Геологические опасные явления: оползни

Селевые потоки. Сели – это русловые потоки, включающие большое количество обломочного материала (не менее 10–15 % по объему), имеющие плотность в 1,5–2 раза больше плотности воды, движущиеся в виде волны с высотой фронта до 20–40 м и со скоростью до 20–30 м/с (10–100 км/час) и оказывающие давление на препятствие силой до десятков тонн на квадратный метр.
Потенциальный селевой очаг – участок селевого русла или селевого бассейна, имеющий значительное количество рыхлообломочного грунта или условий для его накопления, где при определенных условиях обводнения зарождаются сели. Селевые очаги делятся на селевые врезы, рытвины и очаги рассредоточенного селеобразования.
Селевой рытвиной называют линейное морфологическое образование, прорезающее скальные, задернованные или залесенные склоны, сложенные незначительной по толщине корой выветривания. Селевые рытвины отличаются небольшой протяженностью (редко превышают 500–600 м) и глубиной (редко более 10 м). Угол дна рытвин обычно более 15 °.
Селевой врез представляет собой мощное морфологическое образование, выработанное в толще древних моренных отложений и, чаще всего, приуроченное к резким перегибам склона.

Вид селевого потока определяется составом селеобразующих пород. Селевые потоки бывают: водно-каменными, водно-песчаными и водно-пылеватыми; грязевыми, грязекаменными или каменно-грязевыми; водно-снежно-каменными.
Водно-каменный сель – поток, в составе которого преобладает крупнообломочный материал с преимущественно крупными камнями, в том числе с валунами и со скальными обломками (объемный вес потока 1,1–1,5 т/м3). Формируется в основном в зоне плотных пород.
Водно-песчаный и водно-пылеватый сель – поток, в котором преобладает песчаный и пылеватый материал. Возникает, в основном, в зоне лессовидных и песочных почв во время интенсивных ливней, смывающих огромное количество мелкозема.
Грязевой сель близок по своему виду к водно-пылеватому, формируется в районах распространения пород преимущественно глинистого состава и представляет собой смесь воды и мелкозема при небольшой концентрации камня (объемный вес потока 1,5–2,0 т/м3).
Грязекаменный сель характеризуется значительным содержанием в твердой фазе (галька, гравий, небольшие камни) глинистых и пылеватых частиц с явным их преобладанием над каменной составляющей потока (объемный вес потока 2,1–2,5 т/м3).
Каменно-грязевой сель содержит преимущественно крупнообломочный материала, по сравнению с грязевой составляющей.
Водно-снежно-каменный сель – переходный материал между собственно селем, в котором транспортирующей средой является вода, и снежной лавиной.

При образовании и развитии селей прослеживаются три стадии формирования:
более или менее длительная подготовка на склонах и в руслах горных бассейнов материала, служащего источником для формирования селевых потоков (в результате выветривания горных пород и горной эрозии);
быстрое перемещение скального, потерявшего равновесие материала, с повышенных участков горных водосборов в пониженные по горным руслам в виде селевых потоков;
аккумуляция селевых выносов в пониженных участках горных долин в виде русловых конусов или других форм селевых отложений.
Для образования селевых потоков необходимо наличие:
достаточного количества продуктов разрушения горных пород на склонах бассейна;
достаточного объема воды для смыва или сноса со склонов рыхлого твердого материала и последующего его перемещения по руслам;
крутого уклона склонов и водотока.

