Лекция 4 Причины и характер оползней и обвалов

действием силы тяжести при сохранении контакта с неподвижным основанием

человек. Ежегодные убытки от оползней и селей составляют: США –

1-1,5 млрд. долларов Япония – 1,5 млрд. долларов Италия – 1,14 млрд. долларов

Земли к идеальному шару.
Сопротивление оползню оказывают сцепление и внутреннее

трение пород склона, а к сдвигающим силам относят вес горной породы и находящихся на склоне сооружений.

в горной породе. Это может произойти при следующих условиях:
наличие неустойчивого

склона достаточной крутизны;
наличие в склоне двух и более слоев горной породы с падением в сторону склона;
наличие горизонта скольжения или слоя выдавливания.

Неустойчивыми называются склоны, на которых под влиянием различных факторов ослабевают

силы трения и сцепления внутри массива пород, после чего под действием силы тяжести начинается медленное или быстрое смещение отдельных частей склона.

система залегания. Относительно молодые пласты располагаются горизонтально или под небольшими

углами к горизонту, древние пласты могут быть смяты в складки.

Различают породы : - галечные; - песчаные; - пылевые (лессовые).

более 20 см; - гальку и щебень, которые имеют размер

от 1 до 20 см; - гравий и дресву, которые имеют размер от 2 мм до 1 см.

мм, Пылевые (лессовые) породы сложены минеральными частицами размером от 0,001

до 0,05 мм.

мм. Различают: - глинистые илы – пористостью 80-90%; - глины – пористостью

40-80%; - уплотненные глины – пористостью 5-40%; - аргиллиты – пористостью 2-5%.

– СаСО3 доломит – СаМg(СО3)2 сидерит – FeCO3 магнезит – MgCO3 родохрозит – MnCO3

особенно при наличии воды, которая играет роль смазки, уменьшая силы

трения между частицами породы и уменьшая сопротивляемость гравитационным нагрузкам.
Поступление и распределение воды в склоне зависит от целого комплекса внешних факторов, в частности, от наличия растительности на склоне, количества атмосферных осадков, уровня грунтовых вод и т.п.

склон лавовых масс;
строительство на склоне зданий и сооружений;
подрезка склона выемками

дорог и карьерами;
подмыв склона течением рек и волнами прибоя;
гидростатическое и гидродинамическое давление подземных вод.

склона водой.

оползни выдавливания; - оползни выплывания; - оползни течения; - оползни проседания; - оползни разжижения.

земном шаре, встречаясь в горно-складчатых областях на всех континентах и

во всех климатических зонах.
Различают две основные разновидности оползней скольжения.
Первая из них характеризуется смещением блоков пород по наклонному контакту слоев горных пород.
Вторая - смещением по ослабленным зонам, пересекающим слои горных пород.
При движении по плоскости скольжения в склоне вызываются упругие напряжения, под действием которых слои начинают разрушаться. Разрушение начинается при скоростях 6 см/год.

к горизонтальному, и встречаются выдержанные горизонты глинистых пород. Они широко

распространены по берегам озер, рек, морей и водохранилищ, в бортах оврагов и карьеров, в дорожных выемках. Размеры их колеблются от нескольких десятков метров до нескольких километров.
При таком оползне под воздействием различных природных и техногенных факторов происходит постепенное увеличение напряжений в глинистых породах, что приводит к возрастанию скорости деформаций до критических значений. Глина как бы выдавливается более плотными слоями из склона, в результате чего он расчленяется трещинами на блоки, которые начинают смещение преимущественно в горизонтальном направлении с постепенным запрокидыванием.
Скорость смещения в фазе подготовки не превышает 10 – 20 см в год, в активной фазе – до нескольких метров в сутки.

с горизонтами песчаных тонкозернистых пород и вклинением подземных вод, нарушающих

структурные связи в песчаной породе.
Песок начинает выплывать из склона, при этом плотность данного горизонта резко уменьшается, что вызывает деформацию всех вышележащих пород с образованием многочисленных трещин, разбивающих пласты на блоки. Эти блоки начинают горизонтальное движение с запрокидыванием в сторону выпора.

незначительны, и тогда их называют оплывинами и сплывами. Типичной особенностью

оползней течения является полная или частичная потеря первичной структуры пород в зоне смещения вследствие изменения их влажности.
Под действием гравитационных и гидродинамических сил происходит водно-пластичное течение глинистых пород по заранее подготовленной (водонепроницаемой) или образовавшейся в процессе оползня поверхности.

увлажнении обладают способностью лавинного разрушения первичной структуры, сопровождающейся просадочными явлениями.

