Где чаще всего бывают обвалы. Последствия оползней

Грунтовая толща особенно приповерхностные её слои на склоне, испытывает деформации и без активного развития оползневого процесса. Это связано с промерзанием и оттаиванием верхних горизонтов массива в зимне-весенний период, обводнением и усушкой их в теплое летнее время, с силовым воздействием на грунтовый скелет фильтрующихся грунтовых вод, с изменением напряженного состояния в массиве вследствие увеличения – уменьшения веса грунтов при их увлажнении – высыхании, проявлении взвешивающего эффекта грунтовых вод, влияния локальных подвижек, проявлений отдельных трещин и техногенных изменений рельефа.

Все перечисленные факторы могут вызывать деформирование приповерхностного покрова в сторону падения склона. Это деформирование может происходить в виде медленной ползучести грунтов (известно явление «вековой ползучести ») с возможными активизациями при аномальных воздействиях факторов.

Возникновение оползня обусловлено нарушением равновесия массива и деформированием грунтового массива на качественно ином уровне. Под оползневым процессом понимается нарушение равновесия грунтового массива, его деформирование под действием неуравновешенных сил, отделение части массива трещиной растяжения (потенциальной или действительной «стенкой срыва») и движение образованного оползневого тела по поверхности скольжения без потери контакта с несмещаемым ложем.

По характеру нарушения равновесия грунтового массива, особенностям деформирования, которые в значительной степени определяются преобладающим силовым воздействием и механизмом деформирования , оползни можно подразделить на четыре основных типа .

Первый тип – блоковые относительно глубокие оползни сжатия (по другим классификациям – оползни выдавливания, раздавливания, оседания, выпирания ). Нарушение равновесия массива и деформирование при формировании оползня происходят по схеме сжатия. Под сжимающим вертикальным давлением от веса покрывающих пластов деформируется (раздавливается) горизонт, структурная прочность с грунтов которого меньше указанного бытового давления. Вследствие деформирования грунтов раздавливаемого горизонта в сторону склона происходят проседание и прогиб вышележащего массива с формированием в зоне изгиба сначала концентрации растягивающих напряжений, а затем – трещины закола (опущенной трещины растяжения). Далее по этой трещине отделяется и оседает по крутой криволинейной поверхности скольжения оползневой блок. Поверхность скольжения к склону выполаживается и может быть близкой к горизонтальной .

Наибольшее распространение имеют блоковые оползни сжатия, поверхности скольжения которых формируются в глинистых грунтах (рис. 1. а,б). Оползни данного типа поражают берега рек, морей, озёр, образуются на откосах выемок, насыпей, на бортах карьеров. Согласно результатам исследований глубокие блоковые оползни получили развитие и на правом берегу Камы, на участке пересечения реки Ужгородским коридором магистральных газопроводов.

Рис. 1. Схемы оползневых деформаций по механизму сжатия. а, б – оползень сжатия в глинистых грунтах; в – оседание и расползание блоков полускальных и скальных пород; г – выпор дна долины; д – гравитационные складки: глубинная ползучесть с S-образным изгибом пластов; е – гравитационные деформации хребтов.

Оползни данного типа в полускальных и скальных грунтах менее известны. Они встречаются в горных и предгорных регионах. Для них характерно медленное развитие деформации в стадию подготовки смещения, продолжительностью до нескольких сотен лет (рис. 1 в-е).

Второй тип – оползни сдвига (по другим классификациям – оползни скольжения, срезания, соскальзывания, покровные ). В допредельном состоянии происходит концентрация в соответствующих зонах грунтового массива касательных сдвиговых напряжений: подготовка сдвигов грунта на крутых участках склона при формировании угла естественного откоса; ползучесть выветрелых приповерхностных склоновых отложений (покровные оползни) с перемещением по схеме бесконечного откоса; сдвиг по предопределенной геологическим строением зоне ослабления (по контакту с кровлей более прочных пород, по плоскости напластования). Деформирование склона (откоса) происходит в виде прогрессирующего сдвига с падением сопротивления по мере деформирования, снижением прочности от пикового значения до остаточного и постепенным формированием поверхности (плоскости) скольжения.

Рис. 2. Схемы оползневых деформаций по механизму сдвига. а – сдвиг-срезание; б – сдвиг по напластованию; в – сдвиг-скольжение покровных масс; г – сдвиг (сплыв) почвенного (почвенно-растительного) слоя; д – изгиб голов крутопадающих пластов.

На крутых уступах сдвиг (скольжение) оползающей части массива происходит, как правило, по криволинейной поверхности скольжения, выходящей к подошве уступа или выше ее (рис. 2а). Таким образом, формируется профиль равнопрочного или равноустойчивого откоса со смещением (нередко обрушением) разупрочненных грунтов. Поверхность скольжения может быть приурочена к наклонным геологическим границам между слоями. При этом могут сдвигаться значительные пачки горных пород (рис. 2б). Схема сдвига по ломаным плоским поверхностям скольжения характерна для оползания делювиально-элювиальных склоновых накоплений по наклонной кровле коренных пород (рис. 2в). Частой формой оползневых проявлений является сдвиг (сплыв) почвенно-растительного покрова (рис. 2г), выявляющийся по серии относительно коротких оползневых трещин. Медленная ползучесть приповерхностного слоя в виде сдвига может наблюдаться на относительно устойчивых склонах с крутым падением пластов прочных пород (рис. 2д).

Третий тип – оползни разжижения (по другим классификациям – оползни течения, сплывы, оплывины, пластические, вязко-пластические ). Нарушение равновесия склоновых массивов в виде разжижения происходит вследствие преобладающего силового воздействия подземных (грунтовых) вод. Основной механизм разжижения, рассматриваемый в механике грунтов как фильтрационное деформирование грунта, — это увеличение порового давления (давления воды в порах грунта) и, как следствие, уменьшение эффективных напряжений. В водонасыщенном грунтовом массиве поровая вода в той или иной степени может оказывать на минеральный скелет грунта гидростатическое взвешивание и фильтрационное давление разной направленности, вызываемые фильтрационными объёмными силами. Интенсивность и направленность этих сил зависят от внешних воздействий: статической и динамической нагрузок на склон, скорости фильтрационных потоков и колебания уровня подземных вод, уровенного режима в водоемах и поверхностных водотоках, интенсивности атмосферных осадков и т.д.

