Профилактика оползней – Оползень ℹ️ определение, виды, причины и признаки образования, последствия, противооползневые мероприятия, правила поведения

6.3. Мероприятия по предупреждению обвалов, оползней, селей и меры по снижению ущерба от них

6.3. Мероприятия по предупреждению обвалов, оползней, селей и меры по снижению ущерба от них

Профилактические мероприятия по защите можно подразделить на пассивные и активные.

К первой группе относятся:

? наблюдения за состоянием склонов;

? запрещение строительства в районах возможного действия обвалов, оползней и селей;

? запрещение взрывных и горных работ вблизи оползневых участков;

? охрана горных пастбищ, древесно-кустарниковых насаждений и травы на склонах.

Ко второй группе относятся мероприятия, связанные с устройством инженерных и гидротехнических сооружений, которые либо задерживают массы пород, либо отводят их от построек и дорог (см. фото на с. 89).

Автомашина в селевом потоке

Для предотвращения или уменьшения действия оползней, обвалов, селевых потоков проводятся следующие работы:

? поверхность земли закрепляется посадками леса;

? расширяется площадь растительного покрова на склонах;

? устраиваются противоселевые плотины, дамбы.

Кроме того, на селеопасных склонах и конусах старых селей запрещается строительство предприятий, жилых зданий, дорог.

? строятся противооползневые и противоселевые сооружения.

В обвалоопасных районах часто осуществляется перенос участков дорог, линий электропередачи и связи в безопасные районы. Возводятся специальные направляющие стенки, предназначенные для изменения направления движения обвалочных пород.

Большое значение имеет организация систем наблюдения, прогнозирования селевых и оползневых процессов. На основе этих прогнозов проводится оповещение населения.

Специализированные станции и посты проводят постоянные наблюдения за перемещением грунтов и оползневыми подвижками, за уровнем воды в колодцах, реках и водоемах, режимом подземных вод. Полученные данные представляются в виде прогнозов, которые подразделяются на долгосрочные (годы), краткосрочные (месяцы, недели) и экстренные (часы, минуты).

Противоселевое сооружение в Кабардино-Балкарии Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Образование оползня, как избежать оползней, внешние признаки оползневого склона

Оползни – это процессы сдвижения грунтовых масс на природных склонах балок, оврагов, крутых берегов речек и морей, а также на искусственных откосах выемок, котлованов и траншей.

Образование и внешние признаки оползневого склона, как избежать оползней?

Сдвижение (смещение) грунтовых масс происходит под действием силы тяжести, давления поверхностных и подземных вод на верхние слои земной коры, фото 1.

Фото 1. Оползни и их последствия

В пределах жилой застройки оползни очень опасны, так как приводят к печальным последствиям:

  • разрушения зданий и сооружений;
  • гибели людей и животных;
  • разрушения транспортных коммуникаций: железной дороги, автодороги, трубопроводы.
Основные внешние признаки оползневого склона
  1. Наличие «пьяного леса» (наклонное положение ствола, направленное в сторону склона), разрывы стволов деревьев, наличие больших трещин вдоль ствола.
  2. Наклонное положение (заметные отклонения от вертикали) столбов различных коммуникаций.
  3. Наклон заборов, стен домов.
  4. Возникновение трещин в области отмостки и грунте.
  5. Возникновение трещин в грунте на бровке склона.
  6. Возникновение грунтовых бугров в нижней зоне склона.
  7. Заметное повышение влажности в зоне подошвы склона, образование заболоченных участков, выход под склоном источников воды и пр.
  8. Образование оползневых уступов (террас).

Фото 2. Признаки оползней

Какие бывают причины возникновения оползней?
  1. Естественные природные процессы:
  • наводнения;
  • увлажнение склона вследствие выпадения большого количества осадков;
  • землетрясения;
  • выветривание грунтов склона;
  • подмыв склонов естественными водоемами (реки, моря и пр.).
  1. Деятельность человека:
  • дополнительная нагрузка на склон при строительстве зданий и сооружений;
  • динамические и статические нагрузки на склон от железнодорожного и автотранспорта;
  • вырубка лесов (растительности) на склонах;
  • подрезка части склона без проведения мероприятий по его укреплению;
  • выполнение глубоких котлованов и траншей без закрепления их стенок;
  • замачивание склонов в результате аварий водонесущих сетей (водопровод, канализация).
Из чего состоит оползень?

Оползневой склон состоит из следующих элементов, фото 3:

  • поверхность скольжения.
  • подошва оползня (базис оползня).
  • бровка срыва оползня.
  • оползневое тело (массив оползня).
  • оползневые террасы.

Фото 3. Схема оползня: а) общая схема оползня; б) основные составляющие оползня (по Ананьеву)

Факторы, влияющие на вероятность образования оползней
  1. Чем выше склон и его больше угол наклона, тем большая вероятность образование оползня.
  2. Глинистые склоны наиболее подвержены образованию оползней, особенно при их сильном увлажнении выпадающими осадками. Так, например, при наличии в составе грунтов потенциально оползневого склона 50% глинистых фракций и влажности более 26% свидетельствует о возникновении и начале сползания грунтовых масс.
  3. Прохождения относительно быстротекущей реки вблизи склона (приводит к образованию эрозии грунта, подмыву склона).

Чтобы более точно определить вероятность образования оползней на конкретном склоне следует произвести обследования склона, отбор грунтов, и расчет устойчивости склона.

В зависимости от меры опасности оползни разделяются на 4 категории

1 категория – Склоны повышенной опасности образования оползней.

Признаки:

  • на поверхности склонов наличие горизонтальных трещин с вертикальным смещением;
  • максимальные горизонтальные напряжения возникают в нижней части склона (подошва), которые превышают в 4…4,5 раза напряжения в верхней части склона.

2 категория — Склоны с меньшей опасностью образования оползней.

Признаки:

  • наличие в теле оползня трещин с горизонтальным раскрытием;
  • максимальные напряжения находятся в средней соне склона.

3 категория – Склоны с потенциальной опасностью образования оползней.

Признаки:

  • отсутствие в теле оползня трещин с горизонтальным раскрытием;
  • наличие концентрации напряжений в более половины длины склона в его осевой части.

4 категория. Склоны без вероятности образования оползней.

Признаки:

  • отсутствие в теле оползня трещин с горизонтальным раскрытием;
  • наличие зоны концентрации напряжений, которая не превышает 1/3 длины склона.

Важно! Следует знать, что оползни возникают лишь на склонах с уклоном более 15° (26,79%).

Как избежать возникновение оползня?

Приведем самые распространенные мероприятия направленные на предотвращения образования и остановки оползней. Все мероприятия условно можно разделить на 2 группы:

  • активные мероприятия;
  • пассивные мероприятия – направленные на предупреждение возникновения оползней.

К пассивным мероприятиям относится:

  1. Ограничения деятельности человека в области расположения склона, а именно:
  • действие запрета на подрез, подсыпок и строительства в зоне расположения склона;
  • не допущения выполнения подрывных работ;
  • действие запрета на вырубку леса и кустарников на склоне;
  • запрет на сброс воды.
  1. Ограничение движения транспорта по грузоподъемности или снижение скорости движения, особенно это касается железнодорожного транспорта.

К активным мероприятиям относится:

  1. Мероприятия по устранению разных воздействий, приводящих к возникновению оползней:
  • устройство дренажей для отвода подземных вод и понижения их уровня;
  • укрепление берегов рек и морей;
  • посадка зеленых насаждений на оползневых склонах.
  1. Мероприятия, направленные на сдерживания оползня, фото 4:
  • установка сдерживающих свай в тело оползневого массива;
  • бурение скважин в области подошвы склона (приводят к осушению и снижению уровня грунтовых вод, что часто стабилизирует склон), фото 5.

Фото 4. Установка сдерживающих свай в тело массива склона: а) свайное поле; б) устройство подпорной стены на сваях: 1 – грунт основания; 2 – плоскость скольжения; 3 – сваи; 4 – поверхность склона; 5 – слой фильтрационной (дренажной) засыпки; 6 – подпорная стена; 7 – устройство водоотведения

Фото 5. Бурение скважин в области подошвы склона и в других местах

  1. Мероприятия, направленные на укрепления грунтов в районе склона:
  • замораживание грунтов;
  • силикатизация грунтов;
  • цементация грунтов.
  1. Мероприятия, направленные на удаление оползня механическим способом – вырезка и вывоз грунта оползня (применяется в основном только для оползней небольшого объема).

Авторы публикации – эксперты GIDproekt

Конев Александр Анатольевич

Исмагилов Андрей Олегович

Инженерная защита от оползней и обвалов: методы, способы, решения

Сегодня существует несколько классификаций активных способов инженерной защиты от оползней. В частности, к ним относят: 1) изменение рельефа местности, изменение русел, дренирование, перераспределение и укрепление грунта; 2) строительство регулирующих сооружений; 3) строительство защитных сооружений.

