Оползневые процессы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «КубГУ)

 

 

Кафедра региональной и морской геологии

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

ОПОЛЗНЕВЫЕ ПРОЦЕССЫ

 

 

Работу выполнил________________________________А.А.Сухотин

                                                              (Подпись, дата)

Факультет                      геологический                                 курс         1   

Направление подготовки                        020700.62  Геология_________

Научный  руководитель, 

должность, ученая степень,

ученое звание____________________________________О.Л, Донцова                                                   (Подпись, дата)

Нормоконтролер,

доцент, к.г.н._____________________________________О. Л. Донцова

(Подпись, дата)

 

 

 

 

 

 

 

 

Краснодар 2014

 

 

Содержание

Стр.

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………….     4

1. ТЕОРИЯ ОПОЛЗНЕВОГО  ПРОЦЕССА…………………………..      6

1.1. Морфологические особенности оползневых тел……………….       6

1.2. Причины и условия возникновения оползней ………..………..       9

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ОПОЛЗНЕЙ  ………………………………      12

3. ПРОТИВООПОЛЗНЕВЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ……………………    28

4. СОВРЕМЕННЫЕ ОПОЛЗНЕВЫЕ ПРОЦЕССЫ В ГОРНОЙ ЧАСТИ РЕСПУБЛИКИ АДЫГЕЯ……………………………………………………….30

  Заключение……………………………………………………………….32

Список используемых источников ………………………………..    34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Оползни – грозное катастрофическое явление. Оползневые процессы характеризуются внезапностью и высокой скоростью протекания. Они могут существенно изменяют рельеф земной поверхности, уничтожают расположенные на них угодья, нарушают устойчивость целых комплексов сооружений: зданий, дорог, каналов, – разрушают их, вызывая природные катаклизмы с огромным материальным ущербом и человеческими жертвами.

Сведения об оползнях известны с древнейших времен. Полагают, что самым крупным в мире по количеству оползневого материала (масса 50 млрд. т, объем около 20 км3 ) был оползень, произошедший в начале н. э. в долине реки Саидмаррех на юге Ирана. Оползневая масса обрушилась с высоты 900 м (гора Кабир-Бух), пересекла долину реки шириной 8 км, перевалила через хребет высотой 450 м и остановилась в 17 км от места возникновения. При этом,  за счет перекрытия реки,  образовалось озеро длиной 65 км и глубиной 180 м.

 В русских летописях  сохранились упоминания о грандиозных  оползнях на берегах рек. О катастрофическом оползне в начале 15 в. в районе Нижнего Новгорода сообщается так: «... И Божьим изволением, грех ради наших, оползла гора сверху над слободой и засыпало в слободе сто пятьдесят дворов и с людьми и со всякой скотиной...».

Масштабы катастрофы при оползнях зависят от степени застроенности и заселенности территории. Наиболее разрушительными из когда-либо зарегистрированных были оползни, произошедшие 16 декабря 1929 г. в Китае в провинции Ганьсу на обжитых лессовых террасах, что привело к гибели 180 тыс. человек. В Перу в 31 мая 1970 в результате землетрясения с горы Невадос-Уаскаран (6768 м.)  сорвались со скоростью 240 км/час вниз по долине огромные массы горных пород и льда. Были разрушены города Ранрахирка и Юнгай. Погибли 25 тыс. человек.

Наибольший ущерб (138 млн. долларов) нанесла серия селей и оползней 18-26 января 1969 г. в южных районах Калифорнии. Ежегодный ущерб от оползней достигает в США 1,5-2,5 млрд. $, в Японии 1,5 млрд. $, в Италии 1,1 млрд. $.

В России и в странах СНГ известные оползневые районы расположены по правобережью рек Камы и Вятки, по склонам долины Волги, особенно на участке от Нижнего Новгорода до Волгограда, по правобережью Днепра в районе Киева, по долинам рек Сибири и побережью озера Байкал. Крупным оползневым районом является территория города Одессы и его пригородов, Крымское побережье Чёрного моря.

Опасным в этом отношении является Северный Кавказ. От Дагестана до Черноморского склона Кавказа имеются тысячи оползневых участков.

Оползни представляют большую опасность не только на естественных, но и на искусственных склонах, то есть на откосах насыпей, дамб, плотин, выемок, бортов карьеров при открытой добыче полезных ископаемых.

