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Die geologische Analyse des Geländes ist entscheidend, um seine Stabilität und das Potenzial zur Erschließung von Grundwasser zu bewerten. Öffentliche geologische Datenquellen werden herangezogen und mit vor Ort gesammelten Daten analysiert, um ein detailliertes Modell der Bodentypen und ihrer Verteilung zu erstellen. Dieses Modell ermöglicht die Untersuchung des Bodenverhaltens, potenzieller Bewegungen und des Wasserflusses im Gelände.

>Modell

ID:(160, 0)

Beschreibung

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In Chile wurden bedeutende geologische Studien von Institutionen wie dem Nationalen Dienst für Geologie und Bergbau (SERNAGEOMIN) und dem Informationszentrum für natürliche Ressourcen (CIREN) durchgeführt. Laut diesen Studien weist die Region Palos Verdes und ihre Umgebung die folgenden geologischen Einheiten auf:

Details der geologischen Einheiten mit der ungefähren Lage des Grundstücks (rot markiert)

Geologische Einheiten

Referenz

[1] Geologie des Gebiets Valdivia-Corral, Nationale Geologiesubdirektion, SERNAGEOMIN, 2012.

ID:(964, 0)

Beschreibung

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Beschreibung: Pelitisierte bis semipelitisierte Schiefer des Bahía Mansa Metamorphikums

Geologisches Alter: Paläozoikum (vor 541 bis 252 Millionen Jahren)

Haupteigenschaften

Metamorphe Gesteine niedrigen bis mittleren Grades, die hauptsächlich aus Schiefern bestehen, die aus pelitischen (tonreichen) und semipelitischen Sedimenten entstanden sind. Diese Gesteine bildeten sich während des Paläozoikums und sind charakteristisch für die Region Los Ríos in Chile. Sie zeichnen sich durch geringe Durchlässigkeit und hohe mechanische Festigkeit aus, bedingt durch Verdichtung und Rekristallisation.

Referenzen

[1] Mahan, K. H., Goncalves, P., & Bell, T. H. (2006). Deformation and fluid flow in low-grade metamorphic rocks. Journal of Metamorphic Geology.

[2] Chester, F. M., & Logan, J. M. (1986). Implications for fluid transport in fault zones. Journal of Geophysical Research.

ID:(965, 0)

Beschreibung

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Beschreibung: Mafische Schiefer des Metamorphischen Komplexes Bahía Mansa

Geologisches Alter: Paläozoikum (vor 541 bis 252 Millionen Jahren)

Haupteigenschaften

Metamorphe Gesteine niedrigen bis mittleren Grades, hauptsächlich bestehend aus Schiefern, die aus mafischen Gesteinen abgeleitet sind und reich an ferromagnesischen Mineralien wie Eisen und Magnesium sind. Diese Gesteine entstanden während des Paläozoikums und sind in NO-SW-orientierten Zonen in der Region Los Ríos verbreitet. Ihre Zusammensetzung und der metamorphe Grad verleihen ihnen eine hohe mechanische Festigkeit und geringe Durchlässigkeit.

Referenzen

[1] Mahan, K. H., Goncalves, P., & Bell, T. H. (2006). Deformation and fluid flow in low-grade metamorphic rocks. Journal of Metamorphic Geology.

[2] Chester, F. M., & Logan, J. M. (1986). Implications for fluid transport in fault zones. Journal of Geophysical Research.

ID:(966, 0)

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Beschreibung: Fluvio-ästuarine Ablagerungen

Geologisches Alter: Pleistozän (vor 2,58 Millionen bis 11.700 Jahren)

Haupteigenschaften

Unverfestigte Sedimente, bestehend aus Sanden, Schluffen und Tonen, die in fluvialen und ästuarinen Umgebungen während des Pleistozäns abgelagert wurden. Diese Ablagerungen kommen typischerweise in tiefliegenden und flachen Gebieten wie Tälern und Ästuaren vor und dienen aufgrund ihrer hohen Porosität und Permeabilität als natürliche Grundwasserreservoire.

Referenzen

[1] Terzaghi, K., Peck, R. B., & Mesri, G. (1996). Soil Mechanics in Engineering Practice.

[2] Freeze, R. A., & Cherry, J. A. (1979). Groundwater. Prentice Hall.

ID:(967, 0)

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Beschreibung: Sequenzen von tiefmarinen Sedimenten

Geologisches Alter: Miozän (vor 23 bis 16 Millionen Jahren)

Haupteigenschaften

Feinkörnige Ablagerungen, die in tiefmarinen Umgebungen entstanden sind, hauptsächlich bestehend aus Schluff und Ton. Diese Sequenzen zeichnen sich durch eine geringe Durchlässigkeit und hohe Verdichtung aus, was die Wasserbewegung innerhalb dieser Sedimente erheblich einschränkt.

Referenzen

[1] Allen, J. R. L. (1985). Principles of Physical Sedimentology. Springer.

