Температурный режим верхней части земной коры.

Температурный режим верхней части земной коры.

Земная кора имеет два источника тепла: от солнца и от распада радиоактивных веществ в своей нижней части на границе с верхней мантией. В недрах же Земли температура увеличивается с глубины от 1300 градусов в верхней мантии до 3700 градусов в центре ядра. Увеличение температуры происходит по адиабатическому закону: оно зависит от сжатия вещества под давлением при невозможности теплообмена с окружающей средой.

В земной коре различают три температурные зоны: переменных температур; постоянных температур; нарастания температур. Изменение температур в зоне переменных температур определяется климатом местности.

По мере углубления в землю влияние сезонных колебаний температур уменьшается и на глубине примерно 15-40 м находится зона постоянной температуры, которая соответствует среднегодовой температуре данной местности.

В пределах третьей зоны температура с глубиной возрастает. Величина нарастания температуры на каждые 100 м называется геотермическим градиентом, а глубина, при которой температура повышается на 1 градус, геотермической ступенью. Закономерное нарастание температуры с глубиной справедливо лишь до некоторой глубины.

Нарастание температуры с глубиной следует учитывать при проектировании сооружений глубокого заложения, при строительстве метрополитенов, при проектируемых хранилищах различного рода промышленных отходов, особенно радиоактивных.

Что называется минералом? Химический состав и физические свойства минералов.

Минерал – это природное химическое соединение, обладающее определенным постоянством состава, строения и свойства. Каждый минерал характеризуется определенным химическим составом. Химический состав кристаллических минералов выражается кристаллохимической формулой, которая одновременно показывает количественное соотношение элементов и характер их взаимной связи в пространственной решетке. Химическая формула аморфных минералов отражает только количественное соотношение элементов.

Каждый минерал имеет определенные физические свойства: внешняя форма, оптические характеристики(цвет, прозрачность, блеск), показатели твердости, спайность, излом, плотность.

Внешняя форма минералов разнообразна, в природных условиях они чаще всего приобретают неправильные очертания. Формы кристаллов: кубическая (пирит, каменная соль); столбчатая (кварц); игольчатая (асбест); листовая, таблетчатая, чешуйчатая (слюды, мусковит).

Цвет для очень многих минералов строго постоянен. Их условно подразделяют на светлые и темные. Прозрачность – способ минералов пропускать свет. Выделяют 4 группы: прозрачные (кварц, кальцит, мусковит); полупрозрачные (гипс, халцедон); просвечивающие (плагиоклаз); непрозрачные (графит, пирит). Блеск – способность поверхности минералов отражать в различной степени свет. Блеск: металлический (пирит, золото); полуметаллический (графит); неметаллический (алмаз, кварц); нет блеска (каолинит).

Твердость – способность минералов противостоять внешним механическим воздействиям. Шкала твердости Мооса: мягкие: 1) тальк; 2) гипс; средние: 3) кальцит; 4) флюорит; твердые: 5) апатит; 6) ортоклаз; 7) кварц; очень твердые: 8)топаз; 9) корунд; 10) алмаз.

Спайность – способность минералов раскалываться или расщепляться по определенным направлениям с образованием плоскостей раскола, обусловлено внутренним строением кристаллов. Виды спайности: весьма совершенная, совершенная, средняя, несовершенная, весьма несовершенная.

Излом характеризует поверхность разрыва и раскалывания минералов. Различают излом по спайности (кальцит), раковистый (кварц), землистый (каолинит).

Плотность минералов различна и колеблется в пределах от 0,6 до 19 г/см^3.

Что называется минералом? Происхождение минералов. Минералы магматических горных пород. Минералы осадочных горных пород. Искусственные минералы.

Минерал – это природное химическое соединение, обладающее определенным постоянством состава, строения и свойства.

Условия, в которых образуются минералы в природе, отличаются большим разнообразием и сложностью. Различают 3 основных процесса минералообразования: эндогенный, экзогенный и метаморфический.

Эндогенный процесс связан с внутренними силами Земли и проявляется в ее недрах. Минералы формируются из магмы. Таким путем образуются, например, кварц и различные силикаты. Такие минералы обычно плотные, с большой твердостью, стойкие к воде, кислотам, щелочам.

