- •«Томский политехнический университет»
- •Т.Я. Емельянова
- •Инженерная геодинамика
- •Предисловие
- •Инженерная геодинамика, ее содержание, задачи и методы
- •Общая характеристика современных геологических процессов и явлений как проявления динамики геологической среды
- •Определение геологических процессов и явлений как объекта инженерной геодинамики
- •Инженерно-геологические классификации геологических процессов и явлений
- •Количественная оценка развития современных геологических процессов и явлений
- •Содержание инженерно-геологической оценки геологических и инженерно-геологических процессов и явлений
- •Инженерно-геологические условия как условия и факторы развития современных геологических процессов
- •Определение понятия инженерно-геологические условия
- •3.2. Горные породы и их роль в развитии геологических процессов
- •Тектоника и неотектоника
- •Геоморфологические условия
- •Подземные воды и современные геологические процессы и явления
- •Современные методы прогнозирования геологических процессов и явлений с целью рационального использования и охраны геологической среды
- •Инженерно-геологическая характеристика оползней
- •5.1 Общая характеристика оползней
- •Причины нарушения устойчивости пород на склонах и образования оползней
- •Факторы развития оползней
- •Динамика и механизм оползневого процесса
- •Инженерно-геологические классификации оползней
- •Прогноз устойчивости склонов и развития оползней
- •Основные задачи и содержание инженерно-геологического изучения оползней
- •Противооползневые мероприятия
- •Заболачивание и болота
- •Определение понятий
- •Закономерности заболачивания суши и образования болот
- •6.3. Условия и факторы развития болот
- •Инженерно-геологические классификации болот
- •Характеристика болотных отложений
- •Опасность, риск и ущерб от природных и техногенных (антропогенных) геологических процессов
- •Понятие об опасности, риске и ущербе
- •Методы оценки и прогнозирования опасности и риска экзогенных геологических процессов
- •8. Геологические процессы и явления западной сибири
- •Геологические процессы и явления, обусловленные деятельностью поверхностных вод
- •Геологические процессы и явления, обусловленные деятельностью подземных вод
- •Геологические процессы и явления, обусловленные деятельностью поверхностных и подземных вод
- •Геологические процессы и явления, обусловленные действием гравитационных сил на склонах
- •Геологические процессы и явления, обусловленные деятельностью ветра (эоловые процессы)
- •Районирование территории Западной Сибири по развитию комплексов современных геологических процессов и явлений
- •Заключение
- •Список литературы
- •Содержание
- •Инженерная геодинамика
- •Томский политехнический университет Система менеджмента качества Томского политехнического университета сертифицирована national quality assurance по стандарту iso 9001:2000
Уровень
подземных вод находится выше поверхности
смещения, оползневые породы постоянно
обводнены, испытывают гидростатическое
и гидродинамическое давление и характер
развития оползней определяется
изменением гидрогеологических условий.
В таких условиях развивается оползни
блокового и сложного строения,
значительной мощности.
Поверхности
смещения находятся в зоне колебания
уровня подземных вод. Активизация
оползней в этом случае связана с
периодом подъема уровня воды. В таких
условиях развиваются в большинстве
оползни в лессовых породах, скорость
подземных вод, химический состав,
температура влияют на развитие процессов
суффозии, растворения и формирование
ослабленных зон в склоне, где могут
также активизироваться оползни.
Благоприятным
фактором, активизирующим оползневый
процесс, является развитие сопутствующих
геологических процессов, таких как
выветривание, эрозия, абразия, суффозия,
деградация мерзлоты, землетрясения и
др. Все эти процессы облегчают действие
причин нарушения устойчивости пород
на склоне, увеличивают сдвигающие
усилия или уменьшают удерживающие силы
в породах склона.
Благоприятные
условия для развития оползней, к
сожалению, в большинстве случаев создает
инженерно-хозяйственная деятельность
человека. Активизируют оползневые
смещения застройка склонов и присклоновых
территорий, движение транспорта, сбросы
воды, нарушение сплошности пород на
склонах и растительности, подрезка
склонов, осуществление нерационального
комплекса мероприятий, отсутствие
надзора за работой этих защитных
сооружений, примером чего является
состояние сооружений в Лагерном саду
г. Томска - деформации дренажных труб,
лотков, нарушение растительности на
склонах искусственных террас и т.п.
Здесь некоторые защитные мероприятия
до сих пор дают обратный эффект. Как
правило, на развитие оползней влияет
одновременно какая-то сумма перечисленных
факторов.
