Самые разрушительные оползни. Виды оползней. Прогноз возникновения оползней

К сожалению, даже в наши дни люди порой оказываются бессильными перед природными катастрофами, разрушающими дома, уничтожающими имущество, а порой и уносящими человеческие жизни.


Одной из таких катастроф является оползень – явление достаточно частое для горной местности либо возвышенностей, подвергающихся эрозии.

Что такое оползень?

Оползнями называют смещения больших масс рыхлого грунта, которые отделяются от склонов и устремляются вниз, сползая по наклонной плоскости в долину. Грунт может быть сухим либо влажным, в последнем случае он называется селем или селевым потоком.

Скорость перемещения оползней бывает разной: иногда огромная масса обрушивается в считанные минуты, но нередко они движутся практически незаметно, со скоростью, не превышающей нескольких сантиметров в год. Медленный оползень в любой момент может ускориться и превратиться в неожиданный и опасный обвал.

Расстояние, преодолеваемое оползнем, зависит от его массы и высоты падения. Некоторые из них распространяются на площади до 400 гектаров. Масштаб явления определяют по количеству сползающей массы горной породы:

— до 10 000 куб. м – малый оползень;

— от 10 000 до 100 000 куб. м – средний оползень;

— от 100 000 до 1 000 000 куб. м – крупный оползень;

— более миллиона куб. м – крупнейший оползень.


К счастью, крупные оползни случаются достаточно редко, тем не менее, они порой приносят ужасные последствия. Целые поселки могут оказаться погребенными под массой породы, если вовремя не обнаружить движение горной породы и не отселить людей.

Как и где образуются оползни?

Наиболее частыми эти явления бывают в горных районах с преобладанием рыхлых пород, т.е. в геологически старых горах, где эрозия привела к разрыхлению грунта. Нередки обвалы и на крутых берегах рек, где они возникают в основном из-за подмывания водой берега.

Над водой образуется козырек из песчаной или глинистой породы, который однажды под собственным весом обрушивается либо сползает вниз. Если речной оползень оказывается достаточно крупным, он может даже слегка изменить русло реки, образовав в нем новый изгиб либо островок.

Как правило, горные оползни формируются на склонах, крутизна которых достигает 19 градусов, а высота составляет от одной до двух тысяч метров. Если же грунт состоит преимущественно из глины и сильно увлажнен, то для движения породы вниз бывает достаточно уклона всего в 5 градусов.

Как и в случае с берегами рек, основной причиной горных оползней становится подмыв пород осадочными потоками воды либо подземными водами. Обычно обвалы случаются после сильных или длительных дождей, когда грунт оказывается пропитанным водой, отяжелевшим и потерявшим обычную силу сцепления между твердыми частицами. Вода выполняет роль смазки, облегчающей движение вниз под действием силы тяжести.

Реже, но тоже достаточно часто оползни возникают в результате подземных толчков. Наиболее опасными они бывают под водой, на морском шельфе. Отколовшийся крупный участок морского дна может вызвать гигантскую волну – цунами, опасную как для близлежащего побережья, так и для встретившихся на ее пути судов.


В последние десятилетия участились оползни, возникающие в результате деятельности человека. Обрушение породы может вызвать вибрация грунта, если рядом со склоном проложена дорога, по которой постоянно проезжают тяжелые грузовики. Разработки полезных ископаемых взрывным способом тоже могут спровоцировать движение рыхлого пласта вниз.

Иногда «спусковым крючком» для оползня становится строительство, в ходе которого рабочие забивают сваи в грунт, тем самым распространяя в его толще ударную волну. Из-за бездумной вырубки лесов опустошенные горные склоны тоже нередко подвергаются оползням, так как корни деревьев больше не скрепляют частицы грунта.

Последствия оползней

Наиболее опасными являются оползни, которые случаются в населенных местностях. Даже небольшой обвал породы может привести к гибели человека, оказавшегося на его пути. Засыпанный несколькими тоннами породы человек в считанные минуты гибнет от сдавления и недостатка воздуха. Но гораздо хуже, если в результате погребенными под слоем грунта оказываются дома, автомобили, туристические лагеря или промышленные предприятия. Количество жертв в таких случаях оказывается достаточно большим.

Одним из крупнейших оползней за последние десятилетия стало обрушение породы в Таджикистане, случившееся в результате . Тогда число погибших превысило двести человек: породой засыпало около 50 домов селения Шарора. Ширина обвала составила более четырехсот метров, а длина «волны» — около четырех километров.


Для того, чтобы избегать подобных несчастных случаев, необходимо тщательно обследовать все склоны, расположенные в непосредственной близости от жилья, дорог, предприятий, и фиксировать даже самые незначительные подвижки грунта. Медленное движение оползневой массы может в любую минуту превратиться в разрушительную волну, падающую вниз на беззащитный поселок.