Всё это приводит к необходимости проводить исследования по выявлению оползнеопасных участков, производить мелиоративные работы по улучшению таких территорий, строить разнообразные противооползневые сооружения, разрабатывать новые средства предупреждения и борьбы с оползнями.

 

1. ОПОЛЗНЕВОГО  ПРОЦЕССА

 

Оползнем называют массу горных пород, сползшую или сползающую вниз по склону или откосу (искусственный склон) под влиянием силы тяжести, гидродинамического давления, сейсмических и других сил. Образование оползня  проявляется в вертикальном и горизонтальном смещении масс горных пород вследствие нарушения их устойчивости. 

 

1.1. Морфологические особенности  оползневых тел

Каждый оползень образует определённый оползневой участок, захватывающий часть склона или откоса и прилегающей к нему местности. Границы и форма оползневого участка определяются размером и типом оползня. Сместившиеся массы горных пород образуют тело оползня (6) – оползневые накопления (или оползень) (рис. 1).

Сползание масс горных пород при оползневом процессе всегда происходит по одной или нескольким поверхностям скольжения (7). Место выхода поверхности скольжения на дневную поверхность в основании склона называют подошвой оползня (13), а в верхней части – вершиной (4). Выход её на склоне справа и слева от оси оползня обозначает его борта.

Образованию оползня обычно предшествует возникновение трещин, закономерно расположенных на участке и в теле оползня. В верхней части склона или откоса у вершины оползня обычно образуются трещины отрыва – крутые, ориентированные дугообразно (концентрически) или по простиранию склона (2). По таким трещинам обычно происходят смещения масс горных пород, в результате чего висячая плоскость трещин образует в рельефе главный уступ (3), дугообразно (концентрически) изгибающийся, высотой до нескольких метров. Когда трещины отрыва ориентированы по простиранию, вдоль фронта склона, в рельефе возникает ступень. Часто на склоне или откосе образуется несколько ступеней.

 

 

Условные обозначения:

1 – оползневой цирк; 

2 – бровка главного уступа;

3 – главный уступ;

4 – вершина оползня;

5 – уступ внутренний;

6 – тело оползня;

7 – поверхность скольжения;

8 - неровности рельефа поверхности (валы, бугры и др.);

  9 – трещины отрыва;

10 – трещины растяжения (отрыва);

11 – трещины сдвига (скалывания)     вдоль бортов и по оси оползня;

12 – трещины сдвига (скалывания) у подошвы оползня; 

13 – подошва оползня.

Рис. 1. Строение оползня. (Ломтадзе, 1977)

 

 

 

 

 Вдоль бортов оползня  возникают трещины скалывания (сдвига), которые обозначают боковые границы оползня (11). Трещины отрыва возникают также в теле оползня у его вершины, где действуют растягивающие напряжения (10). Они ориентированы параллельно склону. В нижней части, у подошвы оползня, образуются трещины скалывания (сдвига) (12), так как здесь массы горных пород постепенно начинают тормозить движение масс, надвигающихся сверху. Такие трещины пересекают оползень поперёк и ориентированы также параллельно склону. В теле оползня часто появляются продольные косые трещины сдвига вследствие разной скорости смещения масс горных пород вдоль его оси и в прибортовых частях.

Рельеф поверхности оползневого тела обычно неровный – волнистый, бугристый, с западинами. Там, где есть дерновый покров, он разорван, деревья наклонены или даже опрокинуты в разные стороны, образуя «пьяный» лес.

В плане оползни могут иметь весьма разнообразные очертания. Наиболее часто встречаются циркообразные оползни – главный и внутренний уступы полукругом окаймляют понижение, образуя амфитеатр (рис.2, а) у фронтальных оползней главные и внутренние уступы вытянуты вдоль склона на значительные расстояния  (рис.2, б), оползни-потоки глетчерообразно вытянуты вдоль понижений (ложбин стока) спускающихся со склона(рис.2, в). 

Рис.2.Форма очертаний оползней в плане: а) циркообразный; б) фронтальный; в) оползень-поток – глетчерообразный.

