvedbe. M. MIKOŠ, G. PETKOVŠEK, L. ŠTRAUS, M. BRILLY: Prodna bilanca povodja reke Koritnice - 2. morfološke spremembe 8500 9000 9500 10000 10500 11000 Staclonaža [m] Slika 7: Razvoj dna reke K o r itn ic e p ri pogojih d ru ge s im u lac ije : š ir ina dna ko t je predvidena v d rug i faz i izvedbe. cijsko erodiranje struge Koritn ice okoli fiksne točke (podprtje zaplavka z grablja mi iz železniških t irn ic ) nad vtokom v ožino pod novim m ostom . V spodnjem delu računskega odseka po opravljenih s im ulacijah ni prihajalo do poglabljanja dna struge Koritnice, razen izpiranja drobnih plavin in njihovega prehoda v lebdeče stanje. Ta rezultat kaže, da je, ob predpostavljen i ko lič in i dotoka plavin v sistem, padec dna na tem odseku ustre zen. Na obm očju sotočja Predelice in Koritnice lahko po naravni poti računamo z intenzivnim poglabljan jem , kar je tudi namen ide jn ih zasnov ureditve obeh strug. 4.SKLEPI Analiza p ro filne prem estitvene z m o g lji vosti reke K oritn ice na obm očju sotočja s P rede lico v Gorenjem Logu je v p r i meru izbranega poplavnega vala poka zala, da lahko kratek poplavni val z do vo lj ve liko in tenzite to prem esti k o l ič i ne p lavin , ki so p rim e rljive z letno ko lič in o v povprečnem hidro loškem letu. Prodna b ilanca reke Koritn ice v dana šn jih razmerah je zelo nepredvid ljiva in bi jo b ilo možno kakovostno napovedati v odso tnos ti te rensk ih m eritev p rodo- nosnosti in ka lnosti le z um erjenim t r i- d im enz ijsk im m odelom giban ja vode in p lav in , kar presega trenutne možnosti ter obenem zahteva ve liko preveč kako vos tn ih poda t-kov , ki jih ni na vo ljo . Tako smo razvili in u m e rili enod im en- z ijsk i model prem eščanja vode in p la vin, in s ice r na pod lag i ra zp o lo ž ljiv ih podatkov in dose dan jih las tn ih izku šnjah s tak im i m o de li ozirom a naved bami v lite ra tu ri. Z m odelom smo po skušali napovedati trende v prihodn jem h id rom orfo loškem razvoju dna struge reke Koritn ice . O bdobje izva jan ja del na o b liko va n ju obeh strug ni b il ravno prim e ren čas za u m e rja n je e n o d im e n z ijs k e g a m o dela. Ker je 1. faza u red itve strug Pre d e lice in K o ritn ice končana, je sedaj nu jno začeti z m e ritva m i v ko n tro ln ih p re č n ih p re rez ih na obeh v o d o to k ih ob is to ča sn e m m e rje n ju p re to ko v z lim n ig ra fo m ko t d e lo m bodočega o p o z o riln e g a s is te m a . Takšna poda tkovna baza bi o m o g o č ila kakovo s tne jše u m erjan je m ode la in nato na poved p r ih o d n je g a m o rfo lo šk e g a razvo ja s tru g e reke K o ritn ic e . N a jveč ja ov ira je seveda d e js tvo , da je m odel e n o d im e n z ijs k i in ne om o goča upoš teva n je bočnega e rod ira n ja b rež in . V n a d a ljn jih fazah de la na d o lo ča n ju prodne b ila n ce reke K o rit n ice bi b ilo m ožno u p o ra b lja t i tud i zah tevne jše m o de le , npr. d vo d im e n - z ijs k i m ode l GSTARS, ki om ogoča v re d n o te n je v p liv a š ir je n ja s truge p rodon osnega vodo toka . Prostornina plavin Simulacija 1 Simulacija 2 Dotok rinjenih plavin v sistem + 4525 m3 + 3348 m3 Spremembe dna struge (+ erodiranje, - naplavljanje) + 1507 m3 + 2444 m3 Prehod rinjenih plavin v lebdeče stanje - 1458 m3 - 2006 m3 Iztok rinjenih in lebdečih plavin iz sistema - 4574 m3 -3782 m3 Preglednica 1: Prodna bilanca v raču na ln išk i s im u la c iji obravnavanega odseka. P ozitivne v re d n o s ti v b ilanci so v ir i plavin [d o to k rin je n ih plavin iz zaledij in e roz ija dna), nega tivne v re d n o s ti pa iz to k rin je n ih in lebdečih plavin iz s is te m a [računskega odseka). O dprto je tu d i vp rašan je do tokov p la v in po P re d e lic i in K o r itn ic i. P redv sem bi b ilo treba u g o to v it i, ko likšno k o lič in o d o te k a jo č ih p la v in lahko p r ič a k u je m o po obeh v o d o to k ih . Na možne sc e n a rije bo vsekakor v p liv a la o d lo č ite v o g ra d n ji o b je k to v na P re d e lic i in M angartskem potoku , ki bodo na eni s tra n i p re p re če va li raz- m akan je m ožne p la zo v in e v s tru g i M angartskega po toka , na d ru g i s tra ni pa (p redvsem o b je k t v s tru g i Pre d e lic e nad G o re n jim Logom ) p re p re č e va li su n k o v ite do toke p la v in v M. MIKOŠ, G. PETKOVŠEK, L. ŠTRAUS, M. BRILLY: Prodna bilanca povodja reke Koritnice - 2. morfološke spremembe obm oč je vrša ja P rede lice ob so to č ju s K o r itn ic o . Razmere v oktobru in no vembru 2002 so pokazale, da brez objek tov po Predelici doteka v območje sotočja s Koritnico veliko proda, ki tam zastaja in preprečuje lokalno poglabljan je. Izb o ljša n je o b s to je če g a enod im en - z ijskega m atem atičnega m odela bo to rej m ožno, ko bodo na razpolago na s le d n ji poda tk i za b o ljš e um erjan je m odela : - meritve vodostajev v Predelici in Ko ritn ic i (lim nigrafi kot del opozorilnega sistema); - občasne hidrom etrične meritve v pre rezu vodomernih postaj (lim nigra fov); - izdelava pretočnih krivu lj v vodomer nih postajah; - meritve m orfoloških sprememb strug obeh vodotokov v kontrolnih prečnih prerezih; - meritve začetka prodnega premika s hidrofoni ali vsaj obarvanimi s le d iln i mi prodniki - koreliranje rezultatov terenskih hidro loških meritev s hidrološkim modelom povodja Koritn ice in m eritvam i v vo domerni postaji Kal-Koritnica. Kakovostnejše vredno ten je prodne b i lance reke K o ritn ice , kakor je prikaza no v te j ana liz i, bo možno s k o m b in i ranjem rezu lta tov m a tem atičnega m o de lira n ja prem eščan ja vode in p lav in ter rezulta tov te rensk ih m e ritev , tud i prodonosnosti in ka lnos ti. L IT E R A T U R A Günter, A., Die kritische m ittlere Sohlenschubschpannung bei Geschiebemischungen unter Berücksichtigung der Deck sch ichtb ildung und der turbulenzbedingten Sohlenschub-spannungsschwankungen. Mitteilungen ZAW 3, ETH Zürich. 69 str., 1971. Hirano, M., River bed degradation with armouring. Transactions of JSCE Vol. 3 Part 2, 1971. Hoey, T.B., Ferguson, R., Numerical sim ulation of downstream fin ing by selective transport in gravel bed rivers: Model development and illus tra tion. Water resources research 30, No. 7, str. 2 2 5 1 -2 2 6 0 ,1 9 9 4 . Hunziker, R., Fraktionsweiser Geschiebetransport. Mitteilungen ZAW 138, ETH Zürich. 209 str., 1995. Mikoš, M., Pender, G., Hoey, T., Use of a m odified hiding function in the s im ula tion of graded sedim ent transport during degradation. V: Proceedings of the XXVIIIIAHR Congress 22-27 August, 1999, Graz, elektronska izdaja, str. [1 -7 ], 1999. Mikoš, M., Petkovšek, G., Šraj, M., Brilly, M., Analiza erozije tal na porečju Koritnice. Ujma, š t.16 (v tisku), 2002a. Mikoš, M., Vidmar, A., Šraj, M., Kobold, M., Sušnik, M., Uhan, J., Pezdič, J., Brilly, M., Hidrološke analize na plazu Stože pod Mangartom. Ujma, š t.16 (v tisku), 2002b. Mikoš, M., Štravs, L., Petkovšek, G., Brilly, M., Prodna bilanca reke Koritn ice - 1 .Letna prodonosnost. Gradbeni vestnik, letnik 51, str. 316-321, 2002c. Petkovšek, G., Matem atični opis procesov dolvodne drobnitve v prodonosnih vodotokih. Diplomska naloga, Univerza v L jub ljani, FGG, 55 str., 1997. Petkovšek, G., M odeliranje premeščanja plavin na nivoju povodja = Sedim ent dynamics m odelling at basin scale. Acta hydrotechnica, le tn ik 16, š t.23, Ljubljana, str. 9 -22, 1998. Petkovšek, G., Mikoš, M., Matematično m odeliranje procesov razvrščanja plavin v naravnih vodotokih. V: ŠTOK, Boris (ur.). Kuhljevi dnevi ’97, Mokrice, 25.-26. september 1997. Zbornik del. Ljubljana, Slovensko društvo za mehaniko, str. 241 - 248, 1997. Petkovšek, G., Mikoš, M., Analysis of river sediments of the Slovenian-Austrian border reach of the Mura River. V: XX. Kon ferenz der Donauländer über hydrologische Vorhersagen und hydro logisch-wasserw irtschaftliche Grundlagen. Elektrons ka izd. Bratislava, str. 1 -8 ,2 0 0 0 . VGI, Ureditev strug Predelice in Koritnice od Gorenjega Loga do Možnice - dopoln itev idejnega projekta C -1 129/2. Vodno gospodarski inštitu t družba za gospodarjenje z vodami, L jubljana, 2001. A. PETKOVŠEK: Pomen geotehničnih raziskav pri preučevanju drobirskih tokov in prve slovenske izkušnje POMEN GEOTEHNIČNIH RAZISKAV PRI PREUČEVANJU DROBIRSKIH TOKOV IN PRVE SLOVENSKE IZKUŠNJE THE IMPORTANCE OF GEOTECHNICAL RESEARCH IN STUDYING DEBRIS FLOWS AND THE FIRST SLOVENIAN EXPERIENCES s tr o k o v n i Čla n e k UDK 551.3 ANA PETKOVŠEK P O V Z E T E K □robirski tokovi so plastični tokovi zmesi kohezivnega, največkrat slabo sortiranega materiala in vode. Uvrščamo jih med sedimentno težnostne tokove. Njihove lastnosti so odvisne od vsebnosti posameznih komponent [vode, zraka in trdnih delcev] v zmesi te r od zrnavostne sestave in lastnosti trdnih delcev. Še vedno velja, da so razmeroma slabo znani in slabo raziskani. Sistematično so jih v svetu pričeli raziskovati relativno pozno, šele v osemdesetih letih 20. stoletja. V Sloveniji smo drobirske tokove sicer poznali in opisovali, z