Ниже
приводится пример влияния некоторых
факторов на возникновение и развитие
грандиозного оползня в Перу в 1974 г. на
склоне долины р. Мантаро, который
смещался всего 3 мин со скоростью 140
км/ч. Погибло при этом 450 человек,
разрушено много сооружений. Факторами,
благоприятствовавшими формированию
оползня, были:
а)
залегание коренных пород с падением
вниз по склону;
б)
мощное накопление четвертичных отложений
на склонах крутизной 45-60о;
в)
наличие прослоев лютитов и песчаников
среди пород группы Миту;
г)
инфильтрация дождевых вод, а также вод
оз. Минаскоча и р.Пумаранра через породы,
и наличие трещин в коренном субстрате;
д)
существующие тектонические нарушения,
поперечного по отношению к долине
р.Мантаро направления и проходящего
вдоль долины руч. Кочакай. Нарушение
образовало зону дробления, благоприятствующую
процессам эрозии, фильтрации и скольжения;
е)
регрессивная эрозия водотоков;
ж)
наличие более старых оползневых трещин
и уступов, по которым с 1970 г. по июль
1973 г. наблюдались подвижки. По этим
трещинам в 1973 г. произошел оползень
Майунмарка, частично запрудивший р.
Мантаро;
з)
увеличение веса пород вследствие их
водонасыщения;
и)
«смазка» водой возникших плоскостей
скольжения.
Для
составления прогноза развития оползней
и обоснования защитных мероприятий
необходимо кроме причин развития
оползней, знать динамику и механизм
развития процесса, типы оползней.
48
Динамика и механизм оползневого процесса
Динамика
оползневого процесса определяется
особенностями и закономерностями его
развития во времени. В динамике развития
каждого оползня большинство исследователей
различают три этапа или стадии (по
Саваренскому Ф.П.).
Этап
(стадия) подготовки оползня - постепенное
уменьшение устойчивости масс горных
пород.
Стадия
собственно оползневого смещения -
быстрая, резкая потеря устойчивости
масс горных пород, смещение их.
Стадия
последующей жизни склона и смещенных
масс - или этап восстановления
устойчивости масс горных пород.
Емельянова Е.П. [4] в первой стадии
выделяет стадии скрытой и явной
подготовки оползней и, кроме того,
рекомендует выделять стадию повторных
смещений.
Продолжительность
этих этапов в каждом конкретном случае
различна (в зависимости от причин
оползня и геологических условий и
других природных и искусственных
факторов).
Время
от начала первого этапа подготовки -
оползня до полного прекращения,
оползневых деформаций называется
оползневым циклом.
Каждый
оползневой процесс, оползневое смещение
характе-ризуется определенными динамикой
и механизмом.
Механизм
оползневого процесса - это вид, способ,
характер оползания масс горных пород.
Механизм выражается в форме [3]:
Сдвига
блоков пород (структурные оползни -
оползни скольжения по В.Д. Ломтадзе).
Пример - оползни ангарского типа [3].
Отделение блоков пород и скольжение
их по четко выраженным поверхностям
скольжения происходит без нарушения
структуры, монолитности блока пород.
Течения
(пластичные оползни, движение пород
подобно вязкой жидкости). Перемещение
частиц в рыхлых породах не только вниз
по склону, но и поперечные внутри
движущейся толщи. Частицы могут
перемещаться с разной скоростью.
Поверхности скольжения слабо выражены.
Пластические течения развиваются при
нарушении прочности глинистых пород
в результате нарушения структурных
связей.
Переходные
способы перемещения (структурно-пластическое
движение: изгиб, кручение, смятие).
Постоев
Г.П. [19] выделяет четыре типа механизма
формирования оползней:
Сжатие
грунтового массива в условиях
ограниченного бокового расширения.
Сдвиг
одной части массива относительно
другой.
Разжижения
грунтового массива вследствие уменьшения
эффективного трения.
Растяжения
с отрывом части грунтового массива.
Первый
тип механизма характерен для так
называемых оползней выдавливания
(оседания, раздавливания), формируется
при сжатии грунтового массива в
вертикальном направлении под действием
собственного веса, когда на некотором
горизонте в грунтах от действующей
сжимающей нагрузки возникает боковой
распор, который может находить
противодавление со стороны склона.
Могут образовываться трещины бокового
отпора. В таких оползнях преобладают
вертикальные составляющие смещения.
Второй
тип механизма формируется при нарушении
равновесия, когда вдоль наклонной
поверхности в массиве происходит
концентрация касательных напряжений.
Эти поверхности совпадают с зонами
ослабления в массиве, по контакту с
более прочными породами, по плоскостям
напластования. Развиваются в таких
условиях оползни скольжения.
Третий
тип механизма формируется в результате
тиксотропного разжижения грунта и
превращение его в вязкую жидкость при
водонасыщении грунта и давления поровой
воды. Данный механизм особенно характерен
для дисперсных грунтов, обладающих
слабыми структурными связями и низкой
фильтрационной способностью. Так
формируются оползни-потоки, оползни
течения.
Четвертый
тип механизма развивается преимущественно
на высоких крутых
49