Описание оползней

Оползни и овражная эрозия в городах России известны давно, но в последние десятилетия их опасность резко увеличивается вследствие роста градостроительства, усиления процессов подтопления, создания водохранилищ. Существенный ущерб оползни наносят Нижнему Новгороду, Чебоксарам, Казани, Ульяновску, Вольску, Саратову, Волгограду, Москве, Калуге, Рязани, Кашире, Полтаве и другим городам.

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. Движение оползня начинается вследствие нарушения равновесия склона и продолжается до достижения нового состояния равновесия.

Перемещения значительной массы породы, вызванные оползнями, могут приводить к катастрофическим последствиям и приобретать характер стихийного бедствия. Оползни могут разрушать отдельные объекты и подвергать опасности населенные пункты, губить сельскохозяйственные угодья, создавать опасность при эксплуатации карьеров, повреждать коммуникации, туннели, трубопроводы, телефонные и электрические сети, угрожать водохозяйственным сооружениям (плотинам).

Оползень представляет собой скользящее смещение масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Это, как правило, большие блоки пород, перемещающиеся вниз по склону единым «телом». «Подошва» оползня сползает по насыщенному водой слою, если склон состоит из переслаивающихся пород, или по трещине. Поэтому весной и после продолжительных дождей оползни «оживают».

Скорости движения оползней различны. Если они невелики, т. е. оползень движется от вершины до основания склона десятки лет, то растущие на нем деревья постепенно приспосабливаются к нарастающему перекосу поверхности и искривляются. При быстром смещении рост деревьев продолжается в наклонном положении, за что они и получили название «пьяный лес». Оползни следует отличать от обвалов. Обвал – это почти мгновенное событие, происходящее в течение секунд, тогда как оползни движутся гораздо медленнее (например, несколько метров в сутки), но могут происходить и быстро – со скоростью сотен метров в минуту, как, например, в Киргизии в 1994 г.

На месте обрыва оползня остается оползневой цирк – чашеобразное углубление с уступом в верхней части – стенкой срыва. При движении оползень может толкать перед собой рыхлые породы, из которых у подножья склона образуется оползневый вал. Нижние части склона покрываются или буграми или ступенями. Мелкие поверхностные оползни – оплывины – чаще всего бывают в рыхлых породах. На образование оползней оказывает влияние множество факторов, в том числе климатический, гидрогеологический, сейсмотектонический, антропогенный и др. На образование оползней влияют также такие факторы, как абсолютная высота, экспозиция склона, удаленность от зон региональных тектонических разрушений.

С абсолютной высотой в горах связано количество выпадающих осадков, которое увеличивается с увеличением абсолютной высоты, в то время как температура воздуха снижается. Соответственно, с возрастанием высоты увеличивается вероятность образования оползней. На абсолютные высоты от 800 до 1000 м приходится в горах 9,2 % всех оползней, от 1000 до 1700 м – 90,9 % оползней.

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.

Оползнеопасными территориями следует считать склоны и примыкающие к ним участки плато и террас, где оползни развиваются или могут возникнуть вследствие увеличения интенсивности воздействия антропогенных или естественных факторов. Оползни могут происходить на всех склонах, начиная с крутизны 19°. Однако на трещиноватых глинистых грунтах оползни могут начаться и при крутизне склона 5–7°. Для этого необходимо лишь избыточное увлажнение горных пород. Оползни могут сходить в любое время года. Однако оползневые смещения приурочены, в основном, к определенным сезонам. Большинство оползней в Азербайджане возникает в весенне-летний период (май – июнь), который характеризуется благоприятными условиями увлажнения склонов гор, а также с сентября по май – из-за обильного выпадения осадков и незначительного их испарения.

