Курсовая работа: Основные закономерности оползневых процессов

1. Оползни

1.1 Общие сведения

Оползни - скользящее смещение масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Оползни возникают в каком-либо участке склона или откоса вследствие нарушения равновесия пород, вызванного: увеличением крутизны склона в результате подмыва водой; ослаблением прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками и подземными водами; воздействием сейсмических толчков, также причиной возникновения оползней в значительной степени является деятельность человека (антропогенный фактор). Такими действиями, создающими опасность развития оползней, являются:вырубка лесов и кустарников на склонах. Причем вырубка может быть намного дальше и выше места будущего оползня, но вода не будет задерживаться растениями вверху и переувлажнение грунтов происходит далеко внизу; производство взрывных работ, которые способствуют развитию трещин в породах, а также являются, по сути, локальным землетрясением; распахивание склонов, чрезмерный полив садов и огородов на склонах;разрушение склонов котлованами, траншеями, дорожными выемками, подрезающими склоны; закупоривание, засорение, заваливание мест выхода подземных вод; строительство жилья и промышленных объектов на склонах, что ведет и к разрушениям склонов, увеличению силы тяжести, направленной вниз по склону¹ . Наиболее часто оползни возникают на склонах, сложенных чередующимися водоупорными (глинистыми) и водоносными породами (например, песчано-гравийными, трещиноватыми известняковыми). Развитию оползня способствует такое залегание, когда слои расположены с наклоном в сторону склона или в этом же направлении пересечены трещинами. В сильно увлажнённых глинистых породах оползни приобретает форму потока. В плане оползни часто имеет форму полукольца, образуя понижение в склоне, называется оползневым цирком.

Нужно хорошо знать, что оползни могут сходить со всех склонов, начиная с крутизны 19 градусов, а на глинистых грунтах - при крутизне склона 5-7 градусов. В зависимости от крутизны и характера грунта оползень может развиваться мгновенно. Если скорость больше метра в секунду, то это почти обвал, обрушение породы, которое опаснее, чем медленно скользящий оползень. Скорости больше одного метра в минуту также являются катастрофическими, поскольку за короткое время почти невозможно организовать спасение людей, имущества и животных. Скорость движения оползней больше метра в сутки считается быстрой, а менее метра в месяц - медленной. Дело в том, что даже при движении оползня со скоростью 1 метр в сутки спасти из имущества удается порой лишь легкие вещи, которые можно вынести из строений. Судьба самих строений определяется только после полной остановки оползня² . Люди не всегда могут в считанные часы остановить движение десятков тысяч тонн грунта, чтобы предотвратить разрушения зданий. Поэтому скорость более 1-1,5 метров в сутки считается быстрой.

Таблица 1.1.1 "Скорости движения оползней"

Скорость движения	Оценка движения
3 м/с	Исключительно быстрое
0,3 м/мин	Очень быстрое
1,5 м/сутки	Быстрое
1,5 м/месяц	Умеренное
1,5 м/год	Очень медленное
0,06 м/год	Исключительно медленное

1.2 Классификация оползней

Основным поражающим фактором оползней являются тяжелые массы грунта, засыпающие или разрушающие все на своем пути. Поэтому главный показатель оценки оползня - это его объем, измеряемый кубометрами. А измерив длину, ширину и высоту оползня, подсчитав его объем, легко определить и его массу в тоннах, вероятнее всего, в тысячах и сотнях тысяч тонн. Малыми считаются оползни объемом до 10 тыс. куб. м, средними - 10-100 тыс. куб. м, крупными 100-1000 тыс. куб. м, а свыше миллиона куб. м - очень крупными.

Таблица 1.2.1 классификация оползней по объёму пород

Вид оползня	Объём породы
Малый оползни	До 10 тыс.м3
Средний	От 10 до 100 тыс м3
Крупный оползень	От 100 до 1000 тыс м3
Очень крупный оползень	Свыше миллиона м3