О́ПОЛЗЕНЬ, от­рыв и сколь­зя­щее пе­ре­ме­ще­ние мас­сы гор­ной по­ро­ды вниз по скло­ну; са­ма мас­са сме­стив­шей­ся гор­ной по­ро­ды. О. обыч­ны для рай­онов, где сла­бые пла­стич­ные и не­про­ни­цае­мые по­ро­ды пе­ре­кры­ты срав­ни­тель­но креп­ки­ми про­ни­цае­мы­ми. Ос­лаб­ле­ние проч­но­сти по­род вы­зы­ва­ет­ся ес­тественными при­чи­на­ми (уве­ли­че­ние кру­тиз­ны скло­на, под­мыв его ос­но­ва­ния вол­на­ми и в ре­зуль­та­те реч­ной эро­зии, пе­ре­ув­лаж­не­ние грун­тов та­лы­ми и до­ж­де­вы­ми во­да­ми, ин­фильт­рационное дав­ле­ние в тол­ще по­род, вы­зы­вае­мое ко­ле­ба­ния­ми уров­ня мо­ря, во­до­хра­ни­ли­ща или во­ды в ре­ке, сейс­мические толч­ки и др.) или вме­ша­тель­ст­вом че­ло­ве­ка (раз­ру­ше­ние скло­нов гор­ны­ми и до­рож­ны­ми вы­ем­ка­ми, чрез­мер­ным вы­па­сом или по­ли­вом, све­де­ни­ем ле­сов, не­пра­виль­ной аг­ро­тех­ни­кой скло­но­вых с.-х. уго­дий, стро­ительной на­груз­кой на бров­ку или верх­нюю часть скло­на и т. п.). Воз­ник­но­ве­нию и ак­ти­ви­за­ции О. спо­соб­ст­ву­ет тех­но­ген­ный подъ­ём уров­ня под­зем­ных вод на бе­ре­гах во­до­хра­ни­лищ. О. сме­ща­ют­ся по скло­ну на несколько мет­ров, не­ред­ко на де­сят­ки и сот­ни мет­ров. Объ­ём сме­щаю­щих­ся гор­ных по­род со­став­ля­ет от нескольких де­сят­ков м 3 до 1 млрд. м 3 . Круп­ные О. фор­ми­ру­ют­ся на скло­нах кру­тиз­ной св. 15° на уда­ле­нии от во­до­раз­де­лов, час­то воз­ни­ка­ют на бор­тах до­лин, вы­со­ких бе­ре­гах мо­рей, озёр и во­до­хра­ни­лищ. Они со­хра­ня­ют внут­ри ополз­не­во­го те­ла оп­ре­де­лён­ную связ­ность и мо­но­лит­ность, мощ­ность дос­ти­га­ет 10–20 м и бо­лее. Ма­лые О. по­все­ме­ст­но пре­об­ра­зу­ют бор­та ов­ра­гов. Не­ред­ко О. рас­по­ла­га­ют­ся на скло­не в несколько яру­сов (напр., в до­ли­не реки Мо­ск­ва).

В пла­не О. час­то име­ют фор­му по­луме­ся­ца, об­ра­зуя по­ни­же­ние в скло­не (т. н. ополз­не­вый цирк). Не­глу­бо­кие цир­ко­об­раз­ные вмя­ти­ны на кру­тых скло­нах до­лин и ба­лок – осо­вы – по­яв­ля­ют­ся в ре­зуль­та­те по­верх­но­ст­ных сме­ще­ний силь­но ув­лаж­нён­ных суг­ли­ни­стых масс, осо­бен­но при мед­лен­ном тая­нии сне­га на те­не­вых скло­нах. По­сле от­ры­ва и схо­да О. на кру­том скло­не ос­та­ёт­ся об­на­жён­ная по­верх­ность или ни­ша – ополз­не­вый ус­туп. У под­но­жия скло­на на­капли­ва­ет­ся ополз­не­вая брек­чия. Пе­ред фрон­том дви­жу­ще­го­ся О. мо­жет воз­ни­кать на­пор­ный ополз­не­вый вал. Язык О. не­ред­ко вда­ёт­ся в ак­ва­то­рию во­до­то­ка или во­до­ёма, из­ме­няя кон­фи­гу­ра­цию бе­ре­го­вой ли­нии. Ба­зи­сом опол­за­ния слу­жит по­дош­ва скло­на или от­дель­ный вы­по­ло­жен­ный уча­сток скло­на, где дви­же­ние ополз­не­вых масс пре­кра­ща­ет­ся. Сво­бод­ное сколь­же­ние ополз­не­во­го те­ла про­ис­хо­дит, ес­ли сме­щаю­щие­ся бло­ки раз­ви­ты вы­ше ба­зи­са опол­за­ния, в слу­чае ко­гда тол­ща пла­стич­ных по­род за­ле­га­ет ни­же, про­ис­хо­дит вы­жи­ма­ние этих по­род, со­про­во­ж­дае­мое их дви­же­ни­ем про­тив об­ще­го ук­ло­на (О. вы­дав­ли­ва­ни я). О., не ут­ра­тив­шие в сво­их бло­ках ес­тест­вен­но­го сло­же­ния гор­ных по­род, от­но­сят к струк­тур­ным О. В «ре­жущи х» О. по­верх­ность сколь­же­ния сре­за­ет раз­ные слои гор­ных по­род. При вы­мы­ва­нии род­ни­ко­вы­ми во­да­ми тон­ких час­тиц мел­ко­зё­ма из ос­но­ва­ния О., ос­лаб­ляю­щем ус­той­чи­вость вы­ше­ле­жа­щих по­род, его при­чис­ля­ют к ти­пу суф­фо­зи­он­ных О. (ши­ро­ко рас­про­стра­не­ны на скло­нах кру­тиз­ной 10–18°). Воз­мож­ны ополз­ни-по­то­ки с жид­ко­те­ку­чей кон­си­стен­ци­ей грун­та, их объ­ём мо­жет дос­ти­гать мил­лио­нов м 3 . Не­боль­шие по­верх­но­ст­ные во­до­на­сы­щен­ные О. – оп­лы­ви­ны (ши­ри­на до не­сколь­ких мет­ров, глу­би­на от 0,3 до 1,5 м) фор­ми­ру­ют­ся в ус­ло­ви­ях из­бы­точ­но­го ув­лаж­не­ния до пла­стич­но­го (гря­зе­по­доб­но­го) ли­бо те­ку­че­го со­стоя­ния.

