§ 63. Явления, связанные с деятельностью

сил гравитации, поверхностных

и подземных вод на склонах

Под совокупным воздействием различных факторов на есте ственных склонах и искусственных откосах проявляются раз личные деформации, из которых наиболее распространены осы пи, осовы, обвалы и оползни.

Осыпи и осовы — скопления обломков горных пород у основания и в нижней части крутых склонов (рис. 36). Образу-ются осыпи в результате выветривания горных пород. Обра-зующиеся при выветривании обломки под действием силы тя

Рис. 36. Схема осыпи:

а — коренная порода; б—осыпь

Рис. 37. Схема оползня.

1 — поверхность оползания; 2 — надоползневый уступ; 3 —

базис оползня; 4 — оползневые террасы; 5 — тело оползня;

6 — голова оползня; 7 — язык оползня

жести постепенно смещаются вниз по склону без всякой сор-тировки. Осыпь состоит из угловатых обломков пород разного размера: от песчинок до глыб объемом в несколько кубических метров. Мощность осыпей изменяется от долей метра до многих метров, достигая нередко 40 м. Поверхность осыпи представ­ляет естественный откос крутизной от нескольких до 30—40°.

Смещение отдельных участков осыпи, насыщенной водой, называется осовами. Последние проявляются обычно на скло нах, сложенных породами глинистого состава: глинистыми сланцами, опоками, мергелями и т. п.

В случае выветривания прочных скальных пород (гранитов и др.) на склонах и у подножия склонов накапливается гру-бообломочный материал, называемый курумами (каменными осыпями). Накопление грубообломочного материала на гори­зонтальных или почти горизонтальных террасах, плато и на­горьях называется каменными россыпями. Образуются россыпи обычно в горных районах в условиях жаркого засушливого климата и занимают нередко площади в десятки квадратных километров. Осыпи встречаются во всех горных районах СССР.

Обвалы — отрыв и падение с естественных склонов или с откосов выемок как отдельных небольших камней, так и

Рис. 38. Оползень на вскрышном уступе Байдаков-ского углеразреза.

1 — суглинок; 2—глина: 3 — песок; 4 — уголь; 5 — каолин; 6 — положение уступа до оползня

колоссальных масс каменного материала; при движении кам­ней происходит их опрокидывание, дробление и скатывание вниз по склону. Обвалы происходят обычно в горных районах на крутых и обрывистых склонах, на крутых морских побере­жьях и сравнительно редко на склонах глубоко врезанных речных долин. Гигантские обвалы наблюдаются редко, но их следы сохраняются надолго. В 1911 г. в результате землетря-сения на р. Мургаб произошел обвал и образовалась плотина высотой свыше 500 м, что обусловило образование Сарезского озера, существующего до настоящего времени. Озера Рица на Кавказе, Искандер-Куль в Гиссарском хребте, Гель-Гель в Азербайджане и многие другие также образовались в резуль­тате обвалов. Мелкие обвалы в горных районах происходят очень часто и причиняют большой вред автомобильным и же­лезнодорожным магистралям. Причиной образования обвалов является ослабление прочности и целостности горных пород под влиянием процессов выветривания.

Оползни — движение масс горных пород вниз по есте-ственному склону (рис. 37) или искусственному откосу (рис. 38) под действием силы тяжести, связанное во многих случаях с деятельностью поверхностных и подземных вод (по Н. Ф. По гребову). Оползни чрезвычайно широко распространены в при-роде и нередко проявляются в грандиозных масштабах. На территории СССР они зарегистрированы в самых различных районах и причиняют народному хозяйству огромный вред, деф формируя полотно железных дорог, мосты, ценные в лечебном отношении территории (Одесское, Крымское и Сочинское по-

бережья Черного моря).