raziskavami njihovih lastnosti pa se vse do leta 2000 nismo ukvarjali. Drobirski tok izpod Stožja, ki je novembra I. 2000 povzročil razdejanje v Logu pod Mangartom, viskozna blatna tokova Slano blato v Vipavski in Macesnikov plaz v Logarski dolini te r drobirski tokovi, ki se že od zgodnje pomladi I. 2002 prožijo nad vasjo Koseč v krnskem pogorju, so tragično in zelo resno opozorilo, da se bomo morali tudi pri nas lo titi načrtnega preučevanja in ukvarjanja s problematiko drobirskih tokov. V prispevku so predstavljene geotehnične lastnosti zemljin in poudarjen njihov pomen pri proženju drobirskih tokov, opisane so objektivne težave, s katerimi se srečujemo pri raziskavah reoloških lastnosti toka, te r predstavljeni rezultati raziskav, ki smo jih opravili na materialih iz vplivnega območja plazu Stože. Pridobljene izkušnje so pokazale, da je možno s standardnimi postopki raziskovanja zemljin, dopolnjenimi s postopki za raziskovanje reološkega obnašanja suspenzij, dokaj dobro opisati reološke lastnosti drobirskega toka. Rezultati v prispevku predstavljenih raziskav so bili že uporabljeni v matematičnem modelu, s katerim so bila opredeljena območja ogroženosti Loga pod Mangartom v primeru sprožitve novega toka. Avtorica: mag. Ana Petkovšek, univ.dipl.inž.geol., Gradbeni in š titu t ZRMK Ljubljana, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo A. PETKOVŠEK: Pomen geotehničnih raziskav pri preučevanju drobirskih tokov in prve slovenske izkušnje S U M M A R Y Debris flows are plastic flows consisting of cohesive, mainly poorly sorted materials and water. They are classified among sedimentally gravity flows. Their properties depend on the content of individual components (water, air and solid particles] in the mixture, on the grain composition and properties of solid particles. There is still a considerable lack of knowledge about them and they are poorly researched. A systematic research in the world started relatively late, not before 1980-ies. In Slovenia, debris flows were known and reported, but the research of their properties has not started untill 2ÜÜÜ. The debris flow from beneath Stože tha t caused devastation in Log pod Mangartom in November 2000, the viscous muddy flows Slano blato in the valley of Vipavska dolina and Macesnikov plaz in the valley of Logarska dolina, and the debris flows tha t have been triggering since the early spring of 2002 above the village Koseč in the mountainous region of Krn represent a tragic and serious warning tha t also in Slovenia the problems of debris flows demand a planned study and solving. The paper presents the geotechnical properties of soils and emphasises the ir importance in the triggering of debris flows. It describes objective problems tha t we are dealing with in research of rheological properties of flows and presents the results of te s ts tha t we have carried out at the materials from the influential area of the landslide Stože. The acquired experiences have shown tha t the standard procedures of soil testing, completed with the procedures for testing the rheological behaviour of suspensions, allow fairly good description of rheological properties of debris flows. The results of the tests , presented in the paper, were already used in a mathematical model which defined the areas of danger in Log pod Mangartom in case of another debris flow. 1 . UVOD Drobirske tokove uvrščam o med ze meljske plazove. Zem eljski plazovi so geološko pogojeni dejavniki tveganja, ki se sprožijo na površini zemeljske skorje sami od sebe, kot del naravnih procesov, ali pa jih povzroči človek s svo jim i po segi ih aktivnostm i. Nekatere med n jim i lahko hitro opazim o, jih z raziskavami opredelimo, se jim izognemo ali sanira mo, drugi pa nas znova in znova prese nečajo s svojo s ilo v ito s tjo in ruš ilno m očjo. Pod pojm om zem eljski plaz razumemo različne oblike porušitve naravnega ravnotežja na zemeljskem površju zaradi delovanja gravitacije in zunanjih proce sov denudacije [R ib ič ič ,1999], V osnovi jih delimo na tiste, ki nastanejo v hrib in i in na tiste, ki se razvija jo v zem ljin i. Med naravne porušitve v hrib in i uvrščamo hri- binske zdrse po ploskvah diskontinuitet, kamnite podore ob strm ih trdnih stenah, kotaljenje skalnih blokov ali drsenje ne- zasičenega podornega ali erozijskega Slika 1: Translacijski zdrs zemljine po predkvartarni hribinski podlagi iz oligo- censke sivice. Zelo pogost, za geotehnične raziskave in analizo »zelo hvaležen« plaz. A. PETKOVŠEK: Pomen geotehničnih raziskav pri preučevanju drobirskih tokov in prve slovenske izkušnje reološke skupine sedimentni težnostni (gravitacijski) tokovi tokov vrste tokov prevladujoč mehanizem ohranjanja tekočinski tokovi Newtonove lastnosti I turbiditni (kalni) tokovi nizke gostote v visoke gostote turbulenca \ / utekočinjeni tokovi dvigajoči se tok pornih vod plastični tokovi Binghamove lastnosti ______ I______ zrnski tokovi interakcija med zrni (disperzivni pritisk) I drobirski tokovi o:o T l « aS p * a ■ ■ ■ jakost (kohezija in Binghamova viskoznost) osnove zrn v toku s. vzgon deluje v vseh primerih Slika 2: Sedimentni težnostni tokovi in prevladujoči mehanizmi ohranjanja zrn v toku (privzeto iz (Skaberne, 20011). grušča po strm ih brežinah. Plazovi v hri binah so težko ali praktično nenapovedlji- vi. Materialnih karakteristik nestabilne hri- binske mase (z redkimi izjemami) z geo- tehn ičn im i raziskavami ne določam o. V zem ljinah so na jbo lj pogosti plazovi, pri katerih pride do plazenja zem ljin po pogo jen ih ploskvah š ibkosti v zem ljin i a li na stiku med krovno zem ljino in h ri b ino v podlagi (slika 1). Z geo tehn ičn i- mi raziskavami lahko takšne plazove zelo dobro opišem o, natančno do loč im o ma teria lne parametre zem ljin , jih ana liz ira mo in se jim po inženirski presoji um ak nemo, ali pa se z ustrezn im i gradbeno te h n ičn im i ukrepi pred n jim i zava rujem o. V na jbo lj neugodni kom binaciji naravnih dejavnikov, med katerim i so ob iča jno plazenja tal, ki jih sp rem lja jo ob ilne in dolgotra jne padavine ali potres, ta ljen ja snega, vulkanske aktivnosti, močna ero z ija brežin v hudourniških strugah, no tranja erozija umetno nasutih zem eljskih pregrad itd , pa se iz m ešanice ze m e ljskega m ateriala in vode razvije jo sedim entno težnostni tokovi, med kate re uvrščam o tudi drobirske tokove. V svetu in pri nas še ni izdelane enotne te rm in o lo g ije za k las ifikac ijo pobočnih tokov, zato prihaja do različne rabe izra zov za enake ali podobne pojave (g rušč nati, b la tn i, m urasti tok, hudourniška lava). V nadaljevan ju tega članka se bomo držali d e fin ic ije [Skaberne, 2001], da so d rob irsk i tokovi reološka ob lika b la tn ih tokov. To so p lastičn i tokovi zmesi kohezivnega, pogosto slabo sor tiranega m ateria la in vode, s sp rem en lji vo po razde litv ijo ve likos ti zrn, koncen tra c ijo , h itro s tjo in notran jo d inam iko. Večja zrna ohranja v toku moč drobno zrnate osnove z Bingham ovim i s ilam i ob pom oči povečanega pornega tlaka vode, vzgona in pri ve lik ih h itrostih tokov tudi trki med zrni ter turbulenca (slika 2). D robirski tokovi sod ijo med na jbo lj ne varna, geo loško pogojena naravna tve ganja, ker se po jav ijo nenadno, brez pre dhodnega opozorila, zato ni prav ve lik ih m ožnosti, da bi se pred n jim i um aknili. D rob irsk i tok, ki se je med hudim deževjem v decembru leta 1999 sprožil na 2000 m v isokem grebenu hribovja C ord illie ra de la Costa (Venezuela) in se nato pom ikal pro ti ca 10 km oddaljen i oba li, je na svo ji poti poruš il 126 000 hiš in zahteval okoli 30 000 žrtev. Plaz, ki se je novem bra I. 2000 sprožil na pobočju Stože nad Mangartsko planino, na v iš in i 1200 - 1600 m, je zahteval 7 ž iv lje n j v 3 km odda ljenem in 1000 m nižje ležečem Logu pod Mangartom. V e lik i p lazovi, ki so se (ponovno) sp rož ili v S lo ve n iji po letu 2000, plaz Stože, ki je sprem enjen v drob irski tok trag ično zaznamoval Log pod M an gartom, plaz Slano blato, ki kot viskoz ni b latni tok ogroža vas Lokavec, Mace- sn ikov plaz, plaz Koseč, k jer imam o oprav iti s kar trem i t ip i poruš itev po bočja, so med d ru g im i pokazali, da bom o m ora li pri preučevanju plazov svo jo dejavnost razš iriti tud i na tis te dejavnike tveganja, s katerim i se doslej n ism o s istem atsko ukvarja li in jih preučevali. To je na preučevanje nevar nosti nastanka drob irskih tokov in na do ločan je reo lošk ih las tnosti nekaterih n jihov ih znač iln ih po javn ih oblik. A. PETKOVŠEK: Pomen geotehničnih raziskav pri preučevanju drobirskih tokov in prve slovenske izkušnje 2. SLOVENSKE IZKUŠNJE PRI PREUČEVANJU DROBIRSKIH TOKOV S prv im i, sistem atsko zasnovanim i ra ziskavami za do ločitev materia ln ih in re- oloških lastnosti drobirskega toka smo začeli leta 2001 po naročilu M inistrsva za okolje in prostor R S lovenije z namenom, da bi p ridob ili podatke o reoloških lastno stih toka, ki so pomembni za matem atič no m