Скло­нам, под­вер­жен­ным ополз­не­вым про­цес­сам, свой­ст­вен­ны псев­до­тер­ра­сы (час­то с об­рат­ным ук­ло­ном), буг­ры, за­бо­ло­чен­ные замк­ну­тые или пло­хо дре­ни­руе­мые по­лу­замк­ну­тые за­па­ди­ны и др. фор­мы ополз­не­во­го рель­е­фа, а так­же спе­ци­фичифический об­лик рас­ти­тель­но­сти (напр., т. н. пья­ный лес). В те­ле О. на­блю­да­ют­ся тре­щи­ны раз­ры­ва. В Ев­ропейской час­ти Рос­сии О. рас­про­стра­не­ны по бор­там до­лин круп­ных рек (осо­бен­но Вол­ги и её при­то­ков), во­до­хра­ни­лищ, вдоль Чер­но­мор­ско­го по­бе­ре­жья. Мощ­ной ополз­не­вой дея­тель­но­стью от­ме­че­ны по­бе­ре­жья Чёр­но­го моря – в Кры­му, близ г. Одес­са (Ук­раи­на) и в Ад­жа­рии (Гру­зия). На сот­ни ки­ло­мет­ров про­тя­ги­ва­ет­ся ши­ро­кая по­ло­са О. вдоль по­бе­ре­жий полуострова Ман­гыш­лак (Ка­зах­стан). Ополз­не­вая опас­ность от­ме­ча­ет­ся в боль­шин­ст­ве гор­ных стран (восточная пе­ри­фе­рия Ти­бе­та, Ги­ма­лаи и др.). О., со­шед­шие с бор­тов гор­ных до­лин, не­ред­ко фор­ми­ру­ют временные пло­ти­ны, за­пру­жи­ваю­щие ре­ку, с об­ра­зо­ва­ни­ем ополз­не­во­го озе­ра. Ка­та­ст­ро­фические по­след­ст­вия вол­ны па­вод­ка, воз­ни­каю­ще­го при раз­ру­ше­нии та­кой пло­ти­ны, мно­го­крат­но пре­вы­ша­ют не­га­тив­ные по­след­ст­вия сме­ще­ния са­мо­го О. Боль­шой ущерб О. на­но­сят с.-х. угодь­ям, промышленным пред­при­яти­ям, на­се­лён­ным пунк­там и т. п. Для борь­бы с ни­ми про­во­дят­ся бе­ре­го­ук­ре­пи­тель­ные и дре­наж­ные ра­бо­ты, ле­со­по­сад­ки, за­кре­п­ле­ние скло­нов свая­ми.

На срав­ни­тель­но кру­то­на­клон­ных уча­ст­ках дна океа­нов, мо­рей, глу­бо­ких озёр в сейс­ми­че­ски и вул­ка­ни­че­ски ак­тив­ных зо­нах, а так­же на фрон­таль­ных скло­нах под­вод­ных дельт (в ре­зуль­та­те рез­ких раз­ли­чий в ско­ро­стях осад­ко­на­ко­п­ле­ния) встре­ча­ют­ся под­вод­ные О.; од­ним из наи­бо­лее круп­ных яв­ля­ет­ся опол­зень Сту­рег­га в Нор­веж­ском море (дли­на ок. 800 км, ши­ри­на 290 км). Под­вод­ные О. мо­гут стать при­чи­ной раз­ры­ва под­вод­ных ка­бе­лей, что не­од­но­крат­но слу­ча­лось, в ча­ст­но­сти, на дне Ат­лан­ти­че­ско­го океа­на.

Таблица. Катастрофические оползни*

*В таблице указаны оползни, которые привели к масштабным разрушениям (в т. ч. на морском дне), либо к многочисленным человеческим жертвам, либо к кардинальному негативному изменению природного ландшафта.

Введение.

Определение и сущность явления.

Причины возникновения.

Классификация изучаемого явления и/или его место в классификации более высокого уровня.

Разновидности.

Распространение и масштабы проявления.

Динамика.

История исследования.

Прогнозирование (в том числе и народные приметы).

Экологические последствия и влияние на хозяйственную деятельность человека.

Влияние человека и возможность управления.

Мифы, легенды, поверия, фольклор.

Заключение.

Используемая литература и источники.

Приложения.

Введение.

Темой моего реферата служит такое распространенное во многих прибрежных районах явление, как оползни.

Цель реферата состоит в ознакомлении с сущностью этого явления, в выявлении причин его возникновения, в установлении экологических последствий и влияний на хозяйственную деятельность человека, а также возможные меры борьбы или управления данным явлением.

Оползни, т.е. крупное смещение земляных масс, связано с деятельностью подземных и поверхностных вод и другими факторами. Они развиваются на крутых береговых склонах оврагов, долин рек, озер и морей.

Поскольку оползни не только изменяют форму рельефа, но и наносят непоправимый вред народному хозяйству и жизнедеятельности человека, они нуждаются в более глубоком изучении, для устранения негативных последствий.

Определение и сущность явления.

