Оползни

С деятельностью подземных и поверхностных вод и другими факто­рами часто связаны разнообразные смещения горных пород, развиваю­щиеся на крутых береговых склонах оврагов, долин рек, озер и морей. Характер

величина смещений бывают различными. Среди них наблю­даются:

1. Мелкие смещения, захватывающие только поверхностную часть склона, почвенный слой и часть подстилающей выветрившейся породы, которые под влиянием сильного переувлажнения атмосферными осад­ками начинают медленно передвигаться вниз. Такие смещения назы­ваются оплывинам и, или с п л ы в а м и.

2. Крупные смещения земляных масс по склону, захватывающие различные горные породы, слагающие склон и распространяющиеся на большую глубину. Такие смещения называются оползнями.

3. Внезапные обрушения огромных масс горных пород, сопровож­дающиеся опрокидыванием сорвавшегося массива и его дроблением, называются обвалами. Наиболее значительные проявления их на­блюдаются в молодых горных районах. В таких районах вода подго­тавливает возможность движения пород, ослабляет в них прочность, Часто внезапность обвала бывает связана с проявлением землетрясения. Иногда обвалы достигают грандиозных размеров. Так, например, и 1911 г. на Памире произошел обвал, при котором обрушилась масса породы в 7—8 млрд. т, запрудила реку и образовалось так называемое Серезское озеро длиной около 80 км. Возникла естественная плотинй высотой свыше 500 м, длиной около 2 км и шириной у основания около 5 км.

Наибольший интерес представляют собственно оползни, широко распространенные и создающие местами угрозу для населенных пунк­тов, отдельны:; участков железных дорог и т. п. Крупные оползни с глу­боким смещением горных пород вызывают значительные изменения '» очертаниях береговых склонов и придают им особые формы. Простей­ший случай оползневого склона представлен на рис. 8.17. Пунктирен-указано первоначальное положение крутого берегового склона. После оползня он принял совсем иную форму, представленную сплошной ли­нией. Во всяком оползневом склоне можно выделить отдельные элемен­ты его. Поверхность, по которой происходит отрыв части горных порол от склона и последующее их оползание вниз, называется п о в е р х -н о с т ь ю смещения, или поверхностью скольжения. Она часто несет на себе следы полировки и штриховки, вызванные трением пород друг о друга при сползании. Такую полировку часто называют зеркалами скольжения. Сместившиеся горные породы, рас­полагающиеся в нижней части склона, называют оползневыми

Н' 211

м а к о п л с и и я м и, или о л о л з II с в ы м тел о м. Верхняя, более крутая часть склона, расположенная выше оползневого тела, называется к а д о п о л з и е в ы м уступом. Оползневое тело в поперечном разрезе обычно выражено в виде террасовиднон ступени, часто запро­кинутой в сторону ненарушенной оставшейся части склона я называе­мо!! о п о л з м е в о и т е р р а с о и. Поверхность такой террасы чаще

всего неправильно бугристая, иногда же более или менее вы­ровнена. Место сопряжения опол­зневого тела с падогюлзневым ус­тупом, выраженное иногда пони­жением в рельефе, называется тыловым швом оползня. Место выхода поверхности сколь­жения в склон называется п о-д о ш в о п о п о л з п я. Она может располагаться на различных уров­нях в зависимости от состава гор­ных пород, слагающих склон, н ха­рактер/а 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, соскольз-KVBUIIIX вниз под влиянием собственного веса (рис. 8.18). При этом в блоках сохраняется последовательность слоев и только наблюдается их запрокидывание в сторону ненарушенной части склона. Это, по А. П. Павлову, д е л я п с и в н а я часть о п о л з н я, происшедшая иод 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 д е т р у з и в н а я часть ополз н я, 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 образуют-:я 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 зернее полуцирки, глубоко вдающиеся в берег. Они чередуются с более устойчивыми участками склона, представляющими собой как бы мысы, называемые м еж о п о л з н е в ы м и гребнями. Обычно предвест­ником оползневых смещений служит появление одной или нескольких дугообразных трещин, расположенных выше берегового склона (рис. 8.19). Эти трещины срыва постепенно расширяются, и отчленяю­щаяся часть склона начинает оползать вниз (рис. 8.20, А, Б). Помимо характерных 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