Однако в большинстве случаев эти способы используются в комплексе. Поэтому более правильно будет классифицировать их так: 1) способы стабилизации оползневого массива и 2) способы его удержания. К первым относятся различные варианты дренирования, уположение и/или рассечение оползневых масс, а также модификация свойств грунта.

В данном обзоре мы коснемся только второго пункта – способов удержания.

Габионные конструкции

Габионы – решение эстетически привлекательное, но имеющее серьезные ограничения. Их не следует использовать там, где оползневое тело имеет значительный объем, и где угроза населению, жилым и инфраструктурным объектам достаточно велика. Габионные конструкции имеют ограничение по высоте – не более 12 метров. Другой недостаток – многоэтапный монтаж, требующий соблюдения определенной последовательности и правил. В частности, камни в сетках должны быть уложены определенным образом. Это требует использования ручного труда, что, в свою очередь, увеличивает сроки и стоимость работ. На стоимости проекта также сказывается то, насколько близко расположены карьеры с камнем для наполнения габионов.

К преимуществам габионных конструкций относится гибкость и возможность устанавливать их на слабых основаниях.

Подпорные стенки

Подпорные стенки

Подпорные стенки изготавливаются из железобетона – материала, который по умолчанию считается высокопрочным и надежным. Однако в случае с противооползневыми конструкциями эти качества вызывают сомнения. Для того, чтобы подпорная стенка из железобетона успешно справлялась со своими задачами, необходимы дополнительные усилия, а значит, и затраты.

  • Обычные железобетонные стенки. Их применение требует проведения тщательных изысканий и предельно точной оценки нагрузки. Слабым звеном конструкции является ее основание. Если стенка возводится на слабом, подверженном размыву грунте, то возрастает риск возникновения локального перенапряжения под подошвой стенки и, соответственно, риск ее деформации или обрушения. Одновременно плюсом и минусом подпорной стенки из железобетона является ее жесткость. Она позволяет конструкции надежно удерживать оползневое тело, но только при отсутствии локальных перенапряжений. Кроме того, жесткие конструкции отличаются низкой сейсмоустойчивостью.Еще один существенный недостаток стенок – высокая стоимость проекта. Она обусловлена необходимостью использовать значительные объемы бетонного раствора, задействовать миксеры для его доставки, возводить опалубку. Это сказывается и на сроках выполнения работ. При этом бетонные стенки требуют значительных эксплуатационных расходов, а восстановление разрушенной конструкции может обойтись дороже сооружения новой.
  • Уголковые подпорные стенки с дополнительным креплением грунтовыми анкерами имеют более высокую устойчивость по сравнению с обычными. Еще одно преимущество – это возможность обойтись меньшими объемами бетона и тем самым снизить стоимость проекта.
  • Железобетонные стенки на свайном основании отличаются высокой несущей способностью. Они способны выдержать значительные оползневые массы. Их несомненное преимущество состоит в том, что сваи позволяют «пройти» слабые грунты и закрепиться на прочном основании – например, скальном. Это дает возможность возводить надежные противооползневые конструкции даже на слабых грунтах. Однако стоимость возведения свайного основания достаточно велика. К ней следует прибавить стоимость возведения самой стенки. Потребуется использование тяжелой техники, существенно возрастут расходы на планирование и менеджмент. Кроме того, возведение стенки на сваях невозможно в местах, затруднительных для прохода техники и доставки строительных материалов. А проведение таких работ вдоль автомобильной или железнодорожной магистрали, скорее всего, потребует приостановки движения. При этом сроки реализации проекта довольно велики.
  • Подпорные стенки на буронабивных сваях – конструкция, которая отличается еще большей несущей способностью, чем стенки на свайном основании. Однако возрастают стоимость и сроки реализации такого проекта.

Торкретирование

Торкретирование

Покрытие из торкретбетона отличается невысокой несущей способностью. Несмотря на гибкое основание из арматурной сетки, сама конструкция является жесткой. При определенных нагрузках торкретбетон начинает трескаться. Это отрицательно сказывается как на надежности противооползневой защиты, так и на дальнейших эксплуатационных расходах.

Плюсом этого способа удержания оползневого массива является независимость от основания – сетка крепится к склону анкерами. Торкретирование осуществляется с помощью специального оборудования, но без использования тяжелой техники и дополнительных насыпных материалов, таких как грунт, щебень, песок. Можно применять на склонах с большим уклоном (как правило, торкретирование применяется на вертикальных склонах).

К недостаткам можно отнести длительные сроки выполнения работ (хотя они ниже, чем при сооружении железобетонных стенок и установке габионов). Они обусловлены тем, что торкретбетон наносится слоями, и каждый последующий слой должен наносится только на высохший предыдущий. Высыхание может занять несколько часов. Этот недостаток можно преодолеть, используя раствор со специальными добавками, что скажется на стоимости проекта.

Комбинированные решения

Комбинированные решения

Речь идет об использовании полимерных и металлических сеток, а также геотканей в комплексе с другими средствами противооползневой защиты, например, с габионами. При сравнительно низкой стоимости эти материалы позволяют создавать достаточно прочные конструкции. Сетки и геоткани отличаются повышенной коррозионной и атмосферной стойкостью. Они пропускают воду, что способствует естественному дренированию склонов, и отличаются высокой гибкостью. Для создания противооползневой защиты с использованием сеток и геотканей, как правило, не требуется возводить основание. Можно использовать на склонах с большим уклоном.

Однако сетки и геоткани укладываются горизонтально, чередуясь со слоями грунта (в разрезе это напоминает сэндвич), что требует проведения масштабных земельных работ. Если нет возможности использовать для обратной засыпки местный грунт, то придется использовать привозной. Все это отрицательно сказывается на стоимости проекта, нивелируя сравнительно низкую стоимость материалов. Сроки проведения работ заметно увеличиваются.

Анкерная технология

Анкерная технология

Укрепление оползневых склонов с помощью анкеров, по сути, тоже является комбинированным методом. Анкеры точечно распределяются по участку, но этого может оказаться недостаточно для создания надежной защиты от оползня. Поэтому они используются в комплексе с полимерными и металлическими сетками, бетонными или стальными балками, бетонным полотном. Такая синергия позволяет одновременно достичь двух целей: армировать грунтовый массив, притянув армируемую структуру к склону, и тем самым повысить устойчивость грунтового массива.

При условии правильно проведенных расчетов нагрузки анкерная технология позволяет создать надежную противооползневую защиту. Сегодня выпускаются анкеры практически для всех видов грунтов, в том числе для иловых, песчаных, сильнообводненных. Безусловным преимуществом является возможность укрепить склоны с большим уклоном, а также вертикальные. Однако, как уже отмечалось, анкеры не являются самостоятельной технологией. Поэтому эффективность противооползневой конструкции зависит и от тех материалов, решений, которые используются в комплексе с анкерами.

Из недостатков анкеров можно отметить высокую стоимость некоторых видов анкеров. Закономерность понятна: чем сложнее склон, тем более сложные и дорогие анкеры приходится использовать.

Бетонирование георешетки

Этот способ создания противооползневой защиты тоже можно отнести к комбинированным, так как для ячеистого бетонирования используется полимерная георешетка. Она укладывается на оползневый склон и закрепляется на нем забивными анкерами. После этого ячейки георешетки заполняются бетонным раствором. Получается относительно прочная (прочность обусловлена надежностью анкерного крепежа) и в то же время гибкая конструкция.

Существенное преимущество ячеистого бетонирования состоит в том, что его применение не сопровождается масштабными земельными работами и обратной засыпкой грунта. Такой способ противооползневой защиты не требует создания основания.

Существенный недостаток заключается в необходимости использовать дополнительный материал – бетонный раствор. Это увеличивает стоимость и сроки проекта. Другим недостатком является то, что ячеистое бетонирование можно применять только на склонах с небольшим уклоном.

Бетонное полотно

Бетонное полотно

Это еще один комбинированный способ противооползневой защиты, новый для российских компаний. За рубежом он известен уже на протяжении 10 лет, и достаточно широко применяется. Отрезки бетонного полотна Concrete Canvas размещаются на склоне, к которому они могут крепиться различными способами, в том числе и анкерами. Между собой отрезки соединяются винтами. После этого они смачиваются водой и уже спустя сутки превращаются в прочное бетонное покрытие. Дополнительную прочность ему придают текстильные волокна, которые армируют слой бетона.

Бетонное полотно Concrete Canvas представляет собой два слоя ткани с «начинкой» из сухой бетонной смеси. Один из слоев имеет полностью влагонепроницаемую ПВХ-подкладку. После смачивания водой бетонная смесь в течение 1–2 часов застывает, а спустя 24 часа полотно превращается в прочный, армированный текстильными волокнами слой бетона.