«Оползнями называют скользящее смещение масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Импульсом к началу такого смещения обычно служит выпадение необычно обильных дождей или быстрое таяние снежного покрова, вызывающее избыточное поступление воды в водопроницаемые толщи, а также сейсмические толчки.»

В горах оползневые процессы происходят при переувлажнении рыхлых отложений, залегающих на крутых склонах. На равнинах образование оползней обусловлено наличием глинистых водоупорных слоев, располагающихся наклонно в стороны речной долины, глубокого оврага или к крутому берегу моря. Такое залегание пород создает механически неравновесные условия для грунтовых масс, находящихся над водоупорным слоем. Поверхность этого слоя при избыточном увлажнении становится скользкой, прочность сцепления водоупорной поверхности и вышезалегающей грунтовой толщи ослабевает и в тот момент, когда сила сцепления водоносного слоя с залегающей выше толщей становится меньше силы тяжести этой толщи, начинается скольжение отдельных блоков грунта по наклонной поверхности водоупора.

Крупные оползни с глубоким смещением горных пород вызывают значительные изменения в очертаниях береговых склонов и придают им особые формы. Простейший случай оползневого склона представлен на рисунке 1(приложение 2). Пунктиром указано первоначальное положение крутого берегового склона. После оползня он принял совсем иную форму, представленную сплошной линией. Во всяком оползневом склоне можно выделить отдельные основные элементы.

«Поверхность скольжения часто имеет на себе следы полировки или штриховки, вызванные трением пород друг о друга при сползании. Такую полировку часто называют зеркалами скольжения. Сместившиеся горные породы, располагающиеся в нижней части склона, называются оползневыми накоплениями, или оползневым телом. Верхняя, более крутая часть склона, расположенная выше оползневого тела, называется надоползневым уступом. Оползневое тело в поперечном разрезе обычно выражено в виде террасовидной ступени, часто запрокинутой в сторону ненарушенной оставшейся части склона и называемой оползневой террасой. Поверхность такой террасы чаще всего неправильно бугристая, иногда же более или менее выровнена. Место сопряжения оползневого тела с надоползневым уступом, выраженное иногда понижением в рельефе, называется тыловым швом оползня. Она может располагаться на различных уровнях в зависимости от состава горных пород, слагающих склон, и характера оползневых смещений. В большинстве случаев она находится у подошвы склона, иногда выше его, но местами опускается значительно ниже, уходя даже под уровень воды реки или моря.

Часто оползневое тело представляет собой серию блоков, соскользнувших вниз под влиянием собственного веса (рис 2 - приложение2). При этом в блоках сохраняется последовательность слоев и только наблюдается их запрокидывание в сторону ненарушенной части склона. Это по А. П. Павлову, деляпсивная часть оползня, происшедшая под действием силы тяжести горных пород (лат. delapsus – падение, скольжение). В нижней части такого оползня сместившиеся породы сильно раздроблены и перемяты под напором вышележащих блоков. Это детрузивная часть оползня, возникшая вследствие толкания оторвавшихся сверху блоков (лат. detrusio - сталкивание). Иногда давление оползневых масс настолько значительно, что перед ними возникают бугры выпирания пород, слагающих основание склона. В таких крупных оползнях вдоль поверхностей скольжения образуются оползневые брекчии трения. В ряде оползневых районов наблюдаются сложные оползни, состоящие из многих отдельных блоков. В таких сложных оползнях обычно сочетаются деляпсивный (в верхней части склона) и детрузивный (в нижней части склона) типы смещений.

Крупные оползневые смещения образуют огромные цирки, или вернее полуцирки, глубоко выдающиеся в берег. Они чередуются с более устойчивыми участками склона, представляющими собой как бы мысы, называемые межоползневыми гребнями.»

Причины возникновения.

Для образования оползней на склонах необходимы следующие факторы: наличие водного слоя и его наклона в сторону склона, наличие водоносного горизонта и подземных вод.

Движение толщи может быть вызвано разными причинами: землетрясением, сильным дождем, увеличившим ее вес, подмывом склона рекой или морем и неосторожным срезанием его человеком.

Исследования оползневых районов показали, что оползни представляют собой сложный процесс, протекающий под влиянием комплекса факторов, в числе которых находятся и подземные воды. К таким факторам относятся:

1.Интенсивный подмыв берега рекой или абразия морем (разрушение действием прибоя) в ряде случаев являются одной из главных причин возникновения оползней в Поволжье, на Черноморском побережье Кавказа и в других районах. При подмыве берега рекой или абразии морем увеличивается крутизна склона и его напряженное состояние, что в конце концов приводит к нарушению равновесия земляных масс и их оползанию.

2.Влияние атмосферных осадков сказывается на устойчивости земляных масс. Так, например, отмечается, что оползни в овражной сети Южного побережья Кавказа происходят преимущественно в конце дождливого периода (февраль - март), когда наблюдается максимальное насыщение грунтов водой. В целом важное значение имеет степень обводненности пород как метеорными, так и подземными водами.

3.Изменение консистенции (состояния) глинистых пород склона в результате воздействия подземных или поверхностных вод и процессов выветривания. При условии обнажения глины в береговом склоне она подвергается воздействию различных внешних факторов и выветривается, постепенно усыхает, растрескивается. Особенно этому помогает периодическое воздействие воды, при котором попеременные увлажнение и высыхание могут совсем нарушить ее монолитность. При насыщении водой такая разрушенная глина приобретает пластическое или текучее состояние и начинает сползать по склону, увлекая за собой и другие породы.