На начальных этапах развития вследствие неравномерной просадки возникают трещины, облегчающие атмосферным осадкам доступ в более глубокие слои лессовых пород. В результате значительного увлажнения прочность лесса снижается в несколько раз, и происходит отчленение оползневой массы от склона.
Смещение происходит в виде отдельных блоков, которые в процессе движения разрушаются, переходя в земляные потоки. При этом скорость оползня достигает нескольких метров в секунду.

высокой чувствительностью и способностью к переходу в текучее состояние при

нарушении их первичной структуры.
Оползни разжижения отличаются внезапностью проявления и часто возникают без видимых внешних воздействий. При этом быстро формируется оползневая депрессия диаметром несколько десятков метров, через узкую горловину которой вытекают разжиженные массы, перемещаясь в виде грязевого потока на расстояние в несколько километров.

выше скорость сдвига и чем больше масса сдвигаемых пород, тем

опаснее будет оползень.

несколько сотен м3 грунта и горных пород;
довольно большие оползни –

несколько тысяч м3;
большие оползни – десятки тысяч м3;
очень большие оползни – сотни тысяч м3;
огромные оползни – несколько миллионов м3;
грандиозные оползни – десятки и сотни миллионов м3.

несколько метров в час и более;
быстрые – скорость несколько метров

в сутки;
умеренные – скорость несколько метров в месяц;
очень медленные – несколько метров в год;
исключительно медленные – менее метра в год.

и заваливание путей сообщения;
разрушение гидротехнических сооружений с последующим наводнением;
запруживание рек

с последующим наводнением;
провоцирование снежных лавин, селевых потоков и высоких волн;
приведение в негодность сельскохозяйственных и лесных угодий.

мероприятия;

инженерные мероприятия.

выпаса скота;

запрещение отвалов пустой породы на склоны и в русла

рек.

рациональная распашка;

восстановление прежних и посадка новых лесов на склонах;

террасирование и

дренаж склонов.

крутом обрывистом склоне с последующим обрушением и скатыванием глыбово-щебнистой массы.

Обвал может быть ледовым, когда от ледника отделяется крупный массив льда, а также комбинированным.

горном массиве, и тогда его называют сейсмогравитационным.

Обвалы могут возникать

и в результате деятельности человека, и тогда их называют техногенными.

с нарушенными внутренними связями.
Чем больше относительная высота склона, тем

больший объем может иметь обвал.
Как правило, скальные обвалы имеют несколько фаз развития.

частицами льда, и создаются предпосылки к обвалу.
Различают следующие опасные участки

горных склонов:
трещиноватые и выветренные утесы и останцы;
каменные осыпи на крутых, особенно выпуклых склонах;
древние морены (валунники) горных ледников, отмытые от мелкозема и оказавшиеся на крутых участках склона.

под влиянием внешних факторов.

Выветривание может быть физическим и химическим.

и сжатием горных пород при суточных и сезонных колебаниях температуры.

Механическое выветривание происходит при непосредственном давлении воздушных струй и переносимого ими твердого материала, росте кристаллов в капиллярных трещинах и порах горной породы, расширении замерзающей в трещинах и порах воды, а также при воздействии корневой системы деревьев и роющих животных.

углекислоты и органических кислот, под влиянием которых изменяются структура и

состав минералов.
Основными процессами, происходящими при химическом выветривании, будут: окисление, гидратация, растворение и гидролиз.
В результате выветривания породы разрушаются, переходя в состав водных растворов и образуя обломки разных размеров.
Разрушенный материал может оставаться на месте, собираться в виде осыпей на горных склонах, переноситься водой или ледниками.

обычно сейсмического характера, блок отделяется от материнского массива и падает

вниз.
Выделяют следующие причины отделения каменных блоков:
исчезновение сцепления блока и массива в результате выветривания;
исчезновение сцепления в результате расклинивающего воздействия корней растений или льда;
сейсмические толчки;
сильные порывы ветра;
внешние толчки от падающих обломков;
гидростатическое воздействие воды;
сотрясение при строительных работах, взрывах и т.п.

и, попадая на достаточно крутой склон, движется по нему в

виде каменной (ледяной, ледово-каменной, каменно-земляной) лавины.
При этом часто мелкораздробленный обломочный материал захватывает воздух, сжимает его и начинает движение на воздушной подушке, что значительно повышает скорость и путь движения каменных лавин.
Созданию воздушной подушки способствуют склоны долины, по которой движется лавина, так как они препятствуют утечке воздуха в боковых направлениях.

участок с обратным уклоном и останавливается, образуя зону выноса горных

пород (льда).

времени.
Чем больше оторвавшаяся масса горных пород и чем выше

по отношению к точке падения находилось место отрыва обвала, тем выше его кинетическая энергия.

здания и сооружения;
действие воздушной ударной волны на людей, здания и

сооружения;
действие сейсмической волны, возникающей при ударе каменной массы о поверхность земли;
действие гидродинамических волн, возникающих при падении каменной массы в водоемы.