Использование Concrete Canvas – способ, объединивший в себе преимущества торкретирования, ячеистого бетонирования и укрепления сеткой с анкерами. Нет необходимости создавать основание. Можно применять для защиты вертикальных склонов. Не требуются дополнительные материалы, такие как бетон или грунт. Не надо проводить земельные работы – полотно может быть уложено даже на неподготовленную поверхность. Важно, что укладка полотна производится при минимальном участии строительной техники – достаточно одного бульдозера или экскаватора. Для монтажа (крепления отрезков к поверхности и соединения их меду собой) достаточно ручного инструмента. Все это значительно ускоряет сроки выполнения работ. Как показывает уже имеющийся опыт использования бетонного полотна, сроки могут оказаться, без преувеличения, рекордными. Кроме того, Concrete Canvas можно использовать даже в труднодоступных местах, например, в горных районах. Единственным обязательным условием является обеспечение подачи воды для гидратации.

Преимуществами такого способа противооползневой защиты являются также и сами свойства бетонного полотна. Как уже отмечалось, оно отличается повышенной прочностью – не трескается при нагрузках. А поскольку полотно образует единое покрытие (отрезки прочно соединены винтами), то нет риска обвала, деформации отдельных участков конструкции. Кроме того, за счет внутреннего ПВХ-слоя материал является полностью водонепроницаемым. Это исключает поверхностное вымывание грунта под воздействием атмосферных осадков.

При наличии надежного крепления к грунту, например, с помощью анкеров, противооползневая защита Concrete Canvas прослужит десятилетия (расчетный срок службы самого полотна – более 50 лет). При этом не потребуется практически никаких эксплуатационных расходов.

Назад

Способы борьбы с оползнями, селевыми потоками и обвалами

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

Активные мероприятия по предупреждению оползней предусматривают строительство инженерных и гидротехнических сооружений.

Для предотвращения оползневых процессов сооружаются подпорные стенки, контрбанкеты, свайные ряды и другие сооружения. Наиболее эффективными противооползневыми сооружениями являются контрбанкеты. Они устраиваются у подошвы потенциального оползня и, создавая упор, препятствуют смещению грунта.

К активным мероприятиям относятся и достаточно простые, не требующие для своего осуществления значительных ресурсов и расхода строительных материалов, а именно:

- для снижения напряженного состояния откосов часто проводится срезка земельных масс в верхней части и укладка их у подножия;

- подземные воды выше возможного оползня отводят устройством дренажной системы;

- защита берегов рек и морей достигается завозом песка и гальки, а склонов - посевом трав, насаждением деревьев и кустарников.

Гидротехнические сооружения применяются и для защиты от селей. Эти сооружения по характеру воздействия на селевые потоки подразделяются на селе регулирующие, селе делительные, селезадерживающие и селе трансформирующие.

К селе регулирующим гидротехническим сооружениям относят селе пропускные (лотки, селе дуки, селе отводы), селе направляющие (дамбы, подпорные стенки, опояски), селе сбрасывающие (запруды, пороги, перепады) и селе отбойные (полузапруды, шпоры, бумы) устройства, сооружаемые перед дамбами, опоясками и подпорными стенками.

Селе делительными являются тросовые селе резы, селе оградители и селевые запруды. Они устраиваются для задержания крупных обломков материала и пропуска мелких частей селевого потока.

К селезадерживающим гидротехническим сооружениям относят плотины и котлованы. Плотины могут быть глухого типа и с отверстиями. Сооружения глухого типа используются для задержания всех видов горных стоков, а с отверстиями - для задержания твердой массы селевых потоков и пропуска воды.

Селе трансформирующие гидротехнические сооружения (водохранилища) используются для перевода селевого потока в паводок путем его пополнения водой из водохранилищ.

Сель эффективнее не задерживать, а направлять мимо населенных пунктов, сооружений с помощью селе отводных каналов, селе отводных мостов и селе спусков.

В обвал опасных местах могут осуществляться мероприятия по переносу отдельных участков дорог, линий электропередачи и объектов в безопасное место, а также активные меры по устройству инженерных сооружений - направляющих стенок, предназначенных для изменения направления движения обваленных пород.

Наряду с мерами предупредительного и защитного характера важную роль в профилактике возникновения этих стихийных бедствий и в снижении ущерба от них играет наблюдение за оползне-, селе- и обвал опасными направлениями, предвестниками этих явлений и прогнозирование возникновения оползней, селей и обвалов.

Системы наблюдения и прогнозирования организуются на основе учреждений гидр метеослужбы и базируются на тщательных инженерно-геологических и инженерно-гидрологических исследованиях. Наблюдения осуществляются специализированными оползневыми и селевыми станциями, селевыми партиями и постами. Объектами наблюдений являются перемещения грунтов и оползневые подвижки, изменения уровней воды в колодцах, дренажных сооружениях, буровых скважинах, реках и водоемах, режимы подземных вод. Полученные данные, характеризующие предпосылки оползневых перемещений, селевых потоков и обвальных явлений, обрабатываются и представляются в виде долгосрочных (на года), краткосрочных (месяцы, недели) и экстренных (часы, минуты) прогнозов.

Правила поведения людей при возникновении селевых потоков, оползней и обвалов

Население, проживающее в оползне-, селе- и обвал опасных зонах, должно знать очаги, возможные направления и характеристики этих опасных явлений. На основе прогнозов до жителей заблаговременно доводится информация об опасности оползневых, селевых, обвальных очагов и о возможных зонах их действия, а также о порядке подачи сигналов об опасности. Это снижает воздействие стрессов и паники, которые могут возникнуть при передаче экстренной информации о непосредственной угрозе.

Население опасных горных районов обязано заботиться об укреплении домов и территории, на которой они возведены, участвовать в работах по возведению защитных гидротехнических и других инженерных сооружений.

Первичная информация об угрозе оползней, селей и обвалов поступает с оползневых и селевых станций, партий и постов гидр метеослужбы. Важным является то, чтобы эта информация была доведена по назначению своевременно. Оповещение населения по поводу стихийных бедствий проводится установленным порядком посредством сирен, по радио, телевидению, а также по местным системам оповещения, непосредственно связывающим подразделения гидр метеослужбы, службы МЧС с населенными пунктами, размещенными в опасных зонах.

При угрозе оползня, селя или обвала организуется заблаговременная эвакуация населения, сельскохозяйственных животных и имущества в безопасные места.

Покидаемые жителями дома или квартиры приводятся в состояние, способствующее снижению последствий стихийного бедствия "и возможного воздействия вторичных факторов, облегчающее впоследствии их раскопки и восстановление. Поэтому переносимое имущество со двора или балкона надо убрать в дом, наиболее ценное, что нельзя взять с собой, укрыть от воздействия влаги и грязи. Двери, окна, вентиляционные и другие отверстия плотно закрыть. Электричество, газ, водопровод отключить. Легковоспламеняющиеся и ядовитые вещества удалить из дома и разместить в отдаленных ямах или отдельно стоящих погребах. Во всем остальном следует действовать в соответствии с порядком, установленным для организованной эвакуации.

В случае, если заблаговременное предупреждение об опасности отсутствовало и жители были предупреждены об угрозе непосредственно перед наступлением стихийного бедствия или заметили его приближение сами, каждый, не заботясь об имуществе, производит экстренный выход в безопасное место самостоятельно. При этом об опасности должны предупреждаться близкие, соседи, все встречающиеся по пути люди. Для экстренного выхода необходимо знать пути движения в ближайшие безопасные места. Эти пути определяются и доводятся до населения на основе прогноза наиболее вероятных направлений прихода оползня (селя) к данному населенному пункту (объекту). Естественными безопасными путями для экстренного выхода из опасной зоны являются склоны гор и возвышенностей, не предрасположенные к оползневому процессу. При подъеме на безопасные склоны нельзя использовать долины, ущелья и выемки, поскольку в них могут образовываться побочные русла основного селевого потока. В пути следует оказывать помощь больным, престарелым, инвалидам, детям и ослабевшим. Для передвижения по возможности используются личный транспорт, подвижная сельскохозяйственная техника, верховые и вьючные животные.

В случае, когда люди и сооружения оказываются на поверхности движущегося оползневого участка, следует передвигаться по возможности вверх, остерегаться скатывающихся глыб, камней, обломков, конструкций, земляного вала, осыпей. При высокой скорости оползня возможен сильный толчок при его остановке, а это представляет большую опасность для находящихся на оползне людей.

После окончания оползня, селя или обвала людям, перед этим спешно покинувшим зону бедствия и переждавшим опасность в ближайшем безопасном месте, убедившись в отсутствии повторной угрозы, следует вернуться в эту зону для розыска и оказания помощи пострадавшим.

Землетрясения

- это подземные толчки и колебания земной поверхности, вызванные в основном геофизическими причинами.