4.Образованию оползней способствуют процессы суффозии (от лат. suffosio – подкапывание, подмывание), заключающиеся в выносе фильтрующимися водами сквозь водопроницаемые отложения мелких обломочных частиц, вследствие чего эти отложения становятся менее плотными, а наклонно залегающие над ними грунтовые массы начинают сползать вниз по склону (рис. 3 – приложение 2). В условиях выровненной поверхности суффозия приводит к проседанию грунта и образованию неглубоких замкнутых депрессий рельефа. Такие формы рельефа, часто встречающиеся в степной зоне на площади залегания лессов и лессовидных отложений, известны под названием степных блюдец, просадочных западин и т.п.

5.Гидродинамическое давление, создаваемое подземными водами близ выхода на поверхность склона. Особенно это проявляется при наличии гидравлической связи подземных вод с рекой. В этом случае в моменты половодий речные воды питают подземные (рис. 3), вследствие чего их уровень также поднимается. Спад полых вод в реке происходит сравнительно быстро, а понижение уровня подземных вод в склоне относительно медленно. Получается как бы разрыв между уровнями подземных и речных вод, чем и создается дополнительное гидродинамическое давление в склоне. В результате может произойти выдавливание присклоновой части водоносного слоя, а вслед ним оползание горных пород, расположенных выше. В связи с этим в ряде случаев отмечается активизация оползней после паводков.

6.Условия залегания горных пород, слагающих склон, или, иначе, структурные особенности. К ним относятся: падение пород в сторону реки или моря особенно если среди них есть слои глин и водоносные горизонты на них; наличие тектонических и других трещин падающих в том же направлении; значительная степень выветривания пород.

7.Неосторожная деятельность человека, которая иногда приводит к нарушению устойчивости склона. Это может быть связано: с искусственной подрезкой склонов, с разрушениями пляжей (как это иногда имело место при строительстве морских портовых сооружений без учета естественных условий формирования пляжей и направления движения наносов), с дополнительной нагрузкой на склон, с неуемной вырубкой леса.

Классификация явления.

Существует большое количество различных классификаций оползней. Они обычно делятся на три группы – общие, частные и региональные классификации. «Общие классификации учитывают особенности оползневого процесса по комплексу признаков. Частные классификации основаны на выделении более существенных факторов, способствующих оползанию.» Общие и частные классификации используются для определения применимости различных методов расчета устойчивости склонов и выбора противооползневых мероприятий. Региональные классификации составляются для районов широкого развития оползней.

Из общих классификаций следует отметить классификации А. П. Павлова (1903), Ф.П. Саверенского (1934), Т.С. Золоторева (1963).

«По структуре оползневого склона и положению поверхности скольжения, по Ф. П. Саваренскому, различают следующие оползни: в однородных неслоистых породах с криволинейной поверхностью скольжения; оползни, у которых поверхность смещения предопределена геологическим строение; оползни, поверхность скольжения которых пересекает пласты различных пород (рис. 4).»

В таблице 1 (приложение 3) приведены результаты сопоставления наиболее полно разработанных классификаций оползней по типу их механизма.

Из частных классификаций следует отметить классификацию Е. П. Емильяновой (1959), где главным фактором являются подземные воды. При региональных классификациях выделяют оползни, приуроченные к определенным стратографическим горизонтам и склонам разного генезиса (оползни третичные, абразионные и др.)

В классификации более высокого, например, в классификации склоновых движений по типу пород уровня приведены шесть типов оползней.

Оползни по наслоению относятся к склоновым движениям скальных и полускальных горных пород, которые имеют высокую прочность в образце, малую изменчивость прочности при длительных, кратковременных и ударных нагрузках, сильное влияние трещиноватости и тектонических нарушений на прочность массива, не набухают. Этот вид оползня проявляется в медленном смещении масс по поверхности. Они возникают, когда залегание поверхностей пологое, по которым сцепление незначительно.

Оползни-надвиги происходят в глинистых породах, которые характеризуются низкой прочностью в образце, большой разностью прочности при ударных кратковременных и длительных нагрузках, набуханием. Происходит умеренное и медленное движение. Поверхность скольжения проходит в нижней части по контактам между слоями, а вверху пересекая их.

К этой же категории относятся контактные оползни и оползни однородных пород. Первые наблюдаются в виде смещения по контактным слоям и характеризуются наличием подрезанных снизу контактов между слоями, а вторые представлены циклическим оползанием и крутым уклоном суглинков.

Оползни-потоки характерны циклическим оползанием и разжижением и проявлением в пылеватых породах, имеющих тиксотропные свойства (тиксотропное разжижение и размокание). Возникают при насыщении водой до влажности выше предела текучести. Сюда же можно отнести и фильтрационные оползни , являющие собой циклическое обрушение песчано-глинистых пород над песчаной оплывиной, когда фильтрующий и оплывающий слои ниже слоя глинистых пород.

Разновидности.

В зависимости от объема сползающих масс, различают мелкие (сотни и тысячи м 3), средние (десятки тысяч м 3), крупные (сотни тысяч) и очень крупные (миллионы м 3) оползни.

Основные типы оползней откосов бортов карьеров (по П. Н. Панюкову) приведены на рис. 5 (приложение2).

Оползни отвалов образуют самостоятельную группу деформаций откосов при открытых разработках. Среди оползней отвалов различают простые и сложные. В зависимости от положения поверхности скольжения С. И. Попов выделил подошвенные, подподошвенные и надподошвенные оползни. Основные типы оползней откосов бортов карьеров (по П. Н. Панюкову) приведены в таблице 2 (приложение 3).