Классификация селей. По составу переносимого твердого материала селевые потоки принято различать следующим образом:
грязевые потоки, представляющие собой смесь воды и мелкозема при небольшой концентрации камней (объемный вес потока 1,5-2,0 т/м3);
грязекаменные потоки, представляющие собой смесь воды, мелкозема, гальки, гравия, небольших камней; попадаются и крупные камни, но их немного, они то выпадают из потока, то вновь начинают двигаться вместе с ним (объемный вес потока 2,1-2,5 т/м3);
водо-каменные потоки, представляющие собой смесь воды с преимущественно крупными камнями, в том числе с валунами и со скальными обломками (объемный вес потока 1,1-1,5 т/м3).
Селевые потоки подразделяются по характеру их движения в русле на связные и несвязные.
Связные потоки состоят из смеси воды, глинистых и песчаных частиц. Раствор имеет свойства пластичного вещества. Поток как бы представляет единое целое. В отличие от водного потока он не следует изгибам русла, а разрушает и выпрямляет их или переваливает через препятствие.
Несвязные (текущие) потоки движутся с большой скоростью. Отмечается постоянное соударение камней, их обкатывание и истирание. Поток следует изгибам русла, подвергая его разрушению в разных местах.
Сели классифицируются и по объему перенесенной твердой массы или, иначе говоря, по мощности, и делятся на три группы:
мощные (сильной мощности) – с выносом к подножью гор более 100 тыс. м3 материалов, бывают один раз в 5–10 лет;
средней мощности – с выносом от 10 до 100 тыс. м3 материалов, бывают один раз в 2–3 года;
слабой мощности (маломощные) – с выносом менее 100 тыс. м3 материалов, бывают ежегодно, иногда несколько раз в году.

Инженерно-технические мероприятия по защите от селей и лавин.
Для защиты населения при непосредственной угрозе и во время схода селевого потока необходимы следующие мероприятия:
заблаговременная эвакуация населения транспортом;
заблаговременная эвакуация населения пешим порядком;
экстренная эвакуация населения;
укрытие населения на верхних этажах зданий, сооружений, незатапливаемых участках местности;
спасательные и другие неотложные работы;
оказание экстренной и другой неотложной медицинской помощи.
Последствия воздействия селевых потоков на различные объекты

Оползни
Оползень – это смещение на более низкий уровень части горных пород, слагающих склон, в виде скользящего движения в основном без потери контакта между движущимися и неподвижными породами.
Оползни возникают на каком–либо участке склона или откоса из-за нарушения равновесия пород, вызванного следующими причинами:
увеличением крутизны склона в результате подмыва водой;
ослаблением прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками и подземными водами;
воздействием сейсмических толчков;
строительством и хозяйственной деятельностью, проводимыми без учета геологических условий местности, и др.
По влажности оползни бывают:
сухие, не содержащие влаги;
слабовлажные, содержащие немного несвободной воды, обусловливающей пластичность и текучесть грунта;
влажные, содержащие достаточно воды, чтобы частично обладать текучестью;
очень влажные, содержащие достаточно воды для жидкого течения на голых склонах.

Классификация оползней.
По механизму оползневого процесса выделяются оползни: сдвига, вязкопластические, гидродинамического выноса, внезапного разжижения, сложные (комбинированные).
По мощности оползневого процесса (по массе горных пород, вовлекаемой в процесс) оползни бывают:
малые – до 10 тыс. м3;
средние – от 11 до 100 тыс. м3;
крупные – от 101 до 1000 тыс. м3;
очень крупные – свыше 1000 тыс. м3.
Оползни, образующиеся на естественных склонах и в откосах выемок, подразделяют на группы.

Группа 1.
Структурные оползни (структура – однородные связные глинистые породы: глины, суглинки, глинистые мергели).
Причины образования: чрезмерная крутизна склона (откоса); перегрузка верхней части склона различными отвалами и инженерными сооружениями; нарушение целостности пород склона траншеями, нагорными канавами или оврагами; подрезка склона у его подошвы; увлажнение подошвы склона.
Характерные места (условия) возникновения оползней: в искусственных земляных сооружениях с крутыми откосами; в выемках, образующихся в однородных глинистых грунтах на водораздельных участках возвышенности; в глубоких разрезах для открытой разработки месторождений полезных ископаемых; в насыпях, отсыпанных такими же породами при переувлажнении почвенно-растительного слоя и глинистых пород, залегающих у дневной поверхности.

