NGI (Norwegian Geotechnical Institute) - Rissa LandSlide - Tradução Vídeo

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The quick Clay Landslide at Rissa
Deposits of marine clay in Norway covered a total area of 40000 km2. Within this area quick clay slides represent a serious problem involving potential loss of lives and property. This documentary film presents the story of such a landslide. It contains unique pictures taken by two amateur photographers who happen to be at the scene. During the last glaciation the northern hemisphere was more or less entirely covered by glaciers. In Scandinavia, the weight of an approximately 3000 meter thick ice cap loaded the bedrock. 
During the glaciation the sea transgressed in front of the retreating ice. About 11000 years ago the coasts of Norway were submitted to conditions similar to those in Spitsbergen and Greenland today. Melting water for the glaciers brought large amounts of suspended material into the fjords where silt and clay was sedimented in the marine environment.
Due to isostatic land uplift following the withdrawal of the glaciers, marine clay deposits rose above the water level. Such marine areas are shown with light green color on the map and can today be found up to surface elevations of two hundred meters above present sea level. In Norway in Sweden such areas constitute the best farming land and are among the most heavily populated areas. 
The bedrock surface is very undulated with outcropping hills and valleys filled to some extent with marine sediments. Rain and surface water subject the marine clay surface to erosion. Whit time the top five meters have altered to a weathered crust of stiff assured clay. 
At the same time an upward flow of fresh groundwater from fissures in bedrock and through sand layers gradually leeches the salt out of the pore water of the marine sediments. In its natural undisturbed state, quick clay exhibits considerable strength. 
However if the load becomes too heavy as show in this example (2:43 min), a failure takes place as the clay particle structure collapses followed by remoulding of the clay. The most characteristic feature of a quick clay is the complete and drastic change of consistency by remoulding. Such extreme quick clay behavior is encountered only when the salt concentrations in the pore water drops below 1 gram per liter.
O deslizamento de argila sensível em Rissa
Depósitos de argila marinha na Noruega cobriam uma área total de 40000 km2. Dentro desta área, os escorregamentos de argila sensível representam um problema sério envolvendo potencial perda de vidas e propriedades. Este documentário apresenta a história de um deslizamento de terra. Ele contém fotos exclusivas tiradas por dois fotógrafos amadores que estavam no local. 
Durante a última glaciação, o hemisfério norte foi mais ou menos inteiramente coberto por geleiras. Na Escandinávia, o peso de uma calota de gelo de aproximadamente 3000 metros de altura carregou (no sentido de pesar sobre) o leito rochoso. 
Durante a glaciação, o mar transgrediu em frente ao gelo recuado. Cerca de 11 mil anos atrás, as costas da Noruega foram submetidas a condições semelhantes às de Spitsbergen e Groelândia hoje. O derretimento da água para as geleiras trouxe grandes quantidades de material suspenso para os fiordes (golfo sinuoso, escarpado, profundo e geralmente de grande extensão), onde silte e argila foram sedimentados no ambiente marinho. 
Devido ao aumento isostático de terra após a retirada das geleiras, os depósitos de argila marinha subiram acima do nível da água. Essas áreas marinhas são mostradas com cor verde clara no mapa e hoje podem ser encontradas até elevações de superfície de duzentos metros acima do nível atual do mar. Na Noruega e na Suécia, essas áreas constituem a melhor terra agrícola e estão entre as áreas mais densamente povoadas. 
A superfície do leito de rocha é muito ondulada, com colinas e vales aflorantes, até certo ponto, com sedimentos marinhos.. A chuva e a água superficial sujeitam a superfície da argila marinha à erosão. Com o tempo, os cinco primeiros metros se alteraram para uma crosta de argila assegurada dura.
Ao mesmo tempo, um fluxo ascendente de água doce subterrânea, a partir de fissuras no leito de rocha e através de camadas de areia, gradualmente sugam o sal para fora da água capilar dos sedimentos marinhos. No seu estado natural não perturbado (deformado), a argila sensível exibe uma força considerável.
No entanto, se a carga se torna muito pesada, como mostrado neste exemplo, ocorre uma falha quando a estrutura da partícula de argila colapsa, seguida por remodelação da argila. O aspecto mais característico de uma argila sensível é a completa e drástica mudança de consistência por remodelação. Esse comportamento extremo de argila sensível é encontrado apenas quando as concentrações de sal na água capilar caem abaixo de 1 grama por litro.
To illustrate the important role of salt on the material properties we can add a little ordinary table salt to the clay sample. When the salt goes back into the pore water, the salt ions alter the interaction between the minerals and the pore water. The remoted strength increases dramatically and the clay is no longer a liquid. 