Распространение и масштабы проявления.

«География оползней обширна. Они развиты в районах Поволжья: Нижний Новгород, Ульяновск, Вольск, Саратов и др. Встречаются оползни на берегах Оки, Камы, Печоры, на Москва-реке.»

«От оползней страдают берега Волги, берега Черного моря около Одессы, Южный берег Крыма и Кавказское побережье от Туапсе до Сухуми, где они вызывают большие разрушения и требуют крупных расходов по укреплению.»

Динамика.

Динамика оползневых процессов характеризуется определенными закономерностями их развития во времени. «Прежде всего следует различать оползни древние и современные. В соответствии с этим И. В. Поповым была предложена принципиальная схема общих закономерностей динамики развития оползней (таблица 3 – приложение 3).»

Если природные условия благоприятны и создается ситуация для реализации сдвигающих и скалывающих усилий, начинается подготовка к нарушению равновесия масс горных пород. В это время могут происходить разные явления: «увеличение выветренности горных пород, изменение их влажности и физического состояния, снижение их прочности, изменение крутизны склона, пластические деформации (ползучесть), в том числе явления глубинной ползучести в горных породах».

Кинетика потери устойчивости склона с учетом ползучести изучена Г. Н, Тер-степаняном. «Ползучесть – это медленная деформация пород без образования поверхности скольжения, происходящая при напряжениях значительно меньших, чем временное сопротивление сдвигу. В зависимости от величины напряжения возможны три формы протекания деформации: 1-возрастание деформации останавливается в некоторый момент времени t1, достигнув постоянной величины; 2-возрастая вначале быстро, далее с момента t2 деформация начинает протекать с постоянной скоростью; 3-в некоторый момент t3 деформация переходит в срез.»

Породы склона в зависимости от напряжений, испытываемых ими в разных точках, могут находиться в разных фазах деформации: 1-стабилизации, 2-ползучести, 3-среза.

В образовании оползней выделяют четыре стадии (по Е. П. Емельяновой):

«1.Стадия подготовки оползня, во время которой уменьшается коэффициент устойчивости склона и нарастает деформация пород, предшествуя их разрушению.

2.Стадия основного смещения оползня, во время которой вслед за разрушением пород вдоль поверхности скольжения происходит за сравнительно короткий срок большая часть оползневого смещения.

3.Стадия вторичных смещений – период, в который в теле оползня смещаются породы, не пришедшие во второй стадии в устойчивое состояние.

4.Стадия устойчивости (стабилизации) – горные породы не испытывают деформаций, коэффициент устойчивости склона постоянный или возрастает.»

Продолжительность первых трех стадий различна. Наиболее длительна первая из них, хотя и последующие могут протекать десятилетия. Последняя стадия может быть прервана при подрезке склона, землетрясениях и т.д.

Скорость движения оползней изменяется от долей миллиметра в сутки до нескольких десятков метров в час.

Размеры оползней значительны. Так оползень на реке Зеравшан (Таджикистан), произошедший 24 апреля 1964 года, по объему сместившихся пород составляет более 20 млн.м 3 . Он перекрыл реку и образовал насыпную плотину высотой 150 м. Причиной явилось обилие атмосферной воды, проникновение по трещинам, снижение сцепления рыхлых отложений, снижение сцепления рыхлых пород с плотными, и они сдвинулись.

Весьма типичен оползень на берегу моря у Лайм-Риджис в Англии. Берег сложен здесь из белого мела, песчаников с кремнями и рыхлого песка меловой системы, подстилаемых юрской глиной, которая водонепроницаема. Пласты наклонены к морю, и грунтовая вода стекает по глине, образуя многочисленные ключи и создавая условия для сползания вышележащей толщи. После дождливой погоды 1839 года, напитавшей водой эти толщи и тем самым увеличившей их вес, 24 декабря весь берег пришел в движение, разбился на громадные глыбы, разделенные расселинами и оврагами, и пополз к морю. Давлением масс выдвинуло со дна моря гребень длиной в километр и высотой в 12 метров, состоявший из оторванных глыб, покрытый морскими водорослями, раковинами, морскими звездами и пр. и образующий теперь ряд утесов.

Возле Одессы берег моря состоит сверху из третичных глин, подстилаемых известняком, который покоится на синей глине; по последней грунтовые воды стекают к морю и вызывают периодические оползни. Крупные глыбы отрываются от берега, ползут, опрокидываются; все побережье разбито расселинами и оврагами, а со дна моря выдавливаются отмели. Размеры оползней увеличились с тех пор, как здесь стали добывать известняк для городских построек и обширные каменоломни дали доступ атмосферным осадкам к нижней глине.

Южный берег Крыма страдает от оползней почти на всем протяжении. Здесь на поверхности сильно складчатых сланцев и песчаников триаса и нижней юры лежит мощный слой грубого делювия, образующегося от разрушения и обвалов вышележащих мощных известняков верхней юры, слагающих обрывы Яйлы. В этот делювий проникают атмосферные осадки и источники Яйлы, и он сползает по крутым откосам сланцев вместе со зданиями и садами, рассекается трещинами, разрушает дома. Берег Черного моря от Туапсе до Сухуми также неустойчив; ближайшей причиной оползней часто являются подмыв берега прибоем и срезание его при проведении железной дороги и шоссе.