odeliran je in izdelavo ocene ogroženosti Loga z m o reb itn im i novim i tokovi. Začeli smo brez lastnih izkušenj, saj so bila vsa dotedanja znanja, s katerimi smo razpolagali v S loven iji, omejena na po datke iz tu je literature in na splošne op i se dogodkov v S loven iji v preteklosti [Horvat, 1993], Drobirski tokovi v Slove n iji sicer niso redko opazovan in opisan pojav. Po ve likonočnem potresu v Po sočju I. 1998 so geologi celo vnaprej opozarjali na nevarnost njihovega proženja zaradi razpok, ki so se po potre su odprle na travnih pobočjih , zgrajenih iz vršajev [V idrih in R ibičič, 1999], ven dar pa so se opisi vselej om e jili na geo loški a li h idro tehn ičn i op is dogajanj, s komaj omembe vrednim i ali le ocen jen i mi m ateria ln im i, ne pa tudi reološkim i parametri toka. Pri načrtovanju raziskav smo se tako na s lon ili predvsem na podatke in parame tre, predstavljene v navodilih za uporabo matematičnega modela F L0-2D in d ru gih v irih [O’ Brien in Ju lien, 1988], [O ’Brien in Ju lien, 1997], predvsem pa na lastna znanja in izkušnje o obnašanju granuliranih zem ljin v stiku z vodo. Vzpo stavili smo stik z dom ačim i in tu jim i la boratoriji, ki razpolagajo z znanji in z ra ziskovalno opremo, ki smo jo ocen ili za potencialno primerno za izvedbo raziskav v okviru sredstev, ki so b ila na voljo . Vse tis te raziskave, ki so dale zanesljive in ponovljive rezultate, s katerimi smo uspe li sestaviti ce lov ito s liko o obnašanju toka, so bile nato izvedene v štirih sloven skih labora to rijih , in s ice r na UL FGG Katedri za mehaniko tal z laboratorijem , na UL FKKT Katedri za kem ijsko inženirstvo, v Geomehanskem laborato riju in Laboratoriju za konstrukcije Zavo da za gradbeništvo Slovenije. V nadaljevanju predstavljam o glavne ugotovitve raziskav, dopolnjene z nekate rim i, žal vse prepogosto pozabljen im i osnovnim i vedenji o obnašanju zem ljin , brez katerih ni možno vrednotiti in razu meti obnašanja zem ljinskih m aterialov v drobirskem toku. 3. DROBIRSKI TOK - VEČFAZNI SISTEM 3.1 LASTNOSTI DROBIRSKIH TOKOV Na obnašanje drobirskega toka vp liva jo š tirje glavni vp livn i faktorji [Jan in Shen,1997]: - viskoznost - turbulenca, - drsenje delcev med seboj - medsebojni trki delcev. Z materialnega vidika so drobirski tokovi trifazni sistem i, sestavljeni iz trdne faze, iz zraka in vode. V trdni fazi so zastopane predvsem zem ljine , prisotna pa so tudi drevesa, korenine in različni m ateria li, ki jih tok na svo ji poti poruši in odnaša s seboj. Če predpostavimo, da so lastno sti vode in zraka konstantne, je značaj toka odvisen od: - relativne zastopanosti posameznih faz (sestave in koncentracije toka), - velikosti in porazdelitve trdne faze (zr- navostne sestave trdne faze), - lastnosti posameznih tvorcev trdne fa ze, med katerim i je zelo pomembna p lastičnost drobnih delcev. Navedene lastnosti vplivajo nepsredno na dinam iko toka. V bistvu pa se pri načrto vanju raziskav za do loč itev m ateria ln ih lastnosti moramo zavedati, da je vsak drobirski tok enkraten in neponov ljiv v svoji sestavi in gibanju in da intaktnega, reprezentativnega vzorca iz toka ni možno dobiti. Na verjetno sestavo že sproženega drobirskega toka lahko sklepamo posred no, in sicer iz: - geoloških in geotehničnih podatkov o sestavi materialov na izvornem plazu, - iz podatkov raziskav materialov, ki so se odložili iz toka vzdolž poti in na raz- livnem obm očju, - iz razpo lož ljiv ih podatkov o h itros ti potovanja toka, - iz opazovanja sledov, ki jih je tok pus til vzdolž svoje poti. Le pri počasnih, hom ogenih drobnozrna tih tokovih lahko vzorčujem o »kvazi intak ten« material iz toka med prem ikanjem, merimo hitrost gibanja in tako določim o njegove realne reoioške lastnosti (s lika 3). Pridobivanje takšnih in -s itu podatkov ima vrhunsko vrednost. S trokovnjaki, ki so prvi poklicani na kraj dogodka, so žal največkrat preobrem enjeni z d rug im i, v tistem trenutku pom em bnejš im i skrbm i, tako da tokovi pogosto odtečejo v dolino, ne da bi se jim posrečilo zabeležiti neka tere zelo pomembne podatke. 3.2 ZAKAJ SO POTREBNE RAZISKAVE DROBIRSKIH TOKOV S trenutnim stanjem znanj še ne moremo napovedati nastanka drob irskih tokov. S poznavanjem geološke zgradbe in geo tehničnih značilnosti tal pa lahko s pre cejšnjo zanesljivostjo ocenim o, ali lahko neugodna struktura ta l, skupaj z npr. potresom ali visoko vodo, povzroči, da na določenem ozem lju pride do nastanka drobirskega toka. Z raziskavami lastnosti tal lahko torej napovemo tveganje na stanka drobirskega toka in v grobem opredelim o njegove reoioške lastnosti. Raziskave drobirskih tokov so potrebne za organizacijo učinkovite zaščite pred n ji m i. Izvajamo jih z namenom, da bi lahko čim bolj zanesljivo ocen ili ogroženost ozemlja in z m atem atičnim m odeliranjem znali napovedati h itrost in obseg širjen ja obstoječih tokov (Slano blato nad Loka- vcem), vrednotiti nevarnost proženja no- Gradbeni vestnik • letnik 51, december, 2002 A. PETKOVŠEK: Pomen geotehničnih raziskav pri preučevanju drobirskih tokov in prve slovenske izkušnje Slika 3: Blatni tok nad Mangartsko planino, Danes na srečo že poznamo lastnosti toka, ki je kot primer prikazan na sliki. Vlažnost: 1 4 - 2 4 %; volumenska koncentracija: 0,58 - 0,72; viskoznost: 30 - 104 Pas. Slika 4: Plaz Stože. Kamniti bloki velikosti nad 4 m, raztreseni v rahlem pobočnem grušču; pobočni grušči, srednje dobro vezan morenski material, po sestavi iz zelo zaglinjenega grušča - pisana množica materialov, ki bodo določali lastnosti novega drobirskega toka, če pride do njegove sprožitve. vih (Stože pod Mangartom ) in oceniti n jihovo moč na istem ali na podobnih obm očjih (Koseč, k jerko li v hribovitem svetu, kjer obstajajo geološko pogojeni de javnik i tveganja). Zato bi m orali v prihodnje svoje aktivnosti pri terenskem sprem ljan ju sproženih tokov usm eriti tudi: - na načrtno zbiranje podatkov o lastnos tih zem ljin na izvornem mestu, - na merjenje hitrosti in opazovanje g i banja sproženih tokov, - na odvzem vzorcev (če hitrost gibanja to dopušča) za kasnejše določitve ses tave, koncentracije in reoloških para metrov (slika 3). 3.3 VRSTE ZEMLJIN V DROBIRSKEM TOKU Trdno fazo in hkrati izvor drobirskega toka predstavlja jo naravne ali umetno nasute zem ljine (zemljine, vgrajene v h idroteh- nične pregrade, protipoplavne nasipe, nasipe prom etnic). Tako med naravnimi kot umetno nasutimi m ateriali so to lahko več metrov veliki podorni kamniti bloki ob vznožju skalnih pobočij, erozijski d rob i- rji in a luvia ln i prodi na poboč jih ali v strugah vodotokov kot tudi vsa pisana množica različnih, bolj ali manj konsoli d iranih zem ljin , katerih lastnosti so po gojene z zgodovino nastajanja ozemlja in ki gradijo tla na obm očju sprožitve ali v vplivnem erozijskem obm očju toka (slika 4). 3.4 GEOTEHNIČNA KLASIFIKACIJA ZEMLJIN PRI PREUČEVANJU PLAZOV Od zrnavostne sestave in p lastičnosti zem ljine je odvisno, kateri od že opisa nih dejavnikov (viskoznost, trki) bo pre vladoval pri do ločan ju d inam ike toka. Zato je pomembno, da m ateriale že na izvornem mestu pravilno klas ific iram o. Neurejena term inologija je ena prvih ovir, na katero naletimo, ko se skušamo spo razumeti predstavniki različni strok (geo logi, geotehniki, hidrotehniki, sedim en- to lo g i), ko se znajdemo na prizorišču plazu ali drobirskega toka. V geotehnični praksi se je uveljavila kla s ifikac ija zem ljin , ki tem elji na velikosti in porazdelitvi debelih ter na velikosti ter p lastičnosti drobnih zrn. Med debelo zr nata tla uvrščamo prode ( > 2 mm) in peske (0,06 - 2 mm), med drobno zrna ta tla pa melje (0,06 - 0,002 mm) in g li ne ( < 0,002 m m ). K las ifikacija je p r i merna za zrna ve likos ti do 100 mm, za debelejša zrna pa nim am o enoznačne te rm ino log ije , tako da običa jno upora b ljam o izraze, kot so debel prod, debel gramoz (angl. cobb le za zrna 64 - 250 mm), balvani a li skale (angl. boulder za zrna 250 - 4000 mm) in kam niti bloki (angl. rock b lock za zrna > 4000 mm). A, PETKOVŠEK: Pomen geotehničnih raziskav pri preučevanju drobirskih tokov in prve slovenske izkušnje trdno ̂ poltrd no 0 w c w„ plastično (gnetno) j židko WL Slika 5: Kazalniki plastičnosti zemljine so tudi dobri kazalniki njenega Teološkega obnašanja. Material ( \ . ost zrn 0/0,5 mm) Meja židkosti (%) Indeks plastičnosti (%) Kamena moka - apnenec -19 Ni plastična Zdrobljen karbonski meljevec - Trojane Ni plastičen Glina iz glinokopa Pragersko 43 19 Kraška glina (Novo Mesto) 50-100 3 0 - 7 0 Diatomejska zemlja (Bela Cerkev) 70-90 17- 25 Cista kaolinitna glina 4 0 - 6 0 10- 25 Čista illitna glina 80 - 120 5 0 - 7 0 Čista bentonitna glina do 700 do 650 Preglednica 1: Značilne meje plastičnosti nekaterih vrst zemljip [Petkovšek, 19991 številn ih dejavnikov, med katerim i so najpom em bnejši m inera lna sestava, struktura ter vrsta izm en ljiv ih ionov v g li ni. Dodajanje bentonitne g line cementu v zmeseh in jekcijsk ih mas je v gradbeniški praksi najbolj znan primer, kako lahko že majhni dodatki čiste g line (npr. 3 ,5 ,8 %) spremenijo p lastičnost zmesi in vp liva jo na reološko obnašanje in je kc ijsk ih su spenzij. V preglednici 1 smo za ponazo ritev p lastičnosti zbrali nekaj znač iln ih vrednosti. 