Now let`s look at the actual Rissa quick clay landslide. Rissa is situated close to the Trondheimsfj, northwest of the city of Trondheim. This aerial photo was taken a few years before the slide occurred. In the Bottom right hand corner we see the marine water of the Trondheim filed. On the left-hand side we see a part of the freshwater lake bottom. Between the fjord and the lake, lies a fairly flat area of marine clay deposits, wich for centuries has been farmland. This model of Rissa shows the locations of small farms and of the connecting roads before the slide. (Tempo 4.30) 
Let`s focus on this farm here where the slide was initiated in April 1978. A new wing was to be added to the existing barn. The excavation for the 700 cubic meter basement took two days and the soil masses were placed in a two meter high earth fill, down by the shoreline of lake bathman. Just after the earth work had been completed, a 70 to 90 meter length of the shoreline suddenly slid into the lake and disappeared. The load from the earth fill caused this initial failure. 
The slide developed retrogressively into the clay slope, towards the right. An amateur photographer living in the area took a position at the shoreline of lake bottom with his new 8 millimeter movie camera, for the first time in history we can actually see film of a quick clay landslide as it`s happening. At this moment the slide extended over an approximate 200 meter width successive minor sliding then took place constinuously. 
Time 5.44
The remoulded soil masses move down into the lake creating small waves. Each new slide resulted in a complete liquefaction of the quick clay. You are witnessing on the screen the remoulded quick clay at its natural water content. The debris literally splashed against the lower slide edge and move like streaming water down the scarp and into the lake. In the background we can see the barn where the excavation was made. The retrogressive sliding process continued for about 40 minutes. The slide now extended over a 450 meter width and covered an area of 25 to 30000 square meters. The slide area had now the shape of a long and narrow pit, with a narrow gateway towards the lake. However at this time, the real disaster started. 
Para ilustrar o importante papel do sal nas propriedades do material, podemos adicionar um pouco de sal de mesa comum à amostra de argila. Quando o sal volta para a água dos poros, os íons de sal alteram a interação entre os minerais e a água capilar. A força remota aumenta dramaticamente e a argila não é mais um líquido.
Agora vamos dar uma olhada no deslizamento de argila sensível em Rissa. Rissa está situada perto de Trondhei-msfj, a noroeste da cidade de Trondheim. Esta foto aérea foi tirada alguns anos antes da ocorrência do deslizamento. No canto inferior direito, vemos a águado fiorde de Trondheim. No lado esquerdo, vemos uma parte do fundo do lago de água doce. Entre o fiorde e o lago, encontra-se uma área razoavelmente plana de depósitos de argila marinha, que durante séculos foi uma fazenda. Esta maquete de Rissa mostra os locais de pequenas fazendas e das estradas de conexão antes do deslizamento.
Vamos nos concentrar nesta fazenda,onde o deslizamento iniciou, em abril de 1978. Uma nova ala deveria ser adicionada ao celeiro existente. A escavação para o embasamento, de 700 metros cúbicos, levou dois dias e as massas de solo foram colocadas em um aterro de dois metros de altura, na beira do lago. Logo após o término dos trabalho de terra, cerca de 70 a 90 metros da costa subitamente deslizou para dentro do lago e desapareceu. A carga do aterramento causou essa falha inicial.
O deslizamento se desenvolveu retrogressivamente na encosta de argila, para a direita. Um fotógrafo amador que mora na área assumiu uma posição na margem do fundo do lago com sua filmadora, e pela primeira vez na história, podemos realmente ver um deslizamento de argila sensível, no momento do acontecimento. Neste momento, o deslizamento se estendeu ao longo de aproximadamente 200 metros de largura, e menores deslizamentos sucessivos ocorreram de forma constante.
As massas do solo remoldadas descem para o lago criando pequenas ondas. Cada novo deslizamento resultou em uma completa liquefação da argila sensível. Você está vendo na tela a argila sensível remodelada em seu teor de água natural. Os detritos literalmente espirraram contra a borda inferior do deslizamento e se moveram como água corrente abaixo da escarpa e entrando no lago. No fundo podemos ver o celeiro onde a escavação foi feita. O processo de deslizamento retrogressivo continuou por cerca de 40 minutos. O deslizamento agora se estende por uma largura de 450 metros e cobre uma área de 25 a 30.000 m². A área de deslizamento tem agora a forma de uma cova longa e estreita, com uma porta estreita de entrada em direção ao lago. No entanto, neste momento, o verdadeiro desastre começou.
7.07. 