Причины, вызывающие оползневые явления, обусловлива

ются сочетанием ряда естественных и часто искусственных

факторов, в совокупности нарушающих условия устойчивости

горных пород, слагающих естественный склон или искусствен-

ный откос. Основными из этих факторов являются: геоморфоло-

гия склона (высота, крутизна, форма склока); геологиче

ское строение (литологический состав пород, формы и условий

залегания пластов, тектонические особенности склона, встре

чающиеся в природе в бесконечно различных комбинациях);

свойства пород, слагающих склон; гидрогеологические условия

обусловливающие возможность проявления гидродинамического

и гидростатического давления на породы склона; интенсив

ность размывающей деятельности поверхностных вод (речных

озерных, морских); интенсивность процессов выветривания

снижающих целостность и прочность горных пород, их измель

чение, образование трещин и т. п.; увеличение массы пород

при их увлажнении осадками или при искусственном поливе;

подрезка склона при строительстве дорог, каналов и других

объектов; отсыпка вблизи склона отвалов горных пород, шла

ков, насыпей, строительство других объектов, нарушающих ста

тическое состояние, склонов; динамические воздействия -

от землетрясений, движущихся вблизи склона поездов, работа

ющих поблизости механизмов (бетономешалок и т. п.), ударов

волн, взрывных воздействий при ведении горных работ и т. п.;

планировочные работы, увеличивающие крутизну склона.

Множество причин, обусловливающих образование ополз ней в их сложном сочетании и взаимодействии, породили боль шое число классификаций оползней, рассматриваемых в спе-циальных руководствах.

При изучении оползней существенное значение имеет уста-новление их морфологии (см. рис. 37), которая бывает самой разнообразной и зависит от состава пород, слагающих склон условии их залегания, сочетания оползнеобразующих факторов и других причин. В каждом оползне различают следующие| морфологические элементы: поверхность скольжения; надополз-невой уступ; подошву оползня, или базис, оползания; глубину оползания, или глубину захвата оползнем склона; оползневой

132

цирк; оползневые террасы; оползневое тело; оползневые накоп­ления.

Поверхность скольжения, или оползания, — поверхность, по которой происходит отрыв и смещение оползающих масс гор­ных пород. Форма поверхности скольжения в разных случаях бывает различной - волнистой, ломаной, плоской, в виде пра­вильной кривой, приближающейся к циклоиде, что наблюдается при оползании в однородных глинистых породах.

Надоползнееой уступ - уступ над сместившейся частью гор­ных пород, сложенный породами в их коренном залегании. Вы­сота уступа бывает различной: от долей метра до многих мет­ров, превышая иногда 20 м.

Базисом оползания, или подошвой оползня, называют линию пересечения поверхности скольжения со склоном. Подошва оползня может совпадать с основанием склона либо быть выше пего или ниже; в последнем случае часто образуется вал выпи­рания, удаленный от основания склона иногда на 100 м и бо­лее; подобные валы часто наблюдаются в районе г. Одессы. На одном и том же склоне может быть несколько оползающих массивов, у которых базис оползания находится на различных уровнях. Подобные оползневые склоны называются много­ярусными, что имеет место на многих участках правобережья р. Волги и в других местах. Правильное определение подошвы оползня имеет большое практическое значение, позволяя установить причину образования оползня.

Глубина оползания, или глубина захвата склона ополз-нем, — расстояние от верхней поверхности склона до его оползания до поверхности скольжения, измеренное по нормали к поверхности склона путем реставрации последнего. Глубина захвата определяет размер оползня и часто влияет на выбор тех или иных противооползневых мероприятий.

Оползневой цирк — выемка, образовавшаяся на коренном клоне в результате смещения части пород, слагающих склон; обычно имеет овальную форму. Дугообразная линия, огра­ничивающая верхнюю часть цирка, называется бровкой опол-зня.

Оползневая терраса (или террасы)—площадка, образую-' щаяся ниже надоползневого уступа на поверхности сместив­шихся масс, нередко имеющая наклон в сторону коренного склона. Таких террас бывает несколько, если оползень является ложным. Оползневые террасы ни в коем случае нельзя сме-шивать с речными террасами, так как это приведет к неверной инженерно-геологической оценке изучаемой территории.

Тело оползня — сместившиеся массы горных пород, имею­щие различные внешние очертания: бугристые, ступенчатые, валообразные, грядообразные, смешанные. В оползневом теле различают голову — самую верхнюю часть оползня и язык — самую нижнюю часть.