Экзогенный процесс свойствен поверхности земной коры. При этом процессе минералы формируются на суше и на море. В 1-ом случае их создание связано с процессом выветривания. Таким образом образуются глинистые минералы, различные железистые соединения. Во 2-ом случае минералы формируются в процессе выпадения химических осадков из водных растворов. Также минералы образуются за счет жизнедеятельности различных организмов. Экзогенные минералы различны по свойствам. В основном они имеют низкую твердость, активно взаимодействуют с водой и растворяются в ней.

Метаморфический процесс. Под воздействием высоких температур и давлений, а также магматических газов и воды на некоторой глубине в земной коре происходит преобразование минералов, ранее образовавшихся в экзогенных процессах. Так образуются многие минералы – силикаты.

Минералы магматических горных пород: кварц, полевые шпаты: ортоклаз, альбит, анортит; плагиоклазы, слюды: мусковит, биотит; роговая обманка, авгит.

Минералы осадочных горных пород: опал, кальцит, доломит, магнезит, гипс, ангидрит, каолинит и др.

В результате производственной деятельности человеком создано более 150 искусственных минералов. Промышленность получает 2 вида искусственных минералов: аналоги и техногенные. Аналоги – это повторение природных минералов (алмаз, корунд, горный хрусталь и др.). Техногенные – это вновь созданные минералы с наперед заданными свойствами (алит – вяжущее свойство, муллит – огнеупорность).

Межпластовые безнапорные и напорные воды и их изображение на картах и разрезах.

Межпластовые подземные воды. Эти воды располагаются в водоносных горизонтах между водоупорами. Они бывают ненапорными и напорными (артезианскими).

Межпластовые ненапорные воды встречаются сравнительно редко. Они связаны с горизонтально залегающими водоносными слоями, заполненными водой полностью или частично.

Напорные (артезианские) воды связаны с залеганием водоносных слоев в виде синклиналей или моноклиналей. Площадь распространения напорных водоносных горизонтов называют артезианским бассейном.

Отдельные части водоносных слоев залегают на различных высотных отметках, что и создает напор подземных вод. Напорных подземных горизонтов может быть несколько. Каждый из них имеет область питания там, где водоносные слои выходят на поверхность и имеют высокие отметки. Область питания, как правило, не совпадает с площадью распространения межпластовых вод.

Напорность вод характеризуется пьезометрическим уровнем. Высотное положение уровня связано с характером залегания водоносных слоев. Он может быть выше поверхности земли или ниже ее. В первом случае, выходя через буровые скважины, вода фонтанирует, во втором — поднимается лишь до пьезометрического уровня.

 

Образование и рост оврага. Борт, тальвег и другие элементы оврага. Понятие базиса эрозии (с. 314-317).

Образование оврагов. При таянии снега и дождя на склонах рельефа отдельные струйки образуют временные ручьи. Возникает струйчатая эрозия, что приводит к образованию вытянутых понижений рельефа — оврагов.

Наиболее интенсивно возникают овраги в условиях расчлененного рельефа и сухого климата, при котором атмосферные осадки выпадают редко, но в виде коротких и сильных ливней. Развитию оврагов способствует отсутствие растительного покрова и наличие пород, способных к размыву. Наиболее легко размываются лессовые породы, поэтому в районах их распространения овраги имеют широкое развитие.

В овраге различают устье, ложе и вершину. Овраг растет вершиной вверх по склону. Одновременно происходит и его углубление и расширение за счет размыва склонов оврага.

Предельной отметкой, до которой возможен размыв ложа оврага, является уровень бассейна: озеро, река и т. д., в который впадает водоток оврага. Этот уровень называют базисом эрозии.

В начале своего развития овраг имеет сравнительно небольшую ширину при большой глубине, с обрывистыми бортами и без растительности — это активный овраг. При достижении оврагом максимальной глубины рост оврага прекращается, склоны приобретают устойчивый естественный откос, задерновы-ваются. Ширина оврагов уже превышает глубину. Такой овраг не развивается и носит название балки.

Дальнейшая жизнь оврага зависит от положения базиса эрозии. Если базис будет понижаться, например, вследствие падения уровня реки, то овраг получит возможность к дальнейшему развитию, что следует учитывать при оценке оврагов.