Балл Наименование землетрясения Признаки  
Незаметное Фиксируется только сейсмическими приборами  
Очень слабое Ощущается людьми, находящимися в состоянии полного покоя  
Слабое Ощущается лишь частью населения  
Умеренное Легкое дребезжание и колебание предметов, посуды, стекол, скрип дверей  
Довольно сильное Сотрясение зданий, колебание мебели, трещины в стеклах, штукатурке  
Сильное Ощущается всеми. Падают со стен картины, откалываются куски штукатурки, трескаются стены, легкое повреждение зданий  
Очень сильное Трещины в стенах каменных домов  
Разрушительное Дома частично обрушиваются. Памятники сдвигаются с места  
Опустошительное Сильное повреждение и разрушение каменных домов  
Уничтожающее Разрушение каменных построек. Искривление железнодорожные рельсов. Оползни, обвалы, трещины в земле  
Катастрофа Каменные дома совершенно разрушаются. Оползни, обвалы, широкие трещины в земле  
Сильная катастрофа Ни одно сооружение не выдерживает. Огромные трещины в земле. Многочисленные оползни, обвалы. Возникновение водопадов, подпруд на озерах, изменение течения рек.  
    

Наиболее частой причиной землетрясений является появление чрезмерных внутренних напряжений и разрушений пород. Потенциальная энергия, накопленная при упругих деформациях породы, при разрушении переходит в кинетическую энергию воздушной сейсмической волны в грунте.

Вулканы

Вулканические шлаки, пемза, пепел, горные породы нагромождаются вокруг места извержения, образуя гору преимущественно конусообразной формы, которая и называется вулканом.

 
Тип вулкана Основные признаки извержения  
Гавайский Жидкая базальтовая лава медленно вытекает по трещинам в земной коре. Образуются мощные базальтовые покровы.  
Стромболи Вулкан, образованный последовательными напластованиями лавы. Лава выбрасывается в виде шлаков газовыми взрывами.  
Вулкана Вязкие лавы забивают подводящий канал. Под давлением газов время от времени происходит прорыв кратера. Происходит извержение и выброс лавы. Затем лава вытекает свободно.  
Везувий Из глубоколежащего магнитного очага на земную поверхность изливается лава, насыщенная газами. Сильными взрывами она выбрасывается в атмосферу на высоту нескольких километров и выпадает в виде пепла.  
Мон-Пеле Очень вязкая лава забивает подводящий канал и образует вулканический столб. К подножью вулкана устремляется палящая туча.  
   

Смерч

- это восходящий вихрь, состоящий из чрезвычайно быстро вращающегося воздуха, смешанного с частицами влаги, песка, пыли и других взвесей.

 
Классификация по строению - Плотные - Расплывчатые  
4 группы - Пылевые вихри - Малые короткого действия - Малые длительного действия - Ураганные вихри  
   

Наводнение

- это затопление водой, прилегающей к реке, озеру или водохранилищу местности, которое причиняет материальный ущерб, наносит урон здоровью населения или приводит к гибели людей.

Классификация:

- связанные с максимальным стоком от весеннего таяния снега;

- формируемые интенсивными дождями;

- вызванные большим сопротивлением, которое водный поток встречает в реке;

- создаваемые ветровыми нагонами воды на крупных озерах и водохранилищах.

Основные причины наводнений:

- сезонное (весеннее) таяние снега на равнинах;

- обильные продолжительные ливневые дожди;

- быстрое таяние снега в зимних оттепелях;

- прорыв платин, дамб и естественных природных приград.

Цунами

- это длинные волны, возникающие в результате подводных землетрясений, а также вулканических извержений или оползней на морском дне.

Цунами возникают в результате сдвига вверх или вниз протяженных участков морского дна при подводных и прибрежных землетрясениях.

Сформировавшись в каком либо месте, цунами может распространятся с большой скоростью( до 1000 км/ч) на несколько тысяч километров. Высота влны области возникновения от 0,1 до 5 м.

 
Баллы Название Последствия  
1 балл Очень слабое Волна фиксируется лишь приборами.  
2 балла Слабое Может затопить плоское побережье; его замечают лишь специалисты.  
3 балла Среднее Отмечается всеми. Плоское побережье затопляется. Легкие суда могут оказаться выброшенными на берег.  
4 балла Сильное Побережье затопляется. Прибрежные постройки повреждаются. Возможны человеческие жертвы.  
5 баллов Очень сильное Прибрежные территории затоплены. Крупные суда выброшены на берег. Имеются человеческие жертвы. Огромный материальный ущерб.  
    

1.12 Буря- это длительный, очень сильный ветер со скоростью более 20 м/с.

Наблюдается обычно при прохождении циклона и сопровождается сильным волнением на море и разрушениями на суше.

Классификация бурь:

- Потоковые бури - это местные явления небольшого распространения;

- Вихревые бури - представляют собой сложные вихревые образования, обусловленные циклонической деятельностью и распространяющиеся на большие территории:

-Пыльные бури - это атмосферные возмущения, при которых в воздух вздымается большое количество пыли, перенесенной на значительные расстояния.

Природные пожары

Пожар – это неконтролируемое горение, вне установленного очага, угрожающее жизни и здоровью людей, наносящее материальный ущерб и нарушений состоянию окружающей среды.

Классификация лесных пожаров:

- Лесные пожары – характеризуются горением лесной подстилки, напочвенного покрова и подлеска без захвата крон деревьев. Лесные пожары по интенсивности подразделяются на слабые, средние и сильные, а по характеру горения низовые и верховые, беглые и устойчивые.

- Степные (полевые) – это пожары, возникающие на открытой местности при наличии сухой травы или созревших хлебов. Они носят сезонный характер и чаще всего бывают летом по мере созревания трав (хлебов), реже весной и практически отсутствуют зимой. Скорость их распространения может достигать 20-30 км/ч.




Действия населения при обвалах, оползнях, селях: что нужно помнить

Чрезвычайные ситуации природного характера опасны своей внезапностью. Часто население поддается панике, не зная, как реагировать в подобной ситуации. Это приводит к увеличению количества жертв стихии.

Цель данной статьи – дать читателю необходимую информацию, что касается правил поведения при оползнях, селях и обвалах. Вы узнаете, что необходимо делать в такой ситуации, чтобы сохранить жизнь себе и своим близким.

Пошаговые действия населения при обвалах, оползнях, селях

Некоторые природные явления требуют от человека выдержки и выполнения определенного алгоритма действий для сохранения собственной жизни (рисунок 1).

Речь пойдет о таких чрезвычайных ситуациях, как обвалы, оползни и сели, которые характеризуются внезапностью и быстротой протекания.

Они могут застать нас врасплох, порождая панику и беспомощность. Поэтому население в опасных районах должно хорошо знать, что делать при каждой экстренной ситуации.

Итак, алгоритм действия при обвалах:

  1. Не пытайтесь убежать, скорость обвала в горах выше человеческой. Лучше попытайтесь двигаться поперек схода камнепада к его краю, где интенсивность движения меньше. Попробуйте взобраться на возвышение или дерево.
  2. Если уйти в сторону не удалось, отбросьте в сторону имеющиеся у Вас острые и твердые предметы, катитесь в направлении обвала, стараясь держать мышцы расслабленными. Закрывайте голову руками.
  3. Защищайте органы дыхания от песка и грязи при помощи одежды.
  4. При обрушении здания старайтесь расположиться под устойчивыми конструкциями: стенами, дверными проемами. Не пользуйтесь лифтами и лестницами.
  5. Когда обвал остановится, освободите достаточное пространство вокруг лица, чтобы обеспечить доступ кислорода.
  6. Чтобы сориентироваться под завалом, плюньте сквозь зубы. Если слюна попадет в лицо, значит, Вы находитесь вниз головой.
  7. Постарайтесь освободить зажатые конечности, пытайтесь двигаться в сторону поверхности или в более безопасное место. Если есть опасность повторного осыпания, движение следует остановить.
  8. Кричите и зовите на помощь, попробуйте петь, чтобы спасатели услышали Вас.
  9. Попытайтесь не паниковать. Ждите освобождения, регулярно проверяя состояние пальцев рук и ног.

При оповещении о быстро надвигающемся селе действуйте в такой последовательности:

  1. Соберите документы и деньги, приготовьте необходимый запас еды, воды и медикаментов (бинт, антисептик, обезболивающие препараты).
  2. Отключите все электроприборы, перекройте газ и воду.
  3. Плотно закройте окна, двери и вентиляционные отверстия.
  4. Укройте от грязи ценное имущество, которое нельзя унести.
  5. Поднимайтесь на возвышенность в безопасн

Действия населения при обвалах, оползнях, селях

Природные явления такие, как оползни, селевые потоки и обвалы способны привести к крайне негативным и разрушительным последствиям. Часто у людей слишком мало о них информации, чтобы знать, как следует реагировать в подобной ситуации. Кроме того, главная опасность заключается в их внезапности и зачастую в отсутствии предупреждения со стороны чрезвычайных служб.

