Движение горных пород на склонах рельефа местности

При определенных условиях и под влиянием гравитации, горные породы, слагающие склон, могут прийти в движение. Начинается смещение их вниз по склонам. В результате этого образуются осыпи, курумы, обвалы и оползни

Осыпи. Н а крутых склонах, особенно в горных районах, активно действует процесс физического выветривания. Породы растрескиваются, и обломки скатываются вниз по склонам до места, где склон выполаживается. Так у подножья склонов образуются валы из накопленных продуктов осыпания – глыб, щебня, более мелкие обломки. Характерной особенностью осыпей является их подвижность. Масса обломков нарастает и находится в рыхлом, весьма неустойчивом положении и приходят в движение за счет увеличения общего веса, сильного увлажнения, подрезки нижней части осыпи дорогами, от землетрясений и даже от более мелких сотрясений, возникающих при работе механизмов или движении транспорта.

Курумы. В результате разрушения скальных пород у подошвы склонов скапливаются крупные обломки и глыбы. По своему местоположению обломки чаще всего тяготеют к пологим склонам, что свойственно ложбинам и днищам долин. Каменные россыпи, или курумы, образуют единую массу глыб от вершины до подошвы склона. Особенность курумов – это их передвижение. Масса обломков, огромных глыб постоянно ползет вниз по склону, так как глыбы лежат на глинисто-суглинистом слое.

Обвалы -это обрушение более или менее крупных масс горных пород с опрокидыванием и дроблением. Обвалы возникают на крутых склонах (более 45-50^о) и обрывах естественных форм и рельефа (склоны речных долин, ущелья, побережья морей), а так же в строительных котлованах, траншеях, карьерах. Связаны с трещиноватостью пород, подмывом или подрезкой склонов, избыточным увлажнением пород, перегрузкой обрывов, землетрясениях. В большинстве случаев, обвалы проявляются в периоды дождей, таяния снега, весенних оттепелей.

Оползни – это скользящее смещение горных пород на склонах под действием гравитации при участии поверхностных или подземных вод. Оползни свойственны склонам долин, оврагов, балок, берегам морей, искусственным выемкам. Они разрушают здания и сооружения на самих склонах и ниже их. Для возникновения оползня необходимы определенные условия: высота, крутизна и форма, геологическое строение, свойства пород, гидрогеологические условия.

Крутые склоны (свыше 15^о) более подвержены оползням. Оползни свойственны склонам выпуклой и нависающей конфигурации. Типичными оползневыми породами считаются глинистые образования. Подавляющее количество оползней приурочено к выходам подземных вод.

Суффозионные процессы. При фильтрации подземная вода вымывает из пород составляющие их мелкие частицы. Это сопровождается оседанием поверхности земли, образованием провалов, воронок. Этот процесс выноса частиц называется суффозией. Различают два вида суффозии – механическую и химическую. Основной причиной суффозионных явлений следует считать возникновение в подземных водах значительных сил гидродинамического давления. Суффозионные процессы разделяют на два вида – механическую и физическую. При механической фильтрующая вода отрывает от породы и выносит во взвешенном состоянии целые частицы (глинистые пылеватые, песчаные). При химической вода растворяет частицы породы (гипс, соли, карбонаты).

Карстовые процессы. Это процессы выщелачивания водорастворимых горных пород (известняков, доломитов, гипсов) подземными и атмосферными видами осадков и образования в них различных пустот. Для карстового процесса, в отличие от обычной суффозии, главным является растворение пород и вынос из них веществ в растворенном виде.

Возникновение и развитие карста обусловлено способностью пород к полному растворению, наличием проточной воды и степенью ее минерализации, геологическим строением участка, рельефом местности, трещиноватостью пород, характером растительности, климатом.

Плывунами называют рыхлые водонасыщенные породы, обычно пески, которые при вскрытии различными горными выработками разжижаются, приходят в движение и ведут себя подобно тяжелой вязкой жидкости. Основной причиной проявления у пород плывунных свойств является гидродинамическое давление поровой воды, которое создается в результате перепада (градиента) давления грунтовых вод при вскрытии котлована (траншеи и т. д.)