3.5 STOPNJA ZASIĆENJA - POMEMBEN ELEMENT PRI OPISOVANJU MATERIALOV NA PLAZU Prvi predlogi za geotehnično klasifikacijo Slika 6: Klasifikacija materialov za geotehnično okarakterizaoijo materialov na plazu [Vaunat,19941, tLeroueill, 19961. Izrazov, kot sta npr. d rob ir (debris) ali m u lj (mud) v geotehnični k lasifikaciji ne uporabljamo. Pri opisovanju in klasifika c iji drobno zrnatih tal imata parametra plastičnosti (m e jaž idkosti in indeks pla s tičnosti) prednost pred zrnavostno se stavo. Meja židkosti je stalna in nespre m enljiva lastnost drobnozrnate zem ljine in pomeni vsebnost vode, pri kateri zem ljina prehaja iz p lastičnega v židko (tekoče) stanje, indeks p lastičnosti pa kaže na ko lič ino vode v zem ljin i, ki je potrebna, da zem ljina preide iz trdnega v židko konsistenčno stanje (slika 5). Med drobnim i zrni (angl. fines) ločujemo t.i. inertna zrna in zrna gline. Inertna zrna so na prim er zrna kremena, apnenca, dolom ita, torej zrna, ki se v stiku z vodo ne om očijo , ne nabrekajo in niso p lastič na. Ko pride suha zem ljina iz inertnih zrn v stik z vodo, najprej pridobiva na strižni trdnosti do neke kritične točke, nato pa se v trenutku utekočini. Nasprotno pa so zrna gline aktivna. Zaradi negativno nabite površine se v stiku z vodo om očijo , adsorb ira jo vodo v t.i. adso rpcijsk i ovoj, ki deluje skupaj z zr nom kot zrno samo - glina je plastična. Debelina adsorpcijskega ovoja, ki se lahko ustvari na zrnu gline je odvisna od m aterialov na plazu so vk ljučeva li le tri osnovne skupine m ateria lov: kamnina, kam niti d rob ir in zem ljina [Var ners,1978], Takšna razvrstitev nikakor ne more zadoščati za jasno opredelitev, tako da predlogi novih k las ifikac ij ([Vau nat,1994], [L e ro u e ilM 99 6 ]), razvrščajo zem ljine na 9 skupin (slika 6). Poseben poudarek je namenjen ločevanju zem ljin na zasičene (saturirane) in na nezasićene (nesaturirane), kar je novost, ki se čedalje bolj uveljavlja tudi na dru gih področjih geotehnike. Glavna znač il nost nezasićenih zem ljin je negativni porni tlak. Ko pride nezasićena zem ljina Gradbeni vestnik • letnik 51, december, 2002 A. PETKOVŠEK: Pomen geotehničnih raziskav pri preučevanju drobirskih tokov in prve slovenske izkušnje v stik z vodo, se v njej sprožijo mehaniz mi vsesavanja vode, ki so posledica samo kap ila rn ih ali kom binacije kapilarnih in elektrokem ičnih s il. V zemljinah, ki niso inertne, lahko vsesavanju vode s led ijo drugi pojavi, ki jih sicer na področju za sičenih zem ljin ne poznamo. Med najbolj značilna pojava, ki spremljata zem ljine v nezasićeni coni, sta strukturni kolaps in nabrekanje. Strukturni kolaps, ki je znači len za puhlico in njej podobne materiale (enozrnate, slabograduirane m elje in drobne peske), je pojav, da se ob vsesa vanju vode, ob nespremenjenem to ta l nem tlaku zem ljine hipoma sesedejo-ko- lapsira jo, pri čemer se jim zmanjša volumen. Zato se v literaturi za te zem lji ne uporablja tudi oznaka »truly co llaps i ble so ils« [Leroueil, Locat, 1998], Na sprotno pa je nabrek ljivost značilna la stnost nezasićenih g linastih zem ljin , da ob vsesavanju vode, ob nespremenjenem totalnem tlaku, povečajo svoj volum en [Eurocode 7], Te zem ljine, ki so na slik i 6 uvrščene v skupino »ostali«, so ob iča j no drobnozrnate zem ljine, ki so v osnovi prepokane in jih najdem o predvsem v aridn ih in sem iaridnih področjih , pogo sto opisane tudi z izrazom »residual so i ls«. Vse zem ljine razvrščamo v isti zem- Ijinski klasifikacijski sistem, oznaka »za sičena« ali »nezasićena« pa nas dodat no opozori na drugačnost, ki jo je pričakovati v obnašanju materiala. V strokovnih poroč ilih zadnjih let tako lahko zasledimo podatke, po katerih teo rija nastanka in period ičnega proženja velikih plazov [Castelli in Scavia, 2001] ne tem elji več na direktni re laciji zmanj šanja efektivne strižne trdnosti po sp lo šno uveljavljenem Coulom bovem striž nem krite riju zaradi povečanja pornih tlakov, temveč na postopnem vsesavanju vode, ki mu sledi nabrekanje. 3.6 PLASTIČNOST, M EJA ŽIDKOSTI IN STRIŽNA TRDNOST Meja židkosti ni le klasifikacijski parame ter, temveč je tudi kazalnik strižnega ob našanja zem ljine in kazalnik stanja na prične obnašati kot viskozna tekočina, vlažnosti, pri kateri se plastična ze m lji- Že A. Casagrande, po katerem je ena od 'J Kttovr»f H j i n ’- 't ‘j , i m t i z t ijjtJfiii u « ^»4 Ptotre# Slika 7: P regledna k a rta s p ro ž itv e in odlaganja m a te r ia la iz d ro b irskeg a toka . 1 - obm oč je plazu S to že , 2 - 6 obm očje po tovan ja in odlaganja m a te ria la na levem in desnem bregu M a n g a rtske g a po toka, 1 0 - 1 2 obm očje odlaganja m a te r ia la iz toka . A. PETKOVŠEK: Pomen geotehničnih raziskav pri preučevanju drobirskih tokov in prve slovenske izkušnje Velikost zrn (mm) Srednja vrednost m/m (%) > 6 3 > 10 > 2 60 < 2 40 < 0 ,6 2 5 - 4 0 < 0 ,0 6 2 0 - 3 0 < 0 ,0 2 1 2 -2 0 Preglednica 2: Značilna slika p o razde litve zrn v m e ljas tem g ru šču iz obm očja plazu in iz obm očij odlaganja m a te ria la iz toka. metod prepoznavanja meja židkosti dobi la ime, je i. 1932 ugotovil, da meja židkosti ustreza stanju, pri katerem imajo zem ljine strižno trdnost r = 2,5 kPa, no vejše raziskave pa so to vrednost znižale, na c a r = 1,7 - 2 , 0 kPa [W hyte,1982], 3.7 REOLOŠKE LA STNOSTI DROBIRSKEGA TOKA Viskoznost (ju) in mejna strižna trdnost ( r y) podajata osnovne reološke lastnosti drobirskih tokov. Drobirski tok je meša nica vode, trdnih zrn zem ljine in dreves, v katerem je razpon delcev ve likos ti od nekaj m ikronov do več metrov. Za do ločanje n jihov ih reoloških lastnosti bi zato potrebovali več deset metrov velike reometre, kar je skorajda neizvedljivo. Zato se za določanje viskoznosti v praksi ob iča jno iz zmesi zrn odstran ijo debela zrna, reološki param etri pa se nato do loč ijo le na preostalih, drobnih frakcijah (pod 0,5 mm ). V lite ra tu ri najdemo različne podatke, ki tem e ljijo na labora torijskem določanju odvisnosti viskozno sti od koncentracije drobnih delcev (ko mercialni program FL0-2D). Pri takšnem prenašanju podatkov je potrebno b iti pazljiv, saj v faktorju koncentracije ni upoštevan vp liv p lastičnosti zrn. 4. LASTNOSTI MATERIALOV IZ VPLIVNEGA O B M O Č JA PLAZU STOŽE 4.1 SPLOŠNO Vsak drobirski tok ima tri časovno zapo redne faze: - proženje, - potovanje - odlaganje m ateriala na razlivnem ob m očju . Vzorčenja materiala vzdolž vseh treh ča sovno zaporednih faz drobirskega toka Stože so pokazala, da med m ateriali pre- Velikost zrn (mm) Vsebnost karbonata kot CaC03 (%) 0 ,71-0 ,5 90,9 0,5 - 0,25 88,9 0,25 -0,09 84,1 0,09 - 0,063 84,2 < 0,063 77,6 Preglednica 3: R e z u lta t i se lek tivn e ana lize v s e b n o s ti ka rb on a ta v značiln ih fra k c ija h m e lja s te g a g ru šča iz obm očja plazu. vladujejo zelo zam eljeni gruščnati mate ria li. Le ti so b ili nato predm et podrob nih preučevanj (slika 7). 4.2 GEOTEHNIČNE LASTNOSTI Granulirane materiale, ki se nahajajo na obm očju plazu Stože, lahko po geoteh- nični k lasifikaciji razdelim o v tri glavne skupine (slika 4): - debelo zrnati grušči s kam nitim i b lo ki apnenca in dolom ita z malo ali sko raj nič drobnega veziva, sive barve. Med debelim i zrni prevladujeta apne nec in do lom it. Nesaturirani; - rumenkasto sivi slabo granulirani gruš či, v katerih prevladuje jo frakcije ve likosti 0 /150 mm, z veliko vsebnostjo zrn velikosti melja. Med debelim i zrni prevladujeta apnenec in dolom it, pod rejeno tudi laporovec. Visoko saturi- rani; - zelo zaglinjeni grušči in plastična g li na z gruščem temno sive barve. V gruš čnatih zrnih prevladujeta g linovec in laporovec nad apnencem . Zelo viso ko saturirani (Sr > 0,97). Med materiali, ki so se od ložili vzdolž poti in razlivnih površin toka (s lika 7), prev ladujejo zelo zameljeni grušči. Povpreč na zrnavpstna sestava meljastega grušča je prikazana v preglednici 2. V materialu s takšno porazdelitv ijo zrn ne more priti do enakomernega gostega pakiranja zrn pri zapolnjevanju praznin v skeletu, ki ga ustvarjajo debela zrna. Tudi pri na jbo lj gostem pakiranju debela zrna »plavajo« v drobnozrnati osnovi. Strižno obnašanje zem ljine z opisano porazdelitvijo zrn je v stanju visoke zasičenosti odvisno predv sem od lastnosti drobnih zrn - to je od kohezije in notranjega trenja med drob nim i zrni, saj so debela zrna, kljub v iso kemu utežnemu razmerju, v strukturi v slabem medsebojnem strižnem stiku in izolirana drugo od drugega. Z mineraloško analizo smo ugotovili, da tud i v najdrobnejših zrn ih prevladuje jo karbonatni (inertn i) m inera li (p reg ledn i- A. PETKOVŠEK: Pomen geotehničnih raziskav pri preučevanju drobirskih tokov in prve slovenske izkušnje ca 3), kar se nujno odraža na plastično sti drobnih zrn. Več deset analiz je pokazalo, da je ob močje prehoda zem ljine iz trdne v tekočo fazo zelo kratko in hipno. Ugotovljene so bile naslednje karakteristične vrednosti: - meja židkosti: 25 % - meja plastičnosti: 13 % - indeks p la s tičn o s ti:!2 %. 