Данный механизм формирования оползней особенно характерен для дисперсных грунтов, обладающих слабым структурным скелетом и малой фильтрационной способностью. К ним относятся современные илы, водонасыщенные молодые глины и суглинки, плывуны, почвы, торфы, а также глинистые грунты различного возраста, потерявшие прочность в результате разуплотнения, выветривания и гидратации.

С действием механизма разжижения связано оплывание откосов малосвязного грунта при обводнении в связи с изменением угла откоса от  =  до  = /2 (где  — угол внутреннего трения необводненного грунта). В месте выхода (разгрузки) на поверхность склона подземных вод нередко образуется оползневой цирк с суженной горловиной (рис. 3а). Разжиженные грунтовые массы (продукт обрушения стенки срыва и бортов) в виде вязко-пластического потока перемещаются из горловины на откос с образованием конуса выноса у подножия. Возникающее в результате сильных ливней, обильного таяния снега повышение уровня подземных вод и соответственно восходящие фильтрационные силы могут снизить внутреннее трение в грунте до нуля, а разуплотнение при малых нагрузках (поверхностные слои) – привести к потере связности между минеральными частицами. Разжижение песчано-глинистого грунта в таком случае может произойти даже при небольших уклонах поверхности (1:10 и менее) (рис. 3б). Часто встречаются нарушения локальной устойчивости участка склона в местах избыточного увлажнения грунтов и деформирования в виде оплывин (рис. 3в).

Рис. 3. Схемы оползневых деформаций по механизму разжижения. а – оползневой цирк с узкой горловиной (разгрузка подземных вод); б – оползень-поток; в – оплывина.

Четвертый тип – оползни растяжения с отрывом части массива пород (другие названия: оползни-обвалы, обрушение, сложный оползень ). Нарушение равновесия и преобладающее разрушение происходит под действием нормальных растягивающих напряжений с разделением массива по поверхности разрыва. Монолитные скальные породы могут воспринимать значительные растягивающие напряжения (до 30 МПа), свидетельством чему являются высокие отвесные откосы бортов многих горных долин. При превышении растягивающими напряжениями предела прочности грунта неуравновешенные блоки пород отделяются от остального массива, сползают, обрушаются (рис. 4а). Отделение массива может происходить по разрывным сейсмотектонических трещинам с последующим перемещением по поверхности сдвига (рис. 4б) или проседанием отделившегося массива с деформированием подстилающей толщи глинистых пород (рис. 4в). Наличие крутой подготовленной поверхности сдвига также способствует образованию трещин разрыва в зоне концентрации растягивающих напряжений (рис. 4г).

Из всех рассмотренных типов наибольшую опасность для магистральных газопроводов в условиях Русской платформы представляют глубокие блоковые оползни (см. рис. 1). Борьба с глубокими блоковыми оползнями представляет большую сложность, особенно когда оползневой процесс набирает обороты и приобретает катастрофический характер, вызывая опасное деформирование и разрушительные аварии ниток газопровода.

На данном участке 9 ниток магистрального газопровода находятся в старом оползневом цирке, сформированном глубокими блоковыми оползнями. Мониторинг оползневого процесса должен быть нацелен на выявление глубоких подвижек и контроль состояния глубокого оползня.

Рис. 4. Схемы оползневых деформаций по механизму растяжения с отрывом части массива пород. а – отрыв и скольжение с обрушением блоков скальных пород; б – разрыв по тектонической трещине и скольжение по формируемой поверхности в горном массиве; в – отделение массива по разрывному нарушению и проседание блока пород с деформированием глинистой толщи; г – отрыв по месту концентрации растягивающих напряжений и сдвиг по крутой поверхности напластования.

Чаще всего обвалы земной поверхности происходят, когда коренной подстилающий слой, состоящий из известняка или другой карбонатной породы, оказывается «съеден» кислотными грунтовыми водами, проседает после сильных ливней или повреждается вследствие разрывов труб. Особенно опасны такие внезапные обрушения, по понятным причинам, в городах, где внезапно под землю могут уйти целые дома. Ниже вы найдёте фотографии с мест самых масштабных обвалов земной поверхности за последние десятилетия.

В мае 1981 году эта гигантская дыра образовалась в черте города Винтер-Парк (Флорида). Местные власти решили, укрепив края, превратить получившуюся яму в живописное городское озеро (выше на фото).

В эту яму (18 м. глубиной, 60 м. длиной и 45 м. шириной) в 1995 году провалились два дома фешенебельного района Сан-Франциско.

В 1998 году после необычайно сильных ливней и разрыва канализационной трубы в Сан-Диего, образовалась гигантская трещина. Её длина – около 250 метров, ширина – 12 метров и глубина – больше 20 метров.

В 2003 году спасателям пришлось вытаскивать этот автобус при помощи крана, после того как он внезапно провалился под землю на одной из улиц Лиссабона (Португалия).

Эта дыра поглотила в феврале 2007 года несколько домов столицы Гватемалы. Три человека пропали без вести.

Вид с высоты птичьего полёта.

В марте 2007 года в итальянском городе Галлиполи дорога рухнула в находившуюся под ней сеть подземных пещер.

В сентябре 2008 года, автомобиль, проезжавший по одной из улиц китайской провинции Гуандун, неожиданно оказался в яме глубиной 5 метров, и шириной 15 метров.

Эта гигантская воронка образовалась в мае 2010 года в городе Гватемала после того, как по нему пронёсся тропический шторм «Агата».

Та же воронка с более близкого расстояния.

В мае 2012 года вследствие обвала грунта на проезжей части в китайской провинции Шэньси появилась эта дыра длиной 15 метров, шириной 10 метров и глубиной 6 метров.

И ещё один обвал грунта в Шэньси (6 метров глубиной и 10 – шириной) повредил три газовых и одну водопроводную трубу в декабре 2012 года.

Этот гигантский провал образовался одной из декабрьских ночей 2012 года на юге Польши. Его глубина – около 10 метров, ширина – около 50 метров.

В январе 2013 года часть рисового поля в китайской провинции Xайнань провалилась под землю. За предыдущие четыре месяца в округе произошло около 20 подобных инцидентов.