Действия населения при обвалах, оползнях, селях сопровождаются паникой, хаотичными поступками, что приводит к еще большим жертвам. Для того, чтобы этого избежать рассмотрим, как правильно нужно себя вести в подобных ситуациях и разберем каковы причины возникновения этих природных явлений.

Что понимается под обвалами, оползнями и селями и их причины

Действия при селевом потокеДействия при селевом потоке

Сель часто возникает в сухих местностях с небольшими горными реками. Она представляет собой сильный поток грязи с камнями, а также может включать обломки горных пород. В результате таяния снегов на вершинах, вода начинает течь вниз. Образовавшиеся озера выходят из берегов, смывая сначала грунт, а потом гальку и камни разной величины. Возникает селевый поток. В случае уменьшения уклона реки поток может ослабнуть и остановиться. У попавших в такой грязнокаменый водный поток, шансы на выживания минимальны. Таким образом, самым главным действием в данной ситуации будет – избежать его.

Почти 40% всей территории РФ признано оползнеопасной местностью. Оползень это смещение земли под действием тяжести человека или каких-либо сооружений. Необходимо обратить внимание на возникающие трещины в грунте. Часто может возникать разрыв дорожного полотна. Здания и все коммуникации могут смещаться.

Обвалы характерны в основном для горной местности. Сопровождаются они отрывом и падением различной массы горных пород. Велика вероятность обвала со склонов, если на них есть участки, ослабленные воздухом или водой. Сцепление породы с горой ослабевает и под действием силы притяжения она падает вниз.

Часто обвалам предшествует появление трещин в горах. Заметив этот первый признак, можно предпринять действия по эвакуации. Частой причиной, приводящей к обвалу, является деятельность человека (добыча ископаемых, строительные работы). Кроме того скопление большого количества влаги, геологическое строение места также могут способствовать отрыву и падению горной массы.

Опасность и последствия

К поражающим факторам обвалов, оползней, селей относятся удары горных пород и камней, которыми сопровождаются все рассматриваемые природные чрезвычайные явления, а также крупные заваливания этими горными массами открытого пространства.

Последствия оползней, селей зависят от зоны воздействия поражающих факторов. В результате могут возникать разрушения домов, построек, дорог и магистралей, коммуникаций вплоть до полного уничтожения населенного пункта.

Зачастую в результате крупной катастрофы видоизменяется ландшафт, гибнут все сельскохозяйственные посадки, меняются или перекрываются русла рек, погибают люди и животные.

Из-за перекрытия русла реки образовываются крупные водохранилища, которые также могут привести к чрезвычайной ситуации. Заболачивание плодородных земель надолго выводит их из сельскохозяйственной деятельности.

Поражающий фактор лавин заключается в скорости их движения и силе снежного потока. Люди, попав в лавину, в основном гибнут из-за удушья. Дышать внутри нее практически невозможно. Кроме того удары о грунт, деревья, а также камни, сопровождающие лавину, могут привести к серьезным травмам.

Как себя вести при сходе лавины

Действия при сходе лавинДействия при сходе лавин

Снежные лавины могут развивать скорость до 90 – 100 км/ч. Перед тем, как собраться в поход заранее изучите местность и прогноз погоды. Следует знать, что на местности с густой растительностью риск схождения лавины минимален.

Для того чтобы избежать встречи с таким природным явлением следует:

  • Избегать и обходить стороной опасные склоны, особенно расположенные на южной стороне. Придерживайте при маршруте теневых склонов.
  • Контролируйте состояние снега. Оседание его со звуком может быть предвестником лавины.
  • Наиболее безопасными часами для похода являются утренние, до восхода солнца.
  • Весной чаще всего сходят лавины.
  • Сильный буран следует переждать, так как он может спровоцировать движение снега.
  • Обязательно имейте при себе лавинный шнур и альпинистскую веревку.

В случае если вы все-таки попали в самый центр действия снежной стихии, то лягте по направлению лавины. Колени следует согнуть к груди. Рот и нос защитите варежкой, шарфом. Старайтесь быть на поверхности и продвигаться плавательными движениями к краю схода, там скорость меньше. Когда лавина остановится, разбейте ледяную корку на лице, которая образовывается из-за дыхания. Постарайтесь сделать пространство вокруг себя посвободнее, чтобы вы могли дышать.

Снег полностью заглушает все звуки, поэтому в крике нет смысла. Прислушивайтесь к звукам от поверхности, подавайте сигнал только, когда вы почувствуете, что кто-то находится рядом. Если есть возможность, старайтесь продвигаться вверх. Определить в самой лавине, где вверх и низ проблематично. Определите это по слюне. Просто дайте ей стечь и упасть, земное притяжение действует в любой ситуации.

Селевой поток: как спастись

Местности, подверженные частым селям, как правило, стоят на контроле чрезвычайных служб, а также сведения о селеопасных участках доведены до населения. Старайтесь не приближаться к ним, особенно опасным временем для похода является после обильных осадков. В случае объявленной эвакуации, покидая дом, обязательно плотно закройте все возможные отверстия: двери, люки, вентиляцию, окна.

Находясь на улице и услышав звук приближавшегося потока, нужно не теряя времени самостоятельно подняться из низкой долины вверх, но не менее, чем на 100 м. Все действия при селях направляются лишь на то, чтобы не избежать встречи с ней. Ища укрытие, следует не забывать про большие камни. Они вполне могут силой потока выбрасываться из него на большие расстояния, тем самым представляя угрозу для здоровья.

Действия населения при оползнях

Действия при оползнеДействия при оползне

При возникновении риска оползней необходимо переместиться в стабильное, защищенное место. Чаще всего в таких районах существует заранее подготовленный план, которого нужно придерживаться при получении оповещений о скором смещении земляных масс.

В зависимости от указаний служб, общей обстановки и скорости оседания земли подготовьте наиболее необходимые вещи, возможно понадобится теплая одежда. При небольшой скорости смещения, не превышающей метра в 30 дней, перевозите мебель и вещи в безопасное, заранее подготовленное место.

Если скорость достигает до 1 м в день, то здесь необходимо быстро с минимальным набором вещей эвакуироваться, согласно плану экстренных служб.

Основные предупредительные действия

Для защиты местности и людей часто проводят мероприятия по предупреждению обвалов, оползней, селей, которые бывают как пассивного, так и активного характера.

К пассивным относят:

  • Запрет на строительную и горнодобывающую деятельность, а также взрывы вблизи опасных участков
  • Наблюдение за горными склонами и контроль их состояния, выявление первых признаков.
  • Охрана существующих кустарников и пастбищ от незаконной вырубки

К активным профилактическим мероприятиям следует отнести строительство различных сооружений (плотины, дамбы), призванных задержать селевые потоки и лавины либо отвести их в сторону от населенных пунктов. В эту категорию также входит дополнительная высадка деревьев на горных склонах.

Прогнозирование оползней причины и решения


Подборка по базе: Примеры решения задач.pdf, Стратегическое планирование и прогнозирование социально-экономие, Башмаков М.И. Алгебра и начала анализа_ задачи и решения (2004)., Примеры решения задач для самостоятельной подготовки студент.doc, Реферат Социальное проектирование и прогнозирование.docx, Чечет. Воспитание детей и молодежи проблемы и пути решения (в с, Государственный долг сущность, причины образования, методы управ, IT решения.docx, Башмаков М.И. Алгебра и начала анализа_ задачи и решения (2004)., Современные методы поиска научной информации_ Курс для магистро.

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю.А.»
Физико-технический институт
Кафедра «Природная и техносферная безопасность»
Реферат на тему:

«Прогнозирование оползней: причины и решения»

Выполнил:

студент группы бТХНБ-31

Грачев А.Л.

Проверил:

к.ф.- м.н.,

доцент кафедры ПМиСА

Федорова О.С.

Саратов 2018

Содержание

Введение

Цель работы состоит в ознакомлении с сущностью этого явления, в выявлении причин его возникновения, в установлении экологических последствий и влияний на хозяйственную деятельность человека, а также возможные меры борьбы или управления данным явлением.

Оползни, т.е. крупное смещение земляных масс, связано с деятельностью подземных и поверхностных вод и другими факторами. Они развиваются на крутых береговых склонах оврагов, долин рек, озер и морей.

Поскольку оползни не только изменяют форму рельефа, но и наносят непоправимый вред народному хозяйству и жизнедеятельности человека, они нуждаются в более глубоком изучении, для устранения негативных последствий.


  1. Общие сведения

Оползнями называют скользящее смещение масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Импульсом к началу такого смещения обычно служит выпадение необычно обильных дождей или быстрое таяние снежного покрова, вызывающее избыточное поступление воды в водопроницаемые толщи, а также сейсмические толчки.