Almost instantaneously a large flake type slide started and our amateur photographer had to run for his life in his own words: a wave of Earth came rolling behind me and eyewitness recount. Suddenly an area of about 150 by 200 meters including the old school building sank down and moved monolithically towards the lake. The sliding mass didn`t move through the existing slide scarp, but in the direction of the terrain sloped. Most of the slide debris flowed into the lake, while some came to a stop in a compression zone close to the shoreline. A new large gateway had now been opened into the lake. 
The persons living on this farm behind the new steep slide scarp, escaped whit private cars just before the farm slid out. The persons living on this second farm were warned by the escaping neighbors and managed to get away just before their houses were taken by the slide. Back on safe ground, our amateur photographer again started his camera just in time to film a new large flake type slide. 8.28 – 9:05 
Large flakes of dry crust in some cases with intact buildings on top floating on the remote lead quick clay stream. This house moved with a velocity of the order of 30 km/h. 9:21. This house you can see here, rotated around its vertical axis, as it rushed towards the lake. 9:51 The major sliding process was now completed. However debris was still flowing into the lake. In a very short period of time, only some five minutes, the slide had propagated one km along the mountainside. A second amateur photographer who had heard about the landslide had rushed to his camera and found a safe position on the hillside from which he started filming the last portions of the slide activity below him. 10:28 Sliding masses moved in the direction of the slope hit the lower rim of the slide scarp and were forced to flow to the right towards the lake.
10:41 Just before the main flake slide started, about 40 persons were known to be within the affected area. At this moment it was not clear how many escaped. A rescue helicopter had arrive at the site. 
Small failures from the steep slide edges occurred continuously. 
11:15 In the inner part of the slide scope, some sliding still took place. Here a large clay block slid out, becoming more and more remoulded. Suddenly the quick clay completely liquefied. This helicopter panoramic view of the final slide scarp, was taken in the evening, about 4 hours after the initial slide occurred. The first slide movement occurred in the direction of the terrain slopes from the hills and the back. The debris was then forced to move towards the lake to the left. 
Quase instantaneamente o deslizamento de uma grande lasca começou, e nosso fotógrafo amador teve que correr. Em suas palavras: "Uma onda de terra veio rolando atrás de mim" e testemunhas confirmaram. De repente uma área de cerca de 150 por 200 metros, incluindo o antigo prédio da escola, afundaram e moveram-se monoliticamente em direção ao lago. A massa deslizante não se moveu através da escarpa de deslizamento existente, mas na direção da inclinação do terreno. A maioria dos detritos escorregou para o lago, enquanto alguns pararam em uma zona de compressão perto da costa. Uma nova grande porta de entrada foi agora aberta dentro do lago.
As pessoas que viviam nessa fazenda atrás da nova escarpa íngreme, fugiram com carros particulares pouco antes de a fazenda deslizar. As pessoas que viviam nesta segunda fazenda foram avisadas pelos vizinhos que estavam fugindo e conseguiram escapar pouco antes de suas casas serem tomadas pelo deslizamento. De volta a um terreno seguro, o nosso fotógrafo amador iniciou novamente a sua gravação, a tempo de filmar um novo grande deslizamento.
Grandes laminas de crosta seca, em alguns casos com prédios intactos no topo, flutuando na corrente de argila sensível. Esta casa moveu-se com uma velocidade da ordem dos 30 km/h. (Tempo 9:21) Esta casa que você pode ver aqui, girou em torno de seu eixo vertical, enquanto avançava em direção ao lago.
9:51 - O processo principal de deslizamento foi agora concluído. No entanto, detritos ainda estão fluindo para o lago. Em um período muito curto de tempo, cerca de cinco minutos apenas, o deslizamento propagou-se por um quilômetro ao longo da encosta da montanha. Um segundo fotógrafo amador que ouviu sobre o deslizamento de terra, pegou sua câmera e encontrou uma posição segura na encosta da colina, da qual ele começou a filmar as últimas porções da atividade de deslizamento abaixo dele. (Tempo 10:28) Massas deslizantes movidas na direção da inclinação atingiram a borda inferior da escarpa do deslizamento e foram forçadas a fluir para a direita, em direção ao lago.
Pouco antes de começar o deslizameto principal, cerca de 40 pessoas estavam dentro da área afetada. Neste momento não ficou claro quantos escaparam. Um helicóptero de resgate chegou ao local.
Pequenas falhas das bordas íngremes do deslizamento ocorreram continuamente.