Оползни часто являются причиной разрушения домов различного назначения. Оползни распространены в Крыму в Молдавии в Поволжье, на Черноморском побережье Кавказа и в других местах. Различные виды оползней способны охватывать довольно большие территории а борьба сними ведется по специальным проектам и представляет большие трудности и материальные затраты.

Причины образования оползня

Успешная борьба с оползнями ведется только на основе изучения до мельчайших подробностей всех причин возникновения оползней и принятия правильных решений по закреплению участков с оползневыми явлениями. Главная причина возникновения оползня это наличие в оползневом массиве грунтовых напластований с низкими прочностными свойствами.

Рисунок -1. Схема образования оползня

Образование оползня

В результате увлажнения таких непрочных участков грунта грунтовыми или поверхностными водами, активизируются оползневые процессы. Оползневые процессы могут усиливаться в результате разработки карьеров, подрезки деревьев переувлажнения оползневого участка поверхностными водами и другими причинами.В зависимости от состава и геологического строения оползневых склонов и участков, влияние воды на протекание оползня по разному проявляется.

Однородные верхние глинистые грунты расположенные на крутых склонах и насыщенные водой стекают вниз как вязкая масса которая образует сплавы. Из за увеличения массы влажного грунта, однородные большие массивы грунта могут обрушиваться вниз по образующихся поверхностям скольжения.

При наличии под массивом грунтов подверженных оползню наклонных массивов с плотной структурой водонепроницаемых пород, вода просачиваясь и доходя до плотной структуры вызывает потерю сцепления слоев грунта и целый пласт грунта сползает по так называемой траектории или поверхности скольжения.Оползень на берегах больших водоемов, рек и морей часто вызывается подмывом крутых берегов.

Рисунок-2. Характерные элементы оползневого участка

Характерные участки оползня

Для оползневого участка характерны следующие принятые элементы:

1. Оползневой участок.

2. Бровка главного уступа.

3. Главный уступ.

4. Вершина оползня.

5. Внутренний уступ оползня.

6. тело оползня.

7. Поверхность скольжения оползня

8. Неровности рельефа поверхности.

9. Поперечные и продольные трещины грунтового массива

10. Подошва оползня.

Поверхность скольжения. Это поверхность грунта по которой происходит смещение оползневого массива. Подошва оползня это линия выхода внизу поверхности скольжения. Трещины отрыва образуются на верхнюю поверхность склона у выхода поверхности скольжения перед подвижкой оползня.

Коэффициенты устойчивости оползневых массивов не бывают в течении всего года постоянными. Они меняются в зависимости от количества грунтовых и поверхностных вод,от степени увлажнения или просыхания грунта способное изменить вес грунта и сопротивление сдвигу.

Оползни обычно периодически повторяются.После того как массив сдвинулся с места наступает период относительной стабилизации на несколько лет.Так как массив приобрел более устойчивое положение видимые оползневые процессы не наблюдаются.Но в такой период под влиянием проникающей влаги усиливаются скрытные процессы накопления деформаций ползучести,снижается сцепление в грунте и усиливаются внутренние напряжения в теле оползневого массива.

Уменьшается коэффициент устойчивости а через несколько лет происходит общая подвижка и наступает новый период затухания оползня. Продолжительность оползневого цикла может составлять от пяти до двадцати лет.Поэтому оползневые места можно обнаружить визуально, на участки подверженные оползню можно увидеть несколько последовательно сместившихся массивов.

При подвижки внизу у подошвы оползня образуются бугры выпирания.Признаками оползневых участков являются рельеф местности с характерными следами прошлых оползней.Такие следы могут быть в виде разных неровностей у подошвы склона, наклонные деревья и другие. Строительство в таких районов начинается с выявления оползневых участков,а также с тщательным анализом и выявлением всех причин, которые приводят к оползню.По возможности следует оползневые участки а также карстовые участки обходить.

Виды оползней и их классификация

Среди множества протекающих оползневых процессов определяют следующие виды:

1. Структурные или блоковые оползни, которые характеризуются оползанием целых блоков породы.

2. Оползни сплывы. Характеризуются быстрым и единовременным оползанием чехла рыхлых отложений грунтов по скальной поверхности или по мерзлому грунту.

3. Оплывание склонов-оползание мелких блоков грунта, которое может охватить весь склон или только его значительную часть.

4. Отседание склонов-характерное смещение блоков состоящих из скальных или полускальных пород.

В соответствии с этими видами различают:

1. оползневые склоны,

2. склоны отседания,

3. оплывные склоны и

4. склоны оползней сплывов (оползания чехла рыхлых отложений).

А.П. Павлов разделял оползни на детрузивные и деляпсивные. Детрузивные оползни перед своим нижним концом толкают горные породы наиболее пластичные и деформируя их. Деляпсивные оползни соскальзывают к морю, урезу реки или озера. В зависимости от структуры горных пород слагающие оползневые склоны оползни делятся на следующие виды:

1. Асеквентные, которые развиваются в однородных породах грунта.

2. Консеквентные- происходят по плоскостям разломов или же по плоскостям напластования пород.

3. Инсеквентные с характерными признаками пересечения плоскостей разломов или поверхностей напластования плоскостями оползания.

Могут оползни происходить и развиваться на одном высотном ярусе (одноярусные) или на нескольких (многоярусные оползни). Чаще всего многоярусные оползни наблюдаются в горной местности и реже в равнинных местах (главным образом там, где склоны достигают 100-200 метров). В зависимости от скорости протекания оползневых процессов различают следующие виды оползня:

1. Постоянные оползни.

2. Периодические.

3. Одновременные.

Также различают:

1. Современные оползни-которые происходят уже десятки лет.

2. Давние оползни которые образовались менее чем 3-5 тысяч лет назад.

3. Древние оползни образовавшиеся много тысяч лет назад.

Все перечисленные виды оползней представляют большую опасность для зданий и сооружений а также людей проживающих в таких районах. В зависимости от скорости смещения оползня все оползневые склоновые процессы подразделяют на три категории:

1. медленные (смещение происходит с медленной скоростью).

2.Средние (смещение происходит со средней скоростью).

3. Быстрые смещения (скорость большая до несколько десятков километров с сутки)

Оползни – это скользящие смещения масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Происходят они на склонах гор, оврагов, холмов, на берегах рек.