Размеры оврагов и балок самые различные. Длина их колеблется от десятков метров до многих километров. Глубина от 1—2 до 30—40 м. Скорость роста оврагов зависит от активности водотоков и характера размываемых пород и колеблется от 0,5—1 до 40 м в год.

Предотвратить появление оврагов можно проведением ряда профилактических мероприятий. Следует запрещать распахивать склоны и устраивать необлицованные канавы, ориентированные вниз по склону, вырубать на склонах растительность и нарушать дерновый покров.

Мелиоративные мероприятия на землях, подверженных овражной эрозии, включают:

• планировку приовражных и прибалочных склонов с мелкобугристыми оползнями и другими неровностями, засыпку мелких оврагов глубиной 1,5—2 м и их залужение;

 

• выполаживание оврагов с устройством гидротехнических сооружений, предотвращающих новые размывы (лотков, быстротоков, перепадов);

• устройство распылителей стока и противоэрозионных гидротехнических сооружений (водозадерживающих и водоотводящих валов, нагорных канав, дамб-перемычек, донных запруд и пол уза-пруд и др.) на вышележащем перед оврагом склоне

• подсыпку откосов на склонах оврагов с целью повышения их устойчивости и подготовку к залесению (прилегающих участков к зал ужению);

• создание противоовражных (прибалочных) лесных полос и насаждений на отсыпанных откосах оврагов;

• выращивание береговых и донных насаждений на гидрографической сети (ложбинах, лощинах, балках), залужение пологих берегов и донных участков балок;

• строительство на базе оврагов и балок водоемов, дорожной сети, организацию рекреационных зон.

 

Противоэрозионную мелиорацию и планировку оврагов выполняют весной, затем выполаживают склоны оврагов у балок, сооружают водозадерживающие и водораспределяющие валы, нагорные каналы (канавы), быстротоки, перепады, руслоукрепляющие устройства. До сезона ливневых дождей проводят лугомелиоративные мероприятия, а осенью — лесопосадки.

 

 

Снежные лавины

Снежные лавины - это обрушение больших масс снега с кру­тых склонов гор. На высоких горных хребтах постоянно накап­ливается снег, образуя нависающие над склонами большие кар­низы. Под действием собственной тяжести масса снега находится в весьма неустойчивом состо­янии. В определенный мо­мент от перегрузки, порыва ветра и даже от звукового ко­лебания воздуха огромная масса снега приходит в дви­жение и обрушивается вниз по склону.

Лавины образуются при достаточном снегонакоплении на безлесных склонах крутизной 15° и более; при уклонах более 50° снег ссыпается и лавины не образуются. Счи­ается, что ровный травяни­стый склон протяженностью 100—500 м и уклоне 30°—40° является оп­тимальным для формирова­ния лавин.

Снежные лавины бывают сухие и мокрые.

Сухая лавина. Если на снеж­ную поверхность, покрытую образовавшейся после оттепели кор­кой льда, ложится новая масса рыхлого снега, которая в силу определенных причин соскальзывает вниз, то это дает сухую лави­ну. Обрушение сопровождается огромным облаком снега.

Мокрые лавины возникают в период оттепели. Вода проникает под снег и вызывает обрушение.

Снеж­ные лавины по мере движения вниз захватывают новые массы снега, а также различный обломочный материал. Лавины на своем пути сносят леса, разрушают здания и сооружения, засы­пают жилые поселки многометровой толщей снега. Лавины перед собой образуют воздушную волну, которая, в свою очередь, обладает большой разрушительной силой.

По характеру движения лавины подразделяют на осовые, лот­ковые и прыгающие. Снежные осовы на­блюдаются на склонах южного расположения и представляют собой сползание снега на сравнительно большой площади склона. Осовы надвигаются на долины широким фронтом. Лотковые лавины двигаются по определенным ложбинам сравнительно узкой полосой. У подошвы склонов они создают снежные накопления, после таяния которых на месте остается разнообразный обло­мочный материал, остатки деревьев. Прыгающей называют снеж­ную лавину, которая при своем движении падает с обрыва в до­лину.

В нашей стране снежные лавины возникают в горах Кавказа, Алтая, Кольского полуострова и в других районах.