Просадочные явления в горных породах. Лессовые породы представлены суглинками, реже – супесями. По гранулометрическому составу лессовые грунты подразделяют на супеси, суглинки, глины. Просадочность – явление, характерное для многих лессовых пород. Просадка связана с воздействием воды на структуру пород с последующим ее разрушением и уплотнением под весом самой породы или при суммарном давлении собственного веса и веса объекта. Уплотнение пород приводит к опусканию поверхности земли в местах замачивания водой.

Эрозия

Разрушение горных пород реками называют эрозией. Эрозия осуществляется динамическим воздействием воды на горные породы. К тому же речной поток истирает породы обломками, которые несет вода, да и сами обломки разрушаются и разрушают ложе потока трением при перекатывании. Одновременно вода оказывает на горные породы растворяющее действие. 

На первой стадии эрозии река углубляет свою долину, вырабатывает определенный продольный профиль, стремясь достигнуть максимальной глубины. Обломочный материал почти весь попадает в морской бассейн. Положение профиля зависит от базиса эрозии, под которым понимают уровень моря или каких-либо других бассейнов, куда впадает река (или прекращает свое движение). Дно реки имеет значительный уклон, поток обладает большой скоростью, интенсивно действует донная эрозия. Такая стадия развития типична для горных, т. е. молодых рек. На первой стадии река достигает своей максимальной глубины

На второй стадии река имеет небольшой уклон, скорость потока падает, глубинная эрозия заменяется боковой. Река размывает свои берега, русло долины блуждает. Долины широкие, пологие Обломочный материал в большей своей части оседает в русле. Такие реки находятся в состоянии старости.

Последовательность стадийного развития рек нарушает движение земной коры, которое меняет высотное положение базиса эрозии или верховьев рек. Опускание базиса или поднятие верховья переводит реку на первую стадию развития. Поднятие базиса или опускание верховья приводит к старению реки.

Борьба с эрозией рек

С боковой эрозией борются укреплением берегов с регулированием течения реки. В зависимости от геологического строения берега, характера и места размыва укрепление проводят устройством набережных, подпорными стенками, свободной наброской бутового камня или в фашинных тюфяках, укладкой железобетонных плит и т. д. Хорошо защищает берег струенаправляющие стенки, дамбы и буны. Подводную часть берега следует укреплять каменной наброской и фашинными тюфяками, загруженными камнями, надводную крепят бетонными армированными плитами, подпорными стенками, камнем в плетневых сетках.

Донная эрозия опасна для опор мостов, поэтому они должны иметь достаточное заглубление, следует учитывать движение льда, т. к. заторы могут вызвать резкий подъем воды. Заторы следует разрушать, а в местах их образования заранее производить обваловывание берегов. Сооружения и берега долины следует защищать от паводковых вод земляными дамбами, отсыпкой камня и другими способами.

Химическая суффозия

При фильтрации подземная вода вымывает из пород составляющие их мелкие частицы. Это сопровождается оседанием поверхности земли, образованием провалов, воронок.

Суффозионные процессы разделяют на два вида – механическую и физическую. При химической вода растворяет частицы породы (гипс, соли, карбонаты).

Основной причиной суффозионных явлений следует считать возникновение в подземных водах значительных сил гидродинамического давления. И превышение некоторой критической скорости воды. Как механическая, так и химическая суффозия активно проявляется вблизи поверхности земли при естественном или искусственном изменении гидродинамических условий – формированием воронок депрессии, колебание уровня подземных и поверхностных вод, откачках, дренировании. Суффозионные процессы часто возникают на склонах речных долин и откосах котлованов и берегах водохранилищ при быстром спаде паводковых вод, на орошаемых территориях.

Химическая суффозия может проходить длительное время и выщелачивать не только карбонаты и другие сравнительно легко растворимые вещества, но и кремнезем. При значительном растворении пород химическая суффозия переходит в карстовый процесс.

Борьба с суффозией

При возведении объектов используются различные приемы строительства:

Прорезка фундаментами зданий слоя суффозионного грунта;

Водозащита оснований от проникновения в них атмосферных и технических вод;

Прекращение фильтрации подземной воды устройством дренажей и водонепроницаемых завес;

Отсыпка на основании грунтовых подушек из песка или суглинков;

Предпостроечное рассоление и уплотнение грунтового основания;

Искусственное закрепление массива грунтов методами технической мелиорации (кроме крупнообломочных грунтов, обладающих высокой фильтрационной способностью).