1.3.2 Процеси, що відбуваються на схилах

На схилах розвиваються вказані вище гравітаційні процеси, а також процеси, пов'язані з дією поверхневих вод. Залежно від крутизни розрізняють обвальні (крутизна від 45⁰ до 50°), осипні (крутизна від 30⁰ до 60°) та зсувні процеси на схилах (крутизна від 4⁰ до 30°). Розвиток курумів відбувається на схилах крутизною більш 6° (зазвичай від 15⁰ до 30°). Лавина виникає на схилах, крутизна яких перевищує 15⁰ – 30°. Селі розвиваються на гірських горбистих схилах, складених в поверхневій частині пухкообломковим матеріалом.

Комплекс питань, що виникають при освоєнні обвальних та зсувонебезпечних територій, залежить від ступеня прояву обвальних процесів і зводиться:

а) до визначення коефіцієнта стійкості схилу, що досліджується, його змін при можливих змінах гідрологічних умов, при додатковому навантаженні, підрізуванні та інше;

б) до визначення форм зсувних деформацій при можливому нарушенні стійкості схилу, глибини розташування поверхні зсуву або зони горизонту, що деформується, та швидкості зсуву ґрунтових мас.

Деякі перераховані, питання можуть бути вирішені, якщо на території, що досліджується, за геометричними ознаками та результатами інженерно-геологічних досліджень шляхом виділення й вивчення зсувних форм. Це відноситься до форми зсуву, величини швидкості зсуву при активній фазі, глибини розташування поверхні ковзання та інше. Вказаних даних часто буває достатньо, щоб правильно вибрати розрахункову схему стійкості схилу, визначити основні й допоміжні протизсувні інженерні споруди для стабілізації схилу та зменшення тиску ґрунтової маси на підземний магістральний трубопровід. Використовуючи методи інженерно-геологічної подібності, результати такого аналізу можна перенести на ділянки із схожими інженерно-геологічними й гідрологічними умовами.

Коефіцієнт стійкості територій схилів визначають із врахуванням геологічної будови схилів, гідрологічних умов, тиску запроектованих трубопроводів, інженерних споруд та інше.

Зсувні явища за характером розвитку зсувної деформації поділяють на чотири типи:

I тип – зсуви ковзання (зрізування), що характеризуються наявністю однієї або декількох поверхонь ковзання, вздовж яких верхні блоки ґрунтів зміщуються як жорсткі;

II тип – зсуви витискування, що мають в основі шар складений із низьконесучих ґрунтів або ґрунтів, міцність яких при зміні гідрологічних умов зменшується;

III тип – в'язкопластичні зсуви, що є зсувом пластичних водонасичених глинистих або супіщаних зсувних мас, рухомих подібно до в'язкої рідини;

IV тип – складні зсуви.

Наприклад, в початковий період зсув може розвивається за I або II типом, а після зсуву та деякого руху водонасичених зсувних блоків набувають властивості в'язкої рідини.

Зсуво-утворюючі чинники поділяють на дві протилежні категорії: що викликають шляхом збільшення напружень в схилі і тим самим зменшують міцність порід в його окремих горизонтах. Так, багато зсувів, що розвиваються в приурізовій частині відкосу (влаштування поличок на поперечних схилах), виникають та розвиваються в місцях, де досягла граничної величини зрушуюча сила, що викликає розвиток зрізу, ковзання або витискування низько несучих ґрунтів в основі схилів.

Підйом рівня ґрунтових вод веде до зменшення міцнісних характеристик ґрунтів, що мали невелику початкову вологість. Якщо рівні ґрунтових вод піднялися до критичних величин, стійкість схилу нарушується. Аналіз вказаного явища показує, що зменшення стійкості схилу відбувається в основному в результаті зменшення міцносних характеристик ґрунтів і тим інтенсивніше розвивається, чим більше зменшення міцності ґрунту при зволоженні. При цьому силові дії потоку фільтраційної води на стійкість схилу впливають у меншій мірі.

Обвали й осипи зазвичай представляють меншу небезпеку для підземних магістральних трубопроводів. Це зв'язано, в першу чергу, з тим, що дані явища розвиваються на ділянках схилів крутизною в межах від 30⁰ до 45°, а трубопроводи прокладаються за підземною схемою. Крім того, об'єми мас, що відокремлюються й зміщуються, при вказаних процесах на схилах менші, що дозволяє влаштовувати необхідні захисні споруди або прокласти трубопровід на безпечній відстані.

Селі на території України в основному спостерігаються в межах Криму й Карпат. На решті частини території вони можуть виникати на крутих схилах заввишки більше (50 –100) м, складених легкорозмивними породами, які під час інтенсивних злив або бурхливого сніготанення, особливо при незадовільному виконанні робіт, пов'язаних із рельєфоутворенням. Величина руйнівної сили селів залежить від гідрометеорологічних чинників, наявності в зоні формування й руху селів запасів пухкообломкового матеріалу, нестійких ділянок схилів, на яких внаслідок випадання великої кількості опадів можуть розвиватися зсуви, обвали та інші процеси. Селі зазвичай виникають на ділянках схилів не покритих лісовою рослинністю і, де інтенсивно протікають процеси вивітрювання. У селевому басейні виділяють три зони:

• зону селеутворення, або живлення селі, де розташований основний водозбір, який розташований в понижених місцях пухкообломковим матеріалом;

• зону руху вздовж якій переміщається сель при цьому поповнюється пухкообломковим матеріалом;

• зону накопичення винесених селевим потоком матеріалів у вигляді конусів винесення.

Ступінь руйнівної дії селевого потоку визначається швидкістю його руху, об'ємом рухомого матеріалу, складом та насиченістю потоку твердим матеріалом. За насиченістю твердим матеріалом селі поділяють на зв'язані, структурні та незв'язані. Зв'язані селеві потоки, що мають найбільшу об'ємну масу, володіють найбільшою руйнівною силою. Швидкість селевих потоків залежить від величини нахилу русла або тальвегів, вздовж яких вони рухаються, і може досягати 8 м/с.

Снігова лавина розвивається в гірських районах. На Україні вони характерні для регіону Карпат. Вірогідність сходу лавини залежить від кількості випавших снігових опадів, експозиції й висоти схилу, наявності балки стоку, вздовж якої може рухатися лавина, та заліснення місцевості.

Куруми утворюються на певних ділянок схилу і зазвичай не представляють значної небезпеки для магістральних трубопроводів.