Оползневые процессы в Томской области (стр. 2 из 5)
В случае если склон, имеющий ограниченную площадь, сложен однородными мелкозернистыми грунтами, обычно проявляется другой механизм движения. Здесь поверхность скольжения имеет, как правило, грубо цилиндрическую или сферическую форму, и оползающая масса при обрушении испытывает вращение. В общем случае, можно найти центр этого вращения. В почвах и коренных породах, содержащих сложные системы трещин отдельности и пустот, может возникнуть серия поверхностей скольжения, использующих отдельные участки трещин отдельности. Так система субгоризонтальных трещин, пересеченная системой крутопадающих трещин, может способствовать появлению оползающей массы, часть которой движется почти горизонтально, а другая часть, занимающая более высокое положение, опускается по крутым трещинам. В этих условиях между двумя частями оползающей массы должна появиться еще одна поверхность раздела — плоскость скола. В материалах, не имеющих ярко выраженной отдельности, и в анизотропных (в которых свойства вещества различны в разных направлениях) могут возникать очень сложные сочетания поверхностей скольжения.
Некоторые характерные черты таких оползней показаны на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема идеального оползня, где: 1 – поверхность скола; 2 – оползневой цирк; 3– стенка отрыва; 4 – боковая стенка; 5 – поперечные трещины; 6 – оползневые валы выпирания; 7 – основание оползневого откоса [2]
Там, где переход между оползающей массой и устойчивым материалом склона менее четкий, картина напоминает течение материала, имеющего свойства жидкости.
При этом скорость и величина смещения постепенно уменьшаются от поверхности вниз. Если течение происходит очень медленно, то этот процесс характеризуют как ползучесть (крип), и это явление распространено на склонах возвышенностей чрезвычайно широко, вероятно во всем мире [2]. В большинстве случаев это движение происходит незаметно и обнаруживается только при точных измерениях.
Когда крутой склон сложен трещиноватыми породами, последовательное разрушение происходит путем падения, а не соскальзывания материала, т.е.обрушивающая масса теряет связной контакт с устойчивым неподвижным основанием и может свободно падать под действием силы тяжести. Чаще это бывает с коренными горными породами, а не с материалом почвенного слоя, поэтому такое явление называют горным обвалом. С такими обвалами связан ряд катастроф, например в горах Эльм в Швейцарии в 1881 г. и в горах Тертл (Канада, провинция Альберта) в 1903 г (рисунок 2).
Рисунок 2 – Поперечный разрез центральной части оползня на горе Тертл [12]
Возникновение оползней имеет ряд механических причин, и это необходимо учитывать при изучении отдельного явления или при оценке опасности. Одно из наиболее общих условий для статического состояния – это наличие склона, т.к. для появления касательных напряжений, в результате которых может начаться скольжение, необходима составляющая силы тяжести, направленная тангенциально к поверхности.
Оползень возникает тогда, когда направленная вдоль склона составляющая сил, действующих на некоторую массу рыхлого грунта или скальных пород, оказывается больше прочности материала или больше его сопротивления скалыванию. Переход от устойчивого состояния к началу скольжения означает, что в результате каких-то причин изменилось либо усилие, действующее на горные породы склона, либо сопротивление этих пород [2].
Изменение направленной вдоль составляющей веса оползневого тела может быть связано с естественными причинами и с деятельностью человека. В природе увеличение крутизны склона является обычным процессом, который чаще всего развивается вследствие движения воды. Как правило, это происходит путем удаления части материала у основания склона в результате работы волн или эрозионной деятельности рек. Поскольку материал, находящийся у основания склона, играет важную роль в поддержании стабильности всего склона, удаление этого материала приводит к неустойчивости. Движение обычно развивается постепенно, но может и резко ускориться в период высокого наводнения или в результате сильного дождя. Если оползание происходит таким путем, то обычно обнаруживается, что в районе обрушение склонов случалось многократно. Оползший материал временно укрепляет склон, но затем размывается, и снова возникает неустойчивость, которая в свою очередь обусловливает новое оползание обломочного материала. Области, в которых действует такой механизм разрушения склонов, можно поэтому легко узнать. Уступы, в которых в результате оползания рыхлого материала обнажаются нижележащие породы, имеют свежий вид и не согласуются с общим наклоном поверхности. Дождевые и талые воды являются важным фактором оползневой деятельности. Одну из двух главных дорог в Непале почти ежегодно преграждали небольшие оползни, происходившие во время летних муссонов. Обломки оползших пород сгребали с дороги лопатами, и на этом борьба с оползнями прекращалась до следующего муссона. Грядущую опасность не оценивали, пока в 1976 г. муссон не вызвал большой оползень, приведший к разрушению деревни Пахирикхет и к гибели 150 человек [12].
Множество оползней связано с деятельностью людей. Прокладка шоссейных дорог, распространение жилых районов на склоны, строительство плотин, водохранилищ, дренажных и других инженерных сооружений – все это связано с перемещением большого количества рыхлых и скальных пород, образующих склоны. Если при этой работе добавляется в верхней части склона или удаляется из его основания, то тем самым увеличивается вероятность быстрого разрушения этого склона.
1.3 Размеры оползней
Оползни бывают различные по размерам: малые – до 10 тыс. м3 в объеме; средние –11-100 тыс. м3; крупные – 101-1000 тыс. м3; очень крупные – более 1000 тыс. м3 вовлекаемой в процесс массы горных пород [3]. В таблице 2 приведены примеры некоторых крупных оползней.
Таблица 2 – Примеры крупных и грандиозных оползней [3]
| Район | Дата | Тип и особенности развития | Породы, в которых образовались оползни | Объем,млн. м3 | Ущерб |
| Памир, р. Мургаб | 1911 | Сложный оползень блокового строения, большие скорости движения; землетрясение 9 баллов; создано Сарезское озеро глубиной до 500 м и объемом 17 км3 | Метаморфические терригенные и карбонатные толщи, дислоцированные, с разломами | 2200 | В случае прорыва оползневой запруды неизбежны катастрофические, трудно оцениваемые последствия |
| Побережье Одессы | 1953, 1957, 1969, 1973 и др. | Преимущественно оползни выдавливания с валом на подводной отмели | Склоны высотой до 50 м; лессы, миоценовые известняки и глины с прослоями песчаников и лигнитов; напорные воды | От 0,3до 3 | Значительный для города и курортных объектов |
| Саратов, Соколова гора, склон Волги | 1884, 1915, 1967, 1968 и др. | Преимущественно оползни выдавливания с выпором в дне реки | Лессовидные суглинки, глины нижнего мела с прослоями песков; напорные воды | Около 10 | Разрушение и перенос одноэтажных зданий, осложнение судоходства и др. |
| Южный берег Крыма, западнее Симеиза, с.Морское, восточнее Алушты | 1965, 1967, 1969 | Оползни-потоки и сложные, абразия с выдавливанием на отмели, значительное обводнение массива | Преимущественно выветрелые породы Таврической свиты с глыбами известняков | 0,6 2 2,5-3 | Перенос новой автодороги, разрушение зданий, пляжей и берегоукреплений |
| Долина р. Пьяве, водохранилище Вайонт (Италия) | 1963 | Скольжение массива по известнякам, с выдавливанием и надвиганием на противоположный берег и разобщение водохранилищ | - | 250 | Выдавленные оползнем воды перелились через арочную плотину, образовали водный и селевой паводок, разрушивший г. Ланжерон; гибель 3000 чел. |
Как видно из таблицы, оползни приводят к гибели людей и наносят ущерб народному хозяйству, так прогнозные расходы на борьбу с оползнями и связанными с ними явлениями в периоде с 1970 г. до 2000 г. для Калифорнии оцениваются в среднем в 300 млн. долларов в год [3]. Защита от оползней на протяжении многих веков – одна из крупных проблем человечества.
2. Оползни в Томской области
В Томской области оползневые процессы являются довольно распространенным явлением. Наиболее остро проблема оползания стоит в таких населенных пунктах, как г.Томск, г. Колпашево, п. Кедровка, п. Усть-Бакчар и др.
На территории города Томска выделяется 33 участка, опасных и потенциально опасных в оползневом отношении. Наиболее опасными является Лагерный Сад, микрорайоны "Солнечный" и "Каштак", левый борт р. М. Киргизка (район восточнее ж/д ветки на г.Северск) [11].