Оползневые накопления — массы оползших горных породу накопившиеся на склоне в результате неоднократно проявляю­щихся оползневых процессов. Оползневые накопления могут оставаться неизменными, увеличиваться, если происходит даль-] нейшее оползание, или уменьшаться при их размыве поверх­ностными водами. Очень часто оползневые накопления, остаю-1 щиеся неизменными, являются естественной пригрузкой у осно-| вания склона, обусловливая его устойчивость.

Противооползневые мероприятия. В зависимости oт причин и факторов, обусловливающих возникновение и раз-витие оползневых процесов, проводятся соответствующие про-тивооползневые мероприятия, придающие склонам нужную ycтойчивость и тем самым предохраняющие сооружения и цен­ные территории от разрушений. Противооползневых мероприя-тий существует много, большинство из них представляют слож­ные сооружения, требующие значительных затрат средств и времени на их возведение и затем тщательного надзора за исправным состоянием. Поэтому выбор противооползневых мероприятий должен быть глубоко обоснован результатами тщательного и всестороннего изучения оползневых явлений, проявляющихся в данных конкретных природных условиях.. Борьба с оползнями должна быть комплексной и состоять из, ряда мероприятий, которые должны устранять все причины, обуславливающие неустойчивость горных пород на склонах; противооползневые мероприятия должны быть направлены в' первую очередь на устранение главных, основных причин. В целом все многочисленные мероприятия по борьбе с оползнями подразделяются на профилактические и коренные.

Профилактические, или пассивные, .мероприятия имеют це­лью: предотвращение излишнего увлажнения оползневых скло­нов поверхностными водами устройством нагорных капав, лот­ков, лесомелиоративных насаждений на склонах и т. п.; упоря­дочение строительства вблизи склонов автомобильных и желез­ных дорог, тяжелых сооружений, каналов, цветников, пред­отвращение подрезки склонов, запрещение вблизи оползневых участков производства взрывных и горных работ и т. п.; за­прещение вблизи неустойчивых склонов сбрасывать строитель­ный мусор, шлаки, устраивать отвалы при ведении горных ра­бот и т. д.; ограничение в необходимых случаях скорости дви­жения поездов вблизи оползневого участка; недопущение вы­рубки дрезесно-кустарниковой растительности и уничтожения травяного покрова; осуществление строго рационального поли­ва огородов, садов и цветников вблизи склонов в целях недо­пущения излишнего их увлажнения.

Коренные, или активные, мероприятия преследуют цель устранить причины, вызывающие оползневые явления. Посколь­ку одной из частых причин оползнеобразования является под­мывающая деятельность поверхностных вод, для устранения

этого возводят дамбы, струеотклоняющие сооружения, волно­ломы, буны и т. п. Подземные воды, выходящие на склонах, также часто обусловливают их неустойчивость; для предохра-

Рис. 39. Дренажная штольня на оползневом склоне.

1 — оползневые накопления; 2 — водоносный слон; 3 — коренные породы; 4 — штольня; 5 — четвертичные отложения

Рис. 40. Противооползневая подпорная стенка.

/ — оставшаяся часть оползня; 2 — коренные породы; 3 — дренажная за­сыпка пазухи; 4 — дренаж; 5 — вывод воды; 6'— поверхность оползня; 7 — гидроизоляция

Срезка

нения склонов от отрицательного воздействия подземных водустраивают различной конструкции дренажные сооружения, устраняющие выход подземных вод на склонах (рис. 39). Ши­роко применяются также механические способы укрепления склонов устройством подпорных стенок (рис. 40) — контрбан­кетов, контрфорсов, забивкой свай. Нередко устойчивость оползневых склонов достигается соответствующей их планиров­кой, устройством берм, срезкой более крутой верхней части склона п отсыпкой у основания склона срезанной части земля­ных масс или доставкой материала извне для устройства при-грузки у основания склона (рис. 41). Существенным противо­оползневым мероприятием является мелиорация пород, слагаю­щих склон (силикатизация, смолизация, электрохимические способы, цементация, термическое закрепление), что значитель­но увеличивает сопротивление пород сдвигающим усилиям.

Контрбанкет

Рис. 41. Укрепление склона путем уполаживания откоса и устройства контрбапкета

Условия равновесия склонов. Равновесие пород, слагающих естественные и искусственные склоны, зависит от сочетания целого ряда естественных и искусственных факторов.