4.3 VPLIV VLAŽNOSTI NA NEDRENIRANO STRIŽNO TRDNOST Triosna s trižna p re iskava je trenu tno n a jp o p o ln e jš i pos topek za ra z isko van je s trižnega in d e fo rm a c ijs ke g a obnašan ja z e m ljin , vendar je njena p o m a n jk ljiv o s t v tem , da se c i l in d r ič ni preizkušanec ne sme de fo rm ira ti že med vg ra jevan jem in nam eščan jem m e rilne oprem e. Pri op isan ih m a te ria lih so m ožnosti izvedbe tr io sn e ra z iskave zaradi h itrega u te ko č in je n ja m a te ria la ze lo om e jen e , zato sm o v m e jn ih o b m o č jih upo ra b ili k r iln o son do in švedski konus. Krilna sonda deluje na principu, ki je do kaj podoben princ ipu delovanja v iskozi- metrov in reometrov, le da je sposobnost zaznave manjša. Vzorec podvržemo s tr i- gu pri do ločen i strižni h itrosti in izm e rim o ustrezno strižno napetost, ki se ustvarja na obodu stika med krilom son de in zem ljine . K rilna sonda je prven stveno nam enjena raziskovanju strižnega obnašanja zem ljin , ki so v sre dnje gnetnem in lahko gnetnem stanju, lahko pa z n jo raz iskujem o tudi visoko koncentrirane suspenzije. Pri konusu je p rinc ip delovanja nekoliko drugačen kot pri kriln i sondi, in s icer m erim o odpor, ki ga zem ljina nudi p rod iran ju konusa znane mase in d im enzij. Vlažnost Nedrenirana strižna trdnost Strižni modul G50 v (%) (Pa) (kPa) 15 70 000 372 20 5000 22 3400 48 25 1100 29 700 30 500 34 400 35 200 41 100 Preglednica 4: R e z u lta ti raz iskav vpliva v la žn o s ti na ned re n ira no s tr iž n o t r d n o s t zrn 0 /0 6 mm. i;n n n ♦ <0,5mm —■ - < 0,063mm »s 4 ^n n 1,0 o_ 4nnnH-UUU Oj UU o ^nnnj i ouuu ^ ZDUU +■» onnn c 1500 1000L- 1 uuu m ^n nW j UU nU H 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45 Vlažnost ( % ) »,0 5C Slika 8: S tr iž n a t r d n o s t p ri ra z ličn ih v la žn o s tih . Kako zelo velika je o b č u t ljiv o s t m a te ria la za u te ko č in jen je , v id im o iz p rim e rjave v re d n o s ti, ki so b ile določene na zrn ih 0 /0 ,0 6 mm in 0 /0 ,5 mm. A. PETKOVŠEK: Pomen geotehničnih raziskav pri preučevanju drobirskih tokov in prve slovenske izkušnje Slika 9: Vpliv vlažnosti na mejno strižno trdnost koncentrirane suspepzije zrn 0/0,06 mm. Reometri Haake CV 20 in RV 100. Geomehanske in reološke raziskave kažejo na isto območje kritične vlažnosti. prikazani v p reg ledn ic i 4 in grafično na s lik i 8. 4.4 VPLIV VLAŽNOSTI NA REOLOŠKE LASTNOSTI Opisali smo že objektivne omejitve, ki na stopajo pri določevanju reoloških lastnosti toka. S serijo raziskav koncentriranih su spenzij, katerih strižno obnašanje smo do ločili s klasičnim i strižnimi raziskavami, smo poskušali določili tudi vplive vlažnosti na viskoznost in mejno strižno trdnost su spenzije. Na slikah 9 — 11 so prikazani iz brani primeri vplivov vlažnosti na reološko obnašanje suspenzij. S slike 10 lahko vid i mo, da z naraščajočo strižno hitrostjo upa da viskoznost, kar je posledica preurejanja strukture delcev med strigom. Slika 10: Vpliv hitrosti na dinamično viskoznost koncentriranih suspenzij, vlažnosti od 1 8 - 40%. Trdna komponenta zrnavosti 0/0,06 mm. Z naraščanjem strižne hitrosti upada viskoznost. Velika pom an jk ljivost vseh opisanih po stopkov je, da z n jim i lahko raziskujemo le lastnosti drobnih, ne pa tudi vseh zrn, ki se g ib lje jo v toku. Rezultati raziskav vpliva vlažnosti na strižno trdnost d rob nih zrn 0 /0 ,0 6 mm in 0 /0 ,5 mm so 5. MASNA IN VOLUMENSKA RAZMERJA V ZEMLJINI IN V DROBIRSKEM TOKU 5.1 INDEKS KONSISTEN CE IN RELATIVNA GO STOTA Podobno kot zemljina, ki se premika v dro- birskem toku, je tudi zemljina v mirovanju večfazni sistem, sestavljen iz stalnega in variabilnega dela. Stalni del sestoji iz m i neralnih zrn, variabilni del pa iz zraka in vode, ki se nahajata v porah med zrni. Last nosti vsake od faz ločeno, predvsem pa spremenljivost medsebojnih razmerij posa meznih faz so tiste, ki dajo zem ljini v pri merjavi z drugim i materiali svojevrsten pečat, to pa je velika spremenljivost mehans kih lastnosti in velika odvisnost od spre menljivosti razmer v okolju, v katerem se nahaja. Med gibanjem na plazu prihaja v zemljini do dveh vrst volumenskih sprememb, ki jih glede na naravno stanje zgoščenosti opiše mo kot: - kontrakcija, krčenje ali zmanjševanje volumna in A. PETKOVŠEK: Pomen geotehničnih raziskav pri preučevanju drobirskih tokov in prve slovenske izkušnje - dilatanca, ekspanzija, re laksacija ali večanja volumna, Rahle zem ljine težijo k zgoščanju, goste zem ljine pa k rahljanju. Vzporedno s kon trakcijo ali dilatanco se spreminjajo vsi ostali parametri zemljine, predvsem njena prepustnost in trdnost. V zemljini opisujemo masna in volumenska razmerja med trdnimi delci in porami s poroznostjo (n), vlažnostjo (w ), količnikom por (e) in gostoto (p). Vlažnost podajamo v obliki razmerja med težo vode in težo suhe snovi, izražene v %. Takšen način podajanja vlažnosti v geotehniki je specifičen in je prilagojen veliki odvisnosti mehanskih (strižne, deformacijske) lastnosti zemljine od majhnih sprememb vlažnosti. Gostotna stanja zem ljine opisujemo kot razmerje dejanske gostote v naravi in go stote, ki jo lahko dosežemo na izbrani zem ljin i z umetnim nabijanjem. Konsistenčna stanja zemljine pa opisujemo z relacijami med vlažnostjo ter mejami plastičnosti (preglednica 5): i c = ( w l - w ) / i p ( 1 ) kjer je: w L = meja židkosti w = vlažnost zem ljine I p = indeks plastičnosti l c = indeks konsistence. Slika 11: S o o d v isno s t d inam ične v isko zn o s ti in s tr iž n e n a p e to s t i k o n c e n tr ira nih su spe n z ij v la žn o s ti 18 - 4 0% , trd n a kom ponenta z rn a v o s ti 0 /0 ,0 6 mm. i Opis Indeks konsistence Enoosna tlačna trdnost (kN/m2) Židka < 0 <35 Lahko gnetna 0 -0 ,3 3 3 5 -7 0 Srednje gnetna* 0,33 - 0,66 7 0 - 140 Težko gnetna 0,66 - 1 140-280 Preglednica 5: Indeks k o n s is te n ce - kazalnik ko ns is te n čne ga tin tu d i s tr ižn e g a obnašan ja zem ljine). P rire jeno po [Šuklje , 1 97 9 ). *) Šuklje v izv irn iku uporablja iz raz »p las tična« , to re j »sredn je p las tična« . V takšni opredelitvi je indeks konsistence negativen v vseh primerih, ko je vsebnost vode v zem ljin i višja od meje židkosti materiala. Ta, za stabilno strukturo zem lji ne navidezno nerazumljiv pojav, je pogost v zem ljinah z izrazito satasto strukturo in je značilen za, npr. visoko plastičen melj - polžarico na Ljubljanskem barju. 5.2 KONCENTRACIJA KOT KAZALNIK NAČINA PLAZENJA IN G IBANJA TOKA Za opisovanje stanja zemljine v drobirskem toku relativni kazalniki zgoščenosti, vlažnosti in indeksi konsistence niso najbolj primerni, zato se za opredelitev masnih in volumenskih razmerij uporabljajo drugačni parametri, in sicer specifična teža (gostota), volumenska (Cv) in utežna koncentracija (C J suspenzije. Volumenska koncentracija je podana kot raz merje med volumnom sedimenta in volum nom suspenzije po relaciji: C v = V s/ V = y / ( C w y s) (2) utežna koncentracija ( C J suspenzije pa po enačbi: C w= W s/ W = C y jy = l / ( l + w ) (3) kjer je: C v = volumenska koncentracija sedi menta C w= utežna koncentracija sedimenta V s = volumen sedimenta V = volumen vode in sedimenta. Ys = specifična teža zrnja y w= specifična teža vode w = vlažnost W s = te ž a sedimenta W = teža suspenzije Prostorninsko težo (gostoto) suspenzije je tako možno enostavno opredeliti z izra zom: v = y* + cA ys- yJ ( 4 ) V navod ilih program a FL0-2D [O ’Brien A. PETKOVŠEK: Pomen geotehničnih raziskav pri preučevanju drobirskih tokov in prve slovenske izkušnje in Ju lien , 1997] je op rede ljeno g iban je koncentrac ije sed im entov (p reg ledn ica b la tn ih tokov (m u d flo w ) kot fun kc ija 6). Vrsta toka Cv Cw Opis toka Plazenje (Landslide) 0.65-0.80 0.83-0.91 Ne teče; porušitev zaradi drsenja skal. 0.55-0.76 0.76-0.83 Drsenje blokov, porušitev z notranjimi deformacijami med plazenjem; pred porušitvijo je opaziti počasno lezenje. Blatni tok (Mudflow) 0.48-0.55 0.72 - 0.76 Tok je očiten; počasno lezenje stalnega blatnega toka; plastična deformacija pod lastno težo; koheziven; se ne širi na 0.45-0.48 0.69 - 0.72 Tok se počasi širi po ravni površini; koheziven tok; nekaj mešanja. Blatni vodni tok (Mud flood) 0.40-0.45 0.65-0.69 Tok se zlahka meša; pri deformiranju kaže znake tekočine; širi se po horizontalnih površinah, vendar ohranja nagnjeno površino; usedanje velikih delcev (samice); pojavljajo se 0.35-0.40 0.59-0.65 Občutno usedanje gramoza in prodnikov; širi se skoraj izključno po horizontalnih površinah; pojavi se tekoča površina z dvema tekočima fazama; valovi potujejo na površini. 