Оползни возникают тогда, когда природными процессами или людьми нарушается устойчивость склона. Силы связанности грунтов или горных пород оказываются в какой-то момент меньше, чем сила тяжести, вся масса приходит в движение и может произойти катастрофа.

Земляные массы могут оползать по склонам с едва заметной скоростью (такие смещения называют медленными). В других случаях скорость смещения продуктов выветривания оказывается более высокой (например, метры в сутки), иногда большие объемы горных пород обрушиваются со скоростью, превышающей скорость экспресса. Все это склоновые смещения- оползни. Они различаются не только скоростью смещения, но и масштабами явления.

Последствия оползней.

Оползни могут разрушать жилища и подвергать опасности целые населенные пункты. Они угрожают сельскохозяйственным угодьям, губят их и затрудняют обработку, создают опасность при эксплуатации карьеров и добыче полезных ископаемых . Оползни повреждают коммуникации, туннели, трубопроводы, телефонные и электрические сети; угрожают водохозяйственным сооружениям, главным образом плотинам. Кроме того, они могут перегородить долину, образовывать временные озера и способствовать наводнениям, а также породить губительные волны в озерах и заливах, подводные оползни рвут телефонные кабели. В результате оползней могут перекрываться русла рек, дороги, происходит изменение ландшафта. Оползни угрожают безопасности движения автомобильного и железнодорожного транспорта . Разрушают и повреждают опоры мостов, рельсы, покрытия автомобильных дорог, нефтепроводы, гидроэлектростанции, рудники и другие промышленные предприятия, горные селения. Пахотные земли, расположенные ниже оползневых участков, часто заболачиваются. При этом происходит потеря урожая и интенсивный процесс выбывания земель из сельскохозяйственного оборота.

Существенный ущерб этими явлениями может наноситься культурному и историческому наследию народов, душевному состоянию людей, населяющих горные местности.

Оползни преимущественно происходят в районах живой тектоники, где взаимодействуют и чередуются процессы медленного скольжения блоков земной коры по разломам и быстрых подвижек в очагах землетрясений.

Оползни на территории РФ имеют место в горных районах Северного Кавказа, Урала, Восточной Сибири, Приморья, о. Сахалин , Курильских островов, Кольского полуострова, а также на берегах крупных рек.

Часто оползни приводят к масштабным катастрофам Так, оползень 1963 года в Италии объемом 240 млн. куб. метров накрыл 5 городов, погубив при этом 3 тыс. человек. В 1989 году оползни в Чечено-Ингушетии повлекли за собой повреждения в 82 населенных пунктах 2518 домов, 44 школ, 4 детских садов, 60 объектов здравоохранения, культуры и бытового обслуживания.

Возникновение и классификация оползней.

1. Природные причины возникновения оползней.

Оползни могут быть вызваны действием разных факторов. Земная поверхность вся состоит, главным образом, из склонов. Некоторые из них устойчивы, другие, в силу различных условий, становятся неустойчивыми. Это происходит тогда, когда изменяется угол откоса склона или если склон оказывается отягощен рыхлыми материалами. Тем самым сила тяжести оказывается больше силы связности грунта. Склон становится нестабильным и при сотрясениях. Поэтому каждое землетрясение в условиях горного рельефа сопровождается смещениями по склону. Неустойчивости склона способствует и повышение обводненности грунтов, рыхлых отложений или горных пород. Вода заполняет поры и нарушает сцепление между частицами грунта. Межпластовые воды могут действовать подобно смазке и облегчать скольжение. Связность горных пород может быть нарушена и при замерзании, и в процессах выветривания, выщелачивания, вымывания . Неустойчивость склонов может быть связана и с изменением вида насаждений либо уничтожения растительного покрова.

Дело обстоит серьезно и тогда, когда скальные горные породы на склоне бывают перекрыты рыхлыми материалами или почвой. Рыхлые отложения легко отделяются от подстилающих пород,

особенно если плоскость скольжения «смазана водой».
Неблагоприятны (с точки зрения возможности возникновения
оползней) и те случаи, когда горные породы представлены
пластами крепких известняков или песчаников с

подстилающими более мягкими глинистыми сланцами. В результате выветривания образуется плоскость раздела, и пласты скользят по склону. В этом случае все зависит, главным образом, от ориентировки пластов. Когда направление их падения и наклон параллельны склону, это всегда опасно. Невозможно точно определить значение угла откоса, более которого склон неустойчив, а менее которого устойчив. Иногда такой критический угол определяют в 25 градусов. Более крутые склоны, по-видимому, уже неустойчивы. На возникновение оползней наибольшее влияние имеют дождевые осадки и сотрясения. При сильных землетрясениях оползни возникают всегда. Также на возникновение оползней влияет: пересечение пород трещинами, расположение слоев грунта с наклоном в сторону склона, чередование водоупорных и водоносных пород, наличие в толще грунта размягченных глин и плывущих песков, увеличение крутизны склона, в результате подмыва (на берегах рек).

2. Антропогенные причины возникновения оползней.

Оползни могут быть вызваны вырубкой лесов и кустарников на склонах, распахиванием склонов, чрезмерным поливом склонов, закупориванием засорением и заваливанием мест выхода подземных вод.

На возникновение оползней влияет производство взрывных работ, в следствии которых происходит образование трещин, а также это является искусственным землетрясением.

Оползни могут образоваться при разрушении склонов котлованами, траншеями и дорожными выемками. Такие оползни могут произойти при строительстве жилья и других объектов на склонах.

Классификация оползней.

1. По материалу

A) скальные породы
Б) почвенный слой

B) смешанные оползни

2. По скорости смещения все склоновые процессы
подразделяются на:

A) исключительно быстрые (3м/с)
Б) очень быстрые (Здм/м)

B) быстрые (1,5 м. в сутки)
Г) умеренные (1,5 м. в месяц)

Д) очень медленные (1,5 м. в год) Е) исключительно медленные (6 см в год) Медленные смещения (очень медленные).

Они не являются катастрофическими. Их называют волочениями, ползучими смещениями рыхлых отложений, а также скольжением и соскальзыванием. Это действительно перемещение - сползание, т. к. скорость его не превышает нескольких десятков сантиметров в год. Такое смещение можно распознать по искривленным стволам деревьев, растущих на склоне, изгибанию пластов и поверхности, так называемому снятию пластов, и с помощью чувствительных приборов.