 

Борьба с эрозией рек.

С боковой эрозией борются укреплением берегов с регулиро­ванием течения реки. В зависимости от геологического строения берега, характера и места размыва укрепление проводят устройст­вом набережных, подпорными стенками, свободной наброской бутового камня или в фашинных тюфяках, укладкой железобе­тонных плит и т. д. Хорошо защищают берег струенаправляющие стенки, дамбы и буны, регулирующие направление течения реки. Способы укрепления подводной и надводной частей берега различны. Подводную часть берега ниже меженного горизонта следует укреплять каменной наброской и фашинными тюфяками, загруженными камнем; надводная часть крепится бетонными ар­мированными плитами, подпорными стенками, камнем в плетне­вых клетках. В отдельных случаях интенсивная боковая эрозия заставляет переносить сооружения подальше от берега.

Донная эрозия наиболее опасна для опор мостов, поэтому они должны иметь достаточное заглубление. Следует учитывать движение льда, так как заторы могут вызвать резкий подъем уровня реки и затопление прибрежных районов. Заторы следует разрушать, а в местах их образования заранее производить обваловывание берегов

Неблагоприятно сказываются паводки на пойму рек. Сооруже­ния и берега долины необходимо защищать земляными дамбами, отсыпкой камня и другими способами, позволяющими нейтрали­зовать эрозионную силу паводковых вод. Для строительства более благоприятны неподмываемые и незаносимые участки долины

Долина имеет следующие элементы: дно долины, русло, пой­му и террасы. Дно — низшая часть долины, заключен­ная между подошвами склонов. Русло — часть долины, занятая водным потоком. Поперечный разрез потока называют живым сечением. Пойма — часть речной долины, заливаемая водой в пе­риод паводка в силу таяния снега весной. Поймы бывают низкие, заливаемые ежегодно, и высокие, эти обычно заливаются один раз в 10—15 лет. Старицы — изолированные старые русла рек, в которых вода не движется, а стоит, как в озерах. Иногда при характеристике речных долин применяют поня­тие тальвег — условная линия, соединяющая самые глубокие точ­ки дна долины. В большинстве случаев дно долины представляет собой сравнительно ровную поверхность. Террасы — уступы на склонах долин рек. Террасы бывают по­перечные и продольные. Поперечные располагаются поперек рек долины и порождают водопады. Их появление связано с пересе­чением рекой пород различной прочности. Мягкие породы раз­мываются быстро, между ними и твердыми породами образуются уступы высотой от нескольких до десятков метров. Вода падает с уступа (порога) и продолжает разрушать мягкие породы. Продольные террасы располагаются вдоль склонов долин в ви­де горизонтальных или почти горизонтальных площадок. Их на­зывают надпойменными. При паводках они не заливаются водой. Каждая надпойменная терраса в свое время была поймой. Даль­нейшее углубление дна долины поднимает надпойменные терра­сы все выше и выше. Отсчет надпойменным террасам ведут снизу вверх.

Осыпи и обвалы на склонах

Осыпи. На крутых склонах, особенно в горных районах, где развиты скальные породы, активно действует процесс физиче­ского выветривания. Породы растрескиваются и обломки скаты­ваются вниз по склонам до места, где склон выполаживается. Этот процесс называется осыпанием. Так у подножья склонов накапливаются продукты осыпания — глыбы, щебень, более мел­кие обломки — и образуются валы — осыпи Мощ­ность осыпей различна и колеблется от нескольких до десятков метров.

В состав осыпей входят обломки тех горных пород, которые слагают склоны. Вид породы зачастую определяет крупность об­ломков осыпи. Так, массивные кристаллические породы дают крупнообломочные (глыбовые) осыпи. Менее прочные породы образуют среднеобломочные (щебеночные) и мелкообломочные (дресвяные) осыпи. Сланцы и осадочные породы (известняки, мергели, песчаники и др.) порождают разнообломочные накопле­ния, состоящие из обломков различной формы (плитчатой, плас­тинчатой и т. д.)