0.30-0.35 0.54-0.59 Ločitev vode na površini, valovi zlahka potujejo. Večina peska in gramoza se usede in se premika kot rinjena plavina 0.20-0.30 0.41-0.54 Vodni tok (Water flood) <0.20 <0.41 Poplavna voda z običajnimi lebdečimi in rinjenimi plavinami. Preglednica 6: Tokovno obnašanje suspenz ij zem ljine in vode v o d v is n o s ti od ko n c e n tra c ije , [povze to po O ’ B rien in Ju lien, 1 9 9 7 ] Vlažnost (%) Gostota (kg/m3) Stanje Indeks konsistence Koncentracija Cv Mejna strižna trdnost (Pa) Viskoznost (Pa. s) 12 2390 Težko gnetna u 0,73 15 2230 Težko gnetna 0,8 0,71 20 2060 Srednje gnetna 0,4 0,63 566 54 25 2020 Židka 0 0,58 311 31 30 1980 -0,4 0,55 206 20 35 I860 0,5 41 4 50 1700 0,42 6 0,6 70 1570 0,33 100 1450 0,26 Preglednica 7: V pliv v la ž n o s ti na g o s to tn a s ta n ja in reo loške la s tn o s t i zem ljine S to že 0 /0 ,0 B 3 mm. strižna hitrost = 10 s '1 Koncentracija Cv Slika 12: Vpliv vo lum enske k o n ce n tra c ije na mejno s tr iž n o t rd n o s t suspenzije . Z rna fra kc ije 0 /0 ,0 6 3 mm. 5.3 REOLOŠKE LASTNOSTI DROBIRS- KEGA TOKA STOŽE KOT FUNKCIJA KONSISTEN CE IN KONCENTRACIJE Glavne re lacije , ugotovljene med vlaž nostjo, konsistenco, koncentracijo in re- o loškim i lastnostm i na drobnih zrnih iz plazu Stože, so prikazane v preglednici 7 in na slikah 12 in 13. 5.4 VPLIV DEBELIH ZRN NA REOLOŠKO O B NAŠANJE MATERIALOV IZ PLAZU Z dosedanjim i izvajanji smo oprede lili le geotehnične in reološke lastnosti drobnih zrn iz plazu Stože. Vendar pa so debela zrna tista, ki pom embno vpliva jo na kri tično vlažnost, spec ifično težo in tudi na način gibanja toka (trk i). V preglednici 2 smo pokazali, da so de bela zrna velikosti nad 2 mm predstavljala več kot 60 masnih % vseh zrn v zem ljin i, ki se je iz plazenja na pobočju Stože pre obrazila v drob irski tok. Raziskovanje strižnih in reoloških lastnosti tako debe lo zrnatih zem ljin bi zahtevalo reometre in strižne celice velikanskih razsežnosti, kar je v naših razmerah praktično ne izved lji vo. Zato smo za ocenitev vp liva debelih zrn na reološko obnašanje zem ljine po novno uporab ili k lasična geo-tehn ična znanja. Glede na prevladujočo karbonat no sestavo zrn smo izkustveno ocen ili, da je delež vode, ki se lahko adsorb ira na debela zrna, okrog 2 %, vso ostalo vla go pa v zem ljin i prispevajo drobna zrna. Iz enostavnih računskih relacij smo hitro p riš li do ugotovitve, da bi morala b iti vlažnost gruščnate zem ljine na prehodu v židko stanje okrog 11 - 12 %. Pravil nost takšnega razm išljanja smo preverili z mehanskim nab ijan jem m ateriala pri različnih stopnjah navla-ženosti in z me rjen jem nosilnosti po CBR (C alifo rn ia bearing ratio). CBR postopek zaradi šte viln ih pom anjkljivosti sicer ne uživa po sebej visokega ugleda med geotehničn i- Gradbeni vestnik • letnik 51, december, 2002 A. PETKOVŠEK: Pomen geotehničnih raziskav pri preučevanju drobirskih tokov in prve slovenske izkušnje mi raziskavami, je pa zelo dober indika tor stanja »tehnične obvlad ljivosti« gra- nu liran ih m ateria lov (S lik i 14, 15), ki je tudi tokrat potrdil veliko praktično upo rabno vrednost. Z enostavnima postopko ma in z opazovanjem obnašanja materiala ob nab ijan ju smo ugotovili, da je ob m očje prehoda povprečne gruščnate zem ljine iz »plastičnega« v židko stanje pri naslednjih značilnih vrednostih: - vlažnost: > 1 2 % - koncentracija: < 0,72 - gostota: 2200 kg /m 3. Če bi se slepo držali opisa obnašanja materialov (preglednica 6), bi sklepali, da se bo pri koncentracijah C v = 0,72 grušč lahko premikal le v ob lik i plazenja, ne pa v ob lik i drobirskega oz. blatnega toka. Ponovno moramo torej opozoriti, da je volumenska koncentracija razmeroma slab kazalnik tokovnega obnašanja drobirskih tokov, saj ne upošteva niti velikega v p li va debelih zrn niti vp liva visoko p lastič nih (tiksotropnih) g lin. Vp liv debelih zrn na strižno obnašanje povprečnega (debelo zrnatega) gruščna tega m ateria la smo preverili v posebni strižni ce lic i, ki je bila po geotehničnem predlogu zasnovana v Laboratoriju Od delka za konstrukcije na Zavodu za grad beništvo Slovenije. Celica omogoča me rjenje strižne trdnosti zem ljine v odvisno sti od h itrosti striga ob hkratnem m e rjenju pornih tlakov. Z obsežnim i raziska vami, ki bodo morda predstavljene v kak šnem posebnem prispevku, so b ile pri vlažnostih nad 11 - 1 2 % v obm očju s tri ženja s h itrostjo 2 - 8 m m /m in izmerjene vrednosti nedrenirane strižne trdnosti reda 600 - 2100 Pa. Praktično vsa izme rjena strižna trdnost odpade na kohezijo, izm erjeni kot notranjega trenja
33° - 40°) nahajajo srednje gosti grušči visoke vlažnosti do 9 %, ki so srednje do dobro prepustni za vodo, V zelo podrejeni ko lič in i, a v zelo neugo dni in za nastanek plazu od loču joč i legi se na plazu nahajajo temno sivi glinasti grušči in gline, ki so po izvoru tektonsko pretrti in prepereli različki g linovcev in glinastih laporovcev, Ti m ateriali so zelo malo ali skoraj neprepustni za vodo. V primeru ob iln ih padavin, pri katerih bi b il vtok vode v gruščnate materiale večji od naravnega dreniranja in pri katerem bi priš lo do dviga podzemne vode, ki bi povzročila novo plazenje, se plaz lahko ponovno pretvori v gruščnati tok. Š tevil ni majhni gruščnati tokovi, ki jih dnevno lahko opazujemo na plazu vse od n jego ve sprožitve v novembru leta 2000, so že dodobra preoblikovali re lie f in do kazujejo, da na plazu Stože lahko ponov no pride do nastanka drobirskega toka. Meja med »p lastičn im « in »židk im « stanjem materiala je zelo ostra. Pri se danjem povprečnem stanju v lažnosti in zgoščenosti grušča bi za preobrazbo v viskozno blatno maso zadoščalo okrog 60 litrov dodatnega vtoka vode na 1 m 3 ma teria la na površini plazišča. Je to veliko ali malo? 7. SKLEP Lastnosti zem ljine pomembno vp liva jo na proženje in na reološke značilnosti d ro b irsk ih tokov. Raziskave m ateria lov iz vp livnega obm očja plazu Stože, ki smo jih opravili v letu 2001, so pokazale, da je možno s klasičnim i geotehničnim i ra ziskavami in inženirskim i izkušnjam i, ki jih dopolnim o z raziskavami reoloških pa rametrov drobnih delcev, zadovo ljivo opisati m aterialne in reološke lastnosti toka. Geotehnični m ateria li so zelo heteroge ni, stalno sprem enljiv i m ateria li. N jiho vo obnašanje lahko razumemo le, če poz namo zgodovino nastajanja ozem lja in specifične geološko in geotehnično po gojene lastnosti materiala, še zlasti po tem, ko ta pride v stik z vodo. Zaneslji vost napovedi ogroženosti ozem lja pred raz ličn im i ob likam i plazov narašča z obsegom in kakovostjo opravljen ih ra ziskav in z inženirskim i izkušnjami. Naše inženirske izkušnje na področju preuče vanja drobirskih tokov so še zelo skrom ne. Pri prenašanju tu jih znanj in izkušenj ter pri uporabi kom ercia ln ih program ov za m odeliranje gruščnatih tokov bi se m o rali varovati slepega prenašanja m ateria l nih parametrov, ki jih navaja tu ja lite ra tura ali uporabniški p riročn ik i, saj se le ti običa jno navezujejo na točno izbrane materiale (zelo pogosto na vulkanski pe pel, enozrnate peske) in se v čim več ji meri nasloniti na podatke lastnih (geo lo ških, geotehničnih, m orfo lošk ih ) opazo vanj na terenu in raziskav v laboratoriju. Raziskave, ki jih navaja večina najnove j še literature in programskih priročnikov s področja m odeliran ja d rob irskih tokov, znamo opraviti tud i v S loven iji, a le, če združimo znanja, oprem o in izkušnje, s katerim i razpolagajo različn i laboratoriji in inštitucije . Znano in v praksi že n ič ko likokrat po trjeno reklo, da so najdražje tiste geolo- ško-geotehnične raziskave, ki jih ne opra vimo, velja tudi v primeru drobirskih to kov, kjer pa se cena ne plačuje le z de narjem, temveč žal tud i s č loveškim i ž iv ljen ji. Primeri ve lik ih plazov v S love n iji v zadnjih dveh le tih kažejo, da se bomo m orali zelo resno posvetiti tudi preučevanju drobirskih tokov, če se bomo želeli pred n jim i učinkovito zaščititi. A. PETKOVŠEK: Pomen geotehničnih raziskav pri preučevanju drobirskih tokov in prve slovenske izkušnje ZAHVALA Rezultati, prikazani v prispevku so del raziskav, ki jih je v okviru zahtev iz projektne naloge in po pogodbi z R Slovenijo, M inistrstvom za okolje in prostor, zasnovala, vodila in koordinirala avtorica prispevka. Glede na razpoložljivo raziskovalno opremo je bilo v raziskave vključenih 6 slovenskih laboratorijev, vendar pa smo za opredelitev lastnosti drobirskega toka lahko uporabili le rezultate, ki so jih posredovali naslednji štirje laboratoriji: UL FGG Katedra za mehaniko tal z laborato rijem (preiskave sta vodila A. Petkovšek in doc.dr. J. Logar), UL FKKT Laboratorij katedre za kem ijo in kem ijsko tehnologijo (preiskave je vodila doc.dr. A. Zupančičeva), Geomehanski laboratorij ZAG (preiskave je vodil R Pavšič) in Laboratorij za konstrukcije ZAG (preiskave je vodil prof. dr. M. Tomaževič). Pri usm erjanju raziskav sta s konzultacijam i pomagala prof. dr. B. Majes in prof. dr. R. Rajar iz FGG Univerze v L jubljan i. Vsem, ki so v te, »za nekatere nepotrebne«, raziskave vložili veliko več, kot je od njih pričakovalo naročilo, prisrčna hvala. L ITER ATU R A Horvat, M., Sanacija Tratičnikovega plazu v Podvolovjeku. UJMA, str. 7 3 -7 6 ,1 9 9 3 . Jan, C.D., Shen, H.W., Review of dinam ic m odeling of debris flows. Recent developments on debris flows. Springer Verlag, Kagoshima, 1997. Julien, PY„ O’ Brien, J.S., On the importance of mud and debris flow rheology in structural design. Debris Flow, Ed. Tamot- su Takahashi, Balkema Rotterdam, pp. 350-359, 1991. Kulbertanz, G. & all, Parameters governing debris - flow in icia tion, Debris flow hazards m itigation, Balkema Rotterdam, pp. 73-78, 2000. Leroueil, S., Locat, J „ Slope movement - Geotechnical characterization, risk assessment and m itigation. Proc. Xlth Danube European Conference on Soil Mec. And Groun Eng., Poreč, Ed. Marič, B. at all, Balkema, pp. 9 5 -1 0 5 ,1 9 9 8 . Castelli, M., Scavia, C., A mechanical model for the analysis of planar landslides in swelling marls, Proc. XVth ICSMGE, Istanbul, Balkema, pp. 1111-1114, 2001. Majes, B., Plaz pod Mangrtom - končno poročilo ekspertne skupine za geotehniko. Ljubljana, interno poroč ilo za MOR 2001. Majes, B., Petkovšek, A., Kako zmanjšati ogroženost Loga pod Mangartom pred m orebitn im i novim i drobirskim i tokovi. 