Оползни

Особенно большое значение имеет анализ возможного инженерного  воздействия на естественный ход  процесса. Поэтому каждое условие  и причину, определяющие ход процессов оползания, оплывания и отседания, необходимо анализировать в отдельности, имея в то же время в виду, что влияние каждого из них осуществляется в сложной комбинации.

В результате движения оползня  возникают специфические формы  рельефа. В пришовной части оползневой террасы (а их может быть несколько) может сохраняться пришовная ложбина, создающая наиболее благоприятные условия для постоянного смачивания поверхности смещения. В плане оползни часто имеют циркообразную форму. В верховьях оврагов, где почти всегда имеет место разгрузка подземных вод, постоянно наблюдаются циркообразные оползни – ендовины.

Для выявления оползневых склонов первостепенное значение имеет  изучение морфологии склонов. Появление  беспорядочной бугристости в  основании склона, наличие трещин, террасовидных уступов, особенно с обратным уклоном, свежих стенок отрыва и других форм, явно чуждых обычному склону долины или берега озера, указывает на развитие оползневых явлений. Иногда на оползень указывают и бугристые нагромождения на дне долины. Бывают случаи, когда огромные, слабоподвижные оползневые блоки склонов глубоких и крутосклонных долин, смещаясь, мало-помалу сжимают узкую долину реки, едва не перегораживая её. Движение их восстанавливается лишь по мере среза нагромождений у основания оползня.

 

Оползни в зависимости  от их вида и активности наблюдают  геодезическими методами, которые подразделяют на, четыре группы:

• осевые (одномерные), когда смещение закрепленных на оползне точек определяют относительно заданной линии или оси;
• плановые (двухмерные) — по изменению плановых координат закрепленных на оползне точек (оползневых точек);
• высотные — по изменению высот оползневых точек;
• пространственные (трехмерные) — по изменению трех координат оползневых точек.

 

Оползневые методы используют при известном направлении движения оползней, их подразделяют на:

• метод расстояний, когда через определенные промежутки времени измеряют расстояния по прямой линии между пунктами, установленным вдоль движения оползня;
• метод створов, установленных в перпендикулярном движению оползня направлении, и периодическому измерению расстояний от створов до оползневых точек;
• лучевой метод определения смещения оползневых точек по изменении направлений визирного луча относительно опорной линии, на одном из пунктов которой устанавливают теодолит.

 

Кроме того, плановые смещения оползневых точек определяют методами прямых угловых и линейных засечек, обратной засечки, полигонометрии и  другими способами. Высотные смещения оползневых точек определяют методами геометрического и тригонометрического нивелирования. Пространственное смещение оползневых точек можно определить фототеодолитной съемкой.

Смещение оползневых точек определяют относительно опорных  пунктов, расположенных вне оползневого  участка. Наблюдения за оползнями выполняют не реже одного раза в год. В зависимости от скорости движения оползня периодичность наблюдений может корректироваться: время между наблюдениями уменьшается в периоды активизации оползня и увеличивается в периоды угасания.

 

5. Определение устойчивости склонов, величин оползневого давления и нагрузок от обвалов

 

     Основные  требования:

      5.1 Расчетами необходимо устанавливать:

     - массы пород, смещающихся или  подготавливающихся к  смещению по склонам;

     - отношения действующих на определенные части склонов, в  определенный момент времени сдвигающих и удерживающих  сил  (в  т.ч. коэффициенты устойчивости);

     - разности между сдвигающими и  удерживающими силами по  определенным поверхностям на различных уровнях.

     5.2 Влияние дренирующихся на склонах водоносных горизонтов на устойчивость склонов необходимо учитывать по  условиям  увлажнения пород, взвешивания, фильтрационного давления, суффозионного  выноса.

    5.3 Гидрологические расчеты следует производить с учетом скорости абразии (эрозии), скорости изменения уровня воды  на  базисе эрозии, величин водосборных бассейнов, сток из  которых  направлен на рассматриваемый участок склона, с целью  выявления  возможности увлажнения пород присклонного массива, поступления воды в  трещины и в склоновые отложения.

     5.4 Сейсмические воздействия необходимо учитывать раздельно, определяя изменение напряженно-деформированного состояния и  прочностных свойств грунтов при прохождении в них сейсмических волн, а также сейсмических нагрузок от масс грунтов, зданий и сооружений.

     5.5 При подготовке расчетных схем устойчивости склонов и  величин оползневого давления, разработке алгоритмов расчета  и  построении математических моделей склонов следует учитывать все  природные и техногенные нагрузки и воздействия и диапазоны их изменения, а также возможные диапазоны изменения прочностных характеристик грунтов и условий, при которых эти изменения могут произойти.

     При  этом особое внимание следует  уделять положению горизонтов

подвергающихся внешним воздействиям (основных деформируемых  гори-

зонтов, ослабленных  поверхностей и зон), их  размерам  и ориентации.

   

 Определение  устойчивости склонов и величин  оползневого давления

     5.6 Оценку устойчивости территорий необходимо производить:

     - при разработке схем инженерной защиты объектов  по  опорным створам для каждого из  выделенных  инженерно-геологических участков;

     - при разработке рабочих проектов инженерной защиты и  проектов застройки по инженерно-геологическим  разрезам,  количество  и положение которых в пространстве определяется в зависимости от конкретных существующих и прогнозируемых природных условий,  вида  и местоположения защитных и защищаемых объектов, характера застройки.

     5.7 Методы расчета устойчивости склонов выбираются в  зависимости от инженерно-геологических условий склоновых участков и вида деформаций оползневых грунтов.