Характерной особенностью осыпей является их подвижность. По признаку подвижности их подразделяют на действующие, на­ходящиеся в стадии интенсивного движения, затухающие и непо­движные

Действующие осыпи лишены всякой растительности. Масса обломков нарастает и находится в рыхлом, весьма неустойчивом положении и приходит в движение за счет увеличения общего веса, сильного увлажнения, подрезки нижней части осыпи доро­гами, от землетрясений и даже от более мелких сотрясений, воз­никающих при работе механизмов или движении транспорта. Су­ществует мнение, что некоторые осыпи начинают двигаться от сильного звука (например, крика).

Движение осыпей. Наибольшие скорости движения осыпей от­мечены в период снеготаяния и дождей. Наблюдения показывают, что осыпи в послойном разрезе передвигаются с различной скоро­стью. Скорость верхних слоев может достигать более 1 м/год, ниж­них слоев и в целом всего массива осыпи — несколько десятков сантиметров в год. На скорость движения влияют также количест­во поступающего материала, угол естественного откоса материала, из которого состоит осыпь, и угол поверхности осыпи

По величине К осыпи разделяют на четыре типа

Осыпи первого и второго типов относят к действующим. Они представлены свежей, неуплотнившейся массой обломков. «Жи­вые» осыпи характерны для склонов круче 65°.

Для затухающих осыпей свойственно развитие растительности (кустарники, слабый дерновый слой). Неподвижные осыпи пол­ностью задернованы, покрыты кустарником и даже лесом

Иногда осыпи превращаются в осовы — особую разновидность оползней. Это происходит при насыщении осыпей водой. При смачивании масса обломков уменьшает угол естественного отко­са, К увеличивается и вся масса осыпи «осовывается» по смочен­ной поверхности склона Осыпи значительно осложняют строительство. Обломочный материал засыпает сооружения, полезные площади. Для решения вопроса о защите сооружений от осыпей очень важно знать ско­рость их движения. Обычно ее удается определить длительными наблюдениями. С небольшими щебеночными осыпями борьба ведется довольно простыми способами, которые сводятся к убор­ке той части обломочного материала, который расположен выше сооружения по склону. Этот способ достаточно трудоемок и при­меняется при большой подвижности осыпей и особой значимо­сти сооружения.

Из инженерных сооружений применяют улавливающие и под­порные стенки, устраивают козырьки или сетки над дорогами, но эти мероприятия спасают лишь от отдельных падающих камней

В особо опасных местах, где развиты мощные медленно со­скальзывающие осыпи, устраивают галереи и тоннели для дорог. При борьбе с осовами, кроме всех прочих мероприя­тий, применяют методы осушения, особенно в тех случаях, когда источник замачивания располагается в верхней части склона. На особо опасных участках организуют службу наблюдения.

Обвалы. Обрушение более или менее крупных масс горных по­род с опрокидыванием и дроблением получило название обвала

Обвалы возникают на крутых склонах (более 45—50°) и обры­вах естественных форм и рельефа (склоны речных долин, уще­лья, побережья морей и т. д.), а также в строительных котлованах, траншеях, карьерах. При крупных обвалах, как это бывает в горах, масса обломков устремляется вниз по склону, дробясь на более мелкие и увлекая за собой попутный рыхлый материал. Образуется облако пыли, масса обломков падает в долины, раз­рушая здания, дороги, запруживая реки

Наиболее часто обвалы бывают связаны с трещиноватостью пород, подмывом или подрезкой склонов, избыточным увлажне­нием пород, перегрузками обрывов, землетрясениями. Обвалы могут возникать вследствие глубокого растрескивания пород по­сле неправильно выполненных взрывных работ, неудачного зало­жения выработок относительно напластования и направления трещиноватости

В большинстве случаев обвалы проявляются в периоды дож­дей, таяния снега, весенних оттепелей. Атмосферные и талые во­ды ослабляют связи в выветрелых породах, утяжеляют массы по­род, оказывают давление на стенки трещин

По объему и характеру обрушения обвалы весьма различны. Это могут быть отдельные глыбы или масса пород в десятки ку­бических метров. Такие маленькие обвалы более свойственны строительным выемкам. В природных условиях нередко наблюда­ются катастрофические обвалы, когда обрушиваются миллионы кубических метров пород.