Правый берег Волги в разных местах – в Ульновске, Вольске, Саратове, Сызрани, Батраках и др. – часто сползает, потому что он состоит из водонепроницаемых и водоносных слоев и наклонен к реке.

История исследования.

Прогнозирование.

Прогноз оползневых явлений в зависимости от стадии инженерно-геологических изысканий может быть качественным и количественным.

«Качественная оценка устойчивости откосов основывается на изучении, описании и анализе инженерно-геологических условий склонов, их высоты и крутизны, особенностей рельефа, условий залегания горных пород, их состава, физического состояния и свойств; обводненности, сопутствующих геологических процессов и явлений.»

Все это позволяет дать оценку устойчивости склона в описательной форме: образование оползня неизбежно, возможно, сомнительно, нет оснований ожидать возникновения оползня.

Количественные прогнозы основываются на строгих, конкретных методах – моделирования и расчетов.

Обычно предвестником оползневых смещений служит появление одной или нескольких трещин, расположенных ваше берегового склона (рис.6). Эти трещины срыва постепенно расширяются, и отчленяющаяся часть склона начинает оползать вниз (рис.7 А, Б). Помимо форм рельефа, создаваемых оползневыми процессами, хорошим показателем являются неправильно ориентированные деревья на поверхности оползневого тела. Они в процессе смещения выводятся из своего вертикального положения, приобретают на отдельных участках различный наклон, искривляются, а местами расщепляются, как это наблюдалось в парке Фили (Москва), на Южном берегу Крыма и в других местах.

Оползни могут повторяться на одном и том же участке неоднократно из года в год. Сползшие массы, если они не уносятся с подножия склона речными водами или морскими волнами, могут препятствовать дальнейшему развитию оползня. Деревья на оползневых склонах приобретают наклон и образуют так называемый «пьяный лес».

«Для оценки возможности возникновения оползня пользуются коэффициентом устойчивости склона, который показывает соотношение сил сопротивления оползневому смещению и активных сдвигающих сил. В различных условиях он равен:

При плоской поверхности скольжения – отношению сумм проекций вышеуказанных сил на плоскость скольжения;

При круглоцилиндрической поверхности скольжения – отношению сумм моментов соответствующих сил относительно оси вращения;

При любом виде поверхности смещения – отношению суммарной прочности пород вдоль этой поверхности (на сдвиг) к сумме касательных сил вдоль той же поверхности.

Оползни возможны, когда коэффициент устойчивости склона (переменный во времени в зависимости от различных факторов), уменьшаясь, становится равным единице.»

Для прогноза оползней применяются расчетные методы, основанные на определении коэффициента устойчивости склона путем сравнения напряжения в склоне с прочностью слагающих его пород, методы учета баланса земляных масс и др.

Проводятся регулярные наблюдения за оползневыми явлениями в районах, где эти процессы могут принести ущерб народному хозяйству. «Наблюдения ведут по специальным реперам, установленным в теле оползня. Периодически, проверяя инструментальную съемку, следят за изменениями отметок планового положения реперов, что позволяет определить скорость движения оползней. Одновременно проводят наблюдения за режимом подземных вод в скважинах, расходами родников, влажностью пород, осадками, водоносность рек и др., следят за появлением на склонах новых трещин или изменением размеров старых.»

Экологические последствия и влияние на хозяйственную деятельность человека.

Оползни наносят большой вред народному хозяйству.

В некоторых городах, расположенных по берегам крупных рек (в частности в районах Среднего и Южного Поволжья), оползни создают сложные ситуации, вызывая разрушение жилых и производственных зданий, коммуникаций.

Оползни, происходящие в районе Одессы, систематически сокращают площадь лучшей дачной местности города, уничтожая сады и разрушая здания.

Влияние человека и возможность управления.

Естественные условия, способствующие оползням, например, на берегах Волги, усугубляются неосторожностью человека, срезающего нижнюю часть склона для проведения улиц, дорог к пристаням и нагружающего вышележащий склон зданиями, которые со временем обязательно разрушатся. Отсутствие канализации в городах увеличивало раньше количество воды, проникающей в водоносные слои.

Западный берег озера Байкал от истока реки Ангары до станции Култук обусловлен крупным сбросом, создавшим глубокую впадину озера. При проведении железной дороги это не было учтено; многочисленные тоннели и выемки пересекают оконечность мысов между долинами слишком близко к крутым береговым откосам, где твердые горные породы разбиты трещинами, параллельными главному сбросу, и поэтому неустойчивы. Происходят обвалы стенок выемок, искривляя пути, выпадение глыб из сводов тоннелей вследствие продолжающихся мелких подвижек вблизи сброса.

«Для успешной борьбы с оползнями необходимо знание режима подземных вод. Правильное регулирование режима подземных вод способствует прекращению оползней.»

«Мерами борьбы с оползнями является лесонасаждение и подсыпки, укрепление склонов путем покрытия дерном с прошивкой сваями и кольями. Более надежно склон закрепляется бетонными и каменными стенками. Еще более надежное средство – устройство подземного дренажа (прокладка труб) и поверхностный дренаж – путем устройства водосборных бетонированных канав на поверхности склона для сбора атмосферных вод.

Таким способом, например, укреплен крутой склон правого берега Москвы-реки на Воробьевых горах, где возвышается лыжный трамплин.»

Мифы, легенды, поверия, фольклор.

Заключение.