Рис. 8.17. Схема оползпсииго склона:: —- пгрпиначалыюс положение склона; '1 — ненарушенным склон; 3 — оползне­вое тело; -1 — поверхность скольжения; 5— тыловой тон; 6' — нпдопол.чнепон уступ; 7 — подошва оползня; 8 — источ­ник

наблюдалось ь парке Фили (Москва), на Южном берегу Крыма и Е других местах. Такой лес называют «пьяным лесом».

Причины оползневых явлений. Исследования оползневых районе.' показали, что оползни представляют собой сложный процесс, проте

Рис. 8. К8. Схема сложного оползня (по Е. В. Шанцеру)

Рис. 8.19. Трещи;!; i срыва перед нач;:.:юм оползня

кагоший под влиянием комплекса факторов, в числе которы:, находяч ся и подчемныс йоды. К таким факторам относятся:

1. Интенсивный подмыл берега рекой пли абразия морем (разруш­ьте действием прибоя) в ряде случаев являются одной из главны причин возникновения оползней в Поволжье, па Черноморском поб<" режье Кавказа и в других районах. При подмыве берега рекой плг абразии морем увеличивается крутизна склона и его напряженное со

стояние, что в конце концов приводит к нарушению равновесия чемля-.;гых масс и их оползанию.

2. Влияние атмосферных осадков сказывается на устойчивости зем­ляных масс. Так, например, отмечается, что оползни в овражной сети

\

Рис. 8.20. А. Оползни в Крыму близ Симеиза — смещенное шоссе WOTO i..li. юршкова). Б. Оползневой цирк на правом берегу сред­ней Волги

до^д^ивогобпреЖЬЯ /(авказа происходят преимущественно в конце ™асыщениеРИОДа (ФевРал„ь - март), когда наблюдается максималь-обводненвдстиепГрунтов водон- В Чел°м важное значение имеет степень эоводненности пород как метеорными, так и подземными водами.

оезульта?е во3дейст0вГКСТеИЦИИ (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. Суффозия, вызываемая движением подземных вод в водоносном слое. Подземные воды, выходя на поверхность склона, выносят с собой

Рис. 8.21. Явление суффозии из водоносного слоя и песчаном карье­ре (фото Г. П. Горшкова)

ш водоносного слоя мелше частицы водовмещающсй горной породы и р'а.глнчпые химически растворенные1 вещества (рпс. 8.2!;. Длительно продолжающийся процесс выноса приводит к рязрыхлспию водоносного слоя, его ослаблению, как бы подкапыванию склона (суффозия). Такой разрыхленный слой уже не в состоянии поддерживать горные породы, слагающие более высокие части склона, и они начинают сползать вниз.

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 (рис. 8.21), 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 за ним оползание горных пород, расположенных выше. В связи с этим в ряде случаев отмечается активизация оползней после паводков.

Нам пришлось быть свидетелями такого мгновенного оползания откоса па одном из недавно возведенных каналов. По условиям эксплуа­тации требовалось быстро освободить канал от воды, что и было сделано в течение нескольких дней. Подземные воды, связанные ранее с уровнем воды в канале, после опорожнения его создали в откосах ог­ромное давление. В результате откос на протяжении около 100 м ополз в канал.