Tempo 11:15 - Na parte interna da margem do deslizamento, alguns deslizamentos ainda aconteciam. Aqui um grande bloco de argila deslizou, tornando-se cada vez mais remoldado. De repente, a argila sensível se liquefez completamente. Esta vista panorâmica do helicóptero da escarpa final do deslizamento, foi tirada à noite, cerca de 4 horas após o escorregamento inicial. O primeiro movimento de deslizamento ocorreu na direção das encostas do terreno desde as colinas e da parte de trás. Os detritos foram então forçados a se mover em direção ao lago à esquerda.
This white house was taken by one of the many smalls slides which occurred during the fisrt few days after the main slide. The neighboring barn also ended up in the debris. Small brooks brought water into the slide area. The two main roads through the area were taken away by the mains slide. From this farm situated on an outcrop, many people watch the dreadful sliding activity. We now seethe farm where the initial slide took place. 
12:43 When the masses from the major flake type slide rushed into the lake, 2 or 3 large water waves were created. These waves propagated across the lake a distance of 5 km. At the other end, the waves flooded the small village of leiter, causing a great deal of damage. This amateur film taken from a car window in later that same evening shows damaged houses and cars and flooded basements. 
13:17 The sawmill and lumber yard located close to the shoreline, were destroyed. This view shows the same sawmill the following morning. 
The first night after the major slide, 200 persons living close to the slide area, were asked to evacuate. The local police were responsible for dealing with the situation. They were assisted by military personnel and civilians in the evacuation of cattle and clearing of the area. 
The slide area covered 330 mil m2 and the slide volume was of the order of 5-6 million m3. Seven farms and 5 single-family homes were taken by the slide or had to be abandoned for safety reasons. Of the forty people who were within the area when the sliding started, only one was killed. 
14:28 several farms and homes were situated close to the slide scope, an important task was therefore to establish the margin os safety areas as soon as possible. Geotechnical investigations were carried out to map the extend of remaing quick clay. The site investigations included rotation soundings, vein tests and undisturbed soil sampling. Amostras indeformadas de solo.
The undisturbed soil samples were taken by geo nose 54 mm piston sampler. 
After field classification, the sample tubes were registered and put into boxes for transport to the laboratory.
15:28 After transport of the sample tubes to the NGI laboratory in Oslo, the clay was extruded and prepared for various geotechnical tests.
15:51 Routine investigations were first carried out, including full cone tests as shown: 
Tri-axial and simple shear tests provided more reliable strength parameter for the stability calculations. 
Esta casa branca foi tomada por um dos diversos pequenos deslizamentos que ocorreram durante os primeiros dias após o deslizamento principal. O celeiro vizinho também acabou nos detritos. Pequenos riachos trouxeram água para dentro da área de deslizamento. As duas estradas principais da área foram levadas pelo deslizamento principal. Desta fazenda, situada em um afloramento, muitas pessoas observam a terrível atividade de deslizamento. Agora vemos a fazenda onde ocorreu o primeiro deslizamento.
Tempo 12:43 - Quando as massas do deslizamento principal se precipitaram para o lago, foram criadas 2 ou 3 grandes ondas de água. Essas ondas se propagaram pelo lago a uma distância de 5 km. No outro extremo, as ondas inundaram a pequena vila de Leiter, causando grandes danos. Este filme amador tirado de uma janela de carro mais tarde naquela mesma noite mostra casas danificadas e carros e porões inundados.
A serraria e o depósito de madeira localizados perto da costa foram destruídos. Essa visão mostra a mesma serraria na manhã seguinte.
Na primeira noite após o grande deslizamento, 200 pessoas que moravam perto da área de deslizamento foram solicitadas a evacuar. A polícia local foi responsável por lidar com a situação. Eles foram auxiliados por militares e civis na evacuação dos rebanhos e na limpeza da área.
A área de deslizamento cobriu 330.000 m², e o volume de deslizamento foi da ordem de 5-6 milhões de m³. Sete fazendas e 5 casas unifamiliares foram tomadas pelo deslizamento ou tiveram que ser abandonadas por razões de segurança. Das quarenta pessoas que estavam dentro da área quando o deslizamento começou, apenas uma foi morta.
Várias fazendas e casas estavam situadas perto da zona do deslizamento, e uma tarefa importante era, portanto, estabelecer a margem das áreas de segurança o mais rápido possível. Investigações geotécnicas foram realizadas para mapear a extensão da argila sensível remanescente. As investigações do local incluíram sondagens de rotação, testes de veias e retirada de amostras indeformadas de solo, que foram tomadas pelo amostrador de pistão de nariz geo 54 mm.
Após a classificação de campo, os tubos de amostras foram registrados e colocados em caixas para transporte ao laboratório.
Após o transporte dos tubos de amostra para o laboratório NGI em Oslo, a argila foi extrudada e preparada para vários testes geotécnicos.