[2] Bear, J. (1972). Dynamics of Fluids in Porous Media. Dover Publications.

[3] Blatt, H., Middleton, G., & Murray, R. (1980). Origin of Sedimentary Rocks. Prentice Hall.

ID:(971, 0)

Beschreibung

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Beschreibung: Sequenzen von marinen und kontinentalen Sedimenten

Geologisches Alter: Miozän (vor 23 bis 5,3 Millionen Jahren)

Haupteigenschaften

Schichten aus marinen und kontinentalen Sedimenten, die hauptsächlich aus Sandsteinen, Schluffsteinen und Konglomeraten bestehen und während des Miozäns abgelagert wurden. Diese Sequenzen spiegeln bedeutende Veränderungen des Meeresspiegels und der klimatischen Bedingungen wider und weisen eine Mischung von Materialien mit unterschiedlichem Verfestigungsgrad auf.

Referenzen

[1] Allen, J. R. L. (1985). Principles of Physical Sedimentology. Springer.

[2] Bear, J. (1972). Dynamics of Fluids in Porous Media. Dover Publications.

ID:(968, 0)

Beschreibung

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Da die Schichten Msd1 und Msd2 über der Basis von PzTrbm(a) liegen, kann angenommen werden, dass diese Schichten instabil sein könnten und aufgrund der Einwirkung von Schwerkraft, Regenwasser oder Wind, der Sedimente in dieses Gebiet transportieren könnte, abrutschen können.

Um die möglichen Bewegungen zu verstehen, die stattgefunden haben könnten, werden die Bereiche der Schlüsseldaten für Msd1, Msd2 und ihre Mischung, sowohl im konsolidierten als auch im nicht konsolidierten Zustand, dargestellt. Die Informationen sind wie folgt zusammengefasst:

C: Konsolidierten, NC: nicht konsolidierten

Um das Verhalten der Msd1- und Msd2-Schichten abzuschätzen, ist es entscheidend, ihre Stabilität zu analysieren. Dies erfolgt durch die Berechnung des Sicherheitsfaktors $FS$, der die Widerstandskräfte mit den Gleitkräften vergleicht.

Die Widerstandskräfte werden durch die Kohäsion des Materials $c$, die Normalspannung $\sigma$ abzüglich des Porenwasserdrucks $p$, gewichtet mit dem Tangens des inneren Reibungswinkels $\phi$, bestimmt. Die Gleitkräfte werden durch die Scherspannung $\tau$ repräsentiert. Die Beziehung wird ausgedrückt als:

$FS = \displaystyle\frac{c + (\sigma - p)\tan\phi}{\tau}$

Unter Kenntnis des spezifischen Gewichts des Materials $\gamma$, des spezifischen Gewichts des Wassers $\gamma_w$, der Schichtdicke $z$, des Sättigungsgrades $m$ und des Hangs $\theta$ können die Schlüsselfaktoren wie folgt bestimmt werden:

Normalspannung $\sigma$:

$\sigma = \gamma z \cos\theta$

Porenwasserdruck $p$:

$p = m \gamma_w z$

Scherspannung $\tau$:

$\tau = \gamma z \sin\theta$

Der Wert des Sicherheitsfaktors $FS$ erlaubt die Klassifizierung der Stabilität der Schichten nach den folgenden Kriterien:

Referenzen

[1] Principles of Physical Sedimentology, Allen, J. R. L., Springer (1985)

[2] Details zu physikalischen und mechanischen Eigenschaften mariner und kontinentaler Sedimentablagerungen, Bear, J., Dynamics of Fluids in Porous Media. Dover Publications. (1972).

[3] Bietet Informationen zu Porosität, Permeabilität und Fluidtransport in porösen Medien. Terzaghi, K., Peck, R. B., & Mesri, G., Soil Mechanics in Engineering Practice (3rd ed.). Wiley. (1996).

[4] Standardreferenz für mechanische Eigenschaften von Böden und Hangstabilität. Lambe, T. W., & Whitman, R. V., Soil Mechanics. Wiley (1969).

[5] Hauptquelle für Kohäsion, innere Reibung und Elastizitätsmodul in konsolidierten und nicht konsolidierten Böden.

Goudie, A. S., Encyclopedia of Geomorphology. Routledge. (2004).

[6] Erklärt sedimentäre und geomorphologische Prozesse, die marine Ablagerungen wie Msd1 und Msd2 beeinflussen. Bowles, J. E., Foundation Analysis and Design (5th ed.). McGraw-Hill, (1996)

[7] Referenz für mechanische Eigenschaften von Böden und Stabilitätsanalysen. Blight, G. E., Mechanics of Residual Soils. Taylor & Francis. (1997).