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

7. Неосторожная деятельность человека, которая иногда приводит к нарушению устойчивости склона. Это может быть связано: с искус­ственной подрезкой склонов; с разрушением 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 и т. п. В зависимости от конкретных условий оползни возникают вследствие одного из названных факторов, но в большинстве случаев в результате различного их сочетания. * •

Распространение и типы оползней на территории СССР. Одним из крупнейших оползневых районов СССР является Поволжье. Здесь оползни охватывают значительные по размерам территории и за исто­рический период причинили много разрушений ряду городов и другим крупным населенным пунктам. Особенно большое количество оползней сосредоточено в Среднем и Нижнем Поволжье (от впадения р. Камы и ниже по течению). Такие города, как Горький, Васильсурск, Сенги-лей, Ульяновск, ст. Батраки, Вольск, Саратов и другие, расположенные на правом берегу Волги, издавна страдают от оползней, и там затра­чиваются большие средства на борьбу с ними, на выполнение ряда противооползневых мероприятий. Местом классического развития ополз­ней является г. Ульяновск. За время существования города (с 1648 г.), судя по указаниям в летописях и в литературе, произошло не менее 25 оползней. Наиболее крупный из них отмечен в 1915 г. Он захватил береговую полосу около 1,5 км длиной и 400—600 м шириной. Была покороблена ветка Московско-Казанской железной дороги, которая местами опустилась на 1,5 м и передвинулась на 10 м, разрушена эста­када строившегося в то время моста через Волгу. Известны также не­однократные деформации железнодорожного полотна в районе ст. Бат­раки (Батракский косогор). Оползневые смещения имели место также в районе расположения цементных Сенгилеевского и Вольского заводов. Ьольшой известностью пользуются оползни Саратова, которые иногда достигали катастрофических размеров и приводили к разрушению мно­гих построек. Так, например, при оползне 1884 г. было разрушено около 300 домов.

В пределах Поволжья встречаются различные типы смещения земляных масс склона, вызываемые различными причинами. Почти на всем протяжении Волга интенсивно подмывает свой правый берег. Эта боковая эрозия создаст условия для неустойчивости береговых склонов. Кроме того, береговые склоны в ряде мест слагаются чередующимися слоями глин и водоносных песков, что способствует проявлению суффо-зионных процессов, гидродинамического давления, изменению консис­тенции глинистых пород и т. п.

Здесь часто развиты глубокие од н о я р у с н ы е оползни, протяги-ъш\й,ШЛ меташ lia десятки и сотни метров. Оползневое тело бывает очень сложным; иногда состоит из нескольких ступеней, КЙЖдйЯ \\3 которых ограничена плоскостью скольжения. Мощность оползневых накоплений — от нескольких метров до 30 м и больше (близ Улья­новска).

Рис. 8.22. Л. Ополлень-поток; Б. Крупные оползни и обвалы р;'-:.!"шог<> во.фаста. Южный берег Крыма (фото Г. С. Золотарева)

Встречаются также и д в у х ъ я р у с н ы е оползни, т. е. ополз­ни, образующиеся в пределах одного и того же склона на двух разных гипсометрических уровнях. Нижний ярус оползней связан с подмывом рекой и выходом подземных вод из песков нижнего водоносного слоя. Причиной возникновения верхнего яруса оползней могли явиться суф-фозионпые процессы, связанные: с выходом воды из более высокого водоносного горизонта. Гак, при соответственном геологическом строе­нии берегового склона п наличии п нем нескольких водоносных гори­зонтов могут возникнуть многоярусные оползни.

Оползни в Поволжье имеют разный возраст (от древнеантропоге-повых до современных), что увязывается с историей развития долины Волги.

В Поволжье, в Крыму и других районах наблюдается также своеоб­разный гип смещений земляных масс, называемый оползнями — п о т о к а м и, или о и о л з и я м и г л е т ч е р и о г о т и п а. Механизм их образования заключается в следующем. Разрыхленные оползшие массы пород насыщаются водой, приобретают полужидкое состояние и начинают медленно перемещаться вниз, образуя как бы поток (рис. 8.22, А).