Солифлюкция и гелифлюкция - виды таких медленных смещений. Раньше под солифлюкцией понимали смещения в грунтах и рыхлых осадках, насыщенных водой. Позднее этот термин был распространен и на ледниковые условия, где грунты смещаются в связи с чередованием замерзания и оттаивания. В настоящее время для обозначения смещений, вызванных попеременным замерзанием и оттаиванием, рекомендуется использовать термин «гелифлюкция». Опасность этих медленных смещений заключается в том, что они могут постепенно перейти в смещение быстрое, а затем и катастрофическое. Многие крупные оползни начинались оползанием рыхлого материала или медленным скольжением блоков горных пород. Смещение средней скорости (быстрые).

Смещения, что происходят со скоростью метров в час или метров в сутки. К ним относятся большинство типичных оползней. Оползневой участок состоит из зоны отрыва, скольжения и фронтальной. В зоне отрыва бывают различимы основная трещина отрыва и плоскость скольжения, по которой тело оползня отделилось от подстилающей породы.

Быстрые смещения.

Только быстрые оползни могут стать причиной настоящих катастроф с сотнями человеческих жертв. К таким смещениям относятся те, скорость которых составляет несколько десятков километров в час (или значительно больше), когда бегство невозможно (на настоящую эвакуацию не остается времени).

Известны разные типы таких катастроф: «Обвал скальных пород». Оползни - потоки возникают тогда, когда твердый материал

смешивается с водой и течет с большой скоростью. Оползни - потоки могут быть грязевыми (к ним относятся и вулканические грязевые потоки), каменными или переходными. К быстрым смещениям относятся и лавины, как снежные, так и снежно-каменные.

3. По масштабу оползни подразделяются:

А)крупные

Б)средние

В) мелкомасштабные.

Крупные оползни вызываются, как правило, естественными причинами и образуются вдоль склонов на сотни метров. Их толщина достигаетметров и более. Оползневое тело часто сохраняет свою монолитность.

Средние и мелкомасштабные оползни имеют меньшие размеры и характерны для антропогенных процессов.

4. Масштаб оползней характеризуется вовлеченной в процесс
площадью:

A) грандиозные -400 га и более
Б) очень крупные - 200-400 га

B) крупные - 100-200 га
Г) средние - 50-100 га
Д) мелкие 5-50 га

Е) очень мелкие до 5 га

5. По объему (мощности)

A) малые (10 тыс. куб. м)

Б) средние (от 10 до 100 тыс. куб. м)

B) крупные (от 100 тыс. до 1 млн. куб. м)
Г) очень крупные (более 1 млн. куб. м)

6. По активности оползни могут быть:

A) активными
Б) не активными

Их активность определяется степенью захвата коренных пород склонов и скоростью движения, которая может составить величину от 0,06 м/год до 3 м/с

7. В зависимости от наличия воды: А)сухие

B) очень влажные

8. По механизму оползневого процесса: А)оползни сдвига

Б) выдавливания

В)вязкопластические

Г) гидродинамического

Д) внезапного разжижения

Часто оползни имеют признаки комбинированного механизма.

9. По месту образования оползни подразделяются:

Б) прибрежные

В) подводные, (Б, В,) могут вызывать цунами

Г) снежные

Д) оползни искусственных земляных сооружений (каналов,

котлованов...)

Масштабы последствий определяются:

1) численностью населения оказавшегося в зоне оползня

2) числом погибших, раненных, оставшихся без крова

3) количеством населенных пунктов попавших в зону стихийного
бедствия

4) количеством объектов народного хозяйства, лечебно-
оздоровительных и социально-культурных учреждений,
оказавшихся разрушенными и поврежденными

5) площадью затопления и заваливания сельскохозяйственных
угодий

6) количеством погибших сельскохозяйственных животных.

Меры защиты при оползнях.

Население, проживающее в оползнеопасных зонах, должно знать очаги, возможные направления и характеристику этого опасного явления. На основе данных прогноза до жителей заблаговременно доводится информация об опасности и мероприятиях относительно выявленных оползневых очагов и возможных зон их действия, а также о порядке подачи сигналов об угрозе возникновения этого опасного явления. Также ранее информирование людей снижает воздействие стрессов и паники, которые могут возникнуть впоследствии при передаче экстренной информации о непосредственной угрозе оползня.

Население опасных районов обязано также проводить мероприятия по укреплению домов и территорий, на которых они построены, а также участвовать в работах по возведению защитных гидротехнических и др. инженерных сооружений. Оповещение населения проводится с помощью сирен, радио, телевидения, а также местных систем оповещения.

При угрозе оползня и при наличии времени организуется заблаговременная эвакуация населения, сельскохозяйственных животных и имущества в безопасные районы. Ценное имущество, которое нельзя взять с собой, следует укрыть от воздействия влаги и грязи. Двери и окна, вентиляционные и др. отверстия плотно закрываются. Электричество, газ, водопровод отключаются. Легковоспламеняющиеся, ядовитые и др. опасные вещества удаляются из дома и при первой возможности захороняются в ямах или погребах. Во всем остальном граждане действуют в соответствии с порядком, установленным для организованной эвакуации.

При угрозе наступления стихийного бедствия, жители на заботясь об имуществе, производят экстренный самостоятельный выход в безопасное место. При этом об опасности должны предупреждаться соседи, все встречные на пути люди. Для экстренного выхода необходимо знать пути движения в ближайшие безопасные места (склоны гор, возвышенности, не предрасположенные к оползневому процессу).

В случае, когда люди, здания и другие сооружения оказываются на поверхности движущегося оползневого участка, следует, покинув помещение, передвигаться по возможности вверх, действуя по обстановке, остерегаться при торможении оползня скатывающихся с тыльной его части глыб, камней, обломков, конструкций, земляного вала, осыпей.

После окончания оползня людям, спешно покинувшим зону бедствия и переждавшим его в близлежащем безопасном месте, следует, убедившись в отсутствии повторной угрозы, вернуться в эту зону в целях розыска и оказания помощи пострадавшим.

Наблюдение и прогнозирование оползней.

1. Следить за необычными происшествиями, за поведением
животных, за осадками.

2. Анализ и прогнозирование возможных оползней.