23. Zbornik posvetovanja gradbenih konstrukterjev S lovenije, Ur. Saje, F. in Lopatič, J. SDGK, Bled, str. 9 -20 , 2002. O’ Brien, J.S., Julien, PY., Laboratory analysis of m udflow properties. J. Hydraulic Engn. ASCE, 114(8), pp. 877 -8 8 7 ,1 9 8 8 . O’ Brien, J.S., Julien, PY., Short course on mud and debris flow modeling using FLO-2D. J. Hydraulic Div, (Delovno gradi vo) , 1997. Petkovšek, A., Tehnologija priprave naravnih materialov za vgrajevanje v umetne pregrade. Raziskovalna naloga ZAG L jub lja na, P 423/99, 1999. Petkovšek, A., Zakaj so potrebne laboratorijske raziskave plazu Stože in čemu naj te raziskave služijo. UJMA, str. 109-117, 2001. R ib ič ič, M., Osnovni po jm i in de fin ic ije o plazenju ter sorodnih pojavih. Zbornik predavanj, Ljubljana, MOR Uprava RS za varstvo narave, str. 1 6 -2 2 ,1 9 9 9 . R ib ič ič, M., Značilnosti drobirskega toka Stože pod Mangartom. UJMA, str. 102-108, 2001. Skaberne, D., Predlog slovenskega izrazoslovja pobočnih premikanj - pobočnega transporta. Geologija 44/1 , Ljubljana, str. 8 9 -1 0 0 ,2 0 0 1 . Šuklje, L., Objašnjenje opravilnika o tehničkim norm ativim a za projektovanje i izvođenje radova kod tem eljen ja građevins kih objekata. Časopis Izgradnja, Beograd, 1979. Tognacca, C. & all, Threshold criterion for debris flow in itia tion due to chanell bed faillure. Debris flow hazards m itigation, Balkema Rotterdam, pp. 8 9 -9 7 ,2 0 0 0 . Varners, D.J., Slope movement types and processes. V. Schuster,R.L. at all. Ed. Landslides analysis and contra il. National Academy of Sciences, Transportation Research Board Special Report 176, Washington D.C., pp. 1 1 -3 3 ,1 9 7 8 , V idrih, R., R ibičič, M., Posledice potresa v naravi. Ujma, str. 1 0 7 -1 1 6 ,1 9 9 9 . Znamensky, D., Gramani, M.F., Debris flow grain size analysis. Debris flow hazards m itigation, Balkema Rotterdam, pp. 537- 5 4 5 ,2 0 0 0 . Žumer, M., Zupančič Valant, A., F lorjančič, U., Mesec, A., Seminar iz aplikativne reologije. FKKT Univerze v Ljubljan i, 1997. Whyte, I.L., Soil p las tic ity and strenght. Ground Engineering, Vol.15, No.1., pp. 1 6 -2 4 ,1 9 8 2 . Eurocode 7. EN 1997-1 . Geotechnical design. Part 2. Design assisted by laboratory testing. Final draft. European Com m it tee for Standardization. A. PETKOVŠEK: Pomen geotehničnih raziskav pri preučevanju drobirskih tokov in prve slovenske izkušnje JUS U.B1.001 /1990 . Opšta klasifikacija tla. Poročilo o geomehanskih raziskavah vzorcev iz vrtin na plazu Stože. ZAG Ljubljana, št. poročila: 733/01 -740-1 .J u l i j 2001. Poročilo o preiskavi strižnih lastnosti splazele mase plazu Stože. ZAG Ljubljana, št. poročila: 121 /01 -650 . Ju lij 2001. Program in načrt izvedbe raziskav za določitev mejnih napetostnih stanj gruščnatega toka na plazu Stože. Gl - ZRMK L jub ljana, št. poročila : 321103/01 . Maj 2001. Poročilo o geomehanskih raziskavah in raziskavah tokovnega obnašanja zem ljin iz območja plazu Stože. UL FGG Katedra za mehaniko tal z laboratorijem , št. poročila: 115-1-01 . Ju lij 2001. Tokovno obnašanje suspenzij zem ljin. Poročilo UL FKKT. Ju lij 2001. Zaključni elaborat laboratorijskih raziskav zem ljin iz območja plazu Stože. GEOT Ljubljana, št. poročila: 321070 /01 -2 . Ju lij 2001 . Geološko geotehnični elaborati in poročila - različne faze obdelave raziskav plazu Stože. GEOT Ljubljana. Avtor Igor Špa capan. 2001. KOLEDAR PRIREDITEV 17.12. - 20.12.2002 Structural C om posites for In frastructure Applications Asuan, Egipt. www.geocities.com/acm_egypt_2002 acm_egypt_2002@yalla.com 13.1. - 18.1.2003 BAU 2003 15th International Trade Fair for Building Materials, Building Systems. and Building Renovation München, Nemčija. www.messe-muenchen.de info@messe-muenchen.de 19.1. - 22.1.2003 CMRA 2003 C&D recycling of concrete, wood, asphalt, gypsum , m etals and asphalt shingles. Fort Lauderdale, Florida-ZDA. www.cdrecycling.org turley@cdrecycling.org 21.1. - 23.1.2003 Industrial Floors '03 5th International Colloquium . Ostfildern/Stuttgart, Nemčija. www.tae.de/indfloors hedwig.neuhoff@tae.de 3.2. - 6.2.2003 IMAC-XXI: A Conference & Exposition on Structural Dynam ics IMAC Exposition. Kissmmee, Florida-ZDA. www.sem.org/CONF-IMAC-Exposition.asp joninormandin007@aol.com 18.2. - 20.2.2003 Perform ance of Construction Materials in the New M illennium International Conference. Kairo, Egipt. www.ucalgary.ca/~icpcm/ icpcm@ucalgary.ca 5.3. - 7.3.2003 5th International Sym posium on Steel Bridges ECCS Sym posium . Barcelona, Španija. www.ascem.org/5symposium-steel-bridges ascem@fonocom.es 6.3. - 9.3.2003 W orld sustainable energy day 2003 Energiesparm esse, including the prestigious Energy Globe Awards 2003. Weis, Avstrija. www.energyglobe.at office@esv.or.at 16.3. - 23.3.2003 3rd World W ater Forum Kyoto, Shiga, Osaka; Japonska. www.unido.org/en/doc fair@water-forum3.com 24.3. - 26.3.2003 Life-Cycle Cost Analysis and Design of Civil Infrastructure Systems The 3rd International Workshop. Lausanne, Švica. www.jcss.ethz.ch walzer@ibk.baug.ethz.ch 3.4. - 4.4.2003 3rd International Postgraduate Research Conference in the Built and Human Environment Lizbona, Portugalska. www.scpm.salford.ac.uk/bf2003 M.Flamblett@salford.ac.uk 7.4. - 10.4.2003 11th Rinker International Con ference on Deconstruction and Materials Reuse Gainesville, Florida, ZDA. www.cce.ufl.edu/rinker11 chini@ufl.edu Rubriko ureja Jan Kristjan Juteršek, univ. dipl. inž. grad., ki sprejema predloge za objavo na e-naslov: msg@izs.si. GRADBENI VESTNIK - LETNA VSEBINA KAZALO ZA LETNIK 51 - 2002 STROKOVNI ČLANKI PROFESSIONAL PAPERS BEG Darko: POTRESNOODPORNO PROJEKTIRANJE JEKLENIH KONSTRUKCIJ - UČIMO SE NAPAKAH DESIGN OF EARTHQUAKE RESISTANT STEEL STRUCTURES - LEARNING ON MISTAKES......................................................................50 BRECL Janko: GOSPODARJENJE S CESTAMI IN PROMETNA VARNOST NA KOROŠKEM IN V PODRAVJU ROAD MANAGEMENT AND TRAFFIC SAFETY IN KOROŠKA AND PODRAVJE REGION......................................................................290 GUŠTIN Jože: VEČNAMENSKA AKUMULACIJA RIŽANA MULTIPURPOSE IMPOUNDING RESERVOIR OF THE RIŽANA REGION.............................................................................194 ILAR Vojko: SPECIFIČNOST POUČEVANJA STATIKE NA FAKULTETI ZA ARHITEKTURO V LJUBLJANI SPECIFICS OF TEACHING STATICS AT THE FACULTY OF ARCHITECTURE IN LJUBLJANA............................................................214 LAPAJNE J., ŠKET - MOTNIKAR B „ ZUPANČIČ P: TOLMAČ KARTE POTRESNE NEVARNOSTI SLOVENIJE SEISMIC HAZARD MAP OF SLOVENIA - EXPLANATORY TEXT ................................................................................ 44 MARC Ksenija: AVTOCESTA PROTI MORJU MOTORWAY TO THE S E A ............................................................................ 3 MAC UH Borut, ŽLENDER Bojan: ANALIZA PODPORNEGA ZIDU PO STANDARDU EN 1997-1 RETAINING WALL ANALYSIS ACCORDING TO EN 1997-1 STANDARD............................................................................119 MIKOŠ M atjaž , URBANIČ Gorazd: VREDNOTENJE KAKOVOSTNEGA STANJA VODOTOKOV - 2. RAZMERE V SLOVENIJI ASSESSMENT OF THE QUALITY STATUS OF WATERCOURSES - 2. SITUATION IN SLOVENIA...................................................................274 NOVLJAN Tomaž: MOŽNOSTI IZBOLJŠANJA AMBIENTA ZA VEČJO VARNOST V DOLGIH CESTNIH PREDORIH IMPROVEMENTS OF THE AMBIENCE FOR ACHIEVING GREATER SAFETY IN LONG ROAD TUNNELS........................................................175 PETKOVŠEK Ana: POMEN GEOTEHNIČNIH RAZISKAV PRI PREUČEVANJU DROBIRSKIH TOKOV IN PRVE SLOVENSKE IZKUŠNJE THE IMPORTANCE OF GEOTECHNICAL RESEARCH IN STUDYING DEBRIS FLOWS AND THE FIRST SLOVENIAN EXPERIENCES..........................346 RISMAL Mitja: PROBLEMATIKA NAČRTOVANJA IN IZGRADNJE LJUBLJANSKE ČISTILNE NAPRAVE PROBLEMS OF DESIGN AND CONSTRUCTION OF LJUBLJANA WASTE WATER TREATMENT PLANT................................................................167 ŠILIH Simon, KRAVANJA Stojan: OPTIMIRANJE SOVPREŽNIH KONSTRUKCIJ OPTIMIZATION OF COMPOSITE STRUCTURES................................ 