Склоновые (гравитационные) процессы

Одной из важнейших задач инженерно-геологических изыска­ний практически для всех видов строительства является оценка ус­тойчивости склонов, бортов карьеров, строительных выемок и раз­работка мероприятий по их закреплению.

Из строительной практики хорошо известно, что под действием ряда причин значительные массы горных пород, слагающих склон, могут терять устойчивость и смещаться вниз на более низкий уро­вень. Возникают такие опасные геологические процессы, как ополз­ни, обвалы, осыпи, а при смещении и обрушении снеговых масс — снежные лавины.

Склоновые (гравитационные) процессы могут быть причиной зна­чительных деформаций зданий, сооружений и инженерных комму­никаций, а в ряде случаев и полного их разрушения.

Оползни

Оползни — это скользящее смещение масс горных пород вниз по склону под действием гравитационных сил и при активном учас­тии поверхностных и подземных вод. В отличие от обвалов потери контакта между смещающейся массой и подстилающими неподвиж­ными породами не происходит. Под оползнем понимают не только процесс смещения земляных масс, но и само оползневое тело, как форму рельефа.

Оползни не только нарушают устойчивость массивов горных по­род, но и негативно влияют на многие другие компоненты геологи­ческой среды (нарушение поверхностного стока, истощение ресур­сов подземных вод при их вскрытии, образование заболоченностей, нарушение почвенного покрова и др.).

В некоторых случаях оползни могут иметь грандиозные разме­ры и приводить к катастрофическим последствиям.

Причины образования оползней могут быть естественными (при­родными) и техногенными (связанными с деятельностью человека). К основным причинам возникновения оползней относят:

- изменение внешней формы и высоты склона, приводящее к перераспределению сдвигающих и удерживаю­щих сил на нем (подрезка склонов искусственными выемка­ми, колебания базисов эрозии рек, оврагов, подмыв берего­вого склона рекой или морем, чрезмерно крутое заложение откоса выемок и насыпей и др.);

- изменение состава, состояния и физико-меха­нических свойств горных пород (чрезмерное ув­лажнение их подземными, дождевыми, талыми и хозяйствен­ными водами, выветривание, выщелачивание из них водо­растворимых солей, мерзлотные воздействия, суффозионный вынос тонких частиц и др.);

- дополнительное давление на склон (сейсмичес­кие воздействия, вибрация, искусственные статические и динамические нагрузки, гидродинамическое давление при фильрации подземных вод в сторону склона и др.

Морфология, строение и классификация оползней. В строении оползня различают следующие основные морфологические элемен­ты (рис. 5.7): 1) оползневое тело — массив оползших пород; 2) бров­ку отрыва — дугообразную линию, где произошел отрыв оползне­вого тела; 3) стенку отрыва — поверхность, по которой оползень отделился от массива пород; 4) поверхность скольжения (ложе опол­зня); 5) вал выпучивания — возвышение в основании склона, раз­битое трещинами; 6) язык оползня — нижняя часть оползня.

Оползни, располагающиеся на разных уровнях на одном участ­ке, называются многоярусными. При последовательных смещени­ях масс горных пород образуются ступенчатые оползни (рис. 5.7).

2 1

Правый борт оползня

Рис. 5.7. Ступенчатый оползень в разрезе (а) и плане (б):

1 — бровки отрыва; 2 — стенка отрыва; 3 — оползневые тела; 4—валы выпучивания; 5 - трещины; 6 — поверхность скольжения; 7 — язык оползня

Глубиной оползания (или глубиной захвата) считается расстоя­ние от верхней поверхности оползня до поверхности скольжения. Выемка на склоне, образовавшаяся после смещения оползневого тела и имеющая форму амфитеатра, называется оползневым цирком.

Оползни по своему строению, морфологии и стадиям историко­геологического развития отличаются большим разнообразием. Су­ществует достаточно большое количество признаков, по которым классифицируются оползни. Их выделение необходимо при общей инженерно-геологической оценке оползнеопасных районов и выбо­ре противооползневых мероприятий.

Приводим некоторые из этих классификационных признаков.

По морфологическому облику оползневые смещения подразде­ляют на четыре типа: 1) собственно_оползни — скольжение земляных масс с захватом глубоких зон; 2) оползни-обвалы — смещения рыхлых или скальных пород, с опрокидыванием и раскалыванием в верхней части склона; 3) осовы — смещение переувлажненных про­дуктов выветривания; 4) оплывины — смещение маломощного (до 1 м) грязеподобного слоя почвы.

По механизму смещения пород различают оползни: сдвига (скольжения), в том числе инсеквентные (срезающие) и консеквент­ные (соскальзывающие), оползни выдавливания, вязкопластические (оползни-потоки и оплывины), гидродинамического разрушения (суффозионные и гидродинамического выпора) и внезапного разжиже­ния (при техногенном сотрясении или при сейсмических толчках).

По характеру поверхности скольжения выделяют оползни (по Ф. П. Саваренскому): асеквентные, которые развиваются в однород­ных породах и имеют криволинейную цилиндрическую поверхность скольжения (рис. 5.8, а), консеквентные — смещающиеся по кон­такту двух слоев (рис. 5.8, б) и инсеквентные — секущие слои раз­ного состава (рис. 5.8, в).

Рис. 5.8. Типы оползней по характеру поверхности скольжения: а — асеквентные; б—консеквентные; в — инсеквентные; 1 — поверхность скольжения