В горах оползневые процессы происходят при переувлажнении рыхлых отложений, залегающих на крутых склонах. На равнинах образование оползней обусловлено наличием глинистых водоупорных слоев, располагающихся наклонно в стороны речной долины, глубокого оврага или к крутому берегу моря. Такое залегание пород создает механически неравновесные условия для грунтовых масс, находящихся над водоупорным слоем. Поверхность этого слоя при избыточном увлажнении становится скользкой, прочность сцепления водоупорной поверхности и вышезалегающей грунтовой толщи ослабевает и в тот момент, когда сила сцепления водоносного слоя с залегающей выше толщей становится меньше силы тяжести этой толщи, начинается скольжение отдельных блоков грунта по наклонной поверхности водоупора.

Крупные оползни с глубоким смещением горных пород вызывают значительные изменения в очертаниях береговых склонов и придают им особые формы. Простейший случай оползневого склона представлен на рисунке 1. Пунктиром указано первоначальное положение крутого берегового склона. После оползня он принял совсем иную форму, представленную сплошной линией. Во всяком оползневом склоне можно выделить отдельные основные элементы.

http://ok-t.ru/studopedia/baza4/502749613632.files/image041.jpg

Рис. 1. Схема оползневого склона

1- первоначальное положение склона, 2- ненарушенный склон, 3- оползневое тело, 4 - поверхность скольжения, 5- тыловой шов, 6 - надоползневой уступ, 7 - подошва оползня, 8- источник

Поверхность скольжения часто имеет на себе следы полировки или штриховки, вызванные трением пород друг о друга при сползании. Такую полировку часто называют зеркалами скольжения. Сместившиеся горные породы, располагающиеся в нижней части склона, называются оползневыми накоплениями, или оползневым телом. Верхняя, более крутая часть склона, расположенная выше оползневого тела, называется надоползневым уступом. Оползневое тело в поперечном разрезе обычно выражено в виде террасовидной ступени, часто запрокинутой в сторону ненарушенной оставшейся части склона и называемой оползневой террасой. Поверхность такой террасы чаще всего неправильно бугристая, иногда же более или менее выровнена. Место сопряжения оползневого тела с надоползневым уступом, выраженное иногда понижением в рельефе, называется тыловым швом оползня. Она может располагаться на различных уровнях в зависимости от состава горных пород, слагающих склон, и характера оползневых смещений. В большинстве случаев она находится у подошвы склона, иногда выше его, но местами опускается значительно ниже, уходя даже под уровень воды реки или моря.

Часто оползневое тело представляет собой серию блоков, соскользнувших вниз под влиянием собственного веса.
http://ok-t.ru/studopedia/baza4/502749613632.files/image043.gif

Рис. 2. Схема сложного оползня (по Е.В. Шанцеру)

Дл - деляпсивная часть оползня; Дт - детрузивная часть оползня; Бв - бугор выпирания; Обт - оползневые брекчии трения; Обо - отложенные оползневые брекчии оползня поточного типа; I- крупноблоковые оползни первой стадии; II- малые блоковые оползни второй стадии; III- поточный оползень третьей стадии.

При этом в блоках сохраняется последовательность слоев и только наблюдается их запрокидывание в сторону ненарушенной части склона. Это по А. П. Павлову, деляпсивная часть оползня, происшедшая под действием силы тяжести горных пород (лат. delapsus – падение, скольжение). В нижней части такого оползня сместившиеся породы сильно раздроблены и перемяты под напором вышележащих блоков. Это детрузивная часть оползня, возникшая вследствие толкания оторвавшихся сверху блоков (лат. detrusio - сталкивание). Иногда давление оползневых масс настолько значительно, что перед ними возникают бугры выпирания пород, слагающих основание склона. В таких крупных оползнях вдоль поверхностей скольжения образуются оползневые брекчии трения. В ряде оползневых районов наблюдаются сложные оползни, состоящие из многих отдельных блоков. В таких сложных оползнях обычно сочетаются деляпсивный (в верхней части склона) и детрузивный (в нижней части склона) типы смещений.

Крупные оползневые смещения образуют огромные цирки, или вернее полуцирки, глубоко выдающиеся в берег. Они чередуются с более устойчивыми участками склона, представляющими собой как бы мысы, называемые межоползневыми гребнями.

Динамика оползневых процессов характеризуется определенными закономерностями их развития во времени. Прежде всего, следует различать оползни древние и современные. В соответствии с этим И. В. Поповым была предложена принципиальная схема общих закономерностей динамики развития оползней.

Если природные условия благоприятны и создается ситуация для реализации сдвигающих и скалывающих усилий, начинается подготовка к нарушению равновесия масс горных пород. В это время могут происходить разные явления: увеличение выветренности горных пород, изменение их влажности и физического состояния, снижение их прочности, изменение крутизны склона, пластические деформации (ползучесть), в том числе явления глубинной ползучести в горных породах.

Кинетика потери устойчивости склона с учетом ползучести изучена Г. Н, Тер-Степаняном. Ползучесть – это медленная деформация пород без образования поверхности скольжения, происходящая при напряжениях значительно меньших, чем временное сопротивление сдвигу. В зависимости от величины напряжения возможны три формы протекания деформации: 1-возрастание деформации останавливается в некоторый момент времени t1, достигнув постоянной величины; 2-возрастая вначале быстро, далее с момента t2 деформация начинает протекать с постоянной скоростью; 3-в некоторый момент t3 деформация переходит в срез.

Породы склона в зависимости от напряжений, испытываемых ими в разных точках, могут находиться в разных фазах деформации: 1-стабилизации, 2-ползучести, 3-среза.


  1. Причины возникновения

Для образования оползней на склонах необходимы следующие факторы: наличие водного слоя и его наклона в сторону склона, наличие водоносного горизонта и подземных вод.

Движение толщи может быть вызвано разными причинами: землетрясением, сильным дождем, увеличившим ее вес, подмывом склона рекой или морем и неосторожным срезанием его человеком.

Исследования оползневых районов показали, что оползни представляют собой сложный процесс, протекающий под влиянием комплекса факторов, в числе которых находятся и подземные воды. К таким факторам относятся:


  1. Интенсивный подмыв берега рекой или абразия морем (разрушение действием прибоя) в ряде случаев являются одной из главных причин возникновения оползней в Поволжье, на Черноморском побережье Кавказа и в других районах. При подмыве берега рекой или абразии морем увеличивается крутизна склона и его напряженное состояние, что в конце концов приводит к нарушению равновесия земляных масс и их оползанию.

  2. Влияние атмосферных осадков сказывается на устойчивости земляных масс. Так, например, отмечается, что оползни в овражной сети Южного побережья Кавказа происходят преимущественно в конце дождливого периода (февраль - март), когда наблюдается максимальное насыщение грунтов водой. В целом важное значение имеет степень обводненности пород как метеорными, так и подземными водами.

  3. Изменение консистенции (состояния) глинистых пород склона в результате воздействия подземных или поверхностных вод и процессов выветривания. При условии обнажения глины в береговом склоне она подвергается воздействию различных внешних факторов и выветривается, постепенно усыхает, растрескивается. Особенно этому помогает периодическое воздействие воды, при котором попеременные увлажнение и высыхание могут совсем нарушить ее монолитность. При насыщении водой такая разрушенная глина приобретает пластическое или текучее состояние и начинает сползать по склону, увлекая за собой и другие породы.

  4. Образованию оползней способствуют процессы суффозии (от лат. suffosio – подкапывание, подмывание), заключающиеся в выносе фильтрующимися водами сквозь водопроницаемые отложения мелких обломочных частиц, вследствие чего эти отложения становятся менее плотными, а наклонно залегающие над ними грунтовые массы начинают сползать вниз по склону. В условиях выровненной поверхности суффозия приводит к проседанию грунта и образованию неглубоких замкнутых депрессий рельефа. Такие формы рельефа, часто встречающиеся в степной зоне на площади залегания лессов и лессовидных отложений, известны под названием степных блюдец, просадочных западин и т.п.

  5. Гидродинамическое давление, создаваемое подземными водами близ выхода на поверхность склона. Особенно это проявляется при наличии гидравлической связи подземных вод с рекой. В этом случае в моменты половодий речные воды питают подземные, вследствие чего их уровень также поднимается. Спад полых вод в реке происходит сравнительно быстро, а понижение уровня подземных вод в склоне относительно медленно. Получается как бы разрыв между уровнями подземных и речных вод, чем и создается дополнительное гидродинамическое давление в склоне. В результате может произойти выдавливание присклоновой части водоносного слоя, а вслед ним оползание горных пород, расположенных выше. В связи с этим в ряде случаев отмечается активизация оползней после паводков.

  6. Условия залегания горных пород, слагающих склон, или, иначе, структурные особенности. К ним относятся: падение пород в сторону реки или моря особенно если среди них есть слои глин и водоносные горизонты на них; наличие тектонических и других трещин падающих в том же направлении; значительная степень выветривания пород.