По возможности полно изучив данное явление, я с уверенностью могу сказать, что оползни по разрушительности и непредсказуемости последствий не уступает наводнениям, землетрясениям и другим катастрофам нашей планеты. Доказательством может служить недавно произошедший оползень на юге Киргизии, в селе Будалык. Произошло это 27 марта 2004 года. По словам очевидцев, объем сместившихся горных пород составил несколько млн. м 3 , было стерто с лица земли 12 домов и погибло 33 человека. Ранее в этом районе уже случались подобные явления, но не столь крупных масштабов. Проводившиеся исследования показывали, что горы не опасны и возможность новых оползней ничтожна. Причиной этого оползня стало землетрясение, произошедшее ночью перед катастрофой. В данный момент специалисты утверждают, что существует угроза новых оползней.

Этот случай дает понять насколько несовершенны методы исследования, прогнозирования и диагностики оползней. Поэтому необходимо продолжать изучение данного явления, как одного из опасных явлений.

Используемая литература и источники.

В. П. Бондарев «Геология», курс лекций, Москва «Форум-гидра М» 2002.

Г. В. Войткевич «Справочник по охране геологической среды», том 1, Ростов-на-Дону «Феникс», 1996

А. М. Гальперин, В. С. Зайцев «Гидрогеология и инженерная геология», Москва «Недра», 1989.

Г. П. Горшков, А. Ф. Якушева «Общяя геология», издательство Московского университета, 1973.

В. В. Добровольский «Геология», учебник для ВУЗов, Москва «Владос» 2004.

И. А. Карлович «Геология», учебное пособие для ВУЗов, Москва «Академический проект» 2004.

Д. М. Кац «Основы геологии и гидрогеология», Москва «Колос», 1981.

В. А. Обручев «Занимательная геология», Москва, издательство академии наук СССР, 1961.

М. П. Толстой, В.А. Малыгин «Основы геологии и гидрологии», Москва «Недра», 1976.

1. Оползневые трещины в оползневом массиве.

2. Оползневой цирк – выемка на склоне, которая образуется в результате отрыва (амфитеатр).

3. Плоскость срыва.

4. Оползневые уступы

5. Заболоченность, из-за того, что при оползании нарушаются водоносные горизонты и образуются новые участки разгрузки подземных вод.

6. Пьяный лес

7. Взбугренность тела оползня.

8. Нарушение условий залегания грунтов.

9. Деформации сооружений.

Факторы, влияющие на образование оползней

1. Высота и крутизна склона – чем выше и круче склон, тем более вероятно образование оползня.

2. Геологическое строение склона, особенно наклон слоев в сторону базиса.

3. Состав и свойства грунтов. Обычно оползни связаны с глинами. Кроме того, чем меньше прочность грунтов, тем более вероятен оползень.

4. Гидрогеологические условия, влияние которых сказывается в уменьшении прочности грунтов, и создание гидродинамического давления на склон.

5. Эрозионная деятельность рек.

6. Инженерная деятельность человека

Причины образования оползней

бывают естественные и искусственные, которые можно разделить на 3 группы, определяющих характер и размеры мероприятий по борьбе с оползнями

а) колебание базиса эрозии, например, падение уровня воды в реке

б) размыв берегов рекой или волнами моря

в) подрезка склона искусственными выемками.

2-я группа приводит к изменению строения и физ.-мех. свойств слагающих склон грунтов

а) выветривание грунтов склона

б) увлажнение грунтов

в) частичное или полное разрушение отдельных блоков пород.

г) выщелачивание солей

д) вынос частиц суффозией

3-я группа причин - вызывающие дополнительное давление на склон

а) искусственное нагружение склона при строительстве

б) динамические нагрузки на склон

в) сейсмические удары при землетрясениях

В целом образование оползней происходит из-за комплекса причин.

Расчет устойчивости склонов

Для определения возможности образования оползней на склонах, в бортах котлованов и т.д. выполняют расчет устойчивости склонов

Меры борьбы с оползнями

Сложный комплекс мероприятий по борьбе с оползнями подразделяется на пассивные и активные меры.

Пассивные меры – это предупредительные меры. К ним относятся:

4. Ограничение скорости движения поездов вблизи оползневой зоны

Активные меры заключаются в инженерных способах борьбы. Они подразделяются на четыре группы.

1. Борьба с процессами, вызывающими оползание, т.е. с разрушающей работой морских волн и речной эрозией, замачиванием склонов поверхностными и подземными водами.

Для этого применяют берегоукрепительные работы, перехват поверхностных вод и подземных вод дренажными системами. Для повышения устойчивости склонов осуществляют их планировку.

2. Вторая группа активных мер направлена на удержание оползающих оползневых масс.

К ним относятся сваи, которые прорезают оползневое тело и входят в устойчивую часть склона. Чтобы не нарушить устойчивость склона при забивке, сваи погружают через пробуренные скважины. Сваи располагают в шахматном порядке.

3. Третья группа методов направлена на увеличение прочности грунтов на склоне. К ним относятся замораживание, силикатизация, цементация, др. методы. Эти методы применяются сравнительно редко.

4. Четвертая группа методов – это съем оползневых масс до устойчивых грунтов, иногда это наиболее эффективно. Метод довольно дорогой и трудоемкий. Применяется обычно для небольших оползней.

ЭНДОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

1. Тектонические движения земной коры.

2. Тектонические нарушения

3. Землетрясения

Ананьев, стр. 21-38

Маслов, стр. 39-65, 217-235

Эндогенные геологические процессы, обусловленные силами внутренней динамики Земли, изучаются в разделе геологии, который называется тектоникой.