Одной из разновидностей обвалов являются вывалы — обру­шения отдельных глыб и камней из скальных пород в откосах выемок, полувыемок и отвесных склонов. Принципиально выва­лы отличаются от обвалов тем, что обломки падают свободно, не скользя по склону.

Предвестниками обвала являются расширение существующих и появление новых трещин, расположенных параллельно обрыву, глухой шум, треск, иногда другие явления

Борьба с обвалами, особенно крупными, весьма затруднитель­на. Все мероприятия по борьбе с ними сводятся к предупрежде­нию их возникновения и осуществлению защитных мероприятий. На участках, где возможны крупные обвалы, строительство про­водить опасно. Для предупреждения малых обвалов одним из наиболее распространенных способов, как в случаях с лавинами, является искусственное обрушение склонов при помощи взрывов небольшой мощности или путем забивки клиньев в трещины об­валоопасной породы. Это позволяет откалывать отдельные куски. Способ «клинования» более предпочтителен, так как он безопас­нее взрывного, неверно рассчитанный по силе взрыв может сам вызвать крупный обвал. Устраивают подпорные и улавливающие стенки, рвы, траншеи, отводят поверхностные воды

На опасных участках дорог нередко организуют службу на­блюдения, работают бригады по зачистке склонов, уборке кам­ней.

Успешно можно предупреждать обвалы в строительных выем­ках. Для этого производят облицовку откосов, ставят подпорные и временные шпунтовые стенки, подпорные щиты. Не следует на длительное время котлованы оставлять открытыми, особенно в период дождей; необходимо отводить поверхностные воды.

 

Оползни

Оползни — это скользящее смещение горных пород на скло­нах под действием гравитации и при участии поверхностных или подземных вод.

Оползни — явление частое и свойственное склонам долин, овра­гов, балок, берегам морей, искусственным выемкам. Они разрушают здания и сооружения на самих склонах и ниже их.

Деформации в результате оползания подвергаются насыпи шоссейных и железных дорог, колодцы, дренажные галереи, тру­бы, водосливные лотки.

Внешний облик оползневых склонов имеет ряд признаков, по которым всегда можно установить, что склоны находятся в неус­тойчивом состоянии. Там, где происходит отрыв массы пород, образуется серия концентрических трещин, ориентированных вдоль склонов. Сползание пород приводит к бугристости скло­нов, особенно в их нижней части. За счет давления сползающих пород у подошвы склонов формируются валы выдавливания. Между валами и буграми при определенных условиях скаплива­ются поверхностные и подземные воды. Это вызывает заболоченность склонов. При активном сползании на склонах хорошо вид­ны смещенные земляные массы и террасовидные уступы. Очень часто внешним признаком оползней является так называемый «пьяный лес» и разорванные, искривленные, саблевидные стволы деревьев. За счет сползания пород стволы деревьев теряют свою вертикальность в различных направлениях, а иногда даже рас­щепляются. Аналогичным образом теряют вертикальность столбы телефонной связи и электролиний, заборы, стены. На оползне­вых склонах можно наблюдать разрушенные дома или здания со значительными трещинами. Характерной чертой этих трещин яв­ляется наибольшее раскрытие в нижней части здания по склону

Для возникновения и развития оползней необходимы некото­рые определенные условия. Среди них наибольшее значение для склонов имеют: высота, крутизна и форма, геологическое строе­ние, свойства пород, гидрогеологические условия

При всех равных условиях крутые склоны более подвержены оползням, чем пологие. Так, установлено, что склоны с крутиз­ной менее 15° оползней не образуют. Оползни свойственны скло­нам выпуклой и нависающей конфигурации

Большое влияние на развитие оползневых процессов оказыва­ет геологическое строение и литологический состав пород скло­на. Наиболее часто оползни проявляются при залегании слоев с падением в сторону склона. Типичными оползневыми породами следует считать различные глинистые образования, для которых характерно свойство «ползучести». Такой процесс, например, происходит на склонах лессовых толщ. Подавляющее большин­ство оползней приурочено к выходам подземных вод

Основными причинами оползней следует считать три группы процессов:

· Процессы, изменяющие внешнюю форму и высоту склона: колебания базиса эрозии рек, оврагов; разрушающая работа волн и текучих вод; подрезка склона искусственными выемками