  7. Неосторожная деятельность человека, которая иногда приводит к нарушению устойчивости склона. Это может быть связано: с искусственной подрезкой склонов, с разрушениями пляжей (как это иногда имело место при строительстве морских портовых сооружений без учета естественных условий формирования пляжей и направления движения наносов), с дополнительной нагрузкой на склон, с неуемной вырубкой леса.

  1. Образование оползней

В образовании оползней выделяют четыре стадии (по Е. П. Емельяновой):

  1. Стадия подготовки оползня, во время которой уменьшается коэффициент устойчивости склона и нарастает деформация пород, предшествуя их разрушению.

  2. Стадия основного смещения оползня, во время которой вслед за разрушением пород вдоль поверхности скольжения происходит за сравнительно короткий срок большая часть оползневого смещения.

  3. Стадия вторичных смещений – период, в который в теле оползня смещаются породы, не пришедшие во второй стадии в устойчивое состояние.

  4. Стадия устойчивости (стабилизации) – горные породы не испытывают деформаций, коэффициент устойчивости склона постоянный или возрастает.

Продолжительность первых трех стадий различна. Наиболее длительна первая из них, хотя и последующие могут протекать десятилетия. Последняя стадия может быть прервана при подрезке склона, землетрясениях и т.д.

Скорость движения оползней изменяется от долей миллиметра в сутки до нескольких десятков метров в час.

Размеры оползней значительны. Так оползень на реке Зеравшан (Таджикистан), произошедший 24 апреля 1964 года, по объему сместившихся пород составляет более 20 млн.м3. Он перекрыл реку и образовал насыпную плотину высотой 150 м. Причиной явилось обилие атмосферной воды, проникновение по трещинам, снижение сцепления рыхлых отложений, снижение сцепления рыхлых пород с плотными, и они сдвинулись.

Весьма типичен оползень на берегу моря у Лайм-Риджис в Англии. Берег сложен здесь из белого мела, песчаников с кремнями и рыхлого песка меловой системы, подстилаемых юрской глиной, которая водонепроницаема. Пласты наклонены к морю, и грунтовая вода стекает по глине, образуя многочисленные ключи и создавая условия для сползания вышележащей толщи. После дождливой погоды 1839 года, напитавшей водой эти толщи и тем самым увеличившей их вес, 24 декабря весь берег пришел в движение, разбился на громадные глыбы, разделенные расселинами и оврагами, и пополз к морю. Давлением масс выдвинуло со дна моря гребень длиной в километр и высотой в 12 метров, состоявший из оторванных глыб, покрытый морскими водорослями, раковинами, морскими звездами и пр. и образующий теперь ряд утесов.

Возле Одессы берег моря состоит сверху из третичных глин, подстилаемых известняком, который покоится на синей глине; по последней грунтовые воды стекают к морю и вызывают периодические оползни. Крупные глыбы отрываются от берега, ползут, опрокидываются; все побережье разбито расселинами и оврагами, а со дна моря выдавливаются отмели. Размеры оползней увеличились с тех пор, как здесь стали добывать известняк для городских построек и обширные каменоломни дали доступ атмосферным осадкам к нижней глине.

Южный берег Крыма страдает от оползней почти на всем протяжении. Здесь на поверхности сильно складчатых сланцев и песчаников триаса и нижней юры лежит мощный слой грубого делювия, образующегося от разрушения и обвалов вышележащих мощных известняков верхней юры, слагающих обрывы Яйлы. В этот делювий проникают атмосферные осадки и источники Яйлы, и он сползает по крутым откосам сланцев вместе со зданиями и садами, рассекается трещинами, разрушает дома. Берег Черного моря от Туапсе до Сухуми также неустойчив; ближайшей причиной оползней часто являются подмыв берега прибоем и срезание его при проведении железной дороги и шоссе.

Правый берег Волги в разных местах – в Ульяновске, Вольске, Саратове, Сызрани, Батраках и др. – часто сползает, потому что он состоит из водонепроницаемых и водоносных слоев и наклонен к реке.


  1. Классификация

Существует большое количество различных классификаций оползней. Они обычно делятся на три группы – общие, частные и региональные классификации. Общие классификации учитывают особенности оползневого процесса по комплексу признаков. Частные классификации основаны на выделении более существенных факторов, способствующих оползанию. Общие и частные классификации используются для определения применимости различных методов расчета устойчивости склонов и выбора противооползневых мероприятий. Региональные классификации составляются для районов широкого развития оползней.

Из общих классификаций следует отметить классификации А. П. Павлова (1903), Ф.П. Саверенского (1934), Т.С. Золоторева (1963).

По структуре оползневого склона и положению поверхности скольжения, по Ф. П. Саваренскому, различают следующие оползни: в однородных неслоистых породах с криволинейной поверхностью скольжения; оползни, у которых поверхность смещения предопределена геологическим строение; оползни, поверхность скольжения которых пересекает пласты различных пород.

Из частных классификаций следует отметить классификацию Е. П. Емильяновой (1959), где главным фактором являются подземные воды. При региональных классификациях выделяют оползни, приуроченные к определенным стратиграфическим горизонтам и склонам разного генезиса (оползни третичные, абразионные и др.)

В классификации более высокого, например, в классификации склоновых движений по типу пород уровня приведены шесть типов оползней.

Оползни по наслоению относятся к склоновым движениям скальных и полускальных горных пород, которые имеют высокую прочность в образце, малую изменчивость прочности при длительных, кратковременных и ударных нагрузках, сильное влияние трещиноватости и тектонических нарушений на прочность массива, не набухают. Этот вид оползня проявляется в медленном смещении масс по поверхности. Они возникают, когда залегание поверхностей пологое, по которым сцепление незначительно.

Оползни-надвиги происходят в глинистых породах, которые характеризуются низкой прочностью в образце, большой разностью прочности при ударных кратковременных и длительных нагрузках, набуханием. Происходит умеренное и медленное движение. Поверхность скольжения проходит в нижней части по контактам между слоями, а вверху пересекая их.

К этой же категории относятся контактные оползни и оползни однородных пород. Первые наблюдаются в виде смещения по контактным слоям и характеризуются наличием подрезанных снизу контактов между слоями, а вторые представлены циклическим оползанием и крутым уклоном суглинков.

Оползни-потоки характерны циклическим оползанием и разжижением и проявлением в пылеватых породах, имеющих тиксотропные свойства (тиксотропное разжижение и размокание). Возникают при насыщении водой до влажности выше предела текучести. Сюда же можно отнести и фильтрационные оползни, являющие собой циклическое обрушение песчано-глинистых пород над песчаной оплывиной, когда фильтрующий и оплывающий слои ниже слоя глинистых пород.


  1. Прогнозирование

Прогноз оползневых явлений в зависимости от стадии инженерно-геологических изысканий может быть качественным и количественным.

Качественная оценка устойчивости откосов основывается на изучении, описании и анализе инженерно-геологических условий склонов, их высоты и крутизны, особенностей рельефа, условий залегания горных пород, их состава, физического состояния и свойств; обводненности, сопутствующих геологических процессов и явлений.

Все это позволяет дать оценку устойчивости склона в описательной форме: образование оползня неизбежно, возможно, сомнительно, нет оснований ожидать возникновения оползня.

Количественные прогнозы основываются на строгих, конкретных методах – моделирования и расчетов.

Обычно предвестником оползневых смещений служит появление одной или нескольких трещин, расположенных ваше берегового склона. Эти трещины срыва постепенно расширяются, и отчленяющаяся часть склона начинает оползать вниз. Помимо форм рельефа, создаваемых оползневыми процессами, хорошим показателем являются неправильно ориентированные деревья на поверхности оползневого тела. Они в процессе смещения выводятся из своего вертикального положения, приобретают на отдельных участках различный наклон, искривляются, а местами расщепляются, как это наблюдалось в парке Фили (Москва), на Южном берегу Крыма и в других местах.

Оползни могут повторяться на одном и том же участке неоднократно из года в год. Сползшие массы, если они не уносятся с подножия склона речными водами или морскими волнами, могут препятствовать дальнейшему развитию оползня. Деревья на оползневых склонах приобретают наклон и образуют так называемый «пьяный лес».

Для оценки возможности возникновения оползня пользуются коэффициентом устойчивости склона, который показывает соотношение сил сопротивления оползневому смещению и активных сдвигающих сил. В различных условиях он равен:


  • при плоской поверхности скольжения – отношению сумм проекций вышеуказанных сил на плоскость скольжения;

  • при круглоцилиндрической поверхности скольжения – отношению сумм моментов соответствующих сил относительно оси вращения;

  • при любом виде поверхности смещения – отношению суммарной прочности пород вдоль этой поверхности (на сдвиг) к сумме касательных сил вдоль той же поверхности.

Оползни возможны, когда коэффициент устойчивости склона (переменный во времени в зависимости от различных факторов), уменьшаясь, становится равным единице.