Группа 2.
Контактные (соскальзывающие) оползни – связные глинистые породы, залегающие в виде пластов с хорошо выраженными плоскостями напластования (глины, суглинки, мергели, неплотные известняки, некрепкие глинистые сланцы, лесс, лессовидные суглинки и др.).
Причины образования: чрезмерно крутое падение слоев; перегрузка склона отвалами или различными земляными сооружениями; нарушение целостности пород на склоне траншеями или нагорными канавами; подрезка склона; смачивание плоскостей напластования (контактов) подземными водами.
Характерные места (условия) возникновения оползней: на естественных склонах возвышенностей и долин рек (на косогорах); в откосах выемок, состоящих из слоистых пород, у которых падение слоев направлено в сторону склона или к выемке.
В зависимости от высоты расположения поверхности скольжения над подошвой склона (откоса, выемки) и его крутизны оползни могут переходить в обвалы с последующим их опрокидыванием у нижнего края поверхности скольжения.

Срезающие (скалывающие) оползни.
Причины образования: те же, что и при контактных оползнях, но в условиях более глубоких нарушений горных пород тектоникой и трещинами.
Характерные места (условия) возникновения оползней: на склонах возвышенностей и долин рек, сложенных слоистыми породами, залегающими горизонтально или с уклоном в сторону, противоположную склону. При оползнях в движение одновременно приходят целые группы пластов.
Структурно–пластические (оползни выдавливания).
Причины образования: неравномерная разгрузка горных пород, залегающих над пластическими глинами (на каналах, в выемках, в долинах рек, в берегах морей и озер); перегрузка склонов (откосов) отвалами и сооружениями; увлажнение грунтов в основании склонов (откосов).
Характерные места (условия) возникновения оползней: в основании плотных пород залегают мягкие пластичные глины; в верхней части склона на поверхности земли (оползневые террасы – уступы с глубокими трещинами); у подошвы склона (выдавленные породы взбугриваются в виде отдельных холмов или сплошного вала).

Группа 3.
Суффозионно-структурные оползни – связные глинистые породы, залегающие в чередовании с пластами и линзами водоносного песка.
Основные причины образования оползней – вынос пылеватых и песчаных частиц породы подземными водами: при спадах приливов и отливов морей; при интенсивном оттаивании коры зимнего промерзания; при прорыве пород водоносного горизонта, сцементированных солями, выделяющимися из подземных вод у дневной поверхности склонов; при обводнении песчаных пород на склоне за счет атмосферных осадков и хозяйственных вод.
Характерные места (условия) возникновения: на склонах возвышенностей или в откосах выемок, сложенных плотными глинами или тяжелыми суглинками и моренными глинами, залегающими в чередовании с пластами и линзами водоносного песка. Смещение земляных масс происходит по слою разжиженного песка без ярко выраженной поверхности скольжения в основании склона. Оторвавшиеся массы земли движутся скачками, иногда с очень большой скоростью.

Суффозионно-пластические оползни.
Основные причины образования: те же, что и при образовании суффозионно-структурных оползней; интенсивное выветривание горных пород на склонах с образованием усадочных трещин на поверхности земли; увлажнение и разупрочнение горных пород при промерзании и оттаивании.
Характерные места (условия) возникновения: такие же, как и суффозионно-структурных; смещение земляных масс происходит, как правило, при слабо выраженной поверхности отрыва смещающейся массы от основного массива земли.
Суффозионно-просадочные оползни.
Причины образования: те же, что и при образовании просадочных оползней; вынос подземными водами пылеватых и песчаных частиц из основания (подошвы) лессовых пород.
Характерные места (условия) возникновения: те же, как и просадочных оползней.

Группа 4.
Оползни в земляных плотинах и оползни железнодорожных насыпей.
Оползни в земляных плотинах и автодорожных насыпях встречаются редко и ничем не отличаются от оползней железнодорожных насыпей. Наиболее часто такие оползни встречаются на Северном Кавказе. Часто именно они являются причиной ограничения скорости движения поездов и перерывов в железнодорожном движении. Железнодорожные насыпи представляют искусственные земляные сооружения.
Прочность и устойчивость их зависит от: геологического строения и гидрогеологических условий основания; материала, из которого они отсыпаются (состава и состояния грунтов); условий и способов отсыпки насыпи; от очертания их поперечного профиля.