Оползневые процессы, причины и развитие, формы проявления

Развитие оползня происходит в несколько стадий:

1. В стадии подготовки оползня оползнеобразующие факторы формируют условия, достаточные для смещения слагающих склон пород;

2. В стадии оползневого смещения толщи перемещаются по поверхности скольжения или зоне деформируемого горизонта;

3. В стадии временной стабилизации склона скорость оползневого смещения может смещаться к нулю или затухать полностью.

Различают две категории факторов, влияющих на состояние склона:

- факторы, определяющие напряженное состояние пород склона;

- факторы, формирующие их прочностных характеристики.

К I категории относят:

1. Высоту и крутизну склона;

2. Подрезки вследствие антропогенных воздействий;

3. Образию или эрозию;

4. Пригрузки верхней части склона;

5. Устройство зданий и сооружений;

6. Наличие подземных потоков грунтовых вод;

7. Мощность и градиент фильтрационного потока;

8. Вибрационные и сейсмические воздействия на породы склона.

II категория включает:

1. Вид, структуру и текстуру пород отдельных слоев;

2. Строение склона;

3. Наклоны и раздробленность пластов;

4. Сопротивление сдвигу пород в пласте;

5. Выветривание пород.

Равновесие действующих в склоне напряжений нарушается либо в результате воздействия факторов первой категории, повышающего напряженное состояние пород, либо под влиянием факторов второй категории, вызывающих уменьшение прочностных характеристик пород или вследствие одновременных воздействий указанных факторов.

Неоднородное строение склона при увеличении его крутизны или нагрузки в верхней части способствует неравномерному повышению напряжений в отдельных его слоях.

При возникновении предельных напряжений в более прочных слоях и их разрушении соответственно, повышаются напряжения в более слабых слоях. Если прочность пород при этом недостаточна для восприятия напряжений, происходит лавинообразное разрушение пород в зоне смещения.

В склонах, сложенных глинистыми грунтами, в указанной фазе нарушается структурная прочность пород и возникает ползучесть.

Типы деформаций (рис.1)

а). оползни скольжения

б). оползни выдавливания

в). оползни вязкопластические

г). обвалы, вывалы и осыпи.

При нарушении устойчивости склона территория из категории оползнеопасных переходит в категорию оползневых.

При анализе причин нарушения устойчивости склона выделяют главные и второстепенные оползнеобразующие факторы, и количественно оценивают воздействие каждого из них на коэффициент устойчивости (отношение удерживающих и сдвигающих сил).

Для этого исследуют:

1. Геологическое строение склона, характер напластования пород, гидрогеологические условия, величину повышения уровней подземных вод, а также связь указанного явления с антропогенными воздействиями, экспозицию склона, геоморфологические особенности его поверхности;

2. Особенности изменения крутизны и нагрузок на склон, величину и скорость подрезки его основания в результате образии или эрозии, а также в процессе строительных работ, дополнительные нагрузки на склон вследствие складирования грунта, строительства зданий и сооружений, влияния сейсмических процессов;

3. Изменение прочности пород вследствие выветривания, суффазионные явления у подножий склонов на участках высачивания фильтрационного потока;

4. Изменение химического состава подземных вод, вызывающие изменения структурной прочности грунтов.

При проектировании противооползневых мероприятий необходимо учитывать тип деформации склона (рис.1), механизм и масштабность их проявления, инженерно-геологические условия склона, нагрузки и воздействия на него, а также прогноз изменений инженерно-геологических условий в период строительства и эксплуатации сооружений комплекса.

Оползни скольжения

Оползни скольжения характерны для склонов, сложенных слоистыми породами с выраженной поверхностью скольжения, сложенной ослабленными породами и наклоненной в сторону смещения.

Причинами нарушения устойчивости склонов являются:

1. Подъем уровня грунтовых вод;

2. Возрастание фильтрационного давления на породы, расположенные выше поверхности смещения;

3. Уменьшение прочности породы по поверхности деформирования.

Оползни выдавливания

Оползни выдавливания возникают на склонах с близким к горизонтальному залеганию слоев, когда в основании под относительно прочными породами залегают более слабые глинистые грунты, в которых под воздействием напряжений от веса вышележащих толщей пород зданий и сооружений разрушаются структурные связи и развивается ползучесть.

Оползни вязкопластические

Они формируются на склонах, сложенных породами, прочность которых снижается при увлажнении, динамическом воздействии и др. Такие породы под воздействием веса, гидродинамического давления и других факторов смещаются по кромке подстилающих более прочных пород как вязкопластическое тело.

Обвал

Обвал – гравитационное движение пород вследствие потери прочности, выветривания и прочего, происходящие на крутом склоне, угол наклона которого больше угла естественного откоса, и характеризуется обрушением и опрокидыванием блоков пород.

Вывалы

Вывалы – это отчленение отдельных блоков пород по трещинам вследствие потери прочности, нарушения сцепления и прочего.

Осыпи

Осыпь – это гравитационное перемещение (скатывание, скольжение, осыпание) пород по склону, угол наклона которого больше или близок к углу естественного откоса.

Рис.1 Типы деформаций