Масштаб оползней характеризуется вовлеченной в процесс площадью: очень мелкие - до 5 га, мелкие - 5-50 га, средние - 50-100 га, крупные - 100-200 га, очень крупные - 200-400 га, грандиозные - 400 га и более. Среди оползневых явлений можно определить следующие виды: Оползание блоков породы (блоковые или структурные); Оползание чехла рыхлых отложений (единовременное и быстрое) по поверхности скальной или мёрзлой – оползни-сплывы; Оползание мелких блоков – оплывание, охватывающее весь склон или его значительную часть; Отседание склонов, смещение блоков скальных или полускальных пород. В соответствии с этим, можно рассматривать оползневые склоны, склоны оползания чехла рыхлых отложений (склоны оползней-сплывов), оплывные склоны и склоны отседания.Структурные оползни разделяются по разным признакам. А.П.Павлов ещё в прошлом столетии разделял оползни на детрузивные и деляпсивные. Первые оползни «толкают» перед своим нижним концом пластичные горные породы, деформируя их. Вторые свободно соскальзывают к урезу реки, моря, озера. По отношению к структуре горных пород, слагающих склоны, оползни делятся на следующие виды: асеквентные, развитые в однородных породах; консеквентные, происходящие по плоскостям напластования пород или же по плоскостям разломов; инсеквентные, для которых характерно пересечение плоскостями оползания поверхностей напластования или плоскостей разломов.Оползни могут происходить на одном высотном ярусе – одноярусные или на нескольких – многоярусные. Многоярусные оползни наблюдаются в горах и реже на равнинах, главным образом там, где высота склонов достигает 100 – 200 метров.По времени, в течение которого происходит процесс оползания, выделяются оползни одновременные, периодические и постоянные. По скорости смещения все склоновые процессы можно подразделить на три категории: медленные, смещения со средней скоростью и быстрые.Медленные смещения. Медленные смещения не являются катастрофическими. Их называют волочениями, ползучими смещениями рыхлых отложений, а также скольжением и соскальзыванием. Солифлюкция и гелифлюкция – виды таких медленных смещений. В настоящее время для образования смещений, вызванных переменным замерзанием и оттаиванием, рекомендуется использовать термин «гелифлюкция». Солифлюкция – это движение массы грунта, обладающего вязко-текучей консистенцией, т.е. способностью растекаться толстым слоем. Опасность этих медленных смещений заключается в том, что они могут постепенно перейти в смещение быстрое, а затем и катастрофическое⁴ . Многие крупные оползни начинались оползанием рыхлого материала или медленным скольжением блоков горных пород.

1.3 Методы борьбы с оползнями

Методы борьбы с оползнямиустанавливают на основе тщательного изучения природных физико-геологических условий, уяснения основных причин неустойчивости и аналитических расчетов предельного равновесия рассматриваемых массивовгрунта. В практике в качестве основных противооползневых мероприятий применяются:⁵

· организация стока поверхностных вод в зоне оползней и прилегающих к ней территорий;

· дренирование подземных вод путем сооружения различных дренажных систем;

· уменьшение внешних нагрузок;

· уполаживание откосов и пригрузка их с помощью контрбанкетов;

· ограждение откосов и защита их от подмыва и размыва проточными водами рек или волнами морей, водохранилищ;

· зеленые насаждения по верху откоса и оползневом откосе;

· искусственное закрепление масс оползневого тела;

· искусственные сооружения для удержания грунтовых масс.

Такие мероприятия осуществляются:

· с помощью вертикальной планировки и производства земляных работ;

· путем устройства дренажных сетей;

· применением агролесомелиоративных мер;

· с применением подпорных стен, волноломов, свай и др.

С помощью вертикальной планировки и производстваземляных работвыполняется уположивание откосов и создание контрбанкетов. Уполаживание откосов преследует цель уменьшения крутизны оползневого склона, обеспечивающей его устойчивость. Уполаживание склона целесообразно как профилактическое мероприятие при наличии неактивизировавшегося оползня. Кроме того, целесообразность уполаживания склона определяется объемом земляных работ и характером грунтов (Рис.1.3.1).

Таким образом, благодаря контрбанкету увеличивается вес тела оползня в его нижней части и создается некоторый упор, противодействующий сползающей массе оползня.

Рис.1.3.1Схемы вариантов, сдерживающих перемещение нижней части оползня

а, б— контрфорс из грунта; в — контрфорс с забивкой удерживающих оползень свай; г — контрфорс в виде железобетонных ящиков, заполненных песком или щебнем; 1 — упорная призма; 2 — тело оползня; 3 — поверхность скольжения; 4 — первоначальная поверхность склона; 5 — дренаж; 6 — лоток водоотвода; 7— сваи; 8 — железобетонный ящик