 

 

 

 

1.2. Причины и  условия возникновения оползней

Всякое оползневое смещение масс горных пород происходит под воздействием силы тяжести и возможно только тогда, когда сдвигающая составляющая силы тяжести превысит прочность пород в целом, либо по поверхностям или зонам ослабления. В этом случае будет нарушена устойчивость – предельное равновесие масс горных пород.

Основными причинами образования оползней наиболее часто являются следующие:

1. увеличение крутизны склона или откоса при их подрезке, подработке или подмыве, а также при придании откосам большой крутизны;

2. ослабление прочности пород вследствие изменения их физического состояния при увлажнении, набухании, разуплотнении, выветривании, нарушении естественного сложения, а также в связи с развитием в породах явлений ползучести;

3. действие гидростатических и гидродинамических сил на породы, вызывающее развитие фильтрационных деформаций (суффозию, выпор, переход в плывунное состояние и др.);

4. изменение напряжённого состояния горных пород в зоне формирования склона и строительства откоса;

5. внешние воздействия – загрузка склона или откоса, а также участков, прилегающих к их бровкам, микросейсмические и сейсмические колебания и др.

Каждая из перечисленных причин в отдельности может вызвать нарушение равновесия масс горных пород на склонах и откосах, но наиболее часто наблюдается при их совместном влиянии.

Условия оползнеобразования – это совокупность природных и антропогенных условий, облегчающих действие сил, нарушающих равновесие масс горных пород.

Основные условия оползнеобразования:

1. Климатические условия.

Периоды образования новых оползней и разнообразных подвижек совпадают с периодами дождей или таянием снега. Для развития оползневых процессов наиболее благоприятными являются районы гумидного  климата с равномерным режимом выпадения осадков, которым к тому же свойственны моросящие дожди. В районах с ливневым характером осадков лишь незначительная часть влаги инфильтруется, а большая часть быстро стекает со склона. В засушливых районах горные породы на склонах иссушаются, что повышает их устойчивость.  Климатические условия оказывают огромное влияние на гидрологический режим водоемов. Активно развиваются оползни на реках с паводковым режимом, на участках русла рек с большими скоростями потока, на берегах морей с интенсивным развитием волноприбойных явлений.

2. Рельеф местности. Важнейшие условие, способствующим образованию оползней. Оползни наиболее широко распространены в горных районах, на участках с резко пересеченным рельефом, на высоких и крутых склонах речных долин и т.д.
3. Геологическое строение. В большинстве случаев, оползни приурочены к местам выхода глинистых отложений (слоям, прослоям, примазки). Образование оползней наиболее вероятно на участках, где в геологическом строении  склонов или откосов имеются потенциальные поверхности скольжения ориентированные вдоль склона.
4. Оползни интенсивно развиваются в районах с высокой тектонической активностью.
5. Гидрогеологические условия. Более благоприятны для образования оползней по сравнению со склонами, сложенными породами, хорошо дренируемыми.
6. Инженерная и хозяйственная деятельность  человека часто создает условия, благоприятные для развития оползней. Подрезка склонов, крутое заложение откосов, нарушение поверхностного и подземного стока, уничтожение пляжей и многие другие действия человека соизмеримы по распространению, масштабам и значению с природными условиями оползнеообразования.

При изучении оползневых процессов и оценке их угрожаемости необходим всесторонний подход, комплексный анализ, учитывающий как региональные, так и местные условия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.  КЛАССИФИКАЦИЯ  ОПОЛЗНЕЙ

Оползни весьма разнообразны по размерам, строению, причинам образования и условиям, способствующим их возникновению и развитию, механизму и динамике процесса. Соответственно и классификаций оползней предложено много. Одни из них, более детальные, учитывают несколько признаков,  другие – построены на учёте одного.

В зависимости от глубины расположения поверхности скольжения смещаться могут либо только самые поверхностные отложения, например почвенный покров, делювиальные или делювиально-элювиальные образования, либо (при глубоком её залегании) большие массы горных пород. В соответствии с этим Ф.П. Саваренский (1935) предлагал различать оползни поверхностные, мелкие, глубокие и очень глубокие (табл. 1).

Таблица 1.

Глубина захвата пород оползневыми деформациями (Саваренский, 1935)

Оползни	Глубина расположения (захвата)  поверхности скольжения, м
Поверхностные	< 1
Мелкие	< 5
Глубокие	< 20
Очень глубокие	> 20