Для более точного прогноза необходимо:

A) анализ масс горных пород

Б) анализ условий уже известных и имевших место оползней.

B) наличие опыта и специальных знаний.

3. Проведение комплексных защитных инженерных работ.
Они являются активными мерами защиты от оползней.

1) Планирование откосов, выравнивание бугров, заделывание трещин

2) Осуществление плановых и строго дозированных взрывов

3) Строительство тоннелей и крытых ограждений, а также защитных стенок

4) Уменьшение крутизны склона с помощью техники или направленных взрывов

5) Строительство дорог, эстакад, виадуков

6) Сооружение подпорных стенок, сооружение рядов из свай

7) Устройство направляющих стенок

8) Перехват подземных вод дренажной системой (система специальных труб), регулирование поверхностных стоков латками и кюветами

9) Защита склонов посевом трав, деревьев и кустарников

10) Перенос линий электропередач, нефте - и газопроводов и
др. объектов в безопасные районы

11) Защита откосов, дорожных, автомобильных и железнодорожных насыпей бетонированием и озеленением.

4. Обучение людей, проживающих, работающих и отдыхающих в опасных районах

5. Соблюдение безопасного режима, строительных норм и правил, а также инструкций и стандартов.

Обвалы ледников.

Языки горных ледников спускаются в долины, где иногда подходят даже непосредственно к населенным пунктам. Во многих альпийских долинах ледника можно, что называется, коснуться рукой. Обычно поступательное движение ледниковых языков происходит со скоростью несколько метров в год, при этом, они тают и питают водой горные реки. Однако случается, что в силу каких-то причин ледник теряет стабильность и внезапно перемещается за несколько дней на десятки или даже сотни метров. Само по себе это явление еще не представляет катастрофы, однако, дело обстоит хуже, когда, утратив устойчивость, ледник обламывается и обрушивается в долину.

Это бурные потоки с грязью и каменными глыбами. Основным компонентом этой смеси является вода, именно она определяет движение всей массы. Непосредственными причинами зарождения селей являются сильные ливни, промыв перемычек водоемов , интенсивное таяние снега и льда, землетрясения и извержения вулканов, вырубка лесов, взрывы горных пород при прокладке дорог, неправильная организация отвалов.

Сели несут либо мелкие частицы твердого материала, либо грубые обломки. В соответствии с этим различают потоки каменные, грязе - каменные и грязевые.

Снежные лавины.

Лавины также относятся к оползням. Крупные снежные лавины являются катастрофами, уносящими десятки жизней. Ежегодно под снежными лавинами в наших горах погибает несколько человек, в масштабах Европы и всего мира число жертв снежных лавин значительно больше.

С точки зрения механики лавина возникает так же, как и другие оползневые смещения. Силы смещения снега переходят определенную границу, и гравитация вызывает смещение снежных масс по склону. Снежная лавина представляет собой смесь кристалликов снега и воздуха. Снег быстро после своего выпадения меняет свойства, то есть подвергается, метаморфизму. Кристаллики снега растут, пористость снежной массы уменьшается. На определенной глубине под поверхностью перекристаллизация может привести к образованию поверхности скольжения, по которой пласт снега оползет. Сила тяжести определяет возникновение растягивающих усилий в верхней части склона. Нарушения пласта снега в этих местах приводят обычно к возникновению лавины.

Критический угол в этом случае составляет 22 градуса. Однако это не означает, что снежная лавина не может зародиться на менее крутых склонах. Крупные лавины возникают на склонах 25-60 град. Их возникновение зависит не только от абсолютного уклона, но и от профиля склона. Вогнутые склоны менее опасны в отношении лавин, чем выпуклые. Выпуклость склона повышает растягивающие направления, хотя зимой и не видно, что таится под снегом, однако так называемый микрорельеф в значительной мере определяет возможность возникновения лавин. Гладкие травянистые склоны являются лавиноопасными. Кустарники, большие камни и другие препятствия такого рода сдерживают возникновение лавин. В лесу лавины образуются очень редко, однако одиночные деревья на склоне не препятствуют возникновению лавин. Важное значение имеет ориентация склона: на южных склонах в начале зимы лавин меньше, но в конце зимы южные склоны становятся лавиноопасными, ибо в результате таяния снежный покров теряет устойчивость.

Различают два основных типа лавин: лавины пылевые и пластовые.

Лавины пылевые образуются бесформенной смесью снежной пыли. Между смещающимся снегом и подстилающим нет плоскости скольжения. Снизу добавляется все новый и новый снег, и лавина растет. Такие лавины часто возникают в одном месте или на ограниченном участке. Лавины пластовые отделены плоскостью скольжения от основания. Они возникают, как и оползни, вдоль зоны отрыва и оползают в виде пласта, как по нижележащим более старым напластованиям снега, так и по коренному склону. Лавины пластовые более опасны, чем пылевые.

По своей форме лавины также делятся на два вида: лотковые лавины, скатывающиеся по ложбинам и ущельям, и плоские осовы, смещающиеся по ровной поверхности.

Скорость снежной лавины колеблется в широком диапазоне. Пылевые лавины являются более быстрыми. Те, в которых много воздуха, могут развивать скорость до 120-130 км/час. Тяжелые пылевые лавины смещаются со скоростью 50-70 км/час. Пластовые лавины более медленные, их скорость составляет 25-36 км/час.

По величине лавины делятся на большие, средние, малые. Большие уничтожают на своем пути все. Средние опасны лишь для людей, малые практически не опасны.

Существует несколько косвенных причин возникновения лавин: неустойчивость склона, перекристаллизация снега, образование плоскости скольжения, снежные наносы с большим углом откоса, чем склон. Прямой причиной часто является сотрясение. И камень, упавший на снежное поле, может вызвать лавину. Лавины захватывают в своем движении и людей, которые пересекают снежный массив, подготовленный к отрыву. Много споров вызывает вопрос о том, может ли быть лавина вызвана звуком. Большинство высказывает на этот счет сомнение.

Защита от лавин.

Как и в случае других оползневых смещений, наиважнейшую роль здесь играют превентивные меры. Лавиноопасные слоны распознаются достаточно просто. Важное значение представляют исследования предшествующих лавин, так как большинство из них спускаются по одним и тем же склонам, хотя исключения возможны.