· Процессы, ведущие к изменению структур и ухудшению физико-механических свойств, слагающих склон пород за счет процессов выветривания, увлажнения подземными, а также дож­девыми, талыми и хозяйственными водами, за счет выщелачива­ния водорастворимых солей и выноса частиц текучей водой с об­разованием в породе пустот (суффозия)

· Процессы, создающие дополнительное давление на поро­ды, слагающие склон: гидродинамическое давление при фильтра­ции воды в сторону склона; гидростатическое давление воды в трещинах и порах породы; искусственные статические и динами­ческие нагрузки на склон; сейсмические явления

Из перечисленного видно, сколь многообразны условия и причины возникновения оползней. При этом следует помнить, что каждый случай образования оползня может быть связан од­новременно с несколькими причинами

В оползне выделяют следующие элементы

· оползневое тело

· поверхность скольжения, форма которой может быть цилин­дрической, волнистой, плоской

· бровка срыва, там, где произошел отрыв оползневого тела от коренного массива пород

· террасовидные уступы или оползневые террасы (не следует смешивать с речными террасами)

· вал выпучивания, разбитый трещинами

· подошва оползня — место выхода на поверхность плоскости скольжения, оно может располагаться выше и ниже подошвы склона или быть на его уровне

В рельефе оползневые тела могут иметь вполне определенные и четко выраженные формы. В однородных породах типа лессо­видных суглинков наиболее распространены оползневые цирки. Если в склоне развито несколько оползневых цирков, то между ними располагаются межоползневые гребни. На склонах речных долин оползни нередко образуют террасовидные уступы (оползневые террасы), наклоненные в сторону, обратную паде­нию склона.

Оползневые тела могут иметь сложное строение. На одном и том же участке может быть одна или несколько поверхностей скольжения. В этом случае различают оползни одно-, двух- и многоярусные.

 

Скорость движения оползневого тела различна. Принципиаль­но все оползни можно разделить на соскальзывающие и постепен­но сползающие. При соскальзывании тело оползня перемещается мгновенно, в один прием. Движение медленных оползней определяют по наблюдениям за реперами, установленными в теле оползня и за его пределами, а также по маякам, которые укрепляют по обеим сторонам трещин

Классификация оползней предусматривает выделение собст­венно оползней, а также их разновидностей в виде сплывов и оползней-обвалов:

Собственно оползни происходят только путем скольжения зем­ляных масс по склону. Плоскость скольжения обычно располага­ется на значительных глубинах (многие метры)

Сплывы — смещение земляных масс на большой площади (сотни квадратных метров) вследствие водонасыщения верхних слоев. Глубина залегания плоскости скольжения до 1 м. Свойст­венны весеннему периоду года

Оползни-обвалы представляют собой смещение земляных масс одновременно по типу скольжения и обвала, типичны для кру­тых склонов

Борьба с оползнями представляет сложную задачу. Это связа­но с многообразием причин, порождающих этот процесс

Противооползневые мероприятия назначают с учетом активно­сти оползня. Различают оползни действующие и недействующие

Недействующие оползни движений не проявляют. Сползание произошло достаточно давно и поверхность оползневого тела и следы смещения сглажены геологической деятельностью атмо­сферных вод. При подработке такие склоны мотуг приходить в движение.

Действующие оползни требуют применения противооползне­вых мероприятий. Выбор того или иного мероприятия или комп­лекса мероприятий зависит от причины, которая порождает дан­ный оползень.

Противооползневые мероприятия. Борьба с оползнями во мно­гих случаях оказывается чрезвычайно сложной, дорогостоящей и зачастую неэффективной.

Ряд специалистов отмечает, что для успешной реализации противооползневых мероприятий необходима разработка вопро­сов специальной стратегии и тактики. К первым относят:

· установление природы возможных форм нарушения устойчи­вости склона и разработку рациональных расчетных схем;

· количественную оценку степени устойчивости склона;

· выявление наиболее эффективных путей повышения степени устойчивости склона до необходимых пределов;

· проектирование откосов с наперед заданной степенью устой­чивости.

Вторые заключаются в выборе в пределах наличных возмож­ностей наиболее эффективных для конкретного случая противо­оползневых мероприятий и сооружений, не забывая при этом о преимуществах «превентивных» профилактических методов.