ID:(988, 0)

Beschreibung

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Die Konsolidierungszeit hängt von der Permeabilität $k$ und dem Kompressibilitätsindex $m_v$ ab. Mit dem spezifischen Gewicht des Wassers $\gamma_w$ kann der Konsolidierungskoeffizient $c_v$
mit folgender Formel berechnet werden:

$c_v = \displaystyle\frac{k}{\gamma_w m_v}$

Unter Verwendung der eindimensionalen Konsolidierungstheorie von Terzaghi wird ein dimensionsloser Zeitfaktor $T_v$ eingeführt, der mit dem Konsolidierungsgrad $U$ in Beziehung steht. Typische Werte sind:

Die Konsolidierungszeit für einen bestimmten Konsolidierungsgrad wird berechnet als:

$t = \displaystyle\frac{T_v}{c_v} H^2$

wobei $H$ die Dicke der Schicht ist.

Für die Schichten Msd1 und Msd2, bei einer Schichtdicke von 10 Metern und 90% Konsolidierung, ergeben sich folgende Werte:

ID:(990, 0)

Beschreibung

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Die Analyse der Sicherheitsfaktoren für die Schichten Msd1 NK, Msd1 K, Msd2 NK, Msd2 K, Mix NK und Mix K in Abhängigkeit vom Hangwinkel $\theta$ ermöglicht eine Schätzung sowohl der wahrscheinlichen vergangenen als auch der zukünftigen Entwicklung des untersuchten Hangs. Dieser Ansatz ist entscheidend, um ein Modell zu erstellen, das die aktuelle Situation erklärt.

Durch die konsequente Darstellung der Kurven, die den Extremwerten von Kohäsion und internen Reibungswinkeln entsprechen, ergeben sich die folgenden Grafiken:

Msd1 Nicht Konsolidiert

Sicherheitsfaktor in Abhängigkeit vom Hang

Die nicht konsolidierte Msd1-Schicht wird instabil, wenn die Hangneigung etwa 11 Grad überschreitet. Da der Hang in diesem Fall zwischen 10 und über 20 Grad variiert, neigt diese Schicht dazu, abzurutschen und die darunterliegende Schicht zu bedecken.

Msd1 Konsolidiert

Sicherheitsfaktor in Abhängigkeit vom Hang

Die konsolidierte Msd1-Schicht ist stabil, wenn die Neigung weniger als 25 Grad beträgt. Dies zeigt, dass der Hang in seinem aktuellen Zustand einen stabilen Punkt für diese Schicht erreicht hat. Daher sind keine weiteren Erdrutsche zu erwarten.

Msd2 Nicht Konsolidiert

Sicherheitsfaktor in Abhängigkeit vom Hang

Die nicht konsolidierte Msd2-Schicht ist stabil für Hänge mit einer Neigung von weniger als etwa 18 Grad, was darauf hinweist, dass sie ursprünglich stabiler war als die Msd1-Schicht und daher weniger Rutschungen erlitten hat. Da sie sich außerdem über der Msd1-Schicht befindet, hätten ihre Rutschungen dazu neigen können, die Msd1-Schicht mitzureißen und eine Mischung aus beiden zu bilden.

Msd2 Konsolidiert

Sicherheitsfaktor in Abhängigkeit vom Hang

Die konsolidierte Msd2-Schicht ist für alle möglichen Hangneigungen stabil, was darauf hindeutet, dass sie derzeit keine weiteren Rutschungen verursachen sollte.

Mix Nicht Konsolidiert

Sicherheitsfaktor in Abhängigkeit vom Hang

Die Mischung aus beiden Schichten in einem nicht konsolidierten Zustand hat einen kritischen Neigungswinkel von 15 Grad. Dies bedeutet, dass sich die Mischungen in den unteren Hangbereichen absetzen, wo die Neigung geringer ist.

Mix Konsolidiert

Sicherheitsfaktor in Abhängigkeit vom Hang

Die konsolidierte Mischung ist erneut stabil, was darauf hinweist, dass sie im Endstadium keine weiteren Rutschungen mehr verursachen würde.

Analyse Schlussfolgerungen

Stabilitätsvergleich:

• Die Msd1-Schicht ist eindeutig die instabilste, insbesondere in ihrem nicht konsolidierten Zustand, im Vergleich zu Msd2 und der Mischung aus beiden Schichten.

• Wenn die Hangneigung unter 20 Grad liegt, neigt das System dazu, eine signifikante Stabilität zu erreichen.

Abgeleitete Entwicklung:

• In einer frühen Phase erlebte die Msd1-Schicht die bedeutendsten Erdrutsche und bildete eine relativ dicke Schicht über der Basis PzTrbm(a).

• Anschließend traten kleinere Rutschungen in der Msd2-Schicht auf, was zu einer zweiten Ablagerungsphase führte, die hauptsächlich aus Msd2 oder einer Mischung aus beiden Schichten bestand.

• Derzeit zeigt das System, mit den meisten Neigungen unter 20 Grad, einen überwiegend stabilen Zustand.

ID:(989, 0)