Для прогноза оползней применяются расчетные методы, основанные на определении коэффициента устойчивости склона путем сравнения напряжения в склоне с прочностью слагающих его пород, методы учета баланса земляных масс и др.

Проводятся регулярные наблюдения за оползневыми явлениями в районах, где эти процессы могут принести ущерб народному хозяйству. Наблюдения ведут по специальным реперам, установленным в теле оползня. Периодически, проверяя инструментальную съемку, следят за изменениями отметок планового положения реперов, что позволяет определить скорость движения оползней. Одновременно проводят наблюдения за режимом подземных вод в скважинах, расходами родников, влажностью пород, осадками, водоносность рек и др., следят за появлением на склонах новых трещин или изменением размеров старых.


  1. Математическое моделирование оползней

Математическое моделирование некоторого явления, в частности движения оползня, приводит к дискретизации неизвестных функций. Методы дискретизации, используемые при создании вычислительных моделей, включают в себя конечно-разностные методы, методы конечных элементов и метод, который был выбран для расчетов в данной работе – метод частиц. Термин «модели частиц» является общим для класса вычислительных моделей, в которых дискретное описание физических явлений включает использование взаимодействующих частиц. Каждая частица имеет набор атрибутов, таких как масса, заряд, завихренность, положение, импульс. Состояние физической системы определяется атрибутами конечного ансамбля частиц, а эволюция системы определяется законами взаимодействия этих частиц.

Разрывность решений уравнений затрудняет применение разностных схем и накладывает определенные требования для соблюдения консервативности. Поэтому метод частиц, не требующий гладкости решения, становится достаточно эффективным. Также из положительных качеств метода можно отметить возможность использования неравномерной сетки. Особенность, которая делает модели частиц привлекательными с вычислительной точки зрения, состоит в том, что ряд атрибутов частицы сохраняется, и поэтому их не надо изменять, когда вычислительная модель развивается во времени. Связь между частицами вычислительной модели и частицами физической системы в значительной степени определяется соотношениями ограниченных вычислительных ресурсов и характерных пространственных и временных масштабов физических систем.

С математической точки зрения метод основан на представлении тела совокупностью взаимодействующих частиц (материальных точек или твердых тел), описываемых законами классической механики. Неизвестная функция представляется в виде конечной суммы δ– функций Дирака:

http://ok-t.ru/studopedia/baza4/502749613632.files/image043.gif (1)

где M – число взаимодействующих частиц, δ (x) – дельта–функция Дирака – функция, позволяющая записывать пространственную плотность физических величин, приложенных к точке пространства.

Затем δ (x) аппроксимируется сглаживающим ядром W(x-y),

http://ok-t.ru/studopedia/baza4/502749613632.files/image043.gif (2)

http://ok-t.ru/studopedia/baza4/502749613632.files/image043.gif (3)
а интеграл приближается с помощью квадратурной формулы, узлами которой являются координаты частиц

http://ok-t.ru/studopedia/baza4/502749613632.files/image043.gif (4)

Выбранный метод дискретизации трансформирует уравнения модели.

Считается, что в начальный момент смещающаяся часть грунтового массива расщепляется в поток жидких частиц, распространяющихся по склону. Взаимодействие с воздухом на боковых границах пренебрежимо мало. Движение потока подвержено действию силы тяжести и силы трения, нет внешних притоков массы. Для описания движения примем систему уравнений мелкой воды в системе координат, связанной со склоном:

http://ok-t.ru/studopedia/baza4/502749613632.files/image043.gif

где x , y – горизонтальные координаты вдоль склона, t – время, u и v – усредненные горизонтальные скорости по оси x и y соответственно, h – возвышение оползневого потока относительно склона, g – ускорение свободного падения, θ– наибольший угол наклона склона к горизонтальной поверхности, θx и θy – углы наклона склона по осям x и y , Fx и Fy – составляющие за счет силы трения в проекции на оси. Для потоков, содержащих глину и камни, сила трения имеет вид:

http://ok-t.ru/studopedia/baza4/502749613632.files/image043.gif (8)

где i – x или y , δ – динамический угол трения.

Отметим, что выражение для силы трения имеет различный вид для остановившихся и находящихся в движении частей потока. Это связано с тем, что пока активная сила меньше чем ила трения, движение в остановившей части потока не может начаться.

В качестве задачи, представим результаты моделирования одной из исследованных одномерных задач движения потока по склону постоянной крутизны. Начальное распределение высот и скоростей частиц представлено на рис. 1 в системе координат, связанной со склоном. Высоты и ширины частиц представлены прямоугольниками, скорости – точками. Угол наклона равен α = 24.7. Шаг по времени – τ = 0.01.

http://ok-t.ru/studopedia/baza4/502749613632.files/image043.gif

Рисунок 1. Распределение положения (м) и скоростей (м/c) частиц с течением времени (слева направо сверху вниз): через 10, 60, 170 секунд и более чем через 160 минут

Общая картина схода оползня представлена на рис. 2.

http://ok-t.ru/studopedia/baza4/502749613632.files/image043.gif

Рис. 2. Начальное распределение положения (x), высот (м) и скоростей (м/с) частиц оползня

В начальный момент времени резко увеличиваются скорости частиц. И с течением времени увеличивается ширина частиц, уменьшаются высоты. Поток выходит на установившийся режим движения. Чтобы увидеть «закругленность» склона необходимо увеличить количество частиц начального возмущения.


  1. Меры предупреждения и борьба с оползнями

Естественные условия, способствующие оползням, например, на берегах Волги, усугубляются неосторожностью человека, срезающего нижнюю часть склона для проведения улиц, дорог к пристаням и нагружающего вышележащий склон зданиями, которые со временем обязательно разрушатся. Отсутствие канализации в городах увеличивало раньше количество воды, проникающей в водоносные слои.

Западный берег озера Байкал от истока реки Ангары до станции Култук обусловлен крупным сбросом, создавшим глубокую впадину озера. При проведении железной дороги это не было учтено; многочисленные тоннели и выемки пересекают оконечность мысов между долинами слишком близко к крутым береговым откосам, где твердые горные породы разбиты трещинами, параллельными главному сбросу, и поэтому неустойчивы. Происходят обвалы стенок выемок, искривляя пути, выпадение глыб из сводов тоннелей вследствие продолжающихся мелких подвижек вблизи сброса.

Для успешной борьбы с оползнями необходимо знание режима подземных вод. Правильное регулирование режима подземных вод способствует прекращению оползней.

Мерами борьбы с оползнями является лесонасаждение и подсыпки, укрепление склонов путем покрытия дерном с прошивкой сваями и кольями. Более надежно склон закрепляется бетонными и каменными стенками. Еще более надежное средство – устройство подземного дренажа (прокладка труб) и поверхностный дренаж – путем устройства водосборных бетонированных канав на поверхности склона для сбора атмосферных вод. Так, например, укреплен крутой склон правого берега Москвы-реки на Воробьевых горах, где возвышается лыжный трамплин.

Заключение

По возможности полно изучив данное явление, я с уверенностью могу сказать, что оползни по разрушительности и непредсказуемости последствий не уступает наводнениям, землетрясениям и другим катастрофам нашей планеты. Доказательством может служить недавно произошедший оползень на юге Киргизии, в селе Будалык. Произошло это 27 марта 2004 года. По словам очевидцев, объем сместившихся горных пород составил несколько млн. м3, было стерто с лица земли 12 домов и погибло 33 человека. Ранее в этом районе уже случались подобные явления, но не столь крупных масштабов. Проводившиеся исследования показывали, что горы не опасны и возможность новых оползней ничтожна. Причиной этого оползня стало землетрясение, произошедшее ночью перед катастрофой. В данный момент специалисты утверждают, что существует угроза новых оползней.

Этот случай дает понять насколько несовершенны методы исследования, прогнозирования и диагностики оползней. Поэтому необходимо продолжать изучение данного явления, как одного из опасных явлений.

Литература:


  1. В. П. Бондарев «Геология», курс лекций, Москва «Форум-гидра М» 2002.

  2. Г. В. Войткевич «Справочник по охране геологической среды», том 1, Ростов-на-Дону «Феникс», 1996

  3. А. М. Гальперин, В. С. Зайцев «Гидрогеология и инженерная геология», Москва «Недра», 1989.

  4. Г. П. Горшков, А. Ф. Якушева «Общяя геология», издательство Московского университета, 1973.

  5. В. В. Добровольский «Геология», учебник для ВУЗов, Москва «Владос» 2004.

  6. И. А. Карлович «Геология», учебное пособие для ВУЗов, Москва «Академический проект» 2004.

  7. Д. М. Кац «Основы геологии и гидрогеология», Москва «Колос», 1981.

  8. В. А. Обручев «Занимательная геология», Москва, издательство академии наук СССР, 1961.

  9. М. П. Толстой, В.А. Малыгин «Основы геологии и гидрологии», Москва «Недра», 1976.

About Author


admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о