Для прогноза лавин значение имеет и направление ветра, и количество осадков. При выпадении 25 мм свежего снега возникновение лавин возможно, при 55 мм они весьма вероятны, а при 100 мм приходится допустить возможность их возникновения

через несколько часов. Вероятность лавин вычисляют по скорости таяния снежного поля.

Защита от лавин может быть пассивной или активной.

При пассивной защите избегают лавиноопасных склонов или ставят заградительные щиты.

Активная защита заключается в обстреле лавиноопасных склонов. Тем самым вызывают сход небольших неопасных лавин и препятствуют накоплению критических масс снега.

Снежные лавины наносят большой ущерб, вызывают гибель людей. Так, 13 июля 1990 года на пике Ленина в Памире в результате землетрясения сход большой снежной лавины снес лагерь альпинистов , располагающийся на высоте 5300 м. Погибли 48 человек.

Список литературы.

Зденек Кукал «Природные катастрофы» Изд. 23нание» Москва 1985

Энциклопедия безопасности,

Изд. 2Сталкер» 1997 год

«Основные закономерности оползневых процессов»

Изд. «Недра» Москва 1972 год

Оползни, сели и обвалы относятся к опасным геологическим явлениям.

В 1911г. на Памире землетрясение вызвало гигантский оползень. Оползло около 2,5 млрд м 3 почвы. Был завален кишлак Усой с его жителями. Оползень перегородил долину реки Мургаб, и образовавшееся завальное озеро затопило кишлак Сараз. Высота этой образовавшейся плотины достигла 300 м, максимальная глубина озера - 284 м, протяженность - 53 км. Такие масштабные бедствия бывают нечасто, но беды приносят неисчислимые.

Оползни - это смещение масс горных пород вниз по склону под действием силы тяжести.

Оползни образуются в различных породах в результате нарушения их равновесия, ослабления прочности. Они вызываются как естественными, так и искусственными (антропогенными) причинами. К естественным причинам относятся увеличение крутизны склонов, подмыв их основании морскими и речными водами, сейсмические толчки и др. Искусственными причинами являются разрушение склонов дорожными выемками, чрезмерным выносом грунта, вырубкой леса, неправильной агротехникой сельскохозяйственных угодий на склонах и т. п. Согласно международной статистике до 80% современных оползней связано с антропогенным фактором. Они могут возникать и от землетрясений.

Оползни происходят при крутизне склона 10° и более. На глинистых грунтах при избыточном увлажнении они могут возникать и при крутизне в 5-7°.

Оползни классифицируются по масштабам явления, активности, механизму и мощности оползневого процесса, месту образования.

По масштабу оползни подразделяются на крупные, средние и мелкомасштабные.

Крупные оползни вызываются, как правило, естественными причинами и образуются вдоль склонов на сотни метров. Их толщина достигает 10-20 м и более. Оползневое тело часто сохраняет свою монолитность.

Средние и мелкомасштабные оползни имеют меньшие размеры и характерны для антропогенных процессов.

Масштаб оползней характеризуется вовлеченной в процесс площадью. В этом случае они подразделяются на грандиозные - 400га и более, очень крупные - 200-400 га, крупные - 100-200 га, средние – 50-100 га, мелкие – 5-50 га и очень мелкие - до 5 га.

По активности оползни могут быть активными и неактивными. Их активность определяется степенью захвата коренных пород склонов и скоростью движения, которая может составлять величину от 0,06 м/год до 3 м/с.

На активность оказывают влияние породы склонов, составляющие основу оползня, а также наличие влаги. В зависимости от количественных показателей присутствия воды оползни делятся на сухие, слабовлажные, влажные и очень влажные.

По механизму оползневого процесса оползни подразделяются на оползни сдвига, выдавливания, вязкопластические, гидродинамического выноса, внезапного разжижения. Часто оползни имеют признаки комбинированного механизма.

По месту образования оползни подразделяют на горные, подводные, снежные и искусственных земляных сооружений (котлованов, каналов, отвалов пород).

По мощности оползни могут быть малыми, средними, крупными и очень крупными. Они характеризуются объемом смещающихся пород, который может составлять от сотен до 1 млн. м 3 . Разновидностью оползней являются снежные лавины. Они представляют собой смесь кристаллов снега и воздуха. Крупные лавины возникают на склонах 25-60°. Они наносят большой ущерб, вызывают гибель людей. Так, 13 июля 1990 г. на пике Ленина на Памире в результате землетрясения сход большой снежной лавины снес лагерь альпинистов, располагавшийся на высоте 5300 м. Погибли 48 человек. Это была самая крупная трагедия отечественного альпинизма.

Сели (селевые потоки). 8 июня 1921 г. в 24 ч на г. Алма-Ату со стороны гор обрушилась масса земли, ила, камней, снега, песка, подгоняемая могучим потоком воды. Этим потоком были снесены находившиеся у подножья гор дачные строения вместе с людьми, животными, фруктовыми садами. Страшный поток ворвался в город, превратил его улицы в бушующие реки с крутыми берегами из разрушенных домов. Дома вместе с фундаментами срывались и уносились бурным потоком. Результатом оказались большие человеческие жертвы и огромный материальный ущерб. Причина селя - сильнейшие ливни в верхней части бассейна реки Малой Алмаатинки. Общий объем грязекаменной массы в 2 млн. м 3 перерезал город 200-метровой безжизненной полосой. Это только Сель - это бурный грязевый или грязекаменный поток, внезапно возникающий в руслах горных рек.

Непосредственными причинами зарождения селей являются сильные ливни, промыв перемычек водоемов, интенсивное таяние снега и льда, а также землетрясения и извержения вулканов. Возникновению селей способствуют и антропогенные факторы, к которым относятся вырубка лесов и деградация почвенного покрова на горных склонах, взрывы горных пород при прокладке дорог, вскрышные работы в карьерах, неправильная организация отвалов и повышенная загазованность воздуха, губительно действующая на почвенно-растительный покров.

один пример беды, которую может принести сель.

При движении сель представляет собой сплошной поток из грязи, камней и воды. Селевые потоки могут переносить отдельные обломки горных пород массой в 100-200 т и более. Передний фронт селевой волны образует «голову» селя, высота которой может достигать 25 м.