     Расчетные  схемы должны учитывать:

     - мощности зон деформируемых горизонтов, зоны сжатия, разрывные нарушения и т.п.;

     - типы оползневых деформаций склонов по механизму смещения;

     - основные оползнеобразующие факторы и их влияние на  образование, развитие и активизацию оползней;

     - различные виды нагрузок и  воздействий  (постоянных  и  временных), их сочетания (основные, особые);

     - влияние существующих и проектируемых  зданий и сооружений на устойчивость склонов;

     - изменение с течением времени прочностных характеристик грунтов с учетом возможного изменения их влажности, воздействия подземных вод, нагрузок на поверхности склона и т.п.

     5.8 Расчеты инженерной защиты и оползневых  (оползнеопасных)  склонов, сформированных слоистой толщей песчаных, глинистых и скальных грунтов следует производить по схемам плоского, смешанного и глубокого сдвигов по плоской, ломаной или смешанной плоскостям скольжения, местоположение которых выбирают в наиболее слабых слоях, прослойках, по контактным плоскостям, методом подбора из условия создания максимальных воздействий на защитные сооружения и мероприятия.

     При  наличии в склонах слоев глинистых грунтов с  показателями консистенции больше 0,4, кроме указанных  выше  расчетов,  следует предусматривать возможность формирования в глинистых  грунтах  зон деформируемых горизонтов и смещения по ним вышерасположенных  масс грунтов или выдавливания этих грунтов из оснований склонов.

     5.9 При расчете инженерной защиты объектов следует рассматривать положение поверхности скольжения ниже расчетной или зон деформируемых горизонтов, в т.ч. и под нижними концами опор.

     5.10 При оценке устойчивости склонов следует производить  фильтрационные расчеты прочности грунтов склона на участках  высачивания грунтовых вод, на границах неоднородных грунтов и по контактам грунтов и дренажных обсыпок.

     5.11 Оползневое давление на удерживающие сооружения (Е)  допускается определять по формуле

                            Yc

                  Е = F - ------ R ,                    (1)

                           Yн F

 где F       - сдвигающее усилие от веса  грунтового массива с

               учетом воздействия расположенных в зоне смещения

               зданий и сооружений, фильтрационного  давления и;

     Yн      - коэффициент надежности, учитывающий  степень ответ-

               ственности зданий и сооружений;

     Yc      - коэффициент сочетания нагрузок;

     R       - сопротивление грунтового массива  сдвижению.

     Отношение  Yн/Yс характеризует минимальный  запас удерживающих усилий по отношению к сдвигающим воздействиям и называется  нормированным значением коэффициента устойчивости склона (откоса) Кst.

     При  наступлении предельных состояний  значение Кst должно при основных сочетаниях нагрузок на оползневых и оползнеопасных  склонах составлять соответственно для защитных сооружений первой  степени ответственности - 1,35и 1,25;  второй  -1,3  и  1,2;  третьей-1,25 и 1,15; четвертой -1,2 и 1,1. При особых  сочетаниях  нагрузок: для первой -1,3 и 1,2; второй- 1,25 и 1,15;  третьей-  1,2  и 1,1; четвертой 1,15 и 1,05.

     5.12 При определении сопротивления грунтового массива  смещению (R) на оползневых склонах необходимо учитывать состояние грунтов в зонах деформирования или по поверхностям скольжения и  прогноз изменения их прочностных характеристик на срок службы инженерной защиты объектов.

     На  оползневых склонах оползневое давление на строительный период не превышающий 1 месяц следует определять с учетом  трения  и полного сцепления грунтов, а на  эксплуатационный  период  следует учитывать только сопротивление трению. На  оползнеопасных  склонах оползневое давление следует определять с учетом трения и структурного сцепления грунтов.

     Величину  структурной прочности грунтов следует определять методами полевых испытаний на срез в скважинах или в горных выработках.

    

Определение обвалоопасности  склонов и нагрузок от обвалов

      5.13 Оценка обвалоопасности склонов устанавливается  расчетами, которыми необходимо определять:

     - обвальные массы пород, подготовленные  к смещению:

     - пути, проходимые обвальными породами;

     - скорость смещений пород при  обвалах;

     - энергию, выделяемую при обвалах.

     5.14 Массы пород, подготовленных к смещению, должны определяться в зависимости от структуры массивов, геоморфологических условий с применением схем массивов, разбитых на блоки, схем  предельного равновесия.

     5.15 Расчет поверхностей, на которые могут воздействовать обвальные породы, необходимо выполнять на основании анализа протяженности и конфигурации частей склонов ниже места  отрыва  обвальных пород и скоростей их движения по склонам.

     5.16 Оценки и расчеты обвальности должны производиться на математических моделях, учитывающих пространственность явлений.  Основой для расчетов должны служить  инженерно-геологические  карты, отражающие особенности пространственного положения блоков,  отчленяемых от склонов, с реально существующими и потенциально  возможными поверхностями и зонами ослабления. По топографическим материалам рассчитываются объемы пород, которые могут приходить в движение, площади, на которых будут смещаться породы, места их  отложения, пути и траектории перемещения, скорости и разрушительные силы движения.

 

6. Мероприятия по уменьшению последствий оползней, защита и рекомендации по действиям населения

 

Оползни вызывают многообразие опасных последствий:

• Оползни могут разрушать жилища и подвергать опасности целые населённые пункты;
• Они угрожают сельскохозяйственным угодьям, губят их и затрудняют обработку;
• Они 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 озёра и способствовать наводнениям, а также порождать губительные волны в озёрах и заливах;

• Подводные оползни рвут телеграфные кабели.

Поэтому, следует проводить  противооползневые мероприятия. Противооползневые мероприятия по своему характеру  разделяются на пассивные и активные.