60 TOMAŽEVIČ Miha: OBSTOJEČI GRADBENI OBJEKTI IN RAZVOJ POTRESNEGA INŽENIRSTVA - PRIMER ZIDANIH STAVB EXISTING BUILDINGS AND THE DEVELOPMENT OF EARTHQUAKE ENGINEERING: THE CASE OF MASONRY BUILDINGS.............. 67, 74 URBANIČ Gorazd, MIKOŠ Matjaž: VREDNOTENJE KAKOVOSTNEGA STANJA VODOTOKOV -1 , PREGLED NEKATERIH METOD VREDNOTENJA ASSESSMENT OF THE QUALITY STATUS OF WATERCOURSES - 1. AN OVERVIEW OF SOME ASSESSMENT METHODS....................262 ZBAŠNIK - SENEGAČNIK Martina, KRESAL Janez: NEPREZRAČEVANA FASADA NON-VENTILATED FAQADE ............................................................... 205 ZBAŠNIK - SENEGAČNIK Martina, KRESAL Janez: PREZRAČEVANA FASADA VENTILATED FAQADE .................................................................... 236 ZBAŠNIK - SENEGAČNIK Martina: VREDNOTENJE HIŠ IZ OPEKE IN MASIVNEGA LESA EVALUTION OF HOUSE MADE OF BRICK AND SOLID WOOD .... 11 ZADNIK Branko: NOVI POGLEDI NA ZASNOVO TEMELJENJA DALJNOVODNIH STEBROV NEW APPROACH ON THE DESIGN OF FOUNDATION OF THE OVERHEAD LINES SUPPORTS ................................................ 27 ŽARNIČ Roko: , OSNOVNE LASTNOSTI POLIMERNIH KOMPOZITOV BASIC PROPERTIES OF FIBRE REINFORCED PLASTICS.................1 f5 ZNANSTVENI ČLANKI SCIENTIFIC PAPERS CEROVŠEKTomo: RAZISKAVE IN UPORABA EKSPERTNIH SISTEMOV V GRADBENIŠTVU RESEARCH AND APPLICATIONS OF EXPERT SYSTEMS IN CIVIL ENGINEERING..............................................................................................80 FAJFAR Peter: POENOSTAVLJENA NELINEARNA ANALIZA KONSTRUKCIJ PRI POTRESNI OBTEŽBI SIMPLIFIED NON-LINEAR SEISMIC ANALYSIS OF STRUCTURES........................................................................................... 302 FISCHINGER Matej, KANTE Peter: PARAMETRIČNA ŠTUDIJA SEIZMIČNEGA ODZIVA AB STEN, PROJEKTIRANIH PO EC8 PARAMETRIC STUDY OF THE SEISMIC RESPONSE OF RC WALLS, DESIGNED ACCORDING TO E C 8 ...........................................................246 GRADBENI VESTNIK - LETNA VSEBINA KLANŠEK Uroš, SNOJ Boris, KRAVANJA Stojan: RAZISKAVA TRGA GRADBENIH JEKLENIH PROFILOV MARKETING RESEARCH OF STEEL SEMI-FINISHED PRODUCTS...............................................................................................254 MIKOŠ Matjaž, ŠTRAVS Luka, PETKOVŠEK Gregor, BRILLY Mitja: PRODNA BILANCA POVODJA REKE KORITNICE - 1. LETNA PRODONOSNOST SEDIMENT BUDGET OF THE KORITNICA RIVER BASIN - 1. YEARLY SEDIMENT TRANSPORT RATES........................................316 MIKOŠ Matjaž, PETKOVŠEK Gregor, ŠTRAVS Luka, BRILLY Mitja: PRODNA BILANCA POVODJA REKE KORITNICE - 2. MORFOLOŠKE SPREMEMBE SEDIMENT BUDGET OF THE KORITNICA RIVER BASIN - 2. MORPHOLOGICAL CHANGES...........................................................339 PAVLOVIČ Luka: ČLENITEV NAMENSKE FUNKCIJE PRI OPTIMIZACIJI JEKLENIH OKVIRJEV FORMULATION OF OBJECTIVE FUNCTION AT THE OPTIMIZATION OF STEEL FRAMES..................................................................................... 97 PETKOVŠEK Gregor, MIKOŠ Matjaž: DOLOČITEV DEJAVNIKA EROZIVNOSTI PADAVIN IN ODTOKA R NA PODLAGI DNEVNIH PADAVIN NA POVODJU DRAGONJE DETERMINATION OF RAINFALL AND RUNOFF EROSIVITY fl-FACTOR BASED ON DAILY PRECIPITATION DATA FOR THE DRAGONJA CATCHMENT,,..........................................................................................322 REBEC Andrej, KNEZ Friderik, HAJDUKOVIČ Milan: KARAKTERISTIKE BAZENSKIH POŽAROV CHARACTERISTIC OF POOL FIRE S .................................................182 RE3EC Andrej, KNEZ Friderik,'PLEŠEC Primož: TEMPERATURNI ODZIV POŽARU IZPOSTAVLJENIH KONSTRUKCIJ REZERVOARJEV TEMPERATURE RESPONSE OF POOL STRUCTURES EXPOSED TO FIRE ....................................................................................................225 SKUBER Peter: NIZKOCIKLIČNO UTRUJANJE STIKOV V JEKLENIH KONSTRUKCIJAH LOW CYCLE FATIćUE ASSESSMENT OF CONNECTIONS IN STEEL SRTUCTURES ...................................................................................... 142 ŠELIH Jana, JAPELJ Marjan: EKSPERIMENTALNA RAZISKAVA OBNAŠANJA Z JEKLENIMI IN POLIPROPILENSKIMI VLAKNI OJAČENIH BETONOV EXPERIMANTAL INVESTIGATION OF STEEL AND POLYPROPYLENE FIBRE - REINFORCED CONCRETE BEHAVIOUR................................ 110 TOMAŽEVIČ M „ ŽNIDARIČ A „ KLEMENC L, LAVRIČ L: VPLIV PROMETNIH VIBRACIJ NA KAMNITE ZIDANE STAVBE INFLUENCE OF TRAFFIC INDUCED VIBRATIONS ON STONE-MASONRY BUILDINGS................................................................ 35 ZUPANČIČ Erik: ROTACIJSKA KAPACITETA STIKOV JEKLENIH OKVIRNIH KONSTRUKCIJ ROTATION CAPACITY OF STEEL FRAMES............................................ 128 ŽARNIC Roko: UTRDITEV KONSTRUKCIJ Z ARMIRANIMI PLASTIČNIMI MASAMI STRENGTHENING OF STRUCTURES WITH FIBRE - REINFORCED PLASTICS.................................................. 279 UVODNIKI HUMAR Gorazd: SPOŠTOVANI BRALCI GRADBENEGA VESTNIKA........................... .....2 HOLOBAR Anka: ZDGITS IMA NOVO VODSTVO ........................................................ .. 26 VENGUST Marjan: Novoletno v o š č i lo ............................. : ................................................ 336 POROČILA Z DRUŠTVENIH SREČANJ HUMAR Gorazd: 34. SESTANEK EVROPSKEGA SVETA GRADBENIH INŽENIRJEV - ECCE V LJUBLJANI (19. IN 20. OKTOBER 2 0 0 1 ) ......................... ..2 0 POROČILA S STROKOVNIH IN ZNANSTVENIH SREČANJ PEROVIČ-MAROLT Janja: GRADBENI PROIZVODI ZA ENOTNI TRG: PRIČAKOVANJA IN STVARNOST CONSTRUCTION PRODUCTS FOR THE SINGLE MARKET: EXPECTATIONS AND REALITY............................................................................................ 106 ŠAVNIK Peter: STRAIT CROSSINGS - 4. SIMPOZIJ 0 PREČKANJU OŽIN, BERGEN, NORVEŠKA, 2,- 5.9. 2001 ............................................... ...2 3 ZADNIK Branko: 35. sestanek evropskega sveta gradbenih inženirjev (EUROPEAN COUNCIL OF CIVIL ENGINEERS - ECCE)................... ..331 IN MEMORIAM 1 RISMAL Jože: _ V SPOMIN JOŽETU MUŠIČU, univ. dipl. inž. grad........................ ... 18 MNENJA IN ODMEVI SLOKAR Jožef: Ločeno mnenje na Zaključno poročilo javnega natečaja za programsko urbanistično rešitev Potniške postaje v L ju b lja n i............................................................................................. . 298 NAGRAJENI GRADBENIKI Miha Remec, univ,dipl,inž.grad............................................................337 Vukašin Ačanski, un iv .d ip l,inž .g rad ................................................338 .. 37 ... 38 Gorazd Pust, univ,dipl.inž.grad...............................................................339 PRIPRAVLJALNI SEMINARJI ZA STROKOVNI IZPIT V GRADBENIŠTVU, ARHITEKTURI IN KRAJINSKI ARHITEKTURI V LETU 2003 MESEC SEMINAR IZPITI GRADBENIKI ARHITEKTI KRAJINARJI Januar 20. - 24. pisni:25.1. Februar 17 .-21 . ustni: 3. - 6. Marec 17 .-21 . pisni: 1.3. ustni: 10. -13.3. pisni: 22.3. April 14 .-18 . ustni: 1. - 4.4. Maj 19 .-23 . pisni: 31.5. Junij ustni: 9. -13.6. September 22. - 26. Oktober 20. - 24. pisni: 25.10. November 17 .-21 . ustni:3. - 7.11. pisni; 22.11. pisni: 8.11. ustni: 17.-20.11. December 15 .-19 . ustni: 1,- 4.12. A. PRIPRAVLJALNE SEMINARJE organizira Zveza društev gradbenih inženirjev in tehnikov Slovenije (ZDGITS), Karlovška 3,1000 Ljubljana (telefon/fax: 01 /422-46-22), E-mail: gradb.zveza@siol.net / Seminar za GRADBENIKE poteka 5 dni (46 ur) in pripravlja kandidate za splošni in posebni del strokovnega izpita, Cena seminarja znaša 102.000,00 SIT z DDV. Seminar za ARHITEKTE IN KRAJINSKE ARHITEKTE poteka (prve) 3 dni in jih pripravlja za splošni del strokovnega izpita. Cena seminarja je 51.600,00 SIT z DDV. j K seminarju vabimo tudi kandidate, ki so že opravili strokovni izpit po določeni stopnji izobrazbe, pa so si pridobili višjo in morajo opravljati dopolnilni strokovni izpit. Ponujamo jim predavanje iz področja “Investicijski procesi in vodenje projektov”. Cena predavanja in literature je 14.400,00 SIT z DDV. Seminar ni obvezen! Izvedba seminarja je odvisna od števila prijav (najmanj 20 kandidatov). Udeleženca prijavi k seminarju plačnik (podjetje, družba, ustanova, sam udeleženec ...). Prijavo v obliki dopisa je potrebno poslati organizatorju najkasneje 20 dni pred pričetkom določenega seminarja. Prijava mora vsebovati: priimek, ime, poklic (zadnja pridobljena izobrazba), in naslov prijavljenega kandidata ter naslov in davčno številko plačnika. Samoplačnik mora k prijavi priložiti kopijo dokazila o plačilu. Poslovni račun ZDGITS je 02017-0015398955; davčna številka 79748767. B. STROKOVNI IZPITI potekajo pri Inženirski zbornici Slovenije (IZS), Jarška 10 B, 1000 Ljubljana. Informacije je mogoče dobiti pri Ge. Terezi Rebernik od 10.00 do 12.00 ure, po telefonu 01 / 547-33-15, fax. 01 /547-33-20, spletna stran: http://www.izs.si