Investigações de rotina foram realizadas pela primeira vez, incluindo testes completos de cone, como mostrado:
Testes tri-axiais e cisalhamento simples forneceram parâmetros de resistência mais confiáveis para os cálculos de estabilidade.
Ver gráficos no vídeo
This is a typical geotechnical profile from Rissa. The blue line shows an average natural water content of about 30%. It should be noted that in the zone of quick clay, the liquid limit is 5-10 % lower than the in-situ water content. The green curve shows the vane/vein shear strength and the red curve the remoulded shear strength. 
16:45 The results of geotechnical analysis showed that stabilizations works had to be carried out. The 15 to 20 meter high remaining terrace along the foot of the hillside contained quick clay and had to be taken down. For the safety reasons it was decided to do this by blasting. Holes 5 to 10 meters deep, were drilled both from the top of the clay terrace and along the foot of the steep slope.
17:15 One kg of dynamite was used in a 100 m³ of clay. Explosão. This blasting caused the remaining quick clay and the terraces to liquefy and run out into the slide area. These masses then eroded into the newly formed thin dry crust of the original slide bottom. Explosões.
18:44 After several rounds of blasting, the clay terrace was removed over its entire 1 km length. The 5 to 10 meter high slopes at the opposite side could be stabilized by mechanical gflattening. The clay was very soft and sensitive. The work was therefhore carried out during the winter, so thar the necessary machines could be moved across the frozen top crust.
19:23 Whitin ten months after the slide, the entire zone surrounding the slide had been stabilized. The following year work started on a new road, substituting the one taken by the slide. For a distance of about 1 km, the hillside was blasted out for the new road. 
The families who suffered material losses, recovered compensation partly from the national disaster agency, and partly from their insurance companies. New dwellings, barns and outhouses were erected and four years later, nearly all traces of the slide disaster had been wiped out. 
20:14 Once again, the slide area is being cultivated and crops harvested. Jerusalem slide gave the impulse to start project of nationwide mapping of quick clay deposits. Hopefully in the future, the results of this work will lead to a reduction in both the number and extent of quick clay disasters.
Este é um perfil geotécnico típico de Rissa. A linha azul mostra um teor de água natural médio de cerca de 30%. Deve-se notar que na zona de argila sensível, o limite de líquido é de 5 a 10% menor do que o teor de água in-situ. A curva verde mostra a resistência ao cisalhamento da palheta/veia/nervura e a curva vermelha a resistência ao cisalhamento remodelada.
Tempo 16:45 - Os resultados da análise geotécnica mostraram que os trabalhos de estabilização tiveram que ser realizados. A plataforma remanescente de 15 a 20 metros de altura ao longo do sopé da encosta continha argila sensível e tinha que ser retirado. Por razões de segurança, foi decidido fazer isso por explosão. Buracos de 5 a 10 metros de profundidade foram perfurados, tanto no topo da plataforma de argila como ao longo do sopé da encosta do talude.
Um kg de dinamite foi usado em 100 m³ de argila. Explosão. Esta detonação fez com que o restante da argila sensível e as plataformas se liquefizessem e acabassem na área do deslizamento. Essas massas então erodirama crosta fina e recém-formada do fundo do deslizamento original. Explosões.
Tempo 18:44 - Após várias rodadas de explosões, o terraço de argila foi removido ao longo de todo o seu comprimento de 1 km. Os declives de 5 a 10 metros de altura no lado oposto podem ser estabilizados por achatamento mecânico. A argila era muito macia e sensitiva. Assim sendo, o trabalho foi realizado durante o inverno, para que as máquinas necessárias pudessem se mover através da crosta superior congelada.
Cerca de dez meses depois, toda a zona ao redor do deslizamento havia sido estabilizada. No ano seguinte, o trabalho começou em uma nova estrada, substituindo a que foi tomada pelo deslizamento. Por uma distância de cerca de 1 km, a encosta foi destruída para passagem da nova estrada.
As famílias que sofreram perdas materiais recuperaram a compensação em parte da agência de desastre nacional e, em parte, de suas seguradoras. Novas moradias, celeiros e anexos foram erguidos e, quatro anos depois, quase todos os vestígios do desastre haviam sido apagados.
Mais uma vez, a área de deslizamento está sendo cultivada e as culturas colhidas. O deslizamento de Jerusalém deu o impulso de iniciar o projeto de mapeamento nacional de depósitos de argila sensível. Esperançosamente, no futuro, os resultados deste trabalho levarão a uma redução tanto no número quanto na extensão dos desastres com argila sensível.