Противооползневые мероприятия подразделяют на два вида:

· активные, способные воздействовать на основную причину оползня путем полного пресечения или некоторого ослабления ее действия, в частности, снятие перенапряжения грунтовой толщи за счет разгрузки любого вида

· пассивные, направленные на повышение значимости факто­ров сопротивления, влияющих положительным образом на степень устойчивости, например, пригрузка, закрепление любыми спосо­бамии

Мероприятия по обеспечению охранной обстановки касаются в основном ограничений деятельности человека в районе склона

· по зеленому поясу (запрещение рубки леса, корчевания и разработки участков под огороды, уничтожение кустарников, тра­вяного покрова)

· по строительству (установление границы предельной застрой­ки, типа и веса сооружений, снос существующих сооружений, за­медление темпов строительства)

· по земляным работам (запрещение любых разработок в пас­сивной зоне)

· в области водного хозяйства (запрещение спуска поверхност­ных вод и поливов, содержание в порядке водоотводящих и осу­шительных устройств, водопроводно-канализационных систем, за­делка ям, трещин, установление уровней и темпов сработки вод, омывающих откос)

· по динамическим воздействиям (запрещение применения взрывных работ, забивки свай, работы транспортных средств), то же относится и к вибрационным воздействиям

Берегозащитные мероприятия и сооружения на водотоках и во­доемах у подножья склона включают отвод и выравнивание ру­сел, устройство защитных покрытий, возведение лотков, быстро­токов, перепадов, стен — набережных

Водоотводные осушительные и дренажные мероприятия и устройства делят на

· работы на поверхности (планировка местности, заделка тре­щин, устройство покрытий, дамб, обвалования, нагорных и осу­шительных каналов, лотков, каптаж источников)

· обустройство дренажей (продольные и поперечные прорези и галереи, дренажные шахты, поглощающие скважины и колодцы)

· выполнение изоляционных мероприятий (устройство различных инъекционных завес, глинизация, замораживание грунтов)

Землеустроительные мероприятия направлены на

· разгрузочные работы в активной зоне (полный съем оползне­вых масс, срезка активной части оползня, очистка скальных отко­сов, террасирование и уполаживание склона, общая планировка склона) и пригрузки в пассивной зоне (отсыпка и отвал грунта)

· армирование поверхности геосинтетическими материалами (сетками, ячеистыми каркасами и т. п.)

· устройство каменных ловушек

Механическое крепление склона (откоса) связано с устройством одиночных прошпиливающих элементов в виде свай различного типа, проходящих сквозь оползень в коренные породы или ря­дов в виде шпунтовых стенок, инъекционных и мерзлотных за­вес и др

Подпорные сооружения предусматривается возводить в виде шпунтовых стенок (металлических, железобетонных, деревянных), подпорных стен (каменных, бетонных, железобетонных), стен из свай-оболочек большого диаметра, а также в виде упорных валов (поясов) из грунта, каменной наброски, массивов-гигантов

Покрытия предназначены для закрепления поверхности скло­на от воздействия ливневых и речных вод. Их выполняют из песчаных, гравелистых, галечных грунтов, каменной наброски, каменного мощения, шлакоглинобетона, асфальта и асфальтобе­тона, бетона и железобетона, геосинтетических пленок из арми­рованного высокопрочного полиэтилена.

Использование растительности направлено на закрепление и осушение склона. Здесь предусматривается сплошное травосея­ние, посадка влаголюбивого кустарника, облесение склона (вяз, дуб, клен, липа, лиственница)

Искусственное уплотнение и закрепление грунтов на склоне предусматривает проведение различных инъекций (цементация, силикатизация, битумизация, глинизация), замораживание грун­тов.

Плывуны

Плывунами называют водонасыщенные рыхлые породы, обыч­но пески, которые при вскрытии различными горными выработ­ками разжижаются, приходят в движение и ведут себя подобно тяжелой вязкой жидкости

Плывунные свойства, кроме песков, при определенных усло­виях могут проявлять пылеватые суглинки, супеси, т. е. породы, обладающие значительной пористостью

Основной причиной проявления у пород плывунных свойств является