Оползни возникают, когда потеряна устойчивость грунтов или горных пород на склонах; когда на склоне залегают глинистые породы, служащие своеобразной смазкой, особенно если они сильно увлажнены. В этом случае уменьшаются силы сцепления между мельчайшими частицами глины, и массивы глинистых пород теряют прочность. Поэтому оползни энергично развиваются весной или во время летних дождей, а на берегах морей – после сильных штормов, когда волны подрезают берег. Оползни часто происходят в Поволжье – в Саратовской области, в районе Волгограда; на берегах Дона, Цимлянского водохранилища, в долине Кубани, во многих районах Сибири. Южный берег Крыма – это почти сплошные оползневые массивы, ежегодно «ломающие» шоссейные дороги, угрожающие жилым домам и промышленным сооружениям.

Иногда оползни происходят внезапно и нередко скорость движения очень велика – 10 м/с и более.

Поскольку процесс оползания – это скольжение массы горных пород по какой-то поверхности, поэтому у любого оползня всегда выделяют оползневое тело, которое двигается, и поверхность скольжения, по которой оно двигается. Поверхность скольжения обычно имеет вогнутую форму. Фронтальная (передняя) часть оползня сминается в складки, в ней образуются бугры и валы, а тыловая часть, соскользнувшая и оторвавшаяся от склона, обнажает, как правило, вертикальную стенку, так называемый надоползневый уступ. Простые оползни, которые вызваны однократным скольжением массы пород, наблюдаются редко. Чаще всего оползневые массивы формируются длительное время, и в их пределах процесс оползания повторяется неоднократно, в результате чего возникают бугристые сложные склоны, как, например, на Воробьевых горах около Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. Крутой склон, обращенный к Москве-реке, имеет неровный, бугристый рельеф, образовавшийся в результате неоднократного сползания его верхней части.

При образовании оползней вода, проникая вглубь горных пород, особенно глинистых, заполняет поры между частицами, уменьшает сцепление этих частиц и увеличивает вес породы. Если там, где залегают глинистые породы, имеется хотя бы небольшой уклон или существует крутой откос, то набухшие породы под действием силы тяжести придут в движение и поползут. Точно также на глинистые породы воздействуют и подземные воды. Иногда они, вымывая рыхлые отложения в таких породах, например, пески, приводят к неустойчивости толщи пород, расположенных выше, и эти породы сползают. Примерно так образуются оползни в районе Волгограда, особенно весной, когда в реке поднимается уровень воды. Тогда вода накапливается в слое песка, наклоненном к берегу и лежащим на глинистой толще. Когда уровень паводковых вод уменьшается, вода уходит и из песчаного пласта, унося с собой частицы песка, в совокупности составляющего тысячи тонн. После этого сцепление лежащей выше толщи глин с пластом песка уменьшается, и глины ползут в Волгу.

Оползни нередко развиваются также вдоль морских побережий под воздействием прибоев, течения рек, впадающих в море, выходов подземных вод. Быстрое изменение очертаний берегов и развитие в их уступах оползней характерно для вновь созданных обширных водохранилищ.

Главное в предупреждении оползней – не нарушать естественных условий равновесия, сложившихся за сотни лет в конкретном месте. Если оползень уже начал двигаться, необходимо отвести от него воду, для чего создаются специальные канавы, валы и другие дренажные сооружения. Можно делать и подземные водостоки, которые также отведут воду, циркулирующую в породах на некоторой глубине. Иногда оползневое тело, как гвоздями, «прибивают» к склону большими бетонными сваями – шпильками, закрепляя его. Чтобы остановить оползень, уменьшают крутизну опасного склона, срезав его верхнюю часть, а можно и заморозить грунт. Иногда в теле оползня сооружают штольню и зажигают там какое–либо горючее вещество. Тогда от жары глина высыхает, становится прочной и создает жесткий барьер, предотвращающий оползание.

При землетрясении 1949 г. в Таджикистане колоссальная грязекаменная лавина засыпала часть районного центра Хаит вместе с обитателями. Никакие бульдозеры и экскаваторы не смогли потом откопать людей.
В результате погибло около 15 тыс. человек. Самое большое число жертв в ХХ в. от оползней, возникших в результате землетрясений, относится к 1920 г., когда в центре Северного Китая, где холмогорья покрыты рыхлыми лессовыми породами, землетрясение погубило свыше 200 тыс. людей, причем половина погибла под оползнями.