Селевые потоки характеризуются линейными размерами, объемом, скоростью движения, структурным составом, плотностью, продолжительностью и повторяемостью.

Длина русел селей может составлять величину от нескольких десятков метров до нескольких десятков километров. Ширина селя определяется шириной русла и колеблется от 3 до 100 м. Глубина селевого потока может быть от 1,5 до 15 м.

Объем селевой массы может быть равен десяткам, сотням тысяч и миллионам кубических метров.

Скорость движения селей на отдельных участках русла имеет различную величину. В среднем она колеблется в пределах от 2 до 10 м/с и более.

Продолжительность перемещения селей чаще всего составляет 1-3 ч, реже - 8 ч и более.

Повторяемость селей в зависимости от разных селеопасных районов различна. В районах ливневого и снегового питания сели могут повторяться несколько раз в течение года, но чаще один раз в 2-4 года. Мощные сели наблюдаются один раз в 10-12 лет и более.

Сели подразделяются по составу переносимого материала, характеру движения и мощности.

По составу переносимого материала различают:

грязевые потоки - смесь воды, мелкозема и небольших камней;

грязекаменные потоки - смесь воды, мелкозема, гравия, гальки и небольших камней;

водокаменные потоки - смесь воды с крупными камнями.

По характеру движения сели подразделяются на связные и несвязные потоки. Связные потоки состоят из смеси воды, глины, песка и представляют собой единое пластичное вещество. Подобный сель, как правило, не следует по изгибам русла, а выпрямляет их. Несвязные потоки состоят из воды, гравия, гальки и камней. Поток следует изгибом русла с большой скоростью, подвергая его разрушению. По мощности сели подразделяют на катастрофические, мощные, средней и малой мощности.

Катастрофические сели характеризуются выносом материала более 1 млн. м 3 . Они случаются на земном шаре один раз в 30-50 лет.

Мощные сели характеризуются выносом материала объемом в 100 тыс. м 3 . Подобные сели возникают редко.

При селях слабой мощности вынос материала наблюдается незначительный и составляет величину менее 10 тыс. м 3 . Они возникают ежегодно.

Обвалы (горный обвал) - отрыв и катастрофическое падение больших масс горных пород, их опрокидывание, дробление и скатывание на крутых и обрывистых склонах.

Обвалы природного происхождения наблюдаются в горах, на морских берегах и обрывах речных долин. Они происходят в результате ослабления связанности горных пород под воздействием процессов выветривания, подмыва, растворения и действия силы тяжести. Образованию обвалов способствуют: геологическое строение местности, наличие на склонах трещин и зон дробления горных пород.

Чаще всего (до 80%) современные обвалы связаны с антропогенным фактором. Они образуются в основном при неправильном проведении работ, при строительстве и горных разработках.

Обвалы характеризуются мощностью обвального процесса (объемом падения горных масс) и масштабом проявления (вовлечения в процесс площади).

По мощности обвального процесса обвалы подразделяются на крупные (отрыв пород объемом 10 млн. м 3), средние (до 10 млн. м 3) и мелкие (менее 10 млн. м 3).

По масштабу проявления обвалы подразделяются на огромные (100-200 га), средние (50-100 га), малые (5-50 га) и мелкие (менее 5 га).

Последствия оползней, селей, обвалов. Оползни, сели, обвалы наносят большой ущерб народному хозяйству, природной среде, приводят к человеческим жертвам.

Основными поражающими факторами оползней, селей и обвалов являются удары движущихся масс горных пород, а также заливание и заваливание этими массами свободного ранее пространства. В результате происходит разрушение зданий и других сооружений, скрытие толщами пород населенных пунктов, объектов народного хозяйства, лесных угодий, перекрытие русел рек и путепроводов, гибель людей и животных, изменение ландшафта.

В частности, эти опасные геологические явления угрожают безопасности движения железнодорожных поездов и другого наземного транспорта в горной местности, разрушают и повреждают опоры мостов, рельсы, покрытия автомобильных дорог, линии электропередач, связи, нефтепроводы, гидроэлектростанции, рудники и другие промышленные предприятия, горные селения, вакационные объекты.

Существенный ущерб наносится сельскому хозяйству. Селевые потоки приводят к затоплению и завалам сельскохозяйственных культур обломочными материалами на площадях в сотни и тысячи гектаров. Пахотные земли, расположенные ниже оползневых участков, часто заболачиваются. При этом происходят потери урожая и интенсивный процесс выбывания земель из сельскохозяйственного оборота.

Существенный ущерб этими явлениями может наноситься культурному и историческому наследию народов, населяющих горные местности.

Масштабы последствий определяются:

численностью населения, оказавшегося в зоне оползня;

числом погибших, раненых и оставшихся без крова;

количеством населенных пунктов, попавших в зону стихийного бедствия;

количеством объектов народного хозяйства, лечебно-оздоровительных и социально-культурных учреждений, оказавшихся разрушенными и поврежденными;

площадью затопления и заваливания сельскохозяйственных угодий;

количеством погибших сельскохозяйственных животных.

Вторичными последствиями этих стихийных бедствий являются ЧС, связанные с разрушениями технологически опасных объектов, а также прерыванием хозяйственной и вакационной деятельности.

Оползни, сели и обвалы на территории РФ имеют место в горных районах Северного Кавказа, Урала, Восточной Сибири, Приморья, острова Сахалин, Курильских островов, Кольского полуострова, а также по берегам крупных рек.

Часто оползни приводят к масштабным катастрофическим последствиям. Так, оползень 1963 г. в Италии объемом 240 млн. м 3 накрыл 5 городов, погубив при этом 3 тыс. человек.

В 1989 г. оползни в Чечено-Ингушетии повлекли за собой повреждения в 82 населенных пунктах 2518 домов, 44 школ, 4 детских садов, 60 объектов здравоохранения, культуры и бытового обслуживания.

В 1985г. в Колумбии в результате извержения вулкана Руис возник гигантский сель, который захлестнул г. Армеро, в результате чего погибли 22 тыс. человек и было уничтожено 4,5 тыс. жилых и административных зданий.

В 1982 г. селевой поток протяженностью 6 км и шириной до 200 м обрушился на поселки Шивея и Аренда Читинской области. Были разрушены дома, мосты, 28 усадеб, размыты и занесены 500 га посевных площадей, погибли люди.