Вторым крупным оползневым районом является Черноморское по­бережье. Издавна известны значительные по размерам оползни в райо­не Одессы, на Южном берегу Крыма (рис. 8.22,5), на Кавказе, особен­но на участке Сочи—Сухуми. Причины возникновения оползней раз­личны. Здесь играют большую роль абразионная работа моря, подре­зающая берег, и оползневые накопления, подземные воды, выходящие на разных уровнях, интенсивное выветривание горных пород с накопле­нием по склону мощных продуктов выветривания п структурные усло­вия района. На Черноморском побережье, также как и в Поволжье, развиты различные по типу и возрасту оползни. Следует отметить при этом, что здесь особенно проявляется связь развития оползневых про­цессов с базисом эрозии и его изменением во времени. Г. С. Золотарев и другие исследователи отмечают, что в Крыму, а местами и на Кав­казе ложе древних оползней опускается на 20—30, а иногда и 60 ж ниже уровня моря. •••«*,

Кроме того, оползни встречаются в отдельных местах по долинам рек Днепра (на участках, прилежащих к Киеву), Оки, Печоры, в ни­зовьях Камы, на Москве-реке и в других районах.

Меры борьбы с оползнями. Борьба с оползневыми процессами производится различными способами в зависимости от тех причин, ко­торые вызывают оползни. В отдельных случаях прибегают к уполажи-ваниго крутого склона, т. е. срезают его и придают ему более пологий наклон. Иногда строят у основания склона бетонные подпорные стенки, заглубленные в ненарушенные коренные породы, с засыпкой крупного, хорошо фильтрующего песчано-гравийного материала между стенкой и склоном. Назначение такой засыпки — перехват и отвод подземных вод, поступающих со склона. При защите берегов, интенсивно подмы­ваемых рекой или морем, устраивают струенаправляющпе дамбы, волно­ломы и т. п. В районах, где главной причиной возникновения оползней является увлажнение склона поверхностными водами, стекающими по склону, или подземными водами, применяются противооползневые мероприятия по перехвату и отводу этих вод, т. е. недопущение их к склону. Эти мероприятия называются дренажными и сводятся к устрой­ству нагорных канав (для отвода поверхностных вод) и подземных галерей, предназначенных для перехвата и отвода с угрожаемых участ­ков подземных вод.

ЛИТЕРАТУРА

Гвоздецкий Н. А. Карст. Вопросы общего и регионального карстоведения. М.,

Географгиз, 1954.

Д зенс-Л итовски и А. И. Соляной карст СССР. Л., «Недра», 1966.,Е м е л ь я и е н к о Е. П. О значении подземных вод и процессов эрозии или абразии

в возникновении оползней. Сб. «Вопросы гидрогеологии и инженерной геологии»,

№ 18. М., Госгеолтехнздат, 1959.

Иванов В. В., Н е в р а е а Г. А. Классификация подземных минеральных вод \\

«Недра», 1964. 'Карцев А. А., Вагин С. Б., Басков Е. А. Палеогидрогеология. М., «Недра»

1969. Кисеи н И. Г. Гидродинамические аномалии в подземной гидросфере М «Наука»

1967. ">.| - > <

Климентов П. П. Гидрогеология. М., Госгеолтехиздат, 1955.

Кнорре М. Е., Рагозин И. С. и др. Оползни и меры борьбы с ними. М., Строй -

из дат, 1951.

Короткевич Г. В. Соляной карст. Л., «Недра», 1970. Ломтадзе В. Д. Инженерная геология. Л., «Недра», 1970.

Лыкошин А. Г. Карст л гидротехническое строительство. М., Стройнздат, 1968 Максимович Г. А. Основы карстоведения. Пермь, т. I, 1963, т. II, 1969. Овчинников А. М. Общая гидрогеология. М., Госгеолтехиздат, 1955. Овчинников А. М. Гидрогеохпмия. М., «Недра», 1970. Овчинников А. М. Минеральные воды. М., Госгеолтехиздат, 1963. Оползни и борьба с ними. Ставрополь, 1964.

Сергеев Е. М. и др. Грунтоведение, изд. 3-е. Изд-во МГУ, 1971. Соколов Д. С. Основные условия развития карста. М., Госгеолтехиздат, 1962. Щукин И. С. Общая геоморфология, т. 11. Изд-во МГУ, 1964..Якушева А. Ф. Карст и его практическое значение. М., Географгиз, 1950.