Оползни

Государственное образовательное учреждение высшего         профессионального образования

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАР-СТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)

ВОЛЖСКИЙ ФИЛИАЛ

 

 

 

Реферат: «Оползни».

 

 

 

                                                                 

 

 

 

 

                                                         Работу выполнил студент 4 куса

                                                       Степанова Алина Анатольевна

                                             Проверил: Киллов Н.А.

 

 

 

 

Чебоксары 2012

 

Введение.

 

 

Весной 1994 г. бедствие обрушилось на Киргизию. После необычно снежной  зимы во многих районах произошли  огромные оползни. Ими разрушены  сотни домов, при этом были человеческие жертвы. Создалась угроза хранилищам радиоактивных отходов, которые  также могли быть разрушены оползшими  массами пород. Сошли оползни  и в Узбекистане, причинив такие  же бедствия.

В России оползни довольно часто происходят в Поволжье —  в Саратовской области, в районе Волгограда; на берегах Дона, Цимлянского  водохранилища, в долине Кубани, во многих районах Сибири.

Южный берег Крыма —  это почти сплошные оползневые массивы (Рис. 1), ежегодно «ломающие» шоссейные  дороги, угрожающие жилым домам и  промышленным сооружениям.

В горах Средней Азии риск схода оползней есть практически  везде. Иногда оползни происходят внезапно. Вдруг часть склона с изумрудной весенней травой покрывается серповидными трещинами, и огромная масса, отделившись  от склона, начинает двигаться вниз. Нередко скорость движения очень  велика — 10 м/с и более. И на месте такого яркого травяного ковра образуется бурая рваная «рана» — глубокая впадина с отвесными стенками, а внизу, у подножия склона, — сползшая из неё хаотическая масса грунта. Простые оползни, которые вызваны однократным скольжением массы пород, наблюдаются редко. Чаще всего оползневые массивы формируются длительное время, и в их пределах процесс оползания повторяется неоднократно, в результате чего возникают бугристые сложные склоны, как, например, на Воробьёвых горах около Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Крутой склон, обращенный к Москве-реке, имеет неровный, бугристый рельеф, образовавшийся в результате неоднократного сползания его верхней части.

Оползни возникают тогда, когда природные процессы или  люди нарушают устойчивость склона. Сила связанности грунтов и горных пород оказывается в какой-то момент меньше, чем сила тяжести, вся  масса приходит в движение. На возникновение  оползней оказывают влияние многие факторы, особенно дождевые осадки, землетрясения, повышение уровня воды в реке.

 

 

 

 

Рис.1. оползни в Крыме.

В последние  годы произошло несколько незначительных землетрясений в городе Красноярске, а при даже незначительных сотрясениях  склоны становятся нестабильными. Летом 2006 года уровень воды в Енисее значительно  повысился, берега были значительно  подмыты, поэтому склоны, сложенные  рыхлыми слабосцементированными породами могут потерять устойчивость.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Что собой представляет оползень.

Большая часть поверхности  земли - склоны. К склонам относятся  участки поверхности с углами наклона, превышающими 1 градус. Они  занимают не меньше 3/4 площади суши.

Оползни — это смещение масс горных пород вниз по склону под  действием силы тяжести. Чем круче  склон, тем значительнее составляющая силы тяжести, стремящаяся преодолеть силу сцепления частиц пород и  сместить их вниз. Силе тяжести помогают или мешают особенности строения склонов: прочность пород, чередование  слоев различного состава и их наклон, грунтовые воды, ослабляющие  силы сцепления между частицами  пород. Обрушение склона может быть вызвано оседанием — отделением от склона крупного блока породы. Оседание типично для крутых склонов, сложенных  плотными трещиноватыми породами (например, известняками). В зависимости от сочетания этих факторов склоновые  процессы приобретают различный  облик.

Оползни образуются в различных  породах в результате нарушения  их равновесия и ослабления их прочности  и вызываются как естественными, так и искусственными причинами. К естественным причинам относятся  увеличение крутизны склонов, подмыв их оснований морскими и речными  водами, сейсмические толчки и т.п. Искусственными, или антропогенными, т.е. вызванными деятельностью человека, причинами  оползней являются разрушение склонов  дорожными выемками, чрезмерный вынос  грунта, вырубка леса и т.п. Согласно международной статистике до 80% современных  оползней связано с деятельностью  человека.

Рис. 2. Схема строения оползня.

 

Географическое  положение и приуроченность.

 

Оползни — обычное явление  в тех местностях, где активно  проявляются процессы эрозии склонов. Они происходят в том случае, когда  массы породы, слагающие склоны гор, теряют опору в результате нарушения  равновесия пород, вызванного подмывом водой, ослабления прочности пород  при выветривании и переувлажнении осадками и подземными водами, вследствие сейсмических воздействий, а также  строительной и хозяйственной деятельности, проводимой без учета геологических  условий.Крупные оползни возникают чаще всего в результате сочетания нескольких таких факторов: например, на склонах гор, сложенных чередующимися водоупорными (глинистыми) и водоносными породами (песчано-гравийными или трещиноватыми известняками), особенно если эти пласты наклонены в одну сторону или пересечены трещинами, направленными по склону. Почти такую же опасность возникновения оползней таят в себе создаваемые человеком отвалы пород вблизи шахт и карьеров. Разрушительные оползни, движущиеся в виде беспорядочной груды обломков, называют камнепадами; если блок перемещается по некоторой ранее существовавшей поверхности как единое целое, то оползень считается обвалом; оползень в лессовых породах, поры которых заполнены воздухом, приобретает форму потока (оползень течения).

Оползни - явление частое и свойственное склонам долин, оврагов , балок, берегам морей, искусственным выемкам. Они разрушают здания и сооружения на самих склонах и ниже их. Большой ущерб ежегодно приносят оползневые явления на берегах Черноморского побережья Кавказа, в долинах Волги и многих других рек и горных районов.

Известно не мало примеров оползневых явлений катастрофического характера. Так, 9 октября 1963г. на севере Италии оползень объемом 240 млн. м3 разрушил плотину Вайонт (Рис. 5) высотой 265,5 м. Погибло более 3000 человек – это наиболее известные «классический» пример.

На участке дороги Алушта-Никита в Крыму при строительстве  троллейбусной дороги возникли 20 новых  оползней и активизировались 5 старых, и оползневые участки составили  около 10% протяженности дороги.

 

Признаки процесса

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 мощенные земляные массы и террасовидные уступы. Очень 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.

Существующие методы оценки склонов в связи с возможностью. возникновения оползней Г. С. Золотарев (1979) объединяет в следую­щие группы:

1)сравнительно-геологические (аналогии), основанные на стати­стических данных о строении и истории формирования склона, приуро­ченных к нему типах оползней, их механизме и режиме и других яв­лений;

2) расчетные—широко применяемые  методы К. Терцаги, Н.Н.Маслова и др., в основе которых лежит определение коэффициента запа­са устойчивости существующего или потенциального оползневого мас­сива и склона по отношению к известной или выбранной поверхности смещения;

3) экспериментально-расчетные,  основанные на предварительном  определении напряженно-деформированного  состояния склона на моде­лях  или расчетным путем и на  дальнейшем сопоставлении величин  на­пряжений с показателями прочности пород по всему разрезу;

4) экспериментальные —  на моделях на эквивалентных  материа­лах, позволяющие проанализировать нарастание напряжений и разви­тие деформаций во времени.

Все перечисленные методы оценки устойчивости склонов и отко­сов исходят из теории упругости и рассматривают потенциальный опол­зневой массив как жесткое недеформируемое тело, условно разделен­ное на элементарные блоки. В действительности механизм движения реального оползня в разных частях протяженного слоя различный и изменяется во времени.

 

Причины возникновения  и условия развития

 

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 оказыва­ем геологическое строение и литологический состав пород скло­на. Наиболее часто оползни проявляются при залегании слоев с падением в сторону склона, например оползни Черноморского побережья (Туапсе—Сочи). 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. Устойчивость склона (или степень устойчивости) определяется соотношением сил, стремящихся столкнуть массу пород вниз по склону, и сил, которые сопротивляются этому процессу.

Рис.3. Характерные типы поверхностей («линий») скольжения оползневых тел (по М.Васичу)

а-круглоцилиндрические; б-прямолинейные; в-«неправильные»

Для того чтобы склон стал неустойчивым и земляные массы начали сползать, необходимо дополнительное воздействие. Сползание может возникнуть под действием природных процессов  или от производственной деятельности человека.Основными причинами оползней следует считать три группы процессов:

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

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

3. 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.

 

 

 

Строение оползневого  тела

Многими исследователями  отмечается возникновение оползней в том случае, когда по расчетным  данным склон является устойчивым. Это объясняется тем, что в  предшествующий оползню период при  сла­бой деформации склона или откоса в условиях ползучести глинистых грунтов нарушается структурное оцепление и образуются ослабленные на сдвиг зоны. Этот процесс может завершиться формированием сплош­ной поверхности скольжения. Бурное развитие оползня возникает, как правило, после смещения оползневого тела на несколько десятков сан­тиметров.

В настоящее время почти  не вызывает сомнения значитель­ная  роль реологических явлений в  развитии оползневых процессов. От­сюда  следует, что при прогнозе оползней необходимо учитывать посте­пенное развитие во времени поверхности  скольжения с прогрессирую­щим развитием трещин и возрастанием напряженного состояния в тех или иных зонах массива грунта. Появление в этот период трещин в зданиях, разрывы дорожных покрытий не должны оставаться без вни­мания, так как они указывают на возможность катастрофы.

В результате возникновения  оползня формируются характерные  геоморфологические элементы. (Рис. 4).

• оползневое тело;
• поверхность скольжения, форма которой может быть цилиндрической, волнистой, плоской;
• бровка срыва, там, где произошел отрыв оползневого тела от основного массива пород;
• террасовидные уступы или оползневые террасы (не следует вшивать с речными террасами);
• вал выпучивания, разбитый трещинами;
• подошва оползня — место выхода на поверхность плоскости скольжения, оно может располагаться